• 제목/요약/키워드: Acoustic transducer

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압전복합재료의 제작 및 음향특성 고찰 (A Study on the Fabrication and Acoustic Properties of Piezocomposites)

  • 이상욱;남효덕;류정탁;김연보
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 제5회 영호남 학술대회 논문집
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    • pp.35-38
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    • 2003
  • In this paper, we investigated the electric and acoustic properties of piezoelectric composites, which were fabricated using polymer and piezoelectric ceramics, when the volume fraction of PZT varies. Practically, the shrinkage rate of polymer is an important factor in ultrasonic transducer fabrication. When 10 wt% filler A was added into polymer(Epofix), the lowest shrinkage was resulted. The electromechanical coupling factor($k_t$) of the fabricated piezoelectric composites showed its highest when the volume fraction PZT was 0.6. It decreased if the volume fraction was higher than the value. The relative permittivity and acoustic impedance of piezoelectric composites decreased linearly when PZT volume fraction was decreased. The lowest acoustic impedance was 3.2 when the volume fraction of PZT was 0.2.

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FEA를 이용한 이식형 인공중이용 차동전자 트랜스듀서의 진동 모델링과 최적 설계 (Vibration Modeling and Optimal Design of Differential Electromagnetic Transducer for Implantable Middle Ear Hearing Devices using the FEA)

  • 김민규;임형규;한찬호;송병섭;박일용;조진호
    • 한국음향학회지
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    • 제24권7호
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    • pp.379-386
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    • 2005
  • 최근까지 개발되었던 청각 보조기 중에서 공기 전도형 보청기의 하울링 (howling) 현상과 수술 후 이소골 등 기존 음향계의 재생이 불가능한 인공 와우 (cochlear implant system)의 단점을 해결하고, 동시에 청음 명료도가 높은 음성 신호를 전달하기 위한 수단으로 연구된 것이 인공중이 (implantable middle ear hearing device) 이다. 본 연구에서는 인공중이의 음성 신호 재현을 위한 진동 장치인 차동전자 트랜스듀서 (differential electromagnetic transducer, DET)에 대한 수학적 모형화와 계의 진동을 기술하는 운동방정식을 유도하고 그 해를 구하였다. 제한된 크기와 인가 전류 $1\;mA_{rms}$ 정현파에서 최대 구동력을 얻기 위해서 전자기력에 대한 유한요소해석을 수행하였고, 결과에 의해서 자석과 코일에 대한 최적 크기를 결정하였다. 사람의 중이 내 등자뼈 (stapes)의 진동 특성과 유사한 진동을 갖는 DET를 설계하기 위해서, 진동막의 강성계수를 변화하면서 진동해석을 시뮬레이션 하였다. 설계된 DET는 마이크로 머시닝 기술에 의해서 제작하였고, 그 진동 특성을 측정 하였다. 최종적으로 측정된 진동 특성에 대한 분석을 통하여 인공중이를 위한 진동 장치로서의 적용 가능함을 확인하였다.

전향 초음파 영상 트랜스듀서 : I. 해석 및 설계 (Forward-Looking Ultrasound Imaging Transducer : I. Analysis and Design)

  • 이찬길
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제14권2E호
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    • pp.73-86
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    • 1995
  • 전향 초음파 영상 캐서터의 트랜스듀스 (FLUIC) 부분은 진동자인 원형 전기음향 소자와 원뿔꼴 반사체인 음향 반사체로 구성된다. 소형의 전기음향 소자는 캐서터의 회전자 축 측면에 탑재된다. 전향 초음파 영상 캐서터의 특징은 기존의 IVUS 트랜스듀서가 제공할 수 없는 캐서터 전단에서 혈관의 단층 2-D 영상과 종래의 측면 영상을 동시에 제공하는 것이다. FLUIC의 트랜스듀서에 사용된 음향 반사체를 설계하기 위해 근사화된 레이 추적 기법을 이용하였다. 음향 반사체로부터 2차 외절 특성을 예측하기 위해 회절전달함수방식에[1] 의한 1차 음원으로 부터의 장 예측모델을 확장하여 일반화 하였다. 확장된 모델은 단순한 평판 반사체에 적용하여 시뮬레이션과 실험에 의해 검증되었으며 FLUIC의 잘 특성을 해석하는데 사용되었다.

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재료물성 측정을 위한 직선집속 PVDF 초음파 트랜스듀서의 새로운 설계 및 응용 (New Design and Application of PVDF Ultrasonic Transducer for Measurement of Material Properties)

  • 홍성욱;김정순;김상윤;김무준;하강렬
    • 한국음향학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.164-171
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    • 2006
  • 임의의 등방성재료에 대한 종파, 횡파 및 누설표면파의 음속을 알면 해석적으로 그 재료의 탄성정수와 밀도를 산출할 수 있다. 종래, 그 음속들은 각각 다른 진동모드를 갖는 세 개의 초음파 트랜스듀서에 의해 측정되어져 왔다. 본 연구에서는 하나의 트랜스듀서에 의해 그 세 가지 파의 개략적인 음속을 동시에 측정하기위한 전극분할형 PVDF 직선집속 초음파 트랜스듀서를 새로이 제안하고, 설계, 제작하였다. 그리고 그것에 의한 각 파의 음속측정 방법을 확립한 후, 용융석영 등 몇몇 등방성재료에 적용하였다. 또한, 측정된 각 파의 음속을 이용하여 탄성 강성정수 및 밀도를 산출하고, 각 값들의 오차를 검토하였는데, 얻어진 값들은 문헌치와 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다.

튜브탐상용 EMAT 제작 및 특성조사 (Development and Characterization of the Electromagnetic Acoustic Transducer for Tubes)

  • 안봉영;이세경
    • 비파괴검사학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.42-48
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    • 1986
  • Electromagnetic - Acoustic Transducers for the inspection of tubes were developed using permanent magnets and induction coils. The propagation velocity of ultrasonic waves in a tude wall was measured by the transducers. The position of a flaw in a tube and the relative size of flaws with different size were measured.

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광대역 수중 음향 압전 진동체의 등가회로 모델링 (Equivalent Circuit Modeling of Wideband Underwater Acoustic Piezoelectric Vibrator)

  • 조치영;김원호;윤형규
    • 소음진동
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    • 제6권5호
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    • pp.645-652
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    • 1996
  • In this paper an identification method is presented to obtain the equivalent electric circuit model of a wideband underwater acoustic piezoelectric vibrator. Unknown parameters involved in the equivalent circuit are indentified using the measured electrical admittances in air. The proposed method is applied to an example transducer. The validity of equivalent circuit model is demonstrated by the comparison between the experimental measurements and analytical calculations of TVR(transmitting voltage response) in water.

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공기 중 광대역 초음파 방사용 압전 박막 기반 초소형 초음파 트랜스듀서의 설계 (Design of piezoelectric micro-machined ultrasonic transducer for wideband ultasonic radiation in air)

  • 안홍민;진재혁;문원규
    • 한국음향학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.87-97
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    • 2020
  • 본 논문에서는 공기 중 광대역 초음파 방사용 압전 박막 기반 초소형 초음파 트랜스듀서(piezoelectric Micro-machined Ultrasonic Transducer, pMUT)의 설계 연구가 진행되었다. 하나의 트랜스듀서로 광대역을 달성하는 방법 중 하나는 다공진 시스템으로 설계하는 것이다. 새로운 pMUT은 박막 구조의 앞면과 뒷면에 적절한 음향 구조를 추가하여 다공진 시스템을 구현하도록 설계되었다. 박막 앞쪽은 도파관 구조로 모델링된 방사 파트로, 박막 뒷쪽은 음향 공동으로 모델링된 패키징 파트로 이루어져있다. 박막 파트, 방사 파트, 패키징 파트로 구성된 새로운 pMUT은 집중 변수 모델로 설계되었으며, 최종적으로 유한요소해석으로 검증되었다. 최종 설계된 pMUT은 102 kHz ~ 132 kHz (-3 dB)의 주파수 대역을 달성하였다.

RF magnetron sputtering으로 제작한 ZnO/sapphire 압전 변환기의 전기적인 특성에 관한 연구 (Electrical properties of ZnO/sapphire piezo-electric transducer by RF magnetron sputtering)

  • 이종덕;정규원;고상춘;송준태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.22-25
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    • 1995
  • In this paper, the physical characteristics of piezoelectric transducer which generates acoustic weve at microwave frequency were theoretically analized. We found that increasing electrode thickness is showed large distorthion on bandwidth. ZnO thin film were desposited by RF magnetron sputtering method. considering the sputtering parameters. Thickness of the desposited ZnO was 3.9 $\mu\textrm{m}$. In this experiment, we get that resistivity is 12.196${\times}$109 [cm$\Omega$], that resonance frequency is 827.47MHz Measuring insertion loss, we ascertained to possibility of transducer application for microwave frequency.

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역투사 알고리듬과 비촛점 트랜스듀서를 적용한 광음향 단층영상 장치개발과 팬텀실험 (Phantom Evaluation and Development of Photoacoustic Tomography Imaging System using Unfocused Ultrasound Transducer and Back-Projection Algorithm)

  • 유상훈;김도현;송철규
    • 전기학회논문지
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    • 제59권12호
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    • pp.2349-2351
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    • 2010
  • Photo Acoustic Tomography (PAT) is a hybrid imaging modality which combines high contrast of optical imaging and spatial resolution of ultrasound imaging, thus it is suitable to image biological tissue noninvasively. Laser-induced photoacoustic signals were measured from a sample by means of an unfocused ultrasound transducer, then PAT image was reconstructed based on a universal back-projection algorithm. To evaluate the feasibility of our system, phantom test was performed, consequently, the PAT images obtained using our system showed highly analogous shape and volume with those of the phantom. This result demonstrated that our system can provide a powerful tool for imaging the substructure of biological tissue in non-invasive manner.

A New Calculation Method for the Radiation Impedance of Transducer with Regular Square Vibrating Surface

  • Kim, Moo-Joon;Kim, Chun-Duck;Ha, Kang-Lyeol
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제18권1E호
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    • pp.20-26
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    • 1999
  • Although the radiation impedance of a transducer with a regular square surface has been studied by many researchers, the formulas are still very complicated, which results in long computation time and low accuracy. In this paper, we propose a new algorithm for the calculation of acoustic radiation impedance in which the regular square vibrating surface of a transducer is divided into small elements and duplicate calculations are eliminated in the process of calculating mutual effects of the elements. Using this algorithm, shorter computation time and higher accuracy of results can be obtained. As a demonstration, the self and the mutual radiation impedance of transducers with a regular square surface are calculated and the accuracy of the results is evaluated.

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