• 한국음향학회지
• /
• 제43권3호
• /
• pp.335-343
• /
• 2024

본 논문은 초음파 방사힘을 이용하여 음향파워를 측정하는 방법에 대한 이론적 모델을 세우고 이에 대한 이론적 결과를 다루었다. 이를 위해 Kirchhoff approximation 기반으로 강체원뿔표적에 대한 산란모델을 세우고 음향파워를 계산한 후 이를 방사힘으로 환산하였다. 이를 통해 원뿔표적을 사용하는 기존 방법의 정확성 및 측정 한계, 그리고 임의의 경사각의 원뿔표적으로도 측정할 수 있는 음향파워측정에 관한 확장된 이론을 제시하였다. 이를 이용하여 초음파 방사힘을 이용한 음향파워측정 방법의 주파수 및 표적 크기에 대한 의존도도 본 논문에서 제시하였다. 그 결과로 주파수 및 표적 크기를 고려하였을 때 국제표준규격(International Electrotechnical Commission, IEC)에서 제시하는 방법으로 계산한 음향파워값에 추가되어야 할 보정값을 산출하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제37권6호
• /
• pp.422-427
• /
• 2018

본 연구에서는 소형 물체가 음파 정상파의 압력 마디 부근에 소형 물체가 부양하는 정상파 음파 공중부양(standing wave acoustic levitation) 현상에 대해 베르누이 원리를 이용하여 부양의 원인이 되는 음향 방사힘(acoustic radiation force)의 근원과 개형을 기존에 알려진 진동자에서 떨어진 거리에 따른 음향 방사힘의 그래프와 비교함을 통해 개념적으로 설명했다. 이러한 설명을 뒷받침하는 일련의 실험들을 BLT(Bolt-clamped Langevin Type) 초음파 진동자를 이용해서 수행하여, 물체들이 공기의 압력 마디 부근에 부양하고 있음을 확인했고, 물체가 부양하고 있는 상태에서 정상파가 형성되는 조건임을 확인했다. 더불어, 정상파 음파 공중부양 현상에서 부양하는 물체들이 수직하게 일렬로 정렬하는 현상 역시 설명할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.3-9
• /
• 2010

Micro particles in fluid can be manipulated by using ultrasonic standing wave since the ultrasound makes particles move by means of its acoustic radiation force. This work concerns the micro particle manipulation system using ultrasonic standing wave which consists of a microchannel, a reflector, and an ultrasonic transduer. In the present system, the effects of the structural elements should be carefully considered to comprehend the system and find the optimal operational condition. In this investigation, finite element analysis was employed to analyze the system. Some interesting characteristics on the reflector thickness, the channel width, and the operational frequency were observed. Several experimental results were compared with the analytic results. Consequently, this work solidifies the importance of those system parameters and reveals the possibility of various applications of the particle manipulation using ultrasonic standing wave.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.565-570
• /
• 2009

Micro particles in fluid can be manipulated by using ultrasonic standing wave since the ultrasound makes particles move by means of its acoustic radiation force. This work concerns the micro particle manipulation system using ultrasonic standing wave which consists of a microchannel, an adaptive layer, a reflector, and an ultrasonic transduer. In the present system, the effects of the structural elements should be carefully considered to comprehend the system and find the optimal operational condition. In this investigation, finite element analysis was employed to analyze the system. Some interesting characteristics on the reflector thickness, the channel width, and the operational frequency were observed. Several experimental results were compared with the analytic results. Consequently, this work solidifies the importance of those system parameters and reveals the possibility of various applications of the particle manipulation using ultrasonic standing wave.

• 한국음향학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.355-364
• /
• 2010

초음파 진단장치의 음향출력 특성은 전기음향 변환 장치인 배열 탐침자의 성능에 크게 영향을 받으며, 생물학적안전 측면에서 매우 중요하다. 본 논문에서는 초음파 진단장치용 배열 탐침자로부터 방사되는 음향파워를 소자별로 측정할 수 있는 자동화 시스템을 구성하였으며, 곡선형 탐침자의 경우 각 소자의 지향성이 측정에 미치는 영향을 확인하고 이를 보정하는 기법을 개발하였다. 선형, 위상형, 곡선형 배열 탐침자를 대상으로 음향파워 측정결과, 본 논문에서 제시하는 측정기법은 배열 탐침자의 음향파워 특성을 평가하는데 적합함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제24권8호
• /
• pp.431-440
• /
• 2005

초음파 파워의 정확한 측정은 초음파 의료 장비의 품질 보증과 안전성에 중요하다. 본 논문에서는 초음파 조사가 on/off를 반복하는 동안의 표적에 작용하는 방사 힘과 부력과 같은 다른 원인에서 기인하는 저울 지시 값의 시간에 따른 변화로부터 초음파 파워를 결정하는 간단한 이론을 제시하였다. 아울러 개발된 초음파 파워 측정 시스템에 대해 정밀 기계적 정렬장치, 전기신호 발생부 구성, 제어 및 측정부 구성 및 적절한 절차와 함께 상세히 기술하였다. 본 시스템으로 1 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz에서 10 mW에서 10 W범위에 걸쳐 측정된 결과를 다른 나라에서 교정된 기준 데이터와 상호 비교한 결과 상대 편차가 $5\%$ 이내로 확인되었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제38권4호
• /
• pp.467-475
• /
• 2019

고출력의 초음파는 매질을 진행하면 음향 흐름과 음향 방사힘을 만들어낸다. 공기를 매질로 하는 3차원 공간상에 음향 방사힘을 발생시키면 입체적인 촉감을 형성할 수 있으므로 공간적인 정보를 직접 피부에 촉각으로 전달할 수 있다. 본 논문은 40 kHz의 작은 초음파 송신자 154개를 묶어 오목한 형태로 배열시켜서 초음파를 송신하여 집속초점에서 음향 방사힘을 발생시켰다. 초음파 음장의 초점의 근처에서 음향 방사힘에 의한 촉각을 확인하였다. 촉각 감도를 올리기 위하여 송신 초음파를 60 Hz의 구형파로 진폭 변조를 하였다. 초음파 촉각의 응용으로 음향 방사힘이 형성되는 허공에 촉각이 감지되는 영역을 형성시켜서, 손의 위치를 지정하는 지시자로 사용하였다. 촉각이 감지되는 초점위치에 있는 손의 모양을 영상 입력으로 받아서 손가락의 개수를 기계에 피드백하는 시스템을 구현함으로써 초음파를 이용한 촉각의 유용성을 확인하였다.

• 센서학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.418-424
• /
• 2023

Natural killer (NK) cells play a crucial role in combating infections and tumors. However, their therapeutic application in solid tumors is hindered by challenges, such as limited lifespan, tumor penetration, and delivery precision. Our research introduces a novel ultrasonic actuation technique to navigate NK cells more effectively in the vascular system, particularly at vessel bifurcations where targeted delivery is most problematic. We use a hemispherical ultrasonic transducer array that generates phase-modulated traveling waves, focusing on an ultrasound beam to steer NK cells using blood-flow dynamics and a focused acoustic field. This method enables the precise obstruction of non-target vessels and efficiently directs NK cells toward the tumor site. The simulation results offer insights into the behavior of NK cells under various conditions of cell size, radiation pressure, and fluid velocity, which inform the optimization of their trajectories and increase targeting efficiency. The experimental results demonstrate the feasibility of this ultrasonic approach for enhancing NK cell targeting, suggesting a potential leap forward in solid tumor immunotherapy. This study represents a significant step in NK cell therapeutic strategies, offering a viable solution to the existing limitations and promising enhancement of the efficacy of cancer treatments.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.264-269
• /
• 2011

To increase therapeutic efficiency and biological safety, it is important to precision control of acoustic output for therapeutic ultrasound equipment. In this paper, the electro-acoustic radiation conductance, one of electroacoustic characteristics of therapeutic ultrasound equipment, was measured by the radiation force balance method according to IEC 61161 standards and the acoustic output was estimated using the electro-acoustic radiation conductance. The estimation of acoustic output was conducted to continuous wave mode and pulse wave mode of duty cycle between 20% and 80%. The differences between prediction values and measurement results are within 5% of measurement uncertainty, which is a reasonably good agreement. The results show that acoustic output controlled by electro-acoustic radiation conductance was found to be an effective method.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 1988년도 추계학술대회 논문집 학회본부
• /
• pp.179-182
• /
• 1988

This study is to investigate the adhesive strength of composite material's interface on the experimental methode of tree growth in the material. The results are as fellows 1) The irradiations of ultrasonic energy cause the mechanical vibration in the polymer composite materials of fluid state, so then bring about physical dispersion and heat form inorganic materials, being supposed to produce chemical crosslinking reaction, decreasing of voids between filler and matrix. 2) The characterics of the breakdown are increased by using coupling agent in the composite material. 3) As the intensity of ultrasonic energy and its irradiated time are larger, the tree inception and break-down voltages increase and the tree growing is slower. so we obtain that the interface adhesive force tan be strengthened by the irradiation of ultrasonic energy.