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유도초음파용 트랜스듀서의 출력과 측정 감도를 향상시키는 공진기를 포함하는 트랜스듀서 복합체로서, 상기 트랜스듀서 복합체는,대상체의 표면에 부착되거나 내부에 삽입되고, 상기 대상체의 표면에 평행한 길이방향 길이에 비해 상기 대상체의 표면에 수직한 길이가 짧게 형성되며, 외부 전력원으로부터 전력을 공급받아 초음파를 발생시키거나 외부 초음파를 수신하여 전기를 발생시키는, 초음파 트랜스듀서; 및상기 대상체 또는 상기 초음파 트랜스듀서에 부착되거나 상기 대상체의 내부에 삽입되고, 상기 초음파 트랜스듀서에 인접하여 상기 초음파 트랜스듀서의 외부에 평행하게 대칭적으로 배치되는, 공진기;를 포함하고,상기 트랜스듀서 복합체의 출력은 하기 식 (1)을 만족시키는 식(1)(S: 트랜스듀서 복합체의 출력, Finp: 트랜스듀서의 가진력(exciting force), E: 대상체의 강성, A0: 대상체의 단면적, k: 파수(wave number), L: 트랜스듀서 너비의 절반, W: 트랜스듀서와 공진기 간의 거리, m: 공진기의 질량값, ω: 각주파수, s: 공진기의 스프링 계수, z0: 대상체의 기계적 임피던스, ωR: 공진기의 공진 각주파수),트랜스듀서 복합체
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제 1 항에 있어서,상기 초음파 트랜스듀서는 자기변형(magnetostriction), 압전(piezoelectric) 또는 전자기음향(electromagnetic acoustic) 중 어느 하나의 방식으로 상기 초음파를 발생시키거나 상기 외부 초음파를 수신하여 전기를 발생시키는,트랜스듀서 복합체
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제 2 항에 있어서,상기 공진기의 단면은, 상기 대상체의 표면에 평행하게 배치된 상기 초음파 트랜스듀서의 표면과 평행한 중앙 빔과, 상기 중앙 빔의 양측 단부와 연결되고 상기 대상체의 표면에 평행하게 배치된 상기 초음파 트랜스듀서의 표면에 수직한 방향의 2개의 지지부를 구비하며,상기 공진기의 상기 스프링 계수(s)는, 상기 공진기가 상기 대상체에 고정된 상태에서 상기 공진기의 상기 중앙 빔에 상기 대상체의 표면에 평행하고 상기 중앙 빔의 길이 방향에 수직한 방향으로 일정한 힘을 가하여 늘어난 길이를 측정하여 계산되고, 상기 공진기의 상기 질량(m)은 하기 식(2)에 의해 계산되는 식 (2),(m: 공진기의 질량값, s: 공진기의 스프링 계수, fR: 공진기의 공진주파수)트랜스듀서 복합체
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제 2 항에 있어서,상기 공진기의 단면은, 상기 대상체의 표면에 평행하게 배치된 상기 초음파 트랜스듀서의 표면과 평행한 중앙 빔과, 상기 중앙 빔의 중앙부와 연결되고 상기 대상체의 표면에 평행하게 배치된 상기 초음파 트랜스듀서의 표면에 수직한 방향의 1개의 지지부를 구비하며,상기 공진기의 상기 스프링 계수(s)는, 상기 공진기가 상기 대상체에 고정된 상태에서 상기 공진기의 상기 중앙 빔에 상기 대상체의 표면에 평행하고 상기 중앙 빔의 길이 방향에 평행한 방향으로 일정한 힘을 가하여 늘어난 길이를 측정하여 계산되고, 상기 공진기의 상기 질량(m)은 하기 식(3)에 의해 계산되는 식 (3),(m: 공진기의 질량값, s: 공진기의 스프링 계수, fR: 공진기의 공진주파수)트랜스듀서 복합체
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제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 초음파 트랜스듀서는 직사각형의 평판 형상이고, 상기 공진기는 상기 초음파 트랜스듀서와 평행하게 등거리로 이격된 복수의 막대 형상인,트랜스듀서 복합체
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제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 초음파 트랜스듀서는 원판 형상이고,상기 공진기는 상기 초음파 트랜스듀서와 평행하게 등거리로 이격된 하나 또는 그 이상의 동심원 형태인,트랜스듀서 복합체
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공진기를 포함하는 트랜스듀서 복합체의 출력을 향상시키는 방법으로서, 상기 방법은,길이방향 길이에 비해 두께가 얇은 초음파 트랜스듀서; 및 대상체 또는 상기 초음파 트랜스듀서에 부착되거나 상기 대상체 내부에 삽입되고, 상기 초음파 트랜스듀서에 인접하여 상기 초음파 트랜스듀서의 외부에 평행하게 대칭적으로 배치되는 공진기;를 포함하는 트랜스듀서 복합체를 대상체의 표면에 부착하거나 내부에 삽입하는 단계(S1);상기 초음파 트랜스듀서가 외부 전력원으로부터 전력을 공급받아 초음파를 발생시키는 단계(S2); 및상기 초음파의 특정주파수 대역에서 상기 공진기가 동흡진(dynamic absorbing)에 의해 상기 초음파의 파동을 일부 반사하고 상기 트랜스듀서 복합체 내부에서 파동이 중첩되어, 상기 트랜스듀서 복합체의 유효 임피던스가 감소하고 상기 트랜스듀서 복합체의 출력이 증가하는 단계(S3);를 포함하고,상기 트랜스듀서 복합체의 출력은 하기 식 (4)을 만족시키는 식(4)(S: 트랜스듀서 복합체의 출력, Finp: 트랜스듀서의 가진력(exciting force), E: 대상체의 강성, A0: 대상체의 단면적, k: 파수(wave number), L: 트랜스듀서 너비의 절반, W: 트랜스듀서와 공진기 간의 거리, m: 공진기의 질량값, ω: 각주파수, s: 공진기의 스프링 계수, z0: 대상체의 기계적 임피던스, ωR: 공진기의 공진 각주파수),공진기를 포함하는 트랜스듀서 복합체의 출력을 향상시키는 방법
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제 7 항에 있어서,상기 초음파 트랜스듀서와 상기 공진기 사이의 거리(W)를 조절하여 상기 트랜스듀서 복합체의 출력이 최대가 되는 주파수를 조절하는 단계(S4);를 더 포함하는,공진기를 포함하는 트랜스듀서 복합체의 출력을 향상시키는 방법
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제 7 항에 있어서,상기 공진기의 공진 각주파수(ωR)를 조절하여 상기 트랜스듀서 복합체의 출력 증폭의 크기를 조절하는 단계(S5);를 더 포함하는,공진기를 포함하는 트랜스듀서 복합체의 출력을 향상시키는 방법
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공진기를 포함하는 트랜스듀서 복합체의 측정 감도를 향상시키는 방법으로서, 상기 방법은,길이방향 길이에 비해 두께가 얇은 초음파 트랜스듀서; 및 대상체 또는 상기 초음파 트랜스듀서에 부착되거나 상기 대상체 내부에 삽입되고, 상기 초음파 트랜스듀서에 인접하여 상기 초음파 트랜스듀서의 외부에 평행하게 대칭적으로 배치되는 공진기;를 포함하는 트랜스듀서 복합체를 대상체의 표면에 부착하거나 내부에 삽입하는 단계(S1);상기 초음파 트랜스듀서에서 외부 초음파를 수신하여 전기를 발생시키는 단계(S2); 및상기 외부 초음파의 특정주파수 대역에서 상기 공진기가 동흡진(dynamic absorbing)에 의해 상기 외부 초음파의 파동을 일부 반사하고 상기 트랜스듀서 복합체 내부에서 파동이 중첩되어, 상기 트랜스듀서 복합체의 유효 임피던스가 감소하고 상기 트랜스듀서 복합체의 측정 감도가 향상되는 단계(S3);를 포함하고,상기 트랜스듀서 복합체의 측정 감도 하기 식 (5)을 만족시키는 식(5)(S: 트랜스듀서 복합체의 출력, Finp: 트랜스듀서의 가진력(exciting force), E: 대상체의 강성, A0: 대상체의 단면적, k: 파수(wave number), L: 트랜스듀서 너비의 절반, W: 트랜스듀서와 공진기 간의 거리, m: 공진기의 질량값, ω: 각주파수, s: 공진기의 스프링 계수, z0: 대상체의 기계적 임피던스, ωR: 공진기의 공진 각주파수),공진기를 포함하는 트랜스듀서 복합체의 측정 감도를 향상시키는 방법
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제 10 항에 있어서,상기 초음파 트랜스듀서와 상기 공진기 사이의 거리(W)를 조절하여 상기 트랜스듀서 복합체의 측정 감도가 최대가 되는 주파수를 조절하는 단계(S4);를 더 포함하는,공진기를 포함하는 트랜스듀서 복합체의 측정 감도를 향상시키는 방법
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제 10 항에 있어서,상기 공진기의 공진 각주파수(ωR)를 조절하여 상기 트랜스듀서 복합체의 측정 감도 증폭의 크기를 조절하는 단계(S5);를 더 포함하는,공진기를 포함하는 트랜스듀서 복합체의 측정 감도를 향상시키는 방법
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