• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.232-232
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• 2009

일반적으로 초음파 유량계에서 초음파를 발생하고 수신하는 압전세라믹 진동자의 특성상 $200^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 사용이 불가하여, 각종 화학공정, plant, 발전소 등에서는 사용에 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 $400^{\circ}C$ 이상의 유체 흐름을 측정할 수 있는 고온용 초음파 유량계를 설계하고 그 특성을 평가하였다. 우선 고온의 유체에서 압전진동자부로의 열전달이 최소화되도록 트랜스듀서 구조를 도출하고 그 타당성을 유한요소해석을 통하여 검증하였다. 해석을 위해 상용 해석프로그램인 ANSYS를 이용하여 열전달 해석을 실시하였으며, 최종 선정 모델을 제작, 평가하였다.

• 기계저널
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• 제29권2호
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• pp.175-183
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• 1989

오늘날 널리 연구되고 있고 공학자들에게 많은 관심을 끌고있는 압전 세라믹(ceramic)을 이용 하여 자연계에서 일어나는 각종 진동현상을 측정하고 해석하기 위한 센서(sensor)의 설계, 제작은 이미 선진국에서도 보편화된지 오래이다. 특히 압전형 가속도계(piezo type accelerometer)는 진동의 절대 측정에 가장 유용한 센서로 널리 알려져 있다. (1) 아주 넓은 사용 주파수 범위 (2) 넓은 동적범위(dynamic range)에 걸친 뛰어난 선형성(linearity) (3) 측정된 가속도 신호를 전기적으로 적분하여 속도와 변위에 대한 자료 제공 용이 (4) 높은 정확성 (5) 자발 전(self-generating)이므로 외부 전원 공급이 불필요 (6) 수명과 뛰어난 내구성 (7) 작은 크기와 가벼운 무게 등이다. 현재 기계 구조물 진동 측정에 이용되고 있는 스트레인 게이지 형(strain gage-type)의 가속도계는 감도가 좋고 저주파 진동 측정에는 편리한 반면 충격이나 높은 주파수 전동 측정에는 적합하지 않으며 내부 구조가 다소 복잡하다(2). 반면에 압전형 가 속도계는 압전 소자와 관성 질량의 조합 설계로서 저주파 진동 측정에 적합한 고감도의 가속도 계와, 감도는 떨어지나 아주 높은 주파수 범위의 진동까지 측정이 가능한 가속도계를 손쉽게 설계, 제작할 수 있다. 본 글에서는 선진국에 비해 낙후된 국내의 센서 설계, 제작 기술을 고 양시키고자 최근 한국과학기술원에서 시도된 압전형 가속도계의 개발 연구 사례를 중심으로 설계 및 제작시 고려 사항과 보정 문제를 소개하고자 한다.

• 전자통신동향분석
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• 제7권2호
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• pp.63-78
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• 1992

이동통신 및 위성방송등 마이크로웨이브를 이용하는 통신시스팀의 보급이 활발하게 진척됨에 따라 마이크로웨이브 대역에서 동작하는 부품의 산업적 중요성이 부각되고 있다. 여러가지 고주파통신용 부품들 중에서 유전체공진기를 이용한 RF 및 마이크로웨이브 필터와 진동자는 이들 부품의 소형화에 크게 기여하고 있다. 본 분석에서는 유전체 공진기의 소재로 이용되는 마이크로웨이브 세라믹스 및 그 응용부품의 발전과정을 간단히 살펴보았다. 또한 마이크로웨이브 유전체 소재에 대한 특성변수의 중요성을 검토하고, 세라믹 소재기술에 대하여 살펴본 다음 향후 고주파필터 부품개발과 관련한 마이크로웨이브 세라믹스 개발방향을 제시하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.405-410
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• 2009

The conventional ultrasonic nozzle produces a mist by applying an ultrasonic vibration into a non-flowering liquid. In this paper, we first present a novel designed nozzle type sprayer that is able to apply an ultrasonic vibration directly to the moving liquid and generate a mist instantly. For the novel nozzle, a ring-type actuator of the novel nozzle was designed and built using the PZW-PMN-PZT ceramics. This paper will describe a variety of physical, mechanical, and electrical characteristics of the ultrasonic nozzle. The characteristics of the mist particles was also measured as the amount of the outflow liquid was varied.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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• pp.415-418
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• 2000

In this paper, we calculated equivalent circuit of Langevin type ultrasonic vibrator and designed a vibrator whose resonant frequency is 50(KHz). FEA (Finite Element Analysis) was employed to calculate the resonant frequencies and maximum displacements of designed vibrators. The computer calculated resonant frequencies were approached to the designed one. As AC voltage input the maximum displacements were shown sinusoidal changes. Terminal input admittance over a frequency range spanning the resonant frequency were calculated. ANSYS was employed to calculate resonant frequencies, displacements and terminal input admittance of vibrators

• 세라미스트
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• 제8권1호
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• pp.50-56
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• 2005

압전재료의 다양한 에너지 변환특성 중 기계-전기 에너지간 변환 특성만을 이용하고자 하는 경우로 한정하고, 압전재료의 물성 및 진동모드, 재료물성 평가 사례들을 요약하여 소개하였다. 그러나 이상에서 설명한 압전특성은 매우 개략적인 개념으로서 우수한 압전 응용부품을 개발하기 위해서는 몇 가지 유의할 사항들이 있다. 압전재료는 보다 기본적으로 열에너지, 기계에너지, 전기에너지, 나아가서 Maxwell 방정식에 의해서 전기장과 연결되는 자기에너지까지도 연결시켜서 상호간에 에너지 변환작용을 일으킬 수 있는 특성을 가진다. 기계적 변형(S) = 탄성변형효과 + 역압전효과 + 열팽창효과 전기적 변위(D) = 압전효과 + 유전효과 + 초전효과 즉, 압전 응용부품이 온도변화 및 자기장이 인가되는 환경에서 순수하게 압전현상만을 이용하고자 한다면, 응용분야 및 주위환경에 따라 압전세라믹 소자가 외부 환경변화에 반응을 하지 않도록 적절한 차단 대책을 수립하여야만 한다. 그러나 압전재료의 외부 자기장의 변화에 대한 반응도는 전기장에 대한 반응도에 비해서 매우 작으므로 통상 무시해도 무방하다고 본다. 그리고 압전재료에서 전기장-기계장의 선형성이 보장되는 크기에는 뚜렷한 한계가 있고, 선형성 영역을 벗어나면 이력특성에 의해 비선형 특성 및 포화상태를 보이게 된다는 점 또한 주의하여야 할 점이다. 또한 압전특성은 Curie 온도이하에서만 존재하고, 그 이상의 온도에서는 쌍극자들의 지나친 운동성에 의해 결정 대칭성이 변하여 압전특성이 소멸되므로 사용 온도 구간에 엄격한 제한을 두어야 함도 응용에 유의하여야 한다.

• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.216-219
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• 2005

이 논문은 무중력환경에서 작은 질량을 측정하기 위한 시스템의 설계와 테스트 결과 분석을 보여준다. 무중력환경에서는 지상에서와 같이 중력에 이용하여 무게를 측정하는 것은 어렵다. 그래서 여기서 제안된 방법은 측정하고자 하는 샘플의 무게에 대한 함수인 공진주파수를 측정하는 것이다. 우리가 무게에 대한 공진주파수를 안다면 샘플의 공진주파수를 측정하여 그 질량을 알 수 있다. 그래서 피에조 세라믹이라는 물질을 이용하여 시스템을 만든 후 실제로 측정하였다. 이 시스템은 여러 문제가 있었지만, 우리는 미지의 물체의 질량을 측정할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2320-2323
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• 2014

본 논문에서는 냉음극 방전램프 구동용 압전 인버터를 설계하였다. 등가회로의 모델링 방법으로는 진동자의 모델에 많이 이용되고 있는 어드미턴스 궤적법을 사용하였고, 인버터 설계 시 전자회로 해석프로그램인 PSIM을 사용하여 압전 인버터 설계에 대한 검증을 하였다. 압전기 영향의 기술은 다수의 연구에서 복잡한 방정식과 공식도 쉽게 찾을 수 있다. 특히 압전기 세라믹 EMT가 변화하지 않으며 PT기초 전기소자의 여러 가지 예는 더욱 효과적인 PT의 강점을 이용하는데 도움이 될 것이다. 과적으로, 회로의 단순화와 그에 따른 소형화 그리고 입출력대비 효율이 최대 90%이상으로 우수한 성능을 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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• pp.686-689
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• 2002

The application of the ultrasonic nozzle has been extended because it is possible atomization of liquid material. In this study, the characteristics of the ultrasonic nozzle and ceramic oscillator were investigated. The oscillator for the ultrasonic nozzle were made piezoelectric ceramic of $Pb[(Sb_{1/2}Nb_{1/2})_{0.035}-(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.065}-(Zr_{0.49}Ti_{0.51})_{0.90}]O_3$. The electromechanical coupling factor$(k_p)$ and mechanical quality factor$(Q_m)$ showed the values of 0.555, 1,214 respectively when the Zr/Ti ratio was 49/51. Moreover, this oscillator will have the temperature stability because it's curie temperature is $322[^{\circ}C]$. The driving current of ultrasonic nozzle showed the value of 80[mA] when the driving time was 10[min.]. Also, The surface temperature of ceramic oscillator showed $80[^{\circ}C]$ at driving time 10[min.] We knew that the ultrasonic nozzle had stabile driving above 10[min.].

• 비파괴검사학회지
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• 제20권1호
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• pp.33-37
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• 2000

압전 세라믹 PZT와 고분자 매질인 에폭시 수지를 사용하여 PZT 체적비가 75%인 1-3 압전복합변환자를 dicing-filling 방법으로 제작하여 임피던스 분석과 펄스 반사법으로 수신된 초음파신호의 스펙트럼 분석을 통하여 전기 및 음향 특성을 조사하였다. 제작된 1-3 압전복합변환자의 경진동 모드 및 두께진동 모드의 기본진동수는 각각 0.95MHz와 1.63MHz이었고, 측면진동 모드는 관찰되지 않았다. 두께진동 모드에 대한 전기기계 결합계수는 PZT 단일상(0.52)보다 큰 0.54로 수신효율이 향상되었음을 알 수 있었다. 그리고 기계적 품질계수(Q)는 PZT 단일상(80)보다 상당히 작은 1.5이었고, 1-3 압전복합변환자의 축상 분해능이 크게 향상되었음을 알 수 있었다.