• 한국재료학회지
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• 제25권10호
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• pp.566-570
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• 2015

$Bi_{0.5}Na_{0.5}TiO_3$ (BNT) based ceramics are considered potential lead-free alternatives for $Pb(Zr,Ti)O_3$(PZT) based ceramics in various applications such as sensors, actuators and transducers. However, BNT-based ceramics have lower electromechanical performance as compared with PZT based ceramics. Therefore, in this work, lead-free bulk $0.99[(Bi_{0.5}Na_{0.5})_{0.935}Ba_{0.065}]_{(1-x)}La_xTiO_3-0.01SrZO_3$ (BNBTLax-SZ, with x = 0, 0.01, 0.02) ceramics were synthesized by a conventional solid state reaction The crystal structure, dielectric response, degree of diffuseness and electric-field-induced strain properties were investigated as a function of different La concentrations. All samples were crystallized into a single phase perovskite structure. The temperature dependent dielectric response of La-modified BNBT-SZ ceramics showed lower dielectric response and improved field-induced strain response. The field induced strain increased from 0.17%_for pure BNBT-SZ to 0.38 % for 1 mol.% La-modified BNBT-SZ ceramics at an applied electric field of 6 kV/mm. These results show that La-modified BNBT-SZ ceramic system is expected to be a new candidate material for lead-free electronic devices.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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• pp.24-30
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• 2010

The void ratio and elastic moduli are design parameters used in geotechnical engineering to understand soil behavior. Elastic and electromagnetic waves have been used to evaluate the various soil characteristics due to high resolution. The objective of this study is to evaluate the void ratio and elastic moduli based on elastic wave velocities and electrical resistivity. The Field Velocity Resistivity Probe (FVRP) is developed to obtain the elastic and electromagnetic wave profiles of soil during penetration. The Piezoelectric Disk Elements (PDE) and Bender Elements (BE) are used as transducers for measuring the elastic wave velocities such as compressional and shear wave velocities. The Electrical Resistivity Probe (ERP) is also installed for capturing the electrical resistivity profile. The application test is carried out on the southern coast of the Korean peninsula. The field tests are performed at a depth of 6~20 m, at 10 cm intervals for measuring elastic wave velocities and at 0.5cm intervals for measuring electrical resistivity. The elastic moduli such as constraint and shear moduli are calculated by using measured elastic wave velocities. The void ratios are also evaluated based on the elastic wave velocities and the electrical resistivity. Furthermore, the converted void ratios by using FVRP are compared with the volumetric void ratio obtained by a standard consolidation test. The comparison shows that the void ratios based on the FVPR match the volume based void ratio well. This study suggests that the FVRP may be a useful device to effectively determine the elastic moduli and void ratio in the field.

• KSBB Journal
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• 제22권6호
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• pp.378-386
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• 2007

바이오센싱 디바이스는 본질적으로 생체인식소재와 신호전달장치로 구성된 집적화, 소형화된 분석시스템으로 많은 장점을 가지고 있다. 고민감도, 선택도, 단순성, 다성분 측정능력, 즉시측정능력 뿐 아니라 매우 작고, 고가의 장치가 필요없는 장점이 있다. 바이오센싱 디바이스의 개발을 위해서는 두 가지의 핵심요소기술이 필요하다. 이것은 생체인식소재모듈의 제작 (리셉터 개발 및 고정화기법)과 신호발생기술을 포함한 신호전달장치의 개발이다. 효소, DNA/RNA, 단백질, 세포 등의 다양한 생체인식소재가 바이오센싱 디바이스 제작을 위해 이용되어져 왔고, 신호전달시스템도 전기화학적, 광학적, mass sensitive transducer를 중심으로 매우 활발히 연구되어져 왔다. 본 고에서는 최근 개발된 바이오센싱디바이스에 대해 다루고, 향후 전망에 대해 논하고자 한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권4호
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• pp.220-225
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• 2008

Lead-free ferroelectric ceramics are widely researched today for industrial applications as sensors, actuators and transducers. Since $Pb(Zr_aTi_{1-a})O_3$-(PZT) has high Curie temperature($T_C$), high piezoelectric properties near its morphotropic phase boundary(MPB) composition and small temperature dependence electrical behavior, it has been used to commercial materials for wide temperature range and different application fields. According to the tolerance factor concept, since the $Bi^{3+}$ cation with 12-fold coordinate has a smaller ionic radius than 12-fold coordinate $Pb^{2+}$, most bismuth based perovskites possess a smaller tolerance factor. Therefore, MPBs with a higher $T_C$ may be expected in $Bi(Me^{3+})O_3PbTiO_3$ solid solutions. As in lead based perovskite systems, it is clear that we need to explore more materials in simple or complex bismuth based MPB systems. The objective of this study is to investigate the $Bi(Ni_{1_a}X_a)O_3-PbTiO_3(X=Ti^{4+},\;Nb^{5+})$ perovskite solid-solution. For improving the electronic conduction problem, the magnesium and manganese modified system was also studied.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권8호
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• pp.1767-1775
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• 2003

SAW(Surface Acoustic Wave) 필터는 탄성표면파를 응용한 신호처리 기능 소자로, 각종 통신 기기의 고주파 회로의 대역 통과 필터로 이용된다. 기본적인 구성은 압전체 기판의 표면에 전기 신호와 표면파를 서로 교환하기 위한 입/출력 IDT(interdigital transducer) 한 쌍으로 이루어진다. 그 주파수 특성은 입/출력 IDT의 간격과 각각의 길이에 의해 결정되어지며, 대역 통과 필터의 특성을 지닌다. 본 논문은 이런 SAW 필터의 수치 설계 방법론에 관한 것이다. 입력 IDT의 전극의 길이를 변수로 정하고, 중심 주파수, 통과 대역의 폭과 정지 대역의 감소치가 주어졌을 때 적응/최적화 알고리즘을 이용하며 필터를 설계한다. 설계하고자 하는 필터 특성과 임의의 시간에 만들어진 필터와의 오차를 목적 함수로 정하고, 이 목적 함수를 최소화하는 것으로 필터의 설계가 가능하게 된다. SAW 필터의 계산 모델로는 델타 함수 모델과 등가 회로 모델을 사용하였으며, 최적화 알고리즘으로는 유전자 알고리즘을 사용하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.343-354
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• 2009

본 논문에서는 집적 가능한 전력변환기 제작을 위하여 자화 소자가 없는 전력용 직류-직류 변환기를 제안하였다. 자화 소자가 없는 대신, 압전 트랜스듀서의 유도성 임피던스 구간을 사용함으로써 에너지 저장 및 소프트 스위칭을 위한 공진파형을 구현하였다. 압전소자는 권선이 없고 전극을 사용하여 전력을 전달하므로, 반도체 공정을 통한 대량생산이 가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 압전 트랜스듀서를 적용가능한 승압형 공진형 직류-직류 변환 회로를 제안하고, 동작모드 및 주파수 제어 특성을 분석하였다. 또한, 단일 컨버터를 확장한 다중 직렬형 토폴로지를 살펴보고, 동일하게 주파수 제어 특성을 분석하였다. 분석 결과를 검증하기 위하여 10W 출력 직류-직류 전력변환기 하드웨어를 제작하였다. 또한 확장형 다중 직렬 컨버터 하드웨어를 제작하여 검증하였다. 단일 컨버터와 동일하게 주파수 제어 특성을 보였으며, 전력변환기로 매우 우수한 효율 성능을 보임을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.103-111
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• 2011

이 연구에서는 나선철근으로 횡구속된 순환골재 콘크리트의 구조적 거동을 평가하였다. 주요 실험변수는 골재의 종류와 나선철근의 철근비로 계획하였다. 총 18체의 실험체를 제작하였으며, 실험체의 직경과 높이는 각각 150mm와 300mm이었다. 실험체는 사용된 굵은 골재의 종류에 따라 2가지로 구분할 수 있으며, 나선철근의 철근비는 0%에서 1.75%까지 변화하도록 계획하였다. 실험체의 축방향 및 횡방향 변형을 측정하기 위하여, 6개의 LVDT를 실험체에 부착하였다. 또한 나선철근의 변형률을 측정하기 위하여 스트레인 게이지를 120도 간격으로 나선철근에 부착하였다. 실험결과로부터, 나선철근으로 횡구속된 순환 골재 콘크리트의 구조 성능은 나선철근의 철근비와 관계없이 천연골재 콘크리트와 서로 유사함을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제20권2호
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• pp.124-130
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• 2011

In this study, in order to evaluate the yield of bubble by ultrasonic cavitation in HIFU sonication, the bubble image analysis was performed. The changing phenomenon of cavitation effect according to the sonication condition was discussed by analyzing the bubble image. Especially the appearance of bubble cloud, the size of micro-bubble, and the yield of bubble were considered. The 500 KHz and 1.1 MHz concave type ultrasonic transducers were used for HIFU sonication. Computer controlled digital camera was used to obtain the bubble image, and the binary image processing(binarization coefficient : 0.15) was performed to analyze them. In results of 500 KHz and 1.1 MHz transducer, the area of bubble cloud was increased in proportion to the rise in sonication intensity($R^2$ : 0.7031 and 0.811). The mean size of single microbubble was measured as 98.18 um in 500 KHz sonication, and 63.38 um in 1.1 MHz sonication. In addition, the amount of produced bubble was increased in proportion to sonication intensity. Through the result of this study and further study for variable image processing method, the quantitative evaluation of ultrasonic cavitation effects in HIFU operation could be possible with the linearity associated with the sonication conditions.

• 센서학회지
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• 제19권6호
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• pp.449-455
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• 2010

Implantable middle ear hearing devices(IMEHDs) have being actively studied to overcome the problems of conventional hearing aids. Vibration transducer, an output devices of IMEHDs, is attached on the ossicular chain and transmits mechanical vibration to cochlea. This approach allows us to hear more clear sound because mechanical vibration is effective to transfer high frequency acoustics, but occurs some problems such as fatigue accumulation to ossicular chian and reduction of vibration displacement caused by mass loading effect. Recently, many studies for the round window stimulation are announced, because it does not cause such problems. It have been studied by older transducers designed for attaching on ossicular chain. In this paper, we proposed a new electromagnetic transducer which consists of two magnets, three coils and a vibration membrane. The magnet assembly, magnet coupled in opposite direction, were placed in the center of three coils, and the optimum length of each coil generating maximum vibrational force was calculated by finite element analysis(FEA). The transducer was implemented as the calculated length of each coil, and measured vibration displacement. From the results, it is verified the vibration displacement can be improved by optimizing the length of coils.

• 센서학회지
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• 제5권3호
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• pp.25-31
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• 1996

제철소에서 생산되고, 활용되는 빌렛은 두 종류로 나누어, 밀도가 높은 강편 빌렛과 밀도가 낯은 연주 빌렛이 있다. 강편 빌렛은 밀도가 높고 표면이 매끄러워, 비교적 탐상이 용이하였으나, 연주 빌렛은 밀도간 낮고, 표면이 거칠어 탐상이 어려웠다. 연주 빌렛의 탐상도 가능케하기 위하여 초음파 탐촉자의 재질 및 치수등을 개선하고자 하였다. 주요 실험 결과로는, 초음파의 발신용 부분과, 수신용 부분이 서로 나뉘어 있는 분할형 탐촉자를 채택하였으며, 탐촉자의 치수는 탐상체의 치수와 밀접히 관계됨을 알았다. 예로써, 폭/두께가 각각 160mm인 연주 빌렛의 경우, 압전소자의 길이가 21mm, 폭이 8.5mm, 두께가 0.95mm, 인 것 두장이 나란히 내장된 탐촉자가 가장 적당하였다. 소자의 두께에 의존하는 이 때의 중심 주파수는 2.25MHz 였으며, 두 장의 압전소자간 각도에 의존하는 촛점 거리는 70mm 이었다.