공기 접촉식 초음파 수신을 통한 알루미늄 소재의 상대 비선형 측정 (Measurement of Relative Acoustic Nonlinear Parameter of Aluminum using an Air-coupled Ultrasonic Receiver)

서지정보

· 발행기관 : 한국비파괴검사학회
· 수록지 정보 : 비파괴검사학회지 / 38권 / 1호 / 7 ~ 14페이지
· 저자명 : 조성종, 정현조

초록

비선형 초음파는 재료의 손상 상태나 특성을 평가하기 위해 사용되고 있으며, 정량적인 측정 지표로서 절대비선형 파라미터(β)가 자주 사용되고 있다. 비선형 파라미터 측정값에 영향을 미치는 여러 가지 인자 가운데서 수신탐촉자와 시편 사이에 접촉 압력을 일정하게 유지하는 일은 검사의 신뢰성과 반복성을 위해 중요하다. 기존의 접촉식 초음파 수신 과정을 개선하기 위한 방법으로서 공기접촉식 탐촉자의 사용이 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 먼저 회절 및 감쇠 보정을 적용한 상대비선형 파라미터(β')를 정의하고, 참조시편에 대한 목표시편의 상대비선형 파라미터 비(β'/β'ref)는 절대비선형 파라미터 비(β/β ref)와 동일함을 입증하였다. 이렇게 함으로써 참조시편의 종류와 두께에 대한 제한이 완전히 없어지며, β ref를 아는 경우 상대비선형 측정으로부터 목표시편의 β 측정이 가능하다. 시편과 공기로 이루어진 이중매질의 회절 및 감쇠 보정 식을 유도하고, 재료의 비선형 특성이 잘 알려진 세 가지 종류의 알루미늄 시편에 대하여 공기접촉식 탐촉자를 이용하여 β'을 각각 측정하였다. 임의의 참조시편을 사용하여 각 알루미늄 종류에 대해 측정한 β'/β'ref 는 β/β ref와 7% 이내로 잘 일치하였다.

영어초록

The acoustic nonlinear parameter β is commonly used as an important indicator of the imperfections and microstructural characteristics of solid materials. When measuring the nonlinear parameter, it is important to keep the contact pressure constant to improve the reliability and reproducibility of the measurement results. An air-coupled transducer can be used to improve the contact reception process. In this study, a relative nonlinear parameter (β') is newly defined with attenuation and diffraction corrections. Then, it was proved that the relative nonlinear parameter ratio of a target sample to a reference sample (β'/β'ref) was equal to the absolute nonlinear parameter ratio (β/βref). This equality removes the restriction on the type and thickness of reference samples, which means the target sample β could be obtained if βref is known. Analytical expressions were presented for attenuation and diffraction corrections of a two-phase medium composed of a solid sample and air. The relative nonlinear parameter was measured for three types of aluminum samples using an air-coupled receiver. The measured β'/β'ref of each aluminum type using arbitrary reference samples agreed with β/βref to within approximately 7%.

참고자료

· 없음