수진기들을 서로 케이블로 연결하지 않고 독립적으로 운용하는 육상-노달 탄성파 기술을 수륙 경계지역에 대한 탄성파 반사법자료를 얻기 위해 사용하였다. 이 기술은 수진기 설치와 수거가 간편하기 때문에 지형조건 영향을 적게 받으면서 양호한 자료를 얻을 수 있다는 점에서 매우 경제적이다. 경상북도 포항시 형산강 하구를 테스트 지역으로 한 이 연구에서는 송수신 측선을 약 120 m 간격으로 서로 평행하도록 전개하여 음원은 강에서 에어건을 사용하고 무선 수신은 하상에 설치한 노달 시스템을 사용하였다. 수집된 반사파 자료들은 낮은 신호대잡음(S/N)과 불연속적인 이벤트를 보이며, 특히 직접파, 가이드파, 음파, Scholte 표면파를 포함한 대부분의 이벤트들이 현장 자료에서 쌍곡선 형태로 나타는데 이러한 특징은 송수신이 같은 측선에서 이루어지는 일반적인 탐사에서의 직선 형태와 크게 대비된다. 주된 자료처리는 저주파 고진폭 잡음에 가려진 미약한 신호를 향상시키기 위한 띠통과 필터링, 공기파를 완화시키기 위한 주파수-파수 필터링, 송수신기 사이의 전파시간을 보정하기 위한 시간지연 보정을 수행하여 궁극적으로 가이드파와 공기파에 가려진 천부의 반사파를 표출하는데 목적을 두었다. 송신기와 수신기 사이의 횡단-오프셋 거리에 따른 시간지연 보정을 위한 주시방정식과 곡선을 이 연구에서 새로이 제시하였다. 시간지연 보정 효과는 최소 횡단-오프셋 자료에서 보정 후 약 200 ms 상향 이동하는 잘 정렬된 수평층으로 잘 관찰된다, 직접파/공기파를 기준으로 한 시간지연 보정은 서로 평행한 송수신 측선에서 얻어지는 자료처리에 필수적인 것으로 나타났다. 이 연구에서 개발되고 적용된 육상 노달-수상 에어건 시스템 자료의 수집과 처리 기법은 차후 천부가스, 단층대, 연안지역 및 도심지의 엔지니어링 설계를 위해 육해상 경계 지역에서 얻어지는 고분해능 자료에 효과적으로 쉽게 적용될 것으로 기대된다.
The purpose of this study is to materialize the viscosity sensor by using the SH-SAW sensor of which the center frequency is operated at higher than 50 MHz. In order to measure the viscosity, SAW sensor of which the center frequency is operated at 100 MHz is developed. By using the developed sensor, phase shift, delay time, insertion loss, and frequency variation are measured at different viscosity. The result shows that the phase shift difference between the viscosity variations is such that the difference between the distilled water and the 100 % glycerol solution is approximately $45^{\circ}$, the change of the insertion loss is approximately 9 dB, and the difference of frequency variation is approximately 5.9 MHz. Therefore, it is shown that viscosity of unknown solution can be measured with the surface acoustic wave sensor.
In this study, to improve temperature stability 0.05 Pb(Sn$\_$$\frac{1}{2}$/Sb$\_$$\frac{1}{2}$/O$_3$ - 0.35PbTiO$_3$ - 0.60PbZrO$_3$ + 0.4[wt%]MnO$_2$ piezoelctric oeramics of low dielectric constant and large mechanical quality factor were manufactured with the addition of Cr$_2$O$_3$by Hot Press method. And the SAW delay line was fabricated and the propagation characteristics of SAW was investigated, and the SAW filter was fabricated on C4 added by 0.2[wt%] Cr$_2$O$_3$and its frequency characteristics was investigated. The specimen, whose propagation characteristics of surface acoustic wave were the best, was C4 added by 0.2[wt%] Cr$_2$O$_3$, and its electromechanical coupling factor(ks$^2$) was 3.11[%] and its temperature coefficient of the center frequency (C$\_$fo/) was -21.27[ppm/$^{\circ}C$]. The 31[MHz] SAW IF filter of C4 scarcely had diffraction phenomena and its group delay time was 1.4673 ${\pm}$40[ns] in the pass band, and the insertion loss was -24.419[dB] on no impedance matching.
상용화되어 있는 이동통신 기기의 Front-end 부분은 듀플렉서와 필터를 포함하는 수동소자로 구성되어 있다. 듀플렉서의 임피던스 정합선로는 전송선로 이론으로부터 설계하며, 단순하게 ${\lambda}=1/4$ 파장 길이의 정합 선로를 설치하는 것이기 때문에 정합선로를 이용한 듀플렉서 성능을 극대화하기 위한 설계의 융통성이 없는게 현실이다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 집중소자(lumped element)인 R L C를 탄성 표면파 듀플렉서 대신 스위치 모들에 적용하게 된다면 여러 가지 다양한 형태의 회로를 구현할 수 있고 회로망 내에 위치하는 집중소자의 정격을 최적화하여 스위치 모듈의 성능을 향상시킬 수 있는 가능성이 있다. 본 연구에서는 $900 MHz{\sim}2.2 GHz$의 대역에서 소형화 집적화에 적용 가능한 디바이스를 개발하기 위하여 고주파, 저진압, 저손실 스위치 모듈의 제조와 구성되는 커패시터와 인덕터의 제조와 특성에 관하여 연구하였다.
액체/고체 경계면에서 후방 복사된 초음파의 주파수 분석에 의해 Si layer/mesh Au/Si substrate 시편에 존재하는 표면 탄성파의 주파수 의존성이 측정되었다. 사용된 광역 탐촉자(2, 5, 10MHz)의 주파수에 따라 다르게 나타난 후방 복사의 입사각 의존성은 이 현상이 표면 지역에 발생된 표면파로부터의 에너지 복사에 의한 것임을 보여주었다. 후방 산란된 초음파의 입사각 의존성을 연속적으로 측정하기 위한 초음파 각도계가 제작되었고 다른 비율의 구리 분말이 섞인 에폭시에 의해 접착된 Ni layer/Al substrate 시편에 대해 후방복사 세기의 입사각 의존성이 측정되었다. (5MHz) 후방 복사의 폭과 패턴은 표면파 속도의 주파수 의존성, layer 접합의 질 그리고 표면 지역의 구조 등 여러 정보를 가지고 있음이 밝혀졌다.
표면 거칠기가 다른 유리시편에 대해 후방 복사된 초음파 세기의 입사각 의존성(프로파일)이 측정되었다. 후방복사 세기와 레일리(Rayleigh) 표면파 속도는 표면 거칠기에 비례하였고 이 경향은 각기 초음파의 산란규칙과 경화현상으로 설명되었다. 후방복사 프로파일의 면적 역시 표면 거칠기에 민감함을 보여 표면상태에 대한 새로운 비파괴적 평가 변수의 가능성을 보였다. 레일리 각 C-스캔 기법은 화상 명도의 반전과 높은 신호대 잡음비(S/N)를 보여주었다.
To improve temperature stability, 0.05Pb(SnS11/2TSbS11/2T)OS13T-0.35PbTiOS13T-0.60PbZrOS13T+0.4[wt%]MnO S12T piezoelectic ceramics were manufactured with the addition of CrS12TOS13T by Hot Press method. And the SAW delay line was fabricated and effects of CrS12TOS13T to the propagation characteristics of SAW was investigated, and the SAW filter was fabricated on C4 specimen added by 0.2[wt%] CrS12TOS13T whose propagation characteriatics of surface acoustic wave were the bast and its frequency characteristics was investigated. Electromechancal coupling factor(kS1sTS02T) was 3.11[%] and its temperature coefficient of the center frequency(CS1foT)was -21.27[ppm/$^{\circ}C$] in C4. The 31[MHz]]SAW IF filter of C4 scarcely had diffraction phenomena and therefore it was proper.
지하 토사 조건 및 지질 구조는 지진 시 지반 운동의 증폭에 관련된 부지 효과에 매우 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 국내 홍성 지역을 대상으로 시추 조사와 현장 탄성파 시험을 포함한 현장 조사 및 지표 부근지질 정보를 획득하기 위한 부지 답사를 통해 부지 효과를 확인하였다. 홍성 지역은 1978년 계기 지진이 발생한 지역으로서 기반암 상부에 최대 약 50 m 두께의 풍화대 지층이 분포한다. 연구 대상 지역의 공간 지층 구조를 효율적으로 확인하기 위하여 지리정보시스템(GIS) 기법 기반의 지반 정보 시스템(GTIS)의 구축하였으며, 홍성 지역은 분지는 얕고 넓은 형상임을 확인하였다. 홍성 지역의 부지 지진 응답을 평가하기 위하여 대표 단면에 대한 2차원 유한 요소 해석을 수행하였다. 도출된 지진 응답으로부터 지반 운동이 기반암 상부 토사층을 통해 전단파가 전파되면서 증폭되고 분지 형상에 따른 전단파의 상호 작용으로 생성된 표면파로 인해 분지 경계 부근 진동 지속 시간이 증가됨을 확인하였다. 뿐만 아니라, 분지 내의 선정된 토사 부지들에 대해서 추가적인 1차원 유한 요소 지진 응답 해석을 수행하였으며, 본 연구 대상 분지가 매우 얕고 넓음에 따라 분지 경계 부근을 제외하고는 분지 내 대부분의 위치에서 2차원 지진 응답과 유사한 결과를 보였다.
Microparticle separation has demonstrated significant potential for biological, chemical, and medical applications. We introduce a surface acoustic wave (SAW)-based microfluidic device for separation of elastic and rigid microspheres based on their property and size. By tuning the SAWs to match the resonant frequencies of certain microspheres, those particles could be selectively separated from the other microspheres. When microspheres are exposed to an acoustic field, they experience the SAW-induced acoustic radiation force (ARF), whose magnitude is dependent on the microparticle size and properties. We modeled the SAW-induced ARF based on elastic sphere theory and conducted a series of experiments to separate elastic and rigid microspheres. We further utilized the acoustofluidic method for the separation of Thalassiosira Eccentrica microalgae based on the differences in their sizes with purity exceeding 90%. We anticipate that our technique will open up new possibilities for sample preparation, detection, and diagnosis in various emerging biological and medical analyses.
일반적인 물리탐사기법은 도심지 내에서 구조물, 전도성 지하매설물, 차량 등 인공 잡음으로 인하여 그 적용성에 많은 제약을 받는다. 특히 이 과업은 철도가 운행 중인 철로 하부의 지반 정보의 획득을 목적으로 하는데, 이를 위한 일반적인 물리탐사 적용이 어려웠으며 그 대안으로 선형배열 상시진동 탄성파탐사를 적용하였다. 상시진동 탐사(mircotremor survey)기법에는 철로를 운행하는 기차와 주변 도로의 차량에 의한 진동이 오히려 양호한 송신원으로 활용 될 수 있다. 선형배열 상시진동 탐사기법에서는 일반적인 굴절법 장비를 이용하여 일상적인 진동을 기록하고, 파동장의 변환을 수행하여 표면파의 분산곡선을 얻는다. 이후 발췌한 분산곡선에 대한 반복적인 수치모델링을 통하여 전단파 속도를 구한다. 이 과업에서는 기존 철로를 따라 하부의 터널심도까지의 전단파 속도를 전체 터널구간에 대하여 얻기 위하여 40 m 간격으로 선형배열을 이동하면서 자료를 획득하였다. 측선상의 시추를 통하여 회수한 코어를 이용한 실내시험을 통한 RMR 의 구성요소 중 하나인 일축압축강도와 전단파 속도와의 높은 상관관계를 확인하여 RMR이 전단파 속도와 연관성이 있음을 유추할 수 있었다. 시추공에서 수행한 SPS 검층에서 획득한 전단파 속도와 RMR의 비교한 결과 전단파 속도와 RMR이 높은 상관관계에 있음을 확인할 수 있었다. 상시진동 탐사기법을 통하여 획득한 전단파 속도 역시 RMR과의 양호한 상관관계를 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 상관관계를 이용하여 도심지 철도터널 전체 구간에서 터널 설계시 필수적인 암반분류를 위한 RMR 추정이 가능하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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