KLM 및 FEM 시뮬레이션을 이용한 비파괴검사용 선형배열 초음파 탐촉자의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Linear-Array Ultrasonic Transducer Using KLM and FEM Simulation for Non-Destructive Testing)

서지정보

· 발행기관 : 한국비파괴검사학회
· 수록지 정보 : 비파괴검사학회지 / 35권 / 2호 / 120 ~ 127페이지
· 저자명 : 박찬육, 성진호, 정종섭

초록

본 논문에서는 기존의 비파괴 초음파검사 시 사용되는 단일소자 탐촉자와 부채꼴 위상배열 탐촉자의 단점을 보완할 수 있는 선형배열 탐촉자를 설계 및 제작하였다. 선형배열 탐촉자는 KLM 해석 기반의 PiezoCAD 프로그램과 FEM 해석 기반의 PZFlex 프로그램을 사용하여 설계되었으며 고해상도를 위한 광대역 특성을 갖도록 압전소자 설계 시 2-2 복합체 구조를 도입하였다. 설계된 적층 구조를 바탕으로 128개 소자를 갖는 선형배열 탐촉자를 제작하고 시뮬레이션 결과와 성능 비교를 수행하였다. 제작된 선형배열 탐촉자는 5.5MHz의 중심주파수를 가지며 -6dB 에서 70%의 주파수 대역폭을 나타내어 초음파검사 시 검사체 내부의 효과적인 영상을 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

영어초록

In this paper, a linear-array transducer capable of overcoming the faults of a single element and phased array transducers with convex shape for non-destructive ultrasonic testing was designed and fabricated. A 5.5MHz linear-array transducer was designed using the PiezoCAD program based on the KLM analysis and the PZFlex program based on the FEM analysis. A 2-2 composite structure was employed to achieve broad-band characteristics. A 128 element linear-array transducer was fabricated and its performance was compared with the simulation results. The center frequency of the fabricated transducer was 5.5MHz and the -6dB frequency bandwidth was 70 %. Thus, we expect that the designed transducer can provide an effective inner image of the test material during non-destructive ultrasonic testing.

참고자료

· 없음