Abstract
Corrosion on the surface of a structure can generate cracks or cause walls to thin. This can lead to fracturing, which can eventually lead to fatalities and property loss. In an effort to prevent this, laser imaging technology has been used over the last ten years to detect thin-plate structure, or relatively thin piping. The most common laser imaging was used to develop a new technology for inspecting and imaging a desired area in order to scan various structures for thin-plate structure and thin piping. However, this method builds images by measuring waves reflected from defects, and subsequently has a considerable time delay of a few milliseconds at each scanning point. In addition, the complexity of the system is high, due to additional required components, such as laser-focusing parts. This paper proposes a laser imaging method with an increased scanning speed, based on excitation and the measurement of standing waves in structures. The wavenumber of standing waves changes at sections with a geometrical discontinuity, such as thickness. Therefore, it is possible to detect defects in a structure by generating standing waves with a single frequency and scanning the waves at each point by with the laser scanning system. The proposed technique is demonstrated on a wall-thinned plate with a linear thickness variation.
구조물 표면은 부식으로 인하여, 크랙이나 감육이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 구조물의 파단으로 귀결되어 많은 인명 피해와 재산 손실을 초래할 수 있다. 이에 따라, 박판 구조물이나 배관 구조물과 같이 검사 면적에 비해 두께가 얇은 구조물에 대한 레이저 영상화 기법은 최근 10여년간 꾸준히 연구가 진행되었다. 가장 많이 사용되는 방법으로는 펄스 레이저를 이용한 영상화 시스템이다. 이 방법을 이용하여 평판 구조물, 배관 등 다양한 구조물을 스캐닝하여 비교적 짧은 시간에 원하는 영역을 검사하고 영상화하는 기법이 개발되었다. 하지만, 이 기법은 음파가 결함에 의해 반사되는 반사파를 이용하여 영상화하는 기법으로 검사 위치마다 수 ms의 시간지연이 필요하며, 검사 위치마다 레이저 빔을 집속해주는 렌즈가 필요하여 고가의 복잡한 시스템이 필요하다. 본 연구에서는 연속 가진기법을 이용하여 구조물에 정상파(standing wave)를 가진하고, 이 정상파를 위치별로 스캐닝하여 결함을 영상화하는 기술을 제안하였다. 평판 구조물에 두께가 변화하는 결함을 인공적으로 삽입하여, 제안된 기술의 두께 변화 탐지 가능성을 제시하였다.
