• 전자공학회논문지SC
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• 제44권2호
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• pp.10-17
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• 2007

의료용 초음파 시스템으로 혈류 속도를 측정할 때, 순수한 혈류 신호의 검출이 필요하다. 초음파 트랜스듀서를 통해 들어오는 반사 신호는 체세포 조직(tissue), 혈관 벽(blood wall), 적혈구(red blood cell), 잡음(noise) 등이 혼합된 신호이다. 혼합된 신호에서 체세포 조직과 혈관 벽 신호를 클러터(clutter)라고 한다. 본 논문에서는 ICA(independent component analysis)를 적용하여 클러터 신호와 잡음을 효과적으로 제거하는 방법을 제시하였다. Field II 초음파 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 초음파 반사 신호를 생성하고, ICA를 사용하여 각 독립 신호들을 분리, 클러터 신호를 제거하여 혈류 신호를 추출했다. 추출전 혈류신호를 2D 자기상관(autocorrelation) 방법으로 혈류 속도를 측정했다. 그리고 PCA(principal component analysis)방법을 적용한 고유 필터(autocorrelation) 방법으로 클러터를 제거한 결과와 비교하였다. 그 결과 잡음 환경에서의 혈류 속도 측정에 ICA 방법이 우수한 적용 결과를 보였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제37권5호
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• pp.319-326
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• 2012

Purpose: Cheese texture is an important sensory attribute mainly considered for consumers' acceptance. The feasibility of nondestructive measurements of cheese texture was explored using non-contact ultrasonic sensors. Methods: A novel non-contact air instability compensation ultrasonic technique was used for five varieties of hard cheeses to measure ultrasonic parameters, such as velocity and attenuation coefficient. Five texture properties, such as fracturability, hardness, springiness, cohesiveness, and chewiness were assessed by a texture profile analysis (TPA) and correlated with the ultrasonic parameters. Results: Texture properties of five varieties of hard cheese were estimated using ultrasonic parameters with regression analysis models. The most effective model predicted the fracturability, hardness, springiness, and chewiness, with the determination coefficients of 0.946 (RMSE = 21.82 N), 0.944 (RMSE = 63.46 N), 0.797 (RMSE = 0.06 ratio), and 0.833 (RMSE = 17.49 N), respectively. Conclusions: This study demonstrated that the non-contact air instability compensation ultrasonic sensing technique can be an effective tool for rapid and non-destructive determination of cheese texture.

• 오토저널
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• 제10권3호
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• pp.38-44
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• 1988

It is important to control the axial forces of high tension bolts such as the automobile, construction machine, aircraft, marine engine bolts. However, the direct method to measure the axial forces of bolts practically have not been found out. The ultrasonic techniques is based on the principles that the bolt tensile elongation and ultrasonic velocity changes are proportional to the axial force below the yield point of the materials. From the result of the experiment, the coefficient of acoustoelasticity k could be measured as - 11.18*10$_{-5}$m $m^{2}$k $g_{f}$./.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.528-535
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• 2004

Ultrasonic Vibrator is designed to achieve the maximum vibration amplitude at 30 kHz by in-cluding a horn (diameter, 40 mm), mechanical vibration amplifier at the top of the ultrasonic vibrator in the system and making the complete system resonate. In addition, it is experimentally visualized by particle imaging velocimetry (PIV) that the acoustic streaming velocity in the gap is at maximum when the gap between the ultrasonic vibrator and stationary plate agrees with the multiples of half-wavelength of the ultrasonic wave. This fact results from the resonance of the sound wave and the theoretical analysis of that is also accomplished and verified by experiment. It is observed that the magnitude of the acoustic streaming dependent upon the gap between the ultrasonic vibrator and stationary plate possibly changes due to the measurement of the average velocity fields of the acoustic streaming induced by the ultrasonic vibration at resonance and non-resonance. There exists extremely small average velocity at non-resonant gaps while the relatively large average velocity exists at resonant gaps compared with non-resonant gaps. It also reveals that there should be larger axial turbulent intensity at the hub region of the vibrator and at the edge of it in the resonant gap where the air streaming velocity is maximized and the flow phenomena is conspicuous than that at the other region. Because the variation of the acoustic streaming velocity at resonant gap is more distinctive than that at non-resonant gap, shear stress increases more in the resonant gap and is also maximized at the center region of the vibrator except the local position of center (r〓0). At the non-resonant gap there should be low values of vorticity distribution, but in contrast to the non-resonant gap, high and negative values of it exist at the center region of the vibrator with respect to the radial direction and in the vicinity of the middle region with respect to the axial direction. Acoustic streaming is noise-free due to the ultrasonic vibration and maintenance-free because of the absence of moving parts. Moreover, the proposed method by acoustic streaming can be utilized to the nano and micro-electro mechanical systems as a driving mechanism in addition to the augmentation of the streaming velocity.

• 한국지구과학회지
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• 제33권2호
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• pp.126-138
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• 2012

석조문화재의 풍화훼손도를 평가하기 위해 초음파속도를 이용하는 방법은 현장적용 및 풍화도 평가가 용이하여 널리 사용되고 있다. 이 방법은 풍화가 진행되면 초음파 속도가 감소하는 특성을 이용해 신선암과 풍화암의 초음파속도 차이를 이용하여 풍화등급을 산정한다. 그러나 풍화등급 산정에서 신선암의 초음파속도를 암석의 산출지역과 관계없이 고정값(5,000 m/s)으로 사용하기 때문에 우리나라와 같이 동일한 암종에서도 다양한 속도가 나타나는 경우 많은 문제가 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 석조문화재를 구성하는 대표 암종에 대하여 20종의 시편과 60개의 코어시료를 획득해 신선암의 초음파속도를 측정하여 데이터베이스(DB)를 구축하고 이를 보고하였다. 이 결과, 동일한 암종인 화강암 내에서도 초음파속도가 3,118에서 5,380 m/s까지 다양하게 나타나며 이를 무시하고 고정값을 사용할 경우 풍화등급 산정에 많은 오차를 발생시킬 수 있음을 확인하였다. 다음으로 측정 오차에 대한 보정을 위해, 현장측정에서 사용하는 두 가지 방법(직접법과 간접법)에 의해 속도를 측정하고 지역별 암종에 따른 보정계수를 산출하였는데 그 범위는 1.31에서 1.76까지 다양하게 나타났다. 그 외 측정온도, 장비운영자에 따른 초음파속도의 차이를 확인한 결과 그 차이가 오차범위 내에 있어 풍화도 평가에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 마지막으로 본 연구에서 얻어진 초음파속도 DB와 측정보정계수를 실제 석조문화재인 봉황리 마애불상군에 적용한 결과, 풍화지수는 0.3으로 기존의 방법보다 0.1 정도 낮게 평가되었으며 풍화등급 또한 기존의 방법이 "상당히 풍화"로 판별하는 것에 비해 "중간정도의 풍화"로 차이가 나타났다. 동일한 문화재를 대상으로 한 다른 연구결과에서 중간정도의 풍화등급을 제시하고 있어 본 연구의 결과가 보다 정확한 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서 제시한 방법은 보다 정확한 풍화지수의 산정과 그에 따른 보존대책을 수립하는데 기여할 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권4호
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• pp.259-269
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• 1999

최근 초음파속도법과 충격반향기법 등과 같이 탄성파를 이용한 비파괴검사 방법이 콘크리트의 강도나 탄성계수를 결정하는데 유용하게 사용되고 있다. 하지만 탄성파 속도에 영향을 미치는 다양한 인자들이 고려되지 않은 상태에서 비파괴검사가 행해지고 있어 실제로 만족할 만한 결과를 주지 못하고 있다. 이 연구에서는 다양한 영향인자들 중에서 특히 콘크리트의 수분함유량이 종파 속도에 미치는 영향정도를 실험을 통해 조사하였다. 콘크리트 내부의 수분함유량이 감소하면, 즉 콘크리트가 건조해지면 종파 속도는 점점 감소하며, 충격반향기법에 의해 측정된 막대파 속도가 초음파 속도보다 수분의 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다. 또한 기건양생하에서는 재령이 증가함에 따라 수분함유량이 감소하게 되어 콘크리트의 종파 속도는 거의 증가하지 않는 반면에 강도는 점차적으로 증가하는 경향을 보이기 때문에 종파 속도와 콘크리트 강도의 상관관계 설정시 이를 반드시 고려해야 할 것으로 판단된다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권8호
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• pp.1203-1210
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• 2003

Emission of ultrasonic vibration to turbulent flow promotes the turbulence generation due to the resonantly oscillating pressure field and thereby induced cavitation. In addition, ultrasonic vibration is well transmitted through water and not dissipated easily so that the micro-bubbles involved in the fluid induce the gaseous cavitation if the bubbles are resonated with the ultrasonic field. In the present study, we found through LDV measurement that the gaseous cavitation induced by ultrasonic vibration to CO$_2$saturated water flow in the rectangular cross-sectioned straight duct enhances turbulence much more than the case of non-ultrasonic or normal ultrasonic conditions without gaseous cavitation. We also found that the fluctuating velocity component induced by emitting the ultrasonic vibration in normal direction of a rectangular channel flow can be redistributed to stream-wise component by the agitation of gaseous cavitation.

• 동력기계공학회지
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• 제4권4호
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• pp.32-40
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• 2000

A study on the fluid flow with ultrasonic forcing was carried out to get the enhancement of turbulence by laying emphasis on the ultrasonic incidence angles and reflectors. A large water tank was made of the transparent acrylic plates and city water of $25^{\circ}C$ was used as working fluid. 7 angles ($30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ},\;90^{\circ},\;120^{\circ},\;135^{\circ},\;150^{\circ}$) as the ultrasonic incidence angle and 4 materials (wood, acryl, glass, iron) as the reflector were selected arid experiments for the above were made. The velocity vector distribution, kinetic energy and turbulence intensity of the turbulence flow fields enhanced by ultrasonic forcing were measured, compared and discussed by using the PIV measurement which was possible to measure the velocities of simultaneous multipoints. In results, it was cleared that the incidence angle of ultrasonic and material of reflector influenced the enhancement of turbulence.

• 소음진동
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• 제9권5호
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• pp.1036-1041
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• 1999

This paper aims for the development of the high power sonar system for measuring the velocity of a moving object. The high power sonar system transmits two gated 190 kHz sinusoidal signals with 1.6 [ms] time interval to the moving object. Then the sonar system detects and calculates the changed time delay of the reflected ultrasonic signals in order to derive the velocity of the moving object. The transmission part uses a high power amplifier so that 250 W gated sinusoidal signals can be transmitted to the transmitter. 1M RAM is utilized for transmitting and storing of the ultrasonic signals. The time delay is calculted by the cross-correlation technique between the transmitted signals and the received signals. The measured value from the high power sonar system is compared with directly measured values by photo diodes. The result confirms the adjacency to 0.3% error.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.965-966
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• 2014

초음파를 이용한 거리 및 속도측정에서는 PRF(Pulse Repitition Frequency) 선정에 따른 거리 및 속도 모호성 문제가 큰 장애 요인 중의 하나이다. 따라서 이러한 장애 극복을 위한 신호파형 발생시 PRF 선정 방법과 측정 결과에 미치는 영향을 분석하였다.