• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.41-45
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• 2006

The fabrication process of fiber placement system of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) requires real time process control and reliable inspection to ensure quality by preventing defects such as delamination and void. Therefore, novel non-contact inspection technique is required during the non-destructive evaluation in a fiber placement system. For the inspection of delamination in CFRP, various methods to receive laser-generated ultrasound were applied by using piezoelectric transducer, air-coupled transducer, wavelet transform and scanning laser ultrasonic technique. Laser-generated ultrasound was received with a conventional piezoelectric sensor in contacting manner. Then signal characteristics due to defects were analyzed to find a factor for detecting defects. Air-coupled transducer was used for reception of laser-generated guided wave using linear slit array in order to generate high frequency guided wave. And line scan technique was used to confirm the capability of on-line application. The high frequency component of laser-generated guided wave received with piezoelectric sensor disappeared after propagating through delamination region. Nevertheless, it was failed to receive high frequency guided wave in using air-coupled transducer. The first peak of the frequency spectrum under 100kHz in the delamination region is higher than in the sound region. By using this feature, the line scanned frequency data were acquired in fully non-contact generation and reception of ultrasound. This method was proved as useful technique for detecting delamination in CFRP.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권5호
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• pp.546-551
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• 2010

The objective of this research is to estimate the crack location and size of a carbon steel pipe by using a laser ultrasound guided wave for the wall thinning evaluation of an elbow. The wall thinning of the carbon steel pipe is one of the most serious problems in nuclear power plants, especially the wall thinning of the carbon steel elbow caused by Flow-Accelerated Corrosion (FAC). Therefore, a non-destructive inspection method of elbow is essential for the nuclear power plants to operate safely. The specimens used in this study were carbon steel elbows, which represented the main elements of real nuclear power plants. The shape of the wall thinning was an oval with a width of 120mm, a length of 80mm, and a depth of 5mm. The L(0,1) and L(0,2) modes variation of the ultrasound guided wave signal is obtained from the response of the laser generation/air-coupled detection ultrasonic hybrid system represent the characteristics of the defect. The trends of these characteristics and signal processing were used to estimate the size and location of wall thinning.

• 설비공학논문집
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• 제27권3호
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• pp.174-178
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• 2015

This paper describes a signal processing technique for identifying signals from defects by using an electromagnetic-ultrasonic guided waves method based on a magnetostrictive sensor that generates a torsional mode (T(0, 1)). Because this technique is based on the digital filtering, the filtered signals provide information on the relationship between the cutoff frequency of band-pass filter and the characteristic of defect signals in heat exchange tubes. To verify the performance of the technique, artificial defects with various thickness reduction ration and shape were machined in titanium tubes, and digital filtering results are reported. The results show that digital filtering provides information to the identify shape of defects and the contact condition between the tube and support ring. Therefore, the proposed technique has good potential as a tool for evaluating the integrity of heat exchange tubes.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권5호
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• pp.416-420
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• 2008

전자기음향변환기 분야에서는 나선형 RF 코일이 솔레노이드 코일보다 훨씬 널리 사용되고 있다. 그러나 실린더 구조물의 원거리 초음파검사용 자왜 스트립 도파변환기 분야에서는 솔레노이드 코일이 주로 사용되어왔다. 이는 아마도 낮은 주파수의(즉, 치수가 큰) 나선형 코일의 제작의 어려움에 기인하는 것 같다. 본 논문에서는 FFC(flexible flat cable)로 나선형 코일 자왜 스트립 도파변환기를 제작하는 방법을 기술한다. 기존의 솔레노이드 코일 변환기와의 비교실험을 통하여 나선형 코일 변환기가 훨씬 우수한 성능(감도, 신호-대-잡음 비, 도파방향조정능력)을 갖는다는 것을 실증한다.

• 한국음향학회지
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• 제30권1호
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• pp.56-62
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• 2011

본 연구에서는 생체 외 조건에서 12개의 관형 피질골 샘플에 대하여 피질골 샘플의 축방향을 따라 전파하는 first arriving signal (FAS) 및 slow guided wave (SGW)와 같은 유도초음파의 위상속도를 측정하고, 각각의 위상속도와 피질골 두께 사이의 상관관계를 고찰하였다. FAS 및 SGW의 위상속도는 12.7 mm의 직경 및 200 kHz의 중심 주파수를 갖는 한 쌍의 비집속형 초음파 변환기와 함께 공기중에서 축방향 전파법을 이용하여 측정되었다. 200 kHz에서 측정된 FAS의 위상속도는 피질골 두께와 매우 높은 음의 상관관계를 나타냈으며, FAS 이후에 수신되는 SGW의 위상속도는 피질골 두께와 높은 양의 상관관계를 나타냈다. FAS 및 SGW의 위상속도를 독립변수로 하고, 피질골 두께를 종속변수로 하는 단순 및 다중선형회귀모델의 결과로부터 다중선형회귀모델의 결정계수가 단순선형회귀모델의 결정계수보다 높게 나타났다. 또한 12개의 관형 피질골 샘플에 대하여 200 kHz에서 측정된 FAS 및 SGW의 위상속도는 각각 판형 피질골에 대하여 200 kHz에서 계산된 S0 및 A0 램 모드의 위상속도와 잘 일치하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.341-347
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• 2004

발전설비의 중요한 요소인 배관의 효율적인 비파괴검사를 위해, 배관내에 유도초음파를 comb 트랜스듀서를 이용하여 발생시켰으며, 유도초음파를 비접촉 방식으로 수신하기 위해 An(air-coupled transducer)를 적용하였다. comb 트랜스듀서의 요소간격과 이론적인 분산선도로부터 발생가능 한 유도초음파 모드가 예측되었다. 또한 예측된 모드를 수신하기 위해 각 모드의 이론적인 위상속도를 이용하여 ACT의 수신 각도를 결정하였다. 수신모드의 특성을 규명하기 위해 웨이블릿 변환과 2D-FFT를 이용한 시간-주파수해석을 수행하여 이론적인 분산선도와 비교한 결과, 수신된 보드는 이론적으로 예측된 모드와 일치하는 것으로 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.458-465
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• 2009

일반적인 산업현장에서 내부결함 평가를 위해 사용되어온 유도초음파기법은 비결함 지역에서는 에너지 감쇠를 고려하지 않고 적용되어 왔다. 결함 지역에서의 신호는 산란과 반사에 의해서 분명한 감쇠가 발생하지만 비결함 지역에서도 작은 감쇠가 발생한다. 또한 분산선도에서 판파(Lamb wave)는 각 두께, 주파수에 의해 분산성이 달라지기에 각 모드에 적합한 감쇠계수를 찾는 것은 중요하다. 이를 위해 접촉식 PZT(piezoelectric)센서를 이용한 pitch-catch 방식으로 거리에 따른 각 모드의 감쇠계수를 구하였다. 본 연구에서는 흔히 쓰이는 알루미늄과 구리판으로, 두께 차이, 모드 차이, 재질 차이에 의한 실험적인 감쇠율을 구하는데 중점을 두었다. 그 결과 각 변수에 따라 감쇠계수는 달라지며, 정량화가 필요하다는 것을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권1호
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• pp.41-46
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• 2012

MEMS/NEMS 구조체의 개발과 응용기술의 발달로 박판 및 박막의 기계적 물성 평가에 대한 요구가 점차 늘어나고 있다. 기계적 물성은 주로 인장시험이나 초음파의 속도 측정으로 평가되어 왔으나, 박판/박막 구조의 경우 기존의 기술로는 측정에 한계가 있어 나노압입시험법, 유도초음파법 등의 새로운 기술이 개발되고 있다. 본 연구에서는 박판 구조의 금속재료의 탄성계수를 평가하기 위하여 EMAT으로 송수신된 박판내에서의 유도초음파 진행 속도를 측정하였으며, 이론적으로 계산된 유도초음파 군속도와 실험적인 군속도의 최적화 과정을 통해 최종적으로 박판의 탄성계수를 평가하였다. 두께 $50{\mu}m$의 니켈 박판에서 측정된 영률은 201.6 GPa이었으며, 나노압입시험법으로 측정된 207 GPa, 참고문헌의 203.7 GPa과 비교하면 약 3% 내에서 일치하는 결과이다.

• 한국음향학회지
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• 제23권5호
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• pp.353-361
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• 2004

증기발생기 세관에서의 유도초음파 전파 특성에 관한 연구를 수행하였다. 증기 발생기 세관의 분산선도 및 특정 모드에 대응하는 초음파 입사각을 계산하였다. 수신된 유도초음파에 대하여 short time Fourier transform을 이용한 시간-주파수 분석을 통하여 유도초음파 모드를 확인하였다. 실험적으로 유도 초음파가 증기발생기 세관의 곡관 부분을 통과할 때 뚜렷한 모드 변환을 관측할 수 없었다. 유도 초음파를 이용한 증기발생기 세관의 최적 검사 모드를 제안하고 실험에 의하여 이를 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권4호
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• pp.349-362
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• 2010

Ultrasonic Guided Waves (UGWs) are a useful tool in structural health monitoring (SHM) applications that can benefit from built-in transduction, moderately large inspection ranges and high sensitivity to small flaws. This paper describes a SHM method based on UGWs, discrete wavelet transform (DWT), and principal component analysis (PCA) able to detect and quantify the onset and propagation of fatigue cracks in structural waveguides. The method combines the advantages of guided wave signals processed through the DWT with the outcomes of selecting defect-sensitive features to perform a multivariate diagnosis of damage. This diagnosis is based on the PCA. The framework presented in this paper is applied to the detection of fatigue cracks in a steel beam. The probing hardware consists of a PXI platform that controls the generation and measurement of the ultrasonic signals by means of piezoelectric transducers made of Lead Zirconate Titanate. Although the approach is demonstrated in a beam test, it is argued that the proposed method is general and applicable to any structure that can sustain the propagation of UGWs.