• 비파괴검사학회지
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• 제25권4호
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• pp.287-293
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• 2005

유도초음파는 박판이나 봉재와 같은 구조를 효율적으로 검사할 수 있는 초음파로 주목받고 있으며, 더불어 시험체를 비접촉으로 검사할 수 있는 기법이 개발되면서 다양한 분야에 응용하기 위해 연구되고 있다. 본 연구에서는 비접촉식 초음파기법과 유도초음파의 장점을 결합하여 기존의 검사기법에 비해 효율적인 검사기법을 제안하고자 하였으며, 실험적인 검증을 위해 알루미늄 박판에 모의 부식결함을 가공하여 두께감육을 검출하고 평가하였다. 제안된 비접촉식 초음파기법으로는 EMAT을 이용하여 유도초음파를 발생 및 수신하였다. 선택된 유도초음파 모드의 분산거동특성에서 모드 컷-오프는 두께 감육을 검출할 수 있는 정성적인 파라미터이며, 군속도 변화는 두께 감육의 깊이를 정량적으로 평가할 수 있는 파라미터로 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권2호
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• pp.103-109
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• 2005

섬유강화복합재료의 품질향상을 위하여 제조공정중에 발생하게 되는 층간 분리 및 기공 등의 결함이 온라인상에서 검출되어야 한다. 일반적으로 섬유강화복합재료의 비파괴 평가에 있어서 초음파 평가기법이 널리 이용되고 있으나 기존의 초음파 평가 기법은 초음파 전파를 위하여 접촉이 이루어져야 하는 단점이 있다. 따라서 기존의 초음파 평가기법은 비접촉의 기법이 아니므로 제조공정중에 적용할 수 없다. 비접촉식의 초음파 평가 기법을 구현하기 위하여 광학적 기법의 레이저 기법이 적용되었으며 본 연구에서는 레이저 유도 초음파 발생 기법과 레이저 간섭계를 이용한 수신기법이 섬유강화 복합재료 판재에서 적용되었다. 레이저 유도 초음파는 펄스레이저에 의한 복합재료 표면의 순간적인 가열과 이에 의한 열변형으로 발생되어 전파되며 본 연구에 가속도계, AE센서 등 주파수 범위가 다른 수신센서를 이용하여 전파방향 변화에 따른 유도 초음파를 수신하였으며 수신된 유도초음파의 전파방향에 따른 전파속도를 비교하였다. 또한 비접촉 수신기법으로 레이저 간섭계를 이용하여 탄소섬유강화 복합재료에서의 초음파를 수신하고 그 주파수 특성을 분석하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권2호
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• pp.95-102
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• 2005

원자력 발전소의 많은 배관부는 고온, 고압환경에서 적용되고 있어 환경적 및 기계적 요인에 의하여 부식결함이 빈번히 발생하고 있다. 이와 같은 부식 결함은 초음파 기법 등에 의하여 평가되어야 하고, 본 연구에서는 주사형 레이저 유도 초음파(SLS) 기법을 도입하여 배관부 부식결함의 영상화 기법을 적용하였다. 본 기법은 표면이 거칠거나 배관재와 같은 곡면의 표면에서 적용할 수 있는 장점이 있다. 한편 기존의 주사형 초음파 기법은 초음파 센서와 검사대상체 사이의 초음파 전달 매개체를 확보하기 위하여 시험편이 수침되거나 워터젯을 이용하였으나 주사형 레이저 초음파 기법은 광학적 기법을 이용하여 초음파를 발생시키므로 비접촉 방법에 의한 주사 이미지 획득이 가능하다. 따라서 본 주사형 레이저 초음파 기법은 복잡한 구조물의 검사, 비접촉 원격 및 고화질의 결함 이미지 탐상이 가능하다. 본 연구에서는 배관 결함의 검출능 향상을 위하여 결함 영상 획득에 있어서 다양한 조건의 레이저 유도 초음파 발생 기법을 적용하였고, 배관에 존재하는 응력부식 균열의 결함 영상을 얻게 되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.341-347
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• 2004

발전설비의 중요한 요소인 배관의 효율적인 비파괴검사를 위해, 배관내에 유도초음파를 comb 트랜스듀서를 이용하여 발생시켰으며, 유도초음파를 비접촉 방식으로 수신하기 위해 An(air-coupled transducer)를 적용하였다. comb 트랜스듀서의 요소간격과 이론적인 분산선도로부터 발생가능 한 유도초음파 모드가 예측되었다. 또한 예측된 모드를 수신하기 위해 각 모드의 이론적인 위상속도를 이용하여 ACT의 수신 각도를 결정하였다. 수신모드의 특성을 규명하기 위해 웨이블릿 변환과 2D-FFT를 이용한 시간-주파수해석을 수행하여 이론적인 분산선도와 비교한 결과, 수신된 보드는 이론적으로 예측된 모드와 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.166-173
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• 2014

본 연구에서는 레이저 가진을 이용한 초음파 전파 영상 기반 배관 비파괴 검사에 관해 다룬다. 손상의 영상화를 위해 갈바노미터 기반 레이저 미러 스캐너와 Q-Switch Nd: YAG 레이저 시스템을 사용하였다. 레이저 시스템을 가진원으로 사용하면 빠른 속도로 비접촉 초음파 가진이 가능하며, 온도의 변화가 급격한 환경이나 유해 물질이 포함된 환경에서도 대상 구조물의 원거리 가진이 가능하다. 또한 공간 해상도가 높으며, 입사각이 넓어 표면 형상이 복잡한 대상 구조물도 가진이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 레이저 시스템으로부터 생성된 유도 초음파를 단일 PZT 센서를 사용하여 계측하고, 계측된 신호는 레이저 가진점에 해당하는 좌표점에 나열함으로써 2차원 공간좌표 및 시간축을 더한 초음파 전파 영상 생성을 위한 3차원 데이터를 구성한다. 이 데이터를 시간 축에 따라 연속적으로 반복 재생하면 초음파 전파 영상을 구할 수 있다. 이 때 웨이블릿 변환을 이용하여 계측 신호의 특정 주파수 성분을 추출해냄으로써 관찰하고자 하는 특정 유도 초음파 모드를 추출할 수 있다. 이러한 일련의 과정으로부터 획득한 초음파 전파 영상 데이터를 시간-공간 영역에서 주파수-wavenumber 영역으로 변환시켜줌으로써 손상 특성을 추출할 수 있다. 본 연구에서는 손상의 진단 및 위치 추정을 위해 wavenumber 필터링 기술을 적용하였으며, 시스템 검증을 위해 다양한 배관구조물 Testbed를 대상으로 실험을 수행하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권1호
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• pp.46-53
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• 2008

복합재료의 내부 결함 평가를 위해 일반적으로 적용되어온 초음파 C-스캔 기법은 섬유자동 배열을 통한 정밀 성형 공정에 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 복합재료의 정밀 성형 공정 중에 발생되는 각종 내부 결함들을 비파괴적, 비접촉으로 평가하기 위한 새로운 하이브리드 초음파 평가 기법을 확립하는데 목적이 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 초음파 산란 반사(scattering reflection) 방식을 토대로 한 새로운 이중 피치-캐치(dual pitch-catch) 기법을 확립하여 기존의 결함평가를 위해 시험편의 스캔에 소요되는 시간을 줄이면서 우수한 결함 영상을 얻을 수 있는 새로운 하이브리드 기법을 개발하였다. 즉 두 가지 종류의 열경화성 및 열가소성 복합재료(carbon/epoxy, carbon/PPS) 적층판의 내부 박리(delamination) 결함의 영상화를 위하여 레이저를 이용한 유도 초음파의 발생 및 이중 피치-캐치(pitch-catch)방식을 토대로 한 비접촉식 공기 정합 트랜스듀서(air-coupled transducer)를 이용하여 결함 영상을 얻기 위한 핵심 알고리즘을 확립하였다.