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.
본 논문에서는 직선 배열 응원에 의한 초음파 트랜스듀서의 목적 지향성에 대한 Beam forming을 Gauss 소거법을 이용하여 수치 계산하였다. 하나의 System으로 여러 가지의 조건에 대한 지향성 합성의 실현을 목적으로 하였으며, 목적 지향성으로는 계산에 의해 합성된 선음원에 의한 지향성과 임의로 설정한 Beam 폭의 변화와 방사 방향의 회전에 대한 준이상 Beam을 선택하여 지향성 합성을 시융레이션 하였다. 수치 계산에는 PC(CPU: 80486DX2, RAM 16Mbyte)를 이용하였으며, 수치 계산 결과, 반복법(LMS볍, DFP볍)에 비해 훨씬 빠른 지향성 합성이 가능하고, 또 System 안정도 면에서도 매우 양호함을 확인했다.
The use of nonlinear ultrasonics wave has been accepted as a promising tool for monitoring material states related to microstructural changes, as it has improved sensitivity compared to conventional non-destructive testing approaches. In this paper, third harmonic generation of shear horizontal guided waves propagating in an isotropic plate is investigated using the perturbation method and modal analysis approach. An experimental procedure is proposed to detect the third harmonics of shear horizontal guided waves by electromagnetic transducers. The strongly nonlinear response of shear horizontal guided waves is measured. The accumulative growth of relative acoustic nonlinear response with an increase of propagation distance is detected in this investigation. The experimental results agree with the theoretical prediction, and thus providing another indication of the feasibility of using higher harmonic generation of electromagnetic shear horizontal guided waves for material characterization.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제16권1호
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pp.1-6
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2016
Computer simulations were conducted to demonstrate the generation of microwave-induced thermoacoustic signal. The simulations began with modelling an object with a biological tissue characteristic and irradiating it with a microwave pulse. The time-varying heating function data at every particular point on the illuminated object were obtained from absorbed electric field data from the simulation result. The thermoacoustic signal received at a point transducer at a particular distance from the object was generated by applying heating function data to the thermoacoustic equation. These simulations can be used as a foundation for understanding how thermoacoustic signal is generated and can be applied as a basis for thermoacoustic imaging simulations and experiments in future research.
An ultrasonic magnetostrictive transducer-based phased-array system for imaging defects in plate structures is newly proposed. In that most ultrasonic phased array systems rely on piezoelectric transducers or electromagnetic acoustic transducers, this system has its own unique feature of employing magnetostrictive transducers. Interest in using a phased array system using magnetostrictive transducers has been recently reported for pipe inspection but no such system has been developed for plate inspection. In this investigation, we aim to propose a phased array system using OL-MPTs (Omnidirectional Lamb wave Magnetostrictive Patch Transducers) for plate inspection. The developed system consists of a multi-channel function generator, power amplifiers, preamplifiers and a data acquisition unit. In the process of its development, each of the units must be checked and in doing so, we suggest types of ultrasonic wave experiments that should be carried out. Finally, the phased system using a transducer array composed of eight OL-MPTs is newly configured and is applied for actual crack detection experiments.
준설 매립된 연약지반이나 해성 점토의 전단강성 평가는 시료 교란의 영향으로 많은 어려움이 있다. 본 연구는 기존의 현장 전단파 시험들의 몇가지 제약 조건을 극복한 새로운 현장 전단파 시험 장치를 개발하고 적용성에 대하여 기술한 것이다. 장치 설계 고려사항은 교란효과, 트랜서듀서 간의 전기적 간섭, 케이블 사이의 전자기 커플링, 자체음향 차단, 전단파의 이동 간격 유지, 트랜서듀서의 회전, 프레임(frame)을 통한 파의 직접적 전달, 그리고 트랜서듀서와 케이블의 보호를 포함한다. 이들 고려사항은 현장과 실내실험을 통하여 지속적으로 개선되었다. 현장 전단파 속도는, 어떠한 역산기법 없이, 전단파의 이동거리와 이동시간으로부터 직접 계산되었다 개발된 현장 전단파 프로브는 깊이 30m까지 적용되었다. 실험결과 현장 전단파 프로브를 이용하여 모래와 점토지반에서 매우 세밀한 전단파 프로파일을 산정할 수 있었다. 또한 실험부지에서 수행된 콘관입실험결과와도 좋은 상관관계를 나타내었다. 본 논문에서 제시된 현장 전단파 프로브는 연약지반의 동적 특성 평가를 위한 현장 전단파 속도 측정에 매우 효과적인 장치임 보여준다.
본 논문에서는 선편파와 원편파를 상호간에 선택적으로 변환할 수 있는 3단 회전핀으로 구성된 편파기를 설계하였다. 편파기를 설계하기 위해 구형 도파관과 원형 도파관을 결합시켜 모드변환이 원활이 이루어지도록 전송선이론을 적용하였고, 원형 도파관내에 유전체판을 삽입시켜 삽입된 각도에 따라 편파변환을 선택적으로 가능하게 설계하였다. 또한 설계된 데이타를 이용하여 입.출력단에 나타나는 전송특성 및 반사특성이 최적이 되도록 시뮬레이션 하였고, 편파기 제작을 통하여 이론의 타당성을 입증하였다.
LVDT는 독립적으로 움직일 수 있는 코어의 변위에 비례하여 전기적 출력을 나타내는 전기기계적 트랜스듀서이다. 기존의 일반적 LVDT는 구조적으로 측정범위에 대해 크기의 비가 작은 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 개선하기 위하여, 새로운 형태의 LVDT를 제안하였고 동일한 치수와 코어를 가진 두가지 형태의 LVDT에 대하여 FEM 해석을 통하여 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 한 결과를 토대로 이들을 제작하여 그 특성을 비교하였으며 시험결과 측정범위${\pm}5\;mm$ 에서 일반 LVDT는 ${\pm}3\;%$의 선형도를 나타내었으며, 본 연구에서 제안한 LVDT는 ${\pm}0.5\;%$의 선형특성을 나타내었다. 따라서 이론적 결과와 실험적 결과를 통하여 기존의 LVDT보다 제안된 LVDT의 특성이 우수함을 확인할 수 있었다.
With the wide use of mobile phones, a paging signal by a sound transducer acts as an environmental noise on many occasions, thus necessitating an alternative paging signal by a vibration motor. Conventional vibration motors employ three-phase windings with mechanical brushes for commutation. In this paper, a new one-phase brushless and sensorless vibration motor is introduced utilizing digital signal processor chips in cell-phones. For electromagnetic field analysis, two-dimensional modeling can be implemented to determine the back electromotive force using axisymmetric boundary conditions. Geometric design parameters, such as coil pitch and magnet pitch. are considered for performance optimization. Through the experiments, it is shown that the proposed design has the equivalent performance with reduced number of parts, thus enhancing manufacturing productivity and reducing manufacturing cost.
It is advantageous to use NDE methods to assess the mechanical properties of materials since the conventional method is time-consuming and sometimes requires cutting of sample from the component. The NDE parameters such as ultrasonic velocity and attenuation, electric resistivity, and magnetic coercive force and remanance have been utilized to evaluate changes of material properties due to heat treatment condition. It has been found that changes of materials properties under quenched and tempered/PWHT treatments could not be detected using EMAT and Electrical resistivity methods. However, victors hardness and magnetic hysteresis loop decreased with heat treatment procedures. These results were obtained using 3Cr-lMo-0.25V steel. The magnetic parameters were found to be most sensitive to changes of material properties.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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