• 제목/요약/키워드: ultrasonic pulse wave

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시간 및 주파수 영역에서의 신호 처리 기술에 의한 초음파 속도와 감쇠의 측정 (Measurements of Ultrasonic Velocity and Attenuation by Signal Processing Techniques in Time and Frequency Domains)

  • 장영수;김진호;정현조;남영현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.118-128
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    • 1999
  • 초음파 비파괴검사와 관련하여 많은 측정 방법들이 사용되고 있으며, 전형적인 예로서 재료성질 결정, 미시구조 특성 평가, 결함의 탐상 등을 들 수 있다. 이러한 응용에서 속도와 감쇠계수는 가장 흔히 요구되는 초음파 측정 파라미터이다. 본 연구에서는 수침식 펄스 에코방법으로 속도 및 감쇠 측정을 위한 5가지 해석 알고리즘 (펄스 겹침법, 상호 상관법, Fourier 변환, Hilbert 변환, Wavelet 변환)을 소개하였다. 먼저 연속한 두 저면 반사파 사이의 시간지연 측정을 위하여 펄스 겹침법, 상호 상관법, Fourier 변환에 의한 위상 기울기법 및 Hilbert 변환법을 사용하였다. 주파수 의존위상/군속도와 감쇠계수는 Fourier 변환에 의한 위상 및 진폭 스펙트럼이 사용되었으며, 이와 더불어 시간-주파수 해석법인 wavelet 변환이 이용되었다. 사용된 시편은 분산을 무시할 수 있는 강판과 약한 분산성을 지닌 기공을 함유한 복합판재이다. 각 측정 알고리즘의 특성에 대해 논의하였으며 측정된 결과들을 서로 비교하였다.

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중수로형 핵연료 피복관의 자동초음파탐상장치 개발 (Development of the Automated Ultrasonic Flaw Detection System for HWR Nuclear Fuel Cladding Tubes)

  • 최명선;양명승;서경수
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제20권3호
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    • pp.170-178
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    • 1988
  • 중수로형 핵연료의 피복재로 사용되는 Zircaloy-4관의 결함검사를 위한 자동초음파 탐상 장치가 개발되었다. 이 장치에는 중심진동수가 14 MHz이고 대역폭이 11MHz인 집속 초음파 펄스를 사용한 수침 펄스-에코우 탐상기술과 특별히 고안된 시험수조 이송식 초음파주사 기술이 적용되었다 같은 크기와 방향을 갖는 관내외면 결함들을 같은 높이의 초음파 신호로 검출하기 위한 초음파 빔의 최적입사각은 26도이었다. Zircaloy-4피복관의 최대 허용 결함인, 깊이가 관두께의 10%인 0.04 mm이고, 길이가 0.76 mm인 축방향 및 길이가 0.38 mm인 원주방향 V형 인공결함들이 관내외면에 개재된 표준시험관을 사용하여 이 장치의 성능시험을 수행하였다. 그 결과 인공 표준시험관내의 모든 결함들을 매우 우수한 재현성을 갖고 분당 약 1m의 속도로 검출할 수 있었으며 이때의 신호 대 잡음 비는 축방향 결함에 대해서는 20 dB, 원주방향 결함에 대해서는 12 dB 이상이었다.

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원호형 선배열 트랜스듀서를 이용한 빈사-투과형 역산란 초음파 토모그래피 (Reflection - Transmission Type Inverse Scattering Ultrasonic Computed Tomography Using Cirucular Arc Linear Array Transducers)

  • 김정순;하강열;산전황;김무준
    • 한국음향학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.268-273
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    • 2004
  • 본 연구에서는 원호의 내부벽면에 1열로 배열된 어레이 트랜스듀서를 이용한 반사-투과형 생체진단용 역산란 초음파 단층화상법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 대상 물체의 배면에 반사판을 배치하여 경면효과를 이용하였고, 유한 대역을 갖는 펄스파를 송신파로 사용하여 다중 주파수 성분을 이용함으로써 데이터 관측 범위를 줄일 수 있었다. 제안된 방법의 성능 평가를 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 모의 생체 조직에 대한 유효성을 검토한 격과, 트랜스듀서군의 송수신 각도 범위가 30도로 극히 좁은 범위로 제한되었음에도 불구하고 정량적인 화상재현이 가능함을 확인할 수 있다.

위상시간법에 의한 초음파전파시간의 결정에 관한 연구 (A study on the determination of Ultrasonic Travel Time by Norm Phase-Time Method)

  • 이은방
    • 한국항해학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.137-146
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    • 1994
  • In this paper, a new algorithm to measure the ultrasonic travel time is proposed, which is fundamental to estimate distance depth and volume in several media. Pulse wave has been used to measure travel time of transmitted signal. However, due to the characteristic of transducer and propagation, the received signal is so distorted that it is difficult to measure travel time, which is propagation, the received signal is so distorted that it is difficult to measure travel time, which is to be time difference between transmitted and received signals. In this proposed method, transmitted and received signal are transformed respectively into norm phase newly designed by this paper and displayed on phase-time curve. And travel time is simply determined by the arithmetic numerical mean of time difference at the identical norm phase on the phase-time curves of transmitted and received signals. This method has several features; firstly, travel time is calculated analytically with high accuracy by least square error method, secondly, it is useful to compare the difference of signal magnitude for time information, thirdly, noise and discrete errors are relatively small, finally, the measurement accuracy is not influenced by D.C. bias. In particular, this method is useful and applicable to measuring very short distance and sound speed with high accuracy.

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SH-EMAT에 의한 Digital 신호처리에 관한 연구 (A study on the digital signal processing by shear horizontal-electro magnetic acoustic transducer)

  • 김재열;박환규;조영태
    • 한국정밀공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.32-40
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    • 1994
  • In this study by using EMAT(electro magnetic acoustic transducer)the artificial slit is installed on 12B-SUS pipe test piece. By making 4 cycle SH-burst (EMA) incidence to 45 .deg. angle, the signal data of pulse, received from EMAT are translated into digital-signal-processing- method SSP(Split Spectrum Processing) and Deconvolution method. The main conclusions obtained are as follows; (1) the signal data received from EMAT are translated with digital signal proc- essing of SSP-method and Deconvolution-method and this method shows exellent results more than Ultrasonic testing method does; (2) noise can well be removed by SSP with signal data, and resolution and S/N ratio are advanced; (3) when used with Ultrasonic wave general stainless steel has proporties of multiscattering and reflection phenomena, but resolution is progressed by using Deconvolution method;and (4) as addition-averaging-processing mumber is increasing, the resolution and S/N ratio are improved and the satisfactory signal is obtained.

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다중 반사파 중첩 자료의 상호상관을 이용한 엔지니어링 플라스틱 코어의 초음파속도 측정 (Ultrasonic Velocity Measurements of Engineering Plastic Cores by Pulse-echo-overlap Method Using Cross-correlation)

  • 이상규;이태종;김형찬
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제16권3호
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    • pp.171-179
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    • 2013
  • 여러 가지 초음파 속도 측정법 중 비교적 정확하고 다양한 목적에 활용될 수 있다고 알려진 반사파 중첩법(pulseecho-overlap method)에 의해 초음파의 전파시간을 자동으로 측정할 수 있는 시스템을 구축하고, 엔지니어링 플라스틱 시험편에 대한 초음파 속도를 초동발췌법(first arrival picking method)과 비교하였다. 다섯 가지 종류의 엔지니어링 플라스틱 코어에 대해 반사파 중첩법과 초동발췌법에 의해 초음파 속도를 측정한 결과, 반사파 중첩법은 초동발췌법보다 최소 4배로 긴 다중반사파 자료가 필요하므로 매질의 감쇠특성에 의해 측정가능한 시험편의 길이에 제약이 있다. 또한 측정되는 속도는 초동발췌법에 의한 속도보다 낮게 측정되는 경향을 보였으며, 수신된 파형을 분석한 결과, 이는 전파거리가 길어짐에 따른 매질의 감쇠 및 분산특성에 의한 영향으로 해석되었다. 상호상관을 이용하여 제1반사파가 제2반사파 및 제3반사파와 가장 잘 중첩되는 시간을 실시간으로 자동으로 발췌하도록 프로그램하여 실험자에 의한 측정 편차가 개입될 가능성을 배제함으로써 반복성과 재현성을 높였다. 또한, 실험의 조건이 변하지 않는 경우는 중합수를 늘림으로서 무작위 잡음에 의한 측정오차를 줄일 수 있으며, 실험 조건이 변하는 경우는 속도변화 모니터링에도 활용이 가능하다.

PZT압전 세라믹스의 종$\cdot$횡파 동시 발생 기구의 해석 (Analysis of Simultaneous Generation Mechanism of P/S Waves with the PZT Piezoelectric Ceramics)

  • 김연보;노용래;남효덕
    • 한국음향학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.73-79
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    • 1995
  • 현재 사용중인 초음파 트랜스듀서는 종피 또는 횡피 중 하나를 발생하도록 구성되어 있다. 본 연구는 단일 PZT소자로서 종파와 횡파를 동시에 발생 할 수 있는 2 중 모우드 트랜스듀서 의 초음파 발생 메커니즘을 조사하였다. 분극처리한 압전 세라믹 PZT의 결정구조는 상온에서 hexagonal (6mm) 이다. 트랜스듀서가 종. 횡액를 동시에 큰 강도로 발생하는 최적 절단면을 결정하기 위하여 PZT 소자의 효율을 회전각의 함수로 조사하였다 그리고 선택된 절단면에 대하여 소자의 임피던스 변화를 유한요소법으로 분석하고, pulse-echo 시뮬레이션으로 파형을 관찰하였다. 이론적 결과를 실험을 통해 확인하였다.

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TOFD 법에서의 근거리 분해능 향상에 관한 연구 (Deconvolution Method for TOFD Technique)

  • 이순흠;김선형;공용해;이원흠
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.420-425
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    • 1999
  • Time of flight diffraction(TOFD)법은 초음파의 회절현상을 이용한 검사방법으로 일반적인 pulse echo 법에 비해 검사수행 속도가 빠르며, 보다 알기 쉽게 결함을 유무를 표시하고 검사표면의 상태와 결함의 방향에 의한 검사 결과가 기존에 방법에 비해 안정적인 특징을 갖는다. 그러나 TOFD 법은 결함의 위치가 검사체의 표면 근처에 위치하는 경우 표면을 따라 전파되는 lateral wave의 영향으로 결함의 검출에 어려움이 따른다. 본 연구에서는 TOFD 법을 이용한 초음파 탐상 시스템을 개발하였고, TOFD 법의 단점이라 할 수 있는 표면 근처에 존재하는 결함을 보다 쉽게 검출하기 위하여 deconvolution 법을 사용하여 근거리 분해능을 향상시켰다.

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Properties of concrete incorporating sand and cement with waste marble powder

  • Ashish, Deepankar K.;Verma, Surender K.;Kumar, Ravi;Sharma, Nitisha
    • Advances in concrete construction
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    • 제4권2호
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    • pp.145-160
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    • 2016
  • Marble is a metamorphic rock used widely in construction which increases amount of marble powder obtained from it. Marble powder is a waste product obtained from marble during its processing. Marble waste is high in calcium oxide content which is cementing property but it creates many environmental hazards too if left in environment or in water. In this research, partial replacement of cement and sand by waste marble powder (WMP) has been investigated. Seven concrete mixtures were prepared for this investigation by partially replacing cement, sand with WMP at proportions of 0%, 10% and 15% by weight separately and in combined form. To determine compressive strength, flexural strength and split tensile strength of concrete made with waste marble powder, the samples at the curing ages of 7, 28 and 90 days was recorded. Different tests of durability were applied on samples like ultrasonic pulse wave test, absorption and sorptivity. For further investigation all the results were compared and noticed that WMP has shown good results and enhancing mechanical properties of concrete mix on partially replacing with sand and cement in set proportions. Moreover, it will solve the problem of environmental health hazard.

전기-음향 방사컨덕턴스를 이용한 치료용 초음파 자극기의 음향출력 예측 (The Acoustic Output Estimation for Therapeutic Ultrasound Equipment using Electro-Acoustic Radiation Conductance)

  • 윤용현;조문재;김용태;이명호
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.264-269
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    • 2011
  • To increase therapeutic efficiency and biological safety, it is important to precision control of acoustic output for therapeutic ultrasound equipment. In this paper, the electro-acoustic radiation conductance, one of electroacoustic characteristics of therapeutic ultrasound equipment, was measured by the radiation force balance method according to IEC 61161 standards and the acoustic output was estimated using the electro-acoustic radiation conductance. The estimation of acoustic output was conducted to continuous wave mode and pulse wave mode of duty cycle between 20% and 80%. The differences between prediction values and measurement results are within 5% of measurement uncertainty, which is a reasonably good agreement. The results show that acoustic output controlled by electro-acoustic radiation conductance was found to be an effective method.