In this paper, disk-type ultrasonic motor using a combination of radial and bending vibration modes is newly designed and fabricated. The characteristics of the test motor are also measured. By means of travelingelastic wave induced at the surface of circumference of the elastic disk, a steel bar in contact with the surface of circumference of elastic disk bonded onto the piezoelectric ceramic disks is driven inboth directions by changing the sine and cosine voltage inputs. The stator of the motor is composed of two sheets of piezoelectric ceramic disk to bond onto both surfaces of a elastic disk, respectively. As the results, the diameter of elastic body is increased, the resonant frequency is decreased. The resonant frequency of the stator is about 92 kHz, which is composed with piezoelectric ceramic disks of 28 mm in diameter and 2 mm in thickness, and an elastic body of 32 mm in diameter and 2 mm in thickness. A driving voltage of 20 Vpp produces 200 rpm with a torque of 1Nm and an efficiency of about 10 %.
Ha Kang-Lyeol;Kim Moo-Joon;Kim Jung-Ho;Kim Jung-Soon
한국음향학회:학술대회논문집
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한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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pp.311-314
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2004
A new type of high frequency wideband ultrasonic transducer with a separation between a transmitter and a receiver was proposed and its characteristics were simulated using the PSpice model. The piezoelectric ceramic $PbTiO_{3}$ as a transmitter and the piezoelectric copolymer P(VDF-TrFE) as a receiver were used for high sensitivity and wide bandwidth, respectively. The characteristics of a center frequency approximately 40MHz focusing transducer fabricated in this study showed very wide bandwidth which could give an axial spatial resolution better than 30um in the B-mode image for biological tissues.
Time reversal (TR) of body waves in fluids and isotropic solids has been used in many applications including ultrasonic NDE. However, the study of the TR method for anisotropic materials is not well established. In this paper, the full reconstruction of the input signal is investigated for anisotropic media using an analytical formulation, called a modular Gaussian beam (MGB) model. The time reversal operation of this model in the frequency domain is done by taking the complex conjugate of the Gaussian amplitude and phase received at the TR mirror position. A narrowband reference signal having a particular frequency and number of cycles is then multiplied and the whole signal is inverse Fourier transformed. The original input signal is seen to be fully restored by the TR process of MGB model and this model can be more generalized to simulate the spatial and temporal focusing effects due to TR process in anisotropic materials.
일반적으로 현재의 초음파 의료영상시스템에서 지연시간의 계산에 사용하는 음속도는 인체의연조직에서의 평균속도인 1540m/s 의 값을 이용한다. 그러나 사람마다 혹은 매질의 특성에 따라 초음파의 속도가 크게 차이가 나서 고정된 속도를 이용한 집속 지연시간 계산에는 오차가 발생한다. 이는 해상도의 저하를 가져올 뿐만 아니라, 매질의 기하학적인 크기나 거리정보가 필요한, 심장이나 신장의 용적을 계산과 같은 경우에는 큰 오차를 가져온다. 따라서 매질의 속도를 정확히 구하는 것이 해상도 향상의 중요한 관건의 하나임을 알 수가 있다. 본 논문에서는 이를 위해 매질내의 관심영역에서의 밝기를 최대화시켜주는 접속지연시간 프로파일을 구해 매질 내에서의 옴파의 속도를 측정하여 실제 초음파 팬텀에 적응하여 좋은 결과를 얻을 수 있었다.
알칼리화강암으로 구성된 경주 남산 삼릉계곡 선각육존불 주변 암반을 대상으로 보존처리제 성능을 평가하였다. 이 연구에 적용된 보존처리제는 에틸실리케이트 계열의 암석 강화용 처리제와 에폭시 계열의 수지이다. 처리과정은 에폭시 계열의 수지를 박리면에 주입 후 암석 강화용 처리제를 총 3차례 도포 하였으며, 처리 전과 후의 물성 변화를 비교하기 위해 초음파 속도를 측정하였다. 초음파속도 측정 결과, 박리면 주변의 저속도대는 강화제 및 충전제 처리 후 평균 27.8%의 속도 증가가 나타났다. 이 결과는 석조문화재에 대한 보존처리제의 강화 효과를 입증하는 것으로서, 최소 3회 정도를 처리하는 것이 효과를 극대화 시키는 것으로 나타났다.
In this paper we propose a small form factor actuator using an inclined motion guide for auto-focusing and zoom motions for mobile information devices. The novel structure using the inclined motion guide and a lens-supporting beam converts the circular motion by an ultrasonic motor into the linear motion of the optical lens. The proposed actuator has a simple structure to minimizing the mechanical tolerance, and the stroke is easy to modify by controlling the inclined angle. Experiments using a prototype verify the validity of the model as small form factor optical actuator.
본 논문에서는 다수의 변환자 소자를 사용해서 빔을 역 초점화하는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 방법은 64개의 소자를 사용해서 한 개의 소자에서 얻은 것과 거의 동일한 모양의 구면파를 얻을 수 있다. 이렇게 얻은 구면파는 합성집속에서 영상의 신호 대 잡음비를 높이는데 사용된다. 실험에서 제안된 방법은 영상의 해상도를 저하시키지 않고 신호대 잡음비를 크게 향상시킬 수 있음을 보여주었다. 특히 제안된 방법은 기존의 역초점화 방법에 의해 우수한 잡음 특성을 갖는다. 여기서 영상은 송수신의 양방향 빔집속에 의해서 얻었다.
The ultrasonic imaging systems using synthetic aperture beamforming has been formed in the way that one element transmits and then receives a pulse. Because the amplitude of a pulse from one element is too small to propagate a long distance, the SNR(Signal to Noise Ratio)is low. This paper proposes the method to make a circular wave almost equal to one generated by one element using several elements. The amplitude of the wave made up of several elements is much larger than that of one element. And we can improve the SNR.
합성 싱크 음장은 선형지연을 가지는 펄스 평면파를 송신한다. 송신집속은 각각 다른 시간에 송신된 진행방향이 다른 평면파들에 대한 수신신호를 모두 저장하고 있다가 합성집속 방법을 이용한다 이러한 송신 집속 방법은 송신시 전체의 소자를 동시에 사용함으로 높은 SNR을 얻을수 있고. 양방향 동적집속이 가능하다. 본 논문에서는 합성싱크음장 집속방법을 구현하기위한 문제점을 고찰하고, 5MHz의 선형변환기를 이용한 초음파 영상진단기에서 펜텀과 인체의 영상에 대하여 합성싱크음장 집속방법을 실험으로 검증하였다 펜텀 영상의 경우 기존의 방법에 비하여 더 좋은 해상도로 더 깊이 영상화 할 수 있었다. 인체 영상의 경우 인체의 움직임과 위상수차(phase aberration) 등으로 인한 효과로 해상도는 떨어지지만. 기존의 집속방법에 대하여 5배 이상의 frame 율의 속도로 영상을 얻어도 기존의 방법과 비슷한 해상도를 얻을 수 있었다
Using a spatial compound imaging technique in a medical ultrasound imaging system, the average speed of sound in a medium of interest is measured, and imaging of its distribution is implemented. When the brightness reaches the highest level in an ultrasonic image obtained as the speed of sound used in focusing is varied, it turns out that the focusing has been accomplished satisfactorily and that the speed of sound which has been adopted becomes the sought-after average speed of sound. Because spatial compound imaging provides many different views of the same object, the adverse effect of erroneous speed-of-sound estimation tends to be more severe in compound imaging than in plain B-mode imaging. Thus, in compound imaging, the average speed of sound even in the case of speckled images can be accurately estimated by observing the brightness change due to different speeds of sound employed. Using this new method that offers spatial diversity, we can construct an image of the speed of sound distribution in a phantom embedded with a 10-mm diameter plastic cylinder whose speed of sound is different from that of the background. The speed of sound in the cylinder is found to be different from that of the surrounding medium.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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