• 전자공학회논문지
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• 제52권11호
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• pp.156-163
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• 2015

국내에서 개발된 단일모드 균일한 단주기형 광섬유 격자소자(FBG: Fiber Bragg Grating)를 이용하여, 수중에서 음파를 검출할 수 있는 FBG 일체형 Transducer를 설계 및 제작하였다. 이를 통하여 신호검출 시스템구성 시, 최근 제작된 Hopper WDM(특허번호 제10-1502954)을 이용하여 수중에서 다중점신호검출과 지향성 연구를 한 결과, 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 모두 지니고 있을 뿐만 아니라, Sensor Arm 구성이 간단하여 실용화에 큰 장점을 지니고 있다. 제작된 FBG 일체형 트랜스듀서는 30 Hz~2.5KHz 범위에서 주파수 검출이 가능하고, 최적의 공진조건 주파수는 1.2KHz로 나타났다. 또한, 이를 이용한 수중에서 넓은 영역에 대한 다중점 신호 검출을 구현하기 위하여, WDM(Wavelength Division Multiplexing) 방법과 Passive band-pass filter system을 이용하여 FBG Hydrophone Arrays System을 구축하고, 2개의 FBG 일체형 Transducers에서 주파수 200Hz~1.3 KHz대까지 다중점 수중 음파 신호 검출을 성공 하였다. 아울러, 음원의 방향과 각도에 따라 검출된 신호의 세기가 변화되므로 음원의 물체에 대한 방향성 검출이 가능함으로서, 향후 FBG Hydrophone의 실용화 연구에 새로운 기틀을 마련하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.225-226
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• 2009

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.807-818
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• 2020

본 연구에서는 산림유역의 소류사 유출량을 산정하기 위해 음향센서를 이용한 하이드로폰을 사용하였다. 하이드로폰의 수로실험과 현장실험을 통해 반응 특성을 분석하고 정량적 소류사 유출량을 산정하여 실측된 유출량과 비교·분석하였다. 하이드로폰 반응은 유량 변화에 따라 펄스값이 변하였지만 모래에는 반응하지 않았다. 입자 크기와 무게에 따라서 펄스값이 다르게 나타났는데 크기와 무게에 따라 적합한 반응을 나타내는 특정 채널이 있었다. 또한 무게와 부피 변화에 따른 반응도 적합하게 나타났지만 특히, 무게 추정에 적절한 것으로 분석되었다. 현장에 설치된 하이드로폰에 대해서 자동충격전달 장치를 이용하여 채널별 반응 특성 분석으로 센서의 정상작동 여부 및 채널별 출력값의 적합성을 확인하고 소류사 유출량 산정을 위해 적합한 채널을 선정하였다. 하이드로폰 펄스와 평균유량을 이용하여 소류사 유출량 산정식을 개발하고 개발된 식과 현장에 실측된 유출량과 비교한 결과 전체적으로 실측값과 유사하게 나타났다. 하이드로폰을 산림유역의 소류사 모니터링에 활용한다면 유출되는 소류사량의 무게를 정량적이고 지속적으로 산정하는데 효율적인 것으로 검토되었다. 국내 산림유역에서 음향센서가 내장된 하이드로폰을 이용하여 소류사 등 토사유출 모니터링에 활용성을 검증함으로써 관련 분야의 연구 및 기술개발 증진에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2004년도 대한지구물리학회.한국지구물리탐사학회 공동학술대회 초록집
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• pp.232-237
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• 2004

Anatahan Volcano in the Commonwealth of the Northern Mariana Islands (CNMI) erupted for the first time in recorded history on 10 May 2003. The underwater acoustic records of earthquakes, explosions, and tremor produced during the eruption were recorded on a sound-channel hydrophone deployed in February 2003. Acoustic propagation models show the seismic to acoustic conversion at Anatahan is particularly efficient, aided by the slope of the seamount toward the hydrophone. The hydrophone records confirm the onset of earthquake activity at 01:53Z on 10 May, as well as the onset (at ${\~}$06:20Z) of continuous, low-frequency (5-40 Hz) acoustic energy that is likely volcanic tremor related to magma intrusion. The hydrophone recorded a total of 458 earthquakes associated with the eruption. To predict the character of acoustic signals generated from Anatahan, we developed a moment-tensor representation of a volcano-seismic source that is governed by the geometry of the source and the physical properties of the magma. A buried magmatic pipe model was adopted, and numerically modeling source parameters such as the pipe radius and magma viscosity enable us to grasp the inward nature of Anatahan Volcano.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.1-7
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• 2002

기존의 소음계측 장치가 유동장 및 구조적 진동의 영향을 받을 수 있어 개선이 요구되었다. 새로이 설계된 2개의 Hydrophone Box에 수중청음기를 설치하여 성능을 검증하였으며, KRISO 캐비테이션 터널과 외국의 다른 캐비테이션 터널들과 배경소음 특성을 비교하였다. 현재의 실험결과로 미루어 프로펠러 캐비테이션 소음의 실선성능 예측이 가능하다고 사료되며, 저주파에서의 특성이 개선되었음을 알 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.287-291
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• 2013

광섬유 격자소자(FBG)를 이용한 광섬유 수중 음향센서는 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 지니고 있을 뿐만 아니라, PZT센서가 검출할 수 없는 저주파수(30Hz~300Hz)특성에서도 우수한 신호 감지효과를 지니고 있다. 실험에서 $1{\times}3$ 광 커플러 보다, 최근 개발된 hopper lenz WDM을 사용하여, 최대 19KHz까지 고감도 음파신호를 검출하고, 우수한 신호압축율과 초저주파수의 신호검출가능성을 보임에 따라, 정교한 신호해석과 군사용으로 사용될 수 있는 초저주파 신호 검출에 실용화를 기대 할 수 있으며, 센서 어레이(array)를 통하여 고감도 다중화로 발전될 수 있다.

• 대한전기학회논문지
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• 제44권4호
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• pp.479-482
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• 1995

In this study, to improve sintering condition, anisotropic properties ( $k_{t}$/ $k_{p}$) of electromechanical coupling coefficient and piezoelectric constant $d_{h}$ and $g_{h}$, Mn $O_{2}$ impurity was added to the (P $b_{0.76}$C $a_{0.24}$)[( $Co_{1}$2/ $W_{1}$2/)$_{0.04}$ $Ti_{0.96}$] $O_{3}$ ceramics for application to hydrophone devices. Electromechanical coupling coefficients of the specimen with 1.5 [mol%] Mn $O_{2}$ sintered at 1150.deg. C were $k_{t}$=49% and $k_{p}$ = O, which exibited the highest value in piezoelectric anisotropic properties (kt/kp). Without relations with sintering temperature, the highest value of hydrostatic piezoelectric constant $d_{h}$ & $g_{h}$ were shown at the specimen with 1.5 [mol%] Mn $O_{2}$. Accordingly, the best addition amount of Mn $O_{2}$ was 1.5 [mol%] and proper sintering temperature was 1150.deg. C. Hydrostatic piezoelectric constant values of $d_{h}$=64.52[10$^{-12}$ C/N], $g_{h}$=35.92[10$^{-3}$ Vm/N] in the above condition were effectiely extended for hydrophone applications.pplications.ons.

• 한국음향학회지
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• 제16권3호
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• pp.73-80
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• 1997

본 연구에서는 유한 요소법을 이용하여 작동 주파수 대역이 10kHz까지 이고, 무지향성 감도 특성을 갖는 광음향 변환맨드랠(mandrel)형 하이드로폰의 최적 구조를 설계하고자 하였다. 최적화 변수들은 유연성 구조물인 맨드랠의 형상과 청음기의 각부분 물성들이다. 맨드랠의 반경보다 길이 혹은 몰딩(molding) 두께가 증가할수록 광-음향 수중 청음기의 감도는 증가하였고, 맨드랠과 몰딩의 탄성 계수 및 포아손 비가 낮을수록 감도가 향상되는 경향을 보여주었다. 그리고 맨드랠 재료의 길이가 감소할수록 혹은 탄성율이 증가할수록 사용 주파수 영역이 증가하고, 하이드로폰의 길이가 짧을수록 감도의 무지향 특성이 향상 되었다. 이상의 결과를 이용하여 감도가 $30 {\times} 10_{-7}$ Rad./Pa에 이르고, 작동 주파수 영역이 10 kHz까지이며 5 kHz 주파수에서 무지향성을 갖는 유연성 구조물인 맨드랠형 광음향 하이드로론을 설계하였다.

• 한국음향학회지
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• 제16권3호
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• pp.13-17
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• 1997

본 논문에서는 구조 변경한 저 잡음 수중 청음기에서 사용되는 음향 감쇠층의 최적 물성을 제시하고 제작 가능성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 음향 감쇠층의 특성 중 재료 감쇠도와 음향 임피던스를 변화시켜 FEM (Finite Element Method)으로 과도 해석하여 재질 변경에 따른 잡음 응답 특성을 고찰 하였다. 그 결과 재료의 감쇠도는 큰 영향이 없었으며 1 Mrayl 이하 혹은 4 Mrayl 이상의 음향 임피던스 값을 갖는 음향 감쇠층을 사용하는 것이 효율적임을 알 수 있었다. 이러한 목적을 위해서는 일반적인 흡음 재료로 사용되는 고분자 폴리머들은 본 연구의 수중 청음기용 음향 감쇠 층으로 사용하기에 부적합하고, 새로운 금속 혹은 세라믹-폴리머 복합체의 개발이 필요하다.

• 한국음향학회지
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• 제20권5호
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• pp.76-82
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• 2001

음향특성이 균일하지 않는 생체조직은 특정의 형태 유지가 어렵기 때문에 종래의 극소형 수중청음기의 스캐닝 방법에 의한 초음파 음장 전파특성 측정이 곤란하다. 본 연구에서는 PVDF (Polyvinylidene fluoride) 압전막을 사용하여 2차원 배열 수중청음기를 제작하고, 그것에 의한 음장 측정 시스템을 구축한 후, 생체조직에 적용하였다. 중심주파수 2.25 ㎒이고 직경이 13㎜인 원형평면 트랜스듀서에 의한 실험 결과, 구축한 시스템에 의해 비교적 정밀한 음장 측정이 가능한 것을 알았으며, 그 주파수에 대해 소와 돼지의 간에서는 각각 0.7∼l.3dB/cm (평균; 1.0 dB/cm), 1.0∼l.8 dB/cm (평균; 1.6 dB/cm), 근육에서는 각각 0.9∼2.9 dB/cm (평균; 2.1dB/cm), 1.7∼3.3 dB/cm (평균: 2.5 dB/cm)의 값을 갖는 감쇠계수의 공간적 분포를 측정할 수 있었다.