• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.19-19
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• 2010

현재 산업에서 높은 정밀성과 설치의 간편함으로 이용량이 증가하고 있는 초음파 유량계는 압전진동자를 사용하여 측정을 한다. 일반적으로 초음파 유량계에서 초음파를 발생하고 수신하는 압전 세라믹 진동자의 경우 대부분 $200^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 사용이 불가능하다. 따라서 고온에서의 이용을 위한 사용가능 온도의 영역을 개선하기 위한 조성이나 구조적인 변화가 필요하였고, 조성변화에 있어서는 한계가 있기 때문에 구조 측면에서 접근하고자 하였다. 초음파 유량계의 구조에 있어 외접형 도파관 방식을 선택하였으며, 도파관의 길이, 방열판의 개수, 재질 등의 변수에 대하여 시뮬레이션을 하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 얻어진 결과에 대하여 샘플을 제작하였으며, 압전 진동자에 도달되는 온도를 평가 하였을 시 방열판에 대한 온도감소효과를 얻을 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.26 no.1
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• pp.9-11
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• 2008

초음파 용접용 혼의 설계에 대한 기본적인 방법과 절차를 설명하였다. 그러나 아직까지 혼의 최적 형상을 구하는 방법은 시행착오(trial-and-error) 방법과 실험 및 설계자의 경험에 많이 의존해야 한다. 또한, 혼의 해석 결과로서 다양한 진동 모드를 얻을 수 있기 때문에 설계자는 이를 분석하고 원하는 진동 모드를 얻을 수 있도록 설계하여야 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10c
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• pp.110-111
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• 2007

두개의 유니모프 진동자를 이용한 새로운 형상의 마이크로 초음파 리니어 모터를 제안하였다. 유니모프 진동자는 금속판에 판상의 압전소자가 접착되어 있으며, 두개의 유니모프 진동자가 삼각형상의 진동 커플러에 의해 연결되어 스테이터를 구성한다. 스테이터는 두 가지 진동모드(대칭모드와 비 대칭모드)를 가지고 있으며, 이 두 진동모드가 축퇴되도록 설계하였다. 스테이터의 대칭모드와 비 대칭모드를 위상차 $90^{\circ}$로 여진시킴으로써 이동체의 직선(또는 회전) 운동을 발생시킬 수 있다. 시작기 모터는 놀이 0.9 mm, 폭 1 mm, 길이 7.5 mm이며, 구동전압 $100V_{op}$, 구동주파수 300 kHz로 구동되어, 모터 최대속도 0.3 m/s, 최대 추력 6 mN을 달성하였다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.353-356
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• 2002

심근 경색 및 뇌졸중 등 혈관과 관련된 질환들의 진단 및 치료의 목적으로 미세 크기의 원형 배열 초음파 트랜스듀서가 사용되고 있다. 원형 배열 초음파 트랜스듀서는 종래의 선형 배열 트랜스듀서에 비해 반경 방향의 입체적 진단을 가능케 하고 높은 감도 및 해상도를 구현할 수 있는 장점을 가진다. 본 연구에서는 이러한 원형 배열 초음파 트랜스듀서의 개발을 위하여, 유한요소법 및 이론적인 해석으로 트랜스 eb서의 방사특성을 분석함으로써 무지향성을 이루기 위한 트랜스듀서 내 진동자의 최적 규격을 설정하였다. 나아가 해석 결과에 따라 직경이 약 10mm정도가 되는 알루미나 $Al_2O_3$ 튜브에 32개의 진동자가 원형으로 배열된 트랜스 듀서 시작품의 제작 및 방사특성 측정 실험을 수행함으로써 설계 결과의 타당성을 검증하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.95-101
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• 2003

Ultrasonic transmitter used for scale prevention in boiler or heat exchanger is composed of the magnetostrictive material which transforms electric energy into ultrasonic wave and the horn which amplifies generated ultrasonic wave and transfers it into medium loaded. In this paper, we have performed the shape design for magnetostrictive material and analyzed a few type of horns which amplify generated ultrasonic wave and found each solution theoretically. Final length of the horn has been determined by measuring the sound pressure in medium between theoretical value and experience data. At last we have given the results of our study for the effects of ultrasonic wave irradiated by manufactured ultrasonic transmitter on preventing scale deposition on test pipe under the similar condition to boiler.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1994.10a
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• pp.571-576
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• 1994

In recent years, ultrasonic has been widely applied in measurement and industrial fields and its application range has been expanded as a result of continuous research and development. Wire Bonding Machine, an instrument fabricating semi-conductor, makes use of ultrasonic bonding method. In order to improve the currently used wire bonding machine using ultrasonic energy, technical accumulation is needed steadily through development of exciting device of ultrasonic composed of piezoelectic vibrator and horn. This study investigates the design conditions affecting the dynamic characteristics through the theoretical and experimental analysis of piezoelectric vibrator and horn, The study conducts separately the system identification of piezoelectric vibrator in time domain and the modal analysis of horn in frequency domain. In theoretical model, the integrated modeling is conducted via a combination of dynamic identification of piezoelectric vibrator and theoretical analysis of horn. Hence comparison is made for theoretical and experimental results of the dynamic characteristics of the ultrasonic transducer composed of piezoelectric vibrator and horn. Form the results of this study we develop the design technique of ultrasonic transducer using dynamic characteristic analysis and propose the possibility of ultrasonic welding considering the optimal condition of the natural frequency and vibration mode of horn.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2013.06a
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• pp.130-131
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• 2013

캐비테이션 현상은 고 유속 환경에서 발생(inception), 성장(growth), 붕괴(collapse) 및 소멸(disappearance) 과정이 반복적으로 일어나며 그 과정에서 기포붕괴에 따른 큰 충격압력을 방지하려는 분야와 이를 능동적으로 산업분야에 적용하려는 분야로 크게 대별된다. 본 연구에서는 캐비테이션의 붕괴거동을 수중 초음파 진동자에서 미세기포를 발생시켜 PIV기법을 이용하여 유동장을 계측하였다. 초음파 진동자는 직경 16 mm이며, 진동주파수는 20 kHz, 진폭은 $5{\mu}m$, $10{\mu}m$, $30{\mu}m$ 및 $50{\mu}m$를 각각 적용하였다. 유동구조, 난류강도, 레이놀즈 응력에 대한 통계적 유동정보를 계측한 결과 충격압력의 원인으로 알려진 캐비티 붕괴로 인해 유동특성을 확인하였다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1998.06c
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• pp.455-458
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• 1998

초음파 산업분야에 널리 사용되고 있는 PZT 압전 세라믹 진동자의 경우 높은 품질계수로 인하여 대역폭이 좁고, 진동 시 두께방향 진동뿐만 아니라 횡방향 진동으로 인하여 초음파 신호를 분석하는데 여러 가지 어려움이 항상 존재하였다. 따라서 본 연구에서는 PZT 세라믹스와 고분자 재료인 Epoxy를 사용하여 1-3 접속도를 갖는 압전 복합재료를 제조하였다. 이를 이용하여 초음파 트랜스듀서를 제작하였고, 이에 대한 전기음향변환능률을 어드미턴스 loop를 측정하여 구하였다. 유전율, 공진 주파수 등을 포함한 기본적인 트랜스듀서의 파라메터들은 공진 부근에서 전기적인 임피던스로부터 측정하였다. 이러한 파라메터들을 적용하여 주파수에 대한 트랜스듀서의 성능을 평가하였다. Pulse-echo법을 이용하여 삽입손실율을 구하고 임펄스 반응을 통하여 주파수 대역폭에 대해서 측정하였다. 그 결과 어드미턴스 loop로부터 두께방향모드를 제외한 횡방향 모드는 거의 나타나지 않았다. 유전율은 5.25㎊m이었고, 공진주파수 1.65MHz에서 -8dB의 최소 손실이 발생하였다. 주파수대역폭은 -6dB에서 64%(Q ; 1.56)의 대역폭이 측정되었고 전기기계 결합계수는 0.54이고 전기기계변환능률은 52%, 기계음향변환능률은 31%로 측정되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.09a
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• pp.98-105
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• 2008

철도차량 차축의 초음파 탐상은 기존 펄스-에코방식을 사용하여 A-Stan으로 영상화하여 결함평가가 이루어 졌다. 하지만 이 방법은 작업자의 판단에 의존하므로 신뢰성이 멀어졌다. 위상배열 초음파 탐상 검사는 단일 탐촉자에 여러개의 진동자를 배열하여 여러 각도에서 탐상이 가능하므로 차축처럼 종류 및 모양이 다양한 구조물의 탐상에 효과적이다. 또한 C-Scan방식으로 영상화 하므로써 작업자가 결함을 판단하는데 있어서 객관적인 평가방법이다. 이 논문에서는 위상배열 초음파 탐상 검사에 대하여 설명하고 차축결함평가를 위한 자동화된 설비의 논리설계를 분석하고 그 실험의 방법과 결과론 고찰하고자 한다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.10
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• pp.981-984
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• 2003

A novel linear ultrasonic motor for precision position control was designed and fabricated. It was composed of two piezoelectric actuators with longitudinal ultrasonic fluctuations and shaking beam. When two AC electric fields (Usinwt, Ucoswt) were applied to piezoelectric actuators respectively, the middle part of shaking beam had an elliptical trajectory. According to experimental results, the generative force was proportional to pre-load force but the speed of slider was in inverse proportion. And the bar of shaking beam had a same trajectory with simulation result.