• 한국가시화정보학회지
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• 제18권2호
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• pp.46-50
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• 2020

On-demand droplet generation with tunable droplet volume is fundamental in many droplet microfluidic applications. In this work, we propose an acoustofluidic method to produce water-in-oil droplets with prescribed volume in an on-demand manner. Surface acoustic waves produced from a slanted interdigital transducer are coupled with parallel laminar streams of dispersed and continuous phase fluids. Acoustic radiation force acting on the fluid interface enable generation of droplets in a microfluidic chip. We expect that the proposed acoustofluidic droplet generation method will serve as a promising tool for on-demand droplet generation with on-chip droplet volume control.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.317-320
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• 1999

In this study, the piezoelectric ceramics PZT powder was synthesized by Wet-Dry combination method. And the flexible 1-3-0 type composites were fabricated with piezoceramic PZT and Eccogel polymer matrix embedded 3rd phase. Dielectric constant of 1-3-0 type composites was lower than that of single phase PZT ceramics. Thickness mode coupling factor k/sub t/ which was comparable with single phase PZT ceramics and mechanical quality factor Qm were about 0.65 and 6, respectively. These composites are considered as a good candidates for broad-band type transducer applications. The acoustic impedance of 1-3-0 type composites was lower than that of single phase PZT ceramics. Therefore, these composites would be better used for hydrophone applications.

• 한국음향학회지
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• 제6권3호
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• pp.23-30
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• 1987

본 논문에서는 반사형 음향 현미경의 반사응답 특성인 V(z)현상을 고찰하고 이 현미경을 이용한 새로운 형태의 비파괴 검사 기술을 제시한다. 10원 주화, 알루미늄, 집적회로 소자, 그리고 kevlar-epoxy 등을 샘플로서 선택하고 중심주파수 3 MHz의 음향 현미경을 focused mode 및 defocused mode에서 동작시켜 실험하였다. 이 과정에서 음향 현미경의 분해능은 $500\mu m$로 나타났고 샘플의 표면 및 그 내부에 존재하는 결함은 검출되어 이를 영상화하였으며 샘플에 대한 영상의 콘트라스트 변화는 V(z)현상과 잘 일치함을 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.413-421
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• 1990

Acoustic emission signals due to leak from circular holes of 0.4, 1, 2 and 4mm diameter and rectangular slits of different geometry having the same cross section as 4mm diameter hole was studied both analytically and experimentally. Acoustic emission signals from a wide-band type transducer were transformed to digital signals through a digital oscilloscope, and $V_{rms}$ and frequency spectrum were obtained by processing digital signals. Relationships between acoustic parameters and fluid mechanical parameters were derived analytically. A quadrapole aerodynamic model was applied in the analysis of leak from the circular holes and $V_{rms}$ was found to be proportional to the root square of leak rate through the circular hole. A modified model based on dipole source mechanism and laminar equivalent diameter was applied in the analysis of leak signals from the rectangular slits. In the case of constant pressure, $V_{rms}$ increased as the laminar equivalent diameter of slit decreased. In the case of constant laminar equivalent diameter, however the result was similar to that for leak from the circular hole. The frequency spectra of leak signals shows the same frequency characteristics irrespective of the pressure difference.rence.

• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.412-421
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• 2023

초음파 뇌 자극술을 통하여 뇌 심부의 국소 지역에 있는 뇌 세포의 활성화를 유도할 수 있으며, 이를 통하여 저하된 뇌 기능을 치료하는데 효과가 있음이 보고되어 왔다. 반면, 초음파 자극의 종류에 따라 신경 변조의 효율과 방향이 달라질 수 있음이 알려져 있어, 적절한 초음파 자극의 종류를 확립하는 연구가 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 이를 효과적으로 최적화 하기 위해 세포 배양시 사용되는 커버슬립 기반의 초음파 변환자를 제안하고자 한다. 균일한 초음파 자극을 전도하기 위해서 폴리머 압전소자(Poly-vinylidene fluoride-trifluorethylene, PVDF-TrFE)를 스핀 코팅하고 패를린 절연층을 상단에 적층시켜 음압 출력을 극대화 시켰다. 개발된 초음파 변환자 융합 커버슬립은 초음파자극기 표면에 배양된 수십개의 신경세포에 균일하고 정확한 초음파 자극을 전달 할 수 있고, 자극에 따른 세포의 반응을 형광 현미경으로 실시간 관찰 가능하다. 따라서, 동일한 초음파 자극에 대한 세포의 반응 신호를 최대 수십개 세포로부터 동시에 획득 가능하므로, 반응 신호를 평균 한다면 낮은 강도의 초음파 자극에 따른 뇌 세포의 미세한 반응을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 변환자와 물의 표면 등에서 발생하는 정현파에 의한 자극의 왜곡 현상을 줄일 수 있어서 사용자가 원하는 초음파 자극을 정확하게 세포로 전달 가능하다. 이렇게 개발된 초음파 변환자를 통해 변환자 표면에 배양된 별세포에서 6 MHz, 0.2 MPa의 저강도 초음파 자극에 의해 유도된 칼슘 반응을 성공적으로 관찰할 수 있었다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.436-444
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• 2016

능동 반향음 제어용 타일형 프로젝터의 안정적 음향 성능을 보장하기 위해서는 단위 트랜스듀서 간 성능의 균일성이 요구된다. 그러나 재료 물성 편차 및 공정상 오차 등 현실적인 제약으로 인해 단위 트랜스듀서 간 성능편차가 발생하게 되며, 이는 타일형 프로젝터의 방사 특성(송신전압감도 및 지향성)은 물론 반향음 제어 성능에도 부정적 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 타일형 프로젝터 제작 시 단위 트랜스듀서의 적절한 배치를 통하여 트랜스듀서 간 성능 편차에 의한 영향을 최소화할 수 있는 방안을 제시한다. 이를 위하여 6 dB의 송신전압감도 편차를 갖는 36개의 단위 트랜스듀서를 상정하고 이들의 배치 방식에 따른 타일형 프로젝터의 방사 특성을 일련의 음향-압전 연성 모사실험을 통하여 비교 분석한다.

• 한국음향학회지
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• 제23권7호
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• pp.503-513
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• 2004

본 논문에서는 단위 음향파워에 대한 온도 변화인 열 감도 (thermal sensitivity)를 새로이 정의하였으며, 이 물리량으로 조직모사물질의 성능을 평가 할 수 있다는 것을 제안하였다. 실험에 사용된 시료는 공장에서 생산되는 식용 두부이고, 초음파의 주파수를 8 MHz로 고정하고 조사 (irradiation) 시간, 음향파워, 시료 표면으로 부터의 깊이 및 초음파 변환기와의 거리에 따른 온도 변화를 측정하였다. 아울러 깊이와 초음파 변환기와의 거리를 고정하고 일정한 음향파워 조건에서 주파수에 따른 온도 변화도 측정하였다. 측정된 온도변화를 열 감도로 변환하여 고찰한 결과 조직모사물질의 성능인자로 사용하기에 충분한 것으로 판명되었다. 특히 조직모사물질로 선택한 두부는 10 MHz 에서 열 감도가 최대로 나타났으며. 이 결과는 실제 인체 조직에서 열 감도가 주파수에 민감하게 의존 할 수 있다는 가능성을 함축하는 중요한 결과이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권2호
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• pp.180-185
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• 2004

비금속 및 금속 재료에 존재하는 미소균열 검출에는 펄스에코법으로 고주파수 집속형 수직 탐촉자를 사용하거나 표면파를 사용한 사각 탐상법을 주로 사용한다. 이러한 방법은 압연 롤, 세라믹 롤 등 대형 구조물의 표면에 존재하는 미소 균열의 존재 여부, 위치 및 깊이 측정을 위한 자동화 초음파 탐상장치를 개발하는 다량의 검사 데이터, 결함 위치정보의 불확실성 등 현실적으로 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 대구경 초음파 탐촉자를 사용하여 초음파 회절현상을 발생시킴으로써, 미세 균열의 존재 여부 및 위치 등의 검사결과를 실시간 A, B, C-Scan으로 표시할 수 있었다. 또한 기존의 방법보다 정량적으로 표면 균열의 깊이를 정확하게 측정 가능한 방법을 제시하였다. 초음파의 회절현상을 이용함으로서 기존의 방법보다 검사 속도 및 시간이 10배 이상으로 향상되고 균열의 깊이를 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 실험적으로 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권1호
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• pp.25-31
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• 2011

소나 시스템은 항해와 해양 탐사, 수중 통신 등에 사용되며 정확성과 신뢰성을 향상시키기 위해 다양한 통계적 신호처리 기법들이 사용되고 있다. 수중에서의 다중 경로 특성은 검파 및 통신을 수행하는데 있어 열악한 환경을 제공한다. 파라메트릭 어레이 트랜스듀서의 고 지향성을 이용하면 다중 경로의 영향이 최소화될 뿐만 아니라, 파라메트릭 배열에 적합한 최적 검파기법을 사용하면 통산 성능이 향상된다. 본 논문에서는 on-off keying 통신 산호 검파를 위해 최대우도법(Maximum likelihood method)을 사용하였으며, LabVIEW 기반으로 파라메트릭 배열 트랜스듀서를 사용한 소나 시스템을 구현하여 시스템의 성능을 검증하였다. 또한, 다양한 트랜스듀서의 특성을 반영할 수 있는 GUI 소프트웨어도 설계 및 구현되어 다양한 소나 시스템의 성능 평가의 용이성을 증가시켰다. 본 논문에서 제안된 시스템은 실험실내에서의 다양한 모의실험이 가능하여 실제 해양 장비의 개발에 소요되는 비용과 시간을 감소시키는데 기여할 것으로 기대된다.