• 비파괴검사학회지
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• 제35권2호
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• pp.120-127
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• 2015

본 논문에서는 기존의 비파괴 초음파검사 시 사용되는 단일소자 탐촉자와 부채꼴 위상배열 탐촉자의 단점을 보완할 수 있는 선형배열 탐촉자를 설계 및 제작하였다. 선형배열 탐촉자는 KLM 해석 기반의 PiezoCAD 프로그램과 FEM 해석 기반의 PZFlex 프로그램을 사용하여 설계되었으며 고해상도를 위한 광대역 특성을 갖도록 압전소자 설계 시 2-2 복합체 구조를 도입하였다. 설계된 적층 구조를 바탕으로 128개 소자를 갖는 선형배열 탐촉자를 제작하고 시뮬레이션 결과와 성능 비교를 수행하였다. 제작된 선형배열 탐촉자는 5.5 MHz의 중심주파수를 가지며 -6 dB 에서 70%의 주파수 대역폭을 나타내어 초음파검사 시 검사체 내부의 효과적인 영상을 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1990년도 춘계학술대회
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• pp.29-32
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• 1990

In this paper, we designed and fabricated linear array transducer for ultrasonic medical imaging system. Fabricated transducer is 85mm in length and has 64 elements. It shows good sensitivity and band width characteristics compared with commercial transducers.

• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.466-472
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• 2016

본 연구에서는 고분해능 초음파 영상 획득이 가능한 20 MHz 대역의 의료용 초음파 선형 배열 트랜스듀서를 개발하였다. 먼저 고주파 음파의 전파가 용이한 트랜스듀서의 구조를 고안한 후, 구성소자의 최적치수를 도출하였다. 이후 설계에 따라 트랜스듀서의 제작공정을 개발하고, 트랜스듀서 시편의 제작 및 평가를 수행하였다. 제작된 초음파 트랜스듀서는 중심주파수가 19 MHz이고, 비대역폭이 84.5 %, 감도의 표준편차가 0.74 dB로 측정되었다. 측정 결과는 설계 결과와 잘 일치하였으며, 이에 의해 본 연구에서 개발한 고주파 초음파 트랜스듀서 구조의 타당성을 검증하였다. 개발된 트랜스듀서는 새로운 구조에 의해 기존의 20 MHz 트랜스듀서에 비해 더 넓은 주파수 대역폭과 균일한 감도를 가지는 것으로 확인되었다.

• 전자공학회논문지A
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• 제32A권11호
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• pp.9-16
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• 1995

In this paper, an ultrasonic phased array transducer with spherical liquid lens, which utilizes both electronic focusing by linear phased array and variable geometric focusing by spherical lens. is investigated. This system reduces the elevational beamwidth which is disadvantage of the 1-dimensional linear phased array, and adds real-time dynamic focusing capability by controlling the volume of liquid in the lens. A prototype of this transducer is constructed and tested. The experimental results are compared with those of computer simulations. The range of applications are in the hyperthermia applicators or ultrasonic image system with narrow beam and rapid scanning characterisitcs.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권4호
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• pp.972-981
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• 2000

The phased array transducer has two distinct advantages. One is rapid scanning comparing with the conventional mechanical or manual scanning system. Therefore, output image is represented in real-time. The other is the dynamic focusing and the dynamic steering of ultrasonic beam. Only the delay times that are controlled electrically are used to focus and to steer beam without any lenses or wedges. In this study, the profile of the ultrasonic beam for the phased array transducer has been simulated in the Huygens principle with varying the inter-element spacing of the linear phased array transducer. From the result of this study, it was found that the ultrasonic beam spread wider as the inter-element spacing was decreased. However, the focusing effect was improved, even when the number of the element was not big. In addition, there was grating lobes that are constructed when the inter-element spacing is more than half wavelength. However, this grating lobe has lower amplitude than the main lobe.

• 한국음향학회지
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• 제21권8호
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• pp.744-756
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• 2002

현재 복부용 초음파 진단장치에 가장 일반적으로 사용되고 있는 3.5 ㎒의 굴곡형 선형배열 (curved linear array) 탐촉자가 인체 중에 만드는 과도음장을 체계적으로 해석함으로써, 음장의 측면에서 보다 우수한 초음파 영상이 기대되는 탐촉자의 설계 파라메터를 도출하고자 시도하였다. 음장해석에 있어서는 방사파형을 일정하게 가정한 상태에서 탐촉자 요소의 크기, 곡률 반경, 개구내 압전소자에 대한 구동신호의 진폭 가중치 적용 등의 파라메터를 음장 형성의 지배적인 요소로서 고려하였다. 시뮬레이션의 결과, 탐촉자의 곡률 반경 및 개구높이를 줄이고 해밍 (Hamming) 창 형태의 진폭 가중치 적용을 실시함으로써 기존의 전형적인 탐촉자보다 부엽 (side lobe)의 영향이 적은 우수한 초음파 빔을 형성하는 새로운 탐촉자의 설계 파라메터가 얻어졌다.

• 한국음향학회지
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• 제28권5호
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• pp.416-423
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• 2009

16개 압전요소로 구성된 3 MHz의 선형 위상차배열 초음파 트랜스듀서를 대상으로, 모든 압전요소가 정상일 때와 임의의 요소 하나가 결함으로 인해 동작하지 않을 때의 음장을 이론적으로 시뮬레이션하고, 슈리렌법에 따라 구축한 음장가시화장치를 이용하여 실험적으로 측정하였다. 조향각 $0^{\circ}$와 $30^{\circ}$일 때 각각에 대한 시뮬레이션의 결과, 임의의 압전요소가 결함으로 인해 동작하지 않을 때의 음장은 모든 요소가 정상적으로 동작할 때의 음장에 비해 부엽 패턴이 크게 다르게 나타나며, 그 형태는 가시화에 의한 측정결과와 잘 일치하였다. 따라서, 가시화 장치에 의해 측정된 2차원 음장에서의 부엽패턴을 시뮬레이션 결과와 비교 분석함으로써 선형 위상차배열 초음파 트랜스듀서의 결함요소 검출이 가능함을 알았다.

• 한국음향학회지
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• 제21권1호
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• pp.56-61
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• 2002

초음파 진단용으로 널리 사용되는 1차원 배열 압전형 초음파 변환기는 변환기내의 인접한 소자들간의 간섭에 의해 그 특성에 많은 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 유한 요소 해석법을 이용하여 압전형 1차원 배열 의료용 초음파 변환기에서 커프의 충진재와 형상의 변화에 의한 음향간섭 레벨의 경향을 분석하였다. 분석결과는 향후 진단용 초음파 변환기의 최적 설계를 위해 중요한 자료가 될 것이며, 더 나아가 치료용, 비파괴 검사용, 그리고 수중 초음파 변환기에도 적용이 가능할 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제22권3호
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• pp.208-216
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• 2003

의료 진단용으로 널리 사용되는 1차원 배열형 압전 초음파 변환기는 소자들간의 음향 간섭에 의해 성능이 저하된다. 본 연구에서는 기존의 커프로 효과를 볼 수 없는 변환기 표면을 따라 전파하는 음파로 인한 간섭을 감소하기 위해 음향 벽 설치를 제안하고, 유한 요소 해석법을 이용하여 convex 1차원 배열형 압전 초음파 변환기에 설치한 음향 벽의 형상. 크기 및 재질에 따른 음향 간섭 수준을 분석하였다. 시뮬레이션 결과는 소자들간의 음향 간섭을 최소화하는 초음파 변환기의 최적화 설계를 위해 매우 유용한 정보로 사용될 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권3호
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• pp.242-247
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• 2009

The ability of time reversal techniques to focus ultrasonic beams on the source location is important in many aspects of ultrasonic nondestructive evaluation. In this paper, we investigate the time reversal beam focusing of ultrasonic array sensors on a defect in layered media. Numerical modeling is performed using the commercially available software which employs a time domain finite difference method. Two different time reversal approaches are considered - the through transmission and the pulse-echo. Linear array sensors composed of N elements of line sources are used for signal reception/excitation, time reversal, and reemission in time reversal processes associated with the scattering source of a side-drilled hole located in the second layer of two layer structure. The simulation results demonstrate the time reversal focusing even with multiple reflections from the interface of layered structure. We examine the focusing resolution that is related to the propagation distance, the size of array sensor and the wavelength.