• 수산해양기술연구
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• 제34권1호
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• pp.74-84
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• 1998

어종식별을 위한 수중음향학적 정보를 수집하는 데 이용하기 위한 초음파 변환기를 설계하기 위한 시도의 하나로서, 본 연구에서는 우선 수중에서의 전기적인 자유 임피던스가 서로 같고, 이주파간의 주파수 차이를 최소화 시켜 이주파 겸용 및 광대역 송.수파기로서 활용이 가능한 복합구조 초음파 변환기를 설계, 제작하였는 데, 이 변환기의 이중공진 진동특성에 대하여 분석, 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 기본공진진동을 발생시키기 위해 설계한 Tonpilz형 초음파 변환기의 송파전압감도는 기본공진주파수 36.2 kHz에서 141.4 dB re $1\;\muPa/V$이었고, - 3 dB점에 대한 주파수 대역폭은 1.1 kHz이었으며, 이 변환기의 수중에 대한 전압음향변환효율은 85.2%였다. 2. 복합구조 초음파 변환기의 수중에서의 제1공진점에 대한 공진 및 반공진 주파수는 각각 39.7 kHz, 41.2 kHz이었다. 또한, 제1 및 제2 공진 주파수에 대한 임피던스는 각각 $3.7\;{K\Omega}\;과\;3.3\;{K\Omega}$으로서 거의 유사한 값을 나타내었고, 자유 임피던스 진폭과 위상의 측정치를 양 공진점 부근에서 계산치와 약간의 차이를 나타내었다. 3. 복합구조 초음파 변환기의 송파전압감도는 제1 공진주파수인 34.3 kHz에서 136.5 dB re $1\;\muPa/V$이었고, 제2 공진주파수인 40.4 kHz에서 136.8 dB re $1\;\muPa/V$이었다. 또한, 제1 및 제2 공진 주파수에 대한 - 3 dB 점에서의 주파수 대역폭은 각각 1.2 kHz, 1.1 kHz이었다. 이상의 결과로 부터 본 연구에서 설계, 개발한 복합구조 초음파 변환기는 단순 구조의 Tonpilz형 변환기와 비교하여 비록 송파전압감도에 있어서는 4.9 dB의 손실이 불가피하지만, 그 대신 송파감도가 같은 두 개의 공진주파수를 동시에 이용할 수 있고, 또한 이들 제1일 제2의 공진점에 대한 주파수 간격이 좁으면서도 송파감도의 변동폭이 비교적 작어 어종의 식별정보를 수집하는 데 효과적으로 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권6호
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• pp.550-556
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• 2009

In an application of a time reversal(TR) focusing of array transducer on a defect inside the test material, we employ a new time delay focusing technique based the TR process. In order to realize this idea, a multi-channel ultrasonic system is constructed capable of applying necessary time delays to each channel. The TR-based focusing procedure first measures the backscattered signals after firing one of the array elements. A phase slope method is then used to determine the time-of-flights of the backscattered signals received by all elements of the array. These time delays are used to adjust the time of excitation of the elements for transmission focusing on the defect. In addition to the TR focusing, the classical phased array focusing is also considered for comparison. Experimental results show that the TR-based time delay focusing produces much stronger backscattered signals than the phased array focusing, demonstrating the enhanced capability of the TR focusing.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권4호
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• pp.398-413
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• 2011

철도 레일의 주기적인 탐상은 레일 결함으로 인해 발생할 수 있는 철도 중대사고를 미연에 방지할 수 있는, 철도 안전 유지의 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문은 현재 철도 레일 탐상에 적용되고 있거나, 적용을 위해 연구 중인 비파괴탐상 기법들에 관해 기술하였다. 레일에 발생하는 결함 유형에 대해 우선 언급하였고, 레일 탐상에 가장 많이 적용되고 있는 압전형 탐촉자 기반의 초음파탐상 기술에 대해 정리하였다. 접촉식 초음파 레일 탐상 기술에 대한 대안으로서 연구 중이거나 시험 중인 비파괴탐상 기법들에 대해 기술하고, 각 기법 별로 레일의 표면 및 내부 결함 검출 가능 여부에 대해 살펴보았으며 여러 탐상 기법들에 대한 비교를 통해 향후 레일 탐상 기술 개발에 활용하고자 하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권4호
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• pp.62-70
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• 2001

최근 개발된 탄성파 공명산란이론에 기초하여, 원통형 유체산란체, 원통형 구멍 및 공명산란체의 문제에서 초음파탐촉자로 측정할 수 있는 응력 성분간 관계식을 유도하였다. 계산된 공명산란 응력부분파는 산란계수와 유사한 주파수 거동을 보이는데, 특히 공명주파수 근처에서 180°의 급격한 위상변화를 보인다. 유체 매질내 압력의 주파수 거동도 고찰함으로써, 탄성파 공명산란이론에 대한 이해를 증진하였다. 본 논문에서 연구되고 개발된 방법을 사용하면, 탄성매질 내의 유체개재물에 대한 비파괴평가의 신뢰성이 더욱 향상될 것이다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.254-257
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• 2004

An electromagnetic acoustic transducers (EMAT) can usually generate or detect an ultrasonic wave into specimens across a small gap. Especially stiffness of composites depends on layup sequence of CFRP(carbon fiber reinforced plastics) laminates because the layup of composite laminates influences there properties. It is very important to evaluate the layup errors in prepreg laminates. A nondestructive technique can therefore serve as a useful measurement for detecting layup errors. It was shown experimentally that this shear waves for detecting the presence of the errors is very sensitive. It is found that high probability shows between tests and the model developed in characterizing cured layups of the laminates. Also a C-scan method was used for detecting layup of the laminates because of extracting fiber orientation information from the ultrasonic reflection caused by structural imperfections in the laminates. Therefore, it was found that interface C-scan images show the fiber orientation information by using two-dimensional fast Fourier transform(2-D FFT).

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.205-210
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• 2008

파이프라인의 원거리 초음파검사를 위한 자왜 스트립형의 비틀림 모드 도파 변환기에 널리 사용되는 니켈 스트립과 철 코발트합금 스트립의 자기이력곡선을 측정하고 스트립의 자기적 특성이 변환기의 감도에 미치는 영향을 분석하였다. 최적화된 철 코발트합금 변환기의 감도는 니켈 변환기의 그것보다 약 30 배 정도로 우수하였다. 이는 두 자왜물질의 잔류자화 및 보자력의 차이에 주로 기인함이 밝혀졌다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제41권1호
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• pp.53-60
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• 2018

The purpose of this study was investigating the effect of 3D printing technology that changes the speed of sound (SOS) and the broadband ultrasound attenuation (BUA) by controlling the density of the media phantom. We used 3D printers which called additive manufacturing (AM) by using material with polylactic acid (PLA). The inside of the medium phantom was filled crossly with 100%, 90%, 80%, 70%, 60%, and 50% of the material. The ultrasonic instrument measured the SOS and the BUA using a 0.55 MHz ultrasound output in opposing mode with a pair of transducers. As a result, the density of the medium phantoms with the SOS showed very high correlation (r = 0.944), but the SOS showed very low correlation (r = 0.500). It is expecting that the manufacturing and measurement method of the medium phantom using 3D printing technology will be used as basic data for ultrasonic bone mineral density.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권12호
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• pp.1347-1352
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• 2011

Recently, as the aged population grows around the world, many medical instruments, devices, and their fabrication processes are developing. Among the devices, a drug delivery stent is a good example for precision machining. Conventional drug delivery stent has problem of the remaining polymer because the drug is coated on the surface with it. If the drug is impregnated into the micro hole array on the stent surface, the polymer can be perfectly eliminated. Micro sized holes are generally fabricated by laser machining however, the fabricated holes do not have an enough aspect ratio to contain the drug or a good surface finish to deliver the stend to blood vessel tissue. To overcome these problems, we propose a vibration-assisted machining mechanism with PZT (Piezoelectric Transducers) for abrication of micro sized holes better. The results indicated that the burr size can be significantly decreased with vibration assisted in nanosecond pulse laser drilling test.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권3호
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• pp.220-225
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• 2014

초음파 비선형 특성은 일반적으로 재료 내부를 전파한 초음파의 기본주파수 및 2차 고조파 성분 크기에 의해 결정되는 비선형 파라미터 ${\beta}$로 측정되며, 재료의 미세한 변질을 평가하는데 효과적인 인자로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 인공시효된 Al6061-T6의 열처리 시간에 따른 초음파 비선형 특성을 평가하였다. 초음파가 시편을 투과하여 수신되는 신호를 분석하여 비선형 파라미터 ${\beta}$를 구하였고, 비선형 파라미터 측정 후 마이크로 비커스 경도를 측정하였다. 비선형 파라미터 측정 결과로부터 열처리 시간에 따른 재료 내 미세 구조적인 변화를 추정하였으며, 경도 측정 결과로부터 이러한 추정이 합당함을 증명하였다. 측정 결과 비선형 파라미터는 석출거동 메커니즘에 의한 재료 미세조직 변화와 매우 밀접한 상관관계를 나타냈다. 이로부터 초음파 비선형 파라미터를 이용하여 인공시효에 의한 재료 내 미세구조 및 상태 변화를 초음파 비선형 파라미터로 평가할 수 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제22권7호
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• pp.545-553
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• 2003

압전 변환기를 사용하는 초음파유량계에서 고온의 유체로부터 압전 변환기를 보호하기 위하여 도파관을 사용하면서 종진동 초음파 전파성능을 향상시키기 위한 연구를 하였다. 도파관을 따라 전달되는 열을 효율적으로 차단하는 도파관 재질을 선정하였고, 압전 변환기를 보호할 수 있는 도파관의 최소 길이를 파악하였다. 균일한 원형 봉의 종진동 가진 응답을 구하여 진폭을 최대로 하는 도파관 길이를 선정하였다. 원추형 테이퍼 봉의 가진 응답을 구하여 도파관의 단면 크기가 길이방향으로 작은 쪽에서 파동이 증폭됨을 확인하였다. 균일한 도파관에서 단면 반지름이 작을수록 펄스 파 분산이 줄어듬을 파악하고, 단일 봉 도파관을 사용한 실험으로 이를 입증하였다. 실용적 도파관으로서 철심 조합형 도파관을 제시하고 제작과 평가를 통하여 파동 전파의 우수성을 확인하였다.