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비파괴검사 평가를 위한 시간-분해 펄스열화상의 최적화에 관한 제고
Remarks on of Optimizations of Time-Resolved Pulse Thermography for Nondestructive Testing Evaluations 원문보기

비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, v.33 no.2, 2013년, pp.226 - 231  

김원태 (적외선열화상분과, 공주대학교)

초록
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펄스 열화상에서 서모그램 등 데이터의 플롯에 의해 표시되어지는 로그-로그 플롯을 활용해서 특정하게 정류(rectification)하여 펄스 서모그램을 잘 사용하도록 정의하고 열화상 신호복원(thermographic signal reconstruction; TSR) 기법에 의해 실험 데이터를 피팅하도록 한다, 이와 같은 물리적인 해석 및 수학적 대수기법에 의해 펄스열화상은 단순하면서도 효율적인 정규화가 가능하게 될 수 있다. 펄스열화상의 최적화는 로그대수 유도로 비교되는 콘트라스트(contrast)의 초기 검출과 TSR의 사용이라는 두 가지 돋보이는 접근 방법에 기반하여 이루어진다. 펄스자극열화상을 최적화하기 위해서 두 개의 매개변수, 즉 결함 콘트라스트의 신호 대 잡음비와 추출에 대한 선인식을 고려하는 것이 필요하다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 절에서는 서론에서 문제로 삼았던 펄스열화상(PT)에 대한 LT나 PPT  등 타 방법과의 비교에 대한 문제를 거론함에 앞서, 우선적으로, 펄스열화상(PT)을 잘 사용하기 위한 몇 가지 규칙들에 대해 간략히 서술하도록 한다.
  • 본고에서는 로그-로그 플롯을 활용해서 펄스 서모그램을 잘 사용하도록 정의하고 정류를 거쳐 TSR에 의해 피팅된 펄스열화상이 효율적인 정규화를 거쳐 최적화하는 프로세스에 대하여 고려하였다. 소개된 실험 및 모사 문헌들로부터 펄스 자극 열화상을 최적화하기 위해 두 개의 매개변수인 1) 결함 콘트라스트의 신호 대 잡음비와 2) exploitation의 조발성을 소개하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
시간-분해 펄스 열화상의 결과는 어떻게 구성되는가? 수년간에 걸쳐 일반적으로 펄스열화상(pulse thermography; PT) - 으로 일컫는 시간 분해 열화상을 적용한 비파괴평가에 관해 많은 연구가 진행되어 왔다[1,2]. 진폭 또는 진폭 콘트라스트 영상에 의해 그 결과가 구성되는 시간-분해 펄스 열화상은 위상잠금열화상(locked-in thermography; LT)[3] - 과 펄스 또는 펄스 콘트라스트 위상으로 이어지는 펄스위상열화상(pulse phase thermography; PPT)[4]과 비교할 때 수용할 수 없을 정도로 취약한 것으로 인식되고 있다. 이러한 취약성이 발생하는 이유는 테스트 샘플의 광학적 상태량(흡수율과 방사율)의 공간 변동성에 따른 온도 상승 및 자극하는 열유속에 강력히 의존하기 때문이다.
펄스열화상을 이용하기 위해 필수적인 것은? Fig. 1에 보여지는 것처럼 펄스열화상을 이용하기 위해서는 직교좌표계가 아닌 로그-로그 좌표계에서 서모그램을 플롯하는 것이 필수적이다. 한 예로 설정된 카메라로부터의 실험으로부터 살펴보도록 한다[9].
시간-분해 펄스 열화상에 취약성이 발생하는 이유는 무엇인가? 진폭 또는 진폭 콘트라스트 영상에 의해 그 결과가 구성되는 시간-분해 펄스 열화상은 위상잠금열화상(locked-in thermography; LT)[3] - 과 펄스 또는 펄스 콘트라스트 위상으로 이어지는 펄스위상열화상(pulse phase thermography; PPT)[4]과 비교할 때 수용할 수 없을 정도로 취약한 것으로 인식되고 있다. 이러한 취약성이 발생하는 이유는 테스트 샘플의 광학적 상태량(흡수율과 방사율)의 공간 변동성에 따른 온도 상승 및 자극하는 열유속에 강력히 의존하기 때문이다. 이 의존성은 효율적인 처리의 여부에 따라 사실이 아니기도 하다.
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참고문헌 (16)

  1. D. L. Balageas, J. C. Krapez and P. Cielo, "Pulsed photothermal medelling of layered material," J. of Applied Physics, Vol. 59, No. 4, pp. 348-357 (1986) 

  2. D. L. Balageas, A. A. Deom and D. M. Boscher, "Characterization and non-destructive testing of carbon-epoxy composites by a pulsed photothermal method," J. of Materials and Evaluation, Vol. 45, No. 4, pp. 461-465 (1987) 

  3. G. Busse, D. Wu, W. Karpen, "Thermal wave imaging with phase sensitive modulated thermography," J. of Applied Physics, Vol. 71, No. 8, pp. 3962-3965 (1992) 

  4. X. Maldague and S. Marinetti, "Pulse phase thermography," J. of Applied Physics, Vol. 79, pp. 2694-2698 (1996) 

  5. S. G. Pickering and D. P. Almond "An evaluation of the performance of an uncooled microbolometer array infrared camera for transient thermography NDE," J. of Nondestructive Testing and Evaluation, Vol. 22, No. 22, pp. 63-70 (2002) 

  6. M. A. Omar and Y. Ahou, "Matched excitation energy comparison of the pulse and lock-in thermography NDE technique," Infrared Physics & Technology, Vol. 51, No. 4, pp. 300-306 (2008) 

  7. S. G. Pickering and D. P. Almond "An evaluation of the performance of an uncooled microbolometer array infrared camera for transient thermography NDE," NDT&E International, Vol. 69, No. 8, pp. 935-942 (2011) 

  8. T. Tazumi and Y. Takahashi, "Novel finite pulse-width correction in flash thermal diffusivity measurements," Review of Scientific Instruments, Vol. 52, No. 9, pp. 1411-1413 (1981) 

  9. D. L. Balageas, "Thickness or diffusivity measurements from front-face flash experiments using the TSR (thermographic signal reconstruction) approach," QIRT 2010 Proc., X. Maldague Ed., QC, Canada, pp. 873-880 (2010) 

  10. P. Cielo, "Pulse photothermal evaluation of layered materials," J. of Applied Physics, Vol. 56, No. 1, pp. 230-234 (1984) 

  11. J. C. Murphy, L. C. Aamodt and G. C. Wetsel, "Coating thickness determination using time dependent surface temperature measurements," Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, Vol. 6A, pp. 277-284 (1987) 

  12. H. Schenck, "Theory of Engineering Experintation," 3rd Ed. Hemisphere Publishing Co., (1979) 

  13. S. M. Shepard, J. R. Lhota and T. Ahmed, "Measurements limits in flash thermogarphy," Thermosense XXXI, SPIE Proc., 2009-T-1, pp. 72990-72997 (2009) 

  14. V. Vavilov, "Nondestructive Testing Handbook," Vol. 5, Book 1: Thermal/infrared testing, Moscow-Specktr Publishing House (2009) 

  15. D. L. Balageas, P. Delpech, D. Boscher and D. Deom, "A new developments in stimulated infrared thermography applied to nondestructive testing of laminates," Review Progress in QNDE, Vol. 10A, pp. 1073-1081 (1991) 

  16. D. L. Balageas, B. Chapuis, G. Deban and F. Passilly, "Improvement of the detection of defects by pulse thermography thanks to TSR approach in the case of a smart composite repair patch," QIRT Journal, 2010b, Vol. 7, No. 2, pp. 167-187 (2010) 

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