[초음파응용]초음파의 이해와 기술 응용 사례

목차

1. 머리말

2. 초음파의 이해
1) 초음파란 무엇인가?
2) 초음파의 정의와 응용
3) 초음파의 역사
4) 초음파 종류
5) 초음파의 발생 원리
6) 음파의 분류

3. 초음파 기술 응용 사례
1) 초음파 세정
2) 초음파 점도계
3) 초음파 현미경

4. 초음파의 생물학적 효과
1) 포유동물에서의 실험적인 초음파 생체작용에 관한 공시
2) 진공부 형성(cavitation)

5. 맺음말

참고 문헌

본문내용

이기에 V(z) 곡선이라고 흔히 일컬어진다. 표면파의 전파경로 길이 변화에 따른 위상 변화로 음과 양의 간섭이 반복되어 V(z) 곡선은 주기성을 띤 형태로 나타난다. 이 주기로부터 표면파의 속도가 구해지고 진폭 감소로부터 감쇠계수가 구해진다. 표면파의 속도는 소재의 밀도와 탄성계수의 함수이므로 궁극적으로 탄성계수가 구해진다. 시편을 한단계씩 회전시키면서 이 측정을 반복하여 이방성 소재의 각 방향별 음향특성을 측정한다. 즉 소재 표면에서의 전파방향별 표면파 속도를 구할 수 있다. 이기술을 특히 박막의 특성에 대한 비파괴평가 방법으로 활용하여, 단일층으로 구성된 박막의 탄성계수를 구하거나 초격자 다층 박막의 탄성계수를 구하는 데에 활용하였다.작용응력에 의해 탄성파 속도가 변화하는 음탄성(acoustoelastic)효과에 근거하여 비접촉 방식으로 국부 응력을 측정하는 데에도 초음파 현미경을 활용하였다. 통상의 표면파 측정 기술이 파동 생성과 수신을 위해 두 개의 센서를 필요로 하고 cm 수준의 비교적 큰 거리의 평균값을 얻게하는 것과 달리, 초음파 현미경 기술은 mm 수준의 지엽적인 표면 응력 측정에 사용될 수 있다.
4. 초음파의 생물학적 효과
1) 포유동물에서의 실험적인 초음파 생체작용에 관한 공시
저 메가헤르쯔(MHz) 영역 100mW/cm2이하의 음향강도*에서 포유동물 조직에 개별적으로 확인된 유의할만한 생체작용은 없다. 더 나아가서 초음파 조사시간**으로는 1초 이상 500초 사이, 또는 더 높은 강도를 사용하였더라도, 음향강도*와 조사시간의 곱이 50Joule/cm2이라라면 하등의 생체작용을 감지할 수 없다.
* 수 중의 자유음장 중에서 측정된 SPTA(spatial peak temporal average) 강도.
** 전시산 : 반복펄스 조사로서 off-time, don-time을 포함한다.
2) 진공부 형성(cavitation)
액체 내에서 강한 초음파 음속은 액체에 용해되어 있는 기체(gas)로부터 아주 작은 물방울을 발생시킬 수 있다. 음속이 진행되고 있는 도안 공기방울은 커져서 음을 반사시키는 매체가 된다. 음속범위 내에서 진동으로 cavitiation bubble의 범위는 호가대되고 동시에 그 부위의 수축이 일어난다. 이 결과 주직입자의 전이(displacement)가 생긴다. Cavitation은 두 가지 형태로 구분된다. 즉 음속의 진동과 함께 기포가 생성되는 stabel cavitation, 그리고 진동이 강해서 기포가 쇄약되는 일시적인 cavitation인 transient cavitation으로 분류된다. 그러나 어트 형태의 cavitation도 wlseksdydd 초음파 음속에서는 증명된 바는 없다.
※ 기타
Echo 용어
Diffuse echo
Homogeneous echo
heterogeneous echo
Mixed echo
Complex echo
Hypoechoic Echo
Iso echoic
Echogenic
Echo free
확산(미만)
균등
불균등
혼합
복합체
주변 echo 보다 낟은
동일한
강한 반사
에코가 없는
5. 맺음말
초음파의 물리적 현상은 백여년 전부터 이미 이론적으로 확립되어 왔으면서도, 초음파 기술에 관한 연구가 지금도 많은 사람들에 의해 활발히 진행되고 있고, 최신 응용 사례들이 속속 보고되고 있다. 관심있는 사람들의 창의적인 아이디어에 따라 그 용용범위가 더욱 넓어지리라 기대한다.
참고 문헌
이토：초음파의 이야기, 일간공업신문사, 1992.
대나무원：특집 「초음파의 응용과 제작」,　엘렉트로닉스 라이프,Oct,1991.
초음파 TECHNO 편집 위원회：초음파 TECHNO,　일본 공업 출판 주식회사.

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