홀로그래피 간섭무늬로부터 변형의 요철방향을 구하기 위하여 위상변위방법을 응용하였다. 위상변위법에 의하여 물체파의 위상을 변화시켜 이에따른 홀로그래피 간섭무늬의 이동을 측정하였다. 간섭무늬가 일정지점을 중심으로 좌우로 이동하는 현상으로부터 변형의 요철방향을 파악하고 최대지점의 위치를 구할 수 있었다.
본 장치의 핵심은 상 홀로그래피(image holography)시스템을 구성하여 상을 확대시키고, 기준파(reference beam)의 세기를 일반적인 홀로그래피방법에 비해 매우 약하게 하여 홀로그램 기록시 확대된 영상에 스텍클 무늬를 선명하게 기록되도록 한 것이다. 물체에 미소변위를 가하여서 변형 전과후의 상태를 이중으로 기록한 홀로그 램을 얻은 후, 이로부터 확대된 홀로그래피 간섭무늬와 선명한 영의 무늬를 얻을 수 있었다. 본 시험장치로 구성된 홀로스펙클 방법의 신뢰성을 평가하기 위하여 이론적 인 변위량을 알고 있는 외팔보의 변형을 대상으로 하여 실험하였다. 외팔보에 면외 변위와 면내변위를 각각 발생시켜 이때 얻어지는 홀로그래피 간섭무늬와 영의 간섭무 늬의 간격으로부터 면위를 정량적으로 분석하였으며, 면외변위와 면내변위를 동시에 발생시켜 면내변위가 홀로그래피 간섭무늬에 미치는 영향과 면외변위가 영의 간섭무늬 에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 홀로스펙클 방법을 이용하여 일반적인 방법으로는 는 측정이 어려운 볼 압입문제의 3차원 변형상태를 측정하고 유한요소법의 결과와 비교하였다.
층상평행판의 접착불량을 홀로그래피 간섭법을 이용하여 가시화함으로써 내부결함을 비파괴 탐상하였다. PZT로 측정 대상을 진동시키면서 실시간 홀로그래피 방법으로 접착불량의 특징이 간섭 무늬에 이상무늬로 나타나는 특성주파수를 찾고, PZT의 위치를 변화시키며 시간평균법으로 홀로그램을 구하였다. 재생된 상에서 결함 부분을 영상처리한 후 이들을 합성하여 층상평행판의 전체 면적에 걸친 내부결함 분포를 구하였다.
간섭성 광원인 레이저를 이용한 계측 및 검사기법 중 대표적인 것이 홀로그래피를 이용한 간섭법(Holographic Interferometry, HI)이다. HI는 레이저 파장을 단위로 하기 때문에 물체변형에 대해 측정감도가 좋고 비파괴 비접촉의 계측이 가능하다. 또한 삼차원 정보 추출이 가능해서 주어진 간섭무늬로부터 전 영역의 변형을 구할 수 있다는 커다란 장점을 가지고 있다. 그러나 일반적으로 홀로그래피용 필름은 기록 및 현상방법이 성가시고 그 속도 또한 느릴 뿐만 아니라 간섭무늬 패턴도 매우 복잡해서 산업현장 등 실제의 응용에는 현실적인 어려움이 있다.(중략)
본 연구에서는 실시간 홀로그래피 간섭계(real time holographic interfero- metry ststem)를 구성하고 위상변이법과 디지탈 영상처리를 이용하여 물체 변형을 실 시간으로 자동 측정이 가능하도록 하였다. 한편 광학계 구성과 대상물체의 상태에 따른 오차 요인을 해석하기 위해서 외팔보를 대상물체로 하여 측정된 변형값과 이론값 을 비교하였다. 응용예로써는 터빈 블레이드(turbine blade)에 굽힘력이 가해질때 나타나는 미소변형을 측정하였다.
서로 대칭되는 이중 조명을 이용한 홀로그래피 네파간섭계를 구성하여 횡변위와 종변위를 동시에 측정하였다. 물체파와 재생파의 간섭을 일으킨 후 위상이동법으로 변위위상도를 작성하였으며 최소제곱법맞춤으로 위상도의 잡음을 제거하였다. 이러한 방법으로 네파간섭계의 두 광로에 존재하는 위성의 차와 합에 대한 정보를 구하였으며, 파장 632.8 nm인 헬륨-네온 레이저 광선에 대하여 종변위와 횡변위는 각각 정밀도 .lambda./40 및 .lambda./100 이내로 측정되었다.
간섭성 광원인 레이저를 이용한 계측 몇 검사기법 중 대표적인 것이 홀로그래피를 이용한 간섭법(Holographic Interferometry, HI)이다. HI는 레이저파장을 단위로 하기 때문에 물체변형에 대해 측정감도가 좋고 비파괴 비접촉의 계측이 가능하다. 또한 삼차원 정보 추출이 가능해서 주어진 간섭무늬로부터 전 영역의 변형을 구할 수 있다는 커다란 장점을 가지고 있다.(중략)
홀로그래피 간섭법과 스펙클 사진법을 결합한 홀로스펙클 간섭법을 이용하여 3차원 변형을 측정하였다. 이 방법은 이중노출된 하나의 사진건판으로부터 종변위와 횡변위를 모두 알아낼 수 있어 3차원 변형측정에 매우 유용하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 물체의 일부분에 밀집되어 일어나는 변형을 측정하기 위하여 image holography에 기초를 둔 광학시스템을 구성하였다. 시스템의 배율을 적절히 증가시키고 기준파의 세기를 감소시킴으로써 보통의 홀로그램에 비해 스펙클의 효과를 증대시켰다. 이로써 가시도가 높은 Young의 무늬 뿐만 아니라 확대되고 명확한 홀로 그래피 간섭무늬를 얻을 수 있어 indentor에 의한 3차원 접촉변형을 측정하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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