• 비파괴검사학회지
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• 제32권5호
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• pp.564-572
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• 2012

본 논저에서는 하모닉 영상을 소개하고, 그 원리를 및 물리적 특성을 기존 초음파 영상과 대비하여 기술한다. 인체 조직의 경계에서 반사하는 초음파 에코를 이용한 기존의 초음파 영상의 원리를 제시하고 하모닉 성분을 생성하는 비선형 초음파 전파 과정을 개념적으로 기술한다. 초음파 에코 신호로부터 하모닉 성분을 효율적으로 추출하는 pulse inversion technique를 소개하고 구현된 하모닉 영상이 종래의 초음파 영상과 비교하여 장점을 요약한다. 하모닉의 생성 기전에 따라 하모닉 영상을 분류하고 하모닉 영상을 기존의 초음파 영상과 비교한다. 하모닉 영상의 임상적 중요성, 향후 전망 및 새로운 연구 분야를 언급한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권5호
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• pp.458-463
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• 2010

음향 비선형성은 재료 물성의 미세한 변화에 민감하기 때문에, 이를 측정하는 비선형 초음파 기술은 재료의 열화나 피로를 평가할 수 있는 기법으로 연구되어 왔다. 하지만 벌크파를 이용하는 일반적인 비선형 초음파 기법은 얇은 판재에 적용하는 것에는 여러 한계가 있다. 이와 같은 경우에는 비선형 Lamb 파의 사용을 생각할 수 있지만, Lamb 파는 벌크파와 매우 다른 전파 특성을 가지고 있어 그 비선형 특성에 대한 별도의 연구를 필요로 한다. 이를 위해 본 연구에서는 Lamb 파에서 비선형성에 의해 전파하면서 누적 성장할 수 있는 2차 고조파 모드의 발생 조건을 분석하였으며, 그 결과 네 가지 조건, 즉 (1) phase matching, (2) non-zero power flux, (3) group velocity matching, (4) non-zero out-of-plane displacement 를 제시하였다. 그리고 제시된 조건으로 알루미늄 판재에 대책 실험한 결과 이론 예측과 동일하게 전파 거리에 따라 2차 고조파 성분의 크기와 비선형 파라미터가 증가하였고, Al6061-T6 과 Al1100-H14에서 측정된 상대적인 비선형 파라미터의 비율이 이론적인 비율과 근접함을 보였다.

• 한국광학회지
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• 제28권4호
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• pp.158-165
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• 2017

광 흡수체로부터 측정되는 광음향 신호의 크기가 광 흡수계수 값의 증가에 따라 증가하다가 포화되는 광음향 비선형성에 대한 기존의 분석에서는 초음파 측정기의 물리적 형태를 고려하지 않았다. 이 논문에서는 초음파 측정기의 구면 초점 형태가 광음향 비선형성에 미치는 영향을 분석하였다. 구면 초점 초음파 측정기의 공간 필터링에 의한 광음향 공명 현상을 고려하고 기존의 광음향 비선형성에 대한 연구 방법을 보완하여 구면 초점 초음파 측정기로 측정한 광음향 신호에 대한 해석식을 이론적으로 유도하였다. 이 해석식에 의한 결과는 광음향 신호가 특정한 광 흡수계수 값에서 최대값을 나타내고 최대값 이후로는 광 흡수계수 값의 증가에 따라 오히려 감소함을 보였다. 주파수 영역에서 구면 초점 초음파 측정기에 의해 측정된 광음향 신호의 공명 스펙트럼과 초음파 측정기의 주파수 전달 함수를 비교하여 이 기존의 통념과는 다른 특징을 보이는 광음향 비선형성을 이해하였다. 또한, 이 주파수 영역에서의 물리적 해석으로 인해 광음향을 발생시키는 광 흡수체 내부의 광 조도 형태도 광음향 비선형성에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권4호
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• pp.376-387
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• 2012

비선형 스프링 모델과 섭동법을 기초로 비선형 균열면에 경사 입사된 초음파에 의해 발생되는 2차 고조파 초음파의 크기를 계산하였다. 비선형 균열계면에서 만들어지는 반사파와 굴절파의 기본주파수 성분과 2차 고조파 성분의 크기를 입사각과 균열계면의 계면강성을 변화키면서 조사하였다. 계면강성에 관계없이 균열계면이 초음파 진행 방향과 비슷한 경우 반사와 굴절파 모두에서 2차 고조파의 발생은 거의 없었지만, 그렇지 않은 경우에는 계면 입사각은 물론 계면 강성에 따라 2차 고조파의 크기는 크게 변화하였다. 투과파는 물론 반사파에서도 2차 고조파 성분이 유의성 있게 발생됨을 수치 해석을 통해 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.145-152
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• 2010

본 논문에서는 비선형 초음파 기법을 이용하여 SUS316L 재료 시편에서의 피로열화를 평가한 연구의 결과를 보고한다. 초음파의 비선형성은 입사 주파수 성분의 크기와 2차 고조파 성분의 크기 비로 정의되는 상대적 비선형 파라미터에 의해 측정된다. 실험을 위해 접촉식 탐촉자를 이용한 계측시스템을 구성하였으며, 안정된 비선형 파라미터의 측정이 가능하도록 계측시스템 자체에서 발생되는 고조파 성분을 억제하고 계측 조건이 일관되게 유지되도록 하였다. 시편으로는 SUS316L 재료의 두 가지 피로열화 시편이 사용되었다. 하나는 봉형으로 회전굽힘피로를 가한 시편이고, 다른 하나는 판형으로 인장피로를 가한 시편이다. 피로조건은 모두 고주기 피로에 해당한다. 전자는 피로가 누적되는 과정에서 비선형 파라미터가 어떻게 변화하는지를 관측하는데 이용되었고, 후자는 피로를 가한 후 피로응력이 집중되는 위치와 그 외 위치에서의 비선형 파라미터의 차이를 관측하는데 이용되었다. 측정결과 비선형 파라미터는 두 가지 시편 모두에서 피로도와 강한 상관성을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.725-731
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• 2013

본 논문은 시뮬레이션을 통해 다수의 초음파 발신부로부터 순차적으로 발생되는 초음파를 공간 내에서 자유롭게 움직이는 여러개의 이동형 개체들에 각각 장착된 초음파 수신부가 수신하여 각 개체의 위치를 스스로 계산할 수 있는 시스템을 제안한다. 이 시스템은 적절한 위치에 고정 장착된 3개 이상의 초음파 발신부에 의해 정의되는 공간 내에서 움직이는 개체가 자신들의 위치를 스스로 추정 가능하게 하기 때문에 공간 내에 존재하는 개체 수에 제안을 받지 않는 다는 장점이 있다. 따라서 본 기술은 다 개체 시스템의 위치 제어 및 모션 포착 기술에 효과적으로 응용이 가능하다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.411-414
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• 2000

음의 비선형 전파가 일어나기 쉬운 정도를 나타내는 파라메타로서 기본파 진폭과 제2고조파 진폭의 비로써 매질의 물리적 성질에만 관계하는 파라메타 B/A가 있다(1)(2). 종래 B/A파라메타 측정은 대부분 광대역의 초음파 트랜스듀서 혹은 공진 주파수가 다른 복수의 트랜스듀서를 이용하여 왔다(3). 본 연구에서는 협대역의 단일 트랜스듀서를 이용하여 B/A파라메타를 효율적으로 측정 할 수 있는 전용 초음파 트랜스듀서를 제안하였다. 그 방법으로 특성이 동일한 두 장의 압전체를 적층시키고, 그 중 한 장의 압전체에 전기적인 용량을 접속하여 기본 공진 모드 및 기본 공진 모드의 두 배의 주파수에 해당되는 조화파 모드를 발생시킬 수 있도록 하였다 이것을 시험 제작하여 그 특성을 이론 및 실험적으로 해석한 결과 음향 매질의 비선형 파라메타인 B/A의 측정에 적용 가능함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권2호
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• pp.170-176
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• 2002

재료 내부를 초음파가 전파하면서 발생되는 비선형 음향효과는 재료의 열화도를 비파괴적으로 평가하는데 우수한 것으로 보고되고 있다. 비선형 음향효과는 재질의 특성에 따라 나타나는 정도가 다르며, 이러한 정도는 비선형 파라미터를 이용하여 정량적으로 평가하는 것이 가능하다. 본 연구에서는 2.25Cr-1Mo 강이 $540^{\circ}C$에서 장시간 노출되었을 때 얼어나는 미세조직의 변화를 얻기 위해 인공 열처리를 수행하고, 2.25Cr-1Mo 강의 열화도와 비선형 음향효과와의 관계를 실험적으로 검증하여 경년 열화도와 비선형 파라미터의 상관관계를 규명하고자 하였다. 비선형 파라미터는 바이스펙트럼법과 파워스펙트럼법을 이용하여 측정되었으며, 실험결과 바이스펙트럼법에 의한 비선형 파라미터는 열화 시간에 매우 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권1호
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• pp.40-46
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• 2011

닫힘균열과 같은 고체-고체의 접촉계면에서 접촉 음향 비선형성을 평가하기 위해 벌크 투과파를 이용하는 기존의 전통적인 음향 비선형 기술의 경우 현장 적용하는데 있어서 송수신 탐촉자를 장착하기 위해 구조물 내부로 접근하는 것은 접근한계성의 어려움이 있다. 본 연구에서, 고체-고체의 접촉계면에서 음향 비선형성을 측정하기 위해 새로운 반사기법을 제안하였고 이는 대상재료의 동일한 면에서 송신과 수신을 하여 현장 적용성에 매우 편리한 기법이다. 이를 위해, 접촉압력에 대한 멱함수 모델를 통한 선형 그리고 비선형 강성을 추정하고 이를 기반으로 계면에서 반사된 초음파의 비선형 파라미터를 이론적으로 계산하였다. A16061-T6 시편에 대한 접촉압력에 따른 접촉계면 실험 결과들은 이론적인 예측과 매우 잘 일치하였으며 따라서 본 연구에서 제안된 반사모드 기술의 유효성을 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권5호
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• pp.549-555
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• 2001

초음파법은 산업설비의 열화 정도나 결함을 평가하기 용이한 비파괴적 방법이다. 본 연구에서는 1Cr-1Mo-0.25V을 $630^{\circ}C$에서 등온열화처리하여 4개의 시편을 준비하였다. 이를 사용하여 초음파의 속도, 감쇠계수를 측정하여 재료의 열화를 평가하였으며, 배진동의 발생효률을 나타내는 비선형파라미터를 이용하여 재료의 열화정도를 평가하였다. 감쇠계수와 비선형파라미터는 열화가 진행될 수록 증가하였으며, 특히 1,820 시간 열화시편의 배진동 진폭은 원시시편의 배진동 진폭과 비교 시 20dB이상 증가하였나. 그러나 열화정도에 따른 속도의 변화는 거의 없는 것으로 나타났다. 본 연구결과에서 감쇠계수와 비선형파라미터는 재질 열화에 민감하게 반응하는 파라미터였으며, 재질 열화도를 평가하기에 적절한 파라미터인 것으로 사료된다.