• 비파괴검사학회지
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• 제26권2호
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• pp.84-89
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• 2006

레이저 초음파 검사 장치는 레이저빔을 이용하여 초음파 신호를 발생시키고 측정하는 비접촉식 결함 검사 장치이다. 이 장치는 펄스 레이저빔을 이용하여 광대역 주파수 범위를 갖는 초음파 신호를 발생시키고 작은 점으로 집속된 측정용 레이저빔을 이용하여 초음파 신호를 측정하므로 우수한 측정 분해능을 제공한다. 본 논문에서는 레이저 초음파의 표면파를 이용하여 표면 결함의 깊이를 측정하는 기법에 대한 연구를 수행하였다. 표면 결함은 깊이가 깊어질수록 차단 주파수 값이 작아지는 저주파 통과 필터 역할을 한다. 그리고 결함을 통과한 초음파 신호의 중심 주파수 값은 결함의 깊이에 따라 반비례적으로 작아진다. 본 논문에서는 표면 결함의 정규화 된 전달함수를 구한 다음 주파수 감쇠 성분을 이용하여 표면 결함의 깊이 정보를 추출하였고 표면 결함을 통과한 레이저 초음파 신호의 중심 주파수 값을 이용하여 결함의 릴이 정보를 추출하였다. 제안된 표면 결함 깊이 측정 방법은 초음파의 진폭 변화에 의한 결함 깊이 측정법보다 더욱 정밀한 정보를 제공하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권2호
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• pp.90-98
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• 2006

원전 증기 발생기 세관의 MRPC probe 신호를 검사하고 평가하기 위해서는 일반적으로 Combo 표준 보정 시험편 신호가 신호 보정을 위해 사용된다 이렇듯 Combo 표준 보정 시험편 신호는 신호 평가에 중요한 영향을 미치지만, probe 상태나 관 주위의 여러 요소에 의해 쉽게 영향을 받기 때문에 결함 평가 요소인 신호의 크기 값과 위상각을 왜곡시킬 수 있다. 따라서 본 연구는 이런 문제점을 극복하기 위해 Combo 표준 보정 시험편의 실제 신호를 모사 신호로 대체하는 가능성을 알아보기 위해 실험을 해 보았다 이를 위해 MRPC probe와 Combo 표준 보정 시험편의 특성을 조사하였으며 계산 수행을 위해 체적 적분 방법으로 계산되는 상용 전자기 해석 프로그램인 VIC-3D를 사용하였고 모사 신호를 생성한 후 실험 신호와 비교를 통해 신호의 정확성을 확인하였다. 마지막으로, 모사 신호를 이용한 결함 평가를 위하여 실제 결함과 가공 결함에 대해 위상각과 크기 값의 항목으로 평가하여 실제 결함 평가자에 의한 결과와 비교하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권2호
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• pp.77-83
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• 2006

초음파 비선형성은 적층 구조물 내부의 미세크랙이나 계면 들뜸을 검출하기 위한 수단으로 주목받고 있다. 비선형 초음파의 특징적인 현상은 전파 과정중에 고조파가 발생되는 것이다. 그러므로 비선형성의 정량화를 위해서는 수신된 초음파 신호에 포함된 고조파 성분의 검출이 중요하며, 일반적으로 2차 조화 성분과 기본 주파수 성분의 진폭비가 비선형 파라미터로 이용되고 있다. 그러나 이 비선형 파라미터를 정확하게 추정할 수 있는 방법이 확립되어 있지 않기 때문에 현재까지는 현장적용에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 초음파 비선형 파라미터의 정밀 추정을 위한 신호 처리 기술을 제안하고자 한다 이 기술은 파워 스펙트럼과 바이스펙트럼 분석에 기초하며, 특히 본 연구에서는 초음파 현미경(SAM, scanning acoustic microscope)에 사용되는 펄스형 신호로부터 고조파를 검출하는데 주목하였다. 제안된 기법의 유효성은 틈새의 크기가 접촉 중심에서 반경 방향으로 일정하게 증가하는 뉴턴링(Newton-ring)과 칩의 윗면에 국부적인 들뜸을 가진 반도체 샘플에 대한 실험을 통해 검증되었다. 결과적으로 제안된 신호처리기법에 의해 획득된 비선형 파라미터는 계면 들뜸과 좋은 상관성을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권2호
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• pp.93-99
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• 1999

월성 1호기 원전의 경우에, 사용후 핵연료 저장조 공간을 확보하기 위해서 약 7년 동안 저장조에서 냉각된 사용 후 핵연료를 건식저장고로 매년 이송하고 있다. 년간 2개월이 소요되는 핵연료 이송은 국제원자력기구와 국가의 핵물질 계량 관리검사를 위한 많은 인력과 비용을 필요로 하는 공정이다. 사용후 핵연료 일련번호 확인은 고방사선장인 약 6m 깊이의 저장조속에서 진행되어야 하므로 검사 장비의 유지와 운영이 어렵다. 이 조건에서 CANDU형 사용후 핵연료 다발 일련번호를 확인할 수 있는 장치를 설계 제작하여, 국가 안전 조치 검사현장에 적용하였다. 본 육안검사 장치는 간단한 조작에 의해 수조속의 사용후 핵연료 다발 일련번호를 한정된 검증 시간내에 정확히 읽을 수 있었고, 간편하게 운영될 수 있었다. 안전 조치 검사관은 본 장치를 이용하여 검증 활동을 효과적으로 수행할 수 있는 검사 장비인 것으로 평가되었다. 본 육안검사 장치는 일련번호 확인의 정확성과 재현성 그리고 운영상의 편리성 둥에서 기존 장치에 비해 좋은 결과를 보여주었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.381-389
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• 2000

금속기지 복합재료의 미시적 파손기구는 작용하중의 방향, 재료의 열처리 상태, 기지재 및 강화재의 특성, 섬유체적률 등 여러 인자의 영향을 받는다. 이중 특히 재료의 열처리는 금속기지 복합재료의 기계적 특성을 지배하는 주요한 인자인 강화섬유와 기지재 사이의 계면특성에 큰 영향을 준다. 강화섬유와 기지재는 매우 큰 열팽창계수 차이를 가지기 때문에 금속기지 복합재료의 제조과정에 있어서 급격한 온도강하가 있을 경우에는 강화섬유와 기지재 사이의 계면에서는 잔류응력이 형성되며 이 때 발생한 잔류응력은 금속복합재료의 파손기구는 물론 기지재와 강화섬유 사이의 계면전단강도에도 중대한 영향을 미칠 수도 있다. 따라서 금속복합재료에 있어서 기지재와 강화재 사이의 계면전단강도에 대한 잔류응력의 영향을 평가하는 것은 금속복합재료의 실질적인 응용측면에서는 매우 중요한 과제라 할 수 있다. 복합재료에 있어서의 음향방출 기법과 SFC시험법을 동시에 이용하면 기지재와 강화재의 균열 및 기지재와 강화재 사이의 계면분리현상에 의한 미시적 파손기구를 명확하게 분리, 관찰할 수 있는 크나큰 이점이 있다. 따라서 된 연구에서는 음향방출기법과 SFC시험법을 이용하여 금속복합재료의 열처리 효과에 따른 미시적 파손기구 및 계면전판강도 변화특성을 체계적으로 연구, 고찰하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.412-423
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• 2000

응력확대계수와 음향방출 발생 관계를 이용해 균열 길이 및 균열 검출 능력을 평가할 수 있는 새로운 접근 방법을 파괴역학적인 관점에서 제시하였다. 이를 위해 강 교량 부재인 SWS 490B 강의 피로 균열 활동도를 음향방출 시험을 통해 관찰하였다. 표준 CT 시편에 대한 피로균열 진전 시 AE 특성을 관찰하는 실험을 진행하였으며, 기존의 AE 파라미터 분석은 물론 응력확대계수와 AE 발생거동 사이의 관계를 논의하였다. CT 시편 실험 결과에서 균열 성장 길이, AE 최대진폭, AE 에너지, AE hit 발생율 등과 같은 특정 변수들은 응력확대계수 값이 증가함에 따라 이들 값도 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 피로사이클 수에 따른 AE 에너지의 변화는 균열진전에 대한 활동성을 평가하는데 사용되는 효과적인 변수중의 하나임을 보여 주었으며, AE 에너지 분석은 균열 활동도와 AE 변수 사이의 관계를 평가하는데 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권4호
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• pp.237-243
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• 1995

고체 시료를 대상으로 하여 silicon wafer에는 $90^{\circ}$ wedge형 진동자를 사용하고 압전재료인 $LiTaO_3$에는 interdigital transducer(IDT)를 사용하였으며, knife edge를 이용한 광학적 검지(optical probing)법을 써서 표면탄성파의 발생 및 측정하는 기법으로써 재료에서의 표면탄성파의 감쇠를 검출하는 방법을 연구하였다. IDT1 및 IDT2로는 20.8 MHz와 14.5 MHz를, $90^{\circ}$ wedge형 진동자로부터는 20.0 MHz의 표면탄성파를 발생시켰으며 표면탄성파로 생기는 표면의 굴곡을 검출하는데 He-Ne laser beam을 이용하였다. Optical chopper로 변조시킨 laser beam을 같은 주파수로 변조시킨 표면탄성파에 입사시켜 산란되는 광을 같은 주파수로 동조된 lock-in amplifier로 검출하였다. 이와 같이 함으로써 검출할 표면탄성파와 검출에 사용된 laser beam 및 측정기기인 위상감지기(Phase Sensitive Detector : PSD)를 같은 주파수로 변조하여 동기시킬 수 있었으며 측정계를 단순화하였다. IDT1, IDT2에서 발생된 표면탄성과의 감쇠계수는 각각 $0.62{\sim}0.75dB/mm,\;0.60{\sim}0.72dB/mm$였으며 wedge형 진동자에서는 $0.83{\sim}1.28dB/mm$인 값을 얻었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제15권1호
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• pp.277-290
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• 1995

본 연구는 $[0^{\circ}/90^{\circ}]_{2S}$와 $[0^{\circ}\;_2/90^{\circ}\;_2]_S$의 2종류 탄소섬유복합재료에 대한 인장 및 파괴인성 시험시의 파괴거동과 음향방출 특성을 해석하고 성형시의 성형압력과 인장강도 및 파괴인성 간의 상관성을 알아내기 위하여 수행되었다. AE신호는 음향방출장비를 이용하여 성형과정, 인장 및 파괴인성 시험중에 각각 검출하였다. 인장강도는 성형가압 단계수가 적을수록, 그리고 $[0^{\circ}/90^{\circ}]_{2S}$ 시험편 쪽이 $[0^{\circ}\;_2/90^{\circ}\;_2]_S$ 시험편보다 높은 강도를 나타내었다. 파괴인성은 동일한 온도영역에서 거의 같은 값을 나타내나 시험온도가 높아질수록 점차 낮아짐을 알 수 있었다. 한편 인장 및 파괴인성 시험시의 파괴거동과 AE신호간의 상관성을 조사하기 위하여 AE데이터의 AE변수들에 대한 후 신호처리(post processing)와 광학현미경 및 주사형 전자현미경 관찰이 각각 수행되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권3호
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• pp.162-173
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• 1996

본 연구는 강편 빌레트의 표면 결함을 검출하기 위한 건식 자분 탐상에 관한 것으로 자분 탐상능을 대상체에 흘리는 자화 전류, 대상체의 온도, 자분의 총 분사량 등에 대하여 평가하였다. 선재 제품의 등급에 따라 필요로 하는 몇 가지 강종을 선택하여 강종별 자기적 특성을 평가하였으며, 이를 입력 자료로 하여 유한 요소법에 의한 자기 해석을 행하였고, 그 결과를 직류 자화 전류에 의한 누설 자속 측정 결과와 비교 분석하였다. 교류 자화 전류에 의한 건식 자분 탐상능을 직류 자화 전류에 의한 탐상능과 비교하여 강종 및 자화 전류의 유형에 따른 자화 전류치를 결정하였다. 직류 자화 전류에 의한 자분 탐상 결과를 유한 요소법에 의한 계산과 비교하였고, 빌레트의 표면과 표면 결함 부위에서 측정한 누설 자속으로 비교 결과를 평가하였다. 각 강편재의 경우 직류 자화 전류에 의한 표면 자장은 그 형상에 의한 영향으로 코너 부위에서는 면 중앙의 표면 자장치에 비해 30% 정도였으며, 교류 자화 전류에 의해서는 그 비율이 70% 정도였다. 교류 자화 전류는 코너로부터 면중앙으로 10mm 되는 영역을 제외하고는 전 면에서 균일한 표면 자장을 발생하였다. 대상체의 온도에 따른 자분의 흡착은 대상체의 온도 $150^{\circ}C$ 까지는 큰 변화가 없으나 자분의 고착에 있어서 $60^{\circ}C$ 이상의 고온재에 대해서는 융착 용매로 메틸렌 크로라이드를 사용하는 것이 부적합하였다. 자분의 총분사량은 자분 탐상능에 상당히 큰 영향을 미침을 확인하였고 이에 대한 정량적 평가를 행하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권6호
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• pp.573-580
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• 2004

본 연구는 cMUT 제작을 위한 미세공정기술을 개발하기 위하여 수행되었다. 이를 위하여 외국의 관련 제조공정 연구결과들을 분석하였다. cMUT 제작의 주요 공정인 미소 진동 박막 형성, 희생층 형성, 식각 공정에 대한 실험을 수행하여 적절한 공정조건을 찾고자 하였다. 각 제작 공정조건들을 변화시켜 가면서 증착된 실리콘 질화막의 두께, 균일도, 잔류응력을 측정하였다. 희생층으로서 실리콘 산화막의 공정조건을 변화시켜 가면서 산화막의 성장률을 분석하였다. 마지막으로 희생층 식각을 위한 최적 식각공정을 얻기 위한 실험을 수행하였다. 본 연구에서 얻어진 주요 미세공정 조건은 추후 cMUT 제작에 적용될 예정이다.