• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.40-43
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• 2011

최근, 레이저 초음파 영상화 기법은 구조물의 비접촉식 손상 진단을 위해 널리 연구되고 있다. 초음파 영상화 기법의 가장 큰 장점은 비접촉식으로 구조물의 손상을 진단할 수 있고, 가진 및 측정 지점을 자유로이 이동할 수 있다는 점이다. 따라서 이는 고온이나 동적상태의 구조물에 적용이 가능하며, 시간과 공간상의 충분한 데이터를 획득할 수 있으므로 역문제 (Inverse problem)를 해결할 필요 없이 완전한 초음파의 전파 형상을 얻을 수 있다. 지난 연구들에서는 충분한 가진력 혹은 측정 민감도를 확보하기 위해 가진 레이저와 부착형 센서의 조합이나 부착형 가진 트렌스듀서와 센싱 레이저의 조합으로 초음파 영상을 획득하고자 하였다. 하지만 이들 조합은 가진 혹은 측정 지점이 구조물에 부착되어 있어 완전한 비접촉식 기법을 구현하지 못하였다. 이를 극복하고자 레이저와 EMAT 센서 등의 조합이 시도되어 왔으나, 이 또한 EMAT 센서의 적용 거리에 따른 한계점을 지니고 있다. 본 연구에서는 가진 레이저 (Nd:Yag)의 스캐닝을 통해 다양한 가진 점에서 발생된 초음파가 탄성체 구조물을 통해 전파되고, 이를 센싱 레이저 (Laser Doppler Vibrometer)를 이용하여 측정함으로써 비접촉식 초음파 영상화를 구현하였다. 나아가, 정상파 필터(Standing-wave filter)를 이용하여 구현된 초음파 영상으로부터 손상 영향만 검출해 내는 기법을 개발했다. 개발된 기법은 복합재 시편의 층간박리 (Delamination) 진단을 통해 검증하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.10
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• pp.1133-1137
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• 2014

The ultrasonic nonlinear parameter ${\beta}$ is generally known as an effective parameter for evaluating material degradation. Thus far, most research has been conducted using a contact method. However, since measurement by this contact method is affected by the contact conditions between the transducer and the specimen, additional devices are required to maintain the contact conditions stable during the measurement. To avoid this inconvenience, this paper proposes a noncontact method. In this study, only the receiver was replaced with a noncontact receiver, and then, the ultrasonic nonlinear parameters measured by the newly developed noncontact receiver were compared with those measured by the contact receiver. Results obtained using both these receivers for heat-treated aluminum alloy specimens showed good agreement. From this result, we can confirm that the ultrasonic nonlinear parameter ${\beta}$ can be measured using the proposed noncontact ultrasonic method.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.07a
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• pp.298-299
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• 2003

초음파는 일반적으로 물질의 내부결함을 측정하거나 결정입경과 같은 물질의 특성을 측정하는데 사용된다. 현재 초음파를 검지하는 방법으로는 탐촉자를 물질에 접촉시켜서 초음파를 측정하는 접촉식 방법이 널리 사용되고 있다. 따라서, 이러한 접촉식 초음파 검출방법은 원격탐사를 하는데에 어려움이 있다. 이런 문제점을 보완하기 위하여 본 연구에서는 패브리-페로 간섭계(Fabry-Perot interferometer)를 이용하여 비접촉식으로 초음파를 검출하는 방법에 대하여 실험하였다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.52-53
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• 2000

물질 내부에서의 초음파(ultrasonics)의 전파특성을 분석하면 측정대상의 외형적 크기와 성분조성, 내부결함의 분포, 그리고 결정입경(grain size) 등과 같은 물질의 미세조직을 비파괴적으로 평가(NDE; non-destructive evaluation)할 수 있다. 초음파를 이용하는 비파괴 평가에 있어서 기존에는 주로 접촉식 압전변환기(PZT transducer)를 이용하여 초음파를 인가함과 동시에 이를 이용하여 측정대상 내부를 전파한 초음파를 검지하는 방식을 이용하여 왔다. 이와 같은 압전변환기를 이용한 비파괴 평가는 측정방법이 비교적 간단하고 초음파 에너지의 정량화가 용이한 장점이 있으나 측정방식이 접촉식이기 때문에 측정 시편이 고온이거나 움직이는 대상에는 적용이 어렵다. 따라서 비파괴 평가의 궁극적인 활용목표의 하나인 온-라인 평가를 실현하기 위해서는 비접촉식 초음파 평가방법이 정립되어야 한다. 이러한 관점에서 최근 레이저를 이용한 비접촉식 초음파의 생성 및 검지방법에 대한 연구가 진행되고 있다. (중략)

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.24 no.3 s.192
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• pp.23-30
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• 2007

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.28 no.4
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• pp.358-363
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• 2008

Ultrasonic nonlinearity has been considered as a promising method to evaluate the micro damage of material; however, its magnitude is so small that its measurement is not easy. Thus, in this study, we investigate the effects of such experimental system dependent factors in the measurement of ultrasonic nonlinear parameter by using contact PZT transducer. Experimental results showed that the effect of system dependent nonlinearity is reduced when the contact pressure and transducer input voltage are sufficiently large. These results will be very useful to find out the proper experiment condition to measure rather accurate nonlinear parameter.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.02a
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• pp.464-470
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• 2002

본 연구에서는 초음파를 사과의 비파괴 품질판정에 이용하기 위한 기초 연구로서 사과 표면에 입사, 반사되는 초음파 신호를 계측 및 분석하기 위한 시스템을 구축하고 저장기간에 따른 사과의 초음파 특성을 계측하였으며, 그 결론은 다음과 같다. 1. 구성된 비 접촉식 초음파 장치를 이용하여 전압-시간 그래프에서 전압의 진폭(PTP)값을 구하였고 신호처리용 프로그램을 이용하여 획득한 신호를 주파수 영역에서 분석하여 피크주파수, 영역별 에너지 밀도함수 등을 구하였다. 2. 사과의 초음파 특성을 분석한 결과 사과의 저장기간은 초음파 응답신호의 진폭(PTP) 및 제 3영역 에너지 스펙트럼 밀도함수와 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다. 3. 초음파를 농산물의 비파괴 품질판정에 적용시 문제가 되고 지는 센서와 시료와의 접촉응력에 의한 응답신호의 변형에 의한 문제를 해결하고자 비 접촉식 센서를 사용하였으며, 실제 농산물에 적용이 가능한 것으로 판단되었다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.25 no.4
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• pp.287-293
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• 2005

Ultrasonic guided waves are gaining increasing attention for the inspection of platelike and rodlike structures. At the same time, inspection methods that do not require contact with the test piece are being developed for advanced applications. This paper capitalizes on recent advances in the areas of guided wave ultrasonics and noncontact ultrasonics to demonstrate a superior method for the nondestructive detection of defects thinning simulating hidden corrosion in thin aluminum plates. The proposed approach uses EMAT(electro-magnetic acoustic transducer) for the noncontact generation and detection of guided waves. Interesting features in the dispersive behavior of selected guided modes are used for the detection of plate thinning. It is shown that mode cutoff measurements provide a qualitative detection of defects thinning. Measurement of the mode group velocity can be also used to quantify depth thinning.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.25 no.2
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• pp.103-109
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• 2005

Fiber reinforced plastic material should be inspected in fabrication process in order to enhance quality by prevent defects such as delamination and void. Generally, ultrasonic technique is widely used to evaluate FRP. In conventional ultrasonic techniques, transducer should be contacted on FRP. However, conventional contacting method could not be applied in fabrication process and novel non-contact evaluating technique was required. Laser-based ultrasonic technique was tried to evaluate CFRP plate. Laser-based ultrasonic waves propagated on CFRP were received with various transducers such as accelerometer and AE sensor in order to evaluate the properties of waves due to the variation of frequency. Velocities of laser-based ultrasonic waves were evaluated for various fiber orientation. In addition, laser interferometry was used to receive ultrasonic wave in CFRP and frequency was analysed.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.24 no.3
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• pp.70-79
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• 2020

The main objective of this research to develop an IoT based wireless contactless ultrasonic system (ICUS) and its application to concrete structure. The developed system consists of 16 mems, 2Mhz digitizer, amplifying circuit, FPGA, and wifi module, enabling to measure leaky surface waves from concrete specimens without physical coupling process and wires. Multi-channel analysis is performed to improve the accuracy of data analysis, and the velocity of leaky surface waves and acoustics are derived. Field inspection of railroad concrete sleepers is conducted to evaluate the performance of the system and to compare the results with conventional ultrasonic pulse velocity (UPV). As a result of the field inspection, UPV was limited to evaluate damages. This is because crack pattern of railroad sleepers is parallel to ultrasonic ray path and accessibility of the railroad at the field is disadvantageous to contact-based UPV. On the other hand, ICUS possibly detect the damages as reduction of dynamic modulus by up to 59% compared to non-damaged specimen.