KR101823779B1 - 복합 링형 압전체 및 이를 이용한 복합 링형 광대역 트랜스듀서 - Google Patents

복합 링형 압전체 및 이를 이용한 복합 링형 광대역 트랜스듀서 Download PDF

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조치영
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Abstract

본 발명은 공진주파수가 다른 33모드형 링형 압전체와 압전단결정과 비능동소자가 복합된 링형 압전체를 이용한 링형 광대역 트랜스듀서에 관한 것으로서, 특히 기존의 압전세라믹 소재를 적용한 링형 트랜스듀서와 비교하여 같은 크기의 링형 압전체에서 다른 공진주파수를 가짐으로서 광대역 주파수대역에서 높은 출력을 내면서도 소형화, 경량화 설계가 가능뿐만 아니라 제작 및 조립이 용이한 트랜스듀서이다.

Description

복합 링형 압전체 및 이를 이용한 복합 링형 광대역 트랜스듀서{COMPLEX RING TYPE PIEZOELECTRIC BODY AND COMPLEX RING TYPE WIDEBAND TRANSDUCER USING THE SAME}
본 발명은 공진주파수가 다른 33모드형 링형 압전체와 압전단결정과 비능동소자가 복합된 링형 압전체를 이용한 링형 광대역 트랜스듀서에 관한 것으로서, 특히 기존의 압전세라믹 소재를 적용한 링형 트랜스듀서와 비교하여 같은 크기의 링형 압전체에서 다른 공진주파수를 가짐으로서 광대역 주파수대역에서 높은 출력을 내면서도 소형화, 경량화 설계가 가능뿐만 아니라 제작 및 조립이 용이한 트랜스듀서이다.
수중에 있는 표적을 탐지할 때는 음파를 이용하는 소나(SONAR: Sound Navigation And Ranging)를 사용한다. 수중의 잠수함을 탐지하기 위해서도 소나가 사용되고 있으며, 잠수함을 탐지하기 위해 함정 등에 부착된 소나에서 발생된 음향 신호가 표적에 의해 반사된 반사신호로부터 잠수함 표적을 탐지하게 되고, 어뢰에 설치된 소나를 사용하여 표적의 위치를 최종 탐신한 후 공격하게 되므로, 잠수함은 적함의 소나에 탐지되지 않아야만 안전을 도모할 수 있다.
이에 따라 잠수함을 적의 공격으로부터 보호하기 위한 다양한 수단이 개발되고 있으며, 아군의 수상함이나 잠수함을 적의 어뢰 공격으로부터 방어하기 위한 수단으로 음향대항 기만기체계가 널리 사용되고 있다. 표적이 된 잠수함의 반사신호를 모사한 기만신호를 발생하는 수중물체를 발사하여 항주 하도록 함으로써 함 소나 또는 어뢰의 소나를 기만하게 된다. 물론 표적이 된 잠수함은 탐지 위치로부터 빠르게 회피기동을 한 후 무음항주 또는 무음잠항을 통해 적 어뢰에 의해 탐지되지 않아야 한다.
즉 함소나에서 사용하는 주파수를 포함하는 저주파 대역 또는 어뢰로부터 방사되는 고주파 대역의 음파를 잠수함으로부터 멀리 떨어진 곳에 기만기를 발사하여 고출력의 광대역의 음파를 수중에서 방사하여 어뢰를 기만시켜서 적 어뢰의 공격을 무력화시키게 되므로 충분한 기만 신호의 발생을 위하여 고출력 특성이 요구된다.
기존의 기만기용 음향센서는 압전세라믹 소재를 이용하여 공진주파수가 다른 여러개의 링형 압전체를 사용하여 광대역 성능을 구현하고 있다. 따라서 운용 주파수 대역이 넓어질수록 사용되는 링형 압전체의 개수가 증가할 뿐만 아니라 중량과 부피가 커지게 되며 특히 주파수 대역이 저주파 대역으로 갈수록 링형 압전체의 크기가 주파수에 반비례하여 커지게 된다. 따라서 기만기용 음향센서의 크기와 중량이 증가하여 수중에서 운용 가능한 음향센서의 설치에 제한될 뿐만 아니라 제작에 있어 링형 압전체의 조립에 문제점들이 발생하게 된다.
대한민국 등록특허 제 10-0517059호 (2005.09.26)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 압전단결정과 비능동소자를 교대로 배열하여 링 형태의 압전체를 구성하고, 이를 이용하여 링형 트랜스튜서를 구성함으로써, 동일한 크기의 링형 압전체를 사용하면서도 광대역 성능을 구현하며, 제작이 용이한 높은 출력의 수중 음향 트랜스듀서를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합 링형 압전체는 압전단결정소자(210)와 비능동소자(110)가 교대로 배열되어 링 형태로 형성된 복합 링형 압전체에 있어서, 상기 링의 외주면을 따라 형성되어 상기 복합 링형 압전체에 압축 응력을 가해주는 와이어(120);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 비능동소자(110)는 스틸, 알루미늄, 알루미나중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압전단결정소자(210)는 33모드형 압전 단결정소자인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 압전단결정소자(210)와 상기 비능동소자(110) 사이에 설치된 복수개의 전극판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복합 링형 압전체의 외주면과 상기 와이어(120) 사이에는 응고제가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 링형 광대역 트랜스듀서는 수중에서 광대역의 음파를 발생시키는 복합 링형 광대역 트랜스듀서에 있어서, 전기적신호에 의해 진동되어 반경방향으로 음향이 발생하는 하나 이상의 압전단결정 링형 압전체(200); 상기 압전단결정 링형 압전체(200)의 상측 또는 하측에 형성되고 상기 압전단결정 링형 압전체(200)와 직경이 동일하며 다른 공진주파수를 갖는 하나 이상의 복합 링형 압전체(100); 상기 압전단결정 링형 압전체(200) 및 상기 복합 링형 압전체(100)의 반경방향 내측을 관통하여 형성되고 상기 압전단결정 링형 압전체(200) 및 상기 복합 링형 압전체(100)가 장착되는 장착대(300); 상기 장착대(300)를 지지하는 지지구조물(400); 상기 복합 링형 광대역 트랜스듀서의 내부 수밀을 위해 상기 지지구조물(400)에 밀착되어 구비되는 음향 윈도우(500)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복합 링형 압전체(100)는 압전단결정소자(210)와 비능동소자(110)가 교대로 배열되어 링 형태로 형성되고, 상기 링의 외주면을 따라 형성되어 상기 복합 링형 압전체(100)에 압축 응력을 가해주는 와이어(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 압전단결정 링형 압전체(200)는 복수개의 압전단결정소자(210)가 연결되어 링 형태로 형성되고, 상기 링의 외주면을 따라 형성되어 상기 압전단결정 링형 압전체(200)에 압축 응력을 가해주는 와이어(220)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 비능동소자(110)는 스틸, 알루미늄, 알루미나중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압전단결정소자(210)는 33모드형 압전 단결정소자인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 압전단결정소자(210)와 상기 비능동소자(110) 사이에 설치된 복수개의 전극판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복합 링형 압전체(100)의 외주면과 상기 와이어(120) 사이에는 응고제가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 복합 링형 압전체(100)의 상면 및 하면에는 진동 절연층(600)이 더 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 압전단결정 링형 압전체(200)의 상면 및 하면에는 진동
절연층(600)이 더 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 음향 윈도우(500)는 폴리우레탄재질로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복합 링형 광대역 트랜스듀서는 헤드매스(550)를 더 포함하고, 상기 헤드매스(550)는 볼트(450)에 의해 상기 장착대(300)의 상단부에 고정됨으로써, 상기 장착대(300)에 장착된 상기 압전단결정 링형 압전체(200) 및 상기 복합 링형 압전체(100)는 상기 헤드매스(550)와 상기 지지구조물(400) 사이에서 고정지지 되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 압전단결정 링형 압전체(200)의 외주면과 상기 와이어(220) 사이에는 응고제가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 압전단결정소자(210)는 33모드형 압전 단결정소자인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 복수개의 압전단결정소자(210) 사이는 복수개의 전극판이 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합 링형 압전체는 사용되는 비능동소자를 달리하여, 동일한 크기를 유지하면서도 다른 공진주파수를 갖는 링형 압전체를 구성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 링형 광대역 트랜스듀서는 광대역의 공진특성을 갖기위해 동일한 크기의 링형 압전체를 사용할 수 있어 제작성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 링형 광대역 트랜스듀서는 압전세라믹 링형 트랜스듀서에 비해 동일한 주파수 대역에서 높은 출력을 갖고, 소형화, 경량화 설계가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 링형 광대역 트랜스듀서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 링형 압전체와 압전단결정 링형 압전체를 비교한 평면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 링형 압전체와 종래 기술의 압전세라믹 링형 압전체를 비교한 그래프이다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 링형 압전체(100)는 압전단결정 소자의 변위 방향과 분극 방향이 동일한 33모드로 구동되는 복수개의 압전 단결정소자(210), 복수개의 비능동소자(110) 및 이들을 감싸는 와이어로 구성된다.
상기 압전단결정소자(210)와 비능동소자(110)는 서로 교대로 배열되어 링 형태를 구성하게 된다. 이때 음파가 전방위로 발생되기 위해서는 서로 교대로 배열되는 것이 바람직하다. 상기 비능동소자(110)는 압전소자와 달리 전기적 신호가 인가되어도 분극이 일어나지 않아서 진동이 발생하지 않는 소자를 의미하고, 상기 압전단결정소자(210)와 크기가 동일하게 형성되어야 한다. 상기 비능동소자(110)는 스틸, 알루미늄, 알루미나중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 전기적 신호가 인가됨에 따라 진동이 발생하지 않는 재료의 범위내에서 다른 재료가 사용될 수 있다.
이때, 상기 압전단결정소자(210)와 상기 비능동소자(110) 사이에는 전극판(미도시)이 삽입되어 직렬 또는 병렬, 직/병렬 혼합으로 연결될 수 있으며, 전기가 가해짐에 따라, 각 압전단결정소자(210)에서 상기 링의 접선방향으로 변위가 발생하고, 상기 각 압전단결정소자(210)의 변위발생으로 인해 복합 링형 압전체(100)가 반경방향으로 운동을 하게 되고, 매질인 물에서 압력변화가 생겨 음파를 발생하게 된다.
상기 복합 링형 압전체(100)는 전압이 인가되었을 때 반경 방향으로 진동을 하게 되므로 인장응력이 가해지는 환경에서 불안정하기 때문에, 압전단결정소자(210)의 변위방향으로 발생하는 최대응력 보다 높은 일정 압축응력을 상기 복합 링형 압전체(100)에 가해주어야 한다. 이를 위해 상기 복합 링형 압전체(100)에 전응력을 인가할 수 있는 와이어(120)로 상기 복합 링형 압전체(100)의 외주면을 따라 감싸게 되고 상기 복합 링형 압전체(100)에 압축응력을 가해주게 된다.
또한, 상기 복합 링형 압전체(100)의 외주면과 상기 와이어(120)사이에는 응고제(미도시)가 도포되어 있어 일정 시간동안 굳어 압전단결정 소자(110)로 전응력을 가해줌으로써 손상을 방지할 수 있다. 이때 상기 응고제(미도시)는 상기 와이어(120)에 도포된 상태에서 상기 와이어(120)가 상기 복합 링형 압전체(100)의 외주면을 감싸는 방식으로 상기 복합 링형 압전체(100)의 외주면에 도포될 수도 있고, 상기 복합 링형 압전체(100)의 외주면에 도포된 상태에서 상기 와이어(120)가 감싸는 방식으로 형성될 수도 있다.
동일한 재료의 압전단결정을 사용하여 공진주파수가 다른 링형 압전체를 구성하기 위해서는 각 링형 압전체의 크기를 서로 다르게 구성해야 하므로, 크기가 서로 다른 복수개의 링형 압전체로 트랜스듀서를 제조하기 위해서는 그 제조과정이 복잡해지게 된다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따라 압전단결정소자(210)와 비능동소자(110)를 복합적으로 사용하여 교대로 배열하여 복합 링형 압전체(100)를 구성한 경우에는, 압전단결정소자(210)로만 구성된 압전단결정 링형 압전체(200)와 동일한 크기이면서도 상이한 공진주파수를 갖는 링형 압전체의 제조가 가능한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 링형 광대역 트랜스듀서는 압전단결정 링형 압전체(200)와 상기 압전단결정소자(210)와 비능동소자(110)를 교대로 배열하여 링 형태로 구성한 하나 이상의 복합 링형 압전체(100) 및 이들을 장착할 장착대(200), 상기 장착대(200)를 지지하는 지지구조물(300) 및 상기 링형 트랜스듀서 내부의 수밀을 위한 음향 윈도우(500)로 구성된다.
이때 상기 복합 링형 압전체(100)를 하나 이상으로 구성하는 경우에는 각각 다른 비능동소자를 사용한 복합 링형 압전체(100)로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 압전단결정 링형 압전체(200)와 복합 링형 압전체(100)는 동일한 크기를 갖도록 형성되므로, 내경 및 외경이 동일하고, 두께 역시 동일하게 형성된다.
상기 압전단결정 링형 압전체(200)와 복합 링형 압전체(100)는 반경방향 내측을 관통하여 형성되는 원기둥형태의 상기 장착대(300)에 장착된다. 이때 상기 장착대(300)에 장착된 상태에서 축방향을 따라 적층되도록 형성되어 될 수 있으며,
상기 지지구조물(400)에 대한 반사파를 방지하기 위해 공진주파수가 상대적으로 낮은 압전체가 상기 지지구조물(400)로부터 멀리 배치되는 것이 바람직하다.
상기 압전단결정 링형 압전체(200)의 상측 또는 하측에 상기 하나 이상의 복합 링형 압전체(100)가 형성될 수 있고, 이때 각 복합 링형 압전체(100)은 서로 다른 상기 비능동소자(110)를 사용하여 구성하는 것이 바람직하다. 이는 비능동소자를 어떠한 재료를 사용하는지에 따라 각각 다른 공진주파수를 갖는 복합 링형 압전체를 구성할 수 있으므로, 서로 다른 공진주파수를 갖지만 크기는 동일한 복수의 링형 압전체를 사용하여, 광대역의 링형 트랜스듀서를 구성하기 위함이다.
또한, 상기 전기적 신호에 의해 상기 압전단결정 링형 압전체(200)와 복합 링형 압전체(100)가 진동함에 따라 상기 압전단결정 링형 압전체(200)와 복합 링형 압전체(100)에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위해 상기 장착대(200)와 상기 압전단결정 링형 압전체(200)사이 및 상기 장착대(300)와 상기 복합 링형 압전체(100) 사이에는 각각 방열패드(350)가 형성 된다.
또한, 상기 원기둥형태의 장착대(300)의 축방향으로 적층되도록 장착된 각각의 링형 압전체(100,200)가 서로의 거동에 영향을 받지 않고 독립적으로 운동하기 위해, 상기 압전단결정 링형 압전체(200)의 축방향 상면과 하면에는 각각 진동 절연층(600)이 더 형성될 수 있으며 상기 복합 링형 압전체(100)의 축방향 상면과 하면에도 각각 진동 절연층(600)이 더 형성될 수 있다. 이때 상기 진동 절연층(600)은 상기 압전단결정 링형 압전체(200)와 복합 링형 압전체(100)와 내경 및 외경이 동일한 링 형태인 것이 바람직하다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 장착대(300)의 축방향 최상부 일정구간 및 최하부 일정구간에는 더미 링(700)이 장착될 수 있으나, 상기 더미 링(700) 대신 하나 이상의 상기 압전단결정 링형 압전체(200) 또는 복합 링형 압전체(100)가 추가로 장착될 수 있다. 이때도 상기 전기적 신호에 의해 각각의 링형 압전체(100,200)가 진동함에 따라 발생되는 열을 외부로 방출하기 위해 상기 장착대(300)와 상기 압전단결정 링형 압전체(200) 사이 및 상기 장착대(300)와 상기 복합 링형 압전체(100) 사이에는 방열패드(350)가 형성 된다. 상기 더미 링(700)이 장착된 경우에도 상기 더미 링(700)의 축방향 상면과 축방향 하면에는 진동 절연층(600)이 형성 될 수 있다.
상기 장착대(300)는 축방향 일측 단부가 상기 지지구조물(300)에 볼트(450)로 고정되며, 상기 링형 트랜스듀서 내부를 수밀하고, 외부 충격으로부터 보호하기 위해 상기 음향 윈도우(500)의 개구부가 상기 지지구조물(300)에 밀착되어 수밀 될 수 있다. 이때 상기 복합 링형 광대역 트랜스듀서에 전압이 인가되면, 각 링형 압전체(100,200)는 진동이 발생하므로, 각 링형 압전체(100,200)가 상기 장착대(300)에 장착된 상태에서 위치 고정을 위해, 상기 음향 윈도우(500)내부에 형성되고 상기 장착대(300)의 축방향 타측 단부에 볼트로(450) 체결되어 각 링형 압전체(100,200)의 위치를 고정시키는 헤드매스(550
)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 헤드매스(550)가 상기 장착대(300)의 타측 단부에 볼트(450)로 고정됨으로써, 상기 장착대(300)에 장착된 각 링형 압전체(100,200)는 상기 헤드매스(550)와 상기 지지구조물(400) 사이에서 압축지지력을 받아 위치가 고정지지 될 수 있다.
상기 음향 윈도우(400)의 재질은 물과 유사하고, 음파의 음향투과손실을 최소화하며, 깊은 수심에서 견딜 수 있도록 폴리우레탄 진공 몰딩으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3 및 도 4는 서로 다른 공진주파수를 갖는 링형 압전체의 송신
임피던스 및 송신 감도를 비교한 그래프이다. 이때, Case 1은 33모드형 압전세라믹을 이용한 링형 압전체로 Case 2의 33모드형 압전단결정을 이용한 링형 압전체(200)와 공진주파수가 동일하다. Case 3은 비능동소자(110)로 알루미늄을 사용한 복합 링형 압전체(100)이며(Case2 및 Case4와 크기 동일), Case 4는 비능동소자(110)로 알루미나를 사용한 복합 링형 압전체(100)(Case2 및 Case3과 크기 동일)이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, Case1의 압전세라믹 링형 압전체에 비해 Case2 의 압전단결정 링형 압전체(200)가 공진주파수는 동일하지만 더 나은 효율을 확인할 수 있고, Case3내지 Case4는 Case2의 압전단결정소자(210)와 상기 압전단결정소자와 동일한 크기의 비능동소자(110)를 교대로 배열하여 복합 링형 압전체(100)를 구성함에 따라, Case1보다 더 나은 효율을 유지하면서도 Case2와 크기는 동일하고, 서로 다른 공진주파수를 갖게 됨을 확인할 수 있다.
또한, 도 4 에 도시된 바와 같이, Case2는 Case1 에 비해 동일한 공진주파수에서 더 높은 음향출력을 확인할 수 있고, Case2의 압전단결정소자(210)와 상기 압전단결정소자(210)와 동일한 크기의 비능동소자(110)를 교대로 배열하여 복합 링형 압전체(100)를 구성한 Case3 및 Case4는 Case2와 같이Case1에 비해 더 높은 음향출력을 가지면서도, Case2와는 크기는 동일하지만, 서로 다른 공진주파수를 갖게 됨을 확인 할 수 있다.
즉, 동일한 재료의 압전단결정을 사용하여 공진주파수가 다른 링형 압전체를 구성하기 위해서는 각 링형 압전체의 크기를 서로 다르게 구성할 수밖에 없고, 크기가 서로 다른 복수개의 링형 압전체로 트랜스듀서를 제조하기 위해서는 그 제조과정이 복잡해지게 된다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따라 압전단결정소자(210)와 비능동소자(110)를 복합적으로 사용하여 교대로 배열하여 복합 링형 압전체(100)를 구성한 경우에는, 종래 압전세라믹소자를 사용한 링형 압전체에 비해 더 높은 효율과 압전단결정소자(210)로만 구성된 압전단결정 링형 압전체(200)와 동일한 크기이면서도 상이한 공진주파수를 갖는 링형 압전체의 제조가 가능하다. 또한 서로 다른 비능동소자(110)를 사용하여 서로 다른 공진주파수를 갖는 복합 링형 압전체(100)를 구성할 수 있다.
따라서, 동일한 크기의 서로 다른 공진주파수를 갖는 복수의 링형 압전체를 사용하여 광대역의 트랜스듀서를 구성할 수 있게 되는 것이다.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 (이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예 일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
100 : 복합 링형 압전체
110 : 비능동소자
120 : 와이어
200 : 압전단결정 링형 압전체
210 : 압전단결정 소자
220 : 와이어
300 : 장착대
350 : 방열패드
400 : 지지구조물
450 : 볼트
500 : 음향 윈도우
550 : 헤드매스
600 : 진동 절연층
700 : 더미 링

Claims (19)

  1. 압전단결정소자와 비능동소자가 교대로 배열되어 링 형태로 형성된 복합 링형 압전체에 있어서, 상기 링의 외주면을 따라 형성되어 상기 복합 링형 압전체에 압축 응력을 가해주는 와이어;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 링형 압전체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비능동소자는 스틸, 알루미늄 및 알루미나중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 링형 압전체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 압전단결정소자는 33모드형 압전 단결정소자인 것을 특징으로 하는 복합 링형 압전체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 압전단결정소자와 상기 비능동소자 사이에 설치된 복수개의 전극판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 링형 압전체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복합 링형 압전체의 외주면과 상기 와이어 사이에는 응고제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 복합 링형 압전체.
  6. 삭제
  7. 수중에서 광대역의 음파를 발생시키는 복합 링형 광대역 트랜스듀서에 있어서,
    전기적신호에 의해 진동되어 반경방향으로 음향이 발생하는 하나 이상의 압전단결정 링형 압전체;
    상기 압전단결정 링형 압전체의 상측 또는 하측에 형성되고 상기 압전단결정 링형 압전체와 크기가 동일하며 다른 공진주파수를 갖는 하나 이상의 복합 링형 압전체;
    상기 압전단결정 링형 압전체 및 상기 복합 링형 압전체의 반경방향 내측을 관통하여 형성되고, 상기 압전단결정 링형 압전체 및 상기 복합 링형 압전체가 장착되는 장착대;
    상기 장착대를 지지하는 지지구조물; 및
    상기 복합 링형 광대역 트랜스듀서의 내부 수밀을 위해 상기 지지구조물에 밀착되어 구비되는 음향 윈도우를 포함하고,
    상기 복합 링형 압전체는 압전단결정소자와 비능동소자가 교대로 배열되어 링 형태로 형성되고, 상기 링의 외주면을 따라 형성되어 상기 복합 링형 압전체에 압축 응력을 가해주는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 압전단결정 링형 압전체는 복수개의 압전단결정소자가 연결되어 링 형태로 형성되고, 상기 링의 외주면을 따라 형성되어 상기 압전단결정 링형 압전체에 압축 응력을 가해주는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 비능동소자는 스틸, 알루미늄, 알루미나중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 압전단결정소자는 33모드형 압전 단결정소자인 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  11. 제 7항에 있어서
    상기 압전단결정소자와 상기 비능동소자 사이에 설치된 복수개의 전극판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 복합 링형 압전체의 외주면과 상기 와이어 사이에는 응고제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 복합 링형 압전체의 상면 및 하면에는 진동 절연층이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  14. 제 7항에 있어서,
    상기 압전단결정 링형 압전체의 상면 및 하면에는 진동 절연층이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  15. 제 7항에 있어서,
    상기 음향 윈도우는 폴리우레탄재질로 형성된 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  16. 제 7항에 있어서,
    상기 복합 링형 광대역 트랜스듀서는 헤드매스를 더 포함하고, 상기
    헤드매스는 볼트에 의해 상기 장착대의 상단부에 고정됨으로써, 상기 장착대에 장착된 상기 압전단결정 링형 압전체 및 상기 복합 링형 압전체는 상기 헤드매스와 상기 지지구조물 사이에서 고정지지되는 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  17. 제 8항에 있어서,
    상기 압전단결정 링형 압전체의 외주면과 상기 와이어 사이에는 응고제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  18. 제 8항에 있어서,
    상기 압전단결정소자는 33모드형 압전 단결정소자인 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.
  19. 제 8항에 있어서,
    복수개의 압전단결정소자 사이는 복수개의 전극판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 복합 링형 광대역 트랜스듀서.

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001069595A (ja) * 1999-08-27 2001-03-16 Olympus Optical Co Ltd 超音波トランスデューサーの製造方法
KR101350259B1 (ko) * 2012-12-14 2014-01-16 한국세라믹기술원 볼트 조임 랑쥬반형 압전 진동 장치

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