• 제목/요약/키워드: Acoustic Coupling

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유한요소해석법을 이용한 2-2형 압전복합재료 초음파 트랜스듀서의 설계 및 압전특성 (Design and Piezoelectric properties of 2-2 piezocomposite Ultrasonic Transducers by means of the Finite Element Methode)

  • 박재성;이상욱
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제48권2호
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    • pp.40-46
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    • 2011
  • 본 연구에서는 테입-케스팅 방법을 이용하여 제작한 PZT-5A의 소결온도 변화에 따른 압전특성을 조사한 후 유한요소 해석법을 이용하여 2-2형 압전복합재료를 초음파 트랜스듀서를 설계하고 압전특성을 해석하였다. 2-2형 압전복합재료의 음향임피던스와 압전전하상수($d_{33}$)는 PZT 부피분율이 감소함에 따라 밀도의 감소로 감소하여 0.6~0.2의 범위에서 14~3 MRayl로 초음파 트랜스듀서로 사용가능한 특성을 나타내었다. 공진특성과 전기기계결합계수는 PZT부피분율이 0.6일 때 가장 우수한 특성을 나타내었으며, PZT의 부피분율이 0.2~0.6에서는 $k_t$ 값이 0.64~0.68로 거의 일정한 값을 유지하였지만 그 이상에서는 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 실험결과로부터 2-2형 압전복합재료는 초음파 트랜스듀서 재료로 응용 가능성을 확인 할 수 있었다.

압전 재료의 탄성표면파 특성과 단백질의 고정화 (Surface Acoustic Wave Characteristics of Piezoelectric Materials and Protein Immobilization)

  • 정우석;홍철운;김기범
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권2호
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    • pp.166-171
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    • 2006
  • 본 연구에서는 전기적 결합 계수가 큰 PMN-PT 압전 재료를 사용하여 탄성표면파를 발진시켜 단백질을 검출할 수 있는 새로운 바이오센서로써 이용 가능성을 확인하고자 시도하였다. 실험결과 PMN-PT 압전 재료의 중심 주파수 필터링은 LT 압전 재료보다 우수하였지만, 만족할만한 결과를 얻을 수는 없었다. 또한, 본 연구에서는 위암을 일으키는 mismatched DNA를 검출하기 위한 방법을 개발하고자 하였다. 그 결과 EDC 용액을 사용하여 NTA에 MutS를 고정화 하였다. 그러나 Ni(니켈)을 사용하여 MutS를 고정화하여 mismatched DNA를 측정하는 것이 더 효과적인 방법이라 판단된다.

구조-음향 연성계의 경계값 변화에 따른 방사음 변화 (A Parameter Study on the Frequency Characteristics of the Structural-acoustic Coupled System)

  • 김양한;서희선
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권7호
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    • pp.604-611
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    • 2004
  • It is well known that wall impedance essentially determines how sound wave transmits from one place to another. The wall impedance is related with its dynamic properties : for example, the mass, stiffness, and damping characteristics. It is noteworthy, however, that the wall impedance is also function of spatial characteristics of two spaces that is separated by the wall. This is often referred that the wall is not locally reacting. In this paper, we have attempted to see how the acoustic characteristics of the two spaces is affected by various structure parameters such as density, applied tension, and a normalized length of the wall. Calculations are conducted for two different modally reacting boundary conditions by modal expansion method. The variation of the Helmholtz mode and the structural-dominated mode are analyzed as the structure parameters vary. The displacement distribution of the structure, pressure and active intensity of the inside and outside cavity are presented at the Helmholtz mode and the structure-dominated mode. It is shown that the frequency characteristics are governed by both structure-and fluid-dominated mode. The results exhibit that the density of the structure is the most sensitive design parameter on the frequency characteristics for the coupling system as we could imagine in the beginning. The Helmholtz mode frequency decrease as density increases. However. it increases as applied tension and an opening size increase. The bandwidth of the Helmholtz mode is mainly affected by density of the structure and its opening size.

실내공간의 부분적 개방에 따른 음향특성변화 II -확산음장과 자유음장의 수직적 결합을 중심으로- (Acoustic Characteristics of Sound Field in Partially Opened Rooms -Emphasis on Vertical Coupling of Diffuse and Free Field-)

  • 정대업;최영지
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제7권5호
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    • pp.75-82
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    • 2007
  • 본 연구는 지붕개폐형 구조물에서 지붕을 개폐함으로써 나타나는 음장의 특성변화를 파악하기 위하여 1/20스케일의 축소모형을 제작하고 이를 대상으로 개폐율을 조절하면서 음장변화를 측정 분석하였다. 공간의 음향설계 시 사용되는 기존의 설계 및 평가파라메타들을 검토한 결과, 잔향음의 감쇠과정이 비선형적이며 기존의 잔향감 평가파라메타인 잔향시간에 의해서 적절한 설계 및 성능평가가 이루어지기 어려울 것으로 분석되었다. 특히 비선형적 감쇠구간에 대한 선형적 curve-fitting에 의해 실제 청감과는 거리가 먼 매우 긴 잔향시간이 도출되어 실질적인 효용성이 의심된다. 따라서 잔향시간(T30)을 음향설계 및 평가과정에서 중요설계변수로 활용 시 완공 후 얻게 되는 음장특성과 상이한 결과를 초래할 가능성이 있다. EDT의 경우 전체적으로 초기감쇠시간은 개폐율이 증가할수록 짧아지는 경향을 나타내었다. 주파수별로 저주파수대역에서의 감쇠율이 가장 높게 나타났으며 고주파수 대역으로 갈수록 감쇠율은 둔화되는 것으로 평가되었다. 명료도 관련 파라메타인 D50 또한 개폐에 따른 음장의 변화를 효과적으로 나타내고 있는 것으로 분석되었다. 객석부위별로는 지붕개폐면에 직접 노출되지 않는 객석에서 개폐율 증가에 따라 선형적인 감쇠현상이 나타나고 있으나, 직접 노출되는 객석의 경우에는 40%이상의 개폐율에서는 명료도와 잔향감에 영향을 거의 미치지 않는 것으로 나타났다.

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박막과 음장의 연성에 의한 저주파 소음 저감 (Low Frequency Noise Reduction by Acoustic Coupling with Membrane)

  • 박수경;김양한
    • 소음진동
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    • 제7권4호
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    • pp.579-588
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    • 1997
  • When a membrane couples with compressive fluid, waves on the membrane follow a typical dispersion relations. One of characteristics of this relations is that evanscent waves occur below cutoff frequency. We have attempt to use this spatially decaying characteristics as a low frequency sound absorber. Theoretical development has required to solve membrane-fluid coupled linear differential. The solution has been successfully obtained by using eigenfunctions. To assure the obtained solution, experiment was also performed. The comparison was quite satisfactory. We conclude, based on these theoretical as well as experimental evidences, that it is very likely possible to use a membrane as a low frquency sound control element.

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수중 공기방울의 선형 배열에 의한 음향 방출 (Acoustic radiation from a line array of bubbles in water)

  • 최복경;윤석왕
    • 한국음향학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.71-77
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    • 1994
  • 수중에서 공기방울들의 선형 배열에 의해 방출된 음향의 주파수 특성을 이론 및 실험적으로 살펴보았다. 공기방울들의 상호 작용을 고전적 조화진동자의 결합으로 다루었으며, 이론적으로 공기방울들의 선형 배열을 인접한 공기방울들간의 효과만을 고려한 유효 결합 조화진동자 모델로서 제안하였다. 공기방울 중심 사이의 거리가 공기방울 직경의 두 배가 넘는 약한 결합의 경우에 대해, 제안된 유효 결합 조화진동자 모델은 실험 결과들과 잘 일치함을 보여주었다.

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음향/진동 측정을 위한 광섬유 결합기의 설계 및 특성실험 (Design and Characterization of Fiber Optical Coupler for Acoustic and Vibration Measurements)

  • 권휴상;김경우
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권9호
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    • pp.971-981
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    • 2006
  • This paper presents the design and characterization of a novel fiber optical coupler for intensity modulated fiber optical microphone. Theoretical equations for the optical power coupling are presented in detail including optical path analysis and misalignment. Various optical couplers are simulated and manufactured. A multi-mode to multi-mode coupler is characterized by static and dynamic movements of mirror on a well designed experimental stage.

PZN-BT-PT 세라믹스를 이용한 전왜 BUZZER의 음향 특성 (Acoustic Properties of Electrostrictive Buzzer Using PZN-BT-PT Ceramics)

  • 유준현;김현재;박창엽
    • 대한전기학회논문지
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    • 제41권1호
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    • pp.50-55
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    • 1992
  • Piezoelectric Buzzer which has been generally used requires about 30kV/cm poling process and has the aging effects. In this study, 0.85 PZN - 0.10 BT - 0.05 PT system ceramics with additives of 0 - 2 wt% YS12TOS13T were fabricated and investigated on electromechanical coupling coefficient(kS1pT), electric field induced charge coefficient(dS131T), and sound level. As the results, in the 0.4 wt% YS12TOS13T added composition ceramics compared with the basic, kS1pT was increased from 0.355 to 0.39 and induced piezoelectric d constant increased from 204 to 220 x 10S0-12T (C/N) and sound level of electrostrictive Buzzer has the highest value of 71.5 dB under 8kV/cm bias electric field.

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Characteristics on Temperature Evolution in the Metallic Specimen by Ultrasound-Excited Thermography

  • Choi, M.Y.;Park, J.H.;Kang, K.S.;Kim, W.T.
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.200-206
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    • 2010
  • In ultrasound-excited thermography, the injected ultrasound to an object is transformed to heat and the appearance of defects can be visualized by thermography camera. The advantage of this technology is selectively sensitive to thermally active defects. Despite the apparent simplicity of the scheme, there are a number of experimental considerations that can complicate the implementation of ultrasound excitation thermography inspection. Factors including acoustic horn location, horn-crack proximity, horn-sample coupling, and effective detection range all significantly affect the detect ability of this technology. As conclusions, the influence of coupling pressures between ultrasound exciter and specimen was analyzed, which was dominant factor in frictional heating model.

초음파 변환기용 다공질 PZT 세라믹의 압전 및 음향 특성 (Piezoelecttic and Acoustic Properties of Porous PZT Ceramics for Ultrasonic Transducer Aplications)

  • 박정학;주용관;최헌일;사공건
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.192-195
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    • 1995
  • PZT powders were prepared by the molten salt synthesis method. The porous PZT was prepared from a mixture of PZT an polyvinylacohol(PVA) powders by BURPS(Burnout Plastic Sphere) technique. The piezolectirc and acoustic properties with various PVA wt% were studied, Piezoelectric coefficient d$\sub$33/ of porous PZT ceramics was almost same to that of single phase PZT ceramics, The thickness mode coupling factor k$\sub$t/ was 0.53~0.59 in comparable with the single phase PZT ceramics(k$\sub$t/=0.7)

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