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연구개요
거리측정용 초음파 센서에 반사면을 갖춘 파동유도관(waveguide)을 결합하여 초음파 전파거리를 유지하면서 측정 타겟의 근접 불감 구역을 단축하여 최소 탐지거리를 단축시킴.

연구 목표대비 연구결과
목표1 : 파동유도관의 길이와 단면 크기의 적정 치수를 산출하는 이론적 근거를 확립
결과 :
- 초음파센서용 압전 원판 변환기의 면내/면외 진동
- 적층 초음파센서용 압전 환판 변환기의 면내/면외 진동
- 압전 패치 가진에 의한 탄성 원판의 진동 분포
목표2 : 파동유도관의 벽

연구개요
거리측정용 초음파 센서에 반사면을 갖춘 파동유도관(waveguide)을 결합하여 초음파 전파거리를 유지하면서 측정 타겟의 근접 불감 구역을 단축하여 최소 탐지거리를 단축시킴.

연구 목표대비 연구결과
목표1 : 파동유도관의 길이와 단면 크기의 적정 치수를 산출하는 이론적 근거를 확립
결과 :
- 초음파센서용 압전 원판 변환기의 면내/면외 진동
- 적층 초음파센서용 압전 환판 변환기의 면내/면외 진동
- 압전 패치 가진에 의한 탄성 원판의 진동 분포
목표2 : 파동유도관의 벽면 주름 설계 근거를 확립
결과 :
- 직선형 파동유도관에서 벽면에 따른 초음파 전파
- 직선형 파동유도관에서 벽면 쐐기의 길이에 따른 초음파 전파
- 송수신 겸용 초음파센서에 결합되는 혼 가이드의 수신성능 향상
목표3 : 차량의 장애물 감지용 초음파 센서와 산업용 초음파 수위계의 근접 불감거리 단축
결과 :
- 차량용 초음파 센서에서 파동유도관에 의한 최소 탐지거리 단축
- 초음파 수위계의 최소 탐지거리 단축을 위한 파동유도관
- 초음파센서의 최소탐지거리 단축용 원호형 파동유도관
- 나선형 파동유도관 결합을 통한 초음파센서의 탐지범위

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
가. 학문적 기대효과
- 반사면에 따른 초음파 반사 특성 연구 : 재질과 형상 및 치수에 따른 파동 특성의 이론적 해석에 활용
- 초음파 비파괴검사에 연구 : 유도 초음파(guided wave) 해석에 응용될 수 있는 심화 이론 연구를 뒷받침
나. 기술적 기대효과
- 초음파 수위 측정 기술 향상 : 일반 초음파 수위계는 개수로에 주로 사용되지만, 배관 등의 폐수로에서는 수위가 관 상부에 인접할 때 오작동 하는 문제가 있는데 이를 해결하는 기술 확보를 기대함.
- 차량 장애물 감지 기술 향상 : 스마트자동차에서 원거리는 LIDAR로 측정하지만 근거리는 초음파로 측정하는데, 근접 감지거리를 단축하는 기술 확보를 기대함. 주차보조 시스템에서 근거리 측정 기술을 향상하여 무인 자동주차 시스템 기술 향상에 기여함.
다. 사회적 기여
- 산업체에 유용한 기술 개발 : 자동차용 초음파 센서 제조회사와 농업용 초음파 수위계 제조회사의 기술 향상에 기여함.
- 국내 각 기관에 필요한 실용화 : 각 지방자치단체, 한국환경공단, 한국농어촌공사 등에서 초음파 수위계 운용에 기여함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구 배경 ... 4
• 나. 연구 목표 ... 4
• 다. 연구 필요성 ... 5
• 라. 연구 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 직선형 파동유도관에서 벽면 쐐기 설계 ... 5
• 나. 곡선형 파동유도관 성능 평가 ... 7
• 다. 초음파센서용 압전 변환기 진동특성 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 가. 학문적 기대효과 ... 11
• 나. 기술적 기대효과 ... 11
• 다. 사회적 기여 ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 가. 성과 관리 추진체계 ... 11
• 나. 활용분야 및 활용방안 ... 11
• 다. 추가연구의 필요성 ... 11
• 라. 타 연구에의 응용 ... 11
• 마. 기업화 추진방안 ... 11
• 바. 기술이전 ... 11
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 12
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 36