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AE응용기술의 최근 동향과 전망

전문가 제언: ○ 비파괴검사법의 일종인 AE법은 물체의 변형이나 균열 등의 손상이 일어날 때 발생하는 탄성파를 전기신호로 변환하여 AE파의 진동을 해석함으로써 물체 내부의 동적 거동이나 손상 상태를 평가하는 방법이다. 사용주파수는 초음파탐상법보다는 낮은 수십 kHz~수 MHz대의 초음파 신호를 대상으로 하고 있다. AE법은 산업설비의 안전진단에도 이용되고 있지만 미세한 변형이나 결함의 생성과정을 실시간으로 관측할 수 있어 첨단재료의 연구에도 유용성이 기대된다.

○ AE법은 초음파를 이용하는 점은 초음파탐상법과 동일하나 발사한 초음파의 반사신호를 검출하는 초음파탐상과는 달리 결함자체가 방출하는 탄성파의 파형을 해석함으로써 손상의 위치뿐만 아니라 손상의 형태와 크기를 평가할 수 있고 손상의 진행과정을 실시간으로 관찰할 수 있는 장점이 있다. AE파의 검출에 이용되는 압전센서는 검출감도와 안정성이 우수하나 압전소자의 큐리온도(300~400℃) 보다 높은 고온에서는 잡음의 영향이 크고 신호 대 잡음비(SNR)의 개선이 곤란하다.

○ 압전센서를 대체하는 기술로 광화이버를 이용한 AE센서가 개발되고 있다. 이는 고온에서 사용할 수 있고 소형화가 가능하며 전자파 장애가 없다는 장점이 있다. 그러나 접촉식인 점은 압전센서와 동일하여 레이저 간섭계를 이용하는 비접촉식 AE센서도 개발되고 있다. 또 AE파형을 연속적으로 계측하여 시간-주파수 분석으로부터 AE사상을 검출하는 CWM(Continuous Wave Memory) 장치가 개발되었으며, CWM은 높은 잡음 환경에서도 공정 모니터링이 가능하다는 것이 특징이다.

○ 세계의 비파괴검사 시장은 27.77억 불(2008년)로 매년 6%의 성장을 보여 왔다. 국내의 시장 규모는 3,841억 원(2008년)으로 이중 AE를 포함하는 초음파검사 분야가 21%(810억 원)을 차지한다. 그러나 계측장비와 기술의 해외의존도가 높고 산업적 활용도도 선진국에 비해 낮은 수준이다. 석유화학, 원자력, 전력, 토목건축 등의 분야에서 안전성 진단에 대한 수요가 증가하고 있으므로 IT기술을 활용한 첨단검사기법의 개발과 활용을 위한 산학계의 협력이 필요하다.

저자: Manabu Enoki et al
자료유형: 학술정보