• 제목/요약/키워드: 초음파 진동자

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초음파 유량계에 사용되는 초음파 진동자 특성향상에 관한 연구 (A Study on the Improvement of Characteristics of the Ultrasonic Transducer Used in Flowmeter)

  • 현병국;황상윤;안용관;박성하
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.394-399
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    • 2001
  • For the piezoelectric vibrator, PZT, in a general transmit-receive sensor using the ultrasonic flowmeter, the characteristics of frequency response relating to the backing materials were analyzed with the Mason equivalent circuit for design and the sensitivity of fabricated transducer relating to the matching materials was measured and discussed. The results those were measured in water for the transmit-receive characteristics of each transducer can be applied to the flowmeter sensor.

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초음파 트랜스듀서의 종진동을 이용한 알루미늄 와이어 용접 (Aluminum Wire Bonding by Longitudinal Vibration of Ultrasonic Transducer)

  • Lee, G.B.;Kim, H.S.
    • 한국정밀공학회지
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    • 제13권11호
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    • pp.38-45
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    • 1996
  • 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. Specially, the method utilizes the longitudinal vibration of ultrasonic transducer composed of piezoelectric vibrator and horn. This work investigates the design conditions affecting the dynamic characteristics through the theretical and experimental analysis. It conducts separately the system identification of piezoelectric vibrator in time domain and the modal analysis of horn in frequency domain. The integrated modeling is conducted via a combbination of dynamic identification of piezoelectric vibrator and theroretical analysis of horn. Then comparison is made for theroretical and experimental results of the dynamic characteristics of the ultrasonic transducer comprised of piezoelectric vibrator and horn. Form the results of the comparison we develop the design technique of ultrasonic transducer using dynamic characteristics analysis and propose the possibility of ultrasonic bonding considering the optimal conditions for the longitudinal vibration of ultrasonic transducer and other conditions.

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고온용 초음파 유량계의 설계 및 평가 (Korean Institute of Ceramic Eng. & Tech)

  • 이영진;백종후;정영훈;김창일
    • 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.

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초음파 진동자의 반복진동에 의한 슬러지유의 균질효과 (The Homogenizing Effect of Sludge Oil by Repeated Vibration of Ultrasonic Transducer)

  • 한원희;정지선;하만식;이진열;고성정
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2001년도 추계학술발표회
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    • pp.17-24
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    • 2001
  • The sludge oils were produced necessarily in the ships operation, so that it will be the best way to manage the sludge oils inside ship itself from a viewpoint of the prevention of marine oil pollution from ship. The present study deal with the ultrasonic breaking systems which recycle the sludge oil from ships into usable oil to be burnt. The first place, experimental studies were carried out to investigate the homogenizing effect of the marine oils by repeated vibration of ultrasonic transducer. Variation of the properties(viscosity, specific gravity and pH) and the matrix structures for the environment of various marine oils were interpreted to analyze the breaking, dispersion effects by cavity. The experimental results can be useful to the development of sludge oil disposing systems.

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초음파 트랜스듀서용 압전 진동자의 품질계수 제어 법 검토 (Investigation on Quality Factor Control Method of Piezoelectric Vibrator for Ultrasonic Transducer)

  • 고영인;김무준;하강열
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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    • pp.369-372
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    • 2000
  • PZT 세라믹 트랜스듀서와 같은 압전 세라믹 진동자를 사용하는데 있어서 품질계수(quality factor)를 제어할 수 있다는 것은 전기-기계 결합계수나 삽입손실 등을 개선 할 수 있으므로 매우 유용한 것이다 본 연구에서는 압전 진동자의 품질계수를 제어하는 방법으로써 압전 진동자의 제동용량과 저항성분을 전기적으로 상쇄시킬 수 있는 부임피던스 변환회로(negative impedance converter circuit)를 적용하였다. 그 결과 부임피던스 변환회로를 적용하지 않은 경우에 비해 압전 진동자의 품질계수가 수십 배정도 까지 제어됨을 실험으로 확인하였다.

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초음파 탐촉자용 다층 압전접합체의 진동특성에 관한 이론적 해석 (Theoretical investigation of vibrational characteristics of a multi-layered piezoelectric element for ultrasonic transducers)

  • 장환수;노용래
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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    • pp.383-386
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    • 1999
  • 본 연구에서는 공중용 초음파 센서에 많이 사용되고 있는 원판형 압전소자, 정합층, 그리고 후면충, 세 부분으로 이루어진 다층 접합체의 진동 특성을 기계적 진동 방정식을 이용하여 이론적으로 해석하였으며, 해석결과의 타당성을 유한요소 해석방법을 사용하여 검증하였다. 본 연구의 해석 방법은 다층 판, 특히 압전세라믹과 정합층으로 이루어진 2층과 후면층이 추가된 3층에 대한 진동 방정식에 적절한 경계 조건 및 수렴조건을 적용하여 고유진동 주파수를 유도하였다. 그리고 이를 이용하여 초음파 탐측자 개발 시 널리 사용되고 있는 설계변수 즉, 각 층의 반경, 두께, 밀도, 그리고 영률의 변화에 대한 공진주파수의 변화 경향을 분석하였다. 공진주파수 변화 경향에 대한 이 해석 방법의 타당성을 널리 사용되고 있는 유한 요소해석법을 사용하여 검증한 결과, 두 해석결과는 좋은 일치를 보였다. 그러므로 본 연구의 결과는 종래의 등가회로나 유한요소 해석법에 비해 더 간편하고, 더 정확한 해석결과를 제공할 수 있는 해석도구로써 이용될 수 있을 것이다.

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초음파 접합용 진동자 냉각에 관한 수치해석 (Numerical Analysis of Piezoelectric Element for Ultrasonic Joinning)

  • 박상준;이영림
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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    • pp.398-401
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    • 2011
  • 초음파의 응용분야에는 음파 성질을 이용한 정보 측정분야와 에너지를 이용한 용접 및 가공 등을 들수 있다. 초음파 용접의 경우 저항용접이나 용융 용접을 적용할 수 없는 재료의 접합에 이용되는데 이는 모재를 음극간에 놓고 압입하면서 초음파를 발신하여 그 진동을 이용하는 용접방법이다. 압전소자의 경우 피에조 물질을 사용하는데 일반적으로 $150^{\circ}C$이상에서 분자구조의 변형을 일으켜 제 역할을 못하게 된다. 본 연구에서는 압전소자와 공구혼의 온도를 최적으로 유지하기 위하여 추가적인 공기 유로와 방열핀을 설계하여 이것이 방열성능에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.

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초음파 굽힘 진동에 의한 음향 부상 및 회전 (Acoustic Levitation and Rotation Produced by Ultrasonic Flexural Vibration)

  • Loh, Byoung-Gook
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.432-438
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    • 2004
  • 10 마이크로미터의 진폭을 갖는 28.4 KHz의 초음파 굽힘진동을 이용하여 초음파 진동판과 정지판 사이에서 다수의 소형 실린더 형태의 스티로폼를 진동판의 길이 방향으로 안정적으로 부양시켰다. 진동자와 정지판의 간격이 음향파장 (16.6 mm)의 1/2일 경우, 부양된 물체가 음향파장의 1/4 지점에서 안정적으로 부양되는 이유를 이론적으로 증명하였으며, 또한 실험적으로 검증하였다. 질량이 균형적으로 분포된 물체의 경우 부양시 고속으로 회전하게 되는데 이는 초음파 진동에 의해서 생성된 음향유동에 의한 것이다. 지름 1.8 mm, 길이 3 mm의 실린더 형태의 스티로폼의 경우 2400 rpm 으로 회전하는 것이 실험적으로 관찰되었다. 음향부양은 작은 세포나 혈액내의 구성체 혹은 미세 분진의 조작에 응용될 수 있다.

초음파 분무 열분해법에 의한 구형의 $PbTiO_3$ 미립자 제조 (Synthesis of Spherical Fine $PbTiO_3$ Particles by the Spray Pyrolysis Method Using Ultrasonic Vibrator)

  • 이서영;이동주;신건철
    • 한국결정성장학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.107-116
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    • 1991
  • 초음파 진동자를 사용 분무 열분해시켜 $Pb(NO_3)_2$$TiO(NO_3)_2$ 용액으로부터 $PbTiO_3$ 미분말을 합성하고 미립자의 특성을 조사하였다. 또한 미립자 형성과정을 같은 방법으로 합성되어 문헌에 보고된 $BaTiO_3$, $ZrO_2$, ZnO 등의 미립자 형성과정과 비교 검토하였다.

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