배열센서에 의한 고정밀 초음파 탐상기술

전문가 제언

○ 초음파(ultrasonic wave)란 인간의 최대 가청한계를 초월하는 주파수의 주기적인 음압(sound pressure)을 의미하며 일반적으로 25kHz 이상이 초음파의 영역으로 취급된다. 초음파는 의료진단, 원자력설비의 결함검사, 잠수함 탐지 등의 분야에서 주로 이용되어 왔으나 최근에는 반도체의 성능과 신호처리 기술의 고도화에 따라 용접검사, 초음파가공, 어군탐지, 시설물의 균열손상 탐지, 유량기, 두께측정기 등 일반산업 분야에서도 광범위하게 이용되고 있다.

○ 의료진단을 비롯한 산업분야에서 초음파 탐상기술이 고분해능의 위력을 발휘하게 된 배경에는 개구합성(aperture synthesis) 기술과 위상배열센서(phased array sensor) 기술이 크게 기여하고 있다. 본고에서 소개한 철강공정에 대한 초음파 탐상기술의 적용도 이 기술을 활용하고 있다. 개구란 전자파를 수신하는 소자, 즉 수신기를 의미하는 말로서 개구합성은 여러 개의 수신기를 하나의 큰 수신기로 합성한 효과를 가지므로 이를 이용하면 고분해능 정보를 취득할 수 있다.

○ 위상배열센서는 미소센서를 고밀도로 배열하여 지연시간(위상)을 제어함으로써 초음파 빔을 집속 또는 편향시킬 수 있다. 수신에서 초음파 빔의 집속효과는 1회의 수신으로 임의의 점에 대한 검출능을 향상시킨다. 또 임의의 각도로 초음파 빔의 방향을 편향시킴으로써 매트릭스 어레이 센서와 동일한 기능을 부여하여 다양한 검사 요구에 대응할 수 있다. 따라서 하나의 탐촉자에 의존하던 초음파 센서는 위상배열센서로 바뀌어 검사시간의 단축과 검사의 신뢰성 향상에 크게 기여하고 있다.

○ 국내에서도 PAUT(phased Array ultrasonic testing) 장비의 도입이 증가하여 원자력을 포함한 발전소의 보수 관련 업무와 철강제품이나 중화학공업 제품의 검사에 활용되고 있다. 그러나 국내의 PAUT기술은 매뉴얼에 의존하는 활용의 초기단계에 있다. 소재산업, 건축산업, 수송기기, 기타 장치산업에서 초음파 검사의 수요는 매우 크므로 용도에 대응한 소프트웨어 기술과 장비의 국산화 개발이 필요하다. 또 국제적 인증을 위한 검사방법의 표준화 추진도 필요하다.

저자

Yoshio Ueda

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

16(3)

잡지명

ふえらむ

과학기술
표준분류

재료

페이지

144~149

분석자

심*동

분석물

• 배열센서에 의한 고정밀 초음파 탐상기술.pdf [243,212 byte]

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