• 제목/요약/키워드: Acoustic Power

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직류 계전기의 접촉구조에 의한 고주파수 소음저감 (Towards reducing acoustical high-frequency noise of a direct current relay via contact structure)

  • 양준혁;원종섭;김원진
    • 한국음향학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.691-697
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    • 2022
  • 직류 계전기는 전기자동차의 하나의 부품으로 간헐적으로 고주파수 소음이 710 Hz ~ 730 Hz의 주파수 범위에서 전기적 부하에 의해 발생한다. 고정접점과 가동접점 사이에서 발생하는 전자 반발력이 가동접점과 접압 스프링을 진동시키고, 그 진동으로 가동접점과 접압 스프링에 공진이 발생하여 고주파수 소음이 발생한다. 본 논문에서는 수치해석 및 실험을 통하여 고주파수 소음의 원인을 규명하고, 소음을 제거하는 방안을 제시하였다. 710 Hz ~ 730 Hz의 주파수 범위에서 가동접점은 고정접점과의 2개의 접촉점을 기준으로 회전하는 공진모드가 발생한다. 따라서 해당 여기서 제안한 방법은 공진모드를 제거하기 위해 가동접점의 구조를 2점 접촉구조 방식에서 3점 접촉구조 방식으로 변경하는 것이다. 3점 접촉구조를 적용함에 따라 공진모드가 제거되는 것을 수치해석으로 확인하였고, 실험적으로도 고주파수 소음이 발생하지 않는 것을 확인하였다.

파라메트릭 어레이를 이용한 공기 중 디지털 통신 연구 (A Study on Digital Communication in Air Using Parametric Array)

  • 제엽;이재일;이종현;문원규
    • 한국음향학회지
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    • 제28권8호
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    • pp.768-773
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    • 2009
  • 본 논문에서는 파라메트릭 어레이를 이용한 공기 중 디지털 통신의 특성을 측정해 보았다. 2차 오더의 비선형 현상인 파라메트릭 어레이를 구현하기 위하여, 고출력, 고효율의 음파 발생이 가능한 요철 트랜스듀서가 사용되었다. 1차 음파 (primary wave)의 주파수는 트랜스듀서 공진 주파수에 맞추어 83 kHz, 122 kHz 로 결정하였고, 이를 통해 발생되는 39 kHz의 차음 (difference frequency wave)을 통신 신호로 이용하였다. 통신 변조방법으로 On-Off Keying 방식을 이용하였다. 실험은 파라메트릭 어레이를 이용한 디지털 통신의 특성을 측정하기 위하여 파형 분석을 하였고, 거리, 각도에 따른 SNR을 측정해 보았다. 실험 결과 파라메트릭 어레이를 이용한 디지털 통신은 3m이내의 근거리 영역에서 적합함을 알 수 있었고, 빔폭 (-3 dB)은 $14^{\circ}$로 측정되어 고지향성 통신이 가능함을 확인하였다. 위의 실험 결과를 통해 파라메트릭 어레이를 이용한 공기 중 음향 통신에 대한 가능성을 확인하였고, 고지향성 통신 특성은 다중경로 문제나 보안 문제에 강점이 있을 것으로 판단된다.

심해 자율무인잠수정 우라시마의 잠항시험에서 취득된 북 구마노 분지 해저 선상지 시스템의 음향 영상 (Acoustic images of the submarine fan system of the northern Kumano Basin obtained during the experimental dives of the Deep Sea AUV URASHIMA)

  • Kasaya, Takafumi;Kanamatsu, Toshiya;Sawa, Takao;Kinosita, Masataka;Tukioka, Satoshi;Yamamoto, Fujio
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제14권1호
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    • pp.80-87
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    • 2011
  • 자율무인잠수정은 해수면탐사선에 비해 해저면에 더 가까이 접근할 수 있는 장점을 제공한다. 수심자료, 해저면 물질 정보와 해저면 하부 영상을 얻기 위해서는 자율무인잠수정에 탑재된 다중빔음향즉심기, 해저면영상탐사기 및 천부지층탐사기 등이 유용하게 사용된다. 일본해양연구개발기구는 3000m급 자율무인잠수정 우라시마를 개발하였다. 잠수정의 전력공급용 연료전지시스템의 공학적 개발과 시험과정을 거쳐 우라시마에는 신형 리튬이온전지 시스템이 설치되었다. 잠수정은 초기 공학적인 업무에서 과학적 사용 목적으로 개량되었다. 다양한 과학장비들이 추가되었고 2006년부터 과학적인 목적의 임무수행을 위한 잠항시험이 수행되었다. 2007년 시험운항에서 일본 기이반도 해역 북구마노분지 부근에서 우라시마의 해저면영상탐사기와 천부지층탐사기를 이용하여 고해상 음향영상자료를 획득하였다. 후방산란강도 도면에서는 많은 암설류가 확인되었고, 천부지층탐사단면에서 연구해역의 북동쪽 끝 부근의 하부구조가 확인되었다. 이러한 특징은 최신 선상지의 형성과 관련된 구조를 암시한다. 그러나 남서 해역에서는 해저면 하부 ~20 ms 부근에서 강한 반사층이 존재하는데, 이는 삭박특징으로 해석되며 현재는 더 젊은 해저 퇴적물로 덮여있다. 잠수정의 성능은 지속적으로 향상되고, 우라시마를 활용하여 많은 유용한 결과가 얻어질 것으로 기대된다.

진단용 초음파에 의해 가진된 초음파 조영제에서 방사하는 하모닉 성분의 크기: 이론적 고찰 (Magnitudes of the Harmonic Components Emitted from Utrasonic Contrast Agents in Response to a Diagnostic Utrasound: Theoretical Consideration)

  • 강관석;유지철;팽동국;임성민;최민주
    • 한국음향학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.78-86
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    • 2005
  • 진단용 초음파에 의해 가진된 초음파 조영제에서 방사하는 하모닉 성분의 크기를 이론적으로 고찰하였다. 본 연구에서는 2 MHz 진단용 초음파 펄스에 의한 초음파 조영제의 비선형 동적 반응을 Gilmore Model을 이용하여 수치 해석하였다. 초음파 조영제의 탄성 효과는 무시하였다. 초음파 조영제 반경의 크기 (1-9 $\mu$m)와 초음파의 MI 값 (0.125-8)을 변화시키면서 발생된 서브, 울트라. 2차 하모닉 성분의 파워를 기본 주파수 성분과 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 초음파 조영제가 공진 반경 (2 $\mu$m) 보다 클 경우, 초음파 조영제에서 방출하는 서브 하모닉의 파워가 기본 주파수 것 보다 압도적으로 크게 나타났다. 특히 하모닉 영상에서 사용하는 2차 하모닉의 파워는 서브 및 울트라 하모닉 성분 보다 낮은 값을 가지는 것으로 예측되었다. 본 연구 결과는 초음파 조영제를 이용하여 하모닉 영상을 구현할 경우, 서브 및 울트라 하모닉 성분이 2차 하모닉 성분 보다 우수한 영상 변수가 될 수 있음을 시사한다.

수중통신에서 비선형 왜곡과 전력효율을 위한 DFT-spread OFDM 통신 시스템 (DFT-spread OFDM Communication System for the Power Efficiency and Nonlinear Distortion in Underwater Communication)

  • 이우민;유흥균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권8A호
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    • pp.777-784
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    • 2010
  • 최근 수중 통신에 대한 관심이 급증하고 있으며, 수중 통신을 통한 음성 및 고해상도 영상 데이터와 같은 다양한 데이터 전송의 요구가 증가하고 있다. 수중 음향 통신 시스템의 성능은 수중 채널의 특성에 의해 크게 영향을 받으며, 특히 수중 채널 환경은 다중경로(Multi-path)에 따른 지연확산(delay spread)으로 인하여 데이터 전송 시 인접 심볼 간의 간섭(Inter Symbol interference: ISI)이 발생하여 통신의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 지연 확산에 강한 성능을 나타내는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법을 수중 통신 시스템에 적용하고, OFDM의 CP(Cyclic Prefix)를 이용하여 수중 채널 환경의 다중경로로 인한 지연 확산을 보상한다. 하지만 수중 통신 시스템에 OFDM을 적용할 때, OFDM 시스템이 갖는 고유한 문제인 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 발생한다. 그러므로 본 논문에서는 높은 PAPR로 인한 신호의 비선형 왜곡을 피하고 증폭기의 효율을 위하여 DFT-spread OFDM 기법을 적용한다. DFT-spread OFDM 방식은 IFFT 수행 이전에 DFT(discrete Fourier transform) 확산을 수행하여 각각의 병렬 데이터를 모든 부반송파들에 실어 줌으로써 좋은 PAPR 저감 효과를 얻는다. 그러므로 본 논문에서는 OFDM 시스템을 통해 수중 채널에서 지연 확산에 대한 성능 이득을 보이고, 일반적인 OFDM 시스템보다 DFT-spread OFDM이 수중 통신 환경에서 더 적합한 통신 방식임을 시뮬레이션을 통하여 보였다. 그리고 DFT-spread OFDM의 두 가지 자원 분배 방식(Interleaved, Localized)에 따른 성능을 분석하고 수중 통신 환경에서 자원 분배 방식에 따른 성능의 적응성에 대하여 논의하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 CP 삽입을 통한 보상후의 BER 성능은 DFT-spread OFDM 방식이 일반 OFDM에 비하여 $10^{-4}$에서 약 5~6dB 정도 좋은 것을 보였으며, 자원 분배 방식에 따른 BER 성능을 비교하였을 때, Interleaved 방식은 Localized 방식에 비하여 $10^{-4}$에서 약 3.5dB 정도 좋은 것을 보였다.

판재의 초음파 비선형 특성평가를 위한 Lamb Wave 기법 (Lamb Wave Technique for Ultrasonic Nonlinear Characterization in Elastic Plates)

  • 이태훈;김정석;장경영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.458-463
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    • 2010
  • 음향 비선형성은 재료 물성의 미세한 변화에 민감하기 때문에, 이를 측정하는 비선형 초음파 기술은 재료의 열화나 피로를 평가할 수 있는 기법으로 연구되어 왔다. 하지만 벌크파를 이용하는 일반적인 비선형 초음파 기법은 얇은 판재에 적용하는 것에는 여러 한계가 있다. 이와 같은 경우에는 비선형 Lamb 파의 사용을 생각할 수 있지만, Lamb 파는 벌크파와 매우 다른 전파 특성을 가지고 있어 그 비선형 특성에 대한 별도의 연구를 필요로 한다. 이를 위해 본 연구에서는 Lamb 파에서 비선형성에 의해 전파하면서 누적 성장할 수 있는 2차 고조파 모드의 발생 조건을 분석하였으며, 그 결과 네 가지 조건, 즉 (1) phase matching, (2) non-zero power flux, (3) group velocity matching, (4) non-zero out-of-plane displacement 를 제시하였다. 그리고 제시된 조건으로 알루미늄 판재에 대책 실험한 결과 이론 예측과 동일하게 전파 거리에 따라 2차 고조파 성분의 크기와 비선형 파라미터가 증가하였고, Al6061-T6 과 Al1100-H14에서 측정된 상대적인 비선형 파라미터의 비율이 이론적인 비율과 근접함을 보였다.

THE CURRENT STATUS OF BIOMEDICAL ENGINEERING IN THE USA

  • Webster, John G.
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1992년도 춘계학술대회
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    • pp.27-47
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    • 1992
  • Engineers have developed new instruments that aid in diagnosis and therapy Ultrasonic imaging has provided a nondamaging method of imaging internal organs. A complex transducer emits ultrasonic waves at many angles and reconstructs a map of internal anatomy and also velocities of blood in vessels. Fast computed tomography permits reconstruction of the 3-dimensional anatomy and perfusion of the heart at 20-Hz rates. Positron emission tomography uses certain isotopes that produce positrons that react with electrons to simultaneously emit two gamma rays in opposite directions. It locates the region of origin by using a ring of discrete scintillation detectors, each in electronic coincidence with an opposing detector. In magnetic resonance imaging, the patient is placed in a very strong magnetic field. The precessing of the hydrogen atoms is perturbed by an interrogating field to yield two-dimensional images of soft tissue having exceptional clarity. As an alternative to radiology image processing, film archiving, and retrieval, picture archiving and communication systems (PACS) are being implemented. Images from computed radiography, magnetic resonance imaging (MRI), nuclear medicine, and ultrasound are digitized, transmitted, and stored in computers for retrieval at distributed work stations. In electrical impedance tomography, electrodes are placed around the thorax. 50-kHz current is injected between two electrodes and voltages are measured on all other electrodes. A computer processes the data to yield an image of the resistivity of a 2-dimensional slice of the thorax. During fetal monitoring, a corkscrew electrode is screwed into the fetal scalp to measure the fetal electrocardiogram. Correlations with uterine contractions yield information on the status of the fetus during delivery To measure cardiac output by thermodilution, cold saline is injected into the right atrium. A thermistor in the right pulmonary artery yields temperature measurements, from which we can calculate cardiac output. In impedance cardiography, we measure the changes in electrical impedance as the heart ejects blood into the arteries. Motion artifacts are large, so signal averaging is useful during monitoring. An intraarterial blood gas monitoring system permits monitoring in real time. Light is sent down optical fibers inserted into the radial artery, where it is absorbed by dyes, which reemit the light at a different wavelength. The emitted light travels up optical fibers where an external instrument determines O2, CO2, and pH. Therapeutic devices include the electrosurgical unit. A high-frequency electric arc is drawn between the knife and the tissue. The arc cuts and the heat coagulates, thus preventing blood loss. Hyperthermia has demonstrated antitumor effects in patients in whom all conventional modes of therapy have failed. Methods of raising tumor temperature include focused ultrasound, radio-frequency power through needles, or microwaves. When the heart stops pumping, we use the defibrillator to restore normal pumping. A brief, high-current pulse through the heart synchronizes all cardiac fibers to restore normal rhythm. When the cardiac rhythm is too slow, we implant the cardiac pacemaker. An electrode within the heart stimulates the cardiac muscle to contract at the normal rate. When the cardiac valves are narrowed or leak, we implant an artificial valve. Silicone rubber and Teflon are used for biocompatibility. Artificial hearts powered by pneumatic hoses have been implanted in humans. However, the quality of life gradually degrades, and death ensues. When kidney stones develop, lithotripsy is used. A spark creates a pressure wave, which is focused on the stone and fragments it. The pieces pass out normally. When kidneys fail, the blood is cleansed during hemodialysis. Urea passes through a porous membrane to a dialysate bath to lower its concentration in the blood. The blind are able to read by scanning the Optacon with their fingertips. A camera scans letters and converts them to an array of vibrating pins. The deaf are able to hear using a cochlear implant. A microphone detects sound and divides it into frequency bands. 22 electrodes within the cochlea stimulate the acoustic the acoustic nerve to provide sound patterns. For those who have lost muscle function in the limbs, researchers are implanting electrodes to stimulate the muscle. Sensors in the legs and arms feed back signals to a computer that coordinates the stimulators to provide limb motion. For those with high spinal cord injury, a puff and sip switch can control a computer and permit the disabled person operate the computer and communicate with the outside world.

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2000년을 전후로 하여 중국 애니메이션에 나타난 유머요인 분석 (Analysis to the Essential Factors of Humor Emerging in Chinese Cartoon Around Year of 2000)

  • 동붕;오진희
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권36호
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    • pp.189-215
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    • 2014
  • 1963년 <피리 부는 목동(牧童短笛)>이 발표된 이래 1980년대까지 중국에서는 우수한 애니메이션들이 대거 제작되었다. 이 시기를 대표하는 수묵 애니메이션은 중국의 전통회화 기법을 적용하여 완성도 높은 표현과 중국 고유의 독창적 내용으로 국제적 명성을 얻었다. 수십 년이 지난 현재 중국에서는 정부의 지원 아래 매해 수십 편씩 애니메이션이 제작되고 있다. 그런데 비약적으로 급증하고 있는 애니메이션 작품 수에 비하여 작품의 성취와 국제적 영향력 면에서는 이전 시기를 넘어서지 못하고 있는 것으로 평가된다. 최근 중국에서 제작된 애니메이션 대부분은 흥행에 성공한 외국의 사례를 외형적으로 답습하는 경우가 많다. 이 작품들은 중국 내 흥행 면에서는 어느 정도 성과를 내고 있으나 국제적 공감을 얻고 있지는 못하며, 또한 중국 고유의 특성을 드러내지 못한 것으로 보인다. 애니메이션의 제작에서 미적, 산업적 성취를 위해서는 성공사례의 외형적 모방보다는 성공요인에 대한 면밀한 검토가 선행되어야 할 것이다. 본 논문에서는 애니메이션의 성취를 위한 요소 중 중요한 하나로 유머를 제기한다. 논의에 앞서 먼저 앙리 베르그송의 희극성 개념을 통해 유머요인의 일반적 정의를 서술하고, 이를 토대로 애니메이션의 유머요인을 정리하였다. 이렇게 도출된 분류체계를 중국 애니메이션에 대입하여 유머요인 분석의 틀로 사용하였다. 앙리 베르그송에 의하면 유머는 상황, 언어, 성격의 요인으로 구분된다. 본 연구에서는 이에 기반 하면서도 애니메이션 매체의 특수성을 고려하여 시각, 상황, 청각적 요인으로 분류하였다. 이는 언어표현이 중시되는 이전 매체에 비하여 다양한 청각적 요소에 의해 이루어지며 무엇보다 시각적 요소가 강조되는 애니메이션의 매체특성에 따른 것이다. 이 연구에서는 중국 애니메이션이 2000년을 전후하여 표현방식에 차이가 나는 것에 주목하고 대표작으로 <대뇨천궁>과 <세 명의 승려>, <시양양과 후이타이랑의 비마국 대모험>과 <곰출몰의 보물 빼앗기>를 선정하여 분석하였다. 2000년대를 전후로 한 중국 애니메이션의 유머요인 특성비교는 이후 중국 애니메이션의 표현에 대한 발전적 논의로 이어질 수 있을 것이다.

초음파 진단모드에 따른 체표면 온도변화와 열효과에 관한 고찰 (A Study on Changes in Body Surface Temperature and Thermal Effect According to Ultrasound Mode)

  • 양성희;이진수
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제40권2호
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    • pp.213-218
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    • 2017
  • 최근 고위험 임신군이 증가함에 따라 과거에 비해 음향파워 세기가 높은 도플러초음파 이용이 산전 진단에서 점차 증가하고 있으며, 여러 기관에서 가이드라인을 설정하여 과도한 노출을 자제하고 있다. 따라서 본 연구에서는 장시간 초음파검사 실시에 따른 검사모드 별 체표면의 온도변화를 알아보고 열효과에 영향을 받지 않는 노출시간을 고찰해 보고자 하였다. 시간경과에 따른 B mode, C mode, PD mode 별 초음파를 조사한 부위와 조사하지 않은 부위의 온도변화를 측정하여 차이를 비교하였으며 B mode는 초음파 조사 후 10분, 50분에서, C mode는 20분부터, PD mode는 30분부터 온도변화에 유의한 차이를 나타내었다(p<0.01). 측정시점에 따라 3개의 mode에서 모두 온도상승에 차이를 보였으며(p<0.000), PD mode가 가장 온도변화에 민감한 반응을 나타내었다. 또한 초음파 노출시간이 증가함에 따라 온도상승 시간이 짧아짐을 알 수 있었다. 따라서 배아나 태아를 관찰하기 위한 초음파검사 시 과도한 검사시간을 피하여 진단목적으로만 신속하게 사용할 것을 권고한다.

비접촉 초음파 탐상기법을 이용한 스폿용접부 및 탄소복합체의 내부 결함평가 (Internal Defection Evaluation of Spot Weld Part and Carbon Composite using the Non-contact Air-coupled Ultrasonic Transducer Method)

  • 곽남수;이승철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.6432-6439
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    • 2014
  • NAUT(Non contact Air coupled Ultrasonic Testing)기법은 초음파 탐상법 중의 하나로서 공기중 음향 임피던스의 차이로 생기는 에너지 손실을 High Power 초음파 Pulser Receiver, PRE-AMP, 고감도의 탐촉자로 보완하여 비접촉식으로 초음파 탐상을 가능하게 하는 탐상 방법이다. NAUT는 초음파의 송신 및 수신이 안정된 상태에서 이루어지므로 기존의 접촉식 탐상으로는 불가능하였던 고온, 저온의 물질이나 시험편의 표면이 거친 부분, 좁은 지점 등에서도 탐상이 가능하다. 본 연구에서는 NAUT기법의 산업체 실용여부를 알아보기 위해 자동차생산 공정에서 많이 사용하는 스폿용접부 및 CFRP 제품에 있어 상용화 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 본 연구에서는 NAUT기법의 사용 여부를 알아보기 위해 자동차 부품에서 많이 사용하는 스폿용접부 및 CFRP 부품의 내부결함 검출을 검출하였다. 스폿용접부에서는 초음파의 투과율이 높아 적색으로 나타났으며, 복층으로 된 부분은 투과율이 낮아 청색 화상이 나타났다. 또한 측정 속도를 결정하는 중요요소인 PRF(Pulse Repetition Frequency;송신펄스주기)에 따라 색상 선명도의 차이를 보였다. CFRP 시험편 또한 화상장치를 통해 취득된 각 화상 결과를 보고 내부 결함의 모양, 크기, 위치 등의 파악이 단시간에 가능하였다. 실험을 통해 NAUT기법과 화상화가 동시에 이루어짐을 확인하였고, 스폿 용접부와 CFRP 탐상에 NAUT의 적용이 가능한지 그 실현여부를 확인하였다.