The Journal of the Acoustical Society of Korea (한국음향학회지)

The Acoustical Society of Korea (한국음향학회)
권호 표지

Analysis of Simultaneous Generation Mechanism of P/S Waves with the PZT Piezoelectric Ceramics

PZT압전 세라믹스의 종$\cdot$횡파 동시 발생 기구의 해석

  • Kim, Yeon-Bo (Dept. of Electronic Eng., Taegu University) ;
  • Roh, Yong-Rae (Dept. of Electronic Eng., & Sensor Technology research Center, Kyungpook University) ;
  • Nam, Hyo-Duk (Dept. of Electronic Eng., Youngnam University)
  • 김연보 (대구대학교 전자공학과) ;
  • 노용래 (경북대학교 전자공학과, 센서기술연구소) ;
  • 남효덕 (영남대학교 전자공학과)
  • Published : 1995.04.01
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Abstract

Most of conventional ultrasonic transducers are constructed to generate either longitudinal or shear waves, but not both of them. We investigated the mechanism of dual mode transducers that generates both of the longitudinal and shear waves simultaneously with a single PZT element. A piezoelectric ceramic PZT has the hexagonal 6mm crystal symmetry, after poling. We studied the performance of a PZT element as a function of its rotation angle so that its efficiency is optimized to excite the two waves equally strongly. The results are verified by checking the impedance variation of the element with Finite Element Methods, and checking the wave form by pulse-echo test simulation. Validity of the theoretical calculation is verified through experiments.

현재 사용중인 초음파 트랜스듀서는 종피 또는 횡피 중 하나를 발생하도록 구성되어 있다. 본 연구는 단일 PZT소자로서 종파와 횡파를 동시에 발생 할 수 있는 2 중 모우드 트랜스듀서 의 초음파 발생 메커니즘을 조사하였다. 분극처리한 압전 세라믹 PZT의 결정구조는 상온에서 hexagonal (6mm) 이다. 트랜스듀서가 종. 횡액를 동시에 큰 강도로 발생하는 최적 절단면을 결정하기 위하여 PZT 소자의 효율을 회전각의 함수로 조사하였다 그리고 선택된 절단면에 대하여 소자의 임피던스 변화를 유한요소법으로 분석하고, pulse-echo 시뮬레이션으로 파형을 관찰하였다. 이론적 결과를 실험을 통해 확인하였다.

Keywords