콘크리트 미세손상 검출을 위한 산란파 Wavefield 이미징 기법 개발 (Development of Ultrasonic Scattering Wavefield Imaging Technique for Sub-Wavelength Damage in Concrete)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 34권 / 2호 / 183 ~ 190페이지
· 저자명 : 민지영, 김도윤, 최하진

초록

콘크리트 구조물의 비파괴검사에서 초음파 검사기법은 매우 고전적인 방법으로 초음파 도달시간 및 속도를 활용하여 균열 깊이, 비파괴 강도를 추정하는데에 사용되고 있다. 초음파 기법은 콘크리트의 불균질성, 굵은골재 크기 등으로 인하여 사용 가능한 주파수 대역이 한정되어 있으며, 파장 이하 미세균열을 감지하기에 한계가 존재한다. 본 논문에서는 미세균열에 의해 반사 및 굴절된 산란파를 추출할 수 있는 필터링 마스크를 개발하였으며, 파동장 기법을 도입하여 손상 이미지를 시각적으로 표출할 수 있는 기법을 개발하였다. 파장 이하 손상을 포함한 콘크리트 시험체를 대상으로 MEMS 기반 다채널 비접촉식 초음파 신호를 계측하였으며, 개발한 알고리즘을 적용하여 전달파를 제거하고 산란파만을 추출･복원하였다. 균열면에서 반사･굴절된 산란파 에너지는 손상이 없는 경우 대비 325.2 % 증가하여 기존의 표면파 속도법 대비 우수한 성능을 보여주었다.

영어초록

In the non-destructive inspection of concrete structures, the ultrasound technique, one of classical methods, has been used to estimate crack depth and non-destructive strength by utilizing ultrasonic arrival time and speed. There is a limit to detecting sub-wavelength damage because of the heterogeneity of concrete and the size of large coarse aggregate. In this paper, a filtering mask to extract scattering waves reflected and refracted by microcracks was suggested, and the wavefield technique to visualize damaged images was developed. Ultrasonic signals were measured on concrete test specimens including sub-wavelength damage by utilizing MEMS-based multi-channel non-contact sensor array, and only scattering waves were extracted by applying the developed algorithm. The scattering wave energy reflected and refracted from the crack surface increased by 325.2 % compared to the no damage case, showing better performance than the conventional surface wave velocity method.

참고자료

· 없음