• 제목/요약/키워드: Lock-In-Thermography

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광 적외선열화상을 이용한 풍력 블레이드의 결함 크기 정량화 연구 (Quantitative Defects Detection in Wind Turbine Blade Using Optical Infrared Thermography)

  • 권구안;최만용;박희상;박정학;허용학;최원재
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.25-30
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    • 2015
  • 풍력발전기의 핵심 부품인 풍력 블레이드는 예상치 못한 풍 하중과 공력 특성으로 인해 불안전한 상태에 놓여 있다. 그에 따라 필연적으로 발생하는 내부 결함을 검출하기 위해 초음파탐상을 이용한 비파괴검사가 주로 진행되어 왔다. 하지만 블레이드의 소재 특성으로 인해 음향 신호 분석에 따른 문제점이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 풍력 블레이드 인공결함시험편을 제작후, 능동적 광 적외선열화상 비파괴검사 방법을 이용하여 결함의 크기를 정량화하기 위한 실험을 진행하였다. 100 kW 급 블레이드 내부의 결함 크기 정량화를 위해 알루미늄 켈리브레이션 테이프를 사용하였으며, 게재물(inclusion), 디본딩(debonding), 주름(wrinkle) 결함을 삽입하였다. 실험 결과 모두에서 뚜렷한 결함 검출이 가능하였으며, 결함 크기 정량화 결과 debonding 인공 결함 (${\phi}50.0mm$)에서 최대 98.0%의 정확성을 보였다.

적외선 열화상 기술을 이용한 복합재료의 결함 검출 정량화 연구 (Study on the Qualitative Defects Detection in Composites by Optical Infrared Thermography)

  • 박희상;최만용;박정학;김원태;최원종
    • 비파괴검사학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.150-156
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    • 2011
  • 본 논문에서는 현재 산업 전반에 널리 사용되고 있는 복합재료(탄소섬유강화플라스틱, 유리섬유강화플라스틱)의 비파과검사를 위한 광적외선 열화상기법을 이용한 복합재료 측정 표준기술개발을 위한 결함(인클루젼, 충간결함) 검출 기술을 실험하였다. 결함의 검출률을 높이기 위하여 위상잠금 방법을 활용하였다. 결과는 시험편의 두께에 따라 광원의 조사시간을 늘릴 경우 결함 검출의 확률이 높아진다는 것을 알 수 있다. 하지만 50 mHz 이하의 광원을 가하였을 때에도 결과값이 좋아지지 않는 점은 열확산이 재료 전체에 영향을 미치게 되면 결함 부위가 전체적으로 열평형 상태가 되어 결함 검출이 어려움을 파악할 수 있었다.

초음파 적외선 열화상을 이용한 접합부의 미세균열 검출 연구 (Study on the Micro Crack Detection in Joints by Using Ultrasound Infrared Thermography)

  • 박희상;최만용;박정학;이승석;허용학;이보영;김재성
    • 비파괴검사학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.162-169
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    • 2012
  • 본 논문은 초음파 적외선 열화상과 위상잠금 방법을 이용하여 이종금속용접(STS304 and SA106 Gr. b)된 파이프의 응력부식균열 결함을 검출하였다. 초음파 가진장치는 출력 250 Watt, 주파수 20 kHz이었다. 실험 결과 이종금속용접부의 파이프 내부에 위치한 균열을 적외선 열화상을 이용하여 검출할 수 있었다. 실제 PT검사를 통하여 배관 내부의 균열이 하나가 아닌 일정한 범위 안에 하나 이상의 크랙이 존재하여 열화상 이미지 상에 넓은 범위의 hot spot 이미지를 만들어 냈음을 파악할 수 있었다. 또한 기존 기술로 검출이 용이하지 못한 마이크로 폭의 미세균열을 검출할 수 있었다. 또한, 초음파탐상기술은 $10\;{\mu}m$ 미세크랙의 폭을 갖은 균열을 쉽게 검출하지 못하였다. 그러나 초음파 적외선 열화상 기술은 결함 검출하였다.

전단간섭계와 적외선열화상을 이용한 감육 직관의 결함검출 (Defect Detection of Wall Thinned Straight Pipe using Shearography and Lock-in Infrared Thermography)

  • 김경석;정현철;장호섭;김하식;나성원
    • 한국정밀공학회지
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    • 제26권11호
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    • pp.55-61
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    • 2009
  • The wall thinning defect of nuclear power pipe is mainly occurred by the affect of the flow accelerated corrosion (FAC) of fluid. This type of defect becomes the cause of damage or destruction of in carbon steel pipes. Therefore, it is very important to measure defect which is existed not only on the welding part but also on the whole field of pipe. This study use dual-beam Shearography, which can measure the out-of-plane deformation and the in-plane deformation by using another illuminated laser beam and simple image processing technique. And this study proposes Infrared thermography, which is a two-dimensional non-contact nondestructive evaluation that can detect internal defects from the thermal distribution by the inspection of infrared light radiated from the object surface. In this paper, defect of nuclear power pipe were, measured using dual-beam shearography and infrared thermography, quantitatively evaluated by the analysis of phase map and thermal image pattern.

Active Infrared Thermography for Visualizing Subsurface Micro Voids in an Epoxy Molding Compound

  • Yang, Jinyeol;Hwang, Soonkyu;Choi, Jaemook;Sohn, Hoon
    • 비파괴검사학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.106-114
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    • 2017
  • This paper presents an automated subsurface micro void detection technique based on pulsed infrared thermography for inspecting epoxy molding compounds (EMC) used in electronic device packaging. Subsurface micro voids are first detected and visualized by extracting a lock-in amplitude image from raw thermal images. Binary imaging follows to achieve better visualization of subsurface micro voids. A median filter is then applied for removing sparse noise components. The performance of the proposed technique is tested using 36 EMC samples, which have subsurface (below $150{\mu}m{\sim}300{\mu}m$ from the inspection surface) micro voids ($150{\mu}m{\sim}300{\mu}m$ in diameter). The experimental results show that the subsurface micro voids can be successfully detected without causing any damage to the EMC samples, making it suitable for automated online inspection.

광학가진의 반복 정합에 의한 위상잠금 열화상 개선 효과 (Improvement Effects on Lock-in Thermography by Iterative Adaption in Optical Excitation)

  • 김원태
    • 비파괴검사학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.376-381
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    • 2013
  • 위상잠금 열화상에서는 일반적으로 변조된 주파수의 광램프를 쓰고 있다. 하지만 램프의 광도 분포는 입력신호가 평단(flat)특성임에 불구하고 심지어 불균일하여 검사 시편내에 측면 열유동을 만들어낸다. 이러한 열유동은 원치 않는 효과로서 측면의 분해능을 감소시키는 등과 같이 관심 결함구조의 영상에 부정적인 영향을 미친다. 본 고에서 검토되는 방식은 열원으로서 LCD 프로젝터와 같은 것을 이용하여 각 가진픽셀에 개별적으로 진동진폭, 광도 오프셋, 위상지연 등을 할당하는 방법에 대한 접근기술이다. 이러한 반복적인 자체학습 과정에 의한 조명 패턴을 통하여 측면 열유동이 제거되고 분해능이 향상되도록 제공하는 것이다.

Detecting the Honeycomb Sandwich Composite Material's Moisture Impregnating Defects by Using Infrared Thermography Technique

  • Kwon, Koo-Ahn;Park, Hee-Sang;Choi, Man-Yong;Park, Jeong-Hak;Choi, Won-Jae
    • 비파괴검사학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.99-105
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    • 2017
  • Many composite materials are used in the aerospace industry because of their excellent mechanical properties. However, the nature of aviation exposes these materials to high temperature and high moisture conditions depending on climate, location, and altitude. Therefore, the molecular arrangement chemical properties, and mechanical properties of composite materials can be changed under these conditions. As a result, surface disruptions and cracks can be created. Consequently, moisture-impregnating defects can be induced due to the crack and delamination of composite materials as they are repeatedly exposed to moisture absorption moisture release, fatigue environment, temperature changes, and fluid pressure changes. This study evaluates the possibility of detecting the moisture-impregnating defects of CFRP and GFRP honeycomb structure sandwich composite materials, which are the composite materials in the aircraft structure, by using an active infrared thermography technology among non-destructive testing methods. In all experiments, it was possible to distinguish the area and a number of CFRP composite materials more clearly than those of GFRP composite material. The highest detection rate was observed in the heating duration of 50 mHz and the low detection rate was at the heating duration of over 500 mHz. The reflection method showed a higher detection rate than the transmission method.

위상 잠금 열화상 기법을 이용한 콘크리트 마감재 내부 균열 검출 (Concrete Crack Detection Inside Finishing Materials Using Lock-in Thermography)

  • 이명훈;우욱용;최하진;김종찬
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.30-38
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    • 2023
  • 안전점검 대상 노후 건축물이 증가함에 따라 안전관리 주체인 지정기관 및 관리주체의 부담이 증가하고 있다. 이에 안전점검 대상 건축물 선정에 있어 적절한 안전전검 기준과 그에 따르는 적절한 기술은 필수적이다. 현행 노후 건축물 대상 안전점검 수행 기준은 마감재로 인해 구조 부재 균열 등의 손상 확인이 어려울 경우 낮은 점수를 부여하고 있다. 이는 구조물의 실체 안전상태와 관계없이 평가 결과가 과소평가되어 안전점검 대상 노후화 건축물을 증가시키는 원인이다. 이에 본 연구에서는 마감재 내부의 균열 탐지를 위해 비파괴·비접촉 검사인 열화상 기법을 제안하였다. 열화상 카메라를 이용한 마감재 내부 균열 관측을 위해 콘크리트 시편을 제작하였으며, 콘크리트 표면 및 균열부에 열원을 가진하여 열화상 데이터를 계측하였다. 계측 결과, 너비 0.3mm, 0.5mm, 0.7mm의 마감재 내부 균열 관측이 가능함을 확인하였으나, 표면 박리, 도배지 들뜸으로 인한 불균일한 온도 분포로 인해 균열 판단이 어렵다. 이에 열화상 데이터의 진폭 및 위상 차이를 도출하여 데이터 분석을 수행한 결과, 0.5mm, 0.7mm 균열에 대해 선명한 균열 계측이 가능하였다. 본 연구를 토대로 추후 마감재 내부 균열 손상 진단에 있어 빅 데이터 기반 딥러닝을 이용한 기술개발을 통해 현장적용 및 분석의 효율성을 증대시키고자 한다.