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제안 방법
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2. A modified Mason's model for the seven element transducer array designed in this study.
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또한, 후면블록(tail mass)은 음향 임 피던스 가 매우 큰 황동(brass)을 원통형으로 가공하여 사용하였다.
- 본 연구에서 시험 제작한 각종의 음향 변환기에 대해서는 공기중 및 수중에 있어서의 전기적인 임피 던 스를 정 밀 LCR meter(QuadTech 7600)를 이용하여 측정하고, 그 결과를 프롯터 (DXY-1300, Roland)를 통해 출력 하였다.
- 본 연구에서는 12 kHz 부근의 가청 주파수에서 동작하는 저주파, 고출력의 음향 변환기를 설계하기 위해 우선 전송선 이론에 대한 등가회로 모델을 정 립 하고, 수치 시뮬레이션을 통해 주줄한 각종 파 라메 터 를 토대 로 변환기 를 설계 , 제 작하였다.
- 본 연구에서는 이와 같은 문제에 주목하여 저주 파용 어군탐지 시스템의 송 . 수파기로서 사용하기 위한 저주파, 고줄력용 수중음향변환기를 설 계, 개 발하고, 이들 진동자의 음향진동특성 등에 대하여 분석, 고찰하였다.
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실험은 공진점 부근의 9.75-14.75 kHz 범위의 주파수에 대하여 10cycle의 펄스신호를 임 의파형발생 기 를 통해 발생 시켜 이 신호를 변환기에 인가하고, 변환기에서 방사되는 음향신호파형 을 수중청 음기 를 이 용하여수신 한 시 간응답파형 은 Fig.16과 같다.
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여기서, 일정한 펄스 폭과 펄스 반복주기를 갖는 송신펄스신호를 발생시켜 전력 증폭기(B&K 2713)를 통해 증폭시켜 음향 방사면이 수조의 저면을 향 해 설치된 초음파 진동자에 인가하였다.
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음향 변환기의 송파전압감도 및 지향특성은 실험수조(LxBxD, 5x6x5 m)에서 측정하였는데, 이를 위해 먼저 임의파형발생기(HP33120A)에서측정주파수에 대한 정현파 신호를 발생시키고, 이신호를 gating system (B&K 4440)에 입력 하였다.
- 초음파 진동자에서 발사된 송신 펄스 신호는 hydrophone (B&K8105)을 통해 수신하였으며, 이 신호를charge amplifier (B&K 2635) 및 measuring amplifier (B&K 2610)를 통해 digital storage oscilloscope(Gould 475) 및 FFT 분석기 (AD3525,A&D)에 입력시키고, 수신신호의 전압을 측정하여 송파전압감도 및 주파수 특성을 분석하였다.
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최종적으로는 이들 구성요소를 도전성 접착제로서 접착함과 동시에 강력 볼트로서 체결 하여 저주파 음향 변환기를 제작하였다.
- 특히, 본 연구에서는 진동블록의 부식과 고전압이 복합 진 동자에 인가되는 경우에 대한 안전을 고려하여 압 전 세라믹스와 전면 및 후면블록을 완전히 절연시키 기 위한 insulator를 세 라믹 블록(ceramic stack)의 전 . 후면에 삽입하였다.
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한편, 본 연구에서 설계, 개발한 어군탐지기용 저주파, 고출력 음향 변환기 에 Fig.15의 구형 펄 스 신호를 인가하였을 때, 음향 변환기의 시간응답특성를 분석, 고찰하였다.
대상 데이터
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Fig. 1의 tonpilz형 음향 변환기 의 제작에 사용한 압전 세라믹은 덴마크 Ferroperm사의 Pz26(내경12.8 mm, 외 경 22.2 mm, 두께 10.3 mm)의 링 (ring)형 압전소자(PZT4)이다.
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본 연구에서 목적하는 음향줄력의 기대치를 고려하여 압전소자는 3 매를 사용하였고, 전극판은 두께가 0.015 ms인 銅網絲板을 내경 8 mm, 외경 29.7 mm가 되도록 정 밀 가공한 후, 그 외 측에 銅版(내 경 22.5 mm, 외 경 29.7 mm)을 부착하여 신호선을 결선하였다.
- 본 연구에서 사용한 insulator는 알루미나 (A12O3) 소결체로서 제작한 것인 데, 그 치수는 내경 12.8 mm, 외 경 22.2 mm, 두께 3.0 znm 이 었 고, head mass의 전면에는 고무재의 음향 window를접 착, 성 형 하였다.
- 한편, 음향 변환기 의 설계 파라메터 를 추출하는데 있어서는 head mass, tail mass, bolt 및 nut등의 형상, 재질 등을 매우 다양하게 변화시키면 서 연구를 행하였으나, 현재 시중에서 시판되는 각종 재료의 음향학적 상수가 불확실하여 음속은5 Afflz의 초음파 탐상기 (USD15, KrautKramer Branson)를 이용하여 직접 실측한 자료를 이용하였다.
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