A Study on Real-Time Defect Detection Using Ultrasound Excited Thermography

The UET(ultrasound excited thermography) for the ,eat-time diagnostics of the object employs an infrared camera to image defects of the surface and subsurface which are locally heated using high-frequency putted ultrasonic excitation. The dissipation of high-power ultrasonic energy around the feces of the defects causes an increase In temperature. The defect's image appears as a hot spot (bright IR source) within a dark background field. The UET for nondestructive diagnostic and evaluation is based on the image analysis of the hot spot as a local response to ultrasonic excited heat deposition. In this paper the applicability of VET for fast imaging of defect is described. The ultrasonic energy is injected into the sample through a transducer in the vertical and horizontal directions respectively. The voltage applied to the transducer is measured by digital oscilloscope, and the waveform are compared. Measurements were performed on four kinds of materials: SUS fatigue crack specimen(thickness 14mm), PCB plate(1.8 mm), CFRP plate(3 mm) and Inconel 600 plate (1 mm). A high power ultrasonic energy with pulse durations of 250ms Is injected into the samples in the horizontal and vertical directions respectively The obtained experimental result reveals that the dissipation loss of the ultrasonic energy In the vertical injection is less than that in the horizontal direction. In the cafe or PCB, CFRP, the size of hot spot in the vortical injection if larger than that in horizontal direction. Duration time of the hot spot in the vertical direction is three times as long as that in the horizontal direction. In the case of Inconel 600 plate and SUS sample, the hot spot in the horizontal injection was detected faster than that in the vertical direction

초음파 서모그라피를 이용한 실시간 결함 검출에 대한 연구

초음파 서모그라피는 초음파 진동 에너지 여기에 의한 물체의 표면 및 표면 아래에 존재하는 결함부위의 선택적 발열 특성을 적외선 열영상 카메라로 관측하는 것이다. 결함(균열, 박리, 공극 등) 이 존재하는 구조물에 초음파 진동 에너지를 입사시킬 경우 결함 부근에서의 국부적인 발열로 인해 건전 부위와의 급격한 온도차를 드러내는 핫 스폿이 관측된다. 초음파 진동 에너지 여기에 의한 핫 스폿 관측 및 분석을 통해 결함을 진단하는 것이 초음파 서모그라피를 이용한 비파괴 결함 진단 방법이다. 이를 이용한 결함 검출을 위해서는 초음파의 진동에너지를 검사 구조물에 효율적으로 전달하는 것이 중요하다 본 논문에서는 초음파 서모그라피를 이용한 실시간 결함검출에 대해 기술한다. 초음파 진동에너지의 입사 방향에 따른 결함 검출 특성을 평가하기 위해 진동에너지의 전달 방향을 시편과 수직 또는 수평방향으로 각각 입사시켰다. 각각의 입사 방향에 따른 초음파 트랜스듀서 양단에 인가되는 전압을 디지털 오실로스코우프로 계측 비교하였다. 결함 검출에 사용한 시편은 14 mm 두께의 SUS 균열(crack) 시편, PCB 기판(1.8 mm), 인코넬 600 판(1.0 mm) 및 CFRP 판(3.0 mm)의 4종류이다. 4종류의 시편에 대해 280ms 펄스폭의 초음파에너지를 수직 수평으로 각각 입사시켰다. 4종류 모두 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 전달 손실이 적었다. 복합재료인 PCB, CFRP 판은 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 결함 위치에서 열이 크게 발생하였으며 선택적 발열 현상도 3배 이상 지속되었다. 금속재료인 인코넬 600판과 SUS 시편은 수평방향이 수직방향보다 핫 스폿이 빨리 관측되었다.