What changes in the eigen values and eigen functions are produced if the boundary surface S is no longer rigid but has a specific acoustic admittance which may vary from point to point on S. In this paper, changes in eigen values and eigen functions are derived by using Kirchhoff-Helmholtz integral equation. And acoustic potential energy, which is representative measure describing the physical quantity in cavity, is defined. Acoustic potential energy can be divided into primary one and secondary one. Primary one is the acoustic potential energy through unchanged eigen functions, and secondary one is through changed eigen functions. Using these two term, we can find the eigenvalue problem, which gives the control performance when the boundary condition is changed.
인터디지털 표면음파 변환기의 교차장 모델에 기초한 전송선 등가회로를 사용하여 SPICE에 의한 SAW 필터의 효율적인 시뮬레이션 기법을 제안하였다. 표면음파의 전파를 전송선으로 모델하므로 인터디지털 변환기의 등가회로에서는 주파수 의존 회로소자가 필요하지 않게 된다. 그래서 주파수 의존 회로소자에 대한 등가회로를 근사적으로 구하지 않아도 되고, 필터의 등가회로에 작은 수의회로소자를 사용하므로 시뮬레이션 시간도 많이 단축된다. 삽입손실, 입력 어드미턴스, 통과대역 리플, 그리고 고조파 주파수 응답과 같은 SAW 필터 특성에 대한 시뮬레이션을 통하여 제안된 기법의 유용성을 보였다.
Based on the typical pixel structure and parameters of a polysilicon uncooled bolometer, the absorption rate of a polysilicon microbridge infrared detector for 10.6 ㎛ laser energy was calculated through the optical admittance method, and the thermal coupling model of a polysilicon microbridge component irradiated by far infrared laser was established based on theoretical formulas. Then a numerical simulation study was carried out by means of finite element analysis for the actual working environment. It was found that the maximum temperature and maximum stress of the microbridge component are approximately exponentially changing with the laser power of the irradiation respectively and that they increase monotonically. The highest temperature zone of the model is gradually spread by the two corners of the bridge surface that are not connected to the bridge legs, and the maximum stress acts on both sides of the junction of the microbridge legs and the substrate. The mechanism of laser-induced hard damage to polysilicon detectors is the melting damage caused by high temperature. This paper lays the foundation for the subsequent study of the interference mechanism of the laser on working state polysilicon detectors.
3,4-dihydroxybenzaldehyde(3,4-DHB) was oxidatively el electropolymerized on glassy carbon (GC) electrodes to prepare CC/p-3,4-DHB type electrodes, which were subsequently modified with 3,4-dihydroxybenzoic acid(3,4-DHBA) using 0.05M HCI as a catalyst. The esterification reactions were performed between -OH sites on the polymeric film surface of the p-3,4-DHB and the -COOH sites within the 3,4-DHBA molecules in solution. These reactions had a rate constant value of $1.1\times10^{-1}\;s^{-1}$ for the esterification step as obtained from the first-order rate constant in the solution. The electrochemical responses of the GC/p-3,4-DHB-3,4-DHBA electrodes exert an influence upon the buffer solution, its pH and applied potential ranges. The redox process of the electrode was more easily controlled by charge transfer kinetics than that of the CC/p-3,4-DHB. The modified electrodes had redox active sites that were 10 times more active than those present before modification. The electrical admittance of the modified electrodes was also three times higher than that of the unmodified electrodes. After being annealed in ethanol for 20 hrs the electrodes brought about a 3.3 times greater change of water molecules in the redox reaction. The modified electrodes are stable in the potential range of 0.4 to 0.55V.
This paper presents the fabrication of surface acoustic wave (SAW)-based pressure sensor for long-term stable mechanical compression force measurement. SAW pressure sensor has many attractive features for practical pressure measurement: no battery requirement, wireless pressure detection especially at hazardous environments, and easy other functionality integrations such as temperature, humidity, and RFID. A $41^{\circ}$ YX $LiNbO_3$ piezoelectric substrate was used because of its high SAW propagation velocity and large values of electromechanical coupling factors $K^2$. A silicon substrate with $\~200{\mu}m$ deep cavity was bonded to the diaphragm with epoxy, in which gold was covered all over the inner cavity in order to confine electromagnetic energy inside the sensor, and provide good isolation of the device from its environment. The reflection coefficient $S_{11}$ was measured using network analyzer. High S/N ratio, sharp reflected peaks, and clear separation between the peaks were observed. As a mechanical compression force was applied to the diaphragm from top with extremely sharp object, the diaphragm was bended, resulting in the phase shifts of the reflected peaks. The phase shifts were modulated depending on the amount of applied mechanical compression force. The measured $S_{11}$ results showed a good agreement with simulated results obtained from equivalent admittance circuit modeling.
Providakis, Costas;Tsistrakis, Stavros;Voutetaki, Maristella;Tsompanakis, Yiannis;Stavroulaki, Maria;Agadakos, John;Kampianakis, Eleftherios;Pentes, George
Structural Monitoring and Maintenance
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제2권4호
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pp.319-338
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2015
The electro-mechanical impedance (EMI) technique makes use of surface-bonded lead zirconate titanate (PZT) patches as impedance transducers measuring impedance variations monitored on host structural components. The present experimental work further evaluate an alternative to the conventional EMI technique which performs measurements of the variations in the output voltage of PZT transducers rather than computing electromechanical impedance (or admittance) itself. This paper further evaluates a variant of the EMI approach presented in a previous work of the present authors, suitable, for low-cost concrete structures monitoring applications making use of a credit card-sized Raspberry Pi single board computer as core hardware unit. This monitoring approach is also deployed by introducing a new damage identification index based on the ratio between the area of the 2-D error ellipse of specific probability of EMI-based measurements containment over that of the 2-D error circle of equivalent probability. Experimental results of damages occurring in concrete cubic and beam specimens are investigated under increasing loading conditions. Results illustrate that the proposed technique is an efficient approach for identification and early detection of damage in concrete structures.
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.
본 논문에서는 고출력 증폭기의 바이어스를 위한 대전류 마이크로파 광대역 바이어스-티의 설계를 보였다. DC 블록용 커패시터는 큰 어드미턴스를 가지도록 커패시터의 병렬합을 이용하고, DC 공급 및 RF 초크용 인덕터는 광대역의 큰 임피던스를 가지는 인덕터의 직렬합을 이용하여 설계하였다. DC 블록이나 RF 초크에 사용되는 인덕터나 커패시터는 자기 공진 주파수(SRF: Self Resonance Frequency)를 가지고 있어 사용 대역이 제약된다. 이를 해결하기 위해 RF 초크에서는 저항을 추가하여 공진 주파수에서 품질 계수를 조정함으로써 해결하였다. 그리고 DC 블록에서는 별도의 품질 계수 조정없이 병렬합만으로 가능하였다. 이 결과를 이용하여 1608 칩 형태의 집중 소자들을 표면 실장 기법(surface mount)으로 PCB 패턴에 조립하여 바이어스-티를 제작하였다. 제작된 바이어스-티는 10 MHz~10 GHz에서 측정된 반사 손실이 10 dB 이하를 가지며, 입력 임피던스는 광대역에서 50 ohm 근처의 값을 만족하는 것을 확인하였다.
“소리의 비 가시성(非 可視性)”은 소음을 제어하고자 하는 공학자에게 주어진 근원적인 어려움 중의 하나이다. 따라서 이러한 비 가시성을 완화할 수 있는. 다시 말하면 소음을 볼 수 있는 방법에 대한 탐구는 많은 관심과 시도가 있어왔다. 이들 방법 중 대표적인 것으로 이론적 또는 수치적인 방법을 이용하여 소음을 가시화 하려는 많은 시도를 들 수 있다. 수치적인 방법의 경우에는 난류 유동의 가시화 분야에서 괄목할 만한 성과를 이루어왔으나 난류 소음의 가시화에는 부족한 상태이다 실험적인 방법의 경우는 마이크로폰 제작 기술의 발달로 인한 가격 인하로 많은 수의 마이크로본을 손쉽게 확보할 수 있게 되었고 매우 빠른 신호처리 기술의 발달이 확보됨으로써 많은 진전이 이루어졌으나, 가시화된 음장 정보의 정확한 해석 등이 여전히 어려운 분야로 남아있다. 또한 음장 가시화 결과에는 항상 유한한 측정 자료로 인한 오차가 포함되어 있으며, 이로 인하여 논문의 제목에서 강조한 바와 같이 소음인의 탐지 및 소음원의 공간적인 분포를 결정하는 데 어려움이 있다. 이 논문은 음장 가시화와 관련된 간략한 역사를 레오나르도 다빈치의 유명한 와류 유동 그림에서 출발하여 현대적 개념의 선형 혹은 평면형 마이크로폰 배열에 의해 수행되는 음향 홀로그래피 분야를 전반부에 설명하고, 음향 홀로그래피 구현에 있어서 발생하는 어려운 문제와 최근의 연구 동향을 후반부에 소개하는 방식으로 구성되어 있다. 최근의 문제 중에서는 자동차나 기차와 같이 이동하는 소음원을 가시화하기 위한 이동 후레임(moving frame)을 이용한 홀로그램 구성 방법과 닫힌 공간에서의 소음원 탐지를 위해 필요한 소리의 반사 효과 제거에 대하여도 기술하고 있다. 또한, 최근에 연구되는 또 다른 중요한 분야로서 “우리는 두 마리의 새가 지저귀는 것인지 아니면 한 마리의 새가 두 개의 목소리를 가지고 지저귀는 것인지 알 수 있을까?" 라는 질문으로 표현할 수 있는 공간상에 분포하는 소음원의 상호 의존관계를 구분하는 분야에 대한 문제 제기와 현실적인 접근 방법을 논하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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