Tonpilz 트랜스듀서의 성능에 미치는 압전소재의 영향
Effects of piezoelectric material on the performance of Tonpilz transducer using finite element method
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초록
Tonpilz 트랜스듀서의 거동에 미치는 압전 소재의 형상과 크기의 효과에 대하여 유한요소법을 통한 컴퓨터 모사를 통하여 연구하였다. 도넛 형태의 압전체의 직경과 높이 그리고 쌓아올린 stack의 수를 변수로 고려하였고 최종적으로소재 자체를 특성이 뛰어난 단결정 소재로 변환하였을 때 그 특성인 출력과 TVR 대역폭이 어떻게 변하는지를 모사하였다. 그 결과, 리랙서 단결정을 활용함으로써 같은 구조에서 출력을 10배 정도 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
Abstract
Effects of the shape and size of the piezoelectric materials on the performance of tonpilz transducers were studied with a computer simulation using a finite element method (FEM). The diameter and height of the donut-shaped piezoelectric ceramics head mass were changed as variables. And the effect of the stack number was also investigated. Finally, if the piezoelectric ceramics were changed to a piezoelectric single crystal having high piezoelectric constants, how the performances especially, the output power and the TVR transmittance were affected was simulated by FEM. As a result, the output of transducer could be increased to 10 times of PZT-4 with replacement of relaxor single crystal of the same size.
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