• 수산해양기술연구
• /
• 제36권1호
• /
• pp.1-11
• /
• 2000

A low frequency, high power hydroacoustic transducer with 7 tonpilz piston elements assembled in a circular array suitable for marine application, such as the transmission of underwater information and the development of new fisheries resources in the deep sea zone was designed. A modified Mason's model was applied to monitor and to simulate the transducer behavior at each step during the fabrication. The in air, and in water constructed tonpilz transducer was tested experimentally and numerically by changing the size and the type of the material for head, tail and acoustic window. Also, the developed transducer was excited by pulse signals and the received waveform was analyzed. The resonance peaks in the transmitting voltage response(TVR) of a single tonpilz element without housing were observed at 11.33kHz in air and 10.93kHz in air and 10.93 kHz in water, respectively, with the overall electrical-acoustic efficiency of 43.7%. The value of TVR of single tonpilz element with aluminum housing in water was 129.87dB re 1 $\mu$Pa/V at 12.25 kHz with the frequency bandwith of 2.15 kHz and half beam angle of 30.2$^{\circ}$at -3dB.The resonance peaks in the transmitting voltage response of the 7 element circular transducer were observed at 11.50 kHz in air and 11.45 kHz in water, respectively. The value of TVR in water 144.84 dB re 1$\mu$Pa/V at 11.5kHz with the frequency bandwith of 4.25 kHz and the half beam angle of $22.3^{\circ} $ at -3dB.Reasonable agreement between the experimental measurements and the theoretical predictions for the directivity patterns, TVRs and the impedance characteristics of the designed transducer was achieved.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.475-479
• /
• 2003

재료에 존재하는 미소균열을 검출하기 위한 일반적인 초음파 탐상법은 고주파수 집속형 수직 초음파 탐촉자를 이용한 펄스-에코법을 사용하거나 표면파를 발생시키는 사각 탐상법을 사용한다. 이러한 방법들은 압연 롤, 세라믹 롤등 대형 구조물의 표면에 존재하는 미소 크랙의 존재 여부 및 위치 측정을 위한 자동화 초음파 탐상장치를 구성하기에는 다랑의 검사 데이터, 결함 위치정보의 불확실성 등 현실적으로 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 고정밀도 초음파 현미경(scanning acoustic microscope)에 비교적 저주파수의 대구경 초음파 탐촉자를 사용하여 미세균열의 존재 여부 및 위치 등의 검사결과를 실시간 A, B, C-Scan으로 표시할 수 있으며, 기존의 방법보다 검사 속도 및 시간을 10배 이상으로 향상된 파동화 초음파 탐상법 및 초음파 현미경법의 실용성을 검증하였다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제4권3호
• /
• pp.291-304
• /
• 2008

Piezoelectric materials have been widely used in ultrasonic nondestructive testing (NDT). PZT ceramics can be used to receive and generate surface acoustic waves. It is a common application to attach PZT transducers to the surface of structures for detecting cracks in nondestructive testing. However, not until recently have piezoelectric polymers attracted more and more attention to be the material for interdigitated (IDT) surface and guided-wave transducers. In this paper, an interdigitated gold-on-polyvinylidene fluoride (PVDF) transducer for actuating and sensing Lamb waves has been introduced. A specific etching technology is employed for making the surface electrodes into a certain finger pattern, the spacings of which yield different single mode responses of Lamb waves. Experiments have been performed on steel and carbon fiber composite plates. Results from PVDF IDT sensors have been compared with those from PZT transducers for verification.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• 제16권2E호
• /
• pp.21-26
• /
• 1997

We propose to use transverse waves instead of longitudinal waves in a scanning tomographic acoustic microscope (STAM) and new type of multiple-transducer with the functions of muliple-angle and multiple-frequency tomography. Proposed multiple-transducer scheme has three insonification angles and three resonance frequencies in order to operate in the transverse wave mode and multiple-angle and multiple frequency tomography for the STAM. In order to evaluate the performance of proposed transducer scheme we have simulated tomographic reconstruction with back-and-forth propagation(BFP) algorithm. Simulation results showed proposed multiple-transducer scheme is capable of obtaining good resolution with transverse wave mode and multiple-frequency tomography. It is also showed that proposed scheme is an efficient rotation scheme by proportion to the number of projections.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제29권9호
• /
• pp.532-538
• /
• 2016

In this paper, a underwater acoustic Tonpilz transducer with the piezoelectric single crystal(72PMN-28PT) is developed. The thickness and the number of piezoelectric elements are theoretically designed with the equivalent circuit analysis to have the desired resonance frequency. In order to compare the performances, a piezoelectric ceramic transducer is also manufactured and their electrical impedance, TVR (transmitting voltage response), RVS (receiving voltage response) and beam pattern are compared.

• 열처리공학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.118-123
• /
• 2019

The aim of this study investigates the feasibility of scanning acoustic microscope (SAM) with high frequency transducer for material degradation. The test specimen was prepared by artificial heat treatment of Co-base superalloy. The high frequency 200 MHz acoustic lens was used to generate the leaky surface acoustic wave (LSAW) on the test specimens. The matrix precipitates coarsened with thermal aging time, and then grow up to several tens of micrometers. The velocity of LSAW decreased with increasing aging time. Also, it has a good correlation between LSAW and hardness. Consequently, V(z) curve methods of SAM using high frequency transducer is useful tool to evaluate the heat treatment effects on microstructure.

• 한국음향학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.363-369
• /
• 2009

본 논문에서는 인접된 다중모드 공진점을 갖는 수중 음향 압전 트랜스듀서의 전기적 등가회로 모델을 추정하는 방법을 제안하였다. 트랜스듀서의 실측된 임피던스와 추정된 등가모델의 임피던스 오차가 최소가 되도록 공진모드간 결합 영향을 고려한 적합도 함수를 제안하고, 미립자 집단 최적화 (PSO:Particle Swarm Optimization) 알고리즘을 이용하여 등가회로의 미지상수를 추정하였다. 3개의 공진점을 갖는 샌드위치형 예제 트랜스듀서에 대하여 제안된 방법을 적용하여 등가회로를 모델링하고, 수중에서의 임피던스 측정치와 추정된 등가모델의 임피던스를 비교함으로써 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2012

본 연구에서는 광대역(100 kHz - 1 MHz) 탐촉자를 사용하여 자동차용 CNG연료탱크의 파열시험시 발생하는 음향방출신호의 분석을 통해 압력용기의 손상정도를 평가하였다. 압력이 420 bar까지 올라가기 전의 각 단계에서는 Kaiser 효과가 나타나고 creep 효과가 거의 나타나지 않으나, 420 bar 이상 상승시 creep 효과가 현저히 나타남으로써 용기가 손상을 입었다는 것을 알 수 있었으며, 480 bar 압력 상승 단계에서는 Kaiser 효과가 없어졌다. 540 bar의 압력 단계에서 공진형 탐촉자의 경우에서는 480 bar의 압력단계에 비하여 energy나 count 같은 activity가 감소하였으나 광대역 탐촉자의 경우 계속적으로 증가하였다. 또한 rise time이나 주파수 분석을 통해서 복합재료 압력용기의 손상 메카니즘을 관찰하기 위해서는 일반적으로 금속압력용기에서 많이 사용되는 공진형 탐촉자(150 kHz)보다 광대역 탐촉자가 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.944-951
• /
• 2011

본 논문은 ADCP 계측기기 부근에서 음향학적인 그리고 ADCP 계기로 인해 발생하는 흐름의 교란에 기인한 속도 오차에 대한 원인들을 실험 및 수치모의를 통해 고찰한다. 실험실에서의 연구는 선박에 탑재되지 않은 독립된 ADCP에 대해 수행하였고, 수평 및 수직면에서 ADCP에 의해 유발되는 흐름 교란은 ADV를 이용하여 관측하였다. 그리고 ADCP와 ADV의 동시적 측정이 ADCP계측에 있어 추가적인 계측기기 부근의 영향들을 고려하기 위해 수행되었다. 수치모의는 ADCP가 선박에 탑재되었을 때 ADCP 계기 부근에 발생하는 잠재적인 오차에 대해 연구하기 위해 설계되었다. 수치해석 기법 사용된 LES (Large Eddy Simulation)는 선박에 탑재된 ADCP에 작용하는 항력과 계기와 선박의 막음효과에 의해 발생하는 흐름의 교란의 크기와 범위를 모의하였다. 결과로 ADCP에 의해 관측된 속도는 계측기기 하단의 제한된 범위 내에서 일정 정도 오차를 보였고 교란되지 않은 하천의 흐름 조건에 따라 오차가 실질적으로 다르게 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
• /
• pp.370.2-370
• /
• 2002

Magnetostrictive materials are used low-frequency sonar transmitter instead of piezoelectric materials. But it is difficult to analyze due to the nonlinearity and hysteresis of magnetostrictive materials. This paper deals with the program development based on finite element method to model the magnetostrictive tonpilz transducers and to analyze their acoustic characteristics. (omitted)