일반적으로 보고되어있는 방사임피던스는 무한강체 배플에 진동면을 두고있는 경우에 대하여 계산되어져 있어, 실제 유한한 크기의 배플을 갖는 트랜스듀서의 설계에는 적용하기 어려운 경우가 많다. 본 연구에서는 피스톤의 진동면을 작은 점음원의 모임으로 가정하고, 각 점음원의 음원강도와 배플의 크기를 관련지어 유한배플을 갖는 진동면에 대한 방사임피던스의 새로운 계산법을 제안하였다. 그에 대한 예로서 정방형의 피스톤 진동면에 대하여 배플의 크기에 따른 자기방사임피던스의 변화를 계산함으로써 제안한 방법의 유효성을 확인하였다.
Tonpilz 트랜스듀서를 이용한 미세먼지의 포집 거동을 살펴보기 위하여 유한요소법(FEM) 시뮬레이션을 이용하여 미세먼지의 응집 거동을 모사하였다. 원판형 head mass의 두께와 tail mass의 직경, 그리고 고정 볼트의 깊이를 트랜스듀서의 형상 변수로 고려하였다. 도넛형 압전체의 소재로는 기존의 PZT-4 소재와 서로 다른 특성의 두 가지 압전 단결정에 대하여 그 출력에 미치는 형상 변수의 최적화를 구현하였고 이를 통하여 얻은 트랜스듀서를 이용하였을 때 나타나는 미세먼지의 응집 거동을 다중 물리해석 S/W인 COMSOL을 이용하여 모사하였다.
본 논문에서는 기 확립한 정방형 진동면의 수열을 사용한 자기 및 상호방사 임피던스 계산법을 확대 적용하여 임의정수의 종횡비를 갖는 장방형 트랜스듀서의 자기방사 임피던스 계산법을 제시하였다. 이 방법은 짧은 시간내에 비교적 정확한 계산 결과를 얻을 수 있는데, 분할한 음원요소의 수에 따른 계산정도 및 계산시간을 고찰한 후, 종횡비가 다른 몇몇 장방형 트랜스듀서의 자기방사 임피던스를 산출하여 기존의 문헌치와 비교하였다.
수중 초음파 탐지 시스템에서 배열 진동소자로 사용되는 정방형의 방사면을 갖는 초음파 트랜스듀서의 자기 방사임피던스를 실험적으로 해석하였다. 7개의 진동수가 서로 다른 란주반형 진동자를 제작하여 파수와 진동자의 한변의 길이의 곱인 ka의 값이 1~3의 범위에 대해서 방사리액턴스 및 방사저항을 측정하였다. 이 결과를 수열을 이용한 방사임피던스의 이론계산 결과와 비교하여 본 연구에서 수행한 실험방법의 유효성을 확인 하였고 정방형의 방사면에 대한 방사임피던스의 변화경향을 실험적으로 확인할 수 있었다.
최근까지 개발되었던 청각 보조기 중에서 공기 전도형 보청기의 하울링 (howling) 현상과 수술 후 이소골 등 기존 음향계의 재생이 불가능한 인공 와우 (cochlear implant system)의 단점을 해결하고, 동시에 청음 명료도가 높은 음성 신호를 전달하기 위한 수단으로 연구된 것이 인공중이 (implantable middle ear hearing device) 이다. 본 연구에서는 인공중이의 음성 신호 재현을 위한 진동 장치인 차동전자 트랜스듀서 (differential electromagnetic transducer, DET)에 대한 수학적 모형화와 계의 진동을 기술하는 운동방정식을 유도하고 그 해를 구하였다. 제한된 크기와 인가 전류 $1\;mA_{rms}$ 정현파에서 최대 구동력을 얻기 위해서 전자기력에 대한 유한요소해석을 수행하였고, 결과에 의해서 자석과 코일에 대한 최적 크기를 결정하였다. 사람의 중이 내 등자뼈 (stapes)의 진동 특성과 유사한 진동을 갖는 DET를 설계하기 위해서, 진동막의 강성계수를 변화하면서 진동해석을 시뮬레이션 하였다. 설계된 DET는 마이크로 머시닝 기술에 의해서 제작하였고, 그 진동 특성을 측정 하였다. 최종적으로 측정된 진동 특성에 대한 분석을 통하여 인공중이를 위한 진동 장치로서의 적용 가능함을 확인하였다.
電磁誘導形 音源裝置는 짧은 펄스의 음파를 수중에 放射시킬 수 있어, 높은 距離分解能이 요구되는 해저 탐사용 음원 또는 수중 음파전달 특성시험용 음원등으로 널리 이용될 수 있다. 본 연구에서는 Eisenmenger가 제안한 형태의 電磁誘導形 音源裝置를 설계 제작하여, 放射되는 음파의 파형을 관찰하고, 그 주파수 특성을 분석하였다. 제작된 음원으로부터는 약 한 주기의 짧은 충격 펄스의 초음파가 얻어졌으며, 그 음압은 진동판의 두께가 얇은 경우에 크며, 콘덴서의 용량에 비례하여 증가하였다. 발생된 초음파의 중심 주파수는 振動板의 두께가 두꺼운 경우에 높으며, 콘덴서 용량이 증가할수록 낮아지고, 대역폭도 좁아졌다.
Ha, Woo-Sung;Lee, Se-Jin;Oh, Kyung-Hwan;Jung, Yong-Min;Kim, Jun-Ki
Journal of the Optical Society of Korea
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제12권3호
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pp.126-130
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2008
We propose and experimentally demonstrate an effective method to reduce near-field speckle noise at the output of a 50 ${\mu}m$ graded index multimode fiber using a short cylindrical piezoelectric transducer(PZT) vibrating in the radial direction. The fiber was coiled as tightly as possible around the mandrel of the PZT and a periodic stretching effect was caused by the radial oscillations of the actuator. The output of the optical fiber using the He-Ne laser source was intensively observed by a CCD camera. By counting all the pixels corresponding to relative intensity graded into 256 levels in the selected area and by calculating standard deviation and mean value of the intensity, we could measure the speckle contrast and vibration effect quantitatively with reduction ratio of pixels and line profile of the illuminated region. It was clearly observed that the characteristics of the speckle pattern in the vibration-on state were significantly improved over that of the vibration-off state due to time-averaged smoothing.
Electro-magnetic type implantable middle ear hearing aid has been empirically developed. But for further improvement of the system performance more quantitative approach is necessary. In this paper, we analyzed vibrating transducer which is most important to design the system, appropriate for given hearing level, and implemented it. Using this transducer, implantable hearing aid system are developed. To verify the design process, we experimented with driving metal strip by the developed system. From the experiment, frequency response of implemented device showed good characteristic at audio frequency and we confirmed that each part of the developed system operated well.
An adaptronic strut for machine tools with parallel kinematics for compensation of the influence of geometric errors is introduced. Implemented within the strut is a piezoelectric sensor-actuator unit separated in function. In the first part of this contribution, the functional principle of the strut is presented. For use of one piezoelectric transducer as both, sensor and actuator as so-called self-sensing actuator, the acquisition of the sensing signal while actuating simultaneously using electrical bridge circuits as well as filter properties are examined. In the second part the control concept developed for the adaptronic strut is presented. A co-simulation model of the strut for simulating the controlled multi-body behavior of the strut is set-up. The control design for the strut as a stand-alone system is tested under various external loads. Finally, the strut is implemented into a model of the complete machine tool and the influence of the controlled strut onto the behavior of the machine tool is examined.
This paper deals with the effect of an adjacent viscous fluid on the torsional vibration of a circular rod excited by a transducer at one end. The interaction between the torsional vibration of the rod and the fluid has been studied theoretically and expressed in terms of the mechanical impedance. The theoretically-obtained trend that the mechanical impedance is proportional to the square root of the viscosity times density of the fluid has been confirmed by the impedance measurement. The paper demonstrates that a torsionally-vibrating rod can be used as a sensor measuring the viscosity of a fluid.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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