• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제1권2호
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• pp.197-211
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• 2014

An investigation of tunnel linings is performed at two tunnels in the US using complimentary noncontact techniques: air-coupled ground penetrating radar (GPR), and a vehicle-mounted scanning system (SPACETEC) that combines laser, visual, and infrared thermography scanning methods. This paper shows that a combination of such techniques can maximize inspection coverage in a comprehensive and efficient manner. Since ground-truth is typically not available in public tunnel field evaluations, the noncontact techniques used are compared with two reliable in-depth contact nondestructive testing methods: ground-coupled GPR and ultrasonic tomography. The noncontact techniques are used to identify and locate the reinforcement mesh, structural steel ribs, internal layer interfaces, shallow delamination, and tile debonding. It is shown that this combination of methods can be used synergistically to provide tunnel owners with a comprehensive and efficient approach for monitoring tunnel lining conditions.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권6호
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• pp.696-702
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• 2012

In this study, a noncontact laser ultrasonic system is proposed for rail defect detection. An Nd-Yag pulse laser is used for generation of ultrasonic waves, and the corresponding ultrasonic responses are measured by a laser Doppler vibrometer. For the detection of rail surface damages, the shape of the excitation laser beam is transformed into a line. On the other hand, a point source laser beam is used for the inspection of defects inside a rail head. Then, the interactions of propagating ultrasonic waves with defects are examined using actual rail specimens. Amplitude attenuation was mainly observed for a surface crack, and reflections were most noticeable from an internal damage. Finally, opportunities and challenges associated with real-time rail inspection from a high-speed train are discussed.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권6호
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• pp.419-427
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• 2014

Nonlinear features of ultrasonic waves are more sensitive to the presence of a fatigue crack than their linear counterparts are. For this reason, the use of nonlinear ultrasonic techniques to detect a fatigue crack at its early stage has been widely investigated. Of the different proposed techniques, laser nonlinear wave modulation spectroscopy (LNWMS) is unique because a pulse laser is used to exert a single broadband input and a noncontact measurement can be performed. Broadband excitation causes a nonlinear source to exhibit modulation at multiple spectral peaks owing to interactions among various input frequency components. A feature called maximum sideband peak count difference (MSPCD), which is extracted from the spectral plot, measures the degree of crack-induced material nonlinearity. First, the ratios of spectral peaks whose amplitudes are above a moving threshold to the total number of peaks are computed for spectral signals obtained from the pristine and the current state of a target structure. Then, the difference of these ratios are computed as a function of the moving threshold. Finally, the MSPCD is defined as the maximum difference between these ratios. The basic premise is that the MSPCD will increase as the nonlinearity of the material increases. This technique has been used successfully for localizing fatigue cracks in metallic plates.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1511-1519
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• 2012

배관설비는 용접이음으로 많은 부분이 구성되어 있으며, 이러한 배관 용접부의 건전성 평가를 위한 초음파 검사 시스템의 자동화 요구가 증대하고 있다. 전자기초음파탐촉자(Electromagnetic Acoustic Transducer; EMAT)는 비접촉 방식으로 초음파를 송 수신할 수 있고 다양한 초음파 모드의 발생이 가능하여 초음파 자동화 시스템 구축에 매우 유용하다. 본 연구에서는 수평횡파(Shear Horizontal wave; SH-wave) EMAT를 적용하여 배관의 용접부에 존재하는 결함의 검출을 수행하였다. 이때 수평횡파의 특정 모드($SH_0$)의 신호해석을 위해 웨이브렛 변환(Wavelet Transform)을 이용한 신호의 시간-주파수 분석을 수행 하였다. 웨이브렛 변환으로 해석된 SH0 모드 주파수의 반사 신호강도가 결함의 길이와 선형적 관계를 나타내어 효과적으로 용접부 결함 검출이 가능하였다.

• 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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• 제13권4호
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• pp.25-31
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• 1994

비접촉으로 초음파를 송 수신하며 비파괴검사를 수행하는 EMAT(Electromagnetic Acoustic Transducer)를 이용한 초음파탐상장치를 구성하였고, 이를 3축 구동장치 및 데이타 수집, 처리장치와 연결하여 자동화를 시도하였다. 자동화에 적합하도록 송 수신이 한 몸체로 되어 있으며 인가하는 구동신호의 주파수를 변화시킴으로써 main beam의 방향을 조절할 수 있는 EMAT를 설계 제작하였으며, 제작된 EMAT의 특성을 측정하였다. EMAT를 이용한 초음파탐상장치, 3축 구동장치, 데이타 수집장치들에 대한 제어 및 데이타 처리를 위한 프로그램을 개발하였다. Host로 IBM-PC/AT 급을 사용하였으며, 컴퓨터 화면상에서 실재 장비를 가상적으로 구현하는 기법을 사용하였다. 제작된 전 탐상장치의 성능 분석과 결함 검출 능력을 평가하기 위하여, 인위적으로 결함을 가공한 시험편과 실재 결함이 내재되어있는 용접부에 대한 결함 검출을 시도하였으며, 만족할 만한 측정 결과를 화상으로 얻었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권4호
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• pp.398-413
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• 2011

철도 레일의 주기적인 탐상은 레일 결함으로 인해 발생할 수 있는 철도 중대사고를 미연에 방지할 수 있는, 철도 안전 유지의 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문은 현재 철도 레일 탐상에 적용되고 있거나, 적용을 위해 연구 중인 비파괴탐상 기법들에 관해 기술하였다. 레일에 발생하는 결함 유형에 대해 우선 언급하였고, 레일 탐상에 가장 많이 적용되고 있는 압전형 탐촉자 기반의 초음파탐상 기술에 대해 정리하였다. 접촉식 초음파 레일 탐상 기술에 대한 대안으로서 연구 중이거나 시험 중인 비파괴탐상 기법들에 대해 기술하고, 각 기법 별로 레일의 표면 및 내부 결함 검출 가능 여부에 대해 살펴보았으며 여러 탐상 기법들에 대한 비교를 통해 향후 레일 탐상 기술 개발에 활용하고자 하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권1호
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• pp.27-32
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• 2000

본 논문에서는 고출력 펄스 Nd:YAG 레이저를 이용해서 원반형 시편의 한쪽 면에서 초음파를 발생시키고 반대 면에서 피드백 제어에 의해서 안정화된 마이켈슨 간섭계를 이용하여 열탄성 영역에서의 초음파를 검출하였다. 이론식에 의해서 계산된 열탄성 영역에서의 초음파 변위 파형이 실험에서 얻어진 파형과 유사한 것을 확인하였고, 특히 종파와 횡파의 음속이 접촉식 트랜스듀서를 이용하여 펄스-에코법으로 측정한 음속과 거의 일치하는 것을 확인하였다. 레이저 초음파를 이용한 응용예의 하나로 원반형 시편을 노 안에 넣고 음속을 계측한 결과 온도의 증가에 따라 음속이 감소하는 것을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권3호
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• pp.226-232
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• 2014

본 연구에서는 고출력 레이저를 재료 표면에 조사하였을 때 나타나는 어블레이션 현상에 의한 레이저 초음파의 특성을 시뮬레이션과 실험을 통해 분석하였다. 레이저 초음파 기법은 비파괴검사 분야에서 기존의 접촉식 초음파 기법을 적용하기 어려운 환경요인(고온 등)을 극복할 수 있는 장점들을 가지고 있다. 특히, 어블레이션 영역에서는 종파의 신호 세기 및 직진성이 강하므로, 투과 및 반사 신호를 통한 내부결함 검사법으로 활용하기 적합하다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통해 어블레이션 영역에서의 레이저 초음파의 발생 및 전파를 해석하였다. 그리고 개발된 유한요소해석 모델을 활용해 결함모사시편을 대상으로 B-Scan을 수행한 결과, 실험 결과와 동일하게 나타나는 것을 확인하였고, 이로부터 개발된 해석모델의 타당성을 검증할 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권5호
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• pp.34-41
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• 2001

More accurate and fast inspection method for mechanical parts and structure is required to guarantee the safety. Conventional methods using compliance method, eddy current method, ultrasonic wave, acoustic emission for non-destructive testing in mechanical parts and structure have been performed as the method of contact with objects to be inspected. With this reason these methods have been taken relatively much time, money, and manpower. In this study, in order to overcome these shortcomings, we used In-plane Electronic Speckle pattern Interferometry(In-plane ESPI) that was full-field measurement and noncontact method. We detected the cracks of the specimen at a real time and measured the length of the crack by using In-place ESPI system. Finally, we compared this results with conventional microscope method.