KR100203923B1 - 경사성 제품내의 첨가제 체적비 측정장치 및 측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비파괴적인 방법으로서 표면 열진동을 이용하여 경사성 재료로 이루어진 경사성 제품의 내부에 분포되어 있는 첨가제의 체적비를 깊이에 따라 정량적으로 측정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 시편을 국부적으로 가열하기 위한 열원발생기와, 상기 열원발생기로부터의 열이 시편에 주기적으로 가해질 수 있도록 열원을 단속하기 위한 열원단속기와, 가열된 시편의 표면 온도를 측정하기 위한 온도센서와, 상기 온도센서에 의해 측정된 측정치를 증폭하기 위한 신호증폭기와, 상기 증폭된 신호를 표면 온도 변화 데이타로 처리하기 위한 신호처리기와, 상기 시편의 표면 온도 변화 데이타로부터 시편 내부의 깊이에 따른 첨가제의 체적비 분포를 산출하는 컴퓨터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측정장치 및 이를 이용한 측정방법이 제공된다.
본 발명의 측정장치 및 측정방법에 의하면, 경사성 제품의 부위별 깊이에 따른 첨가제의 체적비 분포를 제품의 손상 없이 정량적으로 정확하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 그 재현성이 향상된다.
Description
본 발명은 경사성 제품의 내부에 분포된 첨가제의 체적비를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 표면 열진동을 이용하여 경사성 재료로 이루어진 경사성 제품의 내부에 분포되어 있는 첨가제의 체적비를 깊이에 따라 정량적으로 측정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
경사성 재료는 열확산 방법 또는 이온 주입법에 의하여 탄소 또는 질소 등의 첨가제를 금속 또는 반도체의 내부로 주입하므로써 제품의 표면으로부터 소정 깊이내에 첨가제가 분포되어 있는 재료이다. 이러한 경사성 재료로 이루어진 경사성 제품에 있어서는, 제품의 깊이에 따라 그 내부에 분포되어 있는 첨가제의 체적비는 제품의 기계적 열적특성 및 기타 물리적인 특성을 결정하는데 중요한 수치가 된다. 따라서 경사성 제품에 있어서, 첨가제의 깊이에 따른 체적비를 정량적으로 구하는 것은 매우 중요하다.
이러한 경사성 제품의 깊이에 따른 물성변화를 측정하는 종래의 방법으로는, 검사할 시편을 절단하고, 절단된 부위에 대하여 제품의 표면에서부터의 깊이에 따른 기계적인 강도를 측정하는 비이커 테스트(Vicker's test) 방법, 또는 제품의 표면에서부터의 깊이에 따른 스프레드시트 저항(spreadsheet resistance)를 측정하는 방법 등이 사용되었다. 그러나 이러한 종래의 방법은 제품의 제조공정 중에는 사용할 수가 없으며, 측정을 위해서는 제품을 절단하여야 하므로 측정을 마친 제품은 파괴되어 재사용할 수가 없다는 문제점이 있다. 또한 제품의 절단과정에서 첨가제의 상태 및 분포가 변하기 쉬우므로 측정시 및 결과의 평가시에 큰 오차가 발생할 수 있다.
한편, 비파괴적인 방법을 통하여 경사성 제품의 첨가제 침투깊이를 측정하는 방법으로서, 질화된 경사성 재료 내에서의 초음파 진행속도를 측정하므로써 질화 깊이를 측정하는 방법이 연구되어 있으나, 이러한 방법으로는 어떠한 특정 깊이에서의 첨가제 체적비는 결정할 수 없다( S.D. Kwon and H.C. Kim, Dispersion of acoustic surface waves by velocity gradients, J. Appl. Phys. 62(7), 2660-2664, 1987).
최근에는 표면 열진동을 이용하여 경사성 제품의 깊이에 따른 열확산도 변화를 측정하는 방법이 연구된 바 있으나, 이 방법에서는 측정결과가 외부의 잡음에 대하여 매우 민감하여 큰 측정오차가 발생하므로 실제 현장에서 적용하기가 어렵다는 문제점이 있다(Tian-Chi, Mahendra Munidasa, and Andreas Mandelis, J. Appl. Phys. 71(12), 1992).
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 경사성 재료로 이루어진 경사성 제품의 내부에 분포된 첨가제의 깊이에 따른 체적비와 그 분포를 제품의 손상없이 비파괴적인 방법에 의하여 정량적으로 간단하고 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 경사성 제품을 전부위에 걸쳐 전량 검사할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 경사성 제품의 표면에 열적 진동을 발생시키고 이러한 표면 열진동에 의한 온도변화를 감지하므로써 경사성 제품의 내부에 분포된 첨가제의 깊이에 따른 체적비를 구하는 장치 및 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명에서는 시편을 국부적으로 가열하기 위한 열원발생기와, 상기 열원발생기로부터의 열이 시편에 주기적으로 가해질 수 있도록 열원을 단속하기 위한 열원단속기와, 가열된 시편의 표면 온도를 측정하기 위한 온도센서와, 상기 온도센서에 의해 측정된 측정치를 증폭하기 위한 신호증폭기와, 상기 증폭된 신호를 표면 온도 변화 데이타로 처리하기 위한 신호처리기와, 상기 시편의 표면 온도 변화 데이타로부터 시편 내부의 깊이에 따른 첨가제의 체적비를 산출하는 컴퓨터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측정장치가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 경사성 제품의 첨가제 체적비 측정장치의 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명에 의하여 측정된 알루미늄-에폭시 이상복합체 내의 알루미늄 체적비의 그래프도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 열원발생기 2, 4 : 레이져 광
3 : 열원단속기 5 : 마이크로 컴퓨터
6 : 신호처리기 7 : 광 반사경
9 : 스폿 크기 조절기 11 : 시편
12 : 온도센서 13 : 시편 이송기
14 : 신호증폭기15 : 시편 이송기 구동장치
16 : 열원단속기 구동장치
본 발명에 따른 측정장치의 구성을 구체적으로 설명한다.
본 발명에서는 경사성 재료로 이루진 시편을 국부적으로 가열하기 위하여 열원발생기가 구비된다. 열원으로서는 전기, 레이져, 기체 등을 사용할 수 있으나 가격이 저렴하고 열집중도가 높은 레이져, 특히 He-Ne 레이져를 열원으로 사용하는 것이 바람직하다.
열원발생기로부터의 열은 시편에 주기적으로 즉, 일정시간 간격을 두고 단속적으로 가해져야 하는데, 이를 위해서는 상기 열원발생기가 자체적으로 일정한 단속 주파수로 작동하여 열을 발생시키거나 또는 별도의 열원단속기를 구비하여 열원발생기로부터의 열을 단속적으로 시편에 가하는 방법이 있다. 상기 열원발생기로서 레이져 발생기를 사용하는 경우에는 컴퓨터에 의해 신호처리기를 통하여 전달되는 제어신호에 따라 제어되는 기계적 또는 전기 광학적 열원단속기에 의하여 레이져 광을 적절한 단속 주기로 차단시켜 열원발생기로부터의 레이져 광이 단속적으로 시편에 가해지도록 한다.
상기 열원단속기는 컴퓨터에 의해 신호처리기를 통하여 입력되는 단속기 제어신호에 의하여 제어된다. 시편에 열이 주기적으로 가해지는 경우, 시편 내부로 침투하는 열의 깊이는 열원의 단속 주파수(단위시간당 시편의 가열횟수)의 제곱근에 반비례하며, 시편의 열전도도의 제곱근에 비례한다. 그러므로 일반적으로 열전도도가 비교적 좋은 금속시편과 열전도도가 나쁜 세라믹과 같은 비금속성 시편을 비교할 때 동일한 단속 주파수에서 열이 시편 내부로 침투하는 깊이는 금속의 경우가 더 월등하다. 따라서 열원 단속주파수는 시편의 열전도도와 첨가제의 시편내의 분포 깊이에 따라서 결정되며 약 1 Hz 내지 1 MHz 범위, 더 구체적으로는 50 Hz내지 600 Hz 범위의 단속주파수가 사용된다. 효율적인 측정을 위해서는 기준물질 및 첨가제의 침투깊이에 따라 적절한 단속 주파수 범위를 선택하여야 한다.
열원으로서 레이져 광이 사용되는 경우는 레이져 광을 적절한 스폿(spot) 크기로 조절하기 위하여 열원단속기에 후속하여 광학계로 구성된 스폿 크기 조절기를 더 구비하는 것도 바람직하다.
이와 같이 레이져 발생기에서 발진된 레이져 광은 시편의 열전도도에 따라서 열원발생기 자체적으로 또는 열원단속기에 의하여 적절한 주기로 차단되고 스폿 크기 조절기에 의하여 적절한 스폿 크기로 시편에 도달하여 시편을 주기적으로 가열한다.
주기적으로 그리고 단속적으로 가해지는 열에 의하여 가열되는 시편의 표면온도 변화를 측정하기 위하여 온도센서가 구비되는데, 온도센서로는 물체의 표면온도 변화로 인하여 방출되는 적외선을 감지하여 작동하는 적외선 센서를 사용할 수 있다.한편, 시편의 가열 표면 반대면에 압전소자를 부착하여 표면의 온도변화를 측정하거나 또는 시편이 밀폐된 공간에 위치하는 경우에는 마이크로폰을 사용하여 표면의 온도변화를 측정할 수 있다.
시편의 온도 측정신호는 신호증폭기에 의하여 적절한 크기로 증폭되고, 그 결과가 신호처리기에서 크기와 위상에 따라 구분되어 컴퓨터로 입력되어 저장된다.
컴퓨터는 시편의 각 부분에서 측정된 표면 온도 변화 데이타로부터 후술하는 원리에 따라 첨가제의 체적비를 정량적으로 산출하므로써 경사성 재료로 이루어진 시편의 깊이에 따른 첨가제의 체적비 및 그 분포를 출력하게 된다.
시편의 온도 변화 데이타로부터 첨가제의 체적비를 결정하는 원리는 다음과 같다.
경사성 재료로 이루어진 경사성 제품의 시편 일부분에 주기적으로 열을 가열하여 국부적으로 가열하면, 공기 경계층과 시편 내부로의 열흐름이 발생한다. 이때 시편 표면 온도의 미세한 변화는 주로 열전달 특성이 공기층보다 우수한 시편의 열특성에 의하여 결정되는데, 시편 내부에 분포된 열전도성이 좋은 첨가제의 체적비가 높을수록 시편의 열특성 즉, 열전도도가 좋아진다. 이와는 반대로 열전도성이 나쁜 첨가제의 체적비가 높을수록 시편의 열전도도는 저하된다.
일반적으로 첨가제의 체적비에 따른 이상복합체의 평균 열전도도는 아래의 수학식 1로 표현된다.
[수학식 1]
여기서, 아래첨자 f 는 기준물질에 관한 값을 의하며, 아래첨자 m 은 첨가제에 관한 값을 의미한다. 구체적으로 χ*는 시편의 평균 열전도도이고,χ m는 기준물질(첨가제의 체적비가 0 인 물질)의 열전도도이고, χf는 첨가제의 열전도도이며,V f는 첨가제의 체적비이다. 참고로 이후에 개시되는 다수의 수학식과 관련하여 설명되는 여러 기호는 본 명세서 전반에 걸쳐 동일기호에 대해서 동일한 의미를 가지므로 이미 설명한바 있는 기호와 동일한 기호에 대해서는 반복설명을 생략한다.
한편, 주기적으로 가열된 시편의 표면온도 q 는 시편의 표면부분을 가열할 경우 아래의 수학식 2로 표현된다.
[수학식 2]
여기서,e는 이퓨서비티(effusivity)로 정의되는 물리량으로e= 로 표현되는 값이며, ρ, C 및 χ 는 각각 시편의 밀도, 열용량 및 열전도도를 나타내며,e o,e s 는 각각 기준 물질과 경사성 이상복합체에서의 이퓨서비티 값을 의미한다.
상기 수학식 2에서의 시편 표면온도 q 의 값은 시편 표면에서 발생하는 열파가 시편 내부로 침투하는 평균 침투깊이 내에서의 시편의 열적 특성을 반영하게 된다. 즉, 열파의 평균 침투깊이 이내에서 시편 내부의 전도성 첨가제의 체적비가 증가하게 되면, 이는 상기 수학식 1의 관계로부터 시편의 평균 열전도도가 증가하게 되며 이는 수학식 2의 관계로부터 시편 표면 부위의 온도가 감소함을 나타내게 된다.
시편 내부로의 깊이에 따라서 체적비가 연속적으로 증가하는 첨가제의 분포는 깊이에 따라 시편의 열적특성을 연속적으로 변하게 한다. 따라서 지수함수적으로 변화하는 이퓨서비티가 표면에서는e o ,시편 내부에서는e ∞ 의 값을 가지는 것으로 가정하면, 하기의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]
여기서, d 는 경사성 재료에서 이퓨서비티가 변화하는 깊이를 결정하는 인자이며,로 표현되는 값이며,x는 시편 표면에서 내부로의 깊이이다.
한편, 시편의 깊이에 따라 이퓨서비티가 연속적으로 변하는 경우의 표면온도는 시편 내부에서 열파의 평균 침투깊이까지의 특성을 반영하므로 상기의 수학식 3은 깊이에 따라 평균적으로 연산된 평균 이퓨서비티로 바뀌어야 한다.
열파의 시편내부에서의 침투깊이를 μ s 라 하면, 깊이에 따른 평균 이퓨서비티는 하기의 수학식 4과 같이 정의된다.
[수학식 4]
본 발명자는 상기의 수학식들을 이용하면, 경사성 제품에서 열파의 평균 침투깊이에 따른 첨가제의 체적비는 하기의 수학식 5과 같은 관계식이 성립한다는 것을 발견하였다.
[수학식 5]
여기서, 각 문자는 하기의 수학식 6 내지 수학식 수학식 11과 같이 정의된다.
[수학식 6]
[수학식 7]
[수학식 8]
[수학식 9]
[수학식 10]
[수학식 11]
또한, 변조주파수 ω j 에 대응되는 깊이는 하기의 수학식 12과 같이 계산된다.
[수학식 12]
여기서,
따라서 이상에서 설명한 수학식 2로 표현되는 경사성 제품의 표면열진동에 의한 표면온도 q 를 측정하고 수학식 5와 수학식 12를 이용하여 경사성 제품의 깊이에 따른 첨가제 체적비를 정량적으로 측정할 수 있게 된다.
지금까지는 본 발명의 측정장치의 구성에 대하여 설명하였으나, 본 발명에서는 표면 열진동을 이용하여 경사성 제품의 깊이에 따른 첨가제 체적비를 정량적으로 측정할 수 있는 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 측정방법은 열원을 작동시켜 시편에 단속적으로 그리고 집중적으로 열을 가하여 열진동을 인가하는 단계, 열진동에 의한 시편의 표면 온도를 측정하고 그 신호를 증폭시켜 표면 온도변화 데이타로 처리하는 단계, 처리된 상기 표면 온도 변화 데이타에 의하여 깊이에 따른 시편 내부의 첨가제 체적비를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명의 방법에서는 시편의 일정 부위의 측정을 마친 후에 다시 시편을 이송하여 다른 부위에 대하여 상기 단계를 반복 시행하므로써 시편의 각 부위별 참가제의 체적비를 산출할 수 있다. 여기서 시편을 컴퓨터의 명령에 의해 제어되는 시편이송기상에 올려놓아 사전 설정된 크기 및 방향으로 자동적으로 이송시킬 수 있다.
시편에 열을 가하는 단계는, 열원발생기에서 열을 발생시키는 단계와, 발생된 열을 열원단속기에 의하여 소정 단속 주파수에 따라 주기적으로 차단하여 단속적인 열선으로 변환시키는 단계로 구성되며, 단속적인 열선을 적절한 스폿 크기로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 온도신호를 처리하는 단계에서는 증폭된 온도 신호를 열원의 차단 신호와 상관시켜 그 결과를 크기와 위상으로 구분한다.
상기 첨가제의 체적비 산출단계에서는 앞서 설명한 원리에 의하여 시편의 표면 온도 변화 데이타로부터 시편 내부의 깊이에 따른 첨가제의 체적비를 산출한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예의 구성을 상세히 설명한다.
도 1에서 도면부호 1은 열원발생기를 나타내는데, 본 실시예에서는 열원으로서 레이져 광을 발생시키는 레이져 발생기를 열원발생기로 채용하였다. 열원발생기에서 발생되는 레이져로는 제조 가격이 저렴하고 열집중도가 우수한 He-Ne 레이져를 사용하는 것이 바람직하다.
열원발생기(1)로부터 발진한 레이져 광(2)은 열원단속기(3)에 의하여 소정 주기로 차단되어 단속적인 레이져 광(4)으로 된다. 열원단속기(3)의 단속 주기의 범위및 증가 주파수는 시편의 열전도도 및 첨가제의 시편 내부의 분포깊이에 따라 결정된다. 마이크로 컴퓨터(5)가 열원단속기 구동장치(16)로 작동명령을 인가하면, 상기 열원단속기 구동장치(16)는 단속기 제어신호를 열원단속기(3)로 출력한다.
열원단속기(3)에 의하여 단속 광으로 변한 레이져 광(4)은 반사경(7)에 의하여 반사되어 반사광(8)의 통로를 통하여 시편 방향으로 향하게 되고, 스폿크기 조절기(9)를 통과하면서 적절한 스폿크기의 레이져 광(10)으로 되어 시편(11)의 표면에 충돌한다. 여기서, 시편(11)은 시편이송기(13)상에 고정되어 있는데, 상기 시편이송기(13)는 마이크로 컴퓨터(5)에 의해 제어되는 시편이송기 구동장치(15)의 모터 구동에 의하여 작동되어 시편(11)의 위치를 이동시킨다.
레이져 광(10)에 의하여 국부적으로 가열된 시편(11)의 표면온도는 온도센서(12)에 의하여 감지되고, 그 신호는 신호증폭기(14)에서 증폭되어 신호처리기(6)로 전달된다. 신호처리기(6)는 증폭된 신호를 열원차단 신호 즉, 열원단속기 제어신호와 연관시켜 그 결과를 크기와 위상으로 구분하여 마이크로 컴퓨터(5)로 입력하여 저장한다.
마이크로 컴퓨터(5)는 입력된 시편의 표면온도 신호(데이타)로부터 수학식 5로 표현된 관계식에 따라 시편의 각부위별 첨가제의 체적비를 연산하여 시편내의 깊이에 따른 첨가제의 체적비 분포를 출력한다.
(시험예)
에폭시 내에서 알루미늄의 체적비가 연속적으로 증가하는 분포를 가지는 알루미늄-에폭시 이상복합체에서의 깊이에 따른 알루미늄 체적비의 연속적인 분포를 본 발명의 장치 및 방법에 의하여 측정하였다.
본 시험예에서 에폭시 내에서 알루미늄의 체적비가 연속적으로 증가하는 분포를 가지는 알루미늄-에폭시 이상 복합체를 제작하기 위하여 회전 반경이 10㎝ 인 원심분리기를 이용하여 회전수 1500rpm에서 20분간 고속 원심분리하여 알루미늄-에폭시 이상 복합체를 제작하였다.
사용한 알루미늄의 체적비는 20% 였으며, 경사성 재료로된 시편으로 제작한 후 본 발명에 의하여 측정된 측정치와의 비교를 위하여 종래의 파괴적인 방법으로 알루미늄 체적비를 구하였다. 종래의 방법으로 구한 알루미늄의 체적비는 약 50㎛ 내의 깊이에서는 0 % 내지 25% 범위에서 연속적으로 증가하는 분포를 보였다.
이러한 시편을 시편 이송기상에 올려 놓고 고정한 다음, 전원을 켜서 소정시간(약 15분)동안 열원의 출력을 안정화 시킨 후에 컴퓨터의 제어프로그램을 실행시켰다.
본 시험예에서는 열원으로서 He-Ne 레이져를 사용하였으며, 열원 단속 주파수는 50 Hz 내지 600 Hz 범위로 하고 1 Hz 씩 증가시키면서 각 단속 주파수에 따른 시편의 표면온도를 측정하였다.
시편의 깊이에 따른 첨가제의 체적비 분포 측정결과를 도 2에 도시하였는데, 가로축은 시편 표면부터의 내부 깊이를 나타내며, 세로축은 측정된 첨가제의 체적비를 나타낸다. 실선은 본 발명에 의한 시험예의 측정결과이고, 원형으로 표시된 것은 종래의 파괴적 방법인 이미지 분석법에 의한 결과이다.
도 2로부터 알 수 있듯이, 알루미늄의 체적비는 표면에서는 거의 0%이며, 깊이가 증가할수록 점차 증가하여 약 50㎛ 의 깊이에서는 25% 정도를 보이고 있다. 이는 종래의 파괴적 방법으로 측정한 결과와 일치하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 경사성 재료로 이루어진 경사성 제품 즉, 경사성 이상복합체내의 깊이에 따른 첨가제의 체적비를 종래의 방법으로는 달성할 수 없었던 비파괴적이고 비접촉적인 방법으로 측정할 수 있다.
특히, 본 발명에 의하면, 경사성 제품의 각 부위별 깊이에 따른 첨가제의 체적비 분포를 제품의 손상 없이 정량적으로 정확하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 그 재현성이 종래의 방법에 비하여 매우 우수하다.
따라서 본 발명의 장치 및 방법을 이용하면, 경사성 이상 복합체의 제조공정을 간단히 단시간내에 감시하고 최적화시킬 수 있으며, 정량적 검사를 시행할 수 있으므로 제품의 품질 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 한정이나 부가 등을 가하여 본 발명을 여러 가지 다양한 형태로 구체화할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명한 것이다.
Claims (14)
- 경사성 제품의 시편을 국부적으로 가열하기 위한 열원발생기와, 상기 열원발생기로부터의 열이 시편에 주기적으로 가해질 수 있도록 열원을 단속하기 위한 열원단속기와, 가열된 시편의 표면 온도를 측정하기 위한 온도센서와, 상기 온도센서에 의해 측정된 측정치를 증폭하기 위한 신호증폭기와, 상기 증폭된 신호를 표면 온도 변화 데이타로 처리하기 위한 신호처리기와, 상기 시편의 표면 온도 변화 데이타로부터 시편 내부의 깊이에 따른 첨가제의 체적비를 산출하는 컴퓨터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경사성 제품내의 첨가제 체적비 분포 측정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 열원발생기는 레이져 광을 발진시키는 레이져 발생기이며, 상기 열원단속기에 후속하여 레이져 광의 통로상에 반사경이 구비되며, 반사경과 시편 사이에 반사경에 후속하여서는 레이져 광의 스폿크기를 조절하기 위한 스폿크기 조절기가 설치되며, 상기 시편은 컴퓨터에 의하여 이동이 제어되는 시편이송기 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 열원단속기의 단속주파수는 시편의 열전도도와 첨가제의 시편내의 분포깊이에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 측정장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 열원단속기의 단속주파수는 50 Hz 부터 600 Hz 사이에서 일정 비율로 증가되는 것을 특징으로 하는 측정장치.
- 제 1항,제 2항 또는 제 4항 중 어느 한항에 있어서, 시편의 온도 변화 데이타로부터 시편 내부의 깊이에 따른 첨가제 체적비를 구함에 있어서, 하기의 수학식 5 ,[수학식 5]( 여기서 α,β,γ 는 명세서의 수학식 6 내지 수학식 11과 같다)를 이용하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
- 제 5항에 있어서, 시편 내부의 깊이에 따른 첨가제 체적비를 구함에 있어서, 시편 깊이에 따른 이퓨서비티의 변화에 관한 하기의 수학식 3,[수학식 3](여기서, d 는 경사성 재료에서 이퓨서비티가 변화하는 깊이를 결정하는 인자이며, x
- 제 6항에 있어서, 시편 내부의 깊이에 따른 첨가제 체적비를 구함에 있어서, 시편에서의 열파의 침투깊이를 결정하는 하기의 수학식 12,[수학식 12](여기서,이며, 첨자 m 및 f 는 각각 기준물질 및 첨가제를 의미한다)를 이용하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
- 열원을 작동시켜 시편에 단속적으로 그리고 집중적으로 열을 가하여 열진동을 인가하는 단계, 열진동에 의한 시편의 표면 온도를 측정하고 그 신호를 증폭시키는 단계, 상기 증폭된 온도 신호를 표면 온도변화 데이타로 처리하는 단계, 처리된 상기 표면 온도 변화 데이타에 의하여 깊이에 따른 시편 내부의 첨가제 체적비를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사성 제품내의 첨가제 체적비 분포 측정방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 시편에 단속적으로 열을 가하는 단계는, 열원으로서 레이져 광을 발진시키는 단계와, 시편의 열전도도에 따라 결정되는 소정 단속주기로 레이져 광을 차단하여 단속적인 레이져 광으로 바꾸어 시편에 조사하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 측정방법.
- 제 9항에 있어서, 레이져 광을 주기적으로 차단시켜 단속적으로 만든 후에 레이져 광을 적절한 스폿 크기로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 증폭된 온도신호를 처리하는 단계는 증폭된 온도 신호를 열원 차단신호와 상관시켜 크기 데이타와 위상 데이타로 구분하여 처리하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 측정방법.
- 제 8항 내지 제 11항 중 어느 한항에 있어서, 상기 시편의 표면 온도 변화 데이타로부터 시편 내부의 깊이에 따른 첨가제의 체적비를 산출하는 단계에서는, 하기의 수학식 5,[수학식 5]( 여기서 α,β,γ 는 명세서의 상세한 설명에서의 수학식 6 내지 수학식 11과 같다)를 이용하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
- 제 8항 내지 제 11항 중 어느 한항에 있어서, 상기 시편의 표면 온도 변화 데이타로부터 시편 내부의 깊이에 따른 첨가제의 체적비를 산출하는 단계에서는, 시편 깊이에 따른 이퓨서비티의 변화에 관한 하기의 수학식 3,[수학식 3](여기서, d 는 경사성 재료에서 이퓨서비티가 변화하는 깊이를 결정하는 인자이며,로 표현되는 값이며,x는 시편 표면에서 내부로의 깊이이다.)을 이용하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
- 제 8항 내지 제 11항 중 어느 한항에 있어서, 상기 시편의 표면 온도 변화 데이타로부터 시편 내부의 깊이에 따른 첨가제의 체적비를 산출하는 단계에서는, 시편에서의 열파의 침투깊이를 결정하는 하기의 수학식 12,[수학식 12](여기서,이며, 첨자 m 및 f 는 각각 기준물질 및 첨가제를 의미한다)를 이용하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
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