Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing (비파괴검사학회지)

The Korean Society for Nondestructive Testing (한국비파괴검사학회)
권호 표지

Fabrication of Biomimetic MEMS Acoustic Sensor and Analysis of Its Frequency Characteristics

MEMS 기반 생체모사 음향센서 제작 및 주파수 특성 분석

  • Hur, Shin (Nano-Mechanical System Division, Korea Institute of Machinery and Materials) ;
  • Jung, Young-Do (Nano-Mechanical System Division, Korea Institute of Machinery and Materials) ;
  • Lee, Young-Hwa (Nano-Mechanical System Division, Korea Institute of Machinery and Materials) ;
  • Song, Won-Joon (Nano-Mechanical System Division, Korea Institute of Machinery and Materials) ;
  • Kim, Wan-Doo (Nano-Mechanical System Division, Korea Institute of Machinery and Materials)
  • 허신 (한국기계연구원 나노융합시스템연구본부) ;
  • 정영도 (한국기계연구원 나노융합시스템연구본부) ;
  • 이영화 (한국기계연구원 나노융합시스템연구본부) ;
  • 송원준 (한국기계연구원 나노융합시스템연구본부) ;
  • 김완두 (한국기계연구원 나노융합시스템연구본부)
  • Received : 2011.08.23
  • Accepted : 2011.10.07
  • Published : 2011.10.30
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Abstract

Artificial basilar membranes made of PVDF(polyvinylidene fluoride) are manufactured using microfabrication processes. The mechanical behavior of PVDF artificial basilar membrane was measured to evaluate its performance as a mechanical frequency analyzer using scanning LDV(laser Doppler vibrometer). The experimental setup consists of the microfabricated artificial basilar membrane, a loud speaker connected to an amplifier for generating acoustic pressure of specific spectral pattern, and a scanning LDV with controlling unit for measuring the displacement of the membrane on the incoming acoustic stimulation. The microfabricated artificial basilar membrane was attached tightly upon a package containing a chamber which can be filled with silicone oil before placed on the experimental setup stage. The experiment results showed that the microfabricated artificial basilar membrane has a property as a mechanical frequency analyzer.

인간의 청각기능을 보조하거나 대체할 수 있는 차세대 인공와우기술의 개발은 기존 인공와우의 단점인 잦은 충전, 장애 노출 등을 극복하고 향상된 음감을 전달할 수 있는 기술로서 세계적으로 많은 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 달팽이관의 기저막이 갖는 주파수 분리 기능 및 유모세포(haircell)의 이온채널 작용에 의한 생체 전기신호 발생 기능을 할 수 있는 PVDF(polyvinylidene fluoride) 압전 박막형 인공기저막을 설계, 제작 및 시험평가를 하고자 하였다. 생체 기저막과 유사한 주파수 분리 특성을 갖는 사다리꼴 형상의 인공기저막을 제작하고, MEMS 공정을 이용한 전극 증착 및 유체 유동이 가능한 챔버를 형성하였다. 또한 인공기저막의 거동을 측정하기 위하여 비접촉 LDV측정 장비, 스피커, 기준 마이크로폰 등을 사용하여 실험 장치를 구성하였다. 기계적 성능시험 결과, PVDF 압전박막형 인공기저막은 입사하는 음파의 주파수 분리를 잘 수행할 수 있음을 실험적으로 입증하였다.

Keywords

References

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