• 제목/요약/키워드: Guided ultrasonic waves

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유도파에 대한 푸리에 및 웨이브렛 변환을 이용한 록볼트의 건전도 평가 (Guidedwave-induced rockbolt integrity using Fourier and wavelet transforms)

  • 이인모;김현진;한신인;이종섭
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.403-413
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    • 2007
  • 터널과 같은 지하공간 구조물에 있어서 록볼트는 숏크리트와 함께 주요 지보재 중의 하나이며, 그러므로 록볼트 시공품질 정도에 따라 이러한 지중구조물의 안정성에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구의 목적은 록볼트를 따라 전파되는 유도파에 대하여 푸리에 및 웨이브렛 변환을 이용하여 록볼트의 건전도를 평가하는데 있다. 각기 다른 결함비율을 가진 다섯 개의 록볼트 시험체를 제작하여 콘크리트 블록에 매설한 후, PZT($Pb[Zr_xTi_{1-x}]O_3$: lead zirconate titanate) 엘리먼트로 유도파를 발생시키고 AE(acoustic emission) 센서를 이용하여 신호를 측정하였다. 수집된 신호는 푸리에 변환을 이용하여 주파수 영역에서 분석하였고, 가버 웨이브렛을 사용한 웨이브렛 변환을 이용하여 시간-주파수영역에서 분석하였다. 푸리에 변환을 이용하여 얻은 스펙트럼을 분석하면 록볼트의 결함비율이 증가함에 따라 고주파 대역 에너지의 비율이 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 시간-주파수 영역에서의 각 파군별 최대 에너지가 나타나는 지점의 시간차는 각 반사파군 간의 이동 시간차를 나타내며, 이를 통해 계산된 유도파의 에너지 속도는 록볼트의 공동결함비율이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구는 스펙트럼 비와 에너지 속도가 록볼트의 건전도 평가에 있어서 하나의 지표가 될 수 있음을 보여준다.

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유도초음파를 이용하여 금속의 방향성 고체화과정에서 고체-액체 경계면의 위치와 속도결정 (Determination of the Position and Velocity of the Solid-Liquid Interface During Directional Solidification of Metals based on Guided Ultrasonic Waves)

  • 김태진;슈마크텔미샤엘;그릴볼프강;쉬벤부쉬안드레;찜머만게르하르트
    • 한국음향학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.79-83
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    • 1998
  • 높은 온도에서 금속물질이 응고되는 동안에 물질의 구조는 결정성장속도비율에 따 라 크게 좌우된다. 유도초음파를 기초로 한 펄스-에코 초음파실험기술과 함께 고체-액체 경 계면의 위치와 속도를 실시간으로 측정할 수 있어 고체화되는 동안의 용광로 파라메터들을 조절하는데 사용될 수 있다. 실험은 Bridgman형의 용광로에서 CuMn-막대시료에 대하여 서로 다른 냉각비율로 수행되었다. 열적평형상태에서 경계면의 위치에 대한 측정분해능은 약10㎛이다.

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유도파를 이용한 시간-주파수 영역 해석을 통한 록볼트 건전도 실험의 경암지반 현장 적용성 평가 (Rock Bolt Integrity Assessment in Time-Frequency Domain : In-situ Application at Hard Rock Site)

  • 이인모;한신인;민복기;이종섭
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제25권12호
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    • pp.5-12
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    • 2009
  • 록볼트는 터널과 지하공간 구조물의 시공에 있어서 주요 지보재 중 하나이며, 이러한 록볼트의 건전도가 전체 구조물의 안정성에 큰 영향을 미치게 되었다. 본 연구의 목적은 실제 현장에서 투과법을 적용하여 록볼트를 따라 전파되는 유도파를 통해 록볼트의 건전도를 평가하는 것이다. 비파괴 실험의 각기 다른 결함비율을 가진 록볼트 시험체를 제작하여 콘크리트 블록 및 실제현장에 매설한 후, 피에조 디스크 엘리먼트로 유도파를 발생시키고 AE(acoustic emission) 센서를 이용하여 신호를 측정하였다. 수집된 신호는 가버 웨이브렛을 사용한 웨이브렛 변환을 이용하여 시간-주파수 영역에서 분석하였다. 시간-주파수 영역에서의 각 파군별 최대 에너지가 나타나는 지점의 시간차는 각 반사파군 간의 이동 시간차를 나타내며, 이를 통해 계산된 유도파의 에너지 속도는 록볼트의 결함비율이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 실험에 적합한 양생기간을 제안하였으며 그에 따른 두 번의 현장 실험을 통해 록볼트 건전도 실험의 현장 적용성을 검토하였고, 제안된 실험방법이 록볼트의 건전도 평가에 있어서 유용한 평가방안임을 확인하였다.

배관결함 검출을 위한 EMAT 시스템 개발 (Development of an EMAT System for Detecting flaws in Pipeline)

  • 안봉영;김영주;김영길;이승석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.15-21
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    • 2004
  • EMAT(electromagnetic-acoustic transducer)는 비접촉식 초음파 탐촉자이므로 초음파의 송수신을 위하여 접촉매질이 필요하지 않기 때문에 탐촉자를 시험 대상체의 표면을 따라 움직이면서 결함 검출이 가능하며, 코일의 설계와 배열에 따라 표면파와 판파 등 원하는 모드의 유도초음파를 손쉽게 송수신할 수 있기 때문에 두께가 얇은 배관의 탐상에 알맞는 초음파 탐촉자이다. 본 논문에서는 표면초음파 발생을 위한 EMAT와 $A_1$ 모드의 판파, $S_1$ 모드의 판파를 선택적으로 발생시키기 위한 EMAT를 설계 제작하였다. 1.5MHz의 표면초음파는 분산이 없어서 신호 왜곡 없이 높은 신호 대 잡음비로 배관을 진햄함을 보였다. 반면에 800kHz의 $S_1$ 모드의 판파와 940 KHz의 A1 모드의 판파는 분산 특성이 있어서 배관을 따라 진행하면서 신호 왜곡이 생김을 확인할 수 있었으며, EMAT에 공급하는 펄스의 폭을 넓히면 판파의 모드 선택성이 향상되었다. 내경 256mm, 두께 5.5mm인 강관에 가공된 인공결함에 대한 각 모드의 결함 검출능을 서로 비교하였다.

초음파를 이용한 턱관절질환의 진단과 초음파 가이드의 활용 (Diagnostic Application of Temporomandibular Joint Disorder and Ultra Sound Guided Oral &Maxillofacial application)

  • 성태환;박정현;김선종
    • 대한치과의사협회지
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    • 제55권11호
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    • pp.789-799
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    • 2017
  • Ultrasound images are noninvasive, can be observed in real time, have no radiation exposure, do not cause pain, and are not restricted in use depending on the patient's prosthetic implant or medical condition. Since the use of ultrasound in the dental field was first applied for tooth preparation in 1957, the use of diagnostic ultrasound for the first time in 1963 has been reported. Currently, it is used in the diagnosis of soft tissue lesions such as malignant tumor or salivary gland disease, fine needle aspiration test, temporomandibular joint disease, lymph node metastasis, measurement of muscle thickness and inflammatory diseases, differentiation of periapical cyst and granulation tissue, measurement of periodontal tissue thickness. The ultrasound image can be visualized in real time. The clinician can explain the structure to the patient while consulting the patient and consult the patient. When injecting the drug into a specific site or aspirating a specific site or substance, So that it can be confirmed and practiced. Recently, ultrasonic equipment specialized in the dental field has been developed and marketed, and it is expected that the use of ultrasonic waves will become active in the dentistry. In the future, development of popular equipment with size and frequency suitable for dental diagnosis and various researches on maxillofacial ultrasonic anatomy. If clinical studies are continuously carried out to demonstrate efficacy, ultrasound is expected to aid in accurate diagnosis and treatment throughout the dentistry.

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음성인식 기능을 이용한 시각장애인용 키오스크 (Kiosk for the Visually Impaired using Voice Recognition)

  • 김대영;이아현;이건행;김세현;이붕주
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.873-882
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    • 2022
  • 본 논문에서는 현대사회에서 많이 사용되는 키오스크가 시각장애인들이 이용하는 것에 있어서 불편함을 보완해야 한다고 생각하여 편리성을 위한 음성인식 시스템 키오스크를 연구하였다. 초음파센서, 적외선센서를 활용하여 80cm-40cm 범위 안에 시각장애인을 인식하고, MP3 모듈을 통한 키오스크 소개 및 가까이 오도록 유도를 하고 40cm 이내의 시각장애인을 인식하면 MP3모듈을 통해 상품 설명 및 주문을 유도한다. 녹음 기반 데이터 음성인식 시스템과 서보모터를 통해 원하는 물건이 출력되는 키오스크를 연구하였다. 제작된 음성인식 키오스크에 대한 적외선, 초음파, 음성인식, 충격감지센서의 동작실험 및 최적화 실험을 통해 시각장애인의 편리성을 위한 키오스크를 제작하였고, 보안성을 강화하기 위해 충격감지센서, 비상벨을 활용했기 때문에 방범적인 측면에서도 기능을 추가한 시스템을 연구하였다.

초음파 판파와 신경회로망 기법을 적용한 리뱃홀 부위의 균열 크기 평가 (Evaluation of Size for Crack around Rivet Hole Using Lamb Wave and Neural Network)

  • 최상우;이준현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.398-405
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    • 2001
  • 리벳이음은 응력집중 등에 의한 피로균열 발생 가능성이 높은 구조특성을 가지므로 구조물의 안전성 확보를 위하여 비파괴 평가 방법에 의하여 리벳홀 주위 균열에 대한 평가가 요구되고 있다. 유도 초음파의 일종인 Lamb파는 판형상의 구조물의 비파괴 평가에 적합하며, 신경회로망은 비파괴 평가 기술에서 결합의 크기 및 종류 인식에 관하여 가장 효율적인 기법으로 많은 연구자들에 의해 적용되어 왔다. 본 연구에서는 항공기의 스킨재료로 적용되는 A12024-T3판재에 대하여 유도초음파의 일종인 판파를 적용하여 리벳홀 주위 균열 신호를 검출하였으며, 또한 리벳홀 주위 균열의 크기 평가를 위하여 백프로퍼게이션 알고리즘을 적용한 신경회로망을 적용하였다. 이때, 초음파 트랜스듀서와 시험편 사이의 불균일 접촉에 의한 오차를 줄이기 위하여 초음파 파형에서 시간 및 주파수 성분의 특성을 추출하여 신경회로망에 적용하였다. 그리고 이들 판파신호에서 추출한 시간 및 주파수 성분의 특성은 균열 크기 결정에 유용하게 적용될 수 있음을 증명하였다.

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연속 초음파영상에서의 바늘 검출을 위한 3D와 연속 영상문맥을 활용한 D-Attention Unet 모델 개발 및 평가 (Development and Evaluation of D-Attention Unet Model Using 3D and Continuous Visual Context for Needle Detection in Continuous Ultrasound Images)

  • 이소희;김종운;이수열;류정원;최동혁;태기식
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.195-202
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    • 2020
  • Needle detection in ultrasound images is sometimes difficult due to obstruction of fat tissues. Accurate needle detection using continuous ultrasound (CUS) images is a vital stage of treatment planning for tissue biopsy and brachytherapy. The main goal of the study is classified into two categories. First, new detection model, i.e. D-Attention Unet, is developed by combining the context information of 3D medical data and CUS images. Second, the D-Attention Unet model was compared with other models to verify its usefulness for needle detection in continuous ultrasound images. The continuous needle images taken with ultrasonic waves were converted into still images for dataset to evaluate the performance of the D-Attention Unet. The dataset was used for training and testing. Based on the results, the proposed D-Attention Unet model showed the better performance than other 3 models (Unet, D-Unet and Attention Unet), with Dice Similarity Coefficient (DSC), Recall and Precision at 71.9%, 70.6% and 73.7%, respectively. In conclusion, the D-Attention Unet model provides accurate needle detection for US-guided biopsy or brachytherapy, facilitating the clinical workflow. Especially, this kind of research is enthusiastically being performed on how to add image processing techniques to learning techniques. Thus, the proposed method is applied in this manner, it will be more effective technique than before.

비파괴 시험기법을 이용한 록볼트의 건전도 평가(I) -수치해석 및 실험적 적용성 평가- (Estimation of Rockbolt Integrity by Using Non-Destructive Testing Techniques(I) -Numerical and Experimental of Applicability-)

  • 이종섭;이용준;엄태원;한신인;이인모
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.3-12
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여 록볼트의 비파피시험을 기술하고 바파괴시험의 적용성을 조사하는 것이다. 록볼트 자체와 그라우팅제를 포함한 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여, 수치해석 및 실험적 방법을 이용한 두가지 방법이 적용되었다. 수치해석 방법에서는 분석은 DISPERSE 프로그램을 이용하여 록볼트의 분산선도를 해석하였다. 분산선도 곡선은 지중근입되어 있는 록볼트에 대한 그라우팅제의 두께와 강성에 대한 영향을 보여준다. 이로 부터 록볼트의 건전도 시험을 위한 최적의 주파수를 추정할 수 있으며, 그 결과 L(1, 0) 모드에서 20~120kHz가 최적의 주파수로 산정되었다. 실험적 방법에서는 실험실에서 사료를 제작하여 파괴 및 비파괴시험을 실시하였다. 비파괴 실험에서는 타격을 이용한 저주파수 모드와 초음파 트랜스듀서를 이용한 고주파수 모드를 통하여 록볼트의 상태를 조사할 수 있다. 실험실에서 수행된 비파괴실험으로부터, 유도파는 주변의 그라우팅제의 강도가 증가하거나 (또는 증가하고) 결함부 영역이 증가할 때 감쇠가 커짐을 알 수 있었다. 그리고 인발시험으로부터 록볼트의 극한지지력을 추정하였다. 본 연구는 록볼트의 건전도 평가에 비파괴시험이 매우 유용한 방법임을 보여준다.

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