레이저 스캐닝 센싱 및 웨이블렛 기반 파수 필터링을 이용한 판구조물의 손상 깊이 추정 (Thickness Estimation of Damages Using Laser Scanning Sensing and 2-D Wavelet Wavenumber Filtering)

서지정보

· 발행기관 : 한국비파괴검사학회
· 수록지 정보 : 비파괴검사학회지 / 37권 / 5호 / 310 ~ 318페이지
· 저자명 : 김두환, 전준영, 강토, 한순우, 박규해

초록

본 연구에서는 정상파 응답을 측정하는 레이저 스캐닝 시스템을 이용하여 2차원 웨이블렛 변환 파수 필터링을 통해 구조물의 손상을 파수로 탐지하는 방법과 파수로 표현된 결과를 활용해 손상 깊이를 정량화 하는 방법을 소개한다. 시편에 설치된 압전 구동기를 통하여 구조물에 50kHz 이상의 고 주파수 단일 신호를 통해 정상상태로 가진하고, 구조물을 거울 방향 조절 장치와 laser Doppler vibrometer를 이용하여 측정하고 신호처리를 통한 정상상태 응답을 획득한다. 획득된 정보를 2차원 웨이블렛 변환과 손상영역의 파수를 확인할 수 있는 신호처리를 이용하여 손상가시화를 진행한다. 파수로 표현된 손상가시화 결과와 Lamb wave 방정식을 활용하여 손상의 깊이 방향 정보를 획득한다. 검증을 위해 알루미늄 판재와 강관을 이용하여 실험을 진행했고, 그 결과는 본 연구에서 소개하는 방법이 손상 탐지와 정량화에 효과적임을 증명했다.

영어초록

This paper presents the use of 2-D wavelet-based wavenumber filtering with single-frequency standing wave excitation for damage detection in various structures. Using a single, fixed frequency excitation from a mounted piezoelectric transducer, the full steady-state wave field can be obtained using a laser Doppler vibrometer with a mirror-tilting device. To detect and visualize damage, 2-D wavelet transform, which has various scale components, is applied. Mapping processes based on local wavenumber filtering are carried out for damaged area visualization, and thickness estimation is performed based on the Lamb wave equation. Several experiments are performed on aluminum plates and steel pipes to demonstrate the effectiveness of the proposed technique. The results demonstrate that the proposed technique is considerably effective in damage detection and visualization at high interrogation speeds.

참고자료

· 없음