• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
• /
• 대한의용생체공학회 1997년도 춘계학술대회
• /
• pp.131-135
• /
• 1997

We implementated an ultrasonic wave cane for the blind. The cane detect walking obstacle and provide a walking direction. The cane used time of flight method of ultrasonic-wave for a measurement of obstacle distance and fluxgate geomagnetic sensor for guidance of walking direction. This system can detect an obstacle of upward, forward, downward and that warn to the blind with vibration, pitch sound. And the blind can know walking direction to voice output. As a result, the blind could efficiently avoid a exposed obstacle, obstacles beyond knee, an exposed street obstacle, a branch of tree person's height and it is usable search for surrounding land mark.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.103-109
• /
• 2005

섬유강화복합재료의 품질향상을 위하여 제조공정중에 발생하게 되는 층간 분리 및 기공 등의 결함이 온라인상에서 검출되어야 한다. 일반적으로 섬유강화복합재료의 비파괴 평가에 있어서 초음파 평가기법이 널리 이용되고 있으나 기존의 초음파 평가 기법은 초음파 전파를 위하여 접촉이 이루어져야 하는 단점이 있다. 따라서 기존의 초음파 평가기법은 비접촉의 기법이 아니므로 제조공정중에 적용할 수 없다. 비접촉식의 초음파 평가 기법을 구현하기 위하여 광학적 기법의 레이저 기법이 적용되었으며 본 연구에서는 레이저 유도 초음파 발생 기법과 레이저 간섭계를 이용한 수신기법이 섬유강화 복합재료 판재에서 적용되었다. 레이저 유도 초음파는 펄스레이저에 의한 복합재료 표면의 순간적인 가열과 이에 의한 열변형으로 발생되어 전파되며 본 연구에 가속도계, AE센서 등 주파수 범위가 다른 수신센서를 이용하여 전파방향 변화에 따른 유도 초음파를 수신하였으며 수신된 유도초음파의 전파방향에 따른 전파속도를 비교하였다. 또한 비접촉 수신기법으로 레이저 간섭계를 이용하여 탄소섬유강화 복합재료에서의 초음파를 수신하고 그 주파수 특성을 분석하였다.

• 설비공학논문집
• /
• 제27권3호
• /
• pp.174-178
• /
• 2015

This paper describes a signal processing technique for identifying signals from defects by using an electromagnetic-ultrasonic guided waves method based on a magnetostrictive sensor that generates a torsional mode (T(0, 1)). Because this technique is based on the digital filtering, the filtered signals provide information on the relationship between the cutoff frequency of band-pass filter and the characteristic of defect signals in heat exchange tubes. To verify the performance of the technique, artificial defects with various thickness reduction ration and shape were machined in titanium tubes, and digital filtering results are reported. The results show that digital filtering provides information to the identify shape of defects and the contact condition between the tube and support ring. Therefore, the proposed technique has good potential as a tool for evaluating the integrity of heat exchange tubes.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.458-465
• /
• 2009

일반적인 산업현장에서 내부결함 평가를 위해 사용되어온 유도초음파기법은 비결함 지역에서는 에너지 감쇠를 고려하지 않고 적용되어 왔다. 결함 지역에서의 신호는 산란과 반사에 의해서 분명한 감쇠가 발생하지만 비결함 지역에서도 작은 감쇠가 발생한다. 또한 분산선도에서 판파(Lamb wave)는 각 두께, 주파수에 의해 분산성이 달라지기에 각 모드에 적합한 감쇠계수를 찾는 것은 중요하다. 이를 위해 접촉식 PZT(piezoelectric)센서를 이용한 pitch-catch 방식으로 거리에 따른 각 모드의 감쇠계수를 구하였다. 본 연구에서는 흔히 쓰이는 알루미늄과 구리판으로, 두께 차이, 모드 차이, 재질 차이에 의한 실험적인 감쇠율을 구하는데 중점을 두었다. 그 결과 각 변수에 따라 감쇠계수는 달라지며, 정량화가 필요하다는 것을 확인하였다.

• 센서학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 1999

하나의 PZT 압전세라믹스 소자를 이용하여 종파와 청파를 동시에 송 수신할 수 있는 이중 모우드 초음파 센서에 관하여 이론적으로 고찰하고 실제로 제작하였다. 제작된 초음파 센서가 이중 모우드로 동작할 수 있는 최적조건을 찾기 위해 압전매질에서 파동의 전파방정식을 이론적으로 해석하고 이것으로부터 Euler의 회전 규칙으로 압전소자를 회전하여 절단 가능한 모든 면에 대해서 종파와 횡파의 동시 발생 기구를 조사하였다. 이론적인 해석결과를 확인하기 위하여 제작된 PZT 압전 세라믹스 소자를 종파와 횡파를 효율적으로 송 수신할 수 있는 회전각으로 절단하여 초음파 센서를 제작하고 주파수 변화에 따른 임피던스 변화를 측정하였다. 또한 여기서 제작된 초음파 센서를 스테인레스 스틸(STS303)로 제작된 지연선(delay line)으로 실험한 결과 하나의 초음파 센서로 종파와 횡파를 우수하게 송 수신할 수 있었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.158-162
• /
• 2003

The PVDF(polyvinylidene fluoride) film sensor as one of smart sensors has good characteristics to detect the impact damages of composite structures. The capabilities of the PVDF film sensor for evaluating impact behaviors and damages of Gr/Ep laminates subjected to low-velocity impact were examined. From sensor signals, the specific wave-forms implying the damage were detected. The wavelet transform(WT) and Short Time Fourier Transform(STFT) were used to decompose the piezoelectric sensor signals in this study. The impact behaviors of Gr/Ep laminates were simulated and the impact forces were reconstructed using the sensor signals. Finally, the impact damages were predicted by finite element analysis with the reconstructed forces. For experimental verification, a series of low-velocity impact tests from low energy to damage-induced energy were carried-out. The extent of damage in each case was examined by means of ultrasonic C-scan and the measured damage areas were agreed well with the predicted areas by the F.E.A.

• 한국진공학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.319-325
• /
• 2010

초음파 변환기의 기체 음향임피던스 변화를 이용해서 압력진공 측정기술을 연구하였다. 상용화된 한 쌍의 500 kHz 공중 초음파 변환기(air-coupled ultrasonic transducer)를 진공용기에 넣고 초음파 진폭을 측정하였다. 그 결과 6.66 kPa에서 202.65 kPa (약 2기압)까지 4회 반복 측정값으로부터 계산된 표준편차는 0.0093에서부터 0.3325 사이에 있었으며, 표준편차를 압력으로 나누어서 백분율로 나타낸 값은 133.32 kPa에서 0.018%이었고 202.65 kPa에서는 0.164%이었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권7호
• /
• pp.3191-3196
• /
• 2013

초음파 센서는 거리를 측정하는 센서이다. 초음파 센서의 피에조 세라믹과 매칭레이어 접착기술이 가장 핵심이 되는 기술이다. 본 논문에서는 초음파를 공기 중으로 발진해 주는 매칭레이어에 대한 관계의 연구와 함께 피에조 세라믹과 매칭레이어를 접착한 경우 변화될 수 있는 결과를 추출하여 제 2의 사용가능 주파수를 발견하는 것이 목적이다. 또한 실제 압전소자인 피에조 세라믹과 케미컬우드인 매칭레이어를 사용하여 실험하였다. 피에조 세라믹의 OD는 ${\Phi}50{\times}3T$로 설계 되었으며 매칭레이어 OD는 ${\lambda}=1/4$인 ${\Phi}62{\times}12t$로 설계하였다. 가장 최적의 공진 주파수는 53 Khz에서 음향 임피던스 값을 나타냈다. 실험결과, 유연성을 가진 접착제 보다 고체에 가까운 접착제를 사용할 경우에 많은 사용가능 주파수를 생성할 수 있는 결과를 얻을 수 있다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
• /
• pp.41-45
• /
• 2006

The fabrication process of fiber placement system of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) requires real time process control and reliable inspection to ensure quality by preventing defects such as delamination and void. Therefore, novel non-contact inspection technique is required during the non-destructive evaluation in a fiber placement system. For the inspection of delamination in CFRP, various methods to receive laser-generated ultrasound were applied by using piezoelectric transducer, air-coupled transducer, wavelet transform and scanning laser ultrasonic technique. Laser-generated ultrasound was received with a conventional piezoelectric sensor in contacting manner. Then signal characteristics due to defects were analyzed to find a factor for detecting defects. Air-coupled transducer was used for reception of laser-generated guided wave using linear slit array in order to generate high frequency guided wave. And line scan technique was used to confirm the capability of on-line application. The high frequency component of laser-generated guided wave received with piezoelectric sensor disappeared after propagating through delamination region. Nevertheless, it was failed to receive high frequency guided wave in using air-coupled transducer. The first peak of the frequency spectrum under 100kHz in the delamination region is higher than in the sound region. By using this feature, the line scanned frequency data were acquired in fully non-contact generation and reception of ultrasound. This method was proved as useful technique for detecting delamination in CFRP.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.76-81
• /
• 2012

Ultrasonic metal welding is one of the welding methods which welds metal by applying high frequency vibrational energy into specific area at constant pressure, avaliable in room temperature and low temperature. Ultrasonic metal welder is consisted of power supply, transducer, booster, and horn. Precise designing is required since each parts' shape, length and mass can affect driving frequency and vibration mode. This paper focused to horn design, its length L was set to 62mm by calculating vibration equation. By performing modal analysis with various shape variable b times integer, when length of b is 30mm the output was 39,599Hz at 10th mode. Also by performing harmonic response analysis, the frequency response result was 39,533Hz, which was similar to modal analysis result. In order to observe the designed horn's performance, about 4,000 voltage data was obtained from a light sensor and was analyzed by FFT analysis using Origin Tool. The result RMS amplitude was approximately 8.5${\mu}m$ at 40,000Hz, and maximum amplitude was 12.3${\mu}m$. Therefore, it was verified that the ultrasonic metal welding horn was optimally designed.