• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제48권6호
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• pp.456-461
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• 1999

In this study, the characteristics of Ultrasonic Transducer fabricated with PZT-Polymer 1-3 type piezoelectric ceramic/polymer composite are investigated. 3-D underwater object restoration using the self-made ultrasonic transducer and modified SCL(Simple Competitive Learning) neural network was presented. The ultrasonic transducer was satisfied with the required condition of commerical ultrasonic transducer in underwater. The modified SCL neural network using the acquired object data $16\times16$ low resolution image was used for object restoration of $32\times32$ high resolution image. The experimental results have shown that the ultrasonic transducer fabricated with PZT-Polymer 1-3 type piezoelectric ceramic/polymer composite could be applied for SONAR system.

• 센서학회지
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• 제8권5호
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• pp.377-387
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• 1999

결합형 유한요소-경계요소 기법을 사용하여 심해저용 유연형 압전체 쏘나 트랜스듀서를 설계하였다. 쏘나 트랜스듀서의 역학적 구동을 3차원적으로 모델링하였고 전기적 외부 부하 조건을 가지고 분석하였다. 쏘나 트랜스듀서의 정상 상태 변위 모드, 지향성, 공진 주파수, TVR과 같은 결과들을 보였다. 본 논문의 술통 형태의 압전체 쏘나 트랜스듀서를 설계하면서, 심해저용으로 사용하기 위해 쏘나 트랜스듀서의 내외부에 동일한 수압이 가해지도록 쏘나 트랜스듀서의 외부 표면 구조를 새롭게 변형시킨 결과 낮은 주파수의 새로운 공진 모드가 발생하였으나 그 크기는 외부 표면 구조 변형의 정도에 따라 조절될 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제27권6호
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• pp.271-278
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• 2008

압전판의 길이나 폭에 따라 두께가 변화하는 압전 세라믹을 사용하여 광대역 특성을 구현하는 초음파 트랜스듀서에 대하여 압전진동자의 측면에서 본 형태에 따른 전기-음향적 특성해석을 이론적으로 수행하였다. 압전진동자의 길이방향에 따른 두께 변화를 지수함수의 조합으로 표현하고 이 함수를 이용하여 압전진동자의 전기단자에서 본 자유 어드미턴스 및 파워전달함수에 대한 식을 도출하였다. 대표적인 PZT압전 세라믹을 예로 들어 압전 진동자의 측면 형태변화에 따른 비 대역폭을 고찰해본 결과 넓은 대역폭를 얻기 위한 최적의 형태가 존재함을 알 수 있었으며, 압전진동자의 최대두께에 대한 최소두께 비가 자아짐에 따라 대역폭은 100%이상까지도 넓어질 수 있으나 파워전달함수는 반대로 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 또 압전진동자의 길이가 길어질수록 전달함수의 크기는 증가하나 광대역 특성을 갖는 압전진동자의 형태는 매우 한정적이 됨을 확인할 수 있었으며 이는 고효율의 광대역 초음파 트렌스듀서 제작에 있어서는 정밀한 가공이 요구됨을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제11권6호
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• pp.32-40
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• 1992

This study shows how the finite element method for the structural problems could be applied in the electromechanical impedance analysis of an in-air piezoelectric cylinder transducer and then compares the numerical results by the FEM with the measured results using the impedance analyzer. The results also show that the comparison between both results could be applied to examine the mechanical properties of the added unknown material to transducer such as an acoustic window.

• 한국음향학회지
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• 제21권8호
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• pp.757-765
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• 2002

본 논문은 해석과 실험을 통하여 구형 압전 변환기의 점대칭 방사모드 진동 특성을 규명하는 것을 목적으로 한다. 반경 방향 좌표와 시간의 함수인 반경 방향 변위와 전기 퍼텐셜로 표현되는 지배방정식을 구성한다. 역학적 경계조건과 전기적 경계조건을 적용하여 방사 진동의 특성방정식을 유도한다. 이 식을 이용하여 압전 고유진동수를 계산하고, 그 결과를 측정 결과와 비교한다. 수치계산을 통하여 압전 공진과 탄성 공진의 차이, 구형 압전체의 반경 및 두께에 따른 고유진동수 등을 고찰한다. 그 결과 1차 방사모드의 고유진동수 크기는 압전현상으로 인해 작아지며 구형의 곡률 반지름이 커짐에 따라 지수함수적으로 작아지는 것을 알게 되었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제32권4호
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• pp.269-275
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• 2007

In this study, ultrasonic transducers for non-destructive contact measurement of whole fruits were developed. The design parameters for ultrasonic transducer such as acoustical impedance of fruits, kinds of piezoelectric materials, ultrasonic wave frequency, and transducer diameter were investigated. In order to match the acoustical impedance between piezoelectric material and fruit, various materials were fabricated and evaluated. Also to control the sensitivity and bandwidth of the ultrasonic transducer, various backing materials were fabricated and evaluated. Especially, the wear plate of the ultrasonic transducer was designed and fabricated considering the curvature of fruit. The central frequencies of two developed ultrasonic transducers were about 100 kHz and 200 kHz, respectively. With the developed ultrasonic transducers, non-destructive evaluation of the fruit will be possible.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권3호
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• pp.274-280
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• 2004

This paper presents the analysis fur the radial vibration characteristics of cylindrical piezoelectric transducers. Taking into account the piezoelectric anisotropy, the differential equations of piezoelectric radial motion have been derived in terms of radial displacement and electric potential. Applying mechanical and electric boundary conditions has yielded a characteristic equation for radial vibration. Numerical analysis also has been carried out by using the finite element method. Theoretical calculations of the fundamental natural frequency have been compared with the experimental observations for transducers of several sizes. Comparison with the previous report of theoretical analysis simplifying the piezoelectric anisotropy into isotropy concludes that isotropic analysis is a reasonable process to predict the vibration characteristics of piezoelectric transducers.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권5호
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• pp.572-579
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• 1995

Most of conventional ultrasonic transducers are constructed to generate either longitudinal or shear waves, but not both of them. We investigate the mechanism of dual mode transducers that generate both of the longitudinal and shear waves simultaneously with single PZT element. The study is aimed to find the optimally desired cut by examining the anisotropic piezoelectric properties. Theory predicts that a mixed P/S mode transducer can be constructed using a rotated Z-cut of PZT piezoelectric ceramics. We study the performance of a PZT element as a function of its rotation angle so that its efficiency is optimized to excite the two waves as much as equally strong. The results are verified by the waveform in pulse-echo computer simulation and experiments. When the transducer is subjected to impedance analysis, it shows two thickness mode resonances, each of which being a mixed P/S thickness mode. By examining wave speeds on E transmitter delay line receiver setup, it is confirmed that the transducer can transmit and detect both longitudinal and shear wave simultaneously.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1992년도 학술논문발표회 논문집 제11권 1호
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• pp.107-110
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• 1992

We investigate the influence of individual properties of piezoceramics such as elastic, dielectric, piezoelectric constants, and the coupling factor on the performance of the transducer operating in thickness mode oscillation. The investigation employs equivalent circuit analysis techniques. Appropriate transfer functions are obtained and discussed which suggest optimum selection guides of piezoelectric ceramics for each purpose, i.e. a transmitter, a receiver, and a pulse-echo transducer. The guides can help ceramic scientists find the direction to proceed in new material development.

• 한국음향학회지
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• 제32권3호
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• pp.199-207
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• 2013

본 논문에서는 압전단결정으로 구성된 $64{\times}8$ 채널 1.75D 초음파 트랜스듀서의 설계, 제작 및 평가를 하였다. 우선, 평면 배열된 독립소자에 전기적 연결이 가능한 트랜스듀서의 구조를 선정하고 구조에 맞게 구성소자를 제작하였다. 그리고 유한요소 해석을 통해 트랜스듀서의 세부 구조를 설계하였다. 트랜스듀서의 주요 성능요소로서, 치폭의 너비와 재료를 조절하여 소자간 상호간섭의 영향을 줄이고, 압전단결정 및 정합층의 최적 두께를 설계함으로써 트랜스듀서의 원하는 대역폭을 구현하였다. 설계에 맞게 트랜스듀서 시편을 제작하고 실험적으로 그 특성을 측정한 후, 그 결과를 유한요소 해석 결과와 비교함으로써 개발된 트랜스듀서의 성능을 평가하였다.