• 한국소음진동공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.81-86
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• 2005

In this work, we propose a new ultrasonic damage inspection method in plate structures. The proposed method employs an OPMT(orientation-adjustable patch-type magnetostrictive transducer) in order to make the ultrasonic waves directed to a specific target point. For experiments, virtual grid points were set up at every 50 mm in an aluminum plate and two OPMTs were used for inspection. If there exists a crack in a plate, the reflected Lamb wave from the crack is measured in addition to the direct waves from the transmitting transducer to the receiving transducer.

• 한국음향학회지
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• 제40권6호
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• pp.587-592
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• 2021

노화 및 골다공증으로 인해 긴 뼈에서 발생하는 피질골의 두께 변화는 골절의 위험인자로 알려져 있다. 본 연구는 200 kHz의 중심주파수 및 12.7 mm의 직경을 갖는 한 쌍의 트랜스듀서와 함께 축방향 전파법을 이용하여 윗면이 2 mm 두께의 실리콘 고무층으로 덮인(1 mm부터 4 mm까지의 두께를 갖는) 아크릴판으로 제작된 7개의 연조직-골 모사 팬텀에서 피질골 두께에 대한 유도초음파 위상속도의 의존성을 고찰하였다. 모든 연조직-골 모사 팬텀에서 서로 다른 속도를 갖는 First Arriving Signal(FAS) 및 Slow Guided Wave(SGW)가 전파하는 것으로 일관되게 관찰되었다. FAS의 위상속도는 피질골 두께가 증가함에 따라 약간 감소하는 반면 SGW의 위상속도는 피질골 두께가 증가함에 따라 크게 감소하는 것으로 나타났다. FAS 및 SGW의 위상속도는 각각 실리콘 고무층을 갖지 않는 아크릴판에서 전파하는 S0 및 A0 램 모드의 위상속도와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 이는 아크릴판의 윗면을 덮고 있는 연조직 모사 물질(2 mm 두께의 실리콘 고무층)의 존재가 위상속도 측정에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.123-130
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• 2014

An ultrasonic magnetostrictive transducer-based phased-array system for imaging defects in plate structures is newly proposed. In that most ultrasonic phased array systems rely on piezoelectric transducers or electromagnetic acoustic transducers, this system has its own unique feature of employing magnetostrictive transducers. Interest in using a phased array system using magnetostrictive transducers has been recently reported for pipe inspection but no such system has been developed for plate inspection. In this investigation, we aim to propose a phased array system using OL-MPTs (Omnidirectional Lamb wave Magnetostrictive Patch Transducers) for plate inspection. The developed system consists of a multi-channel function generator, power amplifiers, preamplifiers and a data acquisition unit. In the process of its development, each of the units must be checked and in doing so, we suggest types of ultrasonic wave experiments that should be carried out. Finally, the phased system using a transducer array composed of eight OL-MPTs is newly configured and is applied for actual crack detection experiments.

• 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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.75-82
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• 2007

본 연구의 목적은 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여 록볼트의 비파괴시험을 기술하고 비파괴시험의 적용성을 조사하는 것이다. 록볼트 자체와 그라우팅재를 포함한 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여, 수치해석 및 실험적 방법을 이용한 두 가지 방법이 적용되었다. 수치해석적 방법에서는 "DISPERSE" 프로그램을 이용하여 록볼트 시스템에서 유도파 전달시의 분산성분석을 수행하였다. 분산선도 곡선은 지중근입되어 있는 록볼트에 대하여 주변암반과 그라우팅재의 강성에 따라 신호파의 진폭감쇠정도와 주파수변화대비 전파속도의 영향을 보여준다. 이로 부터 록볼트의 건전도시험을 위한 최적의 주파수를 추정할 수 있으며, 그 결과L(1)모드에서$20{\sim}70kHz$가 최적의 주파수대역으로 선정하였다. 실험적 방법에서는 시험체를 제작한 후 현장조건을 모사하여 실내비파괴시험을 실시하였다. 비파괴 실험기법으로는 록볼트 선단부에 가진 센서를 부착, 매입하여 전기신호 가진에 의한 투과법을 적용하였다. 그라우팅과 주변암반에 의해 신호파의 전파속도와 진폭에 영향이 있으며, 그라우팅과 주변암반으로의 leaking 등에 의하여 신호파의 진폭이 감쇠하는 것으로 나타났다. 또한 시험체가 그라우팅으로 피복되어 있을 경우 자유구속 및 지중근입 조건에서 공동결함 크기가 증가함에 따라 무결함부에 비하여 진폭이 증가하였다. 그리고 수진된 신호파의 초동시간이 감소하여 전파속도는 전반적으로 선형적 증가 경향을 보였으며, 진폭변화에 비하여 전파속도가 공동결함비율 변화에 더 민감한 반응을 보였다. 본 연구는 록볼트의 건전도 평가시에 비파괴시험이 매우 유용한 방법임을 확인할 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권2호
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• pp.227-239
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• 2020

Despite proven effectiveness and accuracy in laboratories, the existing damage assessment based on guided ultrasonic waves (GUWs) or acoustic emission (AE) confronts challenges when extended to real-world structural health monitoring (SHM) for railway tracks. Central to the concerns are the extremely complex signal appearance due to highly dispersive and multimodal wave features, restriction on transducer installations, and severe contaminations of ambient noise. It remains a critical yet unsolved problem along with recent attempts to implement SHM in bourgeoning high-speed railway (HSR). By leveraging authors' continued endeavours, an SHM framework, based on actively generated diffuse ultrasonic waves (DUWs) and a benchmark-free condition contrast algorithm, has been developed and deployed via an all-in-one SHM system. Miniaturized lead zirconate titanate (PZT) wafers are utilized to generate and acquire DUWs in long-range railway tracks. Fatigue cracks in the tracks show unique contact behaviours under different conditions of external loads and further disturb DUW propagation. By contrast DUW propagation traits, fatigue cracks in railway tracks can be characterised quantitatively and the holistic health status of the tracks can be evaluated in a real-time manner. Compared with GUW- or AE-based methods, the DUW-driven inspection philosophy exhibits immunity to ambient noise and measurement uncertainty, less dependence on baseline signals, use of significantly reduced number of transducers, and high robustness in atrocious engineering conditions. Conformance tests are performed on HSR tracks, in which the evolution of fatigue damage is monitored continuously and quantitatively, demonstrating effectiveness, adaptability, reliability and robustness of DUW-driven SHM towards HSR applications.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권4호
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• pp.406-414
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• 2001

폴리에틸렌 코팅 가스배관의 결함탐상을 위해 광범위 비파괴탐상기법인 유도초음파를 적용하였다. 가스배관의 내경은 190.7mm, 두께는 5.3mm, 그리고 바깥 표면은 $1.9{\pm}0.5mm$의 폴리에틸렌 층으로 코팅되어 있다. 폴리에틸렌 코팅 배관의 외면에 0.5MHz 탐촉자와 가변각 웨지를 사용하여, 비축대칭 유도초음파를 가진 시켰다. 주파수와 위상속도 조정을 통하여 가스배관의 결함 탐상을 위한 적절한 모드를 찾아내고, 모드의 특성을 단시간 퓨리어 변환을 이용하여 분석하였다. 결함탐상 결과를 두께 손실 및 원통형 관통결함에 대한 인위결함에 대해 나타내었다. 그리고 가스배관에 인위적으로 삽입한 두께 손실과 원통형 관통결함에 대한 검출 성능을 평가하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2004년도 추계학술발표회 발표논문집
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• pp.1283-1284
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• 2004

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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• pp.170-175
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• 1996

대형 튜브구조물의 길이방향으로 전파되는 유도형초음파(Ultrasonic Guided Wave)를 이용한 원자력발존소내의 열교환기류에 대한 새로운 건전성 평가법을 제시한다. 이를 위해, 유도형초음파의 물리적 특성을 이론적으로 해석하였고 실험을 통해 열고환기류에 대한 유도형초음파법의 타당성 여부를 검토하였다. 국부적인 평가(Local Inspection)에 근거한 기존의 평가법에 비해 유도형초음파법은 단시간 내에 보다 효율적으로 전체 열교환기에 대한 신뢰성 검사(Global Inspection)가 가능하며 만족할 만한 민감도(Sensitivity)를 갖고 있음을 보였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제4권4호
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• pp.449-464
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• 2008

An array based, outward monitoring, ultrasonic guided wave based SHM technique using a single transmitter and multiple receivers (STMR), with a small footprint is discussed here. The previous implementation of such SHM arrays used a phase-reconstruction algorithm (that is similar to the beam-steering algorithm) for the imaging of reflectors. These algorithms were found to have a limitation during the imaging of defects/reflectors that are present in the "near-field" of the array. Here, the "near-field" is defined to be approximately 3-4 times the diameter of the compact array. This limitation is caused by approximations in the beam-steering reconstruction algorithm. In this paper, a migration-based reconstruction algorithm, with dispersion correction in the frequency domain, is discussed. Simulation and experimental studies are used to demonstrate that this algorithm improves the reconstruction in the "near-field" without decreasing the ability to reconstruct defects in the "far-field" in both isotropic and anisotropic plates.