• 한국재료학회지
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• 제25권10호
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• pp.566-570
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• 2015

$Bi_{0.5}Na_{0.5}TiO_3$ (BNT) based ceramics are considered potential lead-free alternatives for $Pb(Zr,Ti)O_3$(PZT) based ceramics in various applications such as sensors, actuators and transducers. However, BNT-based ceramics have lower electromechanical performance as compared with PZT based ceramics. Therefore, in this work, lead-free bulk $0.99[(Bi_{0.5}Na_{0.5})_{0.935}Ba_{0.065}]_{(1-x)}La_xTiO_3-0.01SrZO_3$ (BNBTLax-SZ, with x = 0, 0.01, 0.02) ceramics were synthesized by a conventional solid state reaction The crystal structure, dielectric response, degree of diffuseness and electric-field-induced strain properties were investigated as a function of different La concentrations. All samples were crystallized into a single phase perovskite structure. The temperature dependent dielectric response of La-modified BNBT-SZ ceramics showed lower dielectric response and improved field-induced strain response. The field induced strain increased from 0.17%_for pure BNBT-SZ to 0.38 % for 1 mol.% La-modified BNBT-SZ ceramics at an applied electric field of 6 kV/mm. These results show that La-modified BNBT-SZ ceramic system is expected to be a new candidate material for lead-free electronic devices.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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• pp.24-30
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• 2010

The void ratio and elastic moduli are design parameters used in geotechnical engineering to understand soil behavior. Elastic and electromagnetic waves have been used to evaluate the various soil characteristics due to high resolution. The objective of this study is to evaluate the void ratio and elastic moduli based on elastic wave velocities and electrical resistivity. The Field Velocity Resistivity Probe (FVRP) is developed to obtain the elastic and electromagnetic wave profiles of soil during penetration. The Piezoelectric Disk Elements (PDE) and Bender Elements (BE) are used as transducers for measuring the elastic wave velocities such as compressional and shear wave velocities. The Electrical Resistivity Probe (ERP) is also installed for capturing the electrical resistivity profile. The application test is carried out on the southern coast of the Korean peninsula. The field tests are performed at a depth of 6~20 m, at 10 cm intervals for measuring elastic wave velocities and at 0.5cm intervals for measuring electrical resistivity. The elastic moduli such as constraint and shear moduli are calculated by using measured elastic wave velocities. The void ratios are also evaluated based on the elastic wave velocities and the electrical resistivity. Furthermore, the converted void ratios by using FVRP are compared with the volumetric void ratio obtained by a standard consolidation test. The comparison shows that the void ratios based on the FVPR match the volume based void ratio well. This study suggests that the FVRP may be a useful device to effectively determine the elastic moduli and void ratio in the field.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권8호
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• pp.1767-1775
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• 2003

SAW(Surface Acoustic Wave) 필터는 탄성표면파를 응용한 신호처리 기능 소자로, 각종 통신 기기의 고주파 회로의 대역 통과 필터로 이용된다. 기본적인 구성은 압전체 기판의 표면에 전기 신호와 표면파를 서로 교환하기 위한 입/출력 IDT(interdigital transducer) 한 쌍으로 이루어진다. 그 주파수 특성은 입/출력 IDT의 간격과 각각의 길이에 의해 결정되어지며, 대역 통과 필터의 특성을 지닌다. 본 논문은 이런 SAW 필터의 수치 설계 방법론에 관한 것이다. 입력 IDT의 전극의 길이를 변수로 정하고, 중심 주파수, 통과 대역의 폭과 정지 대역의 감소치가 주어졌을 때 적응/최적화 알고리즘을 이용하며 필터를 설계한다. 설계하고자 하는 필터 특성과 임의의 시간에 만들어진 필터와의 오차를 목적 함수로 정하고, 이 목적 함수를 최소화하는 것으로 필터의 설계가 가능하게 된다. SAW 필터의 계산 모델로는 델타 함수 모델과 등가 회로 모델을 사용하였으며, 최적화 알고리즘으로는 유전자 알고리즘을 사용하였다.

• 센서학회지
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• 제5권3호
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• pp.25-31
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• 1996

제철소에서 생산되고, 활용되는 빌렛은 두 종류로 나누어, 밀도가 높은 강편 빌렛과 밀도가 낯은 연주 빌렛이 있다. 강편 빌렛은 밀도가 높고 표면이 매끄러워, 비교적 탐상이 용이하였으나, 연주 빌렛은 밀도간 낮고, 표면이 거칠어 탐상이 어려웠다. 연주 빌렛의 탐상도 가능케하기 위하여 초음파 탐촉자의 재질 및 치수등을 개선하고자 하였다. 주요 실험 결과로는, 초음파의 발신용 부분과, 수신용 부분이 서로 나뉘어 있는 분할형 탐촉자를 채택하였으며, 탐촉자의 치수는 탐상체의 치수와 밀접히 관계됨을 알았다. 예로써, 폭/두께가 각각 160mm인 연주 빌렛의 경우, 압전소자의 길이가 21mm, 폭이 8.5mm, 두께가 0.95mm, 인 것 두장이 나란히 내장된 탐촉자가 가장 적당하였다. 소자의 두께에 의존하는 이 때의 중심 주파수는 2.25MHz 였으며, 두 장의 압전소자간 각도에 의존하는 촛점 거리는 70mm 이었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권1호
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• pp.135-150
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• 2015

Large concrete structures are prone to cracks and damages over time from human usage, weathers, and other environmental attacks such as flood, earthquakes, and hurricanes. The health of the concrete structures should be monitored regularly to ensure safety. A reliable method of real time communications can facilitate more frequent structural health monitoring (SHM) updates from hard to reach positions, enabling crack detections of embedded concrete structures as they occur to avoid catastrophic failures. By implementing an unconventional mode of communication that utilizes guided stress waves traveling along the concrete structure itself, we may be able to free structural health monitoring from costly (re-)installation of communication wires. In stress-wave communications, piezoelectric transducers can act as actuators and sensors to send and receive modulated signals carrying concrete status information. The new generation of lead zirconate titanate (PZT) based smart aggregates cause multipath propagation in the homogeneous concrete channel, which presents both an opportunity and a challenge for multiple sensors communication. We propose a time reversal based pulse position modulation (TR-PPM) communication for stress wave communication within the concrete structure to combat multipath channel dispersion. Experimental results demonstrate successful transmission and recovery of TR-PPM using stress waves. Compared with PPM, we can achieve higher data rate and longer link distance via TR-PPM. Furthermore, TR-PPM remains effective under low signal-to-noise (SNR) ratio. This work also lays the foundation for implementing multiple-input multiple-output (MIMO) stress wave communication networks in concrete channels.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권4호
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• pp.237-243
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• 1995

고체 시료를 대상으로 하여 silicon wafer에는 $90^{\circ}$ wedge형 진동자를 사용하고 압전재료인 $LiTaO_3$에는 interdigital transducer(IDT)를 사용하였으며, knife edge를 이용한 광학적 검지(optical probing)법을 써서 표면탄성파의 발생 및 측정하는 기법으로써 재료에서의 표면탄성파의 감쇠를 검출하는 방법을 연구하였다. IDT1 및 IDT2로는 20.8 MHz와 14.5 MHz를, $90^{\circ}$ wedge형 진동자로부터는 20.0 MHz의 표면탄성파를 발생시켰으며 표면탄성파로 생기는 표면의 굴곡을 검출하는데 He-Ne laser beam을 이용하였다. Optical chopper로 변조시킨 laser beam을 같은 주파수로 변조시킨 표면탄성파에 입사시켜 산란되는 광을 같은 주파수로 동조된 lock-in amplifier로 검출하였다. 이와 같이 함으로써 검출할 표면탄성파와 검출에 사용된 laser beam 및 측정기기인 위상감지기(Phase Sensitive Detector : PSD)를 같은 주파수로 변조하여 동기시킬 수 있었으며 측정계를 단순화하였다. IDT1, IDT2에서 발생된 표면탄성과의 감쇠계수는 각각 $0.62{\sim}0.75dB/mm,\;0.60{\sim}0.72dB/mm$였으며 wedge형 진동자에서는 $0.83{\sim}1.28dB/mm$인 값을 얻었다.

• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.412-421
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• 2023

초음파 뇌 자극술을 통하여 뇌 심부의 국소 지역에 있는 뇌 세포의 활성화를 유도할 수 있으며, 이를 통하여 저하된 뇌 기능을 치료하는데 효과가 있음이 보고되어 왔다. 반면, 초음파 자극의 종류에 따라 신경 변조의 효율과 방향이 달라질 수 있음이 알려져 있어, 적절한 초음파 자극의 종류를 확립하는 연구가 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 이를 효과적으로 최적화 하기 위해 세포 배양시 사용되는 커버슬립 기반의 초음파 변환자를 제안하고자 한다. 균일한 초음파 자극을 전도하기 위해서 폴리머 압전소자(Poly-vinylidene fluoride-trifluorethylene, PVDF-TrFE)를 스핀 코팅하고 패를린 절연층을 상단에 적층시켜 음압 출력을 극대화 시켰다. 개발된 초음파 변환자 융합 커버슬립은 초음파자극기 표면에 배양된 수십개의 신경세포에 균일하고 정확한 초음파 자극을 전달 할 수 있고, 자극에 따른 세포의 반응을 형광 현미경으로 실시간 관찰 가능하다. 따라서, 동일한 초음파 자극에 대한 세포의 반응 신호를 최대 수십개 세포로부터 동시에 획득 가능하므로, 반응 신호를 평균 한다면 낮은 강도의 초음파 자극에 따른 뇌 세포의 미세한 반응을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 변환자와 물의 표면 등에서 발생하는 정현파에 의한 자극의 왜곡 현상을 줄일 수 있어서 사용자가 원하는 초음파 자극을 정확하게 세포로 전달 가능하다. 이렇게 개발된 초음파 변환자를 통해 변환자 표면에 배양된 별세포에서 6 MHz, 0.2 MPa의 저강도 초음파 자극에 의해 유도된 칼슘 반응을 성공적으로 관찰할 수 있었다.