Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing (비파괴검사학회지)

The Korean Society for Nondestructive Testing (한국비파괴검사학회)
권호 표지

Development and Characterization of High Frequency Ultrasonic Transducer Using PVDF and P(VDF-TrFE)

PVDF 및 P(VDF-TrFE)를 이용한 고주파수 수침용 초음파 탐촉자 개발 및 평가

  • 김기복 (한국표준과학연구원 비파괴계측그룹) ;
  • 김병극 (㈜하기소닉) ;
  • 이승석 (한국표준과학연구원 비파괴계측그룹)
  • Published : 2002.02.28
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Abstract

The high frequency ultrasonic transducers using polyvinyliden fluoride(PVDF) and polyvinylidene fluoride trifluorethyylene(P(VDF-TrFE)) were developed. The characteristics of fabricated high frequency ultrasonic transducer such as beam diameter, high frequency ultrasonic detection field and amplitude of the first pulse echo signal from the test target in the water were analyzed. The high frequency ultrasonic detection field was affected by the length of coaxial cable between high frequency transducer and ultrasonic pulser/receiver. As the size of the test target increased, the high frequency detection field decreased and the amplitude of a reflection signal increased. The peak amplitude of the first pulse echo signal of P(VDF-TrFE) transducer was higher than that of PVDF transducer. The high frequency ultrasonic detection field of PVDF transducer was wider than that of P(VDF-TrFE) transducer. With C-scan testing, the developed high frequency ultrasonic transducer could detect the 30 to $100{\mu}m$ of hydrogen induced crack of steel specimen by C-scan testing.

PVDF 및 P(VDF-TrFE) 고분자 압전박막을 이용하여 고주파수 수침용 초음파 탐촉자를 제작한 다음 그 특성을 비교 평가하였다. 탐촉자와 탐상기 사이의 신호전송용 동축케이블의 길이가 고주파수 초음파 검출장에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 초음파 빔의 초점이 형성되는 반사체가 편평할수록 고주파수 초음파 검출장은 감소하는 것으로 나타났으며 3mm 직경의 PVDF 탐촉자의 경우 0.5mm 강구에서 약 100MHz의 광대역 고주파수 초음파 검출장을 형성하였다. PVDF와 P(VDF-TrFE) 탐촉자를 비교한 결과 반사신호의 피크 값과 빔 폭은 P(VDF-TrFE)가 PVDF 보다 크게 나타났으나 고주파수 초음파 검출장은 PVDF가 P(VDF-TrFE)보다 광대역 특성을 나타내었다. 개발된 3mm 직경의 PVDF 탐촉자를 이용하여 표면의 깊이균열 크기가 $30{\sim}100{\mu}m$인 수소유기균열(HIC) 강재 시편을 C-scan한 결과 고감도의 분해능으로 미세 균열의 검출이 가능하였다.

Keywords

References

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