• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.123-130
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• 2014

An ultrasonic magnetostrictive transducer-based phased-array system for imaging defects in plate structures is newly proposed. In that most ultrasonic phased array systems rely on piezoelectric transducers or electromagnetic acoustic transducers, this system has its own unique feature of employing magnetostrictive transducers. Interest in using a phased array system using magnetostrictive transducers has been recently reported for pipe inspection but no such system has been developed for plate inspection. In this investigation, we aim to propose a phased array system using OL-MPTs (Omnidirectional Lamb wave Magnetostrictive Patch Transducers) for plate inspection. The developed system consists of a multi-channel function generator, power amplifiers, preamplifiers and a data acquisition unit. In the process of its development, each of the units must be checked and in doing so, we suggest types of ultrasonic wave experiments that should be carried out. Finally, the phased system using a transducer array composed of eight OL-MPTs is newly configured and is applied for actual crack detection experiments.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권4호
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• pp.313-320
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• 2007

일반적으로 비파괴 검사용 초음파 탐촉자는 PZT를 이용한 압전소자가 많이 이용되어 왔다. 최근 압전특성이 PZT보다 크게 뛰어난 PMN-PT 압전 단결정 재료가 개발되어 초음파를 이용한 비파괴 평가 분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대되고 있다. 본 연구는 PMN-PT를 이용하여 발전설비 고감쇠 재료의 비파괴 평가에 적합한 초음파 탐촉자를 개발하기 위하여 수행되었다. KLM 모델을 이용하여 초음파 탐촉자의 특성을 시뮬레이션 하였으며 이를 기반으로 하여 중심주파수 1 및 2.25 MHz PMN-PT 종파용 초음파 탐촉자를 제작하여 상용 초음파 탐촉자와 그 성능을 비교하였다.

• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.412-421
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• 2023

초음파 뇌 자극술을 통하여 뇌 심부의 국소 지역에 있는 뇌 세포의 활성화를 유도할 수 있으며, 이를 통하여 저하된 뇌 기능을 치료하는데 효과가 있음이 보고되어 왔다. 반면, 초음파 자극의 종류에 따라 신경 변조의 효율과 방향이 달라질 수 있음이 알려져 있어, 적절한 초음파 자극의 종류를 확립하는 연구가 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 이를 효과적으로 최적화 하기 위해 세포 배양시 사용되는 커버슬립 기반의 초음파 변환자를 제안하고자 한다. 균일한 초음파 자극을 전도하기 위해서 폴리머 압전소자(Poly-vinylidene fluoride-trifluorethylene, PVDF-TrFE)를 스핀 코팅하고 패를린 절연층을 상단에 적층시켜 음압 출력을 극대화 시켰다. 개발된 초음파 변환자 융합 커버슬립은 초음파자극기 표면에 배양된 수십개의 신경세포에 균일하고 정확한 초음파 자극을 전달 할 수 있고, 자극에 따른 세포의 반응을 형광 현미경으로 실시간 관찰 가능하다. 따라서, 동일한 초음파 자극에 대한 세포의 반응 신호를 최대 수십개 세포로부터 동시에 획득 가능하므로, 반응 신호를 평균 한다면 낮은 강도의 초음파 자극에 따른 뇌 세포의 미세한 반응을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 변환자와 물의 표면 등에서 발생하는 정현파에 의한 자극의 왜곡 현상을 줄일 수 있어서 사용자가 원하는 초음파 자극을 정확하게 세포로 전달 가능하다. 이렇게 개발된 초음파 변환자를 통해 변환자 표면에 배양된 별세포에서 6 MHz, 0.2 MPa의 저강도 초음파 자극에 의해 유도된 칼슘 반응을 성공적으로 관찰할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권1호
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• pp.37-43
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• 2015

압전소자(Piezoelectric transducer, PZT)는 구조물의 안정성 평가를 목적으로 하는 구조 건전성 모니터링 기법(Structural Health Monitoring, SHM)의 센서(sensor) 및 구동기(actuator)로 많이 활용되고 있다. 사용되는 센서 및 구동기의 성능을 사전에 파악하고, 잔존수명 및 결함을 탐지하는 센서 자가 진단법은 안정적인 SHM의 결과를 얻기 위해 매우 중요한 절차이다. 본 연구에서는 Admittance 값을 기반으로 한 센서 자가 진단절차를 통하여 압전체 센서의 결함을 탐지하였으며, 센서 진단과정에 영향을 줄 수 있는 접합층 및 온도 등의 영향인자에 대해 실험적 분석을 실시하였다. 분석 결과 Admittance와 온도 및 접착제의 상관관계를 파악할 수 있었으며, admittance를 기반으로 한 센서 자가 진단 절차를 통해 센서의 접착상태와 접착제의 성능평가가 가능함을 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제24권3호
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• pp.127-132
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• 2005

이식형 인공중이용 트랜스듀서는 주파수 특성 및 구동 성능이 우수해야 하고 크기가 작아야 한다. 이러한 트랜스듀서로서 단결정 압전 재료인 PMN-PT를 이용한 적층형 액츄에이터를 제안하였고, 유한요소해석 및 제작실험을 통해 그 타당성을 밝혔다. 실험에서는 두께 $0.2{\cal}mm$를 갖는 시편을 14층으로 쌓아 최종적으로 $1{\cal}mm{\times}1{\cal}mm{\times}2.8{\cal}mm$ 크기의 PMN-PT 적층형 액츄에이터를 제작하였다. 제작된 PMN-PT 액츄에이터의 성능은 Impedance Spectrum과 구동변위 측정을 통해 PZT 액츄에이터와 비교, 평가하였고, 이를 통해 단결정 재료인 PMN-PT를 이용할 경우 우수한 성능의 인공중이용 액츄에이터 제작이 가능함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제36권3호
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• pp.165-171
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• 2017

유체로 채워진 원통형 압전진동자 내부에서 중심축으로 집속되는 음파에 대해 진동자 내부에 삽입된 동심원의 고체튜브가 음장분포에 미치는 영향을 해석하였다. 원통형 압전진동자의 내부로부터 방사된 음파는 유체매질을 지나 고체튜브의 벽면에서 반사 및 투과를 하여 중심축에 집속된다. 이때 고체튜브의 음향임피던스 및 두께 등에 의해 중심에 집속되는 음장 분포가 변한다. 이를 이론적으로 해석하기 위하여 각 매질에 대한 전달행렬을 도출하였고 이를 적용하여 중심축에서의 음압수준을 이론적으로 해석하였다. 여러 가지 두께를 갖는 아크릴 튜브에 대해서 중심축 상에서 측정한 음압수준의 변화는 이론해석의 결과와 잘 일치하였으며 중심에 형성되는 음압은 고체튜브의 두께에 따라 매우 민감하게 변화함을 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제12권2호
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• pp.97-119
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• 2013

This paper presents numerical and experimental results on the use of guided waves for structural health monitoring (SHM) of crack growth during a fatigue test in a thick steel plate used for civil engineering application. Numerical simulation, analytical modeling, and experimental tests are used to prove that piezoelectric wafer active sensor (PWAS) can perform active SHM using guided wave pitch-catch method and passive SHM using acoustic emission (AE). AE simulation was performed with the multi-physic FEM (MP-FEM) approach. The MP-FEM approach permits that the output variables to be expressed directly in electric terms while the two-ways electromechanical conversion is done internally in the MP-FEM formulation. The AE event was simulated as a pulse of defined duration and amplitude. The electrical signal measured at a PWAS receiver was simulated. Experimental tests were performed with PWAS transducers acting as passive receivers of AE signals. An AE source was simulated using 0.5-mm pencil lead breaks. The PWAS transducers were able to pick up AE signal with good strength. Subsequently, PWAS transducers and traditional AE transducer were applied to a 12.7-mm CT specimen subjected to accelerated fatigue testing. Active sensing in pitch catch mode on the CT specimen was applied between the PWAS transducers pairs. Damage indexes were calculated and correlated with actual crack growth. The paper finishes with conclusions and suggestions for further work.

• Applied Biological Chemistry
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• 제49권3호
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• pp.254-258
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• 2006

내분비계장애물질에 노출된 어류의 에스트로겐 활성에 대한 생물지표단백질인 vitellogenin을 검출하는 압전류적 면역센서를 잉어 vitellogenin에 대한 항체와 AT-cut 수정진동자를 생물요소와 변환기로 사용하여 구성하고 이를 이용한 잉어 vitellogenin 검출을 행하였다. 이형이기능성의 티올화 가교화제인 sulfosuccinimidyl 6-[3-(2-pyridyldithio)propionamido]hexanoate 처리에 의하여 티올화된 항체를 수정진동자상의 금전극에 화학흡착법에 의하여 고정화하여 센서 chip을 제조하였다. 센서반응을 위한 반응완충용액을 0.1M sodium phosphate(pH 7.4)로 선정한 후 $0.4864{\sim}486.4000\;nM$의 vitellogenin 용액을 가하였을 때 농도의존적인 센서반응의 증가가 나타났으며 이 때 잉어 vitellogenin에 대한 검출한계는 0.4864 nM로 추정되었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.369-372
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• 2000

PZT 세라믹 트랜스듀서와 같은 압전 세라믹 진동자를 사용하는데 있어서 품질계수(quality factor)를 제어할 수 있다는 것은 전기-기계 결합계수나 삽입손실 등을 개선 할 수 있으므로 매우 유용한 것이다 본 연구에서는 압전 진동자의 품질계수를 제어하는 방법으로써 압전 진동자의 제동용량과 저항성분을 전기적으로 상쇄시킬 수 있는 부임피던스 변환회로(negative impedance converter circuit)를 적용하였다. 그 결과 부임피던스 변환회로를 적용하지 않은 경우에 비해 압전 진동자의 품질계수가 수십 배정도 까지 제어됨을 실험으로 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.192-195
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• 1995

PZT powders were prepared by the molten salt synthesis method. The porous PZT was prepared from a mixture of PZT an polyvinylacohol(PVA) powders by BURPS(Burnout Plastic Sphere) technique. The piezolectirc and acoustic properties with various PVA wt% were studied, Piezoelectric coefficient d$\sub$33/ of porous PZT ceramics was almost same to that of single phase PZT ceramics, The thickness mode coupling factor k$\sub$t/ was 0.53~0.59 in comparable with the single phase PZT ceramics(k$\sub$t/=0.7)