• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.211-218
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• 1999

This paper describes the application of a coupled finite element-boundary element method (FE-BEM) to obtain the steady-state response of a piezoelectric transducer. The particular structure considered is a PZT4 disc-typed projector. The projector is three-dimensionally simulated to transduce applied electric charge on axial surfaces of the piezoelectric disc to acoustic pressure in air or in water. The directivity pattern of the acoustic field formed from the projected sound pressure is also simulated. And the displacement of the disc caused by the externally applied electric charge is shown in temporal motion. The coupled FE-BE method is described in detail.

• 한국음향학회지
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• 제34권5호
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• pp.351-359
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• 2015

통상의 수중 음향 트랜스듀서는 음압의 크기만 측정할 뿐, 외부에서 들어오는 음향 신호의 방향은 파악할 수 없는 한계가 있다. 이에 본 논문의 저자들은 Tonpilz 트랜스듀서를 바탕으로 단일체로서 음압의 크기와 방향을 동시에 탐지해 낼 수 있는 새로운 벡터 센서구조를 제안하였다. 제안된 구조에는 압전세라믹 링이 4등분되어 있으며, 외부 음압에 대한 각 세라믹 조각의 출력전압을 적절히 조합하면 음원의 방향을 파악할 수 있는 특징을 가진다. 본 논문에서는 이러한 구조를 가지는 Tonpilz 벡터센서를 제작하고 그 특성을 실험적으로 측정하여, 제안된 구조의 타당성을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제35권5호
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• pp.403-409
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• 2016

전방향 센서를 이용하는 선배열 센서의 경우, 음원의 방향이 원추각의 형태로 결정되어지므로 좌 우 구분모호성이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 운용적인 방법과 센서 배열의 구조적인 방법에 대한 연구가 진행되었다. 최근에는 음향 벡터 센서 기반의 연구가 이루어지고 있으며, 본 논문에서는 음향 벡터 센서 기반의 빔형성 기법에서 발생하는 센서 배열의 뒤틀림에 따른 좌 우 구분 성능에 대하여 분석하였다. 음향 벡터 센서는 하나의 전방향 센서와 세 개의 지향성 센서로 구성되며, 세 개의 지향성 센서는 서로 수직 방향의 속도성분을 측정한다. 이때 센서 배열의 뒤틀림에 따른 지향성 센서 축의 정보가 정확하지 않으면 잘못된 방향의 신호를 인가하여 빔형성 기법의 성능저하가 나타난다. 따라서 센서 배열의 뒤틀림에 따른 좌 우 구분 성능저하를 분석하고 보상을 통한 빔형성 기법의 성능향상을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권7호
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• pp.626-633
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• 2012

In this paper, sound pressure sensitivity of the fiber optic acoustic sensor according to sensor direction and mandrel material were investigated experimentally. Three different directions were selected as stand, lay, and hole. Hollow cylinder type mandrel dimension is 30 mm in outer diameter, 45 mm in length, and 2 mm in thickness, and about 50 m optical fibers were wounded on the surface of the mandrel. Non-directional sound speaker was used as a sound source. Sagnac interferometer and single mode fiber, a laser with 1,550 nm in wavelength, $2{\times}2$ coupler were used. Based on the experimental results, lay direction's sensitivity is the highest in the frequency range of 2 kHz~4 kHz. 'PTFE+carbon' material is more sensitive than PTFE in the frequency range of 5 kHz~20 kHz. Sound pressure detection sensitivity depends on the mandrel direction and material under certain frequency.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권10호
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• pp.1738-1746
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• 2004

When there are low signal to noise relationships or low coherences between measured pressure and a reference sensor, a pressure field measured and estimated by NAH (Nearfield Acoustic Holography) becomes noisy on the hologram and source planes. This paper proposes a method to obtain the high coherent de-noised pressure signals from low coherent noisy ones by combining a wavelet algorithm with NAH. The proposed method obtains the de-noised field from acoustic fields on a noise source plane reconstructed through backward propagation of NAH. Thus this method does not need high coherent pressure signals on the hologram surface while the conventional nearfield acoustic holography requires high-coherent signals. The proposed method was verified by numerical simulation using noisy signals, composed of original signals and imposed noises distributed on the hologram surface.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권3호
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• pp.280-284
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• 2003

사용하지 않은 새 금속 압력용기에 대하여, 사용 전 음향방출시험을 수행할 때 장비점검, 탐촉자간 거리, 탐촉자 위치, 전 측정 시스템 점검, 가압방법, 잡음 제거법 및 시험 결과의 평가 등에 대한 절차를 수립하고 현장 응용시험이 수행되었다. 일반적으로 음향방출 시험은 많은 잡음을 포함하는데 시험동안 관찰결과를 기록하여 평가 시 시간 필터링함으로서 잡음을 제거할 수 있었다.

• 전기학회논문지
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• 제56권8호
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• pp.1430-1435
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• 2007

We developed a 440MHz surface acoustic wave (SAW) microsensor integrated with pressure-temperature sensors and ID tag. Two piezoelectric substrates were bonded, in which ${\sim}150\;{\mu}m$ cavity was structured. Four sides were completely sealed by JSR photoresist (PR). Pressure sensor was placed on the top substrate, whereas ill tag and temperature sensor were placed on the bottom substrate. Using network analyzer, the developed microsensor was wirelessly tested. Sharp reflection peaks with high S/N ratio, small signal attenuation, and small spurious peaks were observed. All the reflection peaks were well matched with the coupling of mode (COM) simulation results. With a 10mW RF power from the network analyzer, a ${\sim}1$ meter readout distance was observed. Eight sharp ON reflection peaks were observed for ID tag. Temperature sensor was characterized from $20^{\circ}C$ to $200^{\circ}C$. A large phase shift per unit temperature change was observed. The evaluated sensitivity was ${\sim}10^{\circ}/^{\circ}C$.

• 소음진동
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• 제8권6호
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• pp.1023-1029
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• 1998

When one attempts to construct a hologram. one finds that there are many sources of measurement errors. These errors are even amplified if one predicts the pressures close to the sources. The pressure estimation errors depend on the following parameters: the measurement spacing on the hologram plane. the prediction spacing on the prediction plane. and the distance between the hologram and the prediction plane. This raper analyzes quantitatively the errors when these are distributed irregularly on the hologram plane The sensor mismatch and inaccurate measurement location. position mismatch. are mainly addressed. In these cases. one can assume that the measurement is a sample of many measurement events. The bias and random error are derived theoretically. Then the relationship between the random error amplification ratio and the parameters mentioned above is examined quantitatively in terms of energy.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1997년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관; 6 Nov. 1997
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• pp.445-450
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• 1997

Optimal design of a piezoelectric smart structure is studied for cabin noise control. A cubic shaped acoustic cavity with a flat plate which covers one side is taken as the problem. The sensor signal is returned to the actuator through a negative gain. The acoustic cavity is modeled using the modal approach which represents the pressure fields in the cavity as a sum of mode shapes of the cavity with unknown coefficients. By using orthogonality of the mode shapes of the cavity, finite element equation for the structure with the influence of the acoustic cavity is derived. The objective function is the average pressure at a certain region, so-called silent zone, in the cavity and the design variables are the locations and sizes of the piezoelectric actuator and sensor. The optimal design is performed at several frequencies and the results show a remarkable noise reduction.

• 재활복지공학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.133-141
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• 2017

하이브리드 음향센서 (hybrid acoustic sensor)는 음압 기반의 음향센서 (ECM)와 진동 기반의 가속도 센서(acceleration sensor)가 접목된 구조이다. 이는 음향센서의 저주파 대역 감도와 가속도 센서의 고주파 대역 감도를 결합하여 저주파에서 고주파 대역까지 광범위하게 음향을 포집할 수 있다. 본 논문에서는 하이브리드 음향센서에 사용되는 가속도 센서를 제안하였다. 가속도 센서는 음향신호에 의해 발생되는 고막의 진동을 포집한다. 제안된 가속도 센서의 사이즈는 고막의 해부학적 구조와 음향센서인 ECM의 규격을 고려하여 직경 3.2 mm로 결정하였다. 그리고 하이브리드 음향센서가 고감도 광대역 특성을 가지도록 하기 위해서는 가속도 센서의 공진 주파수는 3.5 kHz 부근에서 생성되는 것을 목표로 하였다. 가속도 센서를 구성하는 진동막은 수학적 모델과 유한요소 해석을 통하여 기하학적 구조를 도출하였다. 이를 바탕으로 화학적 식각공정을 이용하여 진동막을 제작하였다. 그리고 제작된 진동막의 주파수 특성을 확인하기 위하여 외력에 의한 진동 측정 실험을 수행하였고, 실험 결과 진동막의 기계적 공진은 3.4 kHz에서 발생되었다. 그러므로 제안한 가속도 센서는 하이브리드 음향센서에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.