A multi-resonant broadband acoustic transducer with six Tonpilz elements operating at different resonant frequencies in a transducer assembly was fabricated, tested, and analyzed. A compensated transducer, modified by adding series inductance to the developed multi-resonant broadband transducer, was shown to provide improved bandwidth performance with a relatively more uniform frequency response compared with the uncompensated transducer. By controlling the series inductance, flat frequency response characteristics at two frequency bands were obtained over the range 38-52 kHz with 1.1 mH inductance and 50-60 kHz with 0.4 mH inductance. These results suggest that the operating frequency of the developed multi-resonant broadband transducer in a chirp echo sounder can be shifted to a different frequency band that is optimized according to the environment for more effective echo surveys of fishing grounds.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
/
v.19
no.9
/
pp.755-759
/
2013
A broad-band underwater acoustic transducer that uses thickness vibration mode, derived from a disk type piezoelectric ceramic, has been proposed and designed for DVL (Doppler Velocity Log). Three different types of acoustic transducer were evaluated with respect to the transmitting voltage response, receiving voltage sensitivity and bandwidth of the transducer. The effect of the acoustic impedance matching layer and backing layer is discussed. The results demonstrated that three matching layer with lossy backing layer is the best configuration for underwater transducer. The trial underwater acoustic transducer with three matching layer has a frequency bandwidth of 55%, maximum transmitting voltage response of 200 dB and a maximum receiving voltage sensitivity of -187.3 dB.
A linear array acoustic transducer with 12 tonpilz elements mounted independently on a gradual wedge-shaped tail mass was fabricated, tested and analyzed. The compensated transducer, which is modified by including a series inductance of 137 µH in the developed linear array transducer, attained improved figure of merit (FOM) performance characteristics compared with the uncompensated transducer. The four resonant frequency bands were identified from the measured FOM curve. The FOM response patterns over the frequency ranges of 31 to 40 kHz and 50 to 60 kHz were relatively uniform, whereas sharp resonance peaks were observed at around 73 kHz and 84 kHz. These results indicate that the developed linear array transducer can be used as an enhanced broadband transducer of echo sounder, and the operating frequency can be selected for more effective echo surveys in the fishing ground.
The separation of spectrally overlapped broadband echo signals from free-swimming Japanese needlefish Hypohamphus sajori using the fractional Fourier transform (FrFT) was investigated. The broadband echo signals were measured over frequency ranges of 40-80 and 110-220 kHz. The overlapped echo signals were separated after eliminating noise signals in the smoothed pseudo-Wigner-Ville distribution domain. The echo signal from a 40 mm WC sphere suspended just below a chirp transducer was used to calibrate the broadband of the chirp echo sounder and estimate the frequency dependence of target strength for the separated echo signals. The experimental results show that the proposed FrFT method can analyze the time-frequency image of broadband echo signals from free-swimming individual fish effectively and can be used as a quantitative tool for extracting the acoustic features used for fish species identification.
Several types of cymbal transducers used for underwater detection have been studied. Representative types are Moonie, convex cymbal, and concave cymbal transducers. In this study, we analyzed the characteristics of these three types of transducers for underwater broadband projectors and compared them together. First, the influence of structural variables on the acoustic characteristics of the transducers was analyzed. Based on this, we derived the structure of each transducer type to have a specific center frequency and the maximum bandwidth. As a result of comparing the performance of the optimized transducers, the convex cymbal transducer turned out to be best in terms of both broad bandwidth and high power.
The accurate calibration of broadband echo sounders is essential for providing high quality acoustic information for fisheries applications. The increased range resolution of broadband echo sounder systems improves the detection and characterization of targets near boundaries, such as fish near the seabed. Most echo sounder systems are calibrated using tungsten-carbide (WC) spheres. For accurate calibration, it is necessary to select WC spheres of optimized diameters used frequently to calibrate echo sounder systems. For these purposes, the measured and simulated target strength (TS) data for seven WC spheres of different sizes were compared across a bandwidth of 100-200 kHz. The frequency-dependent TS pattern for the specular wave measured from two WC spheres using the fractional Fourier transform was also estimated and analyzed. Comparative results are presented for all the spheres and the best average precision of 0.15 dB was obtained for the 22 mm WC sphere.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TE
/
v.37
no.1
/
pp.18-26
/
2000
In this paper, piezoelectric transducer was theoretically analyzed to fabricate high frequency piezoelectric transducer with broadband characteristics. Piezoelectric transducer have been fabricated with 3.825${\mu}m$ ZnO film on Pt/Sapphire(0001), and its appilicability of transducer was confirmed with analyzing theoretical and experimental frequency characteristic. The resonance frequency was detected at the frequency of 827.47MHz corresponding to the half-wavelength frequency of ZnO thin film. Insertion loss was almost -50dB. The minimum insertion loss agrees with simulation analysis.
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
/
v.34
no.1
/
pp.85-95
/
1998
The broadband ultrasonic transducers have been designed to use in obtaining the broadband echo signals from fish schools in relation to the identification of fish species. The broadening of bandwidth was achieved by attaching double acoustic matching layers on the front face of a Tonpilz transducer consisted of an aluminum head, a piezoelectric ring, a brass tail and to evaluate the performance characteristics, such as the transmitting voltage response(TVR) of transducers. The constructed transducers were tested experimentally and numerically by changing the parameters such as impedances and thicknesses of the head, tail and matching layers, in the water tank. Also, the developed transducer was excited by a chirp signal and the received chirp waveforms were analyzed. According to the measured TVR results, the available 3 dB bandwidth of the transducer with double matching layers of an $Al_O_3/epoxy$ composite of 7 mm thick and a polyurethane window of 18 mm thick was 7.3 kHz with a center frequency of 38.8 kHz, and the maximum and the minimum values of the TVR in this frequency region were 135.7 dB and 132.7 dB re $1\;{\mu}Pa/V$ at 1 m, respectively. Also, the available 3 dB bandwidth of the transducer with double matching layers of an $Al_O_3/epoxy$ composite of 11 mm thick and a polyurethane window of 15 mm thick was 6.2 kHz with a center frequency of 38.6 kHz, and the maximum TVR value in the frequency region was 136.3 dB re $1\;{\mu}Pa/V$ at 1 m. Reasonable agreement between the experimental results and the numerical results for the TVR of the developed transducers was achieved. The frequency dependant characteristics of experimentally observed chirp signals closely matched to the measured TVR results. These results suggest that there is potential for increasing the bandwidth by varying other parameters in the transducer design and the material of the acoustic matching layers.
In this study, a 33-mode Free-Flooded Ring (FFR) transducer was designed to apply piezoelectric single crystal PIN-PMN-PT, which has high piezoelectric constants and electromechanical coupling coefficient. To ensure low-frequency high transmitting sensitivity characteristics with a small size of FFR transducer, the commercial FFR transducer based on piezoelectric ceramics was compared. To develop the FFR transducer with broadband characteristics, a piezoelectric segmented ring structure inserted with inactive elements was applied. The oil-filled structure was applied to minimize the change of acoustic characteristics of the ring transducer. It was verified that the transmitting voltage response, underwater impedance, and beam pattern matched the finite element numerical simulation results well through an acoustic test. The difference in the transmitting voltage response between the measured and the simulated results is about 1.3 dB in cavity mode and about 0.3 dB in radial mode. The fabricated FFR transducer had a higher transmitting voltage response compared to the commercial transducer, but the diameter was reduced by about 17 %. From this study, it was confirmed that the feasibility of a single crystal-applied FFR transducer with compact size and high-power characteristics. The effectiveness of the performance prediction by simulation was also confirmed.
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
/
v.34
no.1
/
pp.74-84
/
1998
A doubly resonant ultrasonic transducer has been designed as an attempt to increase the bandwidth of underwater transducers. The dual resonance conditions were accomplished by attaching a single acoustic matching layer on the front face of a Tonpilz transducer consisted of an aluminum head, a piezoelectric ring, a brass tail and a prestress bolt. A modified Mason's model was used for the performance analysis and the design of transducers, and the constructed transducers were tested experimentally and numerically by changing the impedances and thicknesses of the head, tail and matching layers in the water tank. Two distinct resonance peaks in the transmitting voltage response(TVR) of a developed transducer were observed at 34.3 and 40.4 kHz, respectively, with the difference frequency of 6.1kHz and the center frequency of 37.2kHz. The values of TVR at these frequencies were 136.5 dB re $1\;\muPa/V$ at 34.3 kHz and 136.8 dB re $1\;\muPa/V$ at 40.4 kHz, respectively. Reasonable agreement between the experimental results and the numerical results was achieved. From this result, it is expected that the generation of the distinct resonances at any two desired frequencies can be achieved through the proper choice of the matching layer to provide the impedance transformation between the transducer and the medium.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.