• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.227-233
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• 2011

The ultrasonic guided wave phased array using magnetostrictive patch transducers is proposed. The magnetostrictive transducer has received much attention because it is cost-effective and capable to generate ultrasonic waves with a simple configuration. However, it has not been used for ultrasonic guided wave phased array applications until now. In this paper, we propose a magnetostrictive transducer based phased array system consisting of a multi-channel function generator, power amplifiers and Lamb wave magnetostrictive transducers. To check the performance of the ultrasonic guided wave phased array, several Lamb wave focusing experiments were carried out in an aluminum plate. The results demonstrated the capability of the developed array to focus the Lamb waves at specific target points.

• 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.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권3호
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• pp.207-216
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• 1999

일반적인 하나 또는 두개의 압전소자를 사용하는 트랜스듀서에 비하여 다수의 압전소자를 사용하는 어레이 트랜스듀서는 각 압전소자에 가해지는 펄스의 지연시간을 제어함으로써 초음파 빔을 임의의 지점에 집속시킬 수 있고 기계적 구동없이 임의의 방향으로 조향시켜 실시간 주사를 할 수 있는 장점이 있다. 페이즈드 어레이 트랜스듀서의 설계조건은 압전소자의 수. 압전소자의 크기 그리고 압전소자 사이 간격 등 여러가지가 있으며, 본 연구에서는 그 중에서 압전소자수의 변화에 따른 초음파 빔의 특성을 호이겐스의 원리를 이용한 수평횡파의 시뮬레이션을 통하여 평가하였다. 그 결과 초음파 빔은 조향각이 증가 할수륵 음압이 감소하며, 초음파 빔 특성도 점차적으로 분산됨을 알 수 있었고 또한, 초점거리가 증가할수록 초점에서의 집속효과는 감소하고, 압전소자의 수가 증가되면 집속효과는 향상됨을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.123-130
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• 2014

An ultrasonic magnetostrictive transducer-based phased-array system for imaging defects in plate structures is newly proposed. In that most ultrasonic phased array systems rely on piezoelectric transducers or electromagnetic acoustic transducers, this system has its own unique feature of employing magnetostrictive transducers. Interest in using a phased array system using magnetostrictive transducers has been recently reported for pipe inspection but no such system has been developed for plate inspection. In this investigation, we aim to propose a phased array system using OL-MPTs (Omnidirectional Lamb wave Magnetostrictive Patch Transducers) for plate inspection. The developed system consists of a multi-channel function generator, power amplifiers, preamplifiers and a data acquisition unit. In the process of its development, each of the units must be checked and in doing so, we suggest types of ultrasonic wave experiments that should be carried out. Finally, the phased system using a transducer array composed of eight OL-MPTs is newly configured and is applied for actual crack detection experiments.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권6호
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• pp.467-474
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• 2005

The expanded multi-Gaussian beam model has recently been developed that can calculate the radiation beam field from a single, rectangular transducer with great computational efficiency. In this study, this model is adopted to calculate the radiation beam field for a phased array transducer with various time delays to achieve steering and/or focusing. The calculation beam fields are compared to those obtained by well known Rayleigh-Sommerfeld integral that provides the exact solution in order to explore the validity of the expanded multi-Gaussian beam model And then, this study proposes a complete ultrasonic measurement model including the expanded beam model, far-field scattering model and system efficiency, Using the proposed model, phased array ultrasonic testing signals for a flat-bottomed hole with/without focusing were performed.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.8-14
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• 2013

Steam turbine blades and discs of nuclear power plants are one of the most highly stressed areas of turbine rotor, and periodic inspection of the blade roots is essential for monitoring integrity and preventing turbine failure. Ultrasonic technique is applied for volumetric inspection of blade root. However, the complexity of blade root geometry imposes challenges to inspection of blades and discs. Recently, phased array ultrasonic inspection technology is being applied to numerous power generation inspection applications including turbine rotor. The phased array ultrasonic technique requires customized inspection wedges which are generally necessary to generate effectively higher incident angle. But the usage of this wedge can cause access limitation for the lower stage blades of turbine because of the wedge front length. Therefore, the shear wave phased array probe which can generate high inspection angle without wedge is essentially necessary. In this study, feasibility study is conducted for the shear wave phased array ultrasonic probe application to blade and disc inspection. As results, the experimental results show that the shear wave phased array probe can detect the flaw and measure its size with reliable accuracy. Therefore if this shear wave phased array probe is applied to field inspection of blade and disc, more reliable inspection is expected for turbine having access limitation.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.137-146
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• 2019

다수의 초음파 트랜스듀서를 이용한 초음파 위상 배열은 초점제어에 의해 인체 내 종양을 치료하는 목적 등으로 사용되고 있다. 초점제어에 의해 결정된 각 초음파 트랜스듀서 표면음압의 크기와 위상은 각 초음파 트랜스듀서에 인가되는 전압의 크기와 위상을 제어하여 구현 가능하다. 본 논문에서는 초음파 트랜스듀서의 인가전압과 표면음압 사이의 관계를 모델링하고, 요구되는 초음파 트랜스듀서의 표면음압을 생성하기 위한 인가전압을 PWM 기법으로 제어하는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 타당성은 61개의 초음파 트랜스듀서로 구성된 초음파 위상배열의 초점제어를 예로 들어 시뮬레이션으로 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권2호
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• pp.185-191
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• 2012

일반적으로 위상배열 초음파검사 기법을 이용한 배관 용접부검사에서는 높은 검사 각도를 효과적으로 발생하기 위하여 ��지를 사용하게 된다. 그러나 용접부 또는 접근이 제한된 부위에 대한 검사는 위상 배열 초음파 탐촉자에 ��지를 부착하게 되면 ��지의 전단 길이로 인하여 검사체적을 포함하지 못하는 등의 문제점이 발생하게 된다. 따라서 ��지를 사용하지 않고 높은 검사 각도를 발생할 수 있는 횡파 위상배열 초음파 탐촉자를 적용해야 할 필요성이 있다. 본 연구에서는 굴절각도가 높은 횡파를 발생할 수 있는 위상배열 초음파 탐촉자를 설계하고 제작하여 다양한 깊이의 EDM 노치가 가공된 시험편에서 결함이 정확하게 검출되고 평가될 수 있는 지를 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 설계된 횡파 위상배열 초음파 탐촉자는 다양한 깊이의 결함을 검출하고 신뢰성 있는 정밀도를 나타내었으므로 향후 접근제한이 예상되는 발전설비 구조물의 검사에 적용된다면 효과적인 검사 결과를 보여줄 것으로 기대된다.

• 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.