• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.56-63
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• 2009

This paper describes a general approach for processing data from an omni-directional guided wave transducer array for the rapid inspection of large plate structures. A basic phased array algorithm is presented that can be applied to any array geometry. For guided waves on plate, beam steering algorithm is derived and the corresponding beam pattern is analyzed. The algorithms are applied to simulation and experimental data. The results show well its usefulness in structural applications.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권12호
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• pp.1120-1131
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• 2011

Researches using time reversal acoustics(TRA) for impact localization have been paid attention to recently. Dispersion characteristics of Lamb waves, which restrict the utility of classical nondestructive evaluation based on time-of-flight information, can be compensated through the application of TRA to Lamb waves on a plate. This study investigates the spatial focusing performance of time reversal Lamb waves on a plate using finite element analysis. In particular, the virtual sensor effect caused by multiple wave reflections at the boundaries of a plate is shown to enable the spatial focusing of Lamb waves though a very small number of surface-bonded piezoelectric(PZT) sensors are available. The time window size of forward response signals, are normalized with respect to the number of virtual active sensors. Then their effects on the spatial focusing performance of Lamb waves are investigated.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.418-429
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• 2011

Researches using time reversal acoustics (TRA) for impact localization have been paid attention to recently. Dispersion characteristics of Lamb waves, which restrict the utility of classical nondestructive evaluation based on time-of-flight information, can be compensated through the application of TRA to Lamb waves on a plate. This study investigates the spatial focusing performance of time reversal Lamb waves on a plate using finite element analysis. In particular, the virtual sensor effect caused by multiple wave reflections at the boundaries of the plate is shown to enable the spatial focusing of Lamb waves though a very small number of surface-bonded piezoelectric (PZT) sensors are available. The time window size of forward response signals, are normalized with respect to the number of virtual active sensors. Then their effects on the spatial focusing performance of Lamb waves are investigated.

• Composites Research
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• 제20권6호
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• pp.21-27
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• 2007

복합재 보강판에 영구히 부착된 배열 압전 능동 센서를 사용하여 저속 충격 손상을 탐지하였다. 압전 능동센서를 사용하여 구조에 램파를 전파시키기 위한 다양한 진단신호를 생성하였으며, 손상으로 인한 구조 진동의 특성 변화를 탐지하기 위하여 그 응답을 측정하였다. 이 신호 변화 특징을 한 개의 손상 지수로 표현하기 위하여 3가지 알고리즘-ADI(Active Damage Interrogation), TD RMS (Time Domain Root Mean Square), STFT(Short Time Fourier Transform) -이 검토되었다. 손상 탐지시험을 수행하여, 사용한 기법과 진단신호로 저속 충격으로 인한 두 개의 층간분리를 탐지하였으며, 그 위치를 추정하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.123-130
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• 2014

An ultrasonic magnetostrictive transducer-based phased-array system for imaging defects in plate structures is newly proposed. In that most ultrasonic phased array systems rely on piezoelectric transducers or electromagnetic acoustic transducers, this system has its own unique feature of employing magnetostrictive transducers. Interest in using a phased array system using magnetostrictive transducers has been recently reported for pipe inspection but no such system has been developed for plate inspection. In this investigation, we aim to propose a phased array system using OL-MPTs (Omnidirectional Lamb wave Magnetostrictive Patch Transducers) for plate inspection. The developed system consists of a multi-channel function generator, power amplifiers, preamplifiers and a data acquisition unit. In the process of its development, each of the units must be checked and in doing so, we suggest types of ultrasonic wave experiments that should be carried out. Finally, the phased system using a transducer array composed of eight OL-MPTs is newly configured and is applied for actual crack detection experiments.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.320-326
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• 2011

본 연구에서는 Lamb파에 대한 시간-반전과정과 이미지기법을 기반으로 하여 기준 데이터를 사용하지 않는 구조물 건전성 모니터링(SHM) 기술을 제안하였다. 제안된 기술이 갖는 주요 세가지 특징은 다음과 같다: (1) 제안된 기술에서는 귀환신호를 직접 손상진단에 사용하기 때문에 귀환신호와 초기 입력신호의 차이로부터 손상신호를 구할 필요가 없다; (2) 기존의 기술에서 널리 사용되는 형상비교법을 사용하지 않고 귀환신호에서 얻는 비시간 정보를 활용하는 이미지기법을 사용하였다; (3) 손상 이미지를 보다 뚜렷하게 얻기 위하여 이미지에 대한 개선된 수학적 정의를 사용하였다. 본 연구에서 제안한 SHM기술은 손상을 평판의 몇몇 위치에 부가한 경우에 대한 손상탐지 실험을 수행함으로써 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권5호
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• pp.549-557
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• 2019

표적의 음향 산란 특성은 표적의 재료 특성과 구조적 특성에 영향을 받으며, 이는 음향을 이용하여 수중에서 표적을 탐지, 식별하고자 할 때 매우 중요한 정보가 된다. 특히, 얇은 탄성체의 경우 램파(Lamb wave)에 의해 표적 주변 유체에 산란파가 생성된다. 본 논문에서는 계단 주파수 스윕 사인 파형을 이용하여 수조에서 알루미늄 구의 산란 신호를 측정한 결과를 제시한다. 특히 알루미늄 구의 내부에 물이 채워져 있는 경우와 공기가 채워져 있는 경우에 대하여 산란 신호의 차이를 측정하고 이론 모델과 비교하였다. 또, 내부 물질에 따른 표적 산란 신호 차이를 유사 위그널-빌 분포를 이용하여 분석하고, 유도파의 평균 주파수, 주파수 분포, 에너지의 차이를 비교하였다. 분석 결과, 구의 내부에 물이 채워진 경우가 공기가 채워진 경우에 비해 유도파의 평균 주파수, 주파수 분포, 에너지가 증가하는 것을 확인하였으며 이는 이론적인 예상과 부합한다.

• 한국음향학회지
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• 제42권6호
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• pp.559-564
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• 2023

노화 및 골다공증으로 인한 경골 또는 요골과 같은 긴 뼈의 외부 껍질을 구성하는 피질골의 골강도 변화는 골절의 위험인자로 알려져 있다. 본 연구에서는 시간역전법을 이용하여 생체 내 경골의 피질골에서 발생된 시간역전 램파의 군속도를 측정하고, 군속도가 피질골의 골강도와 밀접한 관련이 있는 cortical bone thickness(cTh) 및 cortical bone mineral density(cBMD)와 갖는 상관관계를 조사하였다. 7명의 실험대상자의 우측 경골에서 측정된 시간역전 램파의 군속도는 cTh와 r = 0.90(p < 0.0001)의 매우 높은 상관관계를 보이며, cBMD와는 r = 0.69(p < 0.0001)의 상대적으로 낮은 상관관계를 보이는 것으로 나타났다. 본 생체 내 연구의 한계점은 단지 7명의 건강한 성인으로 구성된 정상군에 대하여 시간역전 램파의 군속도가 측정되었다는 것이다. 향후 다수의 건강한 성인 및 골다공증 환자로 각각 구성된 정상군 및 골다공증군에 대한 후속연구를 통하여 시간역전 램파의 임상적 유용성이 입증된다면 골다공증 진단을 위한 정량적 초음파 기술의 신뢰도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한 시간역전 램파의 군속도를 측정하기 위한 골격 부위를 경골뿐만 아니라 대퇴골 또는 요골까지 확장시킬 필요가 있다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.48-57
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• 2015

제 4세대 원자로로 개발되고 있는 소듐냉각고속로는 냉각재로 사용되는 소듐의 물과 공기에 의한 반응을 방지하기 위하여 원자로 헤드의 개방 없이 회전 구동만을 이용하여 핵연료 교환을 수행한다. 따라서 핵연료 교환을 위해서는 노심과 상부내부구조물 사이의 공간에 원자로 헤드의 회전 구동을 방해하는 장애물의 존재 여부를 확인하는 검사가 반드시 선행되어야 하는데, 소듐의 불투명성으로 인해 통상적인 광학 장비를 사용한 검사방법으로는 장애물의 확인이 어렵고, 초음파를 이용한 검사방법이 적용되어야 한다. 이 연구에서는 불투명한 소듐 중에서 노심과 상부내부구조물 사이의 장애물 존재 여부를 확인하기 위하여 판형 웨이브가이드 초음파 센서를 적용한 원격주사 검사기법을 개발하였다. 웨이브가이드 센서는 원자로헤드 상부의 저온 구간에 초음파 트랜스듀서를 설치하고 길이가 긴 웨이브가이드를 사용하여 노심 상부의 고온 고방사능 소듐 내부로 초음파를 전파시키기 때문에, 고온 고방사능에 의한 손상 없이 장시간 적용이 가능한 장점을 가지고 있다. 먼저, 수평 방향으로 초음파를 방사시킬 수 있는 10 m 길이의 수평 빔 웨이브가이드 센서를 설계 제작하였고, 제작된 센서의 특성 분석을 위한 빔 프로파일 측정 및 기초 실험을 수행하여 방사되는 초음파의 빔 폭과 전파 거리를 평가하였다. 또한, 실제 장애물로 작용할 수 있는 부품들의 형상인 원형 목표물에 대한 원격탐지 성능시험을 수행하여 개발된 원격주사 기술의 유용성을 평가하였다.