• Journal of Welding and Joining
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• 제14권6호
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• pp.37-47
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• 1996

An ultrasonic testing uses the directivity of the ultrasonic wave which propagates in one direction. The directivity is expressed as the relationship between the propagate direction and its sound pressure. The directivity of ultrasonic wave is related to determination of testing sensitivity, scanning pitch and defect location. This paper investigated the directivity of ultrasonic wave, which scattered from slit defect located in heat-affected zone (HAZ) in butt joint using visualization method. The directivity of shear waves scattered from slit defect were different according to probe direction (far defect, near defect) and probe position (forward movement, maximum echo position, backward movement). The difference of directivity of reflection wave was existed between 2 MHz and 4 MHz angle probes. In the case of 2 MHz angle probe, the directivity of reflection wave was appeared sharp form because of the relation wave length and defect size.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권9호
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• pp.796-803
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• 2008

Ultrasonic testing uses the directivity of the ultrasonic wave, which propagates in on direction. The directivity is expressed as the relationship between the propagate direction and its sound pressure. The directivity of an ultrasonic wave is related to the choice of probe arrangement, testing sensitivity and scanning pitch and correct measurement of defect size and location. This paper describes on the directivity measurement of ultrasonic wave using the visualization method. The directivity of shear wave emitted from the angle beam transducer were constant during propagation. The difference of directivity was existed between 2 MHz and 4 MHz angle beam transducers. When these experimental results were compared with the theory which was based on the continuous wave, it showed good agreement with theoretical directivity on the principal lobe.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권2호
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• pp.83-89
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• 1994

고체내를 전파하는 초음파의 지향성과 음압 분포를 아는 일은 초음파탐상시험에 있어서 대단히 중요하다. 초음파의 지향성은 초음파탐상시험에 있어 감도, 주사 간격, 탐촉자의 배치, 결함의 종류 등을 판단하는 지침이 되고 있다. 본 논문에서는 초음파가시화법을 이용해 초음파의 지향성을 측정했다. 사각탐촉자로부터 나온 횡파의 지향성은 초음파의 전파 거리에 따라 변하지 않았다. 2MHz와 4MHz의 사각탐촉자에는 지향성의 차이가 있었다. 지향성의 중심 위치는 사각탐촉자의 입사점으로부터 뒤쪽 및 탐촉자의 내부에 위치하고 있었으며, 초음파의 전파 거리에 따라 변하지 않았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제15권2호
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• pp.378-385
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• 1995

초음파검사는 초음파 펄스가 한 방향으로 진행한다고 하는 지향성을 이용하고 있다. 초음파의 지향성은 전파 방향과 음압 분포의 관계를 나타내고 있으며 탐촉자의 배치, 탐상 감도 및 주사 간격, 결함의 위치 및 특성의 결정에 밀접한 관계가 있다. 본 논문은 초음파가시화법을 이용하여 pyrex glass로 만든 가상 맞대기 용접부내의 용접 금속부에 위치한 인공 결함으로부터 산란한 반사 횡파의 지향성을 측정하였다. 2 MHz와 4 MHz의 사각탐촉자가 인공 결함에서의 반사파의 지향성 조사에 사용되었다. 인공 결함으로부터 반사된 횡파의 지향성은 사각탐촉자의 위치 및 가상 용접부의 형상에 따라 달랐으며 2 MHz와 4 MHz의 사각 탐촉자에 따라 반사파의 지향성은 큰 차이를 나타내고 있었다. 또한 가상 용접부의 높이가 커짐에 따라 반사각과 입사각은 비슷하게 되었다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2001년도 The Seoul International Simulation Conference
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• pp.477-483
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• 2001

Optimum directivity synthesis of ultrasonic transducers in linear array is considered. To realize the desired directivity, a robust and efficient method is proposed which is the direct inversion combined with the iterative DFP (Davidon-Fletcher-Powell) method. A quasi-ideal beam with the beam width and the steering beam angle specified are chosen for the numerical demonstrations. The demonstration is then extended to the case of multi-beams. The proposed combination method shows quick convergence over the single LMS or DFP method at the expense of the system matrix inversion.

• 한국음향학회지
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• 제22권8호
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• pp.629-636
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• 2003

의료용 초음파 진단 장치나 표적을 탐지하는 소나 등에 사용되는 초음파 트랜스듀서 어레이는 정도 높은 정보를 얻기 위해 목적에 맞는 지향특성이 요구되어진다. 본 연구에서는 사용 목적 따라 지향 특성을 가변할 수 있는 초음파 트랜스듀스 어레이를 제안하였다. 제안한 초음파 트랜스듀서 어레이는 전기적 용량으로 제 2 차 모드의 효율을 제어할 수 있는 2층 구조 트랜스듀서를 이용하여 트랜스듀서 어레이의 빔 폭을 제어하였다. 이것을 시험 제작하여 이론 및 실험적으로 해석한 결과 주엽의 -3 dB 빔 폭을 7.6° ∼ 16.2°의 범위에서 제어 가능함을 확인하였다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제6권4호
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• pp.20-27
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• 1995

본 논문에서는 직선 배열 응원에 의한 초음파 트랜스듀서의 목적 지향성에 대한 Beam forming을 Gauss 소거법을 이용하여 수치 계산하였다. 하나의 System으로 여러 가지의 조건에 대한 지향성 합성의 실현을 목적으로 하였으며, 목적 지향성으로는 계산에 의해 합성된 선음원에 의한 지향성과 임의로 설정한 Beam 폭의 변화와 방사 방향의 회전에 대한 준이상 Beam을 선택하여 지향성 합성을 시융레이션 하였다. 수치 계산에는 PC(CPU: 80486DX2, RAM 16Mbyte)를 이용하였으며, 수치 계산 결과, 반복법(LMS볍, DFP볍)에 비해 훨씬 빠른 지향성 합성이 가능하고, 또 System 안정도 면에서도 매우 양호함을 확인했다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.79-87
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• 2011

This paper presents the optimal design of an overlapped ultrasonic sensor ring for high resolution obstacle detection of an autonomous mobile robot. It is assumed that a set of low directivity ultrasonic sensors of the same type are arranged along a circle of nonzero radius at a regular spacing with their beams overlapped. First, taking into account the dead angle region, the entire range of obstacle detection is determined with reference to the center of an overlapped ultrasonic sensor ring. Second, the optimal design index of an overlapped ultrasonic sensor ring is defined as the area closeness of three sensing subzones resulting from beam overlap. Third, the lower and upper bounds on the number of ultrasonic sensors are derived, which can guarantee minimal beam overlap and also avoid excessive beam overlap among adjacent ultrasonic sensors. Fourth, employing a commercial low directivity ultrasonic sensor, an optimal design example of an overlapped ultrasonic sensor ring is given along with the ultrasonic sensor ring prototype mounted on top of a mobile robot. Finally, some experimental results using our prototype ultrasonic sensor ring are given to demonstrate the validity and performance of an optimally overlapped ultrasonic sensor ring for high resolution obstacle detection.

• 한국음향학회지
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• 제20권5호
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• pp.61-68
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• 2001

본 논문에서는 목적함수에 대한 구배계산을 위한 해석적인 방법과 차분근사법을 점배열음원과 최적화 알고리즘(DFP법: davidon-fletcher-powell)을 조합한 적응형 초음파 트랜스듀서의 지향성 최적화에 적용하였다. 위의 두 방법에 대한성능을 비교하기 위하여 준이상 빔 (quasi-ideal beam)과 회전 빔을 목적지향성으로 설정하였다. 수치적인 실험 결과, 차분근사법은 부엽 (side lobe) 레벨의 억압능력은 물론 수렴과정에서의 안정성, 수렴속도, 적응성 면에서 해석적인 계산법에 비해 탁월함을 나타내었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제15권1호
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• pp.291-298
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• 1995

초음파 검사는 초음파가 한 방향으로 진행한다고 하는 지향성을 이용하고 있으며, 지향성은 초음파의 전파방향 및 음압분포의 관계를 나타내고 있다. 본 논문에서는 가시화법을 적용하여 사각탐촉자로부터 방사되고, 표면결함으로부터 산란한 횡파의 지향성을 조사하고, 이런 실험결과들을 연속파를 기초로 한 기존이론과 비교하였다. 연속파이론의 적용성이 $d/{\lambda}$의 변수로 고찰되었다. (d는 진동자 및 결함의 크기, ${\lambda}$는 파장) 사각탐촉자의 경우, 실험결과들은 주극에서 이론적으로 계산한 지향성과 잘 일치하고 있었으며, 결함의 크기가 파장보다 작은 경우에도, 반사파에는 명확한 지향성이 관찰되었다. 파장에 대한 결함의 크기의 비가 동일 할 때 결함으로부터 반사파의 지향성은 주파수의 차이에도 불구하고 거의 일치하였다. $d/{\lambda}$가 1.5 이상일 때 측정한 지향성들은 이론적으로 계산한 지향성과 거의 동일하였다.