• 제목/요약/키워드: 초음파여기

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웨이브렛 변환을 이용한 초음파 펄스 에코 신호의 디컨볼루션 (Wavelet Transform Based Doconvolution of Ultrasonic Pulse-Echo Signal)

  • 장경영;장효성;박병일;하욥
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.511-520
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    • 2000
  • 초음파 펄스-에코법을 매우 얇은 층을 갖는 다층구조물에 적용할 때 그 얇은 층의 상하면에서의 반사파가 중첩되게 되면 검사가 곤란하게 된다. 이런 문제는 반도체 내부에서의 심한 감쇠를 피하기 위해 20MHz 이하의 비교적 저주파수를 사용하는 초음파 현미경으로 반도체의 얇은 실리콘 칩을 검사하는 경우에 쉽게 볼 수 있다. 기존에 이런 초음파 신호의 중첩을 분리하기 위해 디컨볼루션 기법이 사용되어 왔으나, 송신파의 파형이 전파하면서 왜곡되어 수신되는 경우에는 적절치 못하다. 본 논문에서는 기존의 디컨볼루션 기법에 비하여 우수한 성능으로 중첩 신호를 분리해 낼 수 있는 새로운 신호처리 기법으로서 웨이브렛 변환 기반 디컨볼루션 (WTBD) 기법을 제안하였다. 여기서 웨이브렛 변환은 송신파와 왜곡된 수신 신호의 공통 파형을 추출하기 위해 사용되고 추출된 공통 파형에 대해 디컨볼루션 처리한다. 제안하는 방법의 성능은 모형신호에 대한 컴퓨터 시뮬레이션과 인위적으로 실리콘 칩 상면에 들뜸 결함을 만든 반도체 시편에 대한 실험을 통해 검증되었다.

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Bio-Solid의 탈수성 개선 및 감량화를 위한 초음파 적용 (Dewaterability Improvement and Volume Reduction of Bio-Solid using Ultrasonic Treatment)

  • 박철;하준수;김영욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.4019-4023
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    • 2014
  • 이 연구에서는 하수 처리 시 발생하는 잉여슬러지의 탈수성을 증대시켜 탈수 후 최종슬러지 케이크를 감소시키기 위해 초음파 적용 가능성을 검토하였다. 이번 연구에서 사용된 슬러지는 하수처리장에서 직접 채취한 탈수 전 잉여슬러지이며 여기에 초음파 조사시간과 조사강도를 달리 가하여 탈수성 변형특성을 고찰하였다. 실내외 실험을 동시에 수행하였으며 각각 용량이 다른 세 개(7리터, 1톤, 7톤)의 처리조를 제작 활용하였다. 초음파 처리 시간과 처리강도에 따라 탈수성 및 감량화 판단 인자로 사용되는 CST와 점도의 변화를 측정하였다. 연구결과 초음파 조사시간이 길어질수록 원 시료의 CST가 증가하는 경향을 보였으나 조사한 슬러지에 응집제를 첨가할 경우 도리어 초음파 강도와 조사시간에 따른 CST가 아주 낮게 최고점의 20%까지 측정되었다. 초음파에 의한 점도 변화는 최고점의 40%까지 감소하였다. 또한 원심력에 따른 슬러지의 침하를 분석하였는데 초음파를 가하고 응집제를 첨가한 슬러지의 초기 침하속도가 더 빠르며, 최종침하량에도 더 빨리 도달한 것으로 나타났다. 연구결과 초음파 조사시간과 초음파 강도가 탈수성에 큰 영향을 주는 것으로 나타났으며 연구결과를 현장에 도입할 경우 잉여슬러지의 탈수능 향상과 최종 탈수케이크 감량화에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 가능성 평가를 위하여 대형 처리조를 처리장에 설치 운영하여 탈수케이크의 CST 및 함수율 변화를 고찰하였으며 실험실과 유사한 결과(최고 50% 감소)를 도출하였다.

자기 공명 영상술의 원리와 최근 연구 현황

  • 조장희;김영근
    • 전기의세계
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    • 제38권8호
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    • pp.19-25
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    • 1989
  • 현재 전세계적으로 퍼져있는 NMR-CT 시스템의 수를 살펴보면 약 370여기가 설치.운영되고 있으며 앞으로 계속 늘어날 전망이다. 국내에서는 1988 한국과학기술원과 금성통신에 의해 자체 개발된 2.0 Tesla 강자장 시스템이 최초로 서울대학병원에 설치 가동된 이래 여러병원에서 시스템들이 설치중에 있다. 첨단의로 진단장치로서의 핵자기 공명 영상법은 그 영상을 통하여 기존의 진단 장치보다 우월함을 증명하고 있으며 초음파 검사나 동위원소 검사 및 X선 전산화 단층 촬영술들을 장점을 두루 지니면서 그 영상법의 다양성 때문에 앞으로의 연구 및 발전에 대한 전망은 아주 밝다고 할 수 있다. 따라서 앞으로의 종합 영상 의료 진단 장치는 이 NMR-CT가 중심이 되어 발전할 것이라고 단언해도 무리한 생각은 아닐 것이다.

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초음파 여기 페라이트 플레이팅 법에 의한 $Fe_3O_4/BaTiO_3$ 복합 분말의 제조 및 특성 (Preparation and Characteristics of $Fe_3O_4$-Encapsulated $BaTiO_3$ Powder by Ultrasound-Enhanced Ferrite Plating)

  • 최성현;오재희
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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    • pp.98-99
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    • 2002
  • 페라이트 플레이팅(ferrite plating)법은 10$0^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 박막을 제작할 수 있기 때문에 비 내열성 물질(플라스틱, GaAs, 종이류 등)을 기판으로 사용 가능하고, 일종의 무전해 도금법으로서 피도금체의 형상에 관계없이 균일한 두께의 페라이트 막이 얻어지며, PVD 및 CVD방법에 비하여 복잡한 장치를 필요로 하지 않기 때문에 특히 경제적인 측면에서 제작비용을 낮게 할 수 있다는 장점이 있다[1]. (중략)

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Expectation Maximization (EM)과 Least Mean Square(LMS) algorithm을 이용하여 초음파 비파괴검사 신호의 분류를 하기 위한 새로운 접근법 (A novel approach to the classification of ultrasonic NDE signals using the Expectation Maximization(EM) and Least Mean Square(LMS) algorithms)

  • Daewon Kim
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.15-26
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    • 2003
  • 초음파 검사 방법은 여러 가지 물질들의 흠집이나 틈새, 그리고 티끌 등을 감지해내는데 널리 쓰이고 있다. 그 중 초음파 신호를 분석하는 절차는 전체의 신호처리 과정에서 아주 중요한 역할을 담당하고 있다. 많은 초음파 신호처리와 신호분류의 방법들이 제기 되었는데 그 중 가장 널리 쓰이는 방법은 신호들의 특징 공간상에서 그 특정의 성분들을 추출해내고 그 후 신경망 네트웍을 통한 분류 방법을 이용하여 초음파 신호들을 구별해 내는 방법이다. 이 논문은 기존의 신호 분류 체계와는 다른 대체 신호 분류법을 제시하고 있는데 이것은 최소 평균 제곱 (LMS) 알고리즘을 이용하여 핵 전력 발전소에서 쓰이는 증기 발생기 튜브로부터 감지되어진 초음파 비파괴 검사 신호 (ultrasonic nondestructive evaluation signal) 을 분류해내는데 쓰일 수가 있다 이 초음파 비파괴 검사 신호는 튜브내의 흠집이나 틈새로부터 감지되어진 신호일수도 있고 또는 튜브내의 침전물에 의해서 발생된 신호일 수도 있는데 이 두가지 신호는 매우 유사하기 때문에 반드시 분류를 해내어 침전물에 의한 신호일 경우는 무방하지만 흠집이나 갈라진 틈새에서 나오는 신호일 경우는 더 이상의 오염이나 사고 등을 방지하기 위해 수리 또는 교체 등의 후속 조치로 이어져야 한다. 이러한 절차를 밟기 위하여 증기 발생기 튜브의 내부에서의 초음파 센서로부터 증기 발생기 튜브 사이의 거리를 측정하는데 모델링 기법에 기반한 deconvolution 방법이 제시되었고 여기서 나온 결과가 정리, 분석되었다 이 방법은 space alternating generalized expectation maximization (SAGE) 알고리즘을 이차원 미분 파라미터인 Hessian의 사용으로 인하여 수렴 속도가 빠른 Newton-Raphson 알고리즘과 함께 병행 사용하여 초음파 신호의 초점 도달 시간과 그 크기를 측정하여 초점 도달 거리에 따라 두 종류의 신호를 분류, 차별화 하는 기법이다. 이 알고리즘을 이용한 접근법으로 얻어진 결과가 흠집이나 틈새로부터 나온 신호일 경우와 퇴적물에 의해 나온 신호일 경우로 정리, 분류되었고 적절한 분류 효과를 보인 결과가 이 논문에 제시되었다.

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화학증착 시스템에서의 파이프내 오염입자 관찰을 위한 초음파 및 진동 진단법의 비교연구 (Comparison of Utrasonic and Vibration Diagnostic Techniques for the Inspection of Pipes in CVD System)

  • 윤주영;성대진;신용현;이지훈;문두경;강상우
    • 한국진공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.421-426
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    • 2006
  • 화학증착 시스템의 파이프내 발생하는 오염입자의 진단을 위하여 초음파 및 진동진단법을 각각 비교, 연구하였다. 초음파 진단의 경우 파이프 외벽에 초음파 센서를 부착하여 펄스를 가한 후 에코 분석을 통해 파이프내벽의 오염입자를 관찰하였고 진동 진단의 경우 파이프외벽에 부착된 진통발생기를 통해 파이프에 인위적인 진동을 발생시켜 여기에서 발생되는 주파수 차이를 분석, 파이프내의 오염입자 여부를 관찰하였다. 초음파 진단의 경우, 오염입자가 파이프 내벽에 부착되어 있을 때는 효과가 좋았으나 오염입자가 시간이 지남에 따라 건조되어 파이프 내벽에서 떨어져 나와 파이프 내벽과 오염입자사이에 틈새가 생길 경우 초음파 펄스는 이 공간을 통과하지 못하고 파이프 내벽에서 다시 반사되어 오염입자를 진단하지 못하는 경우가 발생하였다. 따라서 초음파 진단법으로는 진공장비의 오염입자 관찰에 재현성을 보여주지 못하는 것으로 확인되었다. 반면 진동진단법의 경우 위와 같이 일정시간이 지난 동일한 샘플의 경우에서도 오염입자에 의한 차이가 관찰되었다, 즉 파이프내 오염입자가 존재시 새 파이프에 비해 진동음이 저주파대로 떨어짐이 확인되어 추후 화학증착 시스템의 파이프내 오염입자 모니터링 연구에 가장 효과적인 방법으로 기대된다.

레이저 초음파를 이용한 체적종파의 박막 내 전파특성 연구 (Propagation of Bulk Longitudinal Waves in Thin Films Using Laser Ultrasonics)

  • 김윤영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.266-272
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    • 2016
  • 본 논문에서는 나노스케일 금속박막 내에서 체적종파가 전파하는 특성을 연구하였다. 실리콘(100) 기판 위에 150 nm 두께의 크로뮴 혹은 알루미늄 박막을 적층하여 시편을 제작하였으며, 펨토초 레이저 시스템으로 구성된 시간영역 열반사율 기법(time-domain theromoreflectance technique)을 이용하여 박막 표면으로부터 여기된 탄성파가 박막과 기판의 계면에서 반향될 때 발생하는 신호를 검출하였다. 체적종파의 거동을 모사하는 열탄성 방정식을 수치해석적으로 풀어 측정값과 곡선맞춤함으로써 박막의 체적종파 속도와 탄성계수를 평가할 수 있었으며, 결과를 문헌값과 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 본 연구로부터 확립된 레이저 계측법은 나노재료의 특성평가에 적합함을 보여주며, 이는 기존의 접촉식 파괴식 검사법의 한계를 뛰어넘을 대안을 제시한다.

예측디콘볼루션에 의한 볼트 나삿니의 미세 균열 검출 (Small Crack Detection in Bolt Threads by Predictive Deconvolution)

  • 서동만;김환우
    • 한국음향학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.5-9
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    • 1997
  • 스터드 볼트에 존재하는 작은 결함은 초기에 발견되지 않으면 작은 결함이라도 결함 크기가 급진전되어 전체적인 파손에 이른다. 그러나 이러한 나삿니의 응력부식결함이나 부식 찌꺼기와 같은 것은 가동중검사에서 일반적인 초음파 검사로써는 검출이 어렵다. 본 연구에서는 디지탈신호처리에 의한 결함 검출 방법을 보인다. 초음파가 나삿니에 평행하게 입사된다면 연속적인 나삿니로부터 발생되는 신호는 거의 일정한 시간 간격을 가지고 있다. 이러한 연속적인 나삿니신호는 예측 간격에 의해 처음 신호를 기초로 다음 신호를 추측할 수 있는 데 여기서 최적 연산자를 사용해 예측되는 연속적인 나삿니신호를 제거하여 결함 신호를 검출할 수 있다.

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초음파 열 영상 검사를 이용한 브레이징 접합 결함 검출 (A Brazing Defect Detection Using an Ultrasonic Infrared Imaging Inspection)

  • 조재완;최영수;정승호;정현규
    • 비파괴검사학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.426-431
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    • 2007
  • 고에너지 초음파 여기 탄성파가 물체의 균열, 박리 등의 결함 부위를 통과할 때 서로 맞닿은 결함면은 균일하게 진동하지 않는다. 초음파 입사에 따른 결함 면 사이의 마찰(friction), 문지름 (rubbing) 또는 부딪침(clapping) 에 의해 진동 에너지가 결함 부위에서 국부적인 열로 변환된다. 이를 적외선 열 영상 카메라로 관측하면 구조물의 결함을 실시간으로 검출할 수 있다. 본 논문에서는 초음파 열 영상 검사를 이용한 인코넬 합금 박판의 브레이징 접합 결함 검출에 대해 기술한다. 2 kW 의 전력과 23 kHz 대역의 가진 주파수를 갖는 초음파 펄스를 280 ms 기간 동안 인코넬 합금의 브레이징 접합 박판에 입사시켰다. 브레이징 접합부의 결함위치 부근의 인코넬 합금 박판의 양면이 맞닿은 경계선에서 아주 밝은 국부적인 발열(핫 스팟)이 적외선 열 영상 카메라에 의해 관측되었으며 브레이징 접합 결함 위치에서도 미약한 열이 관측되었다. 배경 감산 평균 및 히스토그램 평활화 처리 등의 영상처리를 통해 브레이징 접합의 결함을 확인하였다.

유한요소법을 이용한 레이저 유도 초음파와 표면 균열과의 상호작용 모델링 (Finite Element Simulation of Laser-Generated Ultrasound and Interaction with Surface Breaking Cracks)

  • 정현조;박문철
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.259-267
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    • 2004
  • 탄성매질에서 레이저 여기에 의한 열탄성 영역에서의 초음파 발생 현상과 표면 균열과의 상호작용을 유한요소법으로 모델링하였다. 반무한 탄성체 표면에 집속된 레이저 선원을 전단 쌍극자(shear dipole)로 모델링하고, 2차원 평면 변형율 유한요소법을 사용하였다. 발생된 표면파의 변위와 종파 및 횡파의 지향성을 관찰함으로써 전단 쌍극자-유한요소 모델의 타당성을 조사하였다. 표면파와 균열(기계가공된 2차원 홈)과의 상호작용을 관찰하기 위하여 2가지 경우를 고려하였다 먼저 레이저 소스와 수신 위치가 균열에 대하여 모두 고정되어 있는 경우, 다음으로 수신자가 고정되어 있고 소스가 시험체 표면 위를 이동하는 주사형의 경우이다. 첫 번째 경우에 균열 깊이 $0.3-5.0mm ({\lambda}_R/d=0.21{\sim}3.45)$에 대하여 균열 상단과 하단에서 각각 반사된 파의 변위로부터 균열깊이를 측정할 수 있음을 보였고, 두 번째 경우에 레이저 소스가 결함 위를 주사할 때 발생하는 반사파의 큰 진폭 변화를 통하여 파장보다 한 차원 낮은 깊이의 균열을 탐지할 수 있음을 보였다.