• 비파괴검사학회지
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• 제21권2호
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• pp.152-162
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• 2001

비파괴 평가 기술들 중의 하나인 레이저 초음파 응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 표면결함에 의한 신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이다. 따라서 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 레이저 초음파 신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 신호해석 연구가 요구된다. 본 연구에서는 레이저유도 초음파에 의한 one-sided 기법을 이용하여 표면균열을 평가하고자 하였다. 하지만 레이저를 이용한 평가방법들은 수신된 신호의 해석이 까다로우며 또한 상당한 전문적인 지식이 요구된다. 웨이블렛 변환(wavelet transform, WT) 기법은 신호처리 분야에서 하나의 새로운 방법으로서 다양한 분야에 적용되고 있으며 특히 한 시점에 대한 주파수 분해가 가능한 신호처리 방법으로서 시간-주파수 분석에 아주 유용하게 이용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 레이저 유도 초음파를 이용하여 재료의 표면 결함신호들에 대한 웨이블렛 변환기법을 적용하여 보다 정량적인 결함 크기를 예측하고 그 타당성을 평가하고자 하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권2호
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• pp.108-113
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• 2009

자기 누설 탐상 검사법은 지하에 매설된 가스 배관을 검사하기 위해 가장 널리 사용되고 있는 비파괴검사 방법 중의 하나이다. 자기 누설 탐상 시스템이 지하에 매설된 배관을 통과하게 되면 배관은 영구자석에 의해 착자된다. 배관의 부식이나 결함이 있는 경우 배관의 단면적이 변화하기 때문에 이 부분에서 누설자속이 변화한다. 홀 센서에 의해 검출되는 누설자속 신호로부터 결함의 길이, 폭, 깊이 등과 같은 결함의 형상을 판별하게 된다. 본 논문에서는 홀 센서를 통해 검출된 축 방향과 반경 방향 신호를 이용하여 결함의 길이를 추정하는 여러 알고리즘을 제시하고, KOGAS 모의 시험배관에 만든 실제 결함에 대해 결함의 길이 추정성능을 비교 분석하였다. 실제 데이터에 대한 추정 성능 비교를 위해 한국가스공사의 모의시험배관에 인공결함을 제작하여 사용하였다. 축 방향 및 반경 방향 신호에 대해 각각 최소값 혹은 첨두값의 80%와 90%를 기준으로 길이를 추정하였을 경우 가장 좋은 성능을 보임을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권3호
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• pp.226-232
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• 2014

본 연구에서는 고출력 레이저를 재료 표면에 조사하였을 때 나타나는 어블레이션 현상에 의한 레이저 초음파의 특성을 시뮬레이션과 실험을 통해 분석하였다. 레이저 초음파 기법은 비파괴검사 분야에서 기존의 접촉식 초음파 기법을 적용하기 어려운 환경요인(고온 등)을 극복할 수 있는 장점들을 가지고 있다. 특히, 어블레이션 영역에서는 종파의 신호 세기 및 직진성이 강하므로, 투과 및 반사 신호를 통한 내부결함 검사법으로 활용하기 적합하다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통해 어블레이션 영역에서의 레이저 초음파의 발생 및 전파를 해석하였다. 그리고 개발된 유한요소해석 모델을 활용해 결함모사시편을 대상으로 B-Scan을 수행한 결과, 실험 결과와 동일하게 나타나는 것을 확인하였고, 이로부터 개발된 해석모델의 타당성을 검증할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권3호
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• pp.233-240
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• 2014

나노/마이크로 소자의 개발이 활발해짐에 따라 나노/마이크로 박막의 기계적 물성의 정밀 측정에 대한 필요성이 점차 커지고 있다. 기존의 파괴적인 방법의 한계를 극복하기 위한 방법으로, 유도초음파를 이용한 비파괴적인 박막 물성 방법에 대한 관심이 늘어나고 있다. 유도초음파를 이용하여 박막의 물성을 측정하는 실험을 설계하거나, 물성 측정에 대한 실험 결과를 이해하는데 있어 박막의 분산선도를 이해하는 것은 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는, 전달 행렬법을 이용하여 박막의 분산선도를 계산하는 방법을 제시하고, 이를 금속 박막에 적용하여 그 특성을 관찰하였다. 전달 행렬법을 이용하여 다층판에서의 주파수에 따라 유도초음파가 전파하는 속도를 계산하여 상용 프로그램과 비교하여 그 타당성을 확인하였다. 이러한 방법을 Si 기판 위에 증착된 Al 금속 박막에 적용하여 얻은 분산곡선의 분석을 통해, 박막의 두께 조건에 따른 모드와 분산 및 비분산 특성이 나타나는 구간을 관찰할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권1호
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• pp.24-31
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• 2011

콘크리트 벽체 구조물에 매입된 철근의 정량적인 부식률을 측정하기 위하여 자연전위 측정법과 적외선 열화상법을 이용하였다. 벽체 실험체는 부식률(0, 1, 3, 5, 7%)과 피복 두께(30 mm, 40 mm), 그리고 철근 배근 간격에 변수를 주어 콘크리트 표면에서 저항 및 전류를 측정하고 온도를 측정하였으며, 콘크리트 표면 상태에서 얻은 결과를 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 전류밀도 분포는 부식률이 증가할수록 그값이 증가하였으며 피복 두께가 클수록 분포도가 넓게 나타났다. 적외선 촬영으로 얻어진 열화상 정보는 서로 다른 부식률과 피복 두께에서는 현저한 차이를 보였으며 주변 온도 및 철근 배근 간격에 대해서는 그 영향이 미비하게 나타났다. 제시된 부식 모델을 통해서 콘크리트 표면의 전류나 온도를 측정하여 내부에 매입되어 있는 철근의 부식률을 정량적으로 측정할 수 있는 것으로 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권2호
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• pp.87-94
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• 2005

최근 램파를 비파괴검사에 이용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도, 레이저에 의해 집속형 램파를 발생시키는 방법은 비접촉식 검사의 장점과 함께 높은 공간분해능을 기대할 수 있다 이 방법에서 레이저는 원호배열슬릿을 통하여 판재 표면에 조사되는데, 발생된 램파의 에너지가 원호배열의 초점에 집속되는 효과를 갖게 된다. 이 때 공간분해능의 향상은 램파의 집속도를 높임으로써 가능하다. 본 논문에서는 높은 집속도의 램파를 발생시키도록 원호형 슬릿을 설계하기 위해 슬릿의 형상인자와 램파의 집속도 사이의 관계를 분석하였다. 그 결과, 레이저조사반경과 원호각, 원호수를 증가시키거나 원호반경과 파장을 감소시킴으로써 집속도를 높일 수 있다는 것을 알 수 있었으며, 본 연구의 결과는 적절한 원호형 슬릿의 설계기준으로 활용될 수 있을 것으로 기대 된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권3호
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• pp.261-268
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• 2001

열-음향방출(thermo-AE) 기법을 이용하여 두께 3mm, $[+45_6/-45_6]_s$ 복합재료 적층판의 열응력 유기 손상에 대한 비파괴평가의 유효성을 연구하였다. 반복적인 열부하 사이클에 의해서 thermo-AE 사상수가 감소하는 경향이 뚜렷하게 나타나서 열부하에 따른 카이저효과가 관찰되었다. 열부하사이클중의 thermo-AE거동을 분석하여 복합재료의 응력자유온도를 결정할 수 있었다. 초음파 C스캔, 광학현미경, 주사형 전자현미경을 통해 섬유파단과 모재파손이 관찰되었으며, 이들 파손 인자는 thermo-AE 신호의 단시간 퓨리에 변환처리에 의해 생성된 3종류의 서로 다른 시간-주파수 특성과 대응하였나 이 특성을 이용하여 복합재료의 냉각열처리 및 반복 열부하사이클시의 손상발생과정 및 내부 마찰거동 내역을 추적할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제13권4호
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• pp.25-31
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• 1994

비접촉으로 초음파를 송 수신하며 비파괴검사를 수행하는 EMAT(Electromagnetic Acoustic Transducer)를 이용한 초음파탐상장치를 구성하였고, 이를 3축 구동장치 및 데이타 수집, 처리장치와 연결하여 자동화를 시도하였다. 자동화에 적합하도록 송 수신이 한 몸체로 되어 있으며 인가하는 구동신호의 주파수를 변화시킴으로써 main beam의 방향을 조절할 수 있는 EMAT를 설계 제작하였으며, 제작된 EMAT의 특성을 측정하였다. EMAT를 이용한 초음파탐상장치, 3축 구동장치, 데이타 수집장치들에 대한 제어 및 데이타 처리를 위한 프로그램을 개발하였다. Host로 IBM-PC/AT 급을 사용하였으며, 컴퓨터 화면상에서 실재 장비를 가상적으로 구현하는 기법을 사용하였다. 제작된 전 탐상장치의 성능 분석과 결함 검출 능력을 평가하기 위하여, 인위적으로 결함을 가공한 시험편과 실재 결함이 내재되어있는 용접부에 대한 결함 검출을 시도하였으며, 만족할 만한 측정 결과를 화상으로 얻었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.160-164
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• 2013

레이저 초음파검사 장치는 레이저 빔을 이용하여 초음파 신호를 발생시키고 측정하는 비접촉식 결함 검사 장치이다. 이 장치는 펄스 레이저 빔을 이용하여 광대역 주파수 범위를 갖는 초음파 신호를 발생시키고 작은 점으로 집속된 레이저 빔을 이용하여 초음파 신호를 측정하므로 우수한 측정 분해능을 제공한다. 본 연구에서는 이종금속 접촉부식(갈바닉 부식) 현상을 레이저를 이용한 비파괴, 비접촉 방법으로 측정하였다. 부식된 부분에 이물질이 혼합되는 경우를 가정하고, 레이저 초음파 실험을 진행하였다. 시편의 뒷면에서 펄스 레이저로 초음파를 발생시키고, 같은 위치의 앞면에서 CW 레이저와 CFPI를 이용하여 초음파 신호를 획득하였다. 이물질이 존재하는 부분의 초음파 신호 특성을 분석하여 이물질의 위치 및 크기를 측정하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.13-21
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• 2003

콘크리트 라이닝의 안정성을 검토하기 위해 지난 수년간 많은 연구가 이루어졌으며, 많은 비파괴 조사 기법들이 개발되고 발전하였다. 이러한 비파괴 조사 기법들은 그 신호 해석 과정에서 대부분 푸리에 이론을 근간으로 하고 있다. 그러나 진동신호에 대하여 푸리에 해석을 적용할 경우 결과는 단지 주파수 영역상에서 확인될 뿐이며, 이러한 결과로는 정확한 대상 신호의 분석을 기대할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 충격하중으로 인하여 발생한 비정상 파의 해석을 위하여 웨이블릿 이론을 적용하였으며, 웨이블릿 변환의 적용성을 확인하기 위하여 콘크리트 라이닝을 모사한 모형을 대상으로 실험을 수행하고, 제안된 이론을 바탕으로 콘크리트 라이닝의 두께를 추정하였다. 본 연구로부터 푸리에 변환에 비해 웨이블릿 변환이 뛰어난 분해능을 제공함을 확인할 수 있었으며, 분산성을 갖는 파를 해석함에 있어서도 웨이블릿 변환이 뛰어난 신호 해석법임을 확인할 수 있었다.