• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.32-33
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• 2006

In this study, in order to develop multilayer ceramic actuator for ultrasonic nozzle and ultrasonic vibrator, PMN-PNN-PZT ceramics were fabricated using $Li_2CO_3$. $Na_2CO_3$ and ZnO as sintering aids. And then, their piezoelectric and dielectric properties according to the amount of ZnO addition were investigated. The addition of ZnO improved density, dielectric constant, electromechanical coupling factor, mechanical quality factor and piezoelectric d constant of PMN-PNN-PZT ceramics due to the increase of sinterability and accepter doping effect. Electromechanical coupling factor and mechanical quality factor of PMN-PNN-PZT ceramics increased with ZnO amount up to 0.4wt% and then decreased. At the sintering temperature of $900^{\circ}C$ and 0.4wt% ZnO addition, density, dielectric constant, electromechanical coupling factor, mechanical quality factor and piezoelectric d constant showed the optimum value of 7.876g/$cm^2$, 1299, 0.612, 1151 and 369pC/N, respectively.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권1호
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• pp.60-66
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• 1995

초음파 분무기에 의해 분무된 질산아연 염($Zn(NO_3)_2$) 용액(0.5M)의 에어로졸 거동과 분포에 대한 실제 실험 결과는 computer simulation 결과와 일치하였다. 즉, 반응관(thermophoresis)에 의해 반응관 중심부로 이동하였다. 또한 에어로졸의 농도 분포는 축길이가 증가함에 따라 반응관 중심쪽에 높았다. 합성된 ZnO 입자 중에서 반응과 중심에서는 볼 수 없었던 깨진 형태의 shell-like aggregates가 반응관 벽근처에서 관찰되었으며, 입자의 크기는 반응관 벽쪽($ 1.2 {\mu\textrm{m}$)이 중심쪽($0.9 {\mu\textrm{m}$)보다 컸다.

• 한국진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.421-426
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• 2006

화학증착 시스템의 파이프내 발생하는 오염입자의 진단을 위하여 초음파 및 진동진단법을 각각 비교, 연구하였다. 초음파 진단의 경우 파이프 외벽에 초음파 센서를 부착하여 펄스를 가한 후 에코 분석을 통해 파이프내벽의 오염입자를 관찰하였고 진동 진단의 경우 파이프외벽에 부착된 진통발생기를 통해 파이프에 인위적인 진동을 발생시켜 여기에서 발생되는 주파수 차이를 분석, 파이프내의 오염입자 여부를 관찰하였다. 초음파 진단의 경우, 오염입자가 파이프 내벽에 부착되어 있을 때는 효과가 좋았으나 오염입자가 시간이 지남에 따라 건조되어 파이프 내벽에서 떨어져 나와 파이프 내벽과 오염입자사이에 틈새가 생길 경우 초음파 펄스는 이 공간을 통과하지 못하고 파이프 내벽에서 다시 반사되어 오염입자를 진단하지 못하는 경우가 발생하였다. 따라서 초음파 진단법으로는 진공장비의 오염입자 관찰에 재현성을 보여주지 못하는 것으로 확인되었다. 반면 진동진단법의 경우 위와 같이 일정시간이 지난 동일한 샘플의 경우에서도 오염입자에 의한 차이가 관찰되었다, 즉 파이프내 오염입자가 존재시 새 파이프에 비해 진동음이 저주파대로 떨어짐이 확인되어 추후 화학증착 시스템의 파이프내 오염입자 모니터링 연구에 가장 효과적인 방법으로 기대된다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.369-372
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• 2000

PZT 세라믹 트랜스듀서와 같은 압전 세라믹 진동자를 사용하는데 있어서 품질계수(quality factor)를 제어할 수 있다는 것은 전기-기계 결합계수나 삽입손실 등을 개선 할 수 있으므로 매우 유용한 것이다 본 연구에서는 압전 진동자의 품질계수를 제어하는 방법으로써 압전 진동자의 제동용량과 저항성분을 전기적으로 상쇄시킬 수 있는 부임피던스 변환회로(negative impedance converter circuit)를 적용하였다. 그 결과 부임피던스 변환회로를 적용하지 않은 경우에 비해 압전 진동자의 품질계수가 수십 배정도 까지 제어됨을 실험으로 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.605-613
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• 2013

This research proposes a vibration pattern algorithm to implement the haptic joystick to control a mobile robot at the remote site without watching the navigation environment. When the user cannot watch the navigation environment of the mobile robot, the user may rely on the haptic joystick solely to avoid obstacles and to guide the mobile robot to the target. To generate vibration patterns, there is a vibration motor at the bottom of the joystick which is held by the user to control the motion direction of the mobile robot remotely. When the mobile robot approaches to an obstacle, a pattern of vibration is generated by the motor, and by feeling the vibration pattern which is determined by the relative position of the mobile robot to the obstacle, the user can move the joystick to avoid the collision to the obstacle for the mobile robot. To generate the vibration patterns to convey the relative location of the obstacle near the mobile robot to the user, Fuzzy interferences have been utilized. To measure the distance and location of the obstacle near the mobile robot, ultrasonic sensors with the ring structure have been adopted and they are attached at the front and back sides of the mobile robot. The precise location of the obstacle is obtained by fusing the multiple data from ultrasonic sensors. Effectiveness of the proposed algorithm has been verified through the real experiments and the results are demonstrated.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.270-277
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• 2021

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.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제43권5호
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• pp.319-330
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• 2022

In this study, the optimal driving frequency was derived through finite element analysis (FEA) to optimize the developed piezoelectric ultrasonic medical devices(PUMD) for bone surgery. The core of the PUMD is the piezoelectric ceramic (PZT), which is a vibrator that generates vibration energy. The piezoelectric ceramic shows the maximum current value with respect to the input voltage at the resonance frequency, which generates the maximum mechanical vibration. In the past, various studies have been conducted related to the analysis of PUMD, but most of the research so far has been limited to free vibration analysis. However, in order to derive the accurate resonant frequency, the initial stress generated by bolt tightening in the bolt-clamped Langevin type transducer (BLT) must be considered. In this study, after designing a PUMD, the driving performance according to the bolt tightening value was analyzed through FEA, and this was experimentally verified. First, the resonance mode and frequency response were confirmed through modal and harmonic analysis at 20-40 kHz, which is known as the optimal driving frequency band of PUMD for bone surgery. In addition, the design of the PUMD was confirmed by checking the mechanical behavior of the tip and the piezoelectric ceramic at the resonant frequency. Consequentially, the characteristic evaluation was performed, and it was confirmed that the resonant frequency result derived through the FEA was reasonable. Through this study, we presented a more rational FEA method than before for BLT transducers. We expect that this will shorten the time and cost of developing a PUMD, and will enable the development of more stable and high-quality products.

• 한국음향학회지
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• 제24권5호
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• pp.282-293
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• 2005

음향 탄성영상법은 외부 진동을 조직에 인가하고 조직 운동을 측정함으로써 조직의 탄성을 영상화하는 초음파영상기법이다. 본 논문에서는 음향 탄성영상법에서 표면 진동자에 의해 연조직 내에 파동이 발생되는 특성과 모드패턴이암과 같은 병변 검출에 미치는 영향을 조사였다. 이를 위해 반공간, 두께가 일정한 무한평판, 그리고 유한 크기 조직에서 발생된 진동패턴을 이론과 유한요소법으로 계산하고 분석하였다. 유한 너비 진동원에 의해 조직에는 특정한 방향으로 강하게 전달되는 횡파가 발생하였으며, 그 특성은 진동자 너비, 주파수 및 진동자로부터의 거리에 의존하였다. 유한 크기 조직에서 병변의 검출가능성은 변위영상에서는 조직내 모드패턴에 큰 영향을 받았으며, 이에 비해 변형률영상에서는 모드패턴에 덜 민감하고 검출가능성도 아주 높은 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.157-162
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• 2003

슬러지유는 선박의 운용상 필연적으로 발생된다. 따라서 선박으로부터의 기름오염을 방지하는 견지에서 본다면, 발생된 슬러지유를 선박내에서 자체처리하는 것이 가장 좋은 방법이 될 수 있을 것이다. 선박에서 발생되는 슬러지유를 연소가 가능한 기름으로 재활용할 수 있는 초음파 분쇄 시스템은 가장 현설성 있는 재활용 장치로 알려져 있다. 이러한 관점에서, 이 연구는 선박 슬러지유 환경에서 캐비데이션에 의하여 일반강(SS400)에 미치는 침식손상과 초음파 진동 캐비티의 붕괴로 인해 발생되는 충격압의 영향에 대해 고찰하는 것에 목적을 두고 있다. 시험편의 침식손상은 유온의 변화와 더불어 시험편과 진동자 혼과의 간격을 변화시키면서 주로 무게감소량, 무게감소율 그리고 최고 침식율을 대상으로 살펴보았다. 실험결과 초음파 진동자 흔과 시험편과의 간격이 커짐에 따라 무게감소량과 무게감소율이 감소되었고, 그 차이는 연료유 슬러지(SFO)에서가 윤찰유 슬러지(SLO)에서보다 켰다. 이러한 실험결과는 슬러지유 처리 시스템을 개발하고, 캐비테이션으로 인한 침식손상 방지 대책을 고려하는데 있어서 활용될 수 있을 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제14권4호
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• pp.29-37
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• 1995

높은 결합계수를 가진 압전진동자의 전기단자에 전기적 임피던스를 결합하면 공진주파수가 크게 변화한다. 본 연구에서는 이 현상의 해석을 위하여 전기단자의 부하상태를 고려한 새로운 전송선로형 등가회로를 제안하고, 그 등가회로의 유효성을 실험적으로 확인하였다. 실험에 있어서는 2층구조의 주파수 가변형 PZT 트랜스듀서를 제작, 그 전기단자에 접속시킨 임피던스의 변화에 따른 공진주파수의 변화와 실효감쇠량을 측정하였다. 제작된 트랜스듀서의 공진주파수는 180 KHz~580KHz의 넓은 주파수 대역에서 연속적으로 변화하고, 330KHz~470KHz에서의 실효감쇠량은 7dB이하의 높은 효율을 나타내었는데, 이 결과는 제안한 등가회로에 의한 해석결과와 잘 일치하였다.