• 제목/요약/키워드: Piezoelectric pressure transducer

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압력센서용 압전부저의 특성에 관한 연구 (A study on characteristics of piezo-buzzer for pressure sensor)

  • 신영록;김홍근;김철한;최헌일;사공건
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.985-988
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    • 2001
  • A piezo-buzzer being used for the purpose of generation of audible frequency, which is a electric-acoustic transducer utilizing the inverse piezoelectric effect. Also it can be used for a pressure sensor according to the piezoelectric effect. But the output of a piezo-buzzer is a differential signal. In this study, we've made a system that can measure a real pressure by integration of output signal. According to our results, it could be found a possibility of application for pressure sensor by measurement of output characteristics when a piezo-buzzer was pressurized and depressurized, and by measuring of an error by means of the drift current of OP-Amp, etc..

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반응성 RF 마그네트론 스퍼터링에 의한 AlN 박막 제조 및 유압 감지 특성 (Fabrication of AlN Thin Film by Reactive RF Magnetron Sputtering and Sensing Characteristics of Oil Pressure)

  • 석혜원;김세기;강양구;홍연우;이영진;주병권
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권12호
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    • pp.815-819
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    • 2014
  • Aluminum nitride (AlN) thin film and TiN film as a buffer layer were deposited on INCONEL 600 substrate by reactive RF magnetron sputtering at room temperature(R.T.) under 25~75% $N_2/Ar$ atmosphere. The as-deposited AlN films at 25~50% $N_2/Ar$ showed a polycrystalline phase of hexagonal AlN, and an amorphous phase. The peak of AlN (002) plane, which was determinant on a performance of piezoelectric transducer, became strong with increasing the $N_2/Ar$ ratio. Any change in the preferential orientation of the as-deposited AlN films was not observed within our $N_2$ concentration range. The piezoelectric sensing properties of AlN module were performed using pressure-voltage measurement system. The output signal voltage of AlN module showed a linear behavior between 20~80 mV in 1~10 MPa range, and the pressure-sensing sensitivity was calculated as 3.6 mV/MPa.

AE 측정을 위한 탐촉자의 보정에 대한 고찰 (A Study on the Transducer Calibration for Acoustic Emission Measurement)

  • 김교원
    • 지질공학
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    • 제6권2호
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    • pp.53-58
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    • 1996
  • 암석 시료의 파괴시에 발생하는 AE신호를 측정하여 파괴와 관련된 미세균열의 발생원에 대한 연구를 위하여서는 탐촉자에서 기록장치까지 전과정에 대한 검증이 필요하다. 특히 탐촉자는 기계적인 진동을 전기신호로 전환하는 기능을 가진 예민한 장치로서 다양한 인자에 의하여 예민도가 달라질 수 있기 때문에 보정시험을 실리하여야 한다. 압전 압력형 PAC 탐촉자를 NBS나 DG의 변위형 탐촉자에 의하여 보정하는 시험을 실시하였다. NBS 및 PAC탐촉자는 파의 입사방위각에는 무관하나 입사각에는 예민하게 반응한다. 즉, 입사각이 $90^{\circ}$ 일 때에는 입사각 $15^{\circ}$ 이하 일 때보다 약 10배의 큰 출력을 나타내었다. 또한, 시험에 사용된 PAC 탐촉자가의 경우 강도에 대한 개별 예민도의 차이가 최대 약 40%이었다. 압력형 PAC 탐촉자는 변위형 표준탐촉자로 절대치 보정시험을 실시한 결과 보정계수는 평균 77mv/pm이었다.

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볼트 체결형 란주반 초음파 트랜스듀서의 프렌지 포인트 최적화를 위한 실험적 방법 제안 (Suggestion of an experimental method for optimization of flange point of a bolt-clamped Langevin-type ultrasonic transducer)

  • 김정순;김해운;김무준
    • 한국음향학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.270-277
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    • 2021
  • 강력초음파 분야에 있어서, 트랜스듀서의 고정을 위한 프렌지의 위치설정은 트랜스듀서의 변환효율에 큰 영향을 주는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 볼트 체결형 란주반 초음파 트랜스듀서의 공진모드에 따른 프렌지의 설치 위치를 결정하기 위한 실험적 방법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 반원형 쐐기 형태의 지그를 제작하여 트랜스듀서의 측면을 따라 이동하며 지그에 일정한 압력을 가한 후 트랜스듀서의 진동특성을 분석하였다. 압력을 가하는 위치에 따른 트랜스듀서의 입력 어드미턴스의 변화를 분석하여 프렌지의 최적의 위치를 결정할 수 있었다. 이 위치들은 메이슨 등가회로를 적용하여 계산한 공진 주파수 및 전송선로 모델 해석으로부터 계산한 각 공진 모드에 대한 입자속도 분포로부터 예측한 진동 모드의 절의 위치와 좋은 대응을 보이고 있어 본 연구에서 제안된 방법의 유효성을 확인할 수 있었다.

결합형 유한요소-경계요소 기법에 의한 FFR 형태의 고출력 심해저용 쏘나 변환기 설계 (Design of a FFR-typed High Power Deep-water Sonar Transducer using a Coupled FE-BEM)

  • 장순석;이제형;안흥구;최현호
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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    • pp.224-227
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    • 1999
  • A high power deep-water sonar transducer of FFR (Free Flooded Ring) type has been designed using a coupled FE-BEM. The present sonar transducer is composed of rectangular piezoelectric ceramics and pie-shaped steels (or the advantage of simple fabrication. The dynamics of the sonar transducer is modelled in three dimensions and is analyzed with external electrical excitation conditions. Different results are available such as steady-state frequency response for TX and RX displacement modes, directivity patterns, back-scattering patterns, bandwidths, transmitting voltage responses and receiving sensitivity responses. The TV response shows a very high acoustic pressure of 150 dB/lV (ref $1{\mu}Pa$ at 1m) at 1900 Hz. This ultra high power response of the sonar transducer indicates a new possibility of the sonar transducer development.

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Quadrupole 구조를 가진 Tonpilz형 수중 음향 벡터 센서를 이용한 입사각 추정 (Incidence Angle Estimation by the Tonpilz Type Underwater Acoustic Vector Sensor with a Quadrupole Structure)

  • 임영섭;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.569-579
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    • 2012
  • 압전 세라믹을 이용한 전형적인 Tonpilz형 수중 음향센서는 외부에서 들어오는 음향 신호를 이에 상응하는 전압으로 변환해 스칼라 양인 음압의 크기만 측정할 뿐 외부에서 들어오는 신호의 방향은 파악할 수 없는 한계가 있다. 이와 같은 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 Tonpilz형 트랜스듀서를 이용해 단일 센서만으로도 음압의 크기와 방위각 방향을 동시에 분석해 낼 수 있는 새로운 벡터 센서 구조를 제안하고, 제안된 구조의 타당성을 수식 및 유한요소해석을 통해 검증하였다.

초음파-광섬유 센서의 개발과 그 응용 (Development of Ultrasonic-Optical Fiber Sensor and its Applications)

  • 오일권;임승현
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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    • pp.169-174
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    • 2006
  • The outstanding mechanical property of optical fiber and the merits of acoustic emission sensing technique are unified for novel sensor system. The generated ultrasonic wave from piezoelectric generator are propagated along the optical fiber and also sensed. The propagated wave can be influence by external pressure on the optical fiber or environmental circumstance. The optical fiber sensor using ultrasonic wave has advantages compare with existing sensor system. In this study, the sensitivity of the optical fiber sensor is experimentally investigated. As the applications of the optical fiber sensor system using piezoelectric ultrasonic waves, the point load on the optical fiber is measured and the monitoring system for the void fraction of two phase flows is developed. The experimental results show the linear relationship between sensed voltage and void fraction.

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연속발진 레이저를 이용한 공동 광자감쇠 분광기 연구 (Study on a cavity ring-down spectrometer with continuous wave laser sources)

  • 유용심;한재원;김재완;이재용;이해웅
    • 한국광학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.240-244
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    • 1998
  • 공동 광자 감쇠 분광법(cavity ring down spectroscopy, CRDS)은 미량기체의 절대밀도를 측정할 수 있는 고감도 레이저 분광기술이다. 연속발진 레이저(continuous wave laser)를 사용한 새로운 방법의 CRDS 분광기를 구현하였다. 이 장치에서는 PZT(piezoelectric transducer)를 움직여 공동의 길이를 비공명(off-resonance)상태로 빠르게 변화시킴으로써 입사되는 연속발진 레이저 빔을 차단하여 감쇠신호를 발생시킨다. 이 방법으로 570 nm 근처에서 압력이 2700 Pa인 아세틸렌(C2H2)의 overtone 천이에 대한 흡수 분광선을 측정하였으며, 이때 측정할 수 있는 최소 흡수계수는 3$\times$10-9 cm-1정도이다.

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금속-압전세라믹스로 구성된 음향소자의 설계 및 음향특성 (Design and Acoustic Properties of Acoustic Device with Metal-Piezoceramic Circular Plate)

  • 고영준;이상욱;남효덕;장호경
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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    • pp.275-278
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    • 2000
  • In this study, the acoustic transducer of a thin circular disc-type with PZT/Metal was designed. The dielectric and piezoelectric properties of $0.5wt\%$ $MnO_2$ and NiO doped 0.1Pb($Mg_{1/3}$$Nb_{2/3}$)$O_3$-$0.45PbTiO_3$-$0.45PbZrO_3$ ceramics were investigated aiming at acoustic transducer applications. The vibration characteristics for the laminated circular plate was analyzed for the various thickness and diameter of the piezoceramic layer and metal layer. The acoustic characteristics which is radiated from the acoustic transducer within the finite space was simulated using the finite element method. It has been observed that the characteristics of the sound pressure ard impedance response calculated for the various models of the size and geometry of acoustic transducer.

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정적연소기에서의 메탄-공기 혼합기의 연소특성(1) : 균질급기 (Combustion Characteristics of Methane-Air Mixture in a Constant Volume Combustion Chamber(1): Homogeneous Charge)

  • 최승환;전충환;장연준
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.48-57
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    • 2003
  • A cylindrical constant volume combustion chamber was used to investigate the flow characteristics at spark plug and the combustion characteristics of homogeneous charge methane-air mixture under various initial pressure, excess air ratio and ignition times in quiescent mixture. The flow characteristics such as mean velocity and turbulence intensity was analyzed by hot wire anemometer. Combustion pressure development measured by piezoelectric pressure transducer and flame propagation acquired by ICCD camera were used to investigate the effect of initial pressure, excess air ratio and ignition times on pressure, combustion duration, flame speed and burning velocity. Mean velocity and turbulence intensity had the maximum value at 200 or 300ms and then decreased to near 0 value gradually after 3 seconds. Combustion duration, flame speed and burning velocity were observed to be promoted with excess air ratio of 1.1, lower initial pressure and ignition time of 300ms.