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3차원 입체 영상 진단용 초음파 프로브의 설계 및 제작
은홍,이수성,노용래,Eun, Hong,Lee, Su-Sung,Roh, Yong-Rae 한국음향학회 2002 韓國音響學會誌 Vol.21 No.8
본 연구에서는 128개의 능동소자로 구성된 컨벡스 (convex)형 초음파 탐촉자를 이용한 3차원 초음파 영상 진단용 초음파 섹터 프로브를 개발하였다 탐촉자는 중심주파수 4.5 ㎒, 대역폭 66%로 제작되었으며, 구동부는 감속 기어를 장착한 스텝모터와 이에 연결된 평기어를 이용해 탐촉자의 축을 회전시킴으로써 3차원 영상구현을 위한 연속적인 2차원 영상을 획득할 수 있게 고안하였다. 음향커버는 고분자 재료를 사용하여 탐촉자의 회전반경과 동일하게 설계 및 제작하였다. 제작된 섹터 프로브의 각도 제어성 및 구조적 안정성을 실험적 3차원 영상 획득을 통해 확인하였다. In this study, we have developed a 3-dimensional diagnostic ultrasonic sector probe using a convex type ultrasonic probe with 128 active elements. The probe was made to operate at the center frequency of 4.5㎒ with the bandwidth of 66%. The driving part was designed to rotate the axis of the convex probe by means of a step motor equipped with reduction gears and spur gears attached to the motor so that the probe could enable us to acquire a series of 2-dimensional images to construct a 3-dimensional image. Acoustic cover of the probe was made of polymers to have the same radius of rotation as that of the convex probe. The controllability of the rotation angle and the structural stability of the probe were confirmed through experimental 3-dimensional images obtained using the developed 3-dimensional sector probe.
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유한요소 해석법을 이용한 컨벡스 배열형 초음파 탐촉자의 설계 및 제작
이수성,권재화,은홍,노용래,Lee, Su-Sung,Kwon, Jae-Hwa,Eun, Hong,Roh, Yong-Rae 한국음향학회 2002 韓國音響學會誌 Vol.21 No.7
In this study, an ultrasonic transducer was designed with a commercial finite element analysis (FEA) code, PZFlex, and fabricated based on the design. The transducer has the dimension and shape suitable for abdomen diagnosis working at 5 ㎒ and consists of 128 piezoelectric elements disposed in a convex linear array form. The transducer is composed of two impedance matching layers, one backing layer, and kerfs placed between the piezoelectric elements. Validity of the design with the FEA was illustrated through experimental characterization of a sample transducer. Comparison with the design results by equivalent circuit analysis method was also made to check the superiority of the FEA design. 본 연구에서는 상용 유한요소 해석 프로그램인 PZflex를 이용하여 초음파 탐촉자를 설계하고 이에 따라 제작하였다. 제작된 탐촉자는 복부 진단용에 적합한 크기와 형태로 중심 주파수 5 ㎒에 128개의 압전 소자가 곡면상에 1차원 배열된 컨벡스 (convex)형이며 두 층의 음향정합층, 하나의 후면층 그리고 각 압전소자 간의 커프로 구성된다. 제작된 탐촉자의 성능을 평가하여 설계치의 타당성을 검증하였으며, 등가회로 해석법에 의한 결과와 비교하여 유한 요소 해석법에 의한 설계법의 우수성을 확인하였다
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