• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.53-60
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• 2017

현재 대부분의 초음파를 이용한 거리 측정 기술은 송신부로부터 수신기까지 초음파가 진행하는 시간 즉, TOF(: Time of Flight)를 측정하여 그 동안 음파가 진행한 거리를 산출하는 방법을 활용한다. 이 경우 거리 측정 정확도를 높이기 위해서는 정확한 TOF의 측정이 필요하다. 본 논문은 정확한 TOF를 산출하기 위해 초음파 송수신기의 수학적 모델을 이용하여 수신된 파형의 수학적 모델을 얻어내고 이를 바탕으로 TOF를 산출하는 방식을 제안한다. 이 방식은 트리거링 후부터 수신된 파형를 이미 얻어진 수학적 모델과 최소자승법을 이용하여 비교하여 초음파 신호가 수신기에 도달한 시점을 역으로 추정하는 방식이다. 제안된 방법을 사용할 경우 트리거링 시점의 변동에 의한 영향을 줄일 수 있음을 실험을 통하여 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권6호
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• pp.597-602
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• 2004

유도초음파의 현장적응에 있어 전파모드를 규명하는 것은 매우 어렵지만 중요한 과제이다. 본 연구에서는 분산성이 적은 단일모드를 발생시키고 검출할 수 있는 기법에 대해 다루고 있으며, 현장 적용성과 자동화를 위해 비접촉식의 기법을 적용하였다. 모드 선택성을 강화한 비접촉식의 유도초음파 기법으로는 선배열 슬릿을 이용한 레이저빔을 이용하였으며, 에어커플 변환기를 수신자로 사용하였다. 선배열의 레이저 조명은 파장과 일치하여 특정한 모드를 발생시킬 수 있다 또한, 에어커플 변환기는 공기 중으로 누설되는 유도초음파를 수신각도를 조절하여 선택적으로 모드를 수신할 수 있다. 1mm 두께의 알루미늄 판에 덕 기법을 적용한 실험결과로부터 제안하는 기법의 유용성을 검증하였고, 특히 단일한 $a_0$모드의 발생 및 수신에 효과적인 기법으로 나타났다.

• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.466-472
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• 2016

본 연구에서는 고분해능 초음파 영상 획득이 가능한 20 MHz 대역의 의료용 초음파 선형 배열 트랜스듀서를 개발하였다. 먼저 고주파 음파의 전파가 용이한 트랜스듀서의 구조를 고안한 후, 구성소자의 최적치수를 도출하였다. 이후 설계에 따라 트랜스듀서의 제작공정을 개발하고, 트랜스듀서 시편의 제작 및 평가를 수행하였다. 제작된 초음파 트랜스듀서는 중심주파수가 19 MHz이고, 비대역폭이 84.5 %, 감도의 표준편차가 0.74 dB로 측정되었다. 측정 결과는 설계 결과와 잘 일치하였으며, 이에 의해 본 연구에서 개발한 고주파 초음파 트랜스듀서 구조의 타당성을 검증하였다. 개발된 트랜스듀서는 새로운 구조에 의해 기존의 20 MHz 트랜스듀서에 비해 더 넓은 주파수 대역폭과 균일한 감도를 가지는 것으로 확인되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권3호
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• pp.207-216
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• 1999

일반적인 하나 또는 두개의 압전소자를 사용하는 트랜스듀서에 비하여 다수의 압전소자를 사용하는 어레이 트랜스듀서는 각 압전소자에 가해지는 펄스의 지연시간을 제어함으로써 초음파 빔을 임의의 지점에 집속시킬 수 있고 기계적 구동없이 임의의 방향으로 조향시켜 실시간 주사를 할 수 있는 장점이 있다. 페이즈드 어레이 트랜스듀서의 설계조건은 압전소자의 수. 압전소자의 크기 그리고 압전소자 사이 간격 등 여러가지가 있으며, 본 연구에서는 그 중에서 압전소자수의 변화에 따른 초음파 빔의 특성을 호이겐스의 원리를 이용한 수평횡파의 시뮬레이션을 통하여 평가하였다. 그 결과 초음파 빔은 조향각이 증가 할수륵 음압이 감소하며, 초음파 빔 특성도 점차적으로 분산됨을 알 수 있었고 또한, 초점거리가 증가할수록 초점에서의 집속효과는 감소하고, 압전소자의 수가 증가되면 집속효과는 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.322-329
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• 2021

나노-시멘트 복합체는 나노재료 분산 불량 및 제작과정 불량으로 인하여 내부에 결함이 발생할 수 있다. 이러한 내부 결함은 나노-시멘트 복합체에 치명적인 문제를 야기할 수 있으나 국내외에서의 나노-시멘트 복합체 내부의 결함 크기에 따른 비파괴 분석 관련 연구는 미비한 실정이다. 본 연구는 초음파와 전기저항을 활용하여 나노-시멘트 복합체의 비파괴 분석을 수행하고자 한다. 시편 내부의 결함은 다양한 크기로 구현되었으며, 시편은 양생일 및 결함 크기에 따라 초음파 비파괴 분석과 전기저항 비파괴 분석이 수행되었다. 실험 결과, 초음파 전파 속도는 결함 크기가 증가할수록 최대 11% 감소하였으며, 전기저항은 결함 크기에 따라 최대 14%까지 증가하였다. 이러한 이유로 초음파와 전기저항을 이용한 비파괴 분석을 활용하여 나노-시멘트 복합체 내부의 결함을 예측할 수 있는 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권2호
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• pp.155-164
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• 2014

탄소섬유강화 복합재료(carbon fiber reinforced plastics; 이하 CFRP)는 금속재료에 비해 중량이 가벼우면서도 비강도와 비강성이 높은 재료로 항공기, 자동차, 선박 등의 다양한 분야에서 적용이 증가하고 있다. CFRP는 정적부하에 대해서는 우수한 역학적 특성을 가진 반면에 고온 다습한 환경에서는 우수한 역학적 특성을 기대할 수 없고, 복합재료의 유용한 기계적 성질이 장시간 주위 환경에 놓여 있어도 충분히 유지되어야 하지만 온도, 습도 등과 같은 환경적 요인으로 수분이 복합재료 내로 침투하여 기지의 분자 배열 및 화학적 성질을 변화시키고 복합재료의 계면 특성 및 구성 재질의 기계적 성질을 저하시킨다. 항공기의 경우 운항 시에 CFRP가 고온 다습한 환경조건에 장시간 노출되게 되면 CFRP 내부로 수분이 흡수되게 되는데 CFRP 내부에 흡수된 수분은 체적팽창을 야기시키고 내부 응력상태를 변화시킬 뿐만 아니라 섬유와 기지의 화학적 결합을 분리시킴으로써 접합강도를 급격히 저하시키게 된다. 따라서 CFRP를 사용하는 항공기의 구조 건전성 확보를 위하여 실제 환경에서의 특성 변화를 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 공기결합 초음파탐상검사(air coupled ultrasonic testing; 이하 ACUT) 시스템을 이용하여 흡습된 CFRP의 비파괴적 특성을 평가하고자 하였다. CFRP 시험편을 직접 제작한 후 고온다습한 환경을 설정하기 위해 항온수조를 이용하여 $75^{\circ}C$의 증류수에 30일, 60일, 120일간 침지하였고, ACUT를 이용하여 흡습에 의한 CFRP 시험편의 특성 변화를 초음파 C-scan 이미지와 흡습 전과 후의 신호의 전파시간 변화를 통해 초음파 신호 특성 변화를 고찰하였다. 또한 전단강도 평가를 통해 흡습에 의한 기계적 특성 변화를 실험적으로 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권6호
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• pp.587-592
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• 2021

노화 및 골다공증으로 인해 긴 뼈에서 발생하는 피질골의 두께 변화는 골절의 위험인자로 알려져 있다. 본 연구는 200 kHz의 중심주파수 및 12.7 mm의 직경을 갖는 한 쌍의 트랜스듀서와 함께 축방향 전파법을 이용하여 윗면이 2 mm 두께의 실리콘 고무층으로 덮인(1 mm부터 4 mm까지의 두께를 갖는) 아크릴판으로 제작된 7개의 연조직-골 모사 팬텀에서 피질골 두께에 대한 유도초음파 위상속도의 의존성을 고찰하였다. 모든 연조직-골 모사 팬텀에서 서로 다른 속도를 갖는 First Arriving Signal(FAS) 및 Slow Guided Wave(SGW)가 전파하는 것으로 일관되게 관찰되었다. FAS의 위상속도는 피질골 두께가 증가함에 따라 약간 감소하는 반면 SGW의 위상속도는 피질골 두께가 증가함에 따라 크게 감소하는 것으로 나타났다. FAS 및 SGW의 위상속도는 각각 실리콘 고무층을 갖지 않는 아크릴판에서 전파하는 S0 및 A0 램 모드의 위상속도와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 이는 아크릴판의 윗면을 덮고 있는 연조직 모사 물질(2 mm 두께의 실리콘 고무층)의 존재가 위상속도 측정에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.378-386
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• 2002

Multi-path ultrasonic Sow measurement system uncertainty is determined by assigning an expected error of each component of flow measurement and then defining the total flow measurement uncertainty as square root of the sum of squared values of the individual error. Sources of uncertainty for flow measurement are geometry, transit time and velocity profile integration uncertainty. A theoretical uncertainty model for multi-path ultrasonic transit time flowmeter configured with parallel 5 chords, is derived from and calculated by dry calibration method.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.336-339
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• 2007

A sensor having capability to measure two different kinds of ultrasonic waves selectively is described. Under the same bias field configuration, this magnetostrictive type sensor can selectively measure longitudinal waves and flexural ones. Since the switching operation of mode selection is made only by changing the polarity of the permanent magnets used to configure the bias field, it will be very useful after the permanent magnet are interchanged with electromagnets. In order to find the optimal operating bias field, finite elements analysis is used and the condition for flexural wave measurements to meet is found. The linearity of the sensor is verified by experiments and the requirements for linearity also are proposed.

• Journal of Welding and Joining
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• 제14권6호
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• pp.37-47
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• 1996

An ultrasonic testing uses the directivity of the ultrasonic wave which propagates in one direction. The directivity is expressed as the relationship between the propagate direction and its sound pressure. The directivity of ultrasonic wave is related to determination of testing sensitivity, scanning pitch and defect location. This paper investigated the directivity of ultrasonic wave, which scattered from slit defect located in heat-affected zone (HAZ) in butt joint using visualization method. The directivity of shear waves scattered from slit defect were different according to probe direction (far defect, near defect) and probe position (forward movement, maximum echo position, backward movement). The difference of directivity of reflection wave was existed between 2 MHz and 4 MHz angle probes. In the case of 2 MHz angle probe, the directivity of reflection wave was appeared sharp form because of the relation wave length and defect size.