• 한국음향학회지
• /
• 제42권5호
• /
• pp.452-459
• /
• 2023

음파의 힘을 이용하는 음향집게는 나노 단위의 세포외소포에서 밀리미터 단위의 대규모 다세포생 물체까지 다양한 생체 입자를 조작하는 데 사용되는 매우 유용한 도구이다. 해당 분야는 수십년간 점진적인 개발이 이루어지고 있으며, 단일 초음파 빔을 사용하는 단일 빔 음향 집게(Single Beam Acoustic Tweezers, SBAT)기술 또한 세포 및 생물체 정밀 이동 및 분석이 가능한 플랫폼으로 발전했다. 최근 혁신적인 발전으로 SBAT를 이용하여 입자/세포 분리, 단일 세포 변형 기술이 개발되었으며 이로 인해 의공학 분야에서 학문적인 관심을 모으고 있다. 본 종설에서 SBAT기술의 기초 원리와 작동 방법에 대해서 설명하며 그간의 연구를 요약하고 이를 바탕으로 향후 연구에 대해서 전망한다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제8권3호
• /
• pp.321-341
• /
• 2011

Acoustic emission (AE) monitoring was conducted for mortar specimens under three types of static loading patterns (cubic-splitting, direct-shear and pull-out). Each of the applied loading patterns was expected to produce a particular fracture process. Subsequently, the AEs generated by various fracture or damage processes carried specific information on temporal micro-crack behaviors of concrete for post analysis, which was represented in the form of detected AE signal characteristics. Among various available characteristics of acquired AE signals, frequency content was of great interest. In this study, cement-based piezoelectric sensor (as AE transducer) and home-programmed DEcLIN monitoring system were utilized for AE monitoring on mortar. The cement-based piezoelectric sensor demonstrated enhanced sensitivity and broad frequency domain response range after being embedded into mortar specimens. This broad band characteristic of cement-based piezoelectric sensor in frequency domain response benefited the analysis of frequency content of AE. Various evaluation methods were introduced and employed to clarify the variation characteristics of AE frequency content in each test. It was found that the variation behaviors of AE frequency content exhibited a close relationship with the applied loading processes during the tests.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제21권6호
• /
• pp.128-134
• /
• 2016

Acoustic emission spectra was analyzed to investigate the distribution of sound pressure in a 36 kHz sonoreactor. The sound pressure of fundamental frequency (f: 36 kHz), harmonics (2f: 72 kHz, 3f: 108 kHz, 4f: 144 kHz, 5f: 180 kHz, 6f: 216 kHz), and subharmonics (1.5f: 54 kHz, 2.5f: 90 kHz, 3.5f: 126 kHz, 4.5f: 162 kHz, 5.5f: 198 kHz, 6.5f; 234 kHz) was measured at every 5 cm from the ultrasonic transducer using a hydrophone and a spectrum analyzer. It was revealed that the input power of ultrasound, the application of mechanical mixing, and the concentration of SDS affected the sound pressure distributions of the fundamental frequency and total detected frequencies frequencies significantly. Moreover a linear relationship was found between the average total sound pressure and the degree of sonochemical oxidation while there was no significant linear relationship between the average sound pressure of fundamental frequency and the degree of sonochemical oxidation.

• 한국음향학회지
• /
• 제35권5호
• /
• pp.349-357
• /
• 2016

본 연구에서는 평면배열 수중 음향 트랜스듀서 내 소자들간의 상호간섭을 저감시키기 위한 다양한 구조적 방안을 제안하고, 각 방안의 효용성을 유한 요소해석을 통해 분석하였다. 그 결과, 소자들 사이의 커프의 깊이는 깊을수록, 커프의 너비는 넓을수록, 커프 충진재의 탄성계수는 낮을수록 상호간섭 저감 효과가 높게 나타났다. 본 연구의 결과는 평면배열형 수중 음향 트랜스듀서의 성능을 극대화시키기 위한 구조 설계에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제31권8호
• /
• pp.870-879
• /
• 2007

In this study, various damage modes in bending unimorph piezoelectric composite actuators with a thin sandwiched PZT plate during bending fracture tests have been evaluated by monitoring acoustic emission (AE) signals in terms of waveform and peak frequency as well as AE parameters. Three kinds of actuator specimens consisting of woven fabric fiber skin layers and a PZT ceramic core layer are loaded with a roller and an AE activity from the specimen is monitored during the entire loading using an AE transducer mounted on the specimen. AE characteristics from a monolithic PZT ceramic with a thickness of $250{\mu}m$ are examined first in order to distinguish different AE signals from various possible damage modes in piezoelectric composite actuators. Post-failure observations and stress analyses in the respective layers of the specimens are conducted to identify particular features in the acoustic emission signal that correspond to specific types of damage modes. As a result, the signal classification based on waveform and peak frequency analyses successfully describes the failure process of the bending piezoelectric composite actuator exhibiting diverse failure mechanisms. Furthermore, it is elucidated that when the PZT ceramic embedded actuators are loaded mechanical bending loads, the failure process of actuator specimens with different lay-up configurations is almost same irrespective of their lay-up configurations.

• 수산해양기술연구
• /
• 제41권3호
• /
• pp.207-212
• /
• 2005

Dual frequency acoustic pinger(AP) was manufactured to reduce study effect by long-term use of developed single frequency AP to prevent cetacean bycatch. Directivity characteristic of transducer was the omnidirectional pattern which showed less than ${\pm}3dB$ the change range of sensitivity on the beam pattern of right and left. Source power level(SPL) was 1384311pa with epoxy window before casing however after casing 1170B11Pa at sea. Dual frequency Af was tested to identify the avoidance behavior of bottlenose dolphin by its working. However the efficiency of dual frequency AP about the study effect was verified experiment repeatedly using single and dual frequency AP.

• 한국압력기기공학회 논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.93-100
• /
• 2016

Since the sodium-cooled fast reactor is operated in a hostile environment due to the use of liquid sodium as its coolant, advanced techniques for in-service inspection are required to periodically verify the integrity of the reactor. This paper presents the development of in-service inspection techniques for Proto-type Generation IV Sodium-cooled Fast Reactor. First, the 10 m long plate-type ultrasonic waveguide sensor has been developed for in-service inspection of reactor internals, and its feasibility was verified through several under-water and under-sodium experiments. Second, the combined inspection system for in-service inspection of ferromagnetic steam generator tubes has been developed. The remote field eddy current testing and magnetic flux leakage testing can be conducted simultaneously by using the developed inspection system, and the detectability was demonstrated through several damage detection experiments. Finally, the electro-magnetic acoustic transducer which can withstand high temperature and be installable in the remote operated vehicle has been developed for in-service inspection of the reactor vessel, and its detectability was investigated through damage detection experiments.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제43권1호
• /
• pp.33-40
• /
• 2006

Single phase unidirectional transducer (SPUDT), 리플렉터, 웨이퍼 본딩 패키지로 구성된 표면탄성파 (surface acoustic wave, SAW) 기반 압력센서가 개발되어 졌다. Coupling of Mode (COM) 모델링에 의한 소자의 시뮬레이션 및 최적 설계 변수가 얻어졌다. Finite Element Methods (FEM)를 통해 주어진 압력에 따른 다이어프램 벤딩, 스트레인/스트레스 변화 및 SAW 속도변위가 미리 예측되어졌다. 유출된 최적 설계 변수를 이용 440 MHz SAW 기반 압력센서가 41o YX LiNbO3 기판 위에서 제작되어졌다. 고 S/N 비, 임펄스 리프렉션 피크, 작은 에러 피크가 관찰되어졌다. 측정된 S11 결과는 COM 모델링 및 FEM 시뮬레이션 결과와 일치함을 보였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.76-82
• /
• 2001

음향특성이 균일하지 않는 생체조직은 특정의 형태 유지가 어렵기 때문에 종래의 극소형 수중청음기의 스캐닝 방법에 의한 초음파 음장 전파특성 측정이 곤란하다. 본 연구에서는 PVDF (Polyvinylidene fluoride) 압전막을 사용하여 2차원 배열 수중청음기를 제작하고, 그것에 의한 음장 측정 시스템을 구축한 후, 생체조직에 적용하였다. 중심주파수 2.25 ㎒이고 직경이 13㎜인 원형평면 트랜스듀서에 의한 실험 결과, 구축한 시스템에 의해 비교적 정밀한 음장 측정이 가능한 것을 알았으며, 그 주파수에 대해 소와 돼지의 간에서는 각각 0.7∼l.3dB/cm (평균; 1.0 dB/cm), 1.0∼l.8 dB/cm (평균; 1.6 dB/cm), 근육에서는 각각 0.9∼2.9 dB/cm (평균; 2.1dB/cm), 1.7∼3.3 dB/cm (평균: 2.5 dB/cm)의 값을 갖는 감쇠계수의 공간적 분포를 측정할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.227-233
• /
• 2002

이식형 인공중이는 음질과 주파수 특성이 우수하며 기존의 공기전도형 보청기가 가지는 고이득에서의 왜곡과 음향 피이드백에 의한 링잉 현상을 해소할 수 있어 차세대 보청기로 주목받고 있다 특히 두 개의 영구자석을 같은 극기리 접착한 후 코일내부에 위치시킨 타동 전자 트랜스듀서 방식의 이식형 인공중이는 외부의 자기장에 대해 영향을 받지 않으며 진동효율이 높고 자석과 코일의 간격조정이 필요 없는 동시에 주파수 응답특성이 우수하다. 본 연구에서는 이식형 인공중이에 사용하위해 개발된 타동 전자 트랜스듀서의 음향 모델을 구현한 후 정상인의 귀의 청각 모델에 적용시켜 트랜스듀서를 통하여 내이로 전달되는 신호의 주파수 특성을 해석하였다. 해석된 결과를 정상인의 귀의 주파수 특성과 비교함으로써 인공중이를 사용할 경우와 정상인의 귀와의 신호전달 특성 차이를 조사하였고 이를 통하여 정상인의 청각특성에 가까운 신호를 전달시킬 수 있는 인공중이의 설계가 가능하도록 하였다.