• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1511-1519
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• 2012

배관설비는 용접이음으로 많은 부분이 구성되어 있으며, 이러한 배관 용접부의 건전성 평가를 위한 초음파 검사 시스템의 자동화 요구가 증대하고 있다. 전자기초음파탐촉자(Electromagnetic Acoustic Transducer; EMAT)는 비접촉 방식으로 초음파를 송 수신할 수 있고 다양한 초음파 모드의 발생이 가능하여 초음파 자동화 시스템 구축에 매우 유용하다. 본 연구에서는 수평횡파(Shear Horizontal wave; SH-wave) EMAT를 적용하여 배관의 용접부에 존재하는 결함의 검출을 수행하였다. 이때 수평횡파의 특정 모드($SH_0$)의 신호해석을 위해 웨이브렛 변환(Wavelet Transform)을 이용한 신호의 시간-주파수 분석을 수행 하였다. 웨이브렛 변환으로 해석된 SH0 모드 주파수의 반사 신호강도가 결함의 길이와 선형적 관계를 나타내어 효과적으로 용접부 결함 검출이 가능하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권1호
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• pp.47-52
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• 2011

전자기 초음파 탐촉자(electromagnetic acoustic transducer; EMAT)는 접촉 매질 없이 초음파의 송 수신이 가능하며 자석과 코일의 형상과 배열을 조절하여 SH파나 Lamb파 같은 유도 초음파 모드를 용이하게 발생시킬 수 있다. 또한 이러한 유도 초음파는 박판에서 판 두께 전체를 장거리로 전파하며 두께에 따른 분산특성이 있이 배관 등의 구조물을 탐상하는데 효과적인 비파괴검사 기법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 수평횡파(shear horizontal wave; SH)의 전파 거동을 해석하고 EMAT을 이용하여 SH파를 발생하여 스틸 박판의 두께 감육을 평가하였다. 그 결과 SH파의 분산특성은 두께 감육량의 증가에 따라 군속도가 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 군속도 변화를 통해 두께 감육량을 정량적으로 평가하는 것이 가능함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.7-13
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• 2013

철강 생산 제품 중 강선 (steel wire rod)은 제조 과정 중 종방향으로 미세한 표면 결함이 매우 빈번하게 발생하는데 이중 깊이가 수 십 마이크로미터 이상인 결함들은 최종 생산품의 불량을 유발하는 심각한 원인이 되고 있다. 이와 같은 이유로 강선의 제조 단계에서 표면의 미세 결함의 깊이를 평가하는 방법의 개발이 절실히 요구된다. 표면 미세 결함을 평가할 수 있는 여러 가지 방법 중에서, 본 연구에서는, 전자기 음향공진법의 적용 가능성을 고찰하고자 한다. 전자기 음향 공진 (electromagnetic acoustic resonance, EMAR)은 전자기 음향 트랜스듀서 (electromagnetic acoustic transducer, EMAT)을 이용하여 시편의 공진 특성을 측정하는 방법으로서, 대상의 작은 변화에도 민감하게 반응하고 비접촉 측정이 가능하여 현장 적용에 용이하다는 장점이 있다. 전자기 음향 공진 실험을 통하여 표면 미세결함과 잔향특성의 변화를 관찰하여 깊이 약 100 마이크로미터 내외의 결함은 탐상 가능함을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권2호
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• pp.196-203
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• 2015

The aim of this work is to demonstrate a method for exciting and receiving torsional and longitudinal mode guided waves with an electromagnetic acoustic transducer (EMAT) ring array. First of all, a three-dimensional guided wave simulator is developed in order to numerically analyze the propagation of the guided wave. The finite difference time domain method is used for the simulator. Second, two guided wave testing systems using an EMAT ring array are provided: one is for torsional mode (T-mode) guided wave and the other is for longitudinal mode (L-mode). The EMATs used in the both systems are the same in design. A method to generate and receive the T- and L-mode guided waves with the same EMAT is proposed. Finally, experimental and numerical results are compared and discussed. The results of experiments and simulation agree well, showing the potential of the EMAT ring array as a mode controllable guided wave transmitter and receiver.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권2호
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• pp.165-170
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• 2014

수평횡파(SH-wave)는 배관과 같은 박판 구조물에서 판파 모드로 전파하고 분산성이 단순하여 구조물의 건전성 평가에 유용하다. 전자기초음파탐촉자(EMAT)는 비접촉식으로 자석과 코일 배열을 조절하여 수평횡파를 발생하기 용이하다. 따라서 수평횡파 전자기초음파탐촉자(SH-EMAT)를 이용한 자동화 검사 시스템은 박판 구조물 건전성 감시에 매우 유용하다. 하지만 발전설비 또는 자동화 장비 등에서는 전자기노이즈가 상당히 많이 발생하고 EMAT 수신 센서는 전자기노이즈에 취약한 면이 있다. 광섬유 센서는 빛을 이용하여 전자기노이즈 환경에서 매우 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 이러한 환경적 제약을 고려하여 광섬유 패브리-페롯 간섭계(FFPI)를 SH-EMAT으로 발생되는 초음파의 수신용 센서로 제안하였다. 평판시험편에서 SH-EMAT의 신호를 FFPI 센서를 이용하여 수신하고 이 신호에 대한 분석을 하였다. 제안된 FFPI 센서가 EMAT으로 가진된 SH wave의 신호를 명료하게 수신할 수 있음을 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권2호
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• pp.195-202
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• 2017

The aim of this paper is to develop a novel method to determine the severity of a damage in a thin plate. This paper presents a novel fault detection and diagnosis approach employing a new electromagnetic acoustic transducer, called EMAT, together with a complex signal processing method. The method consists in the recognition of a fault that exists within the structure, the fault location, i.e. the identification of the geometric position of damage, and the determining the significance of the damage, which indicates the importance or severity of the defect. The main scientific novelties presented in this paper is: to develop of a new type of electromagnetic acoustic transducer; to incorporate wavelet transforms for signal representation enhancements; to investigate multi-parametric analysis for noise identification and defect classification; to study attenuation curves properties for defect localization improvement; flaw sizing and location algorithm development.

• 비파괴검사학회지
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• 제5권2호
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• pp.42-48
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• 1986

Electromagnetic - Acoustic Transducers for the inspection of tubes were developed using permanent magnets and induction coils. The propagation velocity of ultrasonic waves in a tude wall was measured by the transducers. The position of a flaw in a tube and the relative size of flaws with different size were measured.

• 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.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권2호
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• pp.136-141
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• 2004

배관에서의 균열 탐지를 위해서 비틀림 모드 유도초음파 검사법을 적용하였다. 배관에서 비틀림 모드의 생성 및 수신을 위하여 배열형 전자기음향 탐촉자 (EMAT, electromagnetic acoustic transducer)를 설계, 제작하였다. 직경 2.5 인치의 배관에 대해 주파수 2000kHz의 비틀림 모드 유도초음파를 적용하였으며 가진용으로 4개의 배열형 EMAT를 제작하였으며, 별도의 수신용 EMAT를 설계 제작하였다. 실제 중수로 피더관 mock-up에 대해 곡관부에 다양한 깊이의 인공 결함을 가공한 뒤 약 2 hi 거리에서 각각의 탐지능을 실험하였다. 결함 깊이가 관 두께 대비 5% 인 경우에도 결함 신호를 탐지할 수 있었으나 결함의 깊이와 신호 진폭과의 관계성은 나타나지 않았다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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• pp.383-388
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• 1994

Ultrasonic sensor for evaluating plastic anisotropy was developed. Magnetostrictive type EMAT is sensor to transmit and receive the Lamb wave using magnetostriction. It is suitable for on line processing because of transmitting and receiving ultrasonic without contact ODCs(orientation distribution coefficients), W $_{400}$. W $_{420}$. W $_{440}$. were respectively calculated using zeroth order Lamb wave velocities, the calculated ODCs was used for evaluating plastic anisotropy, the results was compared for mean values of destructive tests. Besides, the Lorentz EMAT for generating longitudinal wave and two shear waves simultaneously and the Lorentz type EMAT for measuring SH wave velocities were made. ODCs were calculated using the measured resonant modes and velocities. the results of two methods show possibility of an line processing measurement.