Wavelet Analysis of Ultrasonic Echo Waveform and Application to Nondestructive Evaluation

초음파 에코파형의 웨이브렛 변환과 비파괴평가에의 응용

Recently, advanced signal analysis which is called "time-frequency analysis" has been used widely in nondestructive evaluation applications. Wavelet transform(WT) and Wigner Distribution are the most advanced techniques for processing signals with time-varying spectra. Wavelet analysis method is an attractive technique for evaluation of material characterization nondestructively. Wavelet transform is applied to the time-frequency analysis of ultrasonic echo waveform obtained by an ultrasonic pulse-echo technique. In this study, the feasibility of noise suppression of ultrasonic flaw signal and frequency-dependent ultrasonic group velocity and attenuation coefficient using wavelet analysis of ultrasonic echo waveform have been verified experimentally. The Gabor function is adopted the analyzing wavelet. The wavelet analysis shows that the variations of ultrasonic group velocity and attenuation coefficient due to the change of material characterization can be evaluated at each frequency. Furthermore, to assure the enhancement of detectability and naw sizing performance, both computer simulated results and experimental measurements using wavelet signal processing are used to demonstrate the effectiveness of the noise suppression of ultrasonic flaw signal obtained from austenitic stainless steel weld including EDM notch.

초음파 에코파형의 시간-주파수해석법으로 Wigner 분포와 웨이브렛 변환 등과 같은 새로운 신호처리 기법이 비파괴평가 분야에 널리 응용되고 있다. 본 연구에서는 웨이브렛 변환(wavelet transform)에 의한 음속과 감쇠계수의 주파수의존성과 초음파 결함신호의 잡음제거의 유용성 유무를 실험적으로 검증하였다. Gabor 함수를 웨이브렛의 기본함수로 사용하였다. 초음파의 에코파형에 포함된 각 주파수성분의 속도와 감쇠계수의 주파수의존성을 추정할 수 있었으며, 초음파탐상에서 결함의 검출능 향상과 결함크기 산정의 정량화에 접근하기 위해 웨이브렛 변환에 의한 S/N비 신호처리 시뮬레이션 결과를 오스테나이트강 스테인레스 용접부에 가공한 EDM 노치의 초음파 결함신호에 적용한 결과 임상에코를 저감하고 S/N비를 개선하는 것이 가능하였다.