전기 없이 소리 10배로 키운다
기계硏, 인공구조물 이용 무전원 음향 신호 증폭기술 개발[머니투데이 류준영 기자] [기계硏, 인공구조물 이용 무전원 음향 신호 증폭기술 개발]
인공구조물을 통해 음파를 10배까지 증폭시켜 송·수신할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 이 기술은 초음파, 의료기기, 비파괴검사 등 다양한 분야에 활용될 전망이다.
2일 한국기계연구원 나노자연모사연구실 송경준, 허신 박사팀은 부경대 기계공학과 김제도 교수팀과 공동으로, '지그재그 형태'의 인공구조물을 통해 음파 경로를 제어함으로써 이 구조물을 통과하는 음향 신호를 전원없이 최대 10배까지 증폭하는 데 성공했다고 밝혔다.
연구진은 소리의 파장보다 작은 초소형 인공구조물을 지그재그 형상으로 설계하고, 외부 음파 신호가 이 구조물을 통해 센서에 전달되게 했다.
이 경우, 구조물을 통과하는 음파의 진행 경로가 증가돼 기존 공기나 물 등 신호를 전달하는 자연계 매질이 가지지 못하는 고굴절률과 고임피던스(음파전달 매질의 고유한 물성, 매질 내의 속도와 음압 사이의 비율)의 특성이 나타나게 된다.
고굴절률과 고임피던스를 동시에 구현하면 음파의 진행속도를 줄여 소리를 작은 공간에 집중시킬 수 있어 음압 증폭이 가능하다.
이를 통해 연구진은 별도의 전원 없이 인공구조물만 활용해 음압을 증가시켜, 기존의 음향 시스템의 송·수신 감도를 10배 향상시키고, 기존에 감지가 불가능하였던 미세한 신호까지 감지하는 데 성공했다고 설명했다.
또 인공구조물의 형상을 변화시켜 신호의 증폭률과 공진주파수도 자유자재로 조절할 수 있을 뿐 아니라, 인공구조물이 신호 파장의 10분의 1인 구조물을 기반으로 제작되기 때문에 초음파 등 파장이 극히 짧은 송수신 시스템에는 기기장치의 초소형화가 가능하다.
송 박사는 "이번 기술은 향후 초음파, 의료기기, 비파괴검사를 비롯해 플랜트 안전진단 분야와 수중통신 분야에도 활용이 가능할 것으로 예상된다"고 말했다.
류준영 기자 [email protected]
인공구조물을 통해 음파를 10배까지 증폭시켜 송·수신할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 이 기술은 초음파, 의료기기, 비파괴검사 등 다양한 분야에 활용될 전망이다.
2일 한국기계연구원 나노자연모사연구실 송경준, 허신 박사팀은 부경대 기계공학과 김제도 교수팀과 공동으로, '지그재그 형태'의 인공구조물을 통해 음파 경로를 제어함으로써 이 구조물을 통과하는 음향 신호를 전원없이 최대 10배까지 증폭하는 데 성공했다고 밝혔다.
↑ 고성능 무전원 신호 증폭이 가능한 음향 증폭 구조물/사진=기계硏
이 경우, 구조물을 통과하는 음파의 진행 경로가 증가돼 기존 공기나 물 등 신호를 전달하는 자연계 매질이 가지지 못하는 고굴절률과 고임피던스(음파전달 매질의 고유한 물성, 매질 내의 속도와 음압 사이의 비율)의 특성이 나타나게 된다.
고굴절률과 고임피던스를 동시에 구현하면 음파의 진행속도를 줄여 소리를 작은 공간에 집중시킬 수 있어 음압 증폭이 가능하다.
↑ 송경준 박사/사진=한국기계연구원 나노자연모사연구실
또 인공구조물의 형상을 변화시켜 신호의 증폭률과 공진주파수도 자유자재로 조절할 수 있을 뿐 아니라, 인공구조물이 신호 파장의 10분의 1인 구조물을 기반으로 제작되기 때문에 초음파 등 파장이 극히 짧은 송수신 시스템에는 기기장치의 초소형화가 가능하다.
송 박사는 "이번 기술은 향후 초음파, 의료기기, 비파괴검사를 비롯해 플랜트 안전진단 분야와 수중통신 분야에도 활용이 가능할 것으로 예상된다"고 말했다.
류준영 기자 [email protected]
자 어떤거에 응용되는지 알아볼까요?
무전력 확성기, 무전력 이동식 스피커, 무전력 보청기등등
응용분야가 무궁무진할것 같습니다.
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