Three-dimensional ultrasonic probes being applied to the medical imaging can be grouped into three depending on the scanning methods, which are a mechanical type system, a free-hand system, and 2D phased arrays system. A mechanical type scanner uses a mechanically driven transducer to acquire series of 2D plane images. By integrating these images, a 3-D medical image can be constructed. A motor driving mechanism is a conventional choice for mechanically driving a transducer assembly which picks the raw ultrasonic images up. In this paper we attempt to design a 3D ultrasonic probe which has a operating mechanism of s tilting 3-D scanning. The motion of a transducer assembly of the ultrasonic probe is analytically modelled. We propose a selection procedure for the diameter of a wire rope driving the transducer assembly and the size of torsional spring which gives an initial tension to wire ropes.
본 논문에서는 저항 부하를 갖는 소형 다이폴을 이용하여 3축 등방성 전기장 측정 프로브를 설계하였다. 특히, 상용 저항소자와 PCB를 이용함으로써 상용화에 장점이 있다. 설계된 전기장 측정 프로브는 저항 부하로 인한 광대역 특성으로 100 kHz에서 3 GHz까지의 광대역 특성을 갖는다. 제작 결과 광대역에 걸쳐 ${\pm}0.39dB$ 이내의 등방성 특성, 0.1 V/m의 수신감도 특성, 3 dB 이내의 주파수 응답 특성을 얻었다. 특히 250 kHz에서 3 GHz까지의 주파수 응답 특성은 ${\pm}1.4dB$의 우수한 특성을 보여 기존 전기장 프로브에 비해 우수한 특성 개선을 보였다.
A new mechanical probe for 3-D feature measurement on coordinate measuring machines (CMMs) is presented. The probe is composed of the contact stylus and the three-component force sensor. With the stylus mounted on the force sensor, the probe can not only measure 3-D features, but also detect contact force acting on the stylus tip. Furthermore, the probing direction and the actual contact position can be determined by the relationship among three components of contact force to be detected. In this paper, transformation matrix representing the relationship between the external force acting on the stylus tip and the output voltages of measurement gauges is derived and calibrated. The prototype of probe is developed and its availability is investigated through the experimental setup for calibration test of the probe. A series of experimental results show that the proposed probe can be an effective means of improving the accuracy of touch probing on CMM.
Touch trigger probes are widely used for inspection purposed in the CMM(Coordinate meauring machine) or machine tool. The errors introduced by measurement probe are fairy systematic, thus can be calibrated and compensated properly. This paper presents a technique for the error calibration and compensation of the probe errors, which can be easily applicable to the manufacturers and users of the measurement probe. The probe coordinate system is defined for the probe error assessment, and a reference sphere ball is measured, and the probe errors are calibrated. The calibrated probe errors are represented in the 3D error map and 2D error map along probing direction. Detail algorithms for the error compensation are proposed.
There are increasing demands from the industry for intelligent robot-calibration solutions, which can be tightly integrated to the manufacturing process. A proposed solution can simplify conventional robot-calibration and teaching methods without tedious procedures and lengthy training time. iGPS(Indoor GPS) system is a laser based real-time dynamic tracking/measurement system. The key element is acquiring and reporting three-dimensional(3D) information, which can be accomplished as an integrated system or as manual contact based measurements by a user. A 3D probe is introduced as the user holds the probe in his hand and moves the probe tip over the object. The X, Y, and Z coordinates of the probe tip are measured in real-time with high accuracy. In this paper, a new approach of robot-calibration and teaching system is introduced by implementing a 3D measurement system for measuring and tracking an object with motions in up to six degrees of freedom. The general concept and kinematics of the metrology system as well as the derivations of an error budget for the general device are described. Several experimental results of geometry and its related error identification for an easy compensation / teaching method on an industrial robot will also be included.
Understanding the structure-property relationship in functional materials is crucial as microstructural features such as nano-precipitates, phase boundary, grain boundary segregation, and grain boundary phases play a key role in their functional properties. Atom probe tomography (APT) is an advanced analytical technique that allows for the three-dimensional (3D) mapping of atomic distributions and the precise determination of local chemical compositions in materials. Moreover, it offers sub-nanometer spatial resolution and chemical sensitivity at the tens of parts per million (ppm) level. Owing to its unique capabilities, this technique has been employed to uncover the 3D elemental distributions in a wide range of materials, including alloys, semiconductors, nanomaterials, and even biomaterials. In this paper, various kinds of examples are introduced for elucidating structure-property relationships on functional materials by utilizing the atom probe tomography.
This paper proposed efficient manufacturing system using the OMM (on-machine measurement) system. The OMM system is software based 3D modeler for inspection on machine and it is interfaced tool machine with RS232C. The software is composed of two inspection modules that one is touch probe operating module and the other is laser displacement sensor operating module. The module for touch probe has need of inspection feature that extracted it from CAD data. Touch probe moves to workpiece by three operating modes as follows: manual, general and automatic mode. The operating module of laser displacement sensor is used inspection for profile and very small hole. An Advantage of this inspection method is to be able to execute on-line inspection during machining or after it. The efficiency of proposed system which can predict and definite the machining errors of each process is verified, so the developed system is applied to inspect the mold-base(cavity, core).
임상에서 정확한 진단을 위해 양질의 초음파 영상을 얻는 것은 중요하다. 본 연구에서는 초음파 진단기의 주파수와 동적 영역(dynamic range, DR) 설정 및 프로브 유형에 따른 초음파 영상의 변화를 관찰하였다. 실험에서 고형 및 낭성 종괴 병변과 유사한 초음파 평가 팬텀(539,551, ATS, USA)의 6가지 LCS(low contrast sensitivity) 표적(-15, -6, -3, +3, +6, +15 dB)에 대한 영상을 대상으로 평가하였다. 초음파 영상은 볼록형(convex, C3-7IM) 및 선형(linear probe, L5-12IM) 두 가지 탐촉자(Probe)에 대해 SA-9900(Medison Ltd, Korea)을 이용하여 얻었다. 주파수는 4가지 방식(gen, pen, res, harmonic), 동적영역은 $40{\sim}100\;dB$ 범위에서 설정을 변화하면서 영상을 취득하였다. 취득한 영상의 질은 표적의 명목상 LCS 값과 영상에서 측정된 LCS을 비교하여 평가 하였다. 실험 결과 볼록형 탐촉자의 경우, 각 LCS 표적에 대해 주파수 방식 별로 동적영역 값을 40, 60, 80, 100 dB로 변화할 때, 초음파 영상의 질은 유의한 변화가 없었다. 그러나 낭종성 병변에 가까운 LCS 표적 -15 dB에서는 동적영역 60 dB과 하모닉 주파수 방식에서 LCS 값이 높게 나타났다. 선형 프로브에서는 -15 dB LCS 표적에서 동적영역 40 dB, 하모닉 방식에서 명목상 값에 근접하였다. LCS관점에서 정량화된 영상의 평가의 한계와 주관적인 평가 즉 심리적인 관점에서의 ROC(Receiver Operating Characteristic) 평가의 필요성에 대해 토의하였다.
원격진료를 요하는 응급현장에서 사용을 위하여 1차원 배열 탐촉자를 손으로 조작하는 동안 변하는 방사빔의 위치를 추적하여 정적인 3차원 초음파영상을 구성하였다. 탐촉자에 고정된 모션센서의 병진운동 및 회전운동에 대한 정보를 기준직교좌표계로 변환하는 이론적 모델을 제시하였으며, 신호 증폭과 시리얼 통신을 위한 인터페이스 용도의 모듈을 상용의 센서를 사용하여 제작하였다. 실리콘 퍼티로 제작된 시험용 팬텀에 대한 B-모드의 동영상과 센서의 신호를 동기화하여 기록하였다. 동영상으로부터 주기적으로 추출한 B-모드 영상과 각 영상내의 픽셀 각각의 그레이 레벨을 이용하여 3차원 복셀의 그레이 레벨을 재구성하였다. 이 복셀의 데이터를 이용하여 3차원 영상과 임의단면의 B-모드 방식의 2차원 영상을 구성하였으며, 이 영상들은 시험용 팬텀의 형상과 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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