SSP MPO 알고리즘을 이용한 초음파 결정립 잡음 억제에 관한 연구

A Study on Suppression of UT Grain Noise Using SSP MPO Algorithms

원전의 1차 계통 건전성 확보를 위한 일환으로서 초음파 검사 방법은 매우 중요하다. 그러나, 초음파는 검사 대상제의 내부 구조 및 형상에 따라 검사의 제한을 받으므로 결정립이 큰 재질에서 후방 산란 잡음 즉 시 불변성(time invariant) 잡음이 발생한다. 이로 인하여 수신 신호는 낮은 신호 대 잡음비의 결과로 나타나게 된다. 주파수 대역 분할 방식(split spectrum processing:SSP) 기술은 이와 같은 잡음을 억제하는데 효율적이다. 그러나, 종래의 SSP 기술은 minization, PT 알고리즘중 한 알고리즘만 적용하였으나 본 논문에서는 이두 가지 알고리즘을 동시에 처리하는 MPO(minimization and polarity threshold)알고리즘을 적용하고, 주파수 대 대역폭비가 일정한 FIR 여파기로서 새로운 constant-Q SSP를 수행하여 신호처리 시간을 단축하였다. 현장 검사 요건과 동일하게 종파와 횡파에도 일부 적용하였다. 한편, 이러한 새로운 SSP 기술을 적용할 수 있도록 초음파 탐상기를 설계 제작하였고, 시험편들의 준비는 원전 모재 대비시험편, 모재와 동일한 재질의 스테인레스 스틸 및 구리 시험편들이며, 이들 시험편으로 부터 초음파 신호를 수집하여 본 신호 처리를 적용한 결고 신호 대 잡음비가 향상됨을 알 수 있었다.

It is very important for ultrasonic test method to evaluate the integrity of the class I components in nuclear power plants. However, as the rltrasonic test is affected by internal structures and configurations of test materials, backscattering, that is, time invariant noise is generated in large grain size materials. Due to the above reason, the received signal results in low signal to noise(S/N) ratio. Split spectrum processing(SSP) technique is effective to suppress the grain noise. The conventional SSP technique. however, has been applied to unique algorithm. This paper shows that MPO(minimization and polarity threshold) algorithm which two algorithms are applied simulatancously, was utilized, the signal processing time was shorten by using the new constant-Q SSP with the FIR filter which frequency to bandwidth ratio is constant and the optimum parameters were analysed for the signal processing to longitudinal wave and shear wave with the same requirements of inspection on nuclear power plant site. Moreover, the new ultrasonic test instrument, the reference block of the same product form and material specification, stainless stell test specimens and copper test specimens block of the same fabricated for the application of new SSP technique. As the result of experimental test with new ultrasonic test instrument and test specimens, the signal to noise ratio was improved by appying the new SSP technique.