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원거리 초음파검사에서 수신에코 진행방향의 실시간 식별

Realtime Identification of the Propagation Direction of Received Echoes in Long-Range Ultrasonic Testing

비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, v.33 no.1, 2013년, pp.69 - 72  

최명선 (영남대학교) ,  허원녕 (앤스코(주))

초록
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원거리 초음파검사에서는 송신 혹은 수신 방향성 조종을 위해 보통 1/4 파장의 일정한 간격을 갖는 다수의 동일한 변환기들로 구성된 위상배열 탐촉자를 사용한다. 본 논문은 이 변환기 간격에 기인한 위상차를 보상한 후 구성 수신 신호들을 더하는 과정에서 그 출력신호와 함께 그 입력신호들을 시스템모니터에 나타냄으로써 개별 에코들의 진행방향을 실시간으로 식별할 수 있다는 것을 보여준다. 이 구성 에코들의 보강간섭은 의도된 방향으로 진행한 정방향 에코를 가리키고 반대로 상쇄간섭은 의도된 것과 반대방향으로 진행한 역방향 에코를 암시한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In long-range ultrasonic testing, a phased array probe composed of multiple identical transducers with an uniform interval of one quarter wavelength is usually used for the transmission or reception directivity control. This paper shows that the propagation directions of individual echoes can be ide...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 먼저 수신에코 진행방향의 실시간 식별을 가능하게 하는 신호처리 개념을 제안한다. 그리고 이 개념의 유효성을 평가하기 위한 실험을 수행하고 그 결과들을 논의한다.
  • 기존 기술과의 비교를 통해, 본 연구에서 제안한 수신신호 처리과정의 유효성을 평가하기 위한 실험을 수행하였다. Fig.
  • 본 연구는 (주)디지털초음파와 앤스코(주)의 일부지원으로 수행되었으며 이에 감사를 표한다.
  • 본 연구에서는 먼저 수신에코 진행방향의 실시간 식별을 가능하게 하는 신호처리 개념을 제안한다. 그리고 이 개념의 유효성을 평가하기 위한 실험을 수행하고 그 결과들을 논의한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
정방향 에코란? 1에 도식적으로 나타낸 것같이, 중심주파수에서 1/4 파장(λ)에 해당되는 간격으로 배치된 2개의 동일한 변환기로 이루어진 기본적인 위상 배열 탐촉자에 대해 이 개념을 기술한다. 탐촉자 우측영역을 검사하고자 할 때, 정방향 에코는 음의 (negative) 방향으로 진행한 에코이고 역방향 에코는 양의 (positive) 방향으로 진행한 에코이다. 탐촉자 좌측영역을 검사하고자 할 때, 에코의 진행방향에 대한 정의는 이 그림에 표시된 것과 반대이다.
상쇄간섭이란? 위상배열 탐촉자의 변환기 간격에 기인한 위상 차를 보상한 후, 구성 수신신호들을 더하는 과정에서 그 출력신호와 함께 입력신호들을 시스템 모니터에 나타냄으로써 개별 에코들의 진행방향을 실시간으로 식별할 수 있다. 구성 에코 신호들의 보강간섭은 의도된 방향으로 진행한 정방향 에코를 가리키고 반대로 상쇄간섭은 의도된 것과 반대방향으로 진행한 역방향 에코를 의미한다. 이 식별방법은 신호분석을 위한 별도의 소프트웨어를 사용하지 않고도 검사현장에서 수신에코 진행방향의 즉각적이고도 손쉬운 식별을 허용하며 이는 검사 결과 분석에 소요되는 시간과 비용을 크게 감소시킬 뿐 아니라 검사 결과의 정확성을 향상시킬 것으로 기대된다.
검사시스템 수신신호에서 개별 에코의 진행방향에 대한 식별이 매우 중요한 이유는? 검사시스템 수신신호에서 개별 에코의 진행방향에 대한 식별이 매우 중요하다. 왜냐하면, 이 수신신호는 송신방향성 조종의 불완전성에 기인하거나 맞대기 용접부, 플랜지 등과 같은 기하학적 불연속들 사이에서 다중반사에 기인한 역방향기하에코들 (reverse direction geometric echoes)을 종종 포함하기 때문이다[3]. 탐촉자 좌/우측 영역에 대한 신호들을 각각 수집한 후, 이 영역들에 포함된 기하학적 불연속들에 대한 정보와 함께, 수집된 신호 데이터에 포함된 에코신호들을 서로 비교/분석함으로써 개별 에코의 진행방향을 식별하여 왔다[4].
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참고문헌 (8)

  1. H. Kwun, S. Y. Kim and G. M. Light, "Long-range guided wave inspection of structures using the magnetostrictive sensor," Journal of the KSNT, Vol. 21, No. 4, pp. 383-390 (2001) 

  2. Y. M. Cheong, "Experimental evidence and analysis of a mode conversion of guided wave using magnetostrictive transducer," Journal of the KSNT, Vol. 29, No. 2, pp. 93-97 (2009) 

  3. Y-G. Kim, K-J Park, J-K Lee, H-S Moon and D-H Yoo, "Interpretation for a route reflection of torsional mode in guided wave," Proc. KIIS Fall Conference, Vol. 19, No. 2, pp. 316-318 (2009) 

  4. D. S. Gil, Y. S. Ahn and S. K. Park, "Application of guided ultrasonic wave technology for evaluation of welding part in cooling water pipe," Kor. J. Power Sys. Eng., Vol. 14, No. 5, pp. 36-40 (2010) 

  5. W. N. Heo, H. T. Lim, T. G. Kim and M. S. Choi, "A software approach for the realtime received signal processing in magnetostrictive long-range ultrasonic testing," Journal of the KSNT, Vol. 32, No. 5, pp. 540-544 (2012) 

  6. M. S. Choi, W. N. Heo and J. K. Jun, "Design and fabrication of the spiral coils for guided wave magnetostrictive transducers," Journal of the KSNT, Vol. 28, No. 6, pp. 496-503 (2008) 

  7. W. N. Heo and M. S. Choi, "Spiral coil magnetostrictive strip transducers for long range ultrasonic testing of cylindrical structures," Journal of the KSNT, Vol. 28, No. 5, pp. 416-420 (2008) 

  8. S. J. Kim and M. S. Choi, "Magnetic property effects of the strip on transducer sensitivity in magnetostrictive strip type guided wave transducers," Journal of the KSNT, Vol. 28, No. 2, pp. 205-210 (2008) 

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