초음파센서

소개글

초음파센서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

● 서론
● 본론
제 1장. 초음파의 발생
제 2장. 초음파 센서의 기본구조
제 3장. 초음파 센서의 기본 작동원리
제 4장. 초음파 센서의 사용법
제 5장. 공중 초음파 센서
제 6장. 고주파 초음파 센서
제 7장. 초음파 센서의 응용
제 8장. 압전형 초음파센서
● 결론

본문내용

용이 가능하다.
8-2. 압전형 초음파 센서의 구조
비파괴시험에 사용되는 압전 소자를 이용한 초음파 센서는 종파 , 횡파, 표면파 등의 파의 종류, 크기, 범위, 각도, 진동수 등 여러 변수에 따라 다양하지만 몇가지 기본적인 성분으로 구성되어 있다.
그림1에 보이는 바와 같이 압전소자 ,wear plate 또는 쐐기(wedge), backing, 전기적 기계적 matching 부분, damper 또는 연결 부품, housing 이있다. 압전소자의 앞에 붙어 있는 wear material은 깨지기 쉬운 압전 소자를 보호하면서 시험제에 초음파의 전달이 용이하도록 음향임피던스 등을 고려하여 사용되며, 보통 수직형인 경우 재질을 Aluminium oxide로 한 평판을 사용하고 경사각형인 경우 플라스틱을 각도에 맞게 성형한 쐐기 모양의 것을 사용한다. Backing은 압전 소자로부터 뒤쪽 방향으로 전달되는 초음파를 흡수, 산란시키는 역할을 하며, 주로 여러 종류의 분말에 exopy를 혼합하여 굳혀 사용하거나 고무계통의 물질이 사용된다. Housing은 전자파 차단을 위하여 금속 재료가 사용되고 압전 소자와의 사이에 절연 및 방음 재료가 사용되기도 한다. 일반적으로 그림 1 의 수직형 센서는 종파나 횡파용으로 그림 1 의 경사각형 센서는 주로 횡파나 표면파용으로 사용되며 1는 분할형 센서로 표면 근처의 시험에 용이한 구조를 지니고 있으며 쐐기의 각도와 중간에 damper의 역할이 중요하다.
● 결론
지금까지 살펴본 초음파 센서는 많은 분야에서 널리 활용되고 있다. 특히 비파괴 검사 분야에선 초음파 센서의 활용도가 굉장히 크다. 어떠한 물체를 파괴하지 않고 내용물이나 구조를 확인하고 조사할 수 있는 기술은 바로 초음파 센서가 있었기에 가능한 일이었다. 건축물의 내부 골조 조사나 완성품의 품질 조사등을 할 때는 파괴하지 않고 검사해야한다. 만약 초음파 센서가 없었다면 이러한 비파괴 검사는 불가능 하였을 것이다.
이렇듯 초음파 센서는 다양한 응용성으로 국내외에서 연구용 뿐 아니라 산업계, 의학계 등 에서 널리 활용되고 있다. 지금도 좀더 강한 초음파 에너지의 발생, 공기 중에서의 응용 및 콘크리트와 같이 감쇠가 심한 재로의 효과적인 시험 등을 위하여 압전 재료등의 새로운 구성 재료의 개발과 신기술에 대한 연구가 지속되고 있다.
그러나 이러한 응용제품의 개발은 주로 일본을 주축으로한 선진국에 의해 이루어지고 있으며 국내의 경우 경험 및 기술부족으로 인해 대부분의 업체에서 완제품 또는 소자를 수입하여 조립 판매하고 있는 실정으로, 핵심부품인 압전 세라믹스에 대한 원천기술 확보가 절실하게 요구되고 있다.
중요 부품인 압전 세라믹스 분야에서 세계시장의 성숙과 함께 국내 시장도 활성화되고 있다. 그리고 세계시장의 구조에서 일본이 차지하는 비중이 점차 작아지고, 우리나라를 비롯한 대만, 중국 등의 나라들이 성장하고 있는 실정이다. 그러나 우리나라의 경우 전체의 국내시장의 약 60%는 아직도 수입에 의존하고 있다는 취약점을 가지고 있으며, 이것이 대일본 무역 역조의 한 가지 요인으로 지적되고 있는 실정이다.
국내 전자 산업계는 반도체, 휴대 단말기 등 특정분야에서 세계를 선도할 만한 수준의 경쟁력을 가지고 있다. 그러나 원천기술 및 융합기술의 학보 미흡으로 압전 세라믹스와 같은 부품소재 산업분야에서 수입의존도가 상당히 높은 것으로 나타나 있다. 이와 같은 기술산업시장 환경을 고려해 볼 때, 압전 세라믹스 산업의 중점적인 지원 및 기술 개발 환경 개선, 투자 확대 등이 이루어 져야할 것이다.
앞으로 우리나라가 세계의 경쟁에서 살아남으려면 여러 가지 최첨단 기술을 개발하는 것이 중요하다. 그렇지만 그러한 최신 기술을 이용하여 제품을 생산해 내는 것에서 그쳐선 안된다. 지속적인 발전과 연구를 위해서는 제품의 품질 관리가 기술 개발 만큼이나 중요하다. 이러한 품질 관리는 이번에 조사한 초음파 센서를 이용한 비파괴 검사에 의해서 이루어진다. 완성된 제품을 품질조사를 위하여 파괴하여 그 내용을 조사할 수는 없는 것이다. 물론 임의로 무작위로 하나를 골라서 분해하여 검사할 수 있지만 전반적인 모든 제품의 품질관리를 하려면 그러한 방법은 불가능 한 것이다. 따라서 초음파 센서를 이용한 비파괴 검사 분야를 더욱 연구하여 제품을 뜯어보지 않고도 그 제품의 내용을 확실히 알 수 있는 그러한 초음파 센서가 나오면 계속적인 품질 관리도 할 수 있고 결점을 찾아내고 보안해 냄으로써 기술 개발도 할 수 있을 것이다.
또한 초음파 센서는 그러한 비파괴 검사 분야에서만 이용되는 것은 아니다. 제철공정의 경우 초음파 진동의 원리를 이용하면 탈지, 산세 등의 각종 전처리 공정에서 강판의 세척효율을 높일 수 있으며, 도금공정에 적용할 때 전류밀도 증가, 광택도 향상, Pin hole 방지 등의 효과가 얻어질 수 있다
- 베어링 등 각종 기계부품의 세척
- 탈지, 산세 등 도금공정의 전처리
- 교반, 분산작용을 이용한 도금품질 개선
- 액체의 무화에 의한 가습기, 소독기용 소자
- 강한 Power를 이용한 연마기, 믹서, 커터, 가공기용 소자
이 처럼 초음파라는 범주의 연구 분야에는 여러 분야가 있다. 앞으로 이 초음파 분야에 대해 열심히 연구하고 공부하면 현재 대부분의 초음파 소자들과 제품들을 외국에서 수입하여 쓰고 있는데 우리나라의 기술력으로 이러한 제품들을 만들어서 세계속의 경제 전쟁에서 우위를 점할 수 있는 그런 기술을 가질 수 있을 것이다.
<참 고 문 헌>
김병극 <한국 표준과학연구원 방재기술연구센터> ,초음파 탐촉자의 종류와 응용
전기전자재료 학회지 제 12 권 (1999년 1월)
조봉희 ,손은영 ,김현재 ,박창엽 ,초음파 센서용 PZT-PNN 압전세라믹스에 MnO2 첨가가 미치는 영향, 전기전자재료 학회지 제 1 권 제 4 호
http://fctic.kangnung.ac.kr/pdsdown/board/12/20035/압전세라믹스.pdf
초음파와 그 사용법, 이종락 역판, 세화 출판사
naver 오픈 사전 검색
http://nokisser.com/ssc/ks_sld005.htm