• 제목/요약/키워드: 접촉 탐촉자

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석조문화유산의 표면 요철도에 적합한 초음파 탐촉자 및 접촉매질 선정 연구 (A Study on Selection of Ultrasonic Transducer and Contact Material for Surface Irregularities of Stone Cultural Heritage)

  • 조영훈;이찬희
    • 보존과학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.267-278
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    • 2015
  • 이 연구에서는 석조문화유산의 표면 요철도를 고려한 맞춤형 초음파 측정법을 설정하기 위해 새로운 접촉매질인 엘라스토머 커버를 개발하였다. 이 커버는 17MPa의 인장강도와 625%의 신장도를 가져 탄성력이 매우 우수하고 마모되지 않는 특징이 있다. 또한 엘라스토머 커버를 포함하여 탐촉자 및 접촉매질에 따른 7개 유형의 비교 실험 결과, 암석의 표면 거칠기는 초음파속도 감쇠에 많은 영향을 끼쳤다. 이러한 현상은 잔다듬에서 정다듬으로 갈수록, 직접전달방법보다는 간접전달방법에서 두드러졌다. 그러나 지수형 탐촉자와 엘라스토머 커버를 사용하는 유형 F는 요철도에 큰 상관없이 안정된 초음파속도와 높은 첨두치를 나타냈다. 이는 접촉매질로 사용한 엘라스토머 커버가 요철 표면에 충분히 밀착되어 탐촉자와 시편 사이의 공극을 제거했기 때문이다. 따라서 석조문화유산의 초음파 측정은 유형 F를 사용하는 것이 가장 적합할 것으로 판단된다.

접촉식 탐촉자를 이용한 초음파 비선형 파라미터의 측정에서 시스템에 의존하는 고조파 성분의 영향 (Effect of System Dependent Harmonics in the Measurement of Ultrasonic Nonlinear Parameter by Using Contact Transducers)

  • 최익황;이재익;권구도;장경영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.358-363
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    • 2008
  • 재료의 미세열화를 측정하는 비파괴검사법으로 초음파의 비선형파라미터 측정기법이 최근 주목받고 있다. 하지만 그 크기가 매우 작기 때문에 여러 측정 인자들로부터 영향을 받아 일관성 있는 측정이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 접촉식 탐촉자를 이용한 초음파 비선형파라미터의 측정에서 측정시스템에 의존하는 인자들의 영향을 연구하였다. 그 결과 탐촉자 접촉압력과 인가전압이 충분히 클수록 시스템 비선형성의 영향을 줄일 수 있음을 알 수 있었다. 이 연구의 결과는 정확한 비선형파라미터의 측정을 위한 실험조건을 설정하는 방법으로서 유용하게 사용될 것이 기대된다.

석조문화재 풍화도 평가를 위한 초음파 측정의 설정과 직접-간접전달방법의 상관관계 (Establishment of Ultrasonic Measurement and Correlations of Direct-Indirect Method for Weathering Evaluation of Stone Cultural Heritage)

  • 이찬희;조영훈;전유근
    • 보존과학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.233-244
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    • 2009
  • 이 연구에서는 석조문화재의 초음파 측정에 적합한 탐촉자 및 접촉매질을 선정하였으며, 과학적이며 정량적인 평가기술을 개발하기 위해 암종별 직접 및 간접전달방법의 상관관계를 분석하였다. 이 결과, 석조문화재에서 초음파 측정은 유형 3의 탐촉자(UTREXTX(RX)54kHz)와 접촉매질(고무찰흙)을 사용하는 것이 가장 적합한 것으로 나타났다. 또한 이 유형 3의 직접 및 간접전달방법의 보정계수는 화강암 1.50, 반려암 1.38, 석영섬록암 1.58로 산출되었다. 이 결과는 초음파탐사의 신뢰도를 높이기 위한 최초의 연구로서 석조문화재의 초음파탐사 방법을 확립하는데 크게 기여할 것으로 판단된다. 또한 암석의 표면요철도와 다양한 접촉매질을 고려한 보완연구가 수행되어야 할 것이며, 암종별 직접-간접전달방법의 상관관계에 대한 데이터베이스도 구축되어야 할 것이다.

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미세가공 정전용량형 초음파 탐촉자 개발(III) - 탐촉자 성능평가 (Development of capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer (III) - Performance Test)

  • 김기복;안봉영;박해원;김영주;이승석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.581-589
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    • 2004
  • 본 연구는 선행연구의 결과를 바탕으로 cMUT를 개발하여 그 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 미세 반도체 제작공정을 적용하여 cMUT를 제작하여 단면특성을 측정하여 분석하였다. 제작된 cMUT의 미소 진동 막의 변위를 측정할 수 있는 마이켈슨 위상변조 간섭계를 구성하여 측정결과와 이론적인 해석결과와 비교하였다. cMUT의 초음파 특성을 분석하기 위하여 송수신 시스템을 구성하였다 비접촉 방법으로 cMUT에 의해 발생되는 초음파 신호를 수신하여 수신파형의 특성을 분석한 결과 양호한 주파수 특성을 나타내었다. 본 연구에서 개발된 cMUT는 향후 비접촉식 초음파 응용분야에 다양하게 활용될 것으로 판단된다.

미세가공 정전용량형 초음파 탐촉자 개발(I) - 진동 막 거동 분석 (Development of Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer (I) - Analysis of the Membrane Behavior)

  • 김기복;안봉영;박해원;김영주;이승석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.487-493
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    • 2004
  • 본 연구는 고효율 비접촉 초음파 송수신이 가능한 미세가공 정전용량형 초음파 탐촉자(cMUT)를 개발하기 위한 기초연구로 수행되었다. cMUT의 주요 구성요소인 미세 진동 막의 거동-총진 주파수, 막 변위, 막 붕괴 변위, 막 붕괴전압-을 이론적인 해석과 유한요소해석을 이용하여 분석하였다. 진동 막의 두께와 크기, 희생층 두께, 전극의 두께와 크기 등과 같은 cMUT의 설계인자를 검토하였다. 분석결과 진동 막의 공진주파수는 진동 막의 두께가 증가함에 따라 증가하였으며 직경에 따라서는 감소하였다. 직류 바이어스 전압이 증가함에 따라 진동 막의 변위는 증가하였으며 진동 막의 붕괴전압을 분석하였다.

Effect of Ultrasonic Waves on Fiber Orientation in CFRP Laminated Composites

  • Park, Je-Woong;Kweon, Young-Sub;Im, Kwang-Hee;Hsu, David;Kim, Sun-Kyu;Yang, In-Young
    • 한국주조공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.255-257
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    • 2007
  • 최근에는 탄소섬유복합재료(CFRP)는 우주 및 민간 항공산업분야에 널리 활용이 되고 있는 실정이다. CFRP 복합재는 적층구성에 따라 기계물성치 및 강성에 크게 영향이 미치므로 가장 대표적인 직교이방성 적층재의 적층배향을 비파괴 탐상하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 CFRP 적층재의 섬유배향에 가장 민감한 초음파 전단파를 활용하기 위해 2개의 종파 초음탐촉자를 이용하는 새로운 기법을 제안하였다. 또한 초음파 전단파를 발생하기 위해서는 탐촉자 밑면에 접촉매질인 태운꿀을 사용하는데 초음파시험하는 도중에 물성치중에 하나인 즉 점성이 상당히 변하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 2개의 종파용 초음파탐촉자를 이용해 전단파를 발생시킴으로써 접촉매질문제를 상당히 경감할 수 있는 것으로 나타났으며 여기에서 발생한 전단파가 CFRP 복합적층판의 섬유배향에 매우 민감함을 알 수 있었다.

고온 접촉식 탐상용 초음파 탐촉자 개발 및 평가 (Development and Characterization of Ultrasonic transducers for High Temperature Contact Measurement)

  • 김기복;김병극;이승석;윤남원;윤동진;안윤국
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.14-20
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    • 2003
  • 고온$(500^{\circ}C)$ 환경에서 접촉식 탐상이 가능한 초음파 탐촉자를 개발하고 평가하였다. 고온용 탐촉자는 Curie 온도가 $600^{\circ}C$ 이상인 bismuth titanate 계열의 압전세라믹 소자, 텅스텐 분말과 inorganic binder를 혼합한 후면재, 알루미나 튜브, 전면재, 하우징 등으로 구성되었다. 기본 공진주파수가 각각 1.04 및 2.08 MHz의 2 종류 탐촉자를 제작하였으며 각종 고온용 커플런트의 온도특성을 시험하였다. 개발된 고온용 탐촉자를 이용하여 강재 시편을 대상으로 시편에서의 초음파 반사신호를 측정한 결과 시편의 온도가 증가함에 따라 반사신호의 크기는 감소하였다. 고온에서 반복측정 실험결과 $500^{\circ}C$에서 연속적인 접촉식 초음파 탐상이 가능한 것으로 나타났다.

초음파를 이용한 한우도체 연도 측정 시스템 개발 (Development of Tenderness Measurement System of Beef Carcass Using Ultrasound)

  • 조성인;남기찬;임용우
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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    • pp.479-485
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    • 2002
  • 본 연구는 초음파를 이용하여 한우도체의 연도를 비파괴적이며 객관적으로 측정할 수 있는 시스템을 개발하기 위해서 수행되었다. 한우도체 연도 측정 시스템은 크게 초음파 측정장치, 자동 탐촉자 수직이동장치, 데이터 획득 및 분석장치로 구성되었는데 초음파 측정장치는 초음파 pulser/receiver 및 탐촉자, 자동 탐촉자 이동장치는 상하운동부, 구동부, 제어부, 데이터 획득 및 분석장치는 digitizer, Labview 5.1을 사용하여 구성되었다. 통합된 시스템을 이용하여 획득된 도체의 초음파 신호를 분석하기 위해 1.0~1.1 MHz의 bandpass filtering을 거쳐 hilbert 변환을 이용, envelope를 구할 수 있었으며 탐촉자와 도체의 최적 접촉 위치를 결정하기 위하여 3단계로 나누어 신호분석을 실시하였다. 시료의 개수는 40개였으며 획득된 envelope를 FFT 변환 후 PLS, PCR 분석을 수행한 결과 7단계의 PCR 분석에서 $R^2$= 0.6474의 유의성 있는 결과를 나타내었으므로 최적 접촉 위치로 결정하였다. 최적 접촉 위치를 통해 시료 80개의 추가 실험을 실시한 결과 PCR 분석에서 $R^2$= 0.4304의 결과를 나타내었으며 이를 이용, 도체의 연도를 측정하는 프로그램을 개발하고 최종 통합 시스템을 구축하였다. 본 한우도체 연도 측정 시스템의 개발을 통해 한우도체의 전단력을 예측하여 연도를 객관적으로 판정 가능할 것으로 생각되며 또한 사이즈의 확대로 도축장에 설치하는 설비로서 가능할 것이라 사료된다. 그러나 추후 좀 더 세밀한 측정과 결과의 보완을 위한 분석방법의 개선에 관한 연구가 진행되어야 할 것이다. 사용해 설계된 장치를 사용자가 쉽게 제작할 수 있도록 하였다. 공정설계프로그램을 통해 설계된 공정은 데이터베이스에 저장이 되며 장치설계프로그램에서 쉽게 이전에 설계했던 공정을 이용할 수 있도록 하여 공정 설계와 장치설계를 연계하도록 하였다.동투하시간과 비용 -종자준비부터 통마늘선별까지의 일관기계화로 투입된 주요작업의 노력은 75∼76%가 절감되고, 재배규모 3ha기준시 비용은 44-53%절감되었음. the annealing texture. Observations by TEM and EBSD revealed the formation of very fine grains of ∼1.0$\mu\textrm{m}$ after CCSS.he dislocations form local defect arrangements at the grooves permitting the substantial reduction in defect density over the remainder of the interfacial area.한 최대의 감자 재배지역을 형성하였다. 제주도는 산지지형과 따뜻한 기온으로 2기작이 가능하고, 감자가공 공장설립과 교통발달에 따른 육지 시장과의 접근이 용이해졌기 때문에 남한에서 2번째로 큰 감자재배지역이 되었다.(요약 및 결론에서 발췌)그람양성균에서 효과적이었으며, 농도별 항균력시험 결과 농도가 증가할수록 비례하여 저해율도 증가함을 알 수 있었다. 첨가농도를 달리하여 미생물의 생육도를 측정한 결과, fraction II磎꼭\ulcorner경우 그람양성균에 대해 500 ppm 이상에서 뚜렷한 증식억제효과를 나타내었다.서 뚜렷한 증식억제효과를 나타내었다.min/+}$계

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Electromagnetic-Acoustic Transducer를 이용한 비파괴평가 (Nondestructive Evaluation Using Electromagnetic-Acoustic Transducer)

  • 안봉영;이승석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.278-284
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    • 1997
  • EMAT는 비접촉으로 초음파를 송수신 할 수 있는 탐촉자로서 시험체와 탐촉자간의 접촉을 위한 매개 물질이 필요치 않으므로, 움직이고 있는 물체에 초음파탐상법을 적용하고자 하는 분야와 초음파의 속도를 정밀하게 측정하고자 하는 분야에 주로 응용된다. 구체적으로는 길이가 긴 튜브류의 결함 탐상, 용접중인 재료의 용접상태 감시, 기차바퀴 및 레일의 결함 탐상, 고온상태인 재료의 결함 탐상 등이 비접촉 특성을 이용하여 적용될 수 있는 분야이며, 재료의 집합조직 및 소성이방성의 측정, 재료의 미세조직 및 기계적 강도의 예측, 그리고 잔류응력의 측정 등이 정밀한 초음파속도 및 감쇠의 측정으로부터 적용될 수 있는 분야이다. EMAT가 일반적인 접촉식초음파탐상법에 비하여 특별한 분야에의 응용에 큰 장점을 가지고 있지만, 낮은 에너지 전환효율, 넓은 불감영역, 그리고 사용주파수의 한계 등의 문제를 가지고 있기 때문에 기존의 접촉식 방법의 적용이 용이한 분야에의 적용은 필요하지 않다. 그러나 특별한 목적과 용도에의 적용 필요성이 생길 경우에는 적절한 연구를 통하여 알맞은 탐촉자를 제작하고 탐상 방법을 개발함으로서 본래의 목적에 알맞은 탐상이 수행될 수 있다.

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초음파에 의한 SM45C/STS410재의 접촉압력측정에 관한 연구 (A study on Contact Pressure Measurement of SM45C/STS410 Materials by Means of Ultrasonic Waves)

  • Yi, W.;Yun, I.S.;Jeong, E.S.
    • 한국정밀공학회지
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    • 제13권11호
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    • pp.92-99
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    • 1996
  • The contact pressure in jointed plates was measured by means of an improved ultrasonic technique. In order to get calibration curve, the relationship between contact pressure and ratio of boundary and bottom echo of normal beam probes were obtained for the calibration blocks with various surface roughness. The ratio of boundary and bottom echoes were measured for the upper/under plates locally compressed with uniform pressure, and the distribution of contact pressure was obtaines. The measured pressure has a good agreement with results of FEM analysis. Thus the proposed ultrasonic method in this work is very useful to measure the contact pressure.

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