공중 초음파 프로브의 충격파관 기반 특성펑가 기술 개발

전문가 제언

○ 범용 초음파검사 시스템에서 겔이나 오일, 물과 같은 접촉매질은 탐촉자와 검사대상 샘플 사이에서 사용하거나 탐촉자나 샘플 모두 물 내부에 담가야 한다. 그러나 다공질 재료(목재, 콘크리트, 복합재료 등)의 검사에서는 접촉방식이 검사대상 샘플에 손상을 줄 우려가 있어 비접촉(non-contact, airborne, air-coupled) 방식에 대한 검사 선호도가 증가해왔다.

 

○ 비접촉 탐촉자는 공기와 검사대상 샘플 간의 음향 임피던스에 의한 큰 격차 때문에 발생하는 두 매질 사이의 간섭으로 인해 실제 전송되는 에너지가 매우 적게 되는 점이 해결해야 할 과제다. 이 논문에서는 이러한 현상을 정량적으로 특성 평가하고 충격파관 실험을 통해 특정 부품에 대한 비접촉 검사의 타당성 평가를 시도했다.

 

○ 제안된 초음파 탐촉자 특성평가기법은 충격파관을 통해 충격파를 생성하는 데 특징이 있다. 충격파관은 튜브의 한쪽 영역은 고압가스로, 다른 쪽 영역은 저압가스로 다이아프램에 의해 분리되고 두 영역 끝이 막힌 튜브이다. 실험을 통해 여기전압과 수신 탐촉자의 전압 응답특성을 측정했으며, 송수신 초음파 탐촉자들의 선형응답을 관찰했다. 제안된 보정방법은 정량적 특성평가를 제공하고 서로 다른 탐촉자들을 비교하는 데 이용할 수 있다.

 

○ DB Compendex에서 1991~2014년 기간 중 “airborne ultrasonic testing" 검색 결과, 논문 104건을 확인했다. 국별로는 미국 24건, 독일 11건, 스페인 9건, 일본 6건, 중국 5건 등의 순이며, 탐촉자 ”airborne ultrasonic transducer" 검색에서는 계 168건 중 미국 29건, 독일 17건, 일본 16건, 스페인 13건, 이탈리아 12건, 중국 8건 등으로 2010년을 전후하여 10건 전후의 비교적 적은 논문들이 발표되고 있고, 한국은 확인할 수 없다.

 

○ 한편, 국내에서는 2000년대에 들어와 서울과기대, 표준과학연구원, 부산대, 한양대, 서울산업대, 포항산업과학연구원 등에서 비파괴검사학회지, 용접학회지 등을 통해 비접촉 초음파탑상기법 이용, 비접촉 초음파 트랜스듀서 개발 등 탐촉자/센서의 개발과 초음파탐상 응용 연구논문들을 발표하고 있어 향후 연구성과의 산업응용과 특허출원이 기대된다.

저자

G. M. Revel, G. Pandarese, A. Cavuto

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

정밀기계

연도

2014

권(호)

54()

잡지명

Ultrasonics

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

1545~1552

분석자

박*선

분석물

• 공중 초음파 프로브의 충격파관 기반 특성펑가 기술 개발.pdf [326,503 byte]

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