레이저 스캐닝 기반 다중 주파수 정상파 영상화 기법 (Multi Frequency Standing Wave Ultrasonic Imaging based Full-Field Laser Scanning)

서지정보

· 발행기관 : 한국비파괴검사학회
· 수록지 정보 : 비파괴검사학회지 / 40권 / 2호 / 112 ~ 121페이지
· 저자명 : 임성진, 전준영, 박규해, 강토, 한순우

초록

본 연구에서는 정상파 가진 Continuous-scanning Laser Doppler Vibrometer (CSLDV)를 활용한 개선된 결함 두께 탐지 기법을 제시하였다. 시편에 압전 구동기를 부착하여 다양한 부식 결함의 구조물을 가진하고, 거울 방향 조절 장치(Galvano mirror)와 레이저 도플러 진동계(LDV)로 구성된 시스템을 이용하여, 구조물의 정상파 거동을 측정하고 초음파 영상을 획득하였다. 정상상태응답을 활용한 두께 탐지는 국소 영역의 파수 분석을 통해 이루어지며, 이때 정확한 두께 변화 탐지를 위해 적합한 파 모드와 주파수 선정이 중요하다. 본 연구에서는 다양한 구조물 변화에 따른 파수 민감도 분석을 통해 구조물 두께 변화에 따른 최적파 모드와 주파수를 선정하였고, 다중 주파수 정상파 가진을 사용하여 연속적인 미세 두께 변화를 탐지하였다. 이 기법의 유효성 확인을 위해 연속적인 깊이 변화의 부식 결함을 모사한 강철 시편들에 대해 여러 차례 실험을 진행하였고, 매우 작은 두께의 결함도 빠른 속도로 탐지할 수 있음을 확인하였다.

영어초록

This paper presents improved thickness estimation technique using steady-state excitation continuous- scanning laser doppler vibrometer(CS LDV) compared to previous methods. In this study, the wavenumber sensitivity to the thickness variation of a structure and, the information of the wave modes, are utilized to determine the optimal interrogation frequency band for the CSLDV. In addition, a multi-frequency steady-state response is employed to increase the accuracy of the thickness variation. Utilizing the obtained wavenumber sensitivity and the multi-frequency excitations, the proposed CSLDV presents improved thickness estimation, compared to previous approaches that empirically select the interrogation frequency. For the validation of the proposed technique, several experiments are performed on steel plates that, contain corrosion damage and have various thickness variations. The results demonstrate that the proposed technique is highly efficient in rapidly detecting and visualizing extremely very small thickness variations in a structure.

참고자료

· 없음