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비파괴 검사용 초음파 탐촉자에서의 정합층 최적 설계법
Design Method for the Optimized Acoustic Matching Layers of UT Probes 원문보기

한국재료학회지 = Korean journal of materials research, v.13 no.10, 2003년, pp.658 - 662  

박치승 (한양대학교 재료공학과) ,  김선진 (한양대학교 재료공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we have tried to find the optimized design variables of the matching layer which is important part of thickness mode ultrasonic transducer and finally reach the conclusion that the electrical property of piezo-element must be under consideration when the optimized acoustic impedance i...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이미 언급한 바와 같이 Desilet의 설계법에서는 정합층의 수가 증가함에 따라 전면 부하가 증가하며, 압전소자의 전기적 특성에 근거한 한계값 Z은 고려하지 않는다. 본 고의 연구에서는 Desilet 설계법의 이러한 문제점을 해결할 새로운 설계법을 제안한다.
  • 그 결 과, 사용되는 정합층의 수가 증가하여도 에너지 전달 효율과 대역폭은 개선이 없으며, 이는 물리적, 직관적인 예측에 반(反)한다. 본 연구에서는 압전소자의 음향학적 성질뿐만 아니라 그 전기적 특성까지 고려한 정합층 설계법을 제안하고, 그 우수성을 입증한다.
  • 본고에서 제안하는 것은 압전소자의 초음파특성과 전 기특성을 함께 고려하여 음향임피던스 정합층을 새롭게 설계함으로써 압전변 환기의 전기음향특성을 보다 향상시키고자 하는 것이다. 그 핵심 아이디어는 음향임피던스 #가 충수에 따라 변하지 않는 정합층들을 고안하자는 것이다.
  • 압전소자 등가회로의 전기부분과 음향부분의 품질계수에 관한 논의로부터 압전소자의 전기적 특성을 고려한 정합층 설계법을 제안하였다. 기존의 초음파 변환기 정합 층 설계법에 비하여 본고에서 제안한 설계방법은 다음과 같은 장점들을 갖는다: (1) 같은 후면재를 사용할 경우, 보다 우수한 전기음향 특성을 갖는 변환기의 설계 및 제조를 가능하게 한다.
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참고문헌 (10)

  1. J. Krautkramer, Ultrasonic Testing of Material, Springer-Verlag, Berlin (1977) 

  2. L. E. Kinsler, Fundamentals of Acoustics, John Wiley & Sons, New York (1982) 

  3. G. Kossoff, IEEE Trans. Sonics and Ultrasonics 13, 20 (1966) 

  4. J. Goll, and B. A. Auld, IEEE Trans. Sonics and Ultrasonics 22, 53 (1975) 

  5. C. S. Desilets, J. D. Fraser, and G. S. Kino, IEEE Trans. on Sonics and Ultrasonics 25, 115-125 (1978) 

  6. W. P. Mason, Electromechanical Transducers and Wave Filters, Van Nostrand, Princeton, N.J. (1948) 

  7. D. M. Pozar, Microwave Engineering, John Wiley & Sons, New York (1988) 

  8. G. S. Kino, Acoustic Waves, Devices, Imaging & Analog Signal Processing, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J. (1987) 

  9. G. S. Kino, Acoustic Waves, Devices, Imaging & Analog Signal Processing, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J. (1987) 

  10. V. M. Ristic, Principles of Acoustic Devices, John Wiley & Sons, New York (1998) 

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