• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.399-402
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• 1999

본 연구에서는 표면 거칠기가 존재하는 시편의 내부 탐상 시 내부 영상에 중첩되는 표면에 의한 영향을 제거하여 영상을 개선시키는 방법을 연구하였다. 이러한 방법은 표면을 위상계로 간주하고, 내부영상을 위해 다포커싱할 때 디포커싱 거리만큼 위상지연을 시켜 내부영상에서 대수격으로 때어줌으로서 영상을 개선시켰다. 실험을 위하여 쿼드러줘 검출기를 사용하여 초음과현미경을 구성하였고 이때 중심주파수가 5MHz이고 비대역폭이 $35\%$인 초음파변환기률 사용하였다. 시편으로는 100원 주화를 사용하였으며 한 단면에 표면 거칠기가 존재하도록 가공하였다. 실험결과 개선 전의 영상과 비교하여 큰트라스트가 2배 이상의 향상됨을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2009.06a
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• pp.63-64
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• 2009

변환시설의 해체 시 발생한 해체폐기물은 2009년 현재까지 약 354톤이며, 이들 중 탱크, 배관, 반응기, 펌프류 동의 해체금속폐기물이 약 191톤으로 54% 를 차지하고 있다. 이들 해체금속폐기물은 제염 처리공정을 통하여 전량 자체처분폐기물로 전환시키는 것을 목표로 두고 있다. 이는 오염된 금속류를 효과적으로 제염한 다음 자체처분시킴으로서 방사성폐기물에 대한 처분비용을 저감할 수 있기 때문이다. 해체금속폐기물 중 스테인레스강 해체폐기물은 질산 용액을 사용한 초음파화학제염공정으로 제염한 후 자체처분폐기물로 53톤을 전환하였다. 탄소강 해체물의 경우 스팀제염공정으로 제염한 결과 제영 효율은 좋았으나 변환시설 가동 중 유지 보수를 위하여 페인팅을 하였던 해체물의 경우 페인트를 제거하지 않을 경우 스팀제염장치로는 제염이 안 되었다. 탄소강 해체금속폐기물은 약 117톤 발생하였으며, 이들 중 모터, 펌프 등을 제외한 제염 대상 폐기물은 약 80톤이며, 이들을 용융 제염 및 감용을 위하여 기초 연구를 수행한 결과를 바탕으로 약 180kg/batch 용량의 금속용융제염 설비를 제작 설치하여 탄소강 해체금속폐기물 용융제염 처리를 수행 중에 있다. 금속용융은 장치가 간단하고 폐기물 처리량이 비교적 적고 단속적인 운전에 매우 효과적인 고주파 유도로를 사용하였다. 용융장치는 고주파 발진장지와 용해로체로 구성된 고주파 유도설비와 냉각계통으로 구성된다. 고주파발진장치는 철제 200kg을 용해할 수 있는 용량을 갖추었으며, 실험 및 실제 처리 등 용해로체의 크기 변경이 필요할 경우에는 고주파발진기의 출력 주파수를 변경할 수 있게 하였다. 용융 장치의 발진기 부분의 입력전원은 3상, 440V, 60Hz 이며, 출력전원은 200kW, 출력주파수는 lkHz, 3kHz, 5kHz로 구성되어 있으며, 회당 180kg 의 폐기물을 용융할 시에는 3kHz로 고정하여 사용하였다. 용해로체 부분 중 고주파유도가열부는 heating coil 및 절연부로 구성되어 있고, 그 외 support frame과 lever로 구성되어 있다. 용해로체와 고주파 발진장치의 냉각을 위한 냉각설비는 냉각기와 냉매의 저장을 위한 저장조로 구성되어 있으며, 냉각기의 용량은 20RT 이다. 용융로체의 직경은 약 28cm로 크기가 큰 해체물의 장입이 어려워 작은 크기로 세절을 해야만 하며，용융로의 용량을 증가시킬 경우 해체물을 작은 크기로 세절하는 비용을 절감할 수 있을 것이다. 용융 중 시료 채취는 매 배치마다 수행하였으며, 그림3과 같은 시료 채취용 주형 틀에 국자모양의 채취기로 채취하였다. 해체물의 용융시 ingot를 생성하기 위해서 주형틀에 용융물을 장입하기 전 시료를 채취하였다 그림4는 생성된 ingot이며, 이들의 방사능 농도는 배치마다 차이는 있지만 최대 0.05 Bq/g 이하로 나타나 자체처분 폐기물로 전량 전환 가능하였다 그림5 는 해체물에 함유된 우라늄과 불순물을 제거한 슬래그로 방사능농도는 약 12Bq/g 으로 나타났으며, 이들의 발생량은 약 3wt% 정도로 폐기물 발생량이 작았다. 따라서 금속폐기물의 경우 용융제염으로 처리할 경우 폐기물 발생량을 최대로 줄일 수 있어 처리 효율이 기타 처리 공정보다 효율적인 것으로 판단된다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.30 no.3
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• pp.158-166
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• 2011

In the present study, copper and nickel foams with an open-celled structure as trabecular-bone-mimicking phantoms were used to investigate the dependencies of group velocity and attenuation coefficient on structural properties such as trabecular thickness (Tb.Th) and trabecular separation (Tb.Sp) in trabecular bone. The group velocity and attenuation coefficient of the copper and nickel foams were measured by a through-transmission method in water, using a pair of broadband, unfocused transducers with a diameter of 12.7 mm and a center frequency of 1.0 MHz. The separation of the Biot's fast and slow waves was consistently observed in the ultrasonic signals transmitted through the copper and nickel foams. The group velocities of the copper and nickel foams showed highly positive correlations with Tb.Th and Tb.Sp. The attenuation coefficient of the copper foam showed a highly negative correlation with Tb.Th and Tb.Sp, whereas that of the nickle foam showed a highly positive correlation with Tb.Th and Tb.Sp. These results advance our understanding of those previously reported by other researchers using trabecular bone samples or phantoms.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.158-158
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• 2009

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics 등의 분야에 적용하기 위하여 소형화 및 경량화를 구현하고자 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 압전 특성이 우수한 PNN-PMN-PZT 삼원계 세라믹을 이용하여 압전 트랜스포머를 제작하고 전기적 특성을 평가하였다. 압전트랜스포머는 전왜-압전효과를 이용한 소전력용 고전압발생소자로서 종래의 권선형 트랜스포머에 비교해서 소형, 경량이면서 승압비가 높고 구조가 간단하므로 직류 고전압전원에 응용되고 있다. 압전트랜스의 이론적인 고찰은 Rosen 이후로 많은 연구자들에 의해서 보고되었다. 그런데 압전세라믹트랜스는 공진 시 강력한 에너지변환을 하기 때문에 재료의 물리적 특성이 매우 중요함에도 불구하고, 이러한 물리적 특성에 관한 연구는 거의 없었다. 따라서 본 연구에서는 물리적 특성과 전기적 특성의 상호 연관성을 고찰하고자 하였다. 압전트랜스용 재료는 전기기계결합계수($k_p$)와 기계적품질계수(Qm)가 높아야 한다. 전기기계결합계수를 높이기 위해서는 상경계 조성의 Pb(Zr,Ti)$O_3$[PZT]계 세라믹스가 가장 우수하다. 본 연구에서는 기계적 품질계수를 향상시키기 위해서 $Pb(Nn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.06+x}(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.065-x}(Zr_{0.48}Ti_{0.52})_{0.875}0_3$계의 조성을 설계하여 압전특성을 평가하고 미세구조를 분석하였다. 또한 압전트랜스를 제작하여 입출력의 승압비 및 주파수 특성 등도 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.304-304
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• 2006

One method of Electric Power Generation is to use piezoelectric materials, which form transducers that are able to interchange electrical energy and mechanical force or strain. This study describes the fabrication and properties of piezoelectric transducers for Power Generation application. The structure of the transducers was ceramic-metal-ceramic 3-layered parallel type The center metal layer of phosphorous bronze was bonded by two piezoelectric layers of which have sputtered Ag/Cu(or Ni/Cu) electrode layers on both sides.. The Energy generated by the vibration of piezoelectric transducers Can be achieved by adjusting a suitable piezoelectric constant and mechanical structures. The piezoelectric material used in this application showed the electrical properties of r=4400, $d_{33}\;=\;750\;(10^{-12}\;m/V)$, $d_{31}\;=\;-300\;(10^{-12}\;m/V)$, $k_{33}\;=\;71%$, $Qm\;=\;85$, $T_c\;=\;210^{\circ}C$.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.8 no.1
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• pp.1-12
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• 1997

The acousto-optical spectrometer as a new type backend of the receiver system for radio astronomical observations is manufactured for radio signal analysis. We studied on the effect of Acousto-Optic and Acousto-Optic devices and designed the optics system. We manufactured the optical mount and the CCD detector for deflected beam and interface card. This acousto-optical spectrometer consisted of a laser, optics, acousto-optic deflector, CCD detector and Interface card. This system use He-Ne laser as a light source and use optics to get parallel beam and to focus the deflected beam. Acousto-optic deflector converts IF signal to ultrasonic wave and deflect the laser beam according to the Bragg deflection. The ultra wide band acousto-optic deflector has 1 GHz bandwidth and a total of 2,048 channel Charge Coupled Device for signal detection. In this study, we discuss the theoretical description on the effect of Acousto-optics, the design of the optics, manufacture of optical mount, CCD detector, interface card and we presented the results of experiment. As a result of measurement, we have 1,000 channels bandwidth from CCD channels.

• Journal of IKEEE
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• v.26 no.3
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• pp.396-400
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• 2022

In this study, an ICT-based underwater communication monitoring device for underwater structures is implemented based on lifting fixture that transport human bodies found on the seabed to sea level. The lifting fixture is packaged with a retback, sideback, and cartridge that injects air. Monitoring systems are developed in a mobile manner in a portable structure. The underwater ultrasonic sensor signal is supplied using a USB port, and the O/S consists of Linux. For the underwater communication dong test, a measurement test was conducted in real time from 6m to 40m in depth on the east coast. The ultrasonic sound sensor is converted to 2,400 bps to verify the transmission error according to the duality. The communication speed of sensor to monitoring is 115,200 bps, and the speed of communication from controller to receiver is 2,400 bps. In the commercialization stage of the lifting device, it is easy to develop a low-end type and the compatibility is wide.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.18 no.7
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• pp.45-55
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• 1999

In this paper, we used the WLMS(Wavelet domain Least Mean Square) adaptive filter based on the wavelet transform to cancel grain noise. Usually, grain noise occurs in changes of the crystalline structure of metals in high temperature environment. It makes the detection of flaw difficult. The WLMS adaptive filtering algorithm establishes the faster convergence rate by orthogonalizaing the input vector of adaptive filter as compared with that of LMS adaptive filtering algorithm in time domain. We implemented the WLMS adaptive filter by using the delayed version of the primary input vector as the reference input vector and then implemented the CA-CFAR(Cell Averaging- Constant False Alarm Rate) threshold estimator. CA-CFAR threshold estimator enables to detect the flaw and back echo signals automatically. Here, we used the output signals of adaptive filter as its input signal. To Cow the statistical characteristic of ultrasonic signals corrupted by grain noise, we performed run test. The results showed that ultrasonic signals are nonstationary signal, that is, signals whose statistical properties vary with time. The performance of each filter is appreciated by the signal-to-noise ratio. After LMS adaptive filtering in time domain, SNR improves to about 2-3㏈ but after WLMS adaptive filtering in wavelet domain, SNR improves to about 4-6㏈.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.306-306
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• 2008

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수 가 있어서, 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 전자세라믹스 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소걸온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 분말을 볼 밀링 (ball milling)을 통해 24시간 동안 혼합하고, 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 다시 72시간 동안 볼 밀링 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 직경 15mm의 디스크 형태로 성형한 후, 850~$975^{\circ}C$ 범위에서 온도를 변화시키면서 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. 압전특성은 $d_{33}$-meter로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였다. 또한 강유전체 특성 평가 장치 (Precision-LC)를 이용하여 분극-전계 특성을 평가하였다. 이상의 연구를 통하여 소결 온도가 $900^{\circ}C$인 경우에서도 양호한 압전 특성을 확보 할 수 있었다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.28 no.7
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• pp.661-667
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• 2009

Trabecular-bone-mimicking phantoms consisting of parallel-nylon-wire arrays were used to investigate correlations of phase velocity and attenuation coefficient with structural properties in trabecular bone. Trabecular separation (Tb.Sp) of the 7 trabecular-bone-mimicking phantoms ranged from 300 to $900\;{\mu}m$ and volume fraction (VF) from 1.6% to 8.7%. Phase velocity and attenuation coefficient of the phantoms were measured by using a through-transmission method in water, with a matched pair of broadband unfocused transducers with a diameter of 12.7 mm and a center frequency of 1 MHz. Phase velocity and attenuation coefficient at 1 MHz decreased almost linearly with increasing Tb. Sp and increased almost linearly with increasing VF. The simple and multiple linear regression models with phase velocity and attenuation coefficient as independent vanables and Tb.Sp and VF as dependent variables demonstrated that the coefficients of determination for the prediction of VF were higher than those for the prediction of Tb.Sp. The results obtained in the trabecular-bone-mimicking phantoms consisting of parallel-nylon-wire arrays were consistent with those in human trabecular bone suggesting that the structural properties can be estimated from the measurements of phase velocity and attenuation coefficient in trabecular bone.