• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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• pp.444-449
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• 1998

A modal transducer in two-dimensional structure can be implemented by varying the distributed transducer's gain spatially. In this paper, a method based on finite element method is developed for optimizing spatial gain distribution of PVDF transducer to create the modal transducer for specific modes. Using this concept, one can design the modal transducer in two-dimensional structure having arbitrary geometry and boundary conditions. As a practical means for implementing this continuous gain distribution without repoling die PVDF film, the gain distribution is approximated by optimizing gain-weights of interface circuit. The whole spatial area of the PVDF film is divided into several electrode segments and the signals from each segment are properly weighted and summed by interface circuit. This corresponds to the approximation of a continuous function using discrete values. The electrode partition is optimized using the genetic algorithm. Gain-weights are optimized using the simplex search method. A modal sensor for first to fourth modes of aluminum plate is designed using PVDF film with gain-weighted interface circuit. Various lamination angles of PVDF film are taken into consideration to utilize the anisotropy of the PVDF film. Performance of the optimized' PVDF sensor is demonstrated by numerical simulations..

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제23권2호
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• pp.33-37
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• 2000

The authors fabricated ultrasonic transducer with PVDF[poly(vinylidene fluoride)] piezoelectric polymer film. When impulse waves were applied to the PVDF ultrasonic transducer, the dependence of the response properties on the backing material with copper was investigated through not only theoretical calculations using Mason's equivalent circuit but also experimental measurements. The experimental pulse response properties agree with those of the theoretical calculations and the pulses were shorter than those for a PZT transducer. If such short-pulse properties are used in an medical ultrasonic image diagnosis apparatus, the resolution of the apparatus will be improved. When the insertion loss was calculated theoretically to the PVDF ultrasonic transducer, the frequency characteristics of its showed wideband frequency.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-8
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• 2002

PVDF 및 P(VDF-TrFE) 고분자 압전박막을 이용하여 고주파수 수침용 초음파 탐촉자를 제작한 다음 그 특성을 비교 평가하였다. 탐촉자와 탐상기 사이의 신호전송용 동축케이블의 길이가 고주파수 초음파 검출장에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 초음파 빔의 초점이 형성되는 반사체가 편평할수록 고주파수 초음파 검출장은 감소하는 것으로 나타났으며 3mm 직경의 PVDF 탐촉자의 경우 0.5mm 강구에서 약 100MHz의 광대역 고주파수 초음파 검출장을 형성하였다. PVDF와 P(VDF-TrFE) 탐촉자를 비교한 결과 반사신호의 피크 값과 빔 폭은 P(VDF-TrFE)가 PVDF 보다 크게 나타났으나 고주파수 초음파 검출장은 PVDF가 P(VDF-TrFE)보다 광대역 특성을 나타내었다. 개발된 3mm 직경의 PVDF 탐촉자를 이용하여 표면의 깊이균열 크기가 $30{\sim}100{\mu}m$인 수소유기균열(HIC) 강재 시편을 C-scan한 결과 고감도의 분해능으로 미세 균열의 검출이 가능하였다.

• 소음진동
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• 제8권4호
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• pp.632-642
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• 1998

A method based on finite element discretization is developed for optimizing the polarization profile of PVDF film to create the modal transducer for specific modes. Using this concept, one can design the modal transducer in two-dimensional structure having arbitrary geometry and boundary conditions. As a practical means for implementing this polarization profile without repoling the PVDF film the polarization profile is approximated by optimizing electrode patterns, lamination angles, and poling directions of the multi-layered PVDF transducer. This corresponds to the approximation of a continuous function using discrete values. The electrode pattern of each PVDF layer is optimized by deciding the electrode of each finite element to be used or not. Genetic algorithm, suitable for discrete problems, is used as an optimization scheme. For the optimization of each layers lamination angle, the continuous lamination angle is encoded into discrete value using binary 5 bit string. For the experimental demonstration, a modal sensor for first and second modes of cantilevered composite plate is designed using two layers of PVDF films. The actuator is designed based on the criterion of minimizing the system energy in the control modes under a given initial condition. Experimental results show that the signals from residual modes are successfully reduced using the optimized multi-layered PVDF sensor. Using discrete LQG control law, the modal peaks of first and second modes are reduced in the amount of 12 dB and 4 dB, resepctively.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권6호
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• pp.519-524
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• 2009

This work presents a simple technique to determine the Poisson's ratio of homogeneous solid material using a pair of low cost PVDF ultrasonic transducers. It is based on transducer's property of generating longitudinal and transversal waves depending on the excitation frequency. Mechanical tests were conducted to validate the proposed method, resulting in a good agreement between ultrasonic and mechanical techniques.

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

• 한국음향학회지
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• 제22권3호
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• pp.202-207
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• 2003

초음파트랜스듀서는 초점거리의 제어를 위해서 각 진동요소에 전기회로를 이용한 위상가중치를 부가하는 방식을 사용하고 있다. 그러나 이러한 방법은 진동요소가 증가함에 따라 전기회로가 더욱 복잡해진다. 본 연구에서는 바이몰프형 액츄에이터를 신호의 송수신을 하는PVDF의 뒷부분에 삽입하여 선집속형 트랜스듀서를 제작하였다. 이 트랜스듀서를 사용하여 액츄에이터에 인가되는 전압 변화에 의해 기계적으로 초점거리를 제어할 수 있었다. 이 방법을 사용한 결과 수중에서 선집속형 초음파 트랜스듀서의 초점거리를 곡률 반경의 10%범위까지 제어 가능함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제12권2호
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• pp.7-13
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• 1992

In this study, we examine the characteristics of beam and the effect of these characteristics on the flaw detection by using different type of two transducers, which are PZT and PVDF film transducer. Consequently, the detection of infinitesimal flaw is more possible than PZT, since it has beam width at focus of $60%{\sim}65%$ in contrast with PZT's. Moreover we can know PVDF transducer has superiority in detecting ability for sub-surface flaw detection in view of its acoustic impedance is near to water's and its focusing range is narrower than PZT's as $65{\sim}85%$ because it has spherical surface.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권2호
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• pp.112-119
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• 2015

고해상도 분자 영상이 가능한 광음향 현미경의 공간해상도는 초음파 변환기에 의해 결정되기 때문에 높은 동작 주파수, 광대역, 높은 신호 수신 효율을 갖는 광음향 수신 변환기는 고성능 광음향 현미경에 필수적이다. Polyvinylidene fluoride (PVDF)는 이러한 광음향 수신 변환기 성능 확보가 가능한 압전소재이다. 그러나 PVDF는 낮은 음향 임피던스로 인해 사용되는 흡음층에 의해서 중심주파수 및 대역폭이 영향을 받게된다. 본 논문에서는 광음향 현미경에 적합한 PVDF 기반 고주파수 초음파 수신 변환기의 최적 흡음층 소재의 음향 임피던스가 최종 변환기 성능에 어떠한 영향을 주는지에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 EPO-TEK 301, E-Solder 3022, RTV를 각각 흡음층 물질로 사용하여 고주파수 초음파 수신 변환기를 제작하고 그 음향 특성을 평가하였다. 제작된 변환기의 공간해상도를 평가하기 위해 $25{\mu}m$ 직경을 갖는 철심을 표적으로 사용하여 영상을 획득하였으며, 실험을 통해 얻은 펄스-에코 신호 크기 및 중심주파수, -6 dB 대역폭, 공간해상도 평가를 통해 PVDF의 음향 임피던스보다 약간 높은 음향 임피던스를 갖는 EPO-TEK 301이 가장 적합한 흡음층 물질임을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.62-67
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• 2001

직선집속 PVDF 초음파 트랜스듀서를 이용하여 누설탄성표면파 (Leaky Surface Acoustic Wave: LSAW)의 전파속도를 측정하고, 그 결과를 이론해석 결과와 비교하였다. 시료로는 등방성 재료인 구리, 알루미늄 및 용융석영, 이방성 재료인 Z-cut α/sup-/수정을 사용하였다. 측정방법으로는 초점면에 위치한 시료를 트랜스듀서 쪽으로 접근시켰을 때 LSAW가 트랜스듀서의 중심축을 통과한 후 시료표면에서 직접 반사되어오는 종파와 분리되어지는 현상을 이용하였다. 음속의 측정결과는 이론 해석결과와 오차 1％이내에서 잘 일치하였으며,α/sup-/수정의 (0,0,1)면에서는 LSAW 외에 의사누설탄성표면파 (Leaky Pseudo Surface Acoustic Wave : LPSAW)가 전형적인 6-fold 이방성을 가지고 전파됨을 알 수 있었다.