• 한국음향학회지
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• 제23권4호
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• pp.268-273
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• 2004

본 연구에서는 원호의 내부벽면에 1열로 배열된 어레이 트랜스듀서를 이용한 반사-투과형 생체진단용 역산란 초음파 단층화상법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 대상 물체의 배면에 반사판을 배치하여 경면효과를 이용하였고, 유한 대역을 갖는 펄스파를 송신파로 사용하여 다중 주파수 성분을 이용함으로써 데이터 관측 범위를 줄일 수 있었다. 제안된 방법의 성능 평가를 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 모의 생체 조직에 대한 유효성을 검토한 격과, 트랜스듀서군의 송수신 각도 범위가 30도로 극히 좁은 범위로 제한되었음에도 불구하고 정량적인 화상재현이 가능함을 확인할 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제31권4호
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• pp.244-252
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• 2012

본 연구의 목적은 골절 위험도가 높은 대퇴골에서 음속 및 광대역 초음파 감쇠와 같은 음향특성과 골밀도 사이의 상관관계를 조사하는 것이다. 이를 위해 0.5 및 1.0 MHz의 중심주파수를 갖는 두 쌍의 초음파 트랜스듀서와 함께 투과법을 이용하여 생체 외 조건에서 15개의 소 대퇴골 해면질골 샘플의 음속 및 광대역 초음파 감쇠를 측정하였다. 또한 마이크로 컴퓨터 단층촬영법을 이용하여 해면질골 샘플의 단위체적당 골밀도를 측정하였다. 골밀도는 0.5 및 1.0 MHz 초음파 트랜스듀서를 이용하여 측정된 음속 및 광대역 초음파 감쇠와 모두 강한 상관관계를 나타냈으며, 골밀도와 0.5 MHz 초음파 트랜스듀서를 이용하여 측정된 광대역 초음파 감쇠 사이에 가장 높은 상관관계가 존재하였다. 이와 같은 결과는 생체 외 조건의 대퇴골에서 측정된 음향특성이 대퇴골의 골밀도를 예측하기에 충분한 지표라는 것을 의미한다.

• 한국음향학회지
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• 제30권4호
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• pp.215-222
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• 2011

높은 분해능의 영상을 얻는데 사용하기 위하여 초고주파 대역에서 동작하는 집속 초음파 트랜스듀서를 제작하고 그 특성을 평가하였다. 그 트랜스듀서는 한쪽 면에만 접지용 전극이 있는 두께 9 ${\mu}m$의 PVDF 압전막의 다른 쪽 면에 CCP (Copper Clad Polyimide)막을 에폭시로 접착한 후, 금속구로 압착함에 의해 구각형을 형성시키고, 그 뒷면에 에폭시를 채워 몰딩 시키는 방법에 의해 만들어졌다. 제작된 곡률반경 7.5 mm, f-number 1.7의 트랜스듀서는 초점에 있는 표적에 대한 펄스에 코 측정결과 35.0 MHz의 대역폭을 가지며, 약 40 MHz인 피크주파수 부근에서의 삽입손실은 약 60 dB 을 나타내었는데, 그 측정결과는 에폭시 접착층의 두께를 고려한 KLM 등가회로 해석에 의한 시뮬레이션 결과와 유사한 것이었다. 나아가, 그 트랜스듀서에 의해 얻어진 가는 구리선 표적에 대한 영상을 35 MHz 트랜스듀서를 장착한 UBM (Ultrasonic Backscattering Microscope) 장치에 의한 영상과 비교한 결과, 측방향 분해능은 떨어지나 축방향 분해능은 다소 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제20권5호
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• pp.61-68
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• 2001

본 논문에서는 목적함수에 대한 구배계산을 위한 해석적인 방법과 차분근사법을 점배열음원과 최적화 알고리즘(DFP법: davidon-fletcher-powell)을 조합한 적응형 초음파 트랜스듀서의 지향성 최적화에 적용하였다. 위의 두 방법에 대한성능을 비교하기 위하여 준이상 빔 (quasi-ideal beam)과 회전 빔을 목적지향성으로 설정하였다. 수치적인 실험 결과, 차분근사법은 부엽 (side lobe) 레벨의 억압능력은 물론 수렴과정에서의 안정성, 수렴속도, 적응성 면에서 해석적인 계산법에 비해 탁월함을 나타내었다.

• 한국음향학회지
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• 제29권2호
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• pp.91-96
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• 2010

본 연구에서는 식물의 씨로부터 착유하는 기존의 착유방법에 있어서 착유 효율의 한계를 개선하기 위하여 초음파를 이용한 부가 에너지의 적용 가능성을 실험적으로 확인 하였다.그 결과, 기존의 압착방식에 의한 착유 방식에 란주반형 트랜스듀서로부터 방사되는 초음파 진동에 의한 압력을 부가함으로써 기존의 단순압착 방식의 착유효율이 15 %인 경우 25 %로 증가하여 적지 않은 효율의 증가를 보였다. 초음파에 의한 부가 압력을 해석하기 위하여 착유시료의 음향임피던스 및 초음파 트랜스듀서의 전통속도를 측정하여 방사되는초음파의 음압진폭을 구한 결과 단순압착 정압의 약 2.8 %에 불과했으나 초음파 주기에 따른 양력의 변회는 착유효율증가에 매우 효율적임을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제20권6호
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• pp.57-65
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• 2001

본 연구에서는 자왜형 초음파 트랜스듀서의 도파봉을 이론적으로 해석하고 그 타당성을 유한요소 해석법으로 검증하였으며 두 해석법의 결과는 서로 잘 일치하였다. 본 연구에서 유도한 이론적 해석법은 유한요소 해석법에 비해서 빠른 시간 내에 주어진 주파수를 만족시키는 도파봉 길이를 결정할 수 있는 반면, 차단 주파수 (cut-off frequency)를 넘어서는 범위에서만 해석이 가능하다는 단점을 가진다. 해석결과 현수선 도파봉 (catenoidal horn)이 지수함수 도파봉 (exponential horn)에 비해서 더 큰 변위 증폭을 가져왔고, 현수선 형상 길이가 짧을수록 더욱 큰 변위로 증폭시킬 수 있었다. 해석 결과를 바탕으로 공기중에서 공진 주파수 20.8 ㎑를 가지는 자왜형 초음파 트랜스듀서를 제작하여 성능을 측정하였다. 자왜형 트랜스듀서는 수중에서 19.3㎑의 공진 주파수와 199 dB의 최대 SPL (Sound Pressure Level)을 가지고 무지향성의 특성을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제27권5호
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• pp.215-220
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• 2008

의료용 초음파 프로브나 압전복합재료 트랜스듀서 등에 있어서는 배열된 압전세라믹 요소간의 공간, 즉 kerf에 주로 폴리머계열의 물질을 충진하고 있다. 이 경우 압전 요소의 횡방향 진동모드의 경계조건이 바뀌어 실제 사용되는 종방향 진동모드의 공진 주파수에도 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 kerf충진 매질에 따른 공진주파수의 변화를 실험적으로 고찰하기 위하여 크기가 $14mm{\times}0.22mm{\times}0.44mm$인 PZT 압전요소의 선형배열에 의한 초음파 트랜스듀서를 제작하고, kerf충진 매질이 없는 경우와 특성이 다른 두 종류의 에폭시로 충진한 경우 각각에 대한 측정을 행하였다. 그 결과 kerf충진 매질에 따른 종방향 공진주파수의 천이 경향이 이론해석 결과와 유사함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1075-1081
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• 2010

최근 가공성이 우수하고 강한 자기변형성을 가진 강자성 패치가 소개되면서, 이를 이용한 탄성초음파 변환 연구가 활발하다. 이러한 자기변형 패치 트랜스듀서는 SH 파와 비틀림파 등 전단파 변환 성능이 우수하여 비파괴평가 분야에서 많은 주목을 받고 있지만, 지금까지 관련 연구가 유도초음파 변환에 집중된 반면 체적초음파에는 아직 적용이 된 예가 없다. 본 연구에서는, 자기변형성이 큰 재질 중 하나인 철-코발트 합금을 이용한 체적전단파 트랜스듀서를 제안하고자 한다. 제안한 트랜스듀서는 강자성 패치, 코일, 영구자석, 요크를 포함하여 모듈형으로 설계되었고, 실험을 통해서 파형 및 방사 패턴 등을 측정하였다. 결과적으로, 제안한 트랜스듀서는 신호대잡음비 및 방사패턴 면에서 상당히 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제33권2호
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• pp.102-110
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• 2014

양 전극 사이에 압전층 외에 비압전성의 접합층이 존재하는 ${\lambda}/4$ 모드 PVDF 초음파 트랜스듀서에 있어서 그 접합층이 트랜스듀서의 성능에 미치는 영향을 등가회로에 의해 해석하였다. 등가회로로서는 Kikuchi 등이 제안한 전송선로 모델[Sound of IEICE, 55-A, 331-338 (1981)]을 도입하였는데, 먼저 그 모델에 의한 해석의 타당성을 $80{\mu}m$ 두께의 PVDF 압전막이 동(Cu) 후면체에 부착되는 세 가지 경우를 가정한 KLM 모델과의 비교를 통해 검증하였다. 다음으로, 그 압전막과 더불어 $5{\mu}m{\sim}20{\mu}m$ 두께의 에폭시 접합층을 갖는 다섯 개의 트랜스듀서를 제작하여 펄스 에코 응답을 측정한 후 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 두 결과는 서로 잘 일치하였는바, 도입한 Kikuchi 모델에 의해 접합층이 트랜스듀서의 성능에 미치는 영향을 파악할 수 있음을 알았는데, 접합층이 $20{\mu}m$일 때는 그 접합층이 없을 때에 비해 중심주파수와 대역폭은 각각 약 19.7 %, 25.0 % 감소하고, 삽입손실은 57.2 % 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.397-400
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• 2000

초음파 영상의 3차원 구성은 기존의 2차원 영상에서는 얻을 수 없었던 결함의 깊이, 방향성 등의 정보를 획득할 수 있기 때문에 최근에 이에 대한 관심이 고조되고 있다. 본 연구에서는 SAM(Scanning Acoustic Micro-scope)의 각 스펙트럼(angular spectrum) 접근법을 사용하여 물체에서의 3차원 영상 구현 이론에 대해서 연구하였다. 이러한 방법은 초음파 트랜스듀서를 디포커싱 시키면서 얻어진 2차원영상 정보를 이용하여 3차원으로 구성하는 방법이다. 실험에서는 알루미늄 원형 시료를 사용하였고, V(z)이론을 이용하여 산란된 신호에서의 영상을 구현하는 데 초점을 두었다. 모의 실험을 통하여 피사체 중심에 대해서 $70^\circ$ 범위 내에서 반사형 초음파 현미경으로 영상을 얻어낼 수 있음을 확인하였다. 중심주파수가 5MHz이고 대역폭이 $35\%$인 트랜스듀서를 사용하여 원형 시료의 중심부에서의 영상을 얻어내었다