• 제목/요약/키워드: Transducer array

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유한요소법과 하이브리드형 무한요소법의 결합에 의한 축대칭 변환기의 음향 특성해석(II) ;광대역 배열 변환기의 설계 및 그 음향특성 (Acoustic Characteristics Analysis of the Axi-symmetric Transducer by the combined Finite Element Method and Hybrid Type Infinite Element Method, Part II : Wideband Array Transducer Design and its Acoustic Characteristics)

  • 김천덕;김원호;김대환;윤종락
    • 한국음향학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.68-75
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    • 1994
  • 본 논문은 두 편으로 연결된 논문의 둘째편으로 광대역 배열변환기의 설계방법과 설계된 변환기의 음향특성을 제시한다. 아울러 유한요소법과 하이브리드형 무한요소법의 결합기법에 의한 설계된 변환기의 음향특성 결과가 등가회로 해석 기법에 의한 결과보다 양호함을 확인하였다. 따라서 제시된 변환기 해석기법이 광대역 배열 변환기의 설계 및 음향특성 해석에 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

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압전형 초음파 배열 변환기의 음향간섭 레벨에 관한 연구 (A Study on the Cross Talk Level in a Piezoelectric Ultrasonic Array Transducer)

  • 이수성;김영신;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.56-61
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    • 2002
  • 초음파 진단용으로 널리 사용되는 1차원 배열 압전형 초음파 변환기는 변환기내의 인접한 소자들간의 간섭에 의해 그 특성에 많은 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 유한 요소 해석법을 이용하여 압전형 1차원 배열 의료용 초음파 변환기에서 커프의 충진재와 형상의 변화에 의한 음향간섭 레벨의 경향을 분석하였다. 분석결과는 향후 진단용 초음파 변환기의 최적 설계를 위해 중요한 자료가 될 것이며, 더 나아가 치료용, 비파괴 검사용, 그리고 수중 초음파 변환기에도 적용이 가능할 것이다.

Computation of the Mutual Radiation Impedance in the Acoustic Transducer Array: A Literature Survey

  • Paeng, Dong-Guk;Bok, Tae-Hoon;Lee, Jong-Kil
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제28권2E호
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    • pp.51-59
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    • 2009
  • Mutual radiation impedance becomes more important in the design and analysis of acoustic transducers for higher power, better beam pattern, and wider bandwidth at low frequency sonar systems. This review paper focused on literature survey about the researches of mutual radiation impedance in the acoustic transducer arrays over 60 years. The papers of mutual radiation impedance were summarized in terms of transducer array structures on various baffle geometries such as planar, cylindrical, spherical, conformal, spheroidal, and elliptic cylindrical arrays. Then the computation schemes of solving conventional quadruple integral in the definition of mutual radiation impedance were surveyed including spatial convolution method, which reduces the quadruple integral to a double integral for efficient computation.

광대역 심벌 트랜스듀서 배열 설계 (Design of a wideband cymbal transducer array)

  • 김동현;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.170-178
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    • 2020
  • 심벌 트랜스듀서는 높은 품질계수와 낮은 에너지 변환 효율성을 가지기 때문에 단일보다는 배열형으로 많이 사용된다. 단, 배열형으로 사용하면 구성 트랜스듀서들 간의 상호작용으로 인해 주파수 특성에 많은 변화가 나타난다. 본 연구에서는 이러한 성질을 이용하여 초광대역 특성을 가지는 배열형 심벌 트랜스듀서의 구조를 설계하였다. 먼저, 특정 중심 주파수를 가지는 심벌 트랜스듀서를 설계하였다. 그리고 설계된 심벌 트랜스듀서들로 2×2 평면 배열을 구성하는데, 구성 트랜스듀서들이 모두 동일하거나 엇갈리는 분극 방향을 가지도록 하였다. 이 배열구조에 대해서 구성 트랜스듀서들 간의 중심 주파수 차이와 트랜스듀서들 중심과 중심 간의 간격이 전체 배열 구조의 음향특성에 미치는 영향을 분석하였다. 이 결과를 바탕으로 비대역폭이 최대가 되는 배열형 심벌 트랜스듀서의 구조를 도출하였다.

20 MHz 의료용 고주파 선형 배열 초음파 트랜스듀서의 설계 및 제작 (Design and fabrication of a 20 MHz high frequency linear array ultrasonic transducer for medical use)

  • 이원석;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.466-472
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    • 2016
  • 본 연구에서는 고분해능 초음파 영상 획득이 가능한 20 MHz 대역의 의료용 초음파 선형 배열 트랜스듀서를 개발하였다. 먼저 고주파 음파의 전파가 용이한 트랜스듀서의 구조를 고안한 후, 구성소자의 최적치수를 도출하였다. 이후 설계에 따라 트랜스듀서의 제작공정을 개발하고, 트랜스듀서 시편의 제작 및 평가를 수행하였다. 제작된 초음파 트랜스듀서는 중심주파수가 19 MHz이고, 비대역폭이 84.5 %, 감도의 표준편차가 0.74 dB로 측정되었다. 측정 결과는 설계 결과와 잘 일치하였으며, 이에 의해 본 연구에서 개발한 고주파 초음파 트랜스듀서 구조의 타당성을 검증하였다. 개발된 트랜스듀서는 새로운 구조에 의해 기존의 20 MHz 트랜스듀서에 비해 더 넓은 주파수 대역폭과 균일한 감도를 가지는 것으로 확인되었다.

구면 액체 렌즈 초음파 위상 배역 변환기에 관한 연구 (A Study on an Ultrasonic Phased Array Transducer with a Spherical Liquid Lens)

  • 윤영중;박한규
    • 전자공학회논문지A
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    • 제32A권11호
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    • pp.9-16
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    • 1995
  • In this paper, an ultrasonic phased array transducer with spherical liquid lens, which utilizes both electronic focusing by linear phased array and variable geometric focusing by spherical lens. is investigated. This system reduces the elevational beamwidth which is disadvantage of the 1-dimensional linear phased array, and adds real-time dynamic focusing capability by controlling the volume of liquid in the lens. A prototype of this transducer is constructed and tested. The experimental results are compared with those of computer simulations. The range of applications are in the hyperthermia applicators or ultrasonic image system with narrow beam and rapid scanning characterisitcs.

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초음파 의료 진단 장치용 선형 배열 변환기의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Linear Array Transducer for Ultrasonic Medical Imaging System)

  • 조영환;성굉모
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1990년도 춘계학술대회
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    • pp.29-32
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    • 1990
  • In this paper, we designed and fabricated linear array transducer for ultrasonic medical imaging system. Fabricated transducer is 85mm in length and has 64 elements. It shows good sensitivity and band width characteristics compared with commercial transducers.

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Hopper type WDM을 이용한 단일모드 FBG(Fiber Bragg Grating)음향센서 트랜스듀서 개발연구 (A Study on The transducer of acoustic sensor to be Single-mode FBG using Hopper Type WDM be in the Making)

  • 김경복
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권10호
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    • pp.256-263
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    • 2014
  • 최근 국내에서 개발된 광섬유 격자소자(FBG: Fiber Bragg Grating)를 이용하여, 3종의 Hopper type WDM FBG Acoustic Transducer를 설계 및 제작 하였다. 제작된 3종류의 Hopper type WDM FBG Acoustic Transducer는 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 지니고 있을 뿐만 아니라, sensor arm 구성이 간단하여 실용화에 큰 장점을 지니고 있다. 제작된 3종류의 Hopper type WDM FBG Acoustic Transducer 는 주파수 특성이 10 Hz~18 kHz 대역에서 음파 검출이 가능하였고, 트랜스듀서의 최적 공진 조건을 이용하여 최대 8.6 m 거리까지 신호 검출이 가능하였다. 특히, 기존의 음향 센서를 대신하여 전기적 잡음이 많고, 열악한 환경에서 저 주파수 신호 검출에 실용화를 기대할 수 있고, 센서 어레이(array)시스템 구성을 통하여 고감도 및 다중점 음파 검출 시스템으로 발전될 수 있다.

직선배열 진동자에 의한 도풀러 로그의 지향특성 개선에 관한 연구 (Improvement of the Directivity of a Doppler Log Using Linear Transducer Array)

  • 신형일;정세모
    • 한국항해학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.1-39
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    • 1981
  • A doppler log is the typical device which can measure the ship's speed over the ground directly, by means of doppler effect of the underwater ultrasonic wave, which involves the error due to the sea bottom inclination, the trim and the incorrect transducer installation etc. The present doppler log adopts a single transducer, faced in the direction of themain beam, and therefore it is unable to correct the beam direction to eliminate the above mentioned error. Moreover, the frequencyis also limitted in a comparatively high range for getting a sharp beam with single transducer, and the speed over the ground can not be detectable at the deep sea, for an instance, over 200 meters. This paper describes a theoretical consideration for the doppler log error and an analysis by a computer on the observed speed data by a full size model ship. The result is verified that the most of doppler log error is caused by the ultrasonic beam angle of transducer. To eliminate the doppler log error due to the incorrect transducer installation and also to sharpen the beam for lower frequency range to expand measurable sea depth, this paper proposes a method of controlling the directivity adopting a linear transducer array and of controlling the directivity by the control of exciting current, and investigates by the computer simulation and make experiment with magnetostrictive ferrite transducer of 28, 50 and 75KHz. The experimental results are shown well coincide with the measured ones, and they are revealed that in case where the transducer interval is greater than 1 wavelength, the effective control of the beam direction is hardly performed with keeping adequate beam width and side lobe level. It is concluded that 6-elements array with inter element space of a half wavelength can make comparatively sharp beam and low side lobe level. The results obtained here will contribute very much to the improvement of the performance of doppler log.

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Micro-Pressing 방법과 Dicing 방법에 의해 제조된 PZT Ultrasonic Transducer Array의 특성 (Properties of PZT Ultrasonic Transducer Array Fabricated by Micro-Pressing and Dicing method)

  • 박준식;홍성제;조진우;박순섭;한진호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2248-2250
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    • 2000
  • We investigated properties of PZT composite for medical ultrasonic transducer array (briefly UTA) for medicine applications fabricated by micro pressing and dicing method. Dicing method was the fabrication process of conventional ultrasonic transducer array by dicing sintered PZT sheet. Micro pressing method was the proposed process using pressing PZT green sheet by PMMA micro mold from LIGA process. Microstructures, electrical and electro -mechanical properties of fabricated UTAs of two cases were analyzed. Thickness mode electro-mechanical coupling coefficient of two cases have same values of 51%. Sintered PZT Microstructures of them showed dense and uniform. Micro pressing method was very mass productive process because of using batch type LIGA process. From results, we found micro pressing method was more competitive than dicing method for UTA fabrication. For further study, uniformity of microstructures and electro-mechanical properties of large scale, and fabrication processes of Ni plating and PMMA molding should be improved and investigated.

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