Implantable middle ear hearing devices (IMEHDs) have been widely studied as an alternative hearing aids to solve the problems of conventional hearing aids. Vibration transducer of middle ear hearing aids is a key component because vibration characteristics of transducer is directly involved performance of hearing aids. So, the study about middle ear hearing aids concentrate on the transducers. A floating mass type transducer is most efficient. In this paper, we suggest a lumped mechanical model of electromagnetic floating mass transducer implanted on human middle ear. The proposed model enables analysis of the vibration characteristics of a floating mass transducer and prediction of the variation after implant on ossicle that offers a simple and easy to analyze. The parameters was drawn based on the components and the structures of transducer. The Lumped mechanical model was converted by the electrical-mechanical equivalent model, and simulated using PSpice. So, we investigated vibration characteristics of transducer influenced it's components. And we predict vibration characteristics of stapes footplate due to implanted transducer's vibration using combining model of transducer and human ear. To prove the feasibility of the suggested model, we fabricated a differential floating mass transducer (DFMT) as one of floating mass transducers and performed experiments using the human temporal bones.
전자기 초음파 탐촉자(electromagnetic acoustic transducer; EMAT)는 접촉 매질 없이 초음파의 송 수신이 가능하며 자석과 코일의 형상과 배열을 조절하여 SH파나 Lamb파 같은 유도 초음파 모드를 용이하게 발생시킬 수 있다. 또한 이러한 유도 초음파는 박판에서 판 두께 전체를 장거리로 전파하며 두께에 따른 분산특성이 있이 배관 등의 구조물을 탐상하는데 효과적인 비파괴검사 기법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 수평횡파(shear horizontal wave; SH)의 전파 거동을 해석하고 EMAT을 이용하여 SH파를 발생하여 스틸 박판의 두께 감육을 평가하였다. 그 결과 SH파의 분산특성은 두께 감육량의 증가에 따라 군속도가 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 군속도 변화를 통해 두께 감육량을 정량적으로 평가하는 것이 가능함을 확인하였다.
배관설비는 용접이음으로 많은 부분이 구성되어 있으며, 이러한 배관 용접부의 건전성 평가를 위한 초음파 검사 시스템의 자동화 요구가 증대하고 있다. 전자기초음파탐촉자(Electromagnetic Acoustic Transducer; EMAT)는 비접촉 방식으로 초음파를 송 수신할 수 있고 다양한 초음파 모드의 발생이 가능하여 초음파 자동화 시스템 구축에 매우 유용하다. 본 연구에서는 수평횡파(Shear Horizontal wave; SH-wave) EMAT를 적용하여 배관의 용접부에 존재하는 결함의 검출을 수행하였다. 이때 수평횡파의 특정 모드($SH_0$)의 신호해석을 위해 웨이브렛 변환(Wavelet Transform)을 이용한 신호의 시간-주파수 분석을 수행 하였다. 웨이브렛 변환으로 해석된 SH0 모드 주파수의 반사 신호강도가 결함의 길이와 선형적 관계를 나타내어 효과적으로 용접부 결함 검출이 가능하였다.
Implantable middle ear hearing devices(IMEHDs) have being actively studied to overcome the problems of conventional hearing aids. Vibration transducer, an output devices of IMEHDs, is attached on the ossicular chain and transmits mechanical vibration to cochlea. This approach allows us to hear more clear sound because mechanical vibration is effective to transfer high frequency acoustics, but occurs some problems such as fatigue accumulation to ossicular chian and reduction of vibration displacement caused by mass loading effect. Recently, many studies for the round window stimulation are announced, because it does not cause such problems. It have been studied by older transducers designed for attaching on ossicular chain. In this paper, we proposed a new electromagnetic transducer which consists of two magnets, three coils and a vibration membrane. The magnet assembly, magnet coupled in opposite direction, were placed in the center of three coils, and the optimum length of each coil generating maximum vibrational force was calculated by finite element analysis(FEA). The transducer was implemented as the calculated length of each coil, and measured vibration displacement. From the results, it is verified the vibration displacement can be improved by optimizing the length of coils.
본 논문에서는 테이퍼된 전송선을 해석하여 이를 도파관 테이퍼에 적용함으로써 기존의 모드변환법인 tele egraphist 방정식에서 발생되는 문제점을 해결하였다. 그리고 다양한 특성을 갖는 테이터 함수를 비교.분석한 후 설계가 가장 용이하고 모드변환특성이 좋은 함수를 선택하여 테이퍼 설계에 적용하는 방볍을 제시하였고, 구조가 서로 다른 구형 도파관과 원형 도파관간의 모드변환기를 설계하였다. 설계된 데이타를 이용하여 제작된 모드변환기를 측정한 결과, 산란계수의 측정값은 이론값파 잘 일치되어 설계방법과 해석방법의 타당성을 입증할 수 있었다.
電磁誘導形 音源裝置는 짧은 펄스의 음파를 수중에 放射시킬 수 있어, 높은 距離分解能이 요구되는 해저 탐사용 음원 또는 수중 음파전달 특성시험용 음원등으로 널리 이용될 수 있다. 본 연구에서는 Eisenmenger가 제안한 형태의 電磁誘導形 音源裝置를 설계 제작하여, 放射되는 음파의 파형을 관찰하고, 그 주파수 특성을 분석하였다. 제작된 음원으로부터는 약 한 주기의 짧은 충격 펄스의 초음파가 얻어졌으며, 그 음압은 진동판의 두께가 얇은 경우에 크며, 콘덴서의 용량에 비례하여 증가하였다. 발생된 초음파의 중심 주파수는 振動板의 두께가 두꺼운 경우에 높으며, 콘덴서 용량이 증가할수록 낮아지고, 대역폭도 좁아졌다.
To investigate failure analysis of surface acoustic wave (SAW) filter for radio frequency, high temperature storage test was carried out. The failure criteria were insertion loss at passband and rejection level at stopband. As a result, the insertion loss at passband increase about 4 dB was due to damages of interdigital transducer (IDT). That is caused by poor adhesion between metal electrode(AI) and piezoelectric substrate and defects on a manufacturing process. This result indicates that good adhesion between electrode and ceramic substrate is important factor And also we investigated the demage factors of electrode. Screen possible of saw filter using high temperature storage test(HTOL) in the manufacturing phase be presented.
Gomez, Carlos Q.;Garcia, Fausto P.;Arcos, Alfredo;Cheng, Liang;Kogia, Maria;Papelias, Mayorkinos
Smart Structures and Systems
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제19권2호
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pp.195-202
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2017
The aim of this paper is to develop a novel method to determine the severity of a damage in a thin plate. This paper presents a novel fault detection and diagnosis approach employing a new electromagnetic acoustic transducer, called EMAT, together with a complex signal processing method. The method consists in the recognition of a fault that exists within the structure, the fault location, i.e. the identification of the geometric position of damage, and the determining the significance of the damage, which indicates the importance or severity of the defect. The main scientific novelties presented in this paper is: to develop of a new type of electromagnetic acoustic transducer; to incorporate wavelet transforms for signal representation enhancements; to investigate multi-parametric analysis for noise identification and defect classification; to study attenuation curves properties for defect localization improvement; flaw sizing and location algorithm development.
본 논문에서는 12/14 GHz대역에서 동작하는 단순한 구조의 협대역 직교모드 변환기의 설계기법을 제시하였다. 본 논문에서 제안된 직교모드 변환기는 공용포트인 원형 도파관에 입사된 수평편파 신호는 직선포트 사각형 도파관으로 전달되게 하고 수직편파는 원형 도파관 벽상의 결합슬롯을 통하여 측면포트 사각형 도파관으로 전달되게 하는 구조를 가진다. 우선 도파관 이론과 임피던스 변환이론에 기초하여 직교모드 변환기 각 부분의 설계기법을 도출하였다 다음에 이를 토대로 상용 전자장 해석 소프트웨어를 이용하여 전체 직교모드 변환기 구조를 설계하였다. 설계된 직교모드 변환기를 제작 측정하여 설계기법의 타당성을 확인하였다.
본 논문에서는 W-대역에서 동작하는 턴스타일(Turnstile) 구조를 갖는 직교모드 편파기(Ortho-Mode Transducer: OMT)를 설계하고 제작하였다. 턴스타일 구조는 도파관의 대칭구조로 인하여 도파관 내에서 발생하는 불필요한 고차모드는 서로 상쇄되므로 광대역에서 높은 전달특성과 낮은 반사손실을 가지는 장점이 있으며, 공통포트에서 2개의 모드가 서로 직교하므로 이중편파 특성을 최대한 구현 가능하도록 해 준다. 제안한 직교모드 편파기는 레이다 탐색기에 적용 가능하며, 밀리미터파 대역인 W-대역(94 GHz)에서 동작한다. 또한, 제작한 결과, 동작 주파수 범위에서 평균적으로 -20 dB보다 낮은 반사손실 값을 가지며, 500 MHz 이상의 대역폭 특성을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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