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압전소자를 이용한 초음파 변환기에 있어서, 원판형태이고, 전압이 인가되어 한쪽 면은 음극으로 다른 한쪽 면은 양극이 형성되는 압전소자;안쪽면에 홈을 형성하여 상기 압전소자가 상기 홈에 결합고정되는 전방 하우징;상기 압전소자에 전압을 인가하여, 압전소자는 반경 모드 진동과 두께 모드 진동을 형성하고, 동시에 상기 반경 모드 진동에 의해 상기 전방 하우징에 밴딩 모드 진동을 형성하게 하는 발진수단; 상기 전방 하우징과 결합되어 내부에 내경이 일정하고, 실린더형의 캐비티를 구비하고, 상기 발진수단과 결합되는 후방 하우징; 및상기 전방 하우징 안쪽면에 형성된 홈 일측에 구비되어 상기 전방 하우징의 밴딩모드 진동을 유도하기 위한 밴딩 가이드 홈;을 포함하여,상기 캐비티 거리에 따른 캐비티 공진주파수와 상기 밴딩 모드 진동에 따른 밴딩 모드 공진주파수가 일치되어 초음파를 발생시키며,복수의 상기 압전소자는 하나의 발진수단에 의해 각각이 동일한 신호 전압을 상기 압전소자 간의 위상지연 없이 인가받는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기
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제 1 항에 있어서, 상기 전방 하우징의 안쪽면에는 복수의 홈이 형성되고, 복수의 상기 홈 각각에 상기 압전소자가 결합고정되어 병렬 랑지방 방식으로 배열되어 단일소자 모드변환 초음파 변환기에 비하여 송수신 특성이 향상되는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기
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제 1 항에 있어서, 복수의 상기 압전소자는,상기 전방 하우징에 결합된 면이 상기 발진수단에 의해 모두 음극으로 형성되고, 타측면은 모두 양극이 형성되는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기
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제 1 항에 있어서,상기 전방 하우징의 홈은,상기 안쪽면에 특정 반경을 구비한 중앙 홈과,상기 중앙 홈 주변 둘레에 일정한 거리를 두고 상기 특정 반경을 구비한 3개의 주변 홈을 포함하고,4개의 상기 압전소자가 상기 중앙 홈과 상기 주변 홈 각각에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기
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제 1 항에 있어서,상기 전방 하우징의 홈은,상기 안쪽면에 특정 반경을 구비한 중앙 홈과,상기 중앙 홈 주변 둘레에 일정한 거리를 두고 상기 특정 반경을 구비한 6개의 주변 홈을 포함하고,7개의 상기 압전소자가 상기 중앙 홈과 상기 주변 홈 각각에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기
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제 4 항에 있어서, 복수의 상기 압전소자의 상기 음극은 공통으로 그라운드된 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기
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제 1 항에 있어서,상기 홈과 상기 압전소자 사이에 도전성 접착제를 더 포함하여,상기 전방 하우징과 상기 압전소자가 고정결합되는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기
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제 9 항에 있어서, 상기 전방 하우징 외면은 산화방지 및 전기적 절연특정을 위해 형성된 산화방지 연소코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기
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제 1 항에 있어서, 상기 후방 하우징은,중앙에 상기 발진수단이 결합되는 중앙구멍과 상기 전방 하우징과 결합되어 접지를 형성하고, 전기배선 목적의 기판을 상기 전방 하우징과 결합하기 위한 복수의 나사구멍을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기
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제1항의 초음파 변환기 제조방법에 있어서, 복수의 압전소자에서 음극을 형성할 일측면을 실버에폭시에 침전하는 단계;외면은 산화방지 및 절연목적의 산화방지 연소코팅층을 구비하는 전방하우징의 안쪽면에 형성된 복수의 홈에, 상기 압전소자 각각을 도전성 접착제를 이용하여 상기 홈에 결합되는 면이 상기 음극을 형성하는 일측면이 되도록 고정결합하는 단계;상기 홈에 결합된 상기 압전소자 각각의 양극이 될 부분을 병렬 랑지방 방식으로 배선시키고 상기 압전소자의 음극은 그라운드시키는 단계; 및내부에 내경이 일정한 실린터형 캐비티를 구비하고, 상기 캐비티는 특정 캐비티 공진 주파수를 형성할 수 있는 캐비티 거리를 갖고, 일측에 결합된 발진수단에 의해 상기 압전소자 각각에 전압을 인가할 수 있는 후방 하우징을 상기 전방 하우징과 결합시키는 단계;를 포함하고, 상기 고정결합하는 단계는,상기 발진수단에 의해 상기 압전소자에 전압이 인가되면 상기 압전소자에서동시에 발생하는 반경 모드 진동과 두께 모드 진동 중, 상기 반경 모드 진동에 의해 유도된 상기 전방 하우징의 밴딩 모드 진동과 상기 압전소자의 상기 두께 모드 진동이 선형 중첩하도록 상기 홈 일측에 밴딩 가이드 홈을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기 제조방법
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제 12 항에 있어서, 상기 홈은 상기 안쪽면에 특정 반경을 구비한 중앙 홈과,상기 중앙 홈 주변 둘레에 일정한 거리를 두고 상기 특정 반경을 구비한 6개의 주변 홈을 포함하고, 7개의 상기 압전소자가 상기 중앙 홈과 상기 주변 홈 각각에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기 제조방법
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제 14 항에 있어서, 상기 전방 하우징 결합 단계는,상기 후방 하우징은,상기 압전소자의 상기 반경 모드 공진 주파수 및 상기 밴딩 모드 공진 주파수와 일치하는 상기 캐비티 공진 주파수를 갖도록 상기 캐비티 거리를 형성하여 상기 캐비티 공진 주파수에서 Q-값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 압전소자 이용 초음파 변환기 제조방법
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제 1 항의 초음파 변환기를 이용한 초음파 변환방법에 있어서, 후방 하우징에 결합된 발진수단에 의해 전방 하우징의 안쪽면에 형성된 복수의 홈 각각에 서로 병렬 랑지방 방식으로 결합된 압전소자에 전압을 인가하여 전기장을 형성하는 단계;상기 압전소자에 인가된 전압에 의해 상기 압전소자 각각이 반경 모드 진동과 동시에 두께 모드 진동을 형성하고, 동시에 상기 전방 하우징에 밴딩 모드 진동이 형성되어 밴딩 공진 주파수가 발생하는 단계; 및상기 두께 모드 진동과 상기 밴딩 공진 주파수가 선형중첩되는 단계;상기 후방 하우징 내부에 구비된 캐비티의 캐비티 거리에 따른 캐피티 공진 주파수가 상기 밴딩 공진 주파수와 일치되어 상기 캐비티 공진 주파수에서 Q-값을 증가시켜 초음파를 발생시키는 단계;를 포함하고, 상기 밴딩 공진 진동수 발생단계는,상기 홈 일측에 형성된 밴딩 가이드 홈에 의해 상기 전방 하우징에 밴딩이 유도되어, 상기 반경 모드 진동에 의한 상기 반경 모드 공진 주파수와 상기 밴딩 공진 주파수가 일치되어 상기 Q- 값을 증가시키거나, 상기 반경 공진 주파수와 상기 밴딩 공진 주파수 간에 미세한 차이를 두어 대역폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 초음파 변환기를 이용한 초음파 변환방법
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제 16 항에 있어서, 상기 초음파 발생단계에서, 상기 밴딩 공진 주파수와 상기 캐비티 공진 주파수가 일치되는 경우, 초음파 변화 효율이 최대가 되는 것을 특징으로 하는 초음파 변환방법
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