• 제목/요약/키워드: Ultrasonic Attenuation

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초음파 서모그라피를 이용한 빠른 PCB 결함 검출 (Fast Defect Detection of PCB using Ultrasound Thermography)

  • 조재완;정현규;서용칠;정승호;김승호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.273-275
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    • 2005
  • Active thermography is being used since several years for remote non-destructive testing. It provides thermal images for remote detection and imaging of damages. Also, it is based on propagation and reflection of thermal waves which are launched from the surface into the inspected component by absorption of modulated radiation. For energy deposition, it use external heat sources (e.g., halogen lamp or convective heating) or internal heat generation (e.g., microwaves, eddy current, or elastic wave). Among the external heat sources, the ultrasound is generally used for energy deposition because of defect selective heating up. The heat source generating a thermal wave is provided by the defect itself due to the attenuation of amplitude modulated ultrasound. A defect causes locally enhanced losses and consequently selective heating up. Therefore amplitude modulation of the injected ultrasonic wave turns a defect into a thermal wave transmitter whose signal is detected at the surface by thermal infrared camera. This way ultrasound thermography(UT) allows for selective defect detection which enhances the probability of defect detection in the presence of complicated intact structures. In this paper the applicability of UT for fast defect detection is described. Examples are presented showing the detection of defects in PCB material. Measurements were performed on various kinds of typical defects in PCB materials (both Cu metal and non-metal epoxy). The obtained thermal image reveals area of defect in row of thick epoxy material and PCB.

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Study of concrete de-bonding assessment technique for containment liner plates in nuclear power plants using ultrasonic guided wave approach

  • Lee, Yonghee;Yun, Hyunmin;Cho, Younho
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권4호
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    • pp.1221-1229
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    • 2022
  • In this work, the guided wave de-bonding area-detecting technique was studied for application to containment liner plates in nuclear power plant areas. To apply this technique, an appropriate Lamb wave mode, symmetric and longitudinal dominance, was verified by the frequency shifting technique. The S0 2.7 MHz mm Lamb wave mode was chosen to realize quantitative experimental results and their visualization. Results of the bulk wave, longitudinal wave mode, and comparison experiments indicate that the wave mode was able to distinguish between the de-bonded and bonded areas. Similar to the bulk wave cases, the bonded region could be distinguished from the de-bonded region using the Lamb wave approach. The Lamb wave technique results showed significant correlation to the de-bonding area. As the de-bonding area increased, the Lamb wave energy attenuation effect decreased, which was a prominent factor in the realization of quantitative tomographic visualization. The feasibility of tomographic visualization was studied via the application of Lamb waves. The reconstruction algorithm for the probabilistic inspection of damage (RAPID) technique was applied to the containment liner plate to verify and visualize the de-bonding condition. The results obtained using the tomography image indicated that the Lamb wave-based RAPID algorithm was capable of delineating debonding areas.

Experimental and numerical validation of guided wave based on time-reversal for evaluating grouting defects of multi-interface sleeve

  • Jiahe Liu;Li Tang;Dongsheng Li;Wei Shen
    • Smart Structures and Systems
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    • 제33권1호
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    • pp.41-53
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    • 2024
  • Grouting sleeves are an essential connecting component of prefabricated components, and the quality of grouting has a significant influence on structural integrity and seismic performance. The embedded grouting sleeve (EGS)'s grouting defects are highly undetectable and random, and no effective monitoring method exists. This paper proposes an ultrasonic guided wave method and provides a set of guidelines for selecting the optimal frequency and suitable period for the EGS. The optimal frequency was determined by considering the group velocity, wave structure, and wave attenuation of the selected mode. Guided waves are prone to multi-modality, modal conversion, energy leakage, and dispersion in the EGS, which is a multi-layer structure. Therefore, a time-reversal (TR)-based multi-mode focusing and dispersion automatic compensation technology is introduced to eliminate the multi-mode phase difference in the EGS. First, the influence of defects on guided waves is analyzed according to the TR coefficient. Second, two major types of damage indicators, namely, the time domain and the wavelet packet energy, are constructed according to the influence method. The constructed wavelet packet energy indicator is more sensitive to the changes of defecting than the conventional time-domain similarity indicator. Both numerical and experimental results show that the proposed method is feasible and beneficial for the detection and quantitative estimation of the grouting defects of the EGS.

생체 외 조건의 소 대퇴골에서 해면질골의 음향특성에 대한 피질골의 효과 (Effect of Cortical Bone on Acoustic Properties of Trabecular Bone in Bovine Femur In Vitro)

  • 황교승;이강일
    • 한국음향학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.181-189
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 생체 외 조건의 소 대퇴골에서 피질골이 해면질골의 음속(SOS) 및 광대역 초음파 감쇠(nBUA)와 같은 음향특성에 미치는 효과를 조사하는 것이다. 이를 위해 2개의 소 대퇴골을 이용하여 근위부로부터 12개의 해면질골 샘플 및 1.00, 1.47, 및 2.00 mm의 두께를 갖는 3개의 피질골 판을 제작하였다. 또한 해면질골 샘플에 피질골 판 부착 전후 측정된 음향특성과 해면질골 겉보기 골밀도 사이의 상관관계를 조사하였다. 해면질골 샘플의 초음파 입사면에 부착된 피질골 판의 두께가 증가함에 따라 SOS는 선형적으로 증가하는 반면에 nBUA는 피질골 판의 두께에 대해 비선형적인 의존성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 또한 서로 다른 두께를 갖는 피질골 판이 부착되더라도 SOS(r = 0.95-0.97) 및 nBUA(r = 0.53-0.73)와 해면질골 겉보기 골밀도 사이의 높은 상관관계는 유지되는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 생체 외 조건의 피질골이 제거되지 않은 대퇴골에서 측정된 음향특성이 해면질골의 골밀도를 예측하기에 충분한 지표라는 것을 의미한다.

초음파현미경의 고주파 초음파 탐촉자를 이용한 코발트기 초내열합금강의 열화평가 (Evaluation of the Thermal Degradation in Co-based Superalloy using High frequency Transducer of Scanning Acoustic Microscope)

  • 박익근;조동수;김용권;임재생;김정석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.518-524
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    • 2004
  • V(z)곡선법을 이용한 코발트기 초내열합금강의 열화도 평가 유용성 유무를 고주파 초음파 탐촉자를 이용하여 실험적으로 검증하였다. 코발트기 초내열 합금이 고온에서 장시간 노출되었을 때 일어나는 미세조직의 변화를 모사하기 위해서 인공열화를 실시하였다. 여로하에 미치는 초음파 음속의 영향을 고찰하고자 10 MHz를 이용하여 펄스-에코법으로 종파의 음속을 측정하고 200 MHz를 사용하여 V(z)곡선법으로 누설탄성표면파의 음속을 측정하였다. 두 초음파의 음속은 열화시간에 따라서 감소하였다 더욱이, 저주파수 종파의 음속변화는 거의 없었지만, 고주파수 누설탄성표면파의 음속변화는 열화시간에 따라서 최대 4.7%의 변화를 나타내었다. 열화에 따른 경도의 변화와 누설탄성표면파의 음속 변화는 양호한 상관관계를 나타내었다. 따라서 열화도 평가에 고주파 탐촉자를 이용한 초음파 현미경의 V(z)곡선법이 유용함을 알 수 있었다.

위상배열 유도초음파 검사의 이론적 고찰 (The Theoretical Investigation of Phased Array Guided Waves)

  • 이재선;조윤호
    • 비파괴검사학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.367-373
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    • 2011
  • 유도초음파를 활용한 진단 기술은 기존의 체적파를 이용한 진단 기법과 달리 장거리 진단의 장점 때문에 널리 사용된다. 대부분의 산업현장에서는 배관이 코팅되어 있거나 땅속이 묻혀있다. 이러한 경우 감쇠의 영향으로 기존의 방식으로는 진단에 어려움이 있다. 본 연구에서는 배관에서 전파되는 유도초음파 전파 모드별 음장을 직교모드확장기법을 이용하여 계산하였다. 단일 탐촉자에 의해 전파되는 유도초음파의 음장과 다중 탐촉자 모델링을 바탕으로 배관에서 전파되는 음장 특성을 해석하기 위해 유도초음파 모드별 집속 기술이 사용되었다. 추가적으로 배관에서 전파되는 유도초음파를 가진하는 탐촉자의 개수에 따른 집속 민감도가 종형 모드와 휨형 모드를 이용하여 계산되었다. 본 연구를 통하여 단일 탐촉자에 의해 가진된 유도초음파와 집속 알고리즘을 적용한 다중 탐촉자에 의해 가진된 음장을 비교하여 높은 에너지가 접속 되는 것을 확인 하였다.

초음파 서모그라피를 이용한 빠른 PCB 결함 검출 (Fast Defect Detection of PCB using Ultrasound Thermography)

  • 조재완;서용칠;정승호;김승호;정현규
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제55권2호
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    • pp.68-71
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    • 2006
  • Active thermography has been used for several years in the field of remote non-destructive testing. It provides thermal images for remote detection and imaging of damages. Also, it is based on propagation and reflection of thermal waves which are launched from the surface into the inspected component by absorption of modulated radiation. For energy deposition, it use external heat sources (e.g., halogen lamp or convective heating) or internal heat generation (e.g., microwaves, eddy current, or elastic wave). Among the external heat sources, the ultrasound is generally used for energy deposition because of defect selective heating up. The heat source generating a thermal wave is provided by the defect itself due to the attenuation of amplitude modulated ultrasound. A defect causes locally enhanced losses and consequently selective heating up. Therefore amplitude modulation of the injected ultrasonic wave turns a defect into a thermal wave transmitter whose signal is detected at the surface by thermal infrared camera. This way ultrasound thermography(UT) allows for selective defect detection which enhances the probability of defect detection in the presence of complicated intact structures. In this paper the applicability of UT for fast defect detection is described. Examples are presented showing the detection of defects in PCB material. Measurements are performed on various kinds of typical defects in PCB materials (both Cu metal and non-metal epoxy). The obtained thermal image reveals area of defect in row of thick epoxy material and PCB.

Positioning using ZigBee and Ultrasound

  • Park, Chan-Sik;Kim, Seung-Beom;Kang, Dong-Youn;Yun, Hee-Hak;Cha, En-Jong;Lee, Sang-Jeong
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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    • pp.217-222
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    • 2006
  • To find a location, GPS has been wildly used. But, it is hard to use in indoor because of very weak signal level. To meet indoor requirements, there have been many studies applying wireless communication networks such as WLAN, UWB and ZigBee. Among these, ZigBee is widely adopted in many WSN applications because it has an advantage of low-power and low-cost. In ZigBee, the RSSI is used as range measurement for ad-hoc network. The RSSI are converted to ranges using the signal attenuation model and these ranges become inputs of positioning methods. The obtained position with RSSI has large error because of its poor accuracy. To overcome this problem, ultrasonic sensors are added in many researches. By measuring the arrival time difference of ZigBee and ultrasound as a range measurement, the precise position can be found. However, there are still many problems: scheduling of beacons to transmit signals in a correct order, addition and synchronization of beacons and low-rate positioning rate. At this paper, an efficient method to solve these problems is proposed. In the proposed method, a node transmits ZigBee and ultrasound signal simultaneously. And beacons find the range with the received signals and send it back to a node with ZigBee. The position is computed in a node with the received ranges. In addition, a new positioning algorithm to solve the risk of the divergence in the linearization method and the singularity problem in the Savarese method is presented. Both static and dynamic experimental results show 0.02m RMS errors with high output rate.

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대학생의 골초음파 상태에 영향을 미치는 영양요인 분석 (Relation Between Nutritional Factors and Bone Status by Broadband Ultrasound Attenuation among College Students)

  • 권세미;이병국;김희선
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.1551-1558
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    • 2009
  • 본 연구는 최대 골질량에 도달하는 20대의 대학생 1039명(남학생 532명, 여학생 507명)을 대상으로 골초음파 상태와 영양소 섭취 및 생화학적 영양 상태를 나타내는 지표들과의 관계를 분석하였다. 대상자의 골밀도 수치에 따라 t-score$\underline{\geq}$-1인 정상 골밀도군과 t-score<-1 골감소군으로 분류하여 비교한 결과 남학생의 경우 정상 골밀도군이 90.4%, 골감소군이 9.6%이며 여학생의 경우 정상 골밀도군이 94.1%, 골감소군이 5.9%의 분포를 보였다. 체적지표인 BMI를 아시아-태평양 비만기준에 의거하여 분리하였을 때는 남학생은 저체중 3.4%, 정상+과체중 70.7%, 비만 25.9%, 여학생은 저체중 16.2%, 정상+과체중 76.5%, 비만 7.3%의 분포를 보였다. 정상 골밀도군과 골감소군의 골밀도와 생화학적 영양 상태는 남학생 여학생 모두 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 전체대상자들의 영양소 섭취상태를 살펴 본 결과, 남학생의 경우 정상 골밀도군과 골감소군 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았으나 여학생의 경우 동물성 단백질과 동물성 철분 섭취량이 정상 골밀도군에서 골감소군보다 유의하게 높았다. 평균 에너지 섭취량은 동일한 연령대의 한국인영양섭취기준(KDRIs)과 비교하였을 때, 각 남학생 정상골밀도군 약 74%, 골감소군 67%, 여학생 정상골밀도군 약 89%, 골감소군 81%의 섭취수준을 나타내었다. 평균 단백질섭취량은 남녀 두 군 모두 100%를 상회하는 섭취 양상을 나타냈으며, 강한 뼈를 유지하거나 각종 신진대사에 필수적인 영양소이기 때문에 골격건강에 가장 큰 영향을 미치는 칼슘의 경우 남학생과 여학생 모두 KDRIs와 비교하여 권장섭취기준의 약 63%정도로 부족한 것으로 나타났다. 골 건강 상태에 영향을 미치는 영양인자의 로지스틱 회귀분석 결과 연령, 성별 및 BMI를 교란변수로 통제하였을 경우 동물성 단백질, 동물성 철분 및 아연섭취는 골감소를 예방하는 보호 작용이 있는 것으로 나타났다. 동물성 단백질과 이들 미량 영양소의 섭취정도는 높은 식사의 질을 반영하므로 질적으로 우수한 식생활이 최대 골질량에 도달하는 시기인 20대의 골격형성과 건강을 위해 필수적인 것으로 사료된다.

초음파검사로 진단된 지방간 정도의 임상적 의의 (Clinical Significance of the Degree of Fatty Liver Diagnosed by Ultrasonography)

  • 김용균
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제31권2호
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    • pp.135-140
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    • 2008
  • 목 적: 지방간은 복부초음파 검사상 나타나는 가장 흔한 질환으로 초음파상 지방간은 그 정도에 따라 경증, 중등도, 중증의 세 등급으로 구분하여 적용하고 있다. 본 연구는 초음파상 지방간을 세 등급으로 구분하여 적용하는 것이 어떠한 임상적 의의가 있는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2007년 1월부터 12월까지 대전 D 검진센터에서 복부초음파 검사를 받은 2,185명 중 지방간으로 진단된 524명(남 290명, 여 234명)을 대상으로 초음파상 간실질의 에코정도, 음향감쇄정도, 간내혈관 및 횡격막이 보이는 정도에 따라 I군(경증), II군(중등도), III군(중증)의 세 등급으로 분류하고, 각 군별 비만지표, 간기능 수치 및 대사증후군과의 연관성을 남녀로 구분하여 분석하였다. 결 과: 지방간의 정도는 I군 350명(66.8%), II군 153명(29.2%), III군 21명(4.1%)이었으며, 남자는 여자에 비해 중증 지방간의 비율이 높았다. 각 군별 평균연령은 남자(46.1세, 44.5세, 39.1세), 여자(48.8세, 50.2세, 52.4세)로 남자는 심한 지방간일수록 평균연령이 낮았으며, 여자는 심한 지방간일수록 평균연령이 높았다. 비만지표, AST, ALT 및 대사증후군 유병률은 남녀 모두에서 지방간의 정도가 심할수록 유의하게 증가하였다(p < 0.05). 결 론: 초음파상 지방간을 정도에 따라 세분하여 적용하는 것은 지방간의 치료 및 경과관찰에 도움이 될 것으로 사료되며, 초음파에 의한 지방간 검사시 지방간 유무 뿐만 아니라 지방간의 심한 정도를 파악할 수 있는 세심한 검사가 요구된다. 또한 초음파상 지방간의 등급을 보다 객관적으로 구분할 수 있는 기준의 제시가 필요할 것으로 사료된다.

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