석사학위 논문  (2020년 2월   숭실대학교 대학원 기계공학과  안 병 호, 지도교수 김 진 오)

 

압전 초음파 트랜스듀서의 진동 특성

Vibration Characteristics of Piezoelectric Ultrasonic Transducers

 

[국문초록]

   본 논문은 초음파 센서 구조에서 압전 원판의 조화 가진에 의한 탄성 원판의 진동 응답을 다룬다. 진동 분포는 거리 측정용 초음파 센서에서 방사되는 초음파의 음향 특성 해석에 필요하다.

   이론적 해석으로 둘레가 고정된 탄성 원판에 대하여 압전 가진을 고려해서 응답 식을 구하였다. 압전 원판과 탄성 원판의 반지름 비율과 두께 비율에 따른 최대 진폭을 계산하였다. 원통벽에 결합된 탄성 원판이 압전 가진을 받는 경우를 유한요소 해석하였다. 고유진동수와 진동 응답 분포를 이론적 해석의 결과와 비교하였다. 이론적 해석과 유한요소 해석을 검증하기 위해 원통 벽에 결합된 탄성 원판의 확대 모형에서 압전 원판으로 가진하여 응답 분포를 확인하는 실험을 하였다.

   이론적 해석 및 실험의 결과에서 원판의 두께 방향 진동 응답 분포의 차이가 8% 이내로 나타났다. 또한 진동 응답 분포는 공통적으로 축대칭 종 모양 분포임을 확인하였다.

 

[목 차]

1. 서 론

2. 압전 패치 트랜스듀서

    2.1 이론적 해석

    2.2 유한요소 해석

    2.3 결과 비교

3. 압전 원판 트랜스듀서

    3.1 이론적 해석

    3.2 유한요소 해석

    3.3 실험

    3.4 결과 비교

4. 결 론