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바이몰프형 밴딩 액츄에이터를 이용한 선집속형 초음파 트랜스듀서의 초점 거리 제어
채민구,하강열,김무준 한국음향학회 2003 韓國音響學會誌 Vol.22 No.3
For medical ultrasonic transducer, phase-weighting method has been used for controlling focal length with electric circuit at each vibrating element. However, the electric circuit is complex as the number of vibrating elements is increased. In this paper, we fabricated line-focus transducer with a bimorph-type piezoelectric actuator. The polyvinylidene fluoride (PVDF) piezoelectric type polymer film is used for transmitting and receiving of ultrasonic signal. Using this transducer, focal length of the transducer can be controlled mechanically by changing voltage of the actuator. It is confirmed that focal length of the transducer can be controlled in range of 1095 to radius of curvature. 초음파트랜스듀서는 초점거리의 제어를 위해서 각 진동요소에 전기회로를 이용한 위상가중치를 부가하는 방식을 사용하고 있다. 그러나 이러한 방법은 진동요소가 증가함에 따라 전기회로가 더욱 복잡해진다. 본 연구에서는 바이몰프형 액츄에이터를 신호의 송수신을 하는PVDF의 뒷부분에 삽입하여 선집속형 트랜스듀서를 제작하였다. 이 트랜스듀서를 사용하여 액츄에이터에 인가되는 전압 변화에 의해 기계적으로 초점거리를 제어할 수 있었다. 이 방법을 사용한 결과 수중에서 선집속형 초음파 트랜스듀서의 초점거리를 곡률 반경의 10%범위까지 제어 가능함을 확인하였다.
수중 Surveillance 시스템용 압전 복합 재료를 이용한 초음파 트랜스듀서의 설계
채민구(Min-Gu Chae),김대환(Dae-Han Kim),김영진(Young-Jin Kim),조영준(Young-June Cho),표기형(Gi-Hyong Pyo),우종식(Jong-Sik Woo),장미경(Mi-Kyung Jang),박상진(Sang-Jin Park),이재익(Jae-Ik Lee) 대한전기학회 2010 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2010 No.4
FSRU(Floating Storage and Regasification Unit : 부유식 LNG 처장 및 재기화 플랜트) 주변 수중의 영상을 획득하여 접근 물체에 대한 감시 및 경보 시스템으로 수중 Surveillance 시스템이 필요하다. 이 시스템용 Transducer의 압전재료로 Piezo composite를 이용하여 대역폭을 증가시키고 압전 세라믹 대비 side lobe가 개선되도록 설계 및 제작하고, 수조에서 TVR, RVS, Beam pattern을 측정함으로써 설계 사양을 검중하였다.
2차원 배열 수중청음기를 이용한 생체조직에서의 초음파 음장 전파특성 측정
하강열,김무준,현병국,채민구,Xiu-Fen Gong 한국음향학회 2001 韓國音響學會誌 Vol.20 No.5
Because the biological tissue with inhomogeneous acoustic properties does not keep a particular shape, the measurement of propagation characteristics of ultrasonic fields by the conventional scanning method with a miniature hydrophone is difficult. In this study, a two-dimensional may hydrophone was fabricated using the PVDF (Polyvinylidene fluoride) piezo-electric film and a ultrasonic field measurement system with it was established. For the acoustic field produced by a circular plan transducer with center frequency of 2.25㎒ and 13㎜ in diameter, it was possible to make a fairly accurate field measurement using the hydrophone system. The attenuation coefficients at 2.25 ㎒ for biological tissues were 0.7∼1.3 dB/cm(average; 1.0 dB/cm) in bovine liver, 1.0∼1.8 dB/cm (average; 1.6 dB/cm) in pig liver, 0.9∼2,9 dB/cm(average: 2.1 dB/cm) in bovine muscles, 1.7∼3.3 dB/cm (average; 2.5 dB/cm) in pig muscles. 음향특성이 균일하지 않는 생체조직은 특정의 형태 유지가 어렵기 때문에 종래의 극소형 수중청음기의 스캐닝 방법에 의한 초음파 음장 전파특성 측정이 곤란하다. 본 연구에서는 PVDF (Polyvinylidene fluoride) 압전막을 사용하여 2차원 배열 수중청음기를 제작하고, 그것에 의한 음장 측정 시스템을 구축한 후, 생체조직에 적용하였다. 중심주파수 2.25 ㎒이고 직경이 13㎜인 원형평면 트랜스듀서에 의한 실험 결과, 구축한 시스템에 의해 비교적 정밀한 음장 측정이 가능한 것을 알았으며, 그 주파수에 대해 소와 돼지의 간에서는 각각 0.7∼l.3dB/cm (평균; 1.0 dB/cm), 1.0∼l.8 dB/cm (평균; 1.6 dB/cm), 근육에서는 각각 0.9∼2.9 dB/cm (평균; 2.1dB/cm), 1.7∼3.3 dB/cm (평균: 2.5 dB/cm)의 값을 갖는 감쇠계수의 공간적 분포를 측정할 수 있었다.