• 비파괴검사학회지
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• 제36권1호
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• pp.9-17
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• 2016

The elastic modulus of a 3D-printed Kelvin foam plate is investigated by measuring the acoustic wave velocity of 1 MHz ultrasound. An isotropic tetrakaidecahedron foam with 3 mm unit cell is designed and printed layer upon layer to fabricate a Kelvin foam plate of 14 mm thickness with a 3D CAD/printer using ABS plastic. The Kelvin foam plate is completely filled with paraffin wax for impedance matching, so that the acoustic wave may propagate through the porous foam plate. The acoustic wave velocity of the foam plate is measured using the time-of-flight (TOF) method and is used to calculate the elastic modulus of the Kelvin foam plate based on acousto-elasticity. Finite element method (FEM) and micromechanics is applied to the Kelvin foam plate to calculate the theoretical elastic modulus using a non-isotropic tetrakaidecahedron model. The predicted elastic modulus of the Kelvin foam plate from FEM and micromechanics model is similar, which is only 3-4% of the bulk material. The experimental value of the elastic modulus from the ultrasonic method is approximately twice as that of the numerical and theoretical methods because of the flexural deformation of the cell edges neglected in the ultrasonic method.

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

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1991년도 추계학술대회 논문집
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• pp.68-72
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• 1991

In this study, to improve temperature stability 0.05 Pb(Sn$\_$$\frac{1}{2}$/Sb$\_$$\frac{1}{2}$/O$_3$ - 0.35PbTiO$_3$ - 0.60PbZrO$_3$ + 0.4[wt%]MnO$_2$ piezoelctric oeramics of low dielectric constant and large mechanical quality factor were manufactured with the addition of Cr$_2$O$_3$by Hot Press method. And the SAW delay line was fabricated and the propagation characteristics of SAW was investigated, and the SAW filter was fabricated on C4 added by 0.2[wt%] Cr$_2$O$_3$and its frequency characteristics was investigated. The specimen, whose propagation characteristics of surface acoustic wave were the best, was C4 added by 0.2[wt%] Cr$_2$O$_3$, and its electromechanical coupling factor(ks$^2$) was 3.11[%] and its temperature coefficient of the center frequency (C$\_$fo/) was -21.27[ppm/$^{\circ}C$]. The 31[MHz] SAW IF filter of C4 scarcely had diffraction phenomena and its group delay time was 1.4673 ${\pm}$40[ns] in the pass band, and the insertion loss was -24.419[dB] on no impedance matching.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권3호
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• pp.268-274
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• 2004

스마트 구조물에 적합한 탄성파 검출 센서로서 고분자 압전센서를 이용한 부착형 센서에 대한 연구를 수행하였다. PVDF와 P(VDF-TrFE)에 대하여 센서로서의 특성을 평가하였으며 상용화된 PZT 센서와 비교하였다. 음향임피던스가 서로 다른 여러 가지 재료에 고분자 압전센서를 부착하여 연필심 파괴 시 발생하는 탄성파를 검출하여 분석하였다. 센서의 직경이 증가함에 따라 검출 신호의 최대 진폭 값은 증가하였으나 센서의 주파수 검출한계는 감소하는 것으로 나타났다. 시편의 음향임피던스가 감소할수록 검출신호의 최대 진폭 값은 증가하였으며 주로 저주파수의 주파수 성분의 신호에 민감한 것으로 분석되었다. 전반적으로 P(VDF-TrFE) 센서가 PVDF 센서보다 감도 면에서 다소 양호한 것으로 나타났다.

• 한국음향학회지
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• 제28권8호
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• pp.806-814
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• 2009

이 논문은 능동흡음재를 이용한 수중음향반사파 상쇄에 관한 연구이다. 능동흡음재는 평판형 구동센서와 수신센서로 몰딩되고 외부 제어기와 연결된 구조로 되어있다. 이 두 층의 센서와 피드백제어기는 하나의 피드백 루프를 이루며, 이 루프의 특징은 외부로부터 인가되는 입사파에 대해 음향 임피던스가 자동적으로 정합되어, 자동적으로 반사파를 상쇄하는 특성을 가진다. 능동흡음재의 전기 구조 음향의 다중물리특성은 1차원 전달함수로 모델링 되고, 운용주파수 대역에서 입사파에 대한 반사파가 최소화 되도록 제어기의 전달함수가 설정된다. 능동형 흡음재는 수동형 흡음재의 두께에 비하여 현저히 얇은 두께를 가지며, 간단한 아날로그 회로 제어기만으로도 넓은 주파수 대역에서 우수한 흡음특성을 보인다.

• 설비공학논문집
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• 제28권6호
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• pp.224-231
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• 2016

When aiming to reduce the low frequency noise of a subway guest room through sound absorbing treatment methods inside the wall of a tunnel the resonator is often more effective than a porous sound absorbing material. Therefore, the perforated panel type resonator embedded with a perforated panel is proposed. The perforated panel is installed in the neck, which is then extended into the resonator cavity so that it can ensure useful volume. The absorption performance of the perforated panel type of resonator is obtained by acoustic analysis and experiment. The analytical results are in good agreement with the experimental results. In the case of multiple perforated panel type resonators, as the number of perforated panels increase, the 1st resonance frequency is moved to a low frequency band and sound absorption bandwidth is extended on the whole. In order to obtain excellent absorption performance, the impedance matching between multi-panels should be considered. When the perforated panel in the resonator is combined with a porous material, the absorption performance is highly enhanced in the anti-resonance and high frequency range. In case of the resonator inserted with perforated panels of 2, the 2nd resonance frequency is shifted to a low frequency band in proportion to the distance between perforated panels.

• 수산해양기술연구
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• 제34권1호
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• pp.74-84
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• 1998

어종식별을 위한 수중음향학적 정보를 수집하는 데 이용하기 위한 초음파 변환기를 설계하기 위한 시도의 하나로서, 본 연구에서는 우선 수중에서의 전기적인 자유 임피던스가 서로 같고, 이주파간의 주파수 차이를 최소화 시켜 이주파 겸용 및 광대역 송.수파기로서 활용이 가능한 복합구조 초음파 변환기를 설계, 제작하였는 데, 이 변환기의 이중공진 진동특성에 대하여 분석, 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 기본공진진동을 발생시키기 위해 설계한 Tonpilz형 초음파 변환기의 송파전압감도는 기본공진주파수 36.2 kHz에서 141.4 dB re $1\;\muPa/V$이었고, - 3 dB점에 대한 주파수 대역폭은 1.1 kHz이었으며, 이 변환기의 수중에 대한 전압음향변환효율은 85.2%였다. 2. 복합구조 초음파 변환기의 수중에서의 제1공진점에 대한 공진 및 반공진 주파수는 각각 39.7 kHz, 41.2 kHz이었다. 또한, 제1 및 제2 공진 주파수에 대한 임피던스는 각각 $3.7\;{K\Omega}\;과\;3.3\;{K\Omega}$으로서 거의 유사한 값을 나타내었고, 자유 임피던스 진폭과 위상의 측정치를 양 공진점 부근에서 계산치와 약간의 차이를 나타내었다. 3. 복합구조 초음파 변환기의 송파전압감도는 제1 공진주파수인 34.3 kHz에서 136.5 dB re $1\;\muPa/V$이었고, 제2 공진주파수인 40.4 kHz에서 136.8 dB re $1\;\muPa/V$이었다. 또한, 제1 및 제2 공진 주파수에 대한 - 3 dB 점에서의 주파수 대역폭은 각각 1.2 kHz, 1.1 kHz이었다. 이상의 결과로 부터 본 연구에서 설계, 개발한 복합구조 초음파 변환기는 단순 구조의 Tonpilz형 변환기와 비교하여 비록 송파전압감도에 있어서는 4.9 dB의 손실이 불가피하지만, 그 대신 송파감도가 같은 두 개의 공진주파수를 동시에 이용할 수 있고, 또한 이들 제1일 제2의 공진점에 대한 주파수 간격이 좁으면서도 송파감도의 변동폭이 비교적 작어 어종의 식별정보를 수집하는 데 효과적으로 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.103-107
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• 2003

The inductively coupled plasma(ICP) etching process was selected to fabricate RF Surface Acoustic Wave(SAW) filters and a Pt thin film was sputtered on a $LiTaO_3$ substrate applied to electrode materials to reduce the spurious response and improve the power durability. Steep sidewall pattern was achieved employing $C_4F_8/Ar/Cl_2$ gas chemistry. We investigated an etching mechanism and parameter dependence of the Pt thin film about $C_4F_8$ addition. Sidewall etch angle was about $80^{\circ}$ at the $C_4F_8$ 20% mixing ratio. Fabricated SAW filter is consists of some series and parallel arm SAW resonators which work as impedance elements and show capacitance characteristics at out of the passband. It can be modified for $800{\sim}900\;MHz$ RF filters. External matching circuits were unnecessary.

• 수산해양기술연구
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• 제46권2호
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• pp.173-183
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• 2010

In a split beam echo sounder, the transducer design needs to have minimal side lobes because the angular position and level of the side lobes establishes the usable signal level and phase angle limits for determining target strength. In order to suppress effectively the generation of unwanted side lobes in the directivity pattern of split beam transducer, the spacing and size of the transducer elements need to be controlled less than half of a wavelength. With this purpose, a 50 kHz tonpilz type transducer with a half-wavelength diameter in relation to the development of a split beam transducer was designed using the equivalent circuit model, and the underwater performance characteristics were measured and analyzed. From the in-air and in-water impedance responses, the measured value of the electro-acoustic conversion efficiency for the designed transducer was 51.6%. A maximum transmitting voltage response (TVR) value of 172.25dB re $1{\mu}Pa/V$ at 1m was achieved at 52.92kHz with a specially designed matching network and the quality factor was 10.3 with the transmitting bandwidth of 5.14kHz. A maximum receiving sensitivity (SRT) of -183.57dB re $1V/{\mu}Pa$ was measured at 51.45kHz and the receiving bandwidth at -3dB was 1.71kHz. These results suggest that the designed tonpilz type transducer can be effectively used in the development of a split beam transducer for a 50kHz fish sizing echo sounder.