• 비파괴검사학회지
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• 제26권2호
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• pp.84-89
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• 2006

레이저 초음파 검사 장치는 레이저빔을 이용하여 초음파 신호를 발생시키고 측정하는 비접촉식 결함 검사 장치이다. 이 장치는 펄스 레이저빔을 이용하여 광대역 주파수 범위를 갖는 초음파 신호를 발생시키고 작은 점으로 집속된 측정용 레이저빔을 이용하여 초음파 신호를 측정하므로 우수한 측정 분해능을 제공한다. 본 논문에서는 레이저 초음파의 표면파를 이용하여 표면 결함의 깊이를 측정하는 기법에 대한 연구를 수행하였다. 표면 결함은 깊이가 깊어질수록 차단 주파수 값이 작아지는 저주파 통과 필터 역할을 한다. 그리고 결함을 통과한 초음파 신호의 중심 주파수 값은 결함의 깊이에 따라 반비례적으로 작아진다. 본 논문에서는 표면 결함의 정규화 된 전달함수를 구한 다음 주파수 감쇠 성분을 이용하여 표면 결함의 깊이 정보를 추출하였고 표면 결함을 통과한 레이저 초음파 신호의 중심 주파수 값을 이용하여 결함의 릴이 정보를 추출하였다. 제안된 표면 결함 깊이 측정 방법은 초음파의 진폭 변화에 의한 결함 깊이 측정법보다 더욱 정밀한 정보를 제공하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권2호
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• pp.171-175
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• 2014

본 연구에서는 박막 표면을 따라 전파하는 표면파의 속도 분산성을 이용하여 박막의 두께를 비파괴적으로 측정할 수 있는 기법을 제안하였다. 표면파의 분산성을 이용하여 박막의 두께를 측정하기 위하여 전자빔증착법(E-beam evaporation)을 이용하여 Si(100) 웨이퍼 위에 니켈의 증착시간을 제어함으로서 두께가 다른 니켈 박막시험편을 제작하였다. 제작된 시험편의 실제 증착된 박막의 두께를 확인하기 위하여 SEM(scanning electron microscope)을 이용하여 박막의 단면사진을 촬영하여 두께를 확인하였다. 그 후에 두께가 다른 시험편에서의 표면파의 속도를 초음파현미경(scanning acoustic microscope)의 V(z) 곡선법을 이용하여 표면파의 속도를 측정하고 실제 측정된 두께와 표면파 속도와의 상관성을 확인하였다. 박막의 두께가 증가함에 따라 표면파의 속도는 감소하는 경향성을 나타내었다. 결론적으로 본 연구에서 제안한 표면파의 속도 분산성을 이용하여 나노 스케일 니켈 박막의 두께를 측정하는 기법이 가능성이 있음을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권1호
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• pp.9-14
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• 2005

표면 거칠기가 다른 유리시편에 대해 후방 복사된 초음파 세기의 입사각 의존성(프로파일)이 측정되었다. 후방복사 세기와 레일리(Rayleigh) 표면파 속도는 표면 거칠기에 비례하였고 이 경향은 각기 초음파의 산란규칙과 경화현상으로 설명되었다. 후방복사 프로파일의 면적 역시 표면 거칠기에 민감함을 보여 표면상태에 대한 새로운 비파괴적 평가 변수의 가능성을 보였다. 레일리 각 C-스캔 기법은 화상 명도의 반전과 높은 신호대 잡음비(S/N)를 보여주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.70-79
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• 2020

본 연구의 목적은 IoT기반 무선 비접촉 콘크리트 시스템(ICUS)을 개발하고 이를 성능 평가하는데 있다. 개발된 시스템은 16개의 MEMS, 2Mhz의 digitizer, 증폭 회로, FPGA 및 wifi 모듈로 구성되어 있으며 무선 측정 시스템으로 콘크리트의 누설되는 표면파를 측정한다. 데이터 분석은 신호의 정확성을 높이기 위해 다중 채널 분석을 수행하였으며 이를 통해 누설 표면파 및 음향의 속도를 도출할 수 있다. 시스템의 성능을 평가하기 위해 기존의 초음파 전달속도 시험( UPV)과 결과비교 하였으며 이는 철도 현장의 콘크리트 침목에서 수행되었다. 시험 결과, 초음파 전달속도 시험(UPV)을 통해 균열을 검출하는 것은 침목의 균열 형태와 초음파 경로가 평행하거나 접촉식으로 현장 적용의 한계가 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 개발된 IoT기반 비접촉 초음파 시스템(ICUS)은 손상되지 않은 침목에 비해 동탄성계수가 최대 59%감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 개발된 시스템의 표면파 신호 분석은 현장에서 균열을 평가하는데 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권5호
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• pp.291-296
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• 2006

표면파를 이용하여 쇼트피닝된 Al 7075 합금의 잔류응력 분포를 평가하고자 하였다. 재료 내 표면층에 대한 잔류응력분포를 달리하기 위해서 피닝볼의 속도를 30m/s로 하여 쇼트피닝을 수행하였다. 표면파의 속도는 초음파현미경을 이용하여 V(z)곡선법으로 측정하였다. 쇼트피닝 후 비커스경도를 측정한 결과 쇼트피닝에 의한 소성변형으로 0.25mm 깊이까지 가공경화가 나타났다. 압축잔류응력이 증가하면서 표면파의 속도는 증가를 하였고 인장잔류응력이 작용할수록 표면파의 속도가 감소하였다. 표면파의 속도 변화는 X선 회절에 의해 측정한 잔류응력 변화와 밀접한 연관성을 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제4권1호
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• pp.55-62
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• 2000

Pit형 표면결함으로부터 발생하는 작은 피로균열의 거동을 초음파의 표면파를 이용하여 이를 위하여 피로시험중인 Al 2024-T3를 시험재료, 피로시험도중 초음파를 이용하여 피로균열의 거동을 조사하였다. 즉, 피로시험에서 균열이나 Pit로부터 발생하는 작은 피로균열을 여러 응력조건하에서 나타나는 표면파의 반사특성에 관하여 연구하였다. 또한 이론적 결과와 실험적 결과를 상호 비교, 분석하였고, SEM을 사용하여 이들 작은 피로균열을 관찰하였다. 초음파를 이용한 피로균열의 균열 개구 거동에 관한 연구에서 피로균열의 유효균열 특성을 초음파법으로 평가 할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.62-67
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• 2001

직선집속 PVDF 초음파 트랜스듀서를 이용하여 누설탄성표면파 (Leaky Surface Acoustic Wave: LSAW)의 전파속도를 측정하고, 그 결과를 이론해석 결과와 비교하였다. 시료로는 등방성 재료인 구리, 알루미늄 및 용융석영, 이방성 재료인 Z-cut α/sup-/수정을 사용하였다. 측정방법으로는 초점면에 위치한 시료를 트랜스듀서 쪽으로 접근시켰을 때 LSAW가 트랜스듀서의 중심축을 통과한 후 시료표면에서 직접 반사되어오는 종파와 분리되어지는 현상을 이용하였다. 음속의 측정결과는 이론 해석결과와 오차 1％이내에서 잘 일치하였으며,α/sup-/수정의 (0,0,1)면에서는 LSAW 외에 의사누설탄성표면파 (Leaky Pseudo Surface Acoustic Wave : LPSAW)가 전형적인 6-fold 이방성을 가지고 전파됨을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권4호
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• pp.241-250
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• 1997

액체/고체 경계면에서 후방 복사된 초음파의 주파수 분석에 의해 Si layer/mesh Au/Si substrate 시편에 존재하는 표면 탄성파의 주파수 의존성이 측정되었다. 사용된 광역 탐촉자(2, 5, 10MHz)의 주파수에 따라 다르게 나타난 후방 복사의 입사각 의존성은 이 현상이 표면 지역에 발생된 표면파로부터의 에너지 복사에 의한 것임을 보여주었다. 후방 산란된 초음파의 입사각 의존성을 연속적으로 측정하기 위한 초음파 각도계가 제작되었고 다른 비율의 구리 분말이 섞인 에폭시에 의해 접착된 Ni layer/Al substrate 시편에 대해 후방복사 세기의 입사각 의존성이 측정되었다. (5MHz) 후방 복사의 폭과 패턴은 표면파 속도의 주파수 의존성, layer 접합의 질 그리고 표면 지역의 구조 등 여러 정보를 가지고 있음이 밝혀졌다.

• 한국음향학회지
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• 제17권7호
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• pp.3-11
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• 1998

본 논문에서는 분포정수선로의 간단한 모델을 이용해서, 외부에서 진동을 가했을 때 에 뼈 표면에서 발생하는 굴곡파의 전파속도와 종파의 전파속도를 구할 수 있는 새로운 측 정원리를 제안했다. 이 측정원리를 이용해서, 봉(brass, polymethylmethacrylate)표면에 발생 하는 정재파에 대한 속도의 공간분포를 laser Doppler법으로 측정해서, 각각의 주파수에 대 한 전파속도를 구했다. 이 새로운 측정방법은 in vivo에서 초음파 Doppler법을 이용해서 뼈 의 이상(골다공증, osteoporosis)진단의 가능성을 제시했다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권4호
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• pp.349-355
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• 2003

후방복사 레일리 표면파를 사용하여 부식피로에 의한 재료손상을 평가하였다. $25^{\circ}C$, 3.5 wt.% NaCl 수용액에서 TMCP 강재에 대하여 하중의 크기를 변화시키면서 부식피로 시험을 수행하였다. 각각의 시험편에 대해서 입사각에 따른 후방복사 초음파의 진폭변화를 측정하였다. 후방복사 프로파일이 최대가 되는 입사각으로부터 레일리 표면 탄성파의 속도를 결정하였는데, 부식피로 시험에서 파손수명이 길었던 시험편에서의 표면탄성파의 속도가 더 느렸다. 이 사실은 시험편 표면에 발생한 부식손상이 주로 부식환경에 놓인 시간에 의존함을 의미한다 본 연구에서 얻어진 결과는 후방복사된 레일리 표면 탄성파가 노후 재료의 부식손상을 비파괴적으로 평가하는데 유용한 도구임을 보여주었다.