비파괴검사학회지 (Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing)

  • 제32권2호
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  • Pages.177-184
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  • 2012
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  • 1225-7842(pISSN)
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  • 2287-402X(eISSN)
한국비파괴검사학회 (The Korean Society for Nondestructive Testing)
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광섬유형과 벌크형 ESPI를 이용한 압력용기 내부 결함 측정에 관한 비교 연구

Performance Comparison between Optical Fiber Type ESPI and Bulk Type ESPI for the Internal Defect in Pressure Vessel

  • 김성종 (전북대학교 대학원 기계설계학과) ;
  • 강영준 (전북대학교 기계설계공학부) ;
  • 홍경민 (전북대학교 대학원 기계설계학과) ;
  • 이재훈 (전북대학교 대학원 기계설계학과) ;
  • 최낙정 (전북대학교 기계설계공학부)
  • 투고 : 2012.01.05
  • 심사 : 2012.03.02
  • 발행 : 2012.04.30
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초록

ESPI는 비접촉 비파괴 방식으로 측정 대상체의 진동이나 변형에 따른 3차원 형상 정보의 취득에 효과적으로 사용되어 왔다. 측정 대상체와 계측 환경에 따라 면내, 면외, 전단간섭 등으로 구분할 수 있으며, 간섭계를 구성하는 광소자의 형태에 따라 벌크형과 광섬유형으로 나뉜다. 광섬유형 시스템은 크기가 작고 휴대하기 편하여 시스템 구성 및 정렬이 매우 용이하다. 본 논문에서는 광섬유 면외 ESPI를 이용한 광학계를 구성하였고, PZT를 이용하여 위상 변조를 ${\pi}/2$만큼 주기적으로 가하여 CCD 카메라에서 이미지를 획득하였다. 획득한 스페클 패턴 이미지는 후처리 과정을 통해 측정 대상체의 3차원 위상 정보를 얻게 된다. 내부 결함이 존재하는 압력용기에 질소 가스를 주입하여 변화되는 phase map을 관찰하였고, 또한 phase map의 후처리를 통하여 압력에 따른 대상체의 변화를 3차원으로 확인하였다.

An optical defect detection method using ESPI(electronic speckle pattern interferometry) is proposed. ESPI is widely used as a non-contact measurement system which show deformation and phase map in real time. ESPI can be divided as the in-plane, out-of-plane and shearography by operation principle and target object and also divided with bulk type and optic fiber type by the optic configurations. This paper is focused on optic fiber type out-of-plane ESPI, which has the following advantages: (1) low cost; (2) reduction of the unreliable factors generated by separated optic components; (3) simplification of the optic configuration; (4) great reduction of volume; (5) flexibility, to be easily designed into different structures to adapt to inaccessible environments such as pipeline cavity and so on.

키워드

참고문헌

  1. 문상준, 강영준, 백성훈, 김철중, "실시간 홀로그래픽 간섭법을 이용한 압력용기의 내부 결함 측정법", 대한기계학회 논문집 A권, Vol. 20, No. 4, pp. 1233-1240 (1996)
  2. 2004 ASME Boiler and Pressure Vessel Code, An International Code, Section XI: Rues for Inservice Inspection of Nuclear Power Plant Components, The American Society of Mechanical Engineers (2004)
  3. 강영준, 이정식, 백성훈, 박승규, 이동환 "ESPI와 FEM을 이용한 압력용기 결함 측정에 관한 연구", 한국정밀공학회지, Vol. 24, No. 12, pp. 104-110 (2007)
  4. 김성종, 강영준, 박낙규, 이동환 "Modulating laser를 이용한 ESPI system algorithm 개발에 관한 연구", 한국정밀공학회지, Vol. 26, No. 7, pp. 65-72 (2009)
  5. Leland D. Melvin, Brooks A. Childers and James P. Fulton, "Quantitative analysis of a class of subsurface cracks using shearography and finite element modeling," Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, Vol. 12, pp. 403-410 (1993)
  6. J. W. Goodman, "Statistical properties of laser speckle patterns," Laser Speckle and Related phenomena Edited by J. C. Dainty, Springer Germany, pp. 9 (1975)
  7. R. Jones and C. Wykes, "Holographic and Speckle Interferometry," Cambridge University Press, pp. 146-148 (1989)
  8. 문상준, 강영준, 백성훈, 김철중, "실시간 홀로그래픽 간섭법을 이용한 압력용기의 내부 결함 측정법", 대한기계학회 논문집 A권, Vol. 20, No. 4, pp. 1233-1240 (1996)
  9. David L. Mader, "Holographic and nonholographic NDT for nuclear and coal-fired power plants," SPIE, Vol. 604, pp. 37-56 (1986)
  10. P. Hariharan, "Basic of Interferometry," Academic Press, pp. 95-98 (1992)
  11. D. L. Mader, "Holographic and nonholographic NDT for nuclear and coal-fired power plants," SPIE Vol. 604, Holographic Nondestructive Testing, pp. 37-56 (1986)
  12. A. E. Ennos, "Speckle Interferometry", Laser Speckle and Related Phenimena Edited by J. C. Daint, Springer Germany, p. 203 (1975)
  13. Warren J. Mcgonnagle, "Nondestructive Testing," 2nd Ed., Mcgraw-Hill, pp. 92-178 (1961)
  14. Ernest O. Doebelin, "Measurement Systems; Application and Design," 4th Ed., McGraw-Hill, pp. 251-253 (2009)