• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제3권3호
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• pp.215-232
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• 2016

This paper presents a multi helical ultrasonic imaging approach for quantitative corrosion damage monitoring of cylindrical structures. The approach consists of two stages. First a multi helical ultrasonic imaging (MHUI) algorithm is used to provide qualitative images of the structure of interest. Then, an optimization problem is solved in order to obtain quantitative damage information, such as thickness map. Experimental tests are carried out on a steel pipe instrumented with six piezoelectric transducers to validate the proposed approach. Three thickness recesses are considered to simulate corrosion damage. The results show the efficiency of the proposed approach for quantifying corrosion location, area and remnant thickness.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권3호
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• pp.53-62
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• 2005

본 논문에서는 초음파 의료 영상 시스템의 B-모드 영상에서 잘 관찰되지 않는 암이나 종양을 진단하기 위하여 인체 연조직의 탄성계수를 측정하여 영상화 하는 방법을 제안하였다. 연조직의 단단함을 측정하기 위하여 조직에 변위를 주기 위한 압력을 인가하고 연조직의 기계적인 변형의 크기를 기저대역으로 복조한 초음파 데이터로부터 상관계수를 계산하여 구하였다. 제안한 방법으로 조직의 탄성을 영상화할 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다.

• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.356-364
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• 2017

복합재 격자 구조는 동일한 무게를 갖는 다른 구조에 비해 더 큰 하중을 견딜 수 있다는 장점으로 인해 다양한 분야에 적용이 시도되고 있다. 최근, 국내에서도 복합재 격자 구조 제작을 위한 기술 개발이 이루어지고 있으며 이에 복합재 격자 구조를 빠르고 정밀하게 검사할 수 있는 비파괴검사 기술의 개발 역시 필요하게 되었다. 본 논문에서는 초음파전파 영상화 시스템들을 활용하여 복합재 격자 구조에 빠르고 정밀한 비파괴검사를 하기 위한 연구를 수행하였다. 레이저 펄스에코 초음파전파 영상화 시스템을 통해 스킨에 쌓여 있는 복합재 격자 구조의 내부 리브 구조를 관찰할 수 있었고 접착분리를 검출할 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 검사시간을 줄이기 위해 주파수 영역을 최적화 하기 위한 밴드 디바이더를 개발 적용하였으며, 검사 결과의 질을 향상시키기 위해 곡률 보상 알고리즘을 개발하였다. 유도파 초음파전파 영상화 시스템으로는 리브 구조에 있는 층간분리 결함을 확인할 수 있었으며, 다중 소스 초음파전파영상을 통해 검사 영역을 확대시켰고 가변시간창 진폭 이미지 알고리즘을 통해 결함을 강조시킬 수 있도록 했다. 이와 같은 결과들을 통해 격자구조에 최적화 된 초음파전파 영상화 시스템의 지속적인 개발이 이뤄지면 복합재 격자 구조의 대량생산에 이은 고속 정밀 비파괴검사가 이뤄질 수 있을 것으로 판단된다.

• 산업기술연구
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• 제25권A호
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• pp.87-93
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• 2005

Three-dimensional ultrasonic probes being applied to the medical imaging can be grouped into three depending on the scanning methods, which are a mechanical type system, a free-hand system, and 2D phased arrays system. A mechanical type scanner uses a mechanically driven transducer to acquire series of 2D plane images. By integrating these images, a 3-D medical image can be constructed. A motor driving mechanism is a conventional choice for mechanically driving a transducer assembly which picks the raw ultrasonic images up. In this paper we attempt to design a 3D ultrasonic probe which has a operating mechanism of s tilting 3-D scanning. The motion of a transducer assembly of the ultrasonic probe is analytically modelled. We propose a selection procedure for the diameter of a wire rope driving the transducer assembly and the size of torsional spring which gives an initial tension to wire ropes.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권1호
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• pp.77-84
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• 2014

• 한국음향학회지
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• 제27권6호
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• pp.263-270
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• 2008

초음파 어레이 센서의 성능은 구성 불성과 많은 구소 변수들에 의해 결정된다. 본 연구에서는 유한 요소해석을 통하여 구조적인 변화에 따른 초음파 어레이 센서의 성능변화를 해석하였다. 해석 결과를 기초로 하여 초음파 어레이 센서가 주파수 대역폭, 중심 주파수 그리고 -20 dB pulse length와 같은 요구 사항을 모두 만족시키며 최대의 감도를 가지도록 구조를 최적화하였다. 최적화 방법으로는 초음파 어레이 센서의 성능을 목적 함수로 하는 SQP-PD 방법을 사용하였다. 최적화된 초음파 어레이 센서는 의료 영상 진단에 적용되기 위한 모든 요구 조건을 만족하였으며, 본 설계 기술은 유사한 형태의 다른 배열형 초음파 센서에 응용 가능하다

• 한국음향학회지
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• 제23권5호
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• pp.340-352
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• 2004

28.5 ㎑의 초음파의 미세 수직진동에 의해서 유도된 음향유동 (acoustic streaming)을 레이저를 이용한 입자 영상. 유속계에 의하여 고정 유리 평판과 초음파 진동자의 사이에서의 공기 유동을 가시화 하였다. 음향유동에 의한 공기의 유동 속도의 증가를 측정하기 위해 고정 유리 평판과 초음파 진동자의 사이에서의 속도변화를 실시간으로 측정하였다. 진동자와 고정 평판의 사이의 gap에 따른 음향유동의 세기의 변화를 정량적인 공기의 유동 속도의 변화에 의해 관찰되었고 고정판과 초음파 진동자 사이의 gap에서 공진 상태를 야기시키는 공진 Gap (H=18, 24, 30, 36㎜)중에서 공진 Gap (H)이 18m일 때 최대의 음향속도가 존재함을 알 수 있었고 진동자 표면부근에서부터 고정평판사이까지의 국소 최대 난류강도의 축 방향 위치에 따른 변화는 gap의 크기에 따라 8%∼70% 이었다. 전단응력값은 반경방향 위치의 중심영역에서 최대전단응력을 가지며 와도 분포도 반경방향 위치에서 진동자 중심영역에 최대 및 최소와도 값을 가짐을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권6호
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• pp.389-397
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• 2015

Recently, wave propagation imaging based on laser scanning-generated elastic waves has been intensively used for nondestructive inspection. However, the proficiency of the conventional software based system reduces when the scan area is large since the processing time increases significantly due to unavoidable processor multitasking, where computing resources are shared with multiple processes. Hence, the field programmable gate array (FPGA) was introduced for a wave propagation imaging method in order to obtain extreme processing time reduction. An FPGA board was used for the design, implementing post-processing ultrasonic wave propagation imaging (UWPI). The results were compared with the conventional system and considerable improvement was observed, with at least 78% (scanning of $100{\times}100mm^2$ with 0.5 mm interval) to 87.5% (scanning of $200{\times}200mm^2$ with 0.5 mm interval) less processing time, strengthening the claim for the research. This new concept to implement FPGA technology into the UPI system will act as a break-through technology for full-scale automatic inspection.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.431-438
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• 2004

의료용 초음파 영상 장비는 안전하면서도 사용이 편리할 뿐 아니라, 인체 내부의 구조적 영상을 포함하여 혈류나 내부 장기의 움직임에 이르기까지 진단을 위한 다양한 정보를 제공한다. 뿐만 아니라 조직 특성화 영상에서는 반사된 초음파 신호로부터 생체 조직의 물리적인 특성을 파악하여 진단에 활용하기도 한다. 하지만 영상의 획득을 위해 사용하는 탐침용 초음파 펄스 신호는 인체내부를 거쳐 그 흔적이 반사신호에 남게 되고, 이는 영상의 화질 저하로 이어져 미세한 조직이나 인접한 부분의 세밀한 관찰이 어려운 단점이 있다. 이를 해결하기 위한 다양한 연구가 시도 되었으나, 한정된 반사 신호로부터 탐침 펄스의 영향을 제거하고 매질의 특성을 복원하는 데에는 어려움이 있었다. 본 연구에서는 wavelet 과 subband filter bank 에 기반한 새로운 탐침용 초음파 펄스 및 그에 따른 영상획득 방법을 제안하였다. Perfect reconstruction (PR) 조건을 만족하는 일련의 wavelet filter 세트를 초음파 펄스로 구현하여 탐침에 사용하고, 반사되어온 신호를 적절히 재조합 하면 탐침 펄스의 영향이 배제되어, 매질의 세밀한 특성을 복원한 영상을 얻게 된다. 이는 조직 특성화 영상등을 위해 중요한 정보가 된다. 검증을 위해 2종류 (A-mode 와 B-mode) 의 초음파 영상 시뮬레이션에서, 제안된 방법으로 영상을 획득하였다. 그 결과, 탐침 대상의 주파수 특성을 복원할 수 있었으며, 기존의 방법에 비해 향상된 화질의 초음파 영상을 얻을 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권11호
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• pp.1078-1088
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• 2010

In order to analyze the quantitative characteristics of acoustic streaming, experimental setup of 3-D stereoscopic PIV(particle imaging velocimetry) was designed and quantitative ultrasonic flow fields in the gap between the ultrasonic vibrator and heat source were measured. Utilizing acoustic streaming induced by ultrasonic vibration, surface temperature drop of cooling object was also measured. The study on smart cooling method by acoustic streaming induced by ultrasonic vibration was performed due to the empirical relations of flow pattern, average flow velocity, different gaps, and enhancement on cooling rates in the gap. Average velocity fields and maximum acoustic streaming velocity in the open gap between the stationary cylindrical heat source and ultrasonic vibrator were experimentally measured at no vibration, resonance, and non-resonance. It was clearly observed that the enhancement of cooling rates existed owing to the acoustic air flow in the gap at resonance and non-resonance induced by ultrasonic vibration. The ultrasonic wave propagating into air in the gap creates steady-state secondary eddy called acoustic streaming which enhances heat transfer from the heat source to encompassing air. The intensity of the acoustic streaming induced by ultrasonic vibration experimentally depended upon the gap between the heat source and ultrasonic vibrator. The ultrasonic vibration at resonance caused the increase of the acoustic streaming velocity and convective heat transfer augmentation when the flow fields by 3D stereoscopic PIV and temperature drop of the heat source were measured experimentally. The acoustic streaming velocity of air enhancement on cooling rates in the gap is maximal when the gap agrees with the multiples of half wavelength of the ultrasonic wave, which is specifically 12 mm.