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압전단결정을 이용한 소형 free-flooded ring 트랜스듀서의 성능 특성 예측 및 검증
Analysis and verification of the characteristic of a compact free-flooded ring transducer made of single crystals 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.41 no.3, 2022년, pp.278 - 286  

임종범 (LIG넥스원(주) 해양연구소) ,  윤홍우 (LIG넥스원(주) 해양연구소) ,  권병진 (국방과학연구소 해양기술연구원) ,  김경섭 (국방과학연구소 해양기술연구원) ,  이정민 (국방과학연구소 해양기술연구원)

초록
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본 연구에서는 압전세라믹 기반의 상용 Free-Flooded Ring(FFR) 트랜스듀서 대비 소형이면서 저주파 고감도 특성을 확보하기 위해, 높은 압전상수와 전기-기계 결합계수를 가지는 압전단결정 PIN-PMN-PT를 적용한 33-모드 FFR 트랜스듀서를 설계하였다. FFR 트랜스듀서의 광대역 특성을 확보하기 위해 비능동소자를 삽입한 링 구조를 적용하였으며, 3종의 비능동소자 소재 별 특성 해석 결과를 비교하여 최적의 소재를 선정하였다. 링 트랜스듀서의 특성 변화를 최소화하기 위해 오일 충진형 FFR 트랜스듀서로 제작하였으며, 음향시험을 통해 송신감도, 수중 임피던스 및 수평/수직 빔패턴이 해석결과와 잘 일치하는지 확인하였다. 해석 및 시험 결과를 비교한 결과, 송신감도는 공동공진 주파수에서 약 1.3 dB, 구조공진 주파수에서는 약 0.3 dB 차이를 보였다. 또한 상용 트랜스듀서 대비 높은 송신감도를 보유하면서도 직경을 약 17 % 축소하여 제작할 수 있었다. 이를 통해 소형이면서 고출력 특성을 가지는 압전단결정적용 FFR 트랜스듀서의 구현 가능성과 해석을 통한 특성 예측 방법의 유효성을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, a 33-mode Free-Flooded Ring (FFR) transducer was designed to apply piezoelectric single crystal PIN-PMN-PT, which has high piezoelectric constants and electromechanical coupling coefficient. To ensure low-frequency high transmitting sensitivity characteristics with a small size of FFR...

주제어

표/그림 (16)

참고문헌 (14)

  1. C. H. Sherman and J. L. Butler, Transducer and Arrays for Underwater Sound (Springer, New York, 2007), pp. 81-95, 547-552. 

  2. J. butler, "Model for a ring transducer with inactive segments," J. Acoust. Soc. Am. 59, 480-482 (1976). 

  3. H. Lee, C. Cho, S. Park, Y.-H. Cho, and J.-m. Lee, "Effective material properties of radially poled piezoelectric ring transducer for analysis of tangentially poled piezoelectric ring" (in Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 38, 184-192 (2019). 

  4. S. C. Butler, "Properties of transducers:Underwater sound sources and receivers," NUWC-NPT Tech. Rep. 12,289, 2018. 

  5. J. Liu, "The design of a kind of Free-Flooded Ring transducer used in underwater communication," Proc. IEEE/OES. COA. 1-3 (2016). 

  6. G. W. McMahon, "Performance of open ferroelectric ceramic cylinders in underwater transducers," J. Acoust. Soc. Am. 36, 528-533 (1964). 

  7. CTS Piezoelectric Material Properties, https://learn.ctscorp.com/l/689693/2021-07-28/kzlvc (Last viewed May 26,2022). 

  8. S. E. Park and T. R. Shrout, "Ul trahigh strain and piezoelectric behavior in relaxor based ferroelectric single crystal," J. Appl. Phys. 82, 1804 (1997). 

  9. D. A. DeAngelis and G. W. Schulze, "Performance of PIN-PMN-PT single crystal piezoelectric versus PZT8 piezoceramic materials in ultrasonic transducer," Physics Procedia, 63, 21-27 (2015). 

  10. S. Zhang and T. R. Shrout, "Relaxor-PT single crystals : observations and developments," IEEE Trans. on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 57, 2138-2146 (2010) 

  11. B.-J. Kwon, "A development of underwater acoustic tonpilz transducer with the piezoelectric single crystal" (in Korean), J. Korean Inst. Electr. Electron. Mater. Eng. 29, 532-538 (2016). 

  12. H. Z. Yao and Y. L. Ma, "Advantage analysis of PMN- PT material for free-flooded ring transducers," Chin. Phys. B 20, 084301 (2011). 

  13. Projector, Low Frequency Transducer, T170, Neptune Sonar, https://www.neptune-sonar.co.uk/products/projectors/t170, (Last viewed May 26,2022). 

  14. Silicone Fluid(KF-96) Performance Test Result, Shinetsu, https://www.shinetsusilicone-global.com/catalog/pdf/kf96_e.pdf (Last viewed May 26, 2022). 

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