• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.148-156
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• 2016

The paper deals with improvement of a piezoelectric ultrasonic transducer for measuring both pipe thickness and flow velocity. The transducer structure is based on the conventional transducers for measuring flow velocity by obliquely transmitting ultrasonic waves to the flow direction. The transducer invented earlier for measuring flow velocity and pipe thickness had an advantage of including only one piezoelectric disc, but for the thickness measurement the ultrasonic wave had to be reflected twice in a wedge material to be transmitted vertically to a pipe, and thus the wave signal was too weak. The transducer has been improved to transmit waves for thickness measurement vertically to a pipe without any prior reflection by electrically connecting two piezoelectric discs, one for flow velocity and the other for pipe thickness measurement. By comparing the measured results of specimen thickness with the improved transducer and conventional transducers, the accuracies of the improved one have been evaluated in the pipe thickness measurements.

• 한국음향학회지
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• 제19권4호
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• pp.107-114
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• 2000

기존의 Push-Pull 트랜스듀서보다 간단한 구조를 가지며 출력을 한층 더 높이기 위해서 실린더 중앙에 구동부를 둔 새로운 구조의 Push-Pull 트랜스듀서를 설계하고자 한다. 유한 요소 상용 패키지인 ANSYS를 이용하여 트랜스듀서 모델을 구성한 후, 각종 구조 변수들, 즉, 길이, 반경, Endcap Edge 형상등의 변화에 대한 음압의 변화경향을 조사하여 최대 음압을 구현하기 위한 최적 길이, 반경, Endcap Edge 형상을 설정하였다. 기존 트랜스듀서 보다 구조적으로 더 간단하면서도 더 큰 음압을 구현할 수 있는 새로운 구조의 고출력 트랜스듀서를 개발하였고, 그 성능을 기존 트랜스듀서의 성능과 비교 평가함으로써 개발된 트랜스듀서의 우수성을 입증하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권5호
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• pp.572-579
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• 1995

Most of conventional ultrasonic transducers are constructed to generate either longitudinal or shear waves, but not both of them. We investigate the mechanism of dual mode transducers that generate both of the longitudinal and shear waves simultaneously with single PZT element. The study is aimed to find the optimally desired cut by examining the anisotropic piezoelectric properties. Theory predicts that a mixed P/S mode transducer can be constructed using a rotated Z-cut of PZT piezoelectric ceramics. We study the performance of a PZT element as a function of its rotation angle so that its efficiency is optimized to excite the two waves as much as equally strong. The results are verified by the waveform in pulse-echo computer simulation and experiments. When the transducer is subjected to impedance analysis, it shows two thickness mode resonances, each of which being a mixed P/S thickness mode. By examining wave speeds on E transmitter delay line receiver setup, it is confirmed that the transducer can transmit and detect both longitudinal and shear wave simultaneously.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.230-230
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• 2021

하상변동은 하천을 효과적으로 활용하고, 하천 내 시설물을 유지관리하기 위한 중요한 정보 중 하나이다. 특히, 최근 4대강 사업으로 인한 하상변동 측정에 대한 수요가 높아짐에 따라 하상변동 측정에 대한 수요가 높아지고 있다. 하상변동 측정하기 위한 방법은 일반적으로 경험식 및 모델링과 실측에 의한 방법으로 구분할 수 있다. 경험식 및 모델링에 의한 방법은 대상 하천과 환경 조건에 따라 결과가 상이하게 나타나며, 실측에 의한 방법은 계측기기를 활용한 지점 단위의 측정에 의존하고 있다. 쉽게 말해 기존의 하상변동 측정은 높은 불확실성 보이며, 많은 인력과 비용, 그리고 시간이 소요되는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 하상변동 측정의 한계를 극복하고, 하상의 움직임과 특성을 파악할 수 있는 AMV(Acoustic Mapping Velocimetry)를 도입하였다. AMV는 초음파를 이용하여 수심을 측정하는 음향 측심기에서 얻은 측정 결과를 바탕으로 초음파 영상을 생성하고, 영상 분석을 통해 하상의 움직임과 특성을 파악하는 알고리즘이다. 본 연구는 AMV의 일환으로, MBES로 측정된 자료를 기반으로 하상의 움직임을 조사하기 위해 AMV를 적용한 실증적 연구로 시도되었다. 본 연구에서 제시한 기술은, 1) ADCP, MBES를 통해 측정된 수심 정보를 초음파 하상 영상을 변환, 2) 연속 초음파 영상에 LSPIV와 같은 영상 유속계 기술을 도입하여 하상 이동속도를 산정, 3) 연속 초음파 영상에서 하상의 평균하상고, 파장 등의 특성을 파악, 4) Exner 방정식을 활용한 하상변동량 산정으로 구성된다. 본 연구에서 제시된 기술은 사용자의 경험과 판단에 의한 영향을 최소화하여 비교적 낮은 불확실성을 가지며, 비교적 적은 인력과 비용, 시간이 소요되는 경제성을 갖추고 있다. 뿐만 아니라 공간적으로 측정된 초음파 영상을 활용한 많큼 상대적으로 넓은 범위에 적용할 수 있다. 따라서 향후 국내 하상변동 연구에 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.18-18
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• 2010

전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하고 또한, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환할 수 있는 압전 세라믹스는 압전 변압기 (piezoelectric transformer), 초음파 모터, 센서 등과 같은 응용분야에 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 전원장치에 있어서 현재 주요 전자제품에 사용되고 있는 권선형 변압기와 같은 전자 변환기의 대체품으로 압전 세라믹스 소재의 특성을 이용한 압전변압기의 개발과 응용연구는 국내외적으로 활발히 연구되어왔다. 압전변압기는 권선형 변압기와 비교 하였을 때 누설자속이 없어 노이즈 발생이 없고, 공진주파수만을 이용하므로 출력의 파형이 정현파에 가까워 고조파 잡음이 없으며, 불연성의 특징을 가지고 있다. 추가적으로 압전 변압기는 소형화, 슬림화, 경량화가 가능하며 90%이상의 높은 효율을 얻을 수 있다. 또한, 단판형 압전변압기의 출력한계를 개선하기 위해 높은 승압비와 고출력을 갖는 적층타입의 압전변압기가 제안되었다. 압전변압기용 조성 세라믹스는 높은 에너지 변환효율을 위해서 전기기계결합계수 ($k_p$)가 커야 하며, 발열에 의한 온도 상승을 억제하기 위하여 기계적 품질계수(Qm)가 큰 것이 바람직하다. 또한, 높은 전류를 발생하기 위해서는 유전상수가 커 압전변압기의 출력측 정전용량을 크게 하여야한다. 이러한 압전변압기의 제작 조건을 위해 우수한 압전 및 유전특성을 갖는 PZT계 세라믹스가 주로 사용 되어져 왔다. 그러나, PZT계 세라믹스의 우수한 압전 및 유전특성에도 불구하고 $1000^{\circ}C$에서 급격히 휘발하는 PbO의 성질 때문에 환경적으로나 인체의 건강문제로 인해 전세계적으로 그 사용량을 제한하고 있다. 또한 적층 압전변압기의 구조적 특성상 내부전극과 함께 소결하여야 하는데, 이때 소결온도가 높으면 값비싼 Pd합량이 높은 전극을 사용하여야 한다. Pd함량이 10%미만인 Ag/Pd 전극을 사용하기 위해서는 $950^{\circ}C$ 이하에서 저온소결이 가능한 세라믹스 제조가 필수적이라 할 수 있다. 소결온도를 낮추는 방법으로는 다른 물질들을 치환하여 소결온도를 낮추는 방법과 미세분말을 만들어 그레인사이즈를 미세화 하는 방법들이 있다. 많은 미세 분말 제조 방법 중에서 Attrition mill은 일반적인 ball mill에 비해 분말의 입도를 미세하게 할 수 있어 증가된 분말의 비표면적에 의하여 반응을 촉진시킴으로써 저온소결이 가능한 세라믹스를 만들 수 있다. 따라서 본 연구에서는 소결온도가 낮으면서도 유전 및 압전특성이 우수한 조성을 사용하여 적층 압전변압기를 제작하여 전기적 특성을 조사하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.770-771
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• 2017

스마트폰 어플로 구글의 STT API를 이용하여 음성인식을 적용한다. 이는 문자열로 변환하고 블루투스 통신을 통하여 아두이노 RC카로 정보를 전달하여 동작하도록 제어한다. 아두이노 RC카에 부착한 라인센서와 초음파센서를 통해 차선변경의 유/무와 앞/뒤 차량 간의 거리를 측정하여 비상등을 자동으로 점등할 수 있도록 한다. 본 연구의 결과로써 운전자간의 예의범절을 갖춘 운행과 초보운전자들의 미숙한 상황대처를 보완할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국음향학회지
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• 제42권1호
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• pp.50-56
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• 2023

이산화티탄 현탁액에서 초음파 캐비테이션 충격파에 의해 발생하는 하이드록실 라디칼(·OH) 및 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼(·O₂^- )은 살균 및 소독 작용을 할 수 있어 활용 가치가 높다. 화학첨가물이 없는 살균 방법으로서의 실용화를 위하여 본 연구에서는 이산화티탄 현탁액에 방사된 강력 초음파에 의해 발생하는 라디칼의 발생 정도를 평가하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 초음파 붕괴에너지에 의해 발광하는 소노루미네센스 현상을 활용하였고, 소노루미네센스에 의한 빛 에너지의 양을 통해 라디칼 발생 정도를 평가하였다. 그 결과, 이산화티탄의 농도가 0.02 wt%인 낮은 농도에서도, 이산화티탄이 없는 경우보다 5배 이상 높은 빛 에너지가 수광되었다. 그 이후, 농도가 0.1 wt%씩 증가함에 따라 발생하는 소노루미네센스의 광도는 약 14.8×10^-12 lm씩 선형적으로 증가하였다. 따라서 이산화티탄 현탁액에 강력 초음파를 방사하여 발생하는 라디칼은, 주어진 농도 범위 내에서 이산화티탄의 농도가 증가함에 따라 선형적으로 증가함을 확인할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.101-111
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• 2008

의료용 초음파 영상 시스템에서 스트레인 영상 기법은 병변 주위의 조직보다 단단한 성질을 가지는 암이나 종양을 영상화할 수 있다. 준정적인 압축(quasistatic compression) 방법을 이용하여 스트레인 영상을 얻는 방법은, 조직에 변형을 가하기 전의 초음파 신호를 기준으로 하여 변형을 가한 후에 얻어진 초음파 신호 사이의 변위를 계산하고, 이를 공간 미분하여 스트레인을 구한다. 본 논문에서 변위의 계산은 복소 기저대역 신호의 자기상관(autocorrelation)을 계산하여 위상차로부터 구하고, 위상차를 시간 혹은 거리로 변환할 때 발생하는 오차를 중심주파수 편차를 보상하여 줄였다. 조작자의 손 움직임의 영향을 줄이기 위해 모든 스캔라인의 변위를 정규화시키는 알고리즘을 적용하여 균일한 스트레인 영상을 얻었다. 제안한 스트레인 영상 기법을 초음파 영상 진단기에서 실시간 동작하도록 구현하였다.

• 전자공학회논문지A
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• 제32A권11호
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• pp.9-16
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• 1995

In this paper, an ultrasonic phased array transducer with spherical liquid lens, which utilizes both electronic focusing by linear phased array and variable geometric focusing by spherical lens. is investigated. This system reduces the elevational beamwidth which is disadvantage of the 1-dimensional linear phased array, and adds real-time dynamic focusing capability by controlling the volume of liquid in the lens. A prototype of this transducer is constructed and tested. The experimental results are compared with those of computer simulations. The range of applications are in the hyperthermia applicators or ultrasonic image system with narrow beam and rapid scanning characterisitcs.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1-4
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• 1995

The 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. The study has been aimed to find the desired cut by the examining the piezoelectric properties. Theory predicts that a mixed P/S mode transducer can be constructed using a related Z-cut of a PZT ceramics. 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 chocking the wave form by pulse-echo test simulation. Based upon the theory a rotated Z-cut was prepared and a transducer were fabricated. Validity of the theory calculation is verified through the