• 비파괴검사학회지
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• 제37권1호
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• pp.13-20
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• 2017

일반 위상배열초음파 시스템은 배열된 개별의 소자에 시간지연을 적용함으로써 초음파 빔을 조향하고 초음파 이미지를 구성한다. 반면, full matrix capture(FMC)은 위상배열탐촉자에서 가능한 모든 송수신 조합의 A-scan 데이터 전체를 수집하는 신호 수집 방법이며, FMC 데이터의 후처리를 통해 기존 위상배열초음파와 동등한 이미지뿐만 아니라 기존 위상배열초음파에서 구현하지 못하는 다양한 이미지를 합성할 수 있다. 본 논문에서는, 균열 형태의 결함을 영상화할 수 있는 LLL mode total focusing method(TFM)에 대한 기본 알고리즘을 기술하고, 실험 및 초음파 시뮬레이션을 통해 수집된 FMC 데이터에 대해 이 기법을 적용하여 결함의 이미지를 합성하였다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.40-45
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• 2008

There exist many types of pipe and component fatigue through vibrations, thermal fatigues or shifting. In some cases of thermal stratification/thermal fatigue, pipes & components are receiving thermal stress by means of material expansion and shrinkage by continuous thermal repetitive variation. Small cracks initially occur on the inside surface by thermal stress. These cracks grow in depth the pipe wall and finally come to a rupture. Pipe parts of susceptibility to thermal stratification and thermal fatigue are now being examined by conventional UT(ultrasonic test) as volumetric examination. It is difficult to fully satisfy the code & standards requirements because 3" weldolet weldments of RCS 16" pipe to 3" branch connection lines have complex structural shape. To solve the problems of conventional UT examination, we made a realistic mock-up and UT calibration block. We performed a simulation of phased array UT utilizing CIVA as NDE(Non-Destructive Examination) simulation software. Also we designed phased array UT transducer and wedge, optimal frequency by using simulation data. We performed phased array UT experiment through mock-up including artificial flaws(notch). The phased array UT technique is finally developed to improve the reliability of ultrasonic test at RCS 16" pipe to 3" branch connection weld.

• 수산해양기술연구
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• 제37권3호
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• pp.196-213
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• 2001

체장어군탐지기(fish sizing echo sounder) 의송.수파기로서 사용하기 위한 split beam 음향 변환기를 개발하기 위한 시도로서, Dolph Chebyshev배열 기법을 이용하여 36개의 압전 진동소자에 진폭 가중치를 부여한 평면배열 음향 변환기를 설계.제작하고, 이 변환기의 수중음향방사 특성에 대해 분석.고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. split beam 음향 변환기의 4 개의 독립적인 진동자 블록에 대한 수중에서의 평균적인 공진 및 반공진 주파수는 각각 69.8 kHz. 83.0 kHz이었고, 이들 공진과 반공진 주파수에서의 임피던스는 49.2$\omaga$. 704.7$\omaga$이었다. 음향변환기의 4 개의 모든 진동자 블록 (sum beam)에 대한 수중에서의 공진 및 반공진 주파수는 각각 71.4 kHz, 82.1kHz이었고. 이들 공진과 반공진 주파수에서의 임피던스는 15.2$\omaga$, 17.3$\omaga$이었다. 2 split beam 음향 변환기의 4 개의 독립적인 진동자 블록에 대한 최대 송파전압감도(TVR)는 공통적으로 70.0 kHz에서 165.5 dB이었고, -3 dB 점에 대한 송신 주파수 대역폭은 10.0 kHz이었다. 또한. split beam 음향 변환기의 4 개의 조합된 진동자 블록에 대한 최대 수파감도(SRT)는 공통적으로 75.0 kHz에서 -177.5 dB이었고, -3 dB 점에 대한 수신 주파수 대역폭은 10.0 kHz이었다. 3.split beam 음향 변환기의 모든 진동자 블록에 대한 송신 지향성패턴은 원형이었고, -3 dB점에 대한 수평 및 수직방향에 대한 반감각(half beam angle)은 공통적으로 $9.0^\circ$이었다. 또한. 수평방향에 대한 제 1차 부엽 준위는 $22^\circ$및 $-26^\circ$에서 각각 -19.7 dB. -19.4 dB이었고. 수직방향에 대한 제1차 부엽 준위는 $22^\circ$및 $-26^\circ$에서 각각 -20.1 dB, -22.0 dB로서 설계 목표치 -20 dB과 매우 유사한 값을 나타내었다. 4.split beam 음향 변환기의 송파응답파형과 수파응답파형은 각각 송신 및 수신 공진주파수 부근인 70.0 kHz와 75.0 kHz에서 전기 입력펄스파형과 가장 유사한 특성을 나타내었다. 5. 본 연구에서 설계, 개발한 split beam 음향 변환기의 성능을 분석하기 위해 반사강도 보정을 위한 지향성손실과 물표의 위치각을 추정하기 위한 실험을 행한 결과 실험적으로 추정한 위치각은 실제적인 위치각과 잘 일치하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권6호
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• pp.531-537
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• 2008

One of the fundamental features of time reversal acoustic (TRA) techniques is the ability to focus the propagating ultrasonic beam to a specific point within the test material. Therefore, it is important to understand the focusing properties of a TR device in many applications including nondestructive testing. In this paper, we employ an analytical scheme for the analysis of TR beam focusing in a homogeneous medium. More specifically, a nonparaxial multi-Gaussian beam (NMGB) model is used to simulate the focusing behavior of array transducers composed of multiple rectangular elements. The NMGB model is found to generate accurate beam fields beyond the nonparaxial region. Two different simulation cases are considered here for the focal points specified on and off from the central axis of the array transducer. The simulation results show that the focal spot size increases with increasing focal length and focal angle. Furthermore, the maximum velocity amplitude does not always coincide with the specified focal point. Simulation results for the off-axis focusing cases do demonstrate the accurate steering capability of the TR focusing.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.30-36
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• 2013

최근 미디어 컨텐츠 산업의 세계화로 예술분야에 다양한 활동이 이루어지고 있으며, 이러한 예술분야의 하나인 음향에서 스피커의 중요성은 매우 높다. 스피커의 지향 특성은 음을 방사한 경우에 어느 특정 방향으로 방사되는 특성을 말하며, 공간에서 사용되는 스피커의 가장 중요한 특성중 하나이다. 현재 사용되고 있는 라우드스피커(loudspeaker, 이하 스피커)의 지향 특성을 모든 주파수에서 동일하게 유지되도록 설계하는 것은 음파의 길이와 혼(horn)이나 트랜스듀서(transducer)의 크기 때문에 어려운 문제이다. 이에 본 논문에서는 전기음향 설비에 있어서 실내 음향 특성에 영향을 미치는 전대역 스피커의 저주파수 지향 특성을 개선하기 위한 그레디언트 배열(gradient array) 방법을 제안하였다.

• 한국임상수의학회지
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• 제16권1호
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• pp.118-127
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• 1999

The aim of this study was to establish the method of differential diagnosis between developing and regressing corpus luteum in cows. Plasma progesterone (P$_4$) concentrations were determined by radioimmunoassay in slaughtered, cycling and pregnant cows. Ultrasonography was used to measure the corpus luteum size and histogram values for determining the correlationships between corpus luteum area or histogram values and plasma P$_4$ concentrations. The corpora lutea were monitored in vitro (water-bath scanning) by using ultrasonography with 7.5 MHz linear-array transducer in 196 slaughtered cows. The correlation coefficient between corpus luteum area and plasma P$_4$ concentrations was 0.46 (p<0.01), and between histogram values and plasma P$_4$ concentrations was -0.44 (p<0.01), respectively. The corpora lutea were monitored by ultrasonography with 5.0 MHz linear-array transrectal transducer in 188 cycling and 30 pregnant cows. The corpus luteum areas and plasma P4 concentrations were significantly different between regressing and other corpora lutea (p<0.01), and also histogram values were significantly different between regressing and developing corpola lutea (p＜0.01). The correlation coefficients between corpus luteum areas and plasma P$_4$ concentrations were 0.76 (p<0.01), 0.71 (p<0.01), 0.65 (p＜0.05) and 0.68 (p<0.05), and between histogram values and plasma P$_4$ concentrations were 0.74 (p<0.05), 0.71 (p＜0.01), -0.52 (p<0.05) and 0.65 (p＜0.05) in developing, functional, regressing and pregnant corpora lutea, respectively. These results indicate that corpus luteum areas and plasma P$_4$ concentrations were highly correlated in all stages of corpus luteum. The histogram values and plasma P$_4$ concentrations were positive correlated in developing, functional and pregnant corpora lutea, but negative correlated in regressing corpus luteum. Therefore, the measurement of corpus luteum area and histogram value by ultrasonography is reliable method for the assessment of luteal function, specially developing and regressing corpus luteum.

• 전력전자학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.165-172
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• 1998

USM의 전기 기계적인 변환은 USM의 고정자에 정렬된 PZT트랜듀서를 구동하기 위한 2-상 고주파 전력 변환부와 고정자와 회전자 사이에 마찰력을 변환하는 기계적인 트러로써 나눠지며 이러한 구조특성 때문에 온도에 의한 비선형 특성이 내포하게 된다. 초음파 모터의 외함의 온도가 +2$0^{\circ}C$~3$0^{\circ}C$에서는 정상적인 특성을 나타내지만 장시간의 운전에 의한 모터의 마찰열에 의해 온도증가는 구동주파수, 구동전류, 속도의 감소를 가져온다. 현재 사용되고 있는 초음파 모터는 온도에 대한 보상이 이뤄지지 않고 있다. 본 논문에서는 퍼지제어 기법을 통해 초음파 모터의 운전중 외함의 온도증가에 따른 속도 보상용 시스템을 제안한다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제32권4호
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• pp.294-300
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• 2013

본 논문에서는 간략화된 차 주파수의 신호대잡음비을 이용하여 수중 AWGN 환경하에서 파라메트릭 배열 통신 시스템의 성능을 비트오류확률과 MIMO 채널용량 관점에서 분석한 결과를 제시한다. 분석을 위해 사용된 차주파수의 신호대잡음비는 전달손실, 잡음준위 그리고 비선형성이 고려된 차 주파수의 음원준위로 계산된다. 1차 주파수 210 kHz와 190 kHz, 차 주파수 20 kHz, 트랜스듀서 직경 0.1 m, 잡음준위 50 dB, 요구되는 비트오류 확률을 $10^{-4}$으로 가정할 때, 담수 환경과 해수 환경에서의 1차 주파수 통신 거리 대비 파라메트릭 배열의 통신거리 이득을 각각 59.11 km와 5 km를 얻었다. 또한, 10 bps/Hz의 채널용량 조건을 위해 SISO 및 ($2{\times}2$) MIMO 파라메트릭 배열을 사용할 경우, 담수에서는 38.84 km와 46.38 km 거리이득을 해수에서는 3.88 km 4.381 km의 거리이득을 얻었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권3호
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• pp.211-219
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• 2014

Closed cracks are difficult to detect using conventional ultrasonic testing because most incident ultrasound passes completely through these cracks. Nonlinear ultrasound inspection using sub-harmonic frequencies a promising method for detecting closed cracks. To implement this method, a sub-harmonic phased array (PA) is proposed to visualize the length of closed cracks in solids. A sub-harmonic PA generally consists of a single transmitter and an array receiver, which detects sub-harmonic waves generated from closed cracks. The PA images are obtained using the total focusing method (TFM), which (with a transmitter and receiving array) employs a full matrix in the observation region to achieve fine image resolution. In particular, the receiving signals are measured using a laser Doppler vibrometer (LDV) to collect PA images for both fundamental and sub-harmonic frequencies. Oblique incidence, which is used to boost sub-harmonic generation, inevitably produces various surface waves that contaminate the signals measured in the receiving transducer. Surface wave interference often degrades PA images severely, and it becomes difficult to read the closed crack's position from the images. Various methods to prevent or eliminate this interference are possible. In particular, enhancing images with signal processing could be a highly cost-effective method. Because periodic patterns distributed in a PA image are the most frequent interference induced by surface waves, spatial frequency filtering is applicable for removing these waves. Experiments clearly demonstrate that the spatial frequency filter improves PA images.