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유도 적외선 열화상 기법의 원리와 적용
Principle and Applications of Induction Infrared Thermography 원문보기

비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, v.37 no.1, 2017년, pp.44 - 49  

김원태 (공주대학교 기계자동차공학부)

초록
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본고에서는 열유도 적외선 열화상 기법의 원리와 응용에 있어 기초적인 개념, 특정 상태량 및 실험적 기법에 대하여 소개하도록 한다. 유도 열화상 기법에 적용되는 유도 주파수의 범위는 1500 Hz ~ 52 MHz이며 강자성 강재 단조 부품의 표면결함 검출에 사용되어진다. 균열 검출 감도는 자분탐상기법과 유사하나 필요한 경우 유도 주파수를 낮춤으로서 강재에 숨겨진 결함을 검출할 수 있다. 탄소섬유강화폴리머(CFRP)에서는 섬유 결함을 검출하며, 실리콘 태양 전지에서는 양호한 열적 콘트라스트와 함께 균열을 검출한다. 유도 열화상 기법의 향 후 대표적인 활용분야로는 레일 및 휠과 같은 철도 구성요소에서의 결함 탐상이 있다[1].

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본고에서는 특징적인 전기 및 열량에 대하여 서술하였으며, 유도 열화상 측정 기법의 다양한 응용 분야 사례에 대하여 소개하였다. 매우 낮은 주파수와 매우 높은 주파수로의 주파수 범위를 확장하는 것이 주요 포인트이며, 마지막으로 유도 열화상 기법의 표준화를 위한 현재 상황에 대하여 최종적인 서술을 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유도 열화상 또는 펄스 와전류 열화상 기법이란? 유도 열화상 또는 펄스 와전류 열화상 기법은 전기 전도성 재료에 와전류를 발생시키기 위하여 전자기 펄스를 이용하는 방법이다. 저항 손실에 의하여 와전류는 열을 발생 및 방출시키며, 적외선 카메라에 의해 열이 감지된다.
저항 손실에 의한 와전류의 특징은 무엇인가? 유도 열화상 또는 펄스 와전류 열화상 기법은 전기 전도성 재료에 와전류를 발생시키기 위하여 전자기 펄스를 이용하는 방법이다. 저항 손실에 의하여 와전류는 열을 발생 및 방출시키며, 적외선 카메라에 의해 열이 감지된다. 표면결함 또는 표면 가까이에 숨겨진 결함은 전류 밀도의 국부적인 변화를 일으키며, 열화상 이미지에서 확인할 수 있다.
철강 산업에서의 응용 이외의 유도 열화상 또는 펄스 와전류 열화상 기법의 새로운 활용 분야는? 처음으로 철강 산업에서의 응용 사례는 이동하는 철근에 연속적인 유도 가열을 이 용하여 종 방향 결함을 탐지나 코팅 접착력의 특성 규명을 위한 주기적인 가열 및 위상 검출, 터빈 블레이드의 결함 검출을 위하여 펄스 자극을 이용하였다[2,3]. 새로운 활용분야는 강재 부품과 탄소섬유폴리머 검사에서 균열에 의한 신호 분석 및 수치해석 모델링, 전류 흐름의 역할에 대하여 연구가 수행되었다[4]. 최근의 활용분야는 접착 본드 시험과 탄소 섬유 라미네이트 시험[5,6]에 적용되었다.
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참고문헌 (6)

  1. U. Nnetzelmann, G. Walle, S. Lugin, A. Ehlen, S. Bessert and B. Valeske, "Induction thermography: principle, applications and first steps towards standardization," Quantitative Infrared Thermography Journal, Vol. 13, No. 2, pp. 170-181 (2016) 

    crossref

  2. R. Gernot, T. Zweschper and G. Busse, "Lockin thermography with eddy current excitation," Quantitative Infrared Thermography Journal, Vol. 1, No. 1, pp. 21-32 (2004) 

    상세보기 crossref

  3. B. Oswald-Tranta, "Thermoinductive investigations of magnetic materials for surface cracks," Quantitative Infrared Thermography Journal, Vol. 1, No. 1, pp. 33-46 (2004) 

    상세보기 crossref

  4. G. Walle and U. Netzelmann, "Thermographic crack detection in ferritic steel components using inductive heating," Proceedings of the Ninth ECNDT, Berlin, Germany (2006) 

  5. Y. He, G. Tian, M. Pan and D. Chen, "Impact evaluation in carbon fiber reinforced plastic (CFRP) laminates using eddy current pulsed thermography," Composite Structures, Vol. 109, pp. 1-7 (2014) 

    상세보기 crossref

  6. U. Netzelmann and G. Walle, "Induction thermography as a tool for reliable detection of surface defects in forged components," 17th World Conference on Nondestructive Testing, Shanghai, China, pp. 25-28 (2008) 

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