A Study on the Transducer Calibration for Acoustic Emission Measurement

AE 측정을 위한 탐촉자의 보정에 대한 고찰

In order to investigate the source mechanism of micro cracks through acoustic emission measurement induced by rock fracture, careful calibration of the entire linkage of the detecting system, from the transducers to transient recorder, is an essential requirement prior to testing. Transducers and digitiging system are generally the weakest links in the measurement system because they must translate mechanical motions into digital electric signals. In this study, PAC piezoelectric pressure transducers are calibrated with a standard NBS conical shaped displacement transducer and a DG piezoelectric displacement transducer. The NBS and PAC transducers are insensitive to changes in horizontal impingement angle but sensitive to changes in incident angle. The ray path along the logitudinal axis of the tranducer produced a maximum response while the ray path perpendicular to the transducer axis gave a minimum. And a difference in individual transducers factor for a peak-to-peak amplitude of PAC transducers was within 40%. An average PAC transducer coefficient was determined as 77mv/pm by an absolute calibration test using NBS transducer.

암석 시료의 파괴시에 발생하는 AE신호를 측정하여 파괴와 관련된 미세균열의 발생원에 대한 연구를 위하여서는 탐촉자에서 기록장치까지 전과정에 대한 검증이 필요하다. 특히 탐촉자는 기계적인 진동을 전기신호로 전환하는 기능을 가진 예민한 장치로서 다양한 인자에 의하여 예민도가 달라질 수 있기 때문에 보정시험을 실리하여야 한다. 압전 압력형 PAC 탐촉자를 NBS나 DG의 변위형 탐촉자에 의하여 보정하는 시험을 실시하였다. NBS 및 PAC탐촉자는 파의 입사방위각에는 무관하나 입사각에는 예민하게 반응한다. 즉, 입사각이 $90^{\circ}$ 일 때에는 입사각 $15^{\circ}$ 이하 일 때보다 약 10배의 큰 출력을 나타내었다. 또한, 시험에 사용된 PAC 탐촉자가의 경우 강도에 대한 개별 예민도의 차이가 최대 약 40%이었다. 압력형 PAC 탐촉자는 변위형 표준탐촉자로 절대치 보정시험을 실시한 결과 보정계수는 평균 77mv/pm이었다.