• 제목/요약/키워드: non-destructive testing ultrasound

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혼화재를 사용한 콘크리트 구조체의 비파괴 시험에 의한 장기재령 압축강도 추정 (Estimation of Long-term Aging Compressive Strength Through Non-Destructive Testing of Concrete Structure Using Mineral Admixtures)

  • 김정섭;신용석;이창현;이승중;김광석
    • 한국건축시공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.426-434
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    • 2011
  • 최근, 혼화재를 사용한 콘크리트는 많은 실험실에서 콘크리트에 연구되고 있으며 실제로 건설 현장에 적용되고 있다. 하지만 혼화재를 사용한 콘크리트의 압축 강도의 추정에 대한 체계적인 연구 결과가 존재하지 않기 때문에 일본의 보통 강도 콘크리트에 대한 제안식을 사용하고 있다. 그래서 혼화재를 사용한 콘크리트의 압축 강도의 추정에 대한 비파괴 시험식을 제안하는 것이 필수적입니다. 따라서 본 연구는 혼화재 사용한 콘크리트에 대하여 원주형 공시체와 코어채취용 구조체를 제작하여 비파괴 시험과 파괴 시험을 통해 장기 재령(4년)에 대한 강도 추정식을 제안한 것으로, 그 결론은 다음과 같다. 기존 제안식과 본 연구 추정식의 오차율을 비교한 결과, 재령별로 다소 차이는 있지만 반발 경도법에 의한 기존 제안식보다는 0.3 %~115.0 % 정도, 초음파속도법에 의한 기존제안식보다는 0.2 %~22.8 % 정도, 복합법에 의한 기존제안식보다는 0.5 %~102.3 % 정도로 기존의 제안식보다 본 연구의 추정식 오차율이 감소하여 혼화재를 사용한 콘크리트에 사용이 바람직할 것으로 판단된다.

초음파 서모그라피를 이용한 빠른 PCB 결함 검출 (Fast Defect Detection of PCB using Ultrasound Thermography)

  • 조재완;정현규;서용칠;정승호;김승호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.273-275
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    • 2005
  • Active thermography is being used since several years for remote non-destructive testing. It provides thermal images for remote detection and imaging of damages. Also, it is based on propagation and reflection of thermal waves which are launched from the surface into the inspected component by absorption of modulated radiation. For energy deposition, it use external heat sources (e.g., halogen lamp or convective heating) or internal heat generation (e.g., microwaves, eddy current, or elastic wave). Among the external heat sources, the ultrasound is generally used for energy deposition because of defect selective heating up. The heat source generating a thermal wave is provided by the defect itself due to the attenuation of amplitude modulated ultrasound. A defect causes locally enhanced losses and consequently selective heating up. Therefore amplitude modulation of the injected ultrasonic wave turns a defect into a thermal wave transmitter whose signal is detected at the surface by thermal infrared camera. This way ultrasound thermography(UT) allows for selective defect detection which enhances the probability of defect detection in the presence of complicated intact structures. In this paper the applicability of UT for fast defect detection is described. Examples are presented showing the detection of defects in PCB material. Measurements were performed on various kinds of typical defects in PCB materials (both Cu metal and non-metal epoxy). The obtained thermal image reveals area of defect in row of thick epoxy material and PCB.

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DEFECT DETECTION WITHIN A PIPE USING ULTRASOUND EXCITED THERMOGRAPHY

  • Cho, Jai-Wan;Seo, Yong-Chil;Jung, Seung-Ho;Kim, Seung-Ho;Jung, Hyun-Kyu
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제39권5호
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    • pp.637-646
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    • 2007
  • An UET (ultrasound excited thermography) has been used for several years for a remote non-destructive testing in the automotive and aircraft industry. It provides a thermo sonic image for a defect detection. A thermograhy is based On a propagation and a reflection of a thermal wave, which is launched from the surface into the inspected sample by an absorption of a modulated radiation. For an energy deposition to a sample, the UET uses an ultrasound excited vibration energy as an internal heat source. In this paper the applicability of the UET for a realtime defect detection is described. Measurements were performed on two kinds of pipes made from a copper and a CFRP material. In the interior of the CFRP pipe (70mm diameter), a groove (width - 6mm, depth - 2.7mm, and length - 70mm) was engraved by a milling. In the case of the copper pipe, a defect was made with a groove (width - 2mm, depth - 1mm, and length - 110 mm) by the same method. An ultrasonic vibration energy of a pulsed type is injected into the exterior side of the pipe. A hot spot, which is a small area around the defect was considerably heated up when compared to the other intact areas, was observed. A test On a damaged copper pipe produced a thermo sonic image, which was an excellent image contrast when compared to a CFRP pipe. Test on a CFRP pipe with a subsurface defect revealed a thermo sonic image at the groove position which was a relatively weak contrast.

초음파 tomography를 응용한 콘크리트 구조물의 비파괴 시험에 관한 연구 (Application of Ultrasound Tomography for Non-Destructive Testing of Concrete Structure)

  • 김영기;윤영득;윤종열;김정수;김운경;송문호
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제37권1호
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    • pp.27-36
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    • 2000
  • 본 연구에서는 초음파와 tomography 기법을 기반으로 콘크리트 구조물의 비파괴 시험에 대한 방법론을 정립하고 검증하였다 일반적인 X-ray tomography에서는 물체를 통과하는 파동의 감쇠(attenuation) 데이터에 기초를 두고있는 반면에, 본 연구에서는 time-of-flight(TOF) 데이터를 사용하여 매질의 굴절률(refractive index)을 포괄적으로 표현하는 단층영상을 복원한다 X-ray tomography에서는 측정된 감쇠 데이터를 영상복원(Image reconstruction) 알고리즘에 의해서 처리하며, 파동의 굴절은 고려할 필요가 없다 그러나 초음파는 매질(medium)의 굴절률(refractive index)에 따라 초음파의 경보가 변경되므로 초음파 tomography에서는 초음파 경로의 연산이 선행되어야만 단층영상을 복원할 수 있게 된다 초음파 정보의 연산은 가하광학(Geometrical Optic)에서 사용되는 굴절률과 경로의 관계에 기초를 둔다 영상 복원은 대수학적 접근 방법인 ART (algebraic reconstruction technique) 또는 SIRT(simultaneous iterative reconstruction technique)를 기초로 연산된 초음파의 경로를 따라 선적분한 TOF 값과 측정된 TOF 값의 차이를 기반으로 수행된다 실제 구현에서는 초음파가 직진한다는 가정하에 영상을 복원하고, 이를 기반으로 초음파의 경로를 연산하였다 본 논문에서는 이들 두 과정(경로연산 및 영상복원)의 반복연산을 통하여 영상을 복원하였다. 세안하는 알고리즘을 모의실험으로 평가하였고, 실제 콘크리트 구조물에 적용하여 본 방법론의 무한한 가능성을 입증하였다.

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초음파 서모그라피를 이용한 빠른 PCB 결함 검출 (Fast Defect Detection of PCB using Ultrasound Thermography)

  • 조재완;서용칠;정승호;김승호;정현규
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제55권2호
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    • pp.68-71
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    • 2006
  • Active thermography has been used for several years in the field of remote non-destructive testing. It provides thermal images for remote detection and imaging of damages. Also, it is based on propagation and reflection of thermal waves which are launched from the surface into the inspected component by absorption of modulated radiation. For energy deposition, it use external heat sources (e.g., halogen lamp or convective heating) or internal heat generation (e.g., microwaves, eddy current, or elastic wave). Among the external heat sources, the ultrasound is generally used for energy deposition because of defect selective heating up. The heat source generating a thermal wave is provided by the defect itself due to the attenuation of amplitude modulated ultrasound. A defect causes locally enhanced losses and consequently selective heating up. Therefore amplitude modulation of the injected ultrasonic wave turns a defect into a thermal wave transmitter whose signal is detected at the surface by thermal infrared camera. This way ultrasound thermography(UT) allows for selective defect detection which enhances the probability of defect detection in the presence of complicated intact structures. In this paper the applicability of UT for fast defect detection is described. Examples are presented showing the detection of defects in PCB material. Measurements are performed on various kinds of typical defects in PCB materials (both Cu metal and non-metal epoxy). The obtained thermal image reveals area of defect in row of thick epoxy material and PCB.

Air-coupled ultrasonic tomography of solids: 1 Fundamental development

  • Hall, Kerry S.;Popovics, John S.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제17권1호
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    • pp.17-29
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    • 2016
  • Ultrasonic tomography is a powerful tool for identifying defects within an object or structure. But practical application of ultrasonic tomography to solids is often limited by time consuming transducer coupling. Air-coupled ultrasonic measurements may eliminate the coupling problem and allow for more rapid data collection and tomographic image construction. This research aims to integrate recent developments in air-coupled ultrasonic measurements with current tomography reconstruction routines to improve testing capability. The goal is to identify low velocity inclusions (air-filled voids and notches) within solids using constructed velocity images. Finite element analysis is used to simulate the experiment in order to determine efficient data collection schemes. Comparable air-coupled ultrasonic signals are then collected through homogeneous and isotropic solid (PVC polymer) samples. Volumetric (void) and planar (notch) inclusions within the samples are identified in the constructed velocity tomograms for a variety of transducer configurations. Although there is some distortion of the inclusions, the experimentally obtained tomograms accurately indicate their size and location. Reconstruction error values, defined as misidentification of the inclusion size and position, were in the range of 1.5-1.7%. Part 2 of this paper set will describe the application of this imaging technique to concrete that contains inclusions.

켑스트럼 초음파 신호 처리를 이용한 두께 측정 (Thickness Measurement by Using Cepstrum Ultrasonic Signal Processing)

  • 최영철;박종선;윤찬훈;최희주
    • 비파괴검사학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.290-298
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    • 2014
  • 초음파 두께 측정 방법은 초음파가 표면에서 되돌아오는 시간을 측정하여 두께를 측정하는 비파괴검사 방법이다. 이때 초음파 진행 시간은 펄스의 최대값을 이용하여 측정하기 때문에, 물체의 두께가 얇을 경우 펄스 신호가 서로 중첩이 되어 기존의 초음파 방법으로 측정하기 어렵다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 논문에서는 파워켑스트럼과 최소분산켑스트럼을 사용하여 두께를 측정하는 방법을 제안하고자 한다. 켑스트럼 신호 처리는 초음파 신호를 임펄스 트레인과 전달함수(초음파 펄스 신호)로 분리하기 때문에 표면에서 돌아오는 초음파 신호의 시간을 임펄스 트레인의 주기로 정확하게 측정할 수 있다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 다양한 두께를 가진 철, 아크릴 시편에 대해 실험을 수행하였다. 두께가 얇은 시편에 대해서는 펄스가 중첩이 되기 때문에 기존방법으로 측정이 어려움을 알 수 있었다. 하지만 제안된 방법인 켑스트럼 초음파 신호 처리를 적용한 결과 임펄스 신호로 분리하기 때문에 두께를 정확히 측정함을 알 수 있었다.

Thickness-Dependent Properties of Undoped and Mn-doped (001) PMN-29PT [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-29PbTiO3] Single Crystals

  • Oh, Hyun-Taek;Joo, Hyun-Jae;Kim, Moon-Chan;Lee, Ho-Yong
    • 한국세라믹학회지
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    • 제55권3호
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    • pp.290-298
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    • 2018
  • In order to investigate the effect of thickness on the dielectric and piezoelectric properties of (001) PMN-29PT single crystals, three different types of PMN-29PT samples were prepared using the solid-state single crystal growth (SSCG) method: high density crystal [99%], low density crystal [95%], and high density crystal doped with Mn [98.5%]. When their thickness decreased from 0.5 mm to 0.05 mm, their dielectric constant ($K_3{^T}$), piezoelectric constants ($d_{33}$ and $g_{33}$), and electromechanical coupling factor ($k_t$) decreased continuously. However, their dielectric loss (tan ${\delta}$) increased. The addition of Mn to PMN-PT induced an internal bias electric field ($E_I$), increased the coercive electric field ($E_C$), and prevented local depoling. Therefore, Mn-doped PMN-PT crystals show high stability as well as high performance, even in the form of very thin plates (< 0.2 mm), and thus are suitable for application to high frequency composites, medical ultrasound probes, non-destructive testing devices (NDT), and flexible devices.

Air-coupled ultrasonic tomography of solids: 2 Application to concrete elements

  • Hall, Kerry S.;Popovics, John S.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제17권1호
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    • pp.31-43
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    • 2016
  • Applications of ultrasonic tomography to concrete structures have been reported for many years. However, practical and effective application of this tool for nondestructive assessment of internal concrete condition is hampered by time consuming transducer coupling that limits the amount of ultrasonic data that can be collected. This research aims to deploy recent developments in air-coupled ultrasonic measurements of solids, described in Part 1 of this paper set, to concrete in order to image internal inclusions. Ultrasonic signals are collected from concrete samples using a fully air-coupled (contactless) test configuration. These air coupled data are compared to those collected using partial semi-contact and full-contact test configurations. Two samples are considered: a 150 mm diameter cylinder with an internal circular void and a prism with $300mm{\times}300mm$ square cross-section that contains internal damaged regions and embedded reinforcement. The heterogeneous nature of concrete material structure complicates the application and interpretation of ultrasonic measurements and imaging. Volumetric inclusions within the concrete specimens are identified in the constructed velocity tomograms, but wave scattering at internal interfaces of the concrete disrupts the images. This disruption reduces defect detection accuracy as compared with tomograms built up of data collected from homogeneous solid samples (PVC) that are described in Part 1 of this paper set. Semi-contact measurements provide some improvement in accuracy through higher signal-to-noise ratio while still allowing for reasonably rapid data collection.

초음파 열 영상 검사를 이용한 브레이징 접합 결함 검출 (A Brazing Defect Detection Using an Ultrasonic Infrared Imaging Inspection)

  • 조재완;최영수;정승호;정현규
    • 비파괴검사학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.426-431
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    • 2007
  • 고에너지 초음파 여기 탄성파가 물체의 균열, 박리 등의 결함 부위를 통과할 때 서로 맞닿은 결함면은 균일하게 진동하지 않는다. 초음파 입사에 따른 결함 면 사이의 마찰(friction), 문지름 (rubbing) 또는 부딪침(clapping) 에 의해 진동 에너지가 결함 부위에서 국부적인 열로 변환된다. 이를 적외선 열 영상 카메라로 관측하면 구조물의 결함을 실시간으로 검출할 수 있다. 본 논문에서는 초음파 열 영상 검사를 이용한 인코넬 합금 박판의 브레이징 접합 결함 검출에 대해 기술한다. 2 kW 의 전력과 23 kHz 대역의 가진 주파수를 갖는 초음파 펄스를 280 ms 기간 동안 인코넬 합금의 브레이징 접합 박판에 입사시켰다. 브레이징 접합부의 결함위치 부근의 인코넬 합금 박판의 양면이 맞닿은 경계선에서 아주 밝은 국부적인 발열(핫 스팟)이 적외선 열 영상 카메라에 의해 관측되었으며 브레이징 접합 결함 위치에서도 미약한 열이 관측되었다. 배경 감산 평균 및 히스토그램 평활화 처리 등의 영상처리를 통해 브레이징 접합의 결함을 확인하였다.