웨이블릿 변환 노이즈 제거에 의한 AE 위치표정

An Improved AE Source Location by Wavelet Transform De-noising Technique

사용하는 탄성파의 파장과 두께가 비슷하거나 보다 얇은 박판 구조에서 음향방출(acoustic emission, AE) 신호의 위치표정 정확도의 향상을 위해 새로운 신호처리 방법인 웨이블릿 변환 디노이징(wavelet transform de-noising) 기법을 도입하였다. 탐지된 AE 신호에 대하여 웨이블릿 변환과 역변환을 수행하여 상대적으로 저주파수이고 큰 진폭을 갖는 굽힘파 성분(flexural component)은 활용하고, 고주파수이고 작은 진폭의 팽창파 성분(extensional component)은 필터링하여 제거한 다음 신호를 재구성하는 디노이징 처리를 거침으로써 박판에서의 위치표정 시 발생하는 도달시간차 측정오차를 최소화할 수 있음을 확인하였다. 따라서 웨이블릿 디노이징 처리를 도입함으로써 위치표정의 정확도가 게인(gain)이나 문턱값의 설정, 판의 두께, 센서간거리, 발생원과 센서의 상대적인 위치에 무관하고 전통적인 문턱값 통과 방법에 비하여 월등하게 향상되었다. 또한 상대적으로 매우 큰 진폭을 가지는 굽힘파 성분을 활용하므로 실제적인 박판 구조물에서의 위치표정에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.

A new technique for the source location of acoustic emission (AE) in plates whose thichness are close to or thinner than the wavelength has been studied by introducing wavelet transform de-noising technique. The detected AE signals were pre-processed using wavelet transform to be decomposed into the low-frequency, high-amplitude flexural components and the high-frequency, low-amplitude extensional components. If the wavelet transform de-noising was employed, we could successfully filter out the extensional wave component, one of the critical errors of source location in plates by arrival time difference method. The accuracy of source location appeared to be significantly improved and independent of the setting of gain and threshold, plate thickness, sensor-to-sensor distance, and the relative position of source to sensors. Since the method utilizes the flexural component of relatively high amplitude, it could be applied to very large, thin-walled structures in practice.