KR100723234B1 - 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치 및 방법 - Google Patents

초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대상체에 발생된 초음파를 측정하기 위하여 레이저 빔을 조사하고 상기 초음파에 의한 상기 레이저 빔의 산란광을 온-라인으로 검출하여 광섬유로 전송하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 입사된 레이저 빔을 평행광으로 변환하는 빔평행기; 상기 변환된 빔이 상기 대상체에 수직으로 입사하도록 상기 빔을 반사(또는 투과)시키고, 상기 대상체에 발생된 초음파에 의한 상기 빔의 산란광을 투과(또는 반사)시키는 빛살가르개; 상기 빛살가르개에서 반사(또는 투과)되어 상기 대상체에 수직으로 입사되는 빔의 편광방향을 45도 회전시키고, 상기 대상체로부터의 산란광의 편광방향을 45도 회전시키는 쿼터파장판; 상기 대상체로부터의 산란광을 집광하는 제1볼록렌즈; 상기 집광된 산란광을 포커싱하는 제2볼록렌즈; 및 상기 포커싱된 산란광의 직경이 축소된 평행광으로 변환하여 상기 쿼터파장판 및 빛살가르개로 출력하는 오목렌즈를 포함하며, 상기 빛살가르개, 쿼터파장판, 오목렌즈, 제2볼록렌즈 및 제1볼록렌즈가 동일선상에 순차적으로 배치된다. 본 발명에 따르면, 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출이 용이하고 초음파 에너지 손실을 방지하여 정확한 측정이 가능하다.
레이저 빔, 산란광, 반사, 투과, 빛살가르개, 빔평행기, 쿼터파장판, 렌즈

Description

초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치 및 방법{Measurement Device and Method of On-line Laser beam for Ultrasonic Detection}
도 1은 본 발명의 일례가 적용되는 레이저-초음파 발생 및 측정 시스템의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 펄스로 생성된 초음파(종파)의 반사시 발생하는 모드변환을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 초음파 발생용 레이저 빔의 원형반점(spot)과 초음파 측정용 레이저 빔의 원형반점을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치의 구성에 대한 개략도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 집광렌즈에 의한 산란광의 입사각과 광섬유 단면을 나타낸 일 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출방법을 보이는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 초음파 발생용 레이저 11 : 초음파 발생용 레이저 빔
20 : 초음파 측정용 레이저 21 : 편광유지 광섬유
22 : 초음파 측정용 레이저 빔 23 : 산란광
30 : 레이저-간섭계 31 : 다중모드 광섬유
40 : 초음파 신호검출기 70 : 측정 대상체
71,72 : 대상체 상,하면 101 : 빔평행기(collimator)
102 : 편광형 빛살가르개 103 : 쿼터(1/4)파장판(quater waveplate)
104 : 오목렌즈 105 : 제2 볼록렌즈
106 : 제1 볼록렌즈 107 : 집광렌즈
본 발명은 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 대상체에 초음파 발생용 레이저 빔을 조사하여 발생된 초음파를 측정하기 위하여 초음파 측정용 레이저 빔을 출력하고 상기 초음파에 기인하여 주파수 편이가 발생된 상기 초음파 측정용 레이저 빔의 산란광을 온-라인으로 검출하여 광섬유로 전송하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치 및 방법에 관한 것이다.
금속이나 복합재료 등의 기계적 특성이나 미세조직의 비파괴 검사는 통상 초음파 검사를 이용한다. 초음파 검사는 측정대상 내에서의 초음파의 전파 특성을 이 용하여 기계적 특성이나 미세조직을 파악하며, 기본적으로 비파괴적인 검사방법이기 때문에 다양한 분야에서 매우 광범위하게 사용된다. 초음파 검사에는 통상 압전변환기(piezoelectric transducer)나 EMAT(electro-magnetic acoustic transducer)를 이용하여 왔다. 이중 압전변환기는 측정대상과 변환기 사이에 초음파 전달매질이 필요하며, 고온하에서 그 기능이 저하되는 단점이 있다. 그리고 EMAT는 통상 수 mm정도까지 측정 대상에 근접하여 사용되어야 하는 단점이 있다. 이와 같은 단점들로 인해 상기한 바와 같은 장치를 이용하는 종래의 초음파 검사는 생산라인, 특히 열간 압연공정과 같은 열악한 환경하에서의 온-라인 적용은 불가능하였다.
이러한 단점을 해결하기 위하여 레이저-초음파 방법이 개발되었다. 레이저-초음파 방법은 펄스형 레이저를 이용하여 초음파를 발생시키고 측정대상 내부를 전파한 상기 초음파를 레이저 간섭계를 이용하여 측정하는 방법으로서 기본적으로 비접촉식 방법이기 때문에 고온인 측정대상의 초음파 탐상이 가능하고 생산라인에서의 온-라인 적용에도 용이한 장점이 있다.
일반적으로 산업현장의 생산라인은 실험실 환경에 비해 매우 열악하므로, 생산라인의 압연공정에서는 다양한 두께의 강판에서의 초음파 측정을 위하여 실험적인 테스트의 경우에 비해 높은 강도의 초음파를 발생시켜야 한다. 레이저 펄스 빔(beam)을 이용하여 초음파를 발생시키는 경우, 레이저 펄스 빔에 의한 측정대상 표면의 열탄성 효과(thermoelastic effect)나 융발(ablation)에 의해 초음파가 발생한다(참고문헌 : Scruby, C.B. et al., "Laser-Ultrasonics : Techniques and Applications", Adam Hilger, Bristol, UK, 1990.). 이 중에서 측정대상 표면의 융 발은 레이저 펄스 빔의 세기가 큰 경우에 발생하게 된다. 이 경우 표면물질이 이온화(ionization) 및 기화(vaporization)되어 시편 표면에 대해 수직인 방향으로 전파하며 이에 따라 시편 표면에 반동력(recoil force)이 작용하고 이 반동력에 의해 초음파가 발생한다. 이와 같이 융발에 의해 발생한 초음파는 일반적으로 그 세기가 열탄성 효과에 의해 발생한 초음파에 비해 크며, 레이저 펄스가 입사한 측정대상 표면에 수직한 방향으로 전파하는 초음파(종파)를 효율적으로 발생시킨다.
측정대상에 레이저 빔을 조사하면 상기 측정대상에 초음파가 발생하고, 측정대상의 내부를 전파한 초음파는 결정립에 의한 산란, 측정대상 물질에 의한 흡수, 회절(diffraction) 등에 의해 그 세기가 감쇠된다. 이와 같은 초음파 감쇠는 결정입경의 측정에 이용될 수가 있다. 초음파의 감쇠를 이용하여 결정입경을 측정할 수가 있다. 초음파의 발생과 측정이 동일면에서 수행되도록 하고자 하는 경우, 측정대상 표면에 대해 수직으로 전파하는 초음파를 발생시키고, 측정대상 표면의 반대 면에서 반사된 초음파를 초음파가 발생된 지점과 동일한 지점에서 측정하는 것이 가장 효율적이다. 이는 측정대상 표면에 대해 일정한 각을 가지고 전파하는 초음파를 이용할 경우, 측정대상 표면의 반대 면에서 초음파가 반사할 때 모드 변환(mode conversion)에 의한 초음파 세기의 손실이 발생하며, 초음파의 발생 지점과 측정지점이 다를 경우 초음파의 전파경로 및 전파거리 계산이 매우 복잡해지기 때문이다. 상기와 같은 기술적인 이유로 인해 생산라인에서 온-라인으로 결정입경을 측정하는 경우 융발 효과에 의한 초음파의 발생이 필요하며, 또한 초음파의 발생과 측정이 동일면의 동일지점에서 수행되도록 하여야 한다.
통상적으로 초음파 발생용 레이저 빔을 대상체에 조사하여 초음파를 발생시켜 대상체의 두께, 결정입경 등의 특성을 측정하기 위해서는 상기 대상체에 발생된 초음파를 측정하여 이를 분석함으로써 대상체의 특성을 파악할 수 있다. 이때, 초음파를 측정하기 위해서는 무엇보다도 초음파 측정용 레이저 빔을 상기 대상체에 조사하고 상기 초음파에 기인한 레이저 빔의 주파수 편이 신호를 검출하는 것이 중요하다.
종래에는 초음파 측정을 위하여 레이저빔을 검출하기 위해서는, 대상체에 발생한 초음파에 기인하여 주파수 편이가 발생한 레이저 빔의 산란광을 통상의 볼록렌즈를 이용하여 집광하고 상기 집광된 산란광을 광섬유 등으로 입사시켜 전송하는 방식이 사용되고 있다. 그러나, 이 경우 초음파 발생용 레이저 빔과 초음파 측정용 레이저 빔이 서로 다른 위치에 조사되고, 초음파 측정용 레이저 빔의 조사 지점과 산란광 집광 위치가 서로 달라 산란광의 집광 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
측정대상의 기계적 특성이나 미세조직 측정에 레이저-초음파 방법을 적용한 종래기술로는 복합재료의 다공성(porosity) 측정(미국특허 6,684,701 ; System and method of determining porosity in composite materials using ultrasound), 초음파의 확산(diffusion)을 이용한 시편의 물성 측정(미국특허 6,532,821 ; Apparatus and method for evaluating the physical properties of a sample using ultrasonics), 초음파 공명(resonance)을 이용한 판재의 물성 측정(미국특허 6,057,927 ; Laser-ultrasound spectroscopy apparatus and method with detection of shear resonances for measuring anisotropy, thickness, and other properties) 등이 있다. 이중 복합재료의 다공성 측정(미국특허 6,684,701)은 초음파의 감쇠를 이용하여 시편의 다공성을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 초음파를 측정하기 위하여 레이저 빔의 산란광을 검출하는 본 발명과는 상이하며, 비록 레이저 빔에 의한 초음파의 생성과 측정에 대하여 기술하고는 있으나, 강판 생산라인에서의 온-라인 측정시 발생할 수 있는 문제점 및 이에 대한 해결책이 제시되지 않았다. 또 다른 종래 기술인 초음파의 확산(diffusion)을 이용한 시편의 물성측정(미국특허 6,532,821)은 펄스형 레이저 빔에 의해 생성된 초음파 펄스가 시편 내부에서 연속적인 산란에 의해 확산될 때 이 확산 신호의 시간적 변화를 측정한다. 이와 같이 측정된 확산신호는 여러 가지 물성(초음파 흡수계수, Yield Strength, 결정입경)을 파라미터로 하는 이론적인 확산식과 비교하여 시편의 물성을 측정하는 방법을 제공한다. 이 종래 기술에 의하면 확산되는 초음파의 세기는 일반적으로 매우 작으므로 일반적으로 열악한 환경(큰 강판두께, 각종 잡음요소)에 있는 생산라인에서는 신호 대 잡음 비(S/N ratio)가 매우 낮으며, 측정된 확산 신호와 가장 근사한 확산식을 도출하기 위해서는 파라미터를 연속적으로 변경하면서 확산식을 도출하고 이를 측정신호와 비교하는 작업이 필요하며, 측정신호와 가장 근사한 이론적 확산식을 정하는 근거(criterion)를 마련해야 하는 단점이 있다. 이와 같은 단점들로 인해 이 종래기술은, 비록 실험실적 환경에서는 적용이 가능할지라도, 생산라인에서의 온-라인 측정에는 적합하지 않다. 또한 생산라인에서의 온-라인 측정 시 발생할 수 있는 문제점 및 이에 대한 해결책도 제시되지 않았다. 또 다른 종래 기술인 초음파 공명(resonance)을 이용한 판재의 물성측정(미국특허 6,057,927)은 종파 또 는/및 횡파의 공명주파수를 이용하여 시편의 두께나 기계적 물성을 측정하는 방법을 제공하고 있지만, 본 발명에 적용되기 위해서는 다수의 연속적인 초음파 반사파 신호가 취득 되어야 하기 때문에 측정대상의 두께가 얇아야 하는 단점이 있다. 또한 측정된 다수의 연속적인 초음파 신호로부터 공명주파수를 분석하고 이를 통해 측정대상의 두께나 물성을 산출하여야 하나, 이 종래기술(미국특허 6,057,927)에서는 자동적으로 공명주파수 분석 및 물성 산출을 수행하는 방법이 제시되어 있지 않기 때문에 실시간 신호처리가 요구되는 생산라인에서의 온-라인 적용이 어려운 문제점이 있다.
또한, 초음파 측정용 레이저 간섭계에 대한 종래기술로서 미국특허(4,659,224 ; Optical interferometric reception of ultrasonic energy)가 있다. 이 특허에서는 초음파 측정용 레이저의 주파수를 항시 조절해야 하므로 매우 복잡하며 민감한 제어회로를 구성하여야 하는 단점이 있다. 근래에는 레이저를 이용하는 측정장치를 구성할 때 장치 구성을 용이하게 하기 위하여 상용화된 레이저를 사용하는 추세이며, 이와 같은 상용화된 레이저는 그 내부구성을 변경하는 것이 용이하지 않다. 또한 상기 미국특허 4,659,224)에 의하면 상용화된 레이저를 그대로 사용할 수 없고, 상용화된 레이저의 내부 구성을 변경하거나 측정장치의 목적에 맞게 레이저를 자체적으로 제작하여야 하므로 특허의 내용을 구현하는 것이 매우 어렵다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 대상체에 초음파 발생용 레이저 빔을 조사하여 발생된 초음파를 측정하기 위하여 초음파 측정용 레이저 빔을 출력하고 상기 초음파에 기인하여 주파수 편이가 발생한 상기 초음파 측정용 레이저 빔의 산란광을 온-라인으로 효율적으로 검출하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 초음파 측정이 초음파의 발생지점과 동일한 지점에서 수행되어 본 검출장치가 생산중에 있는 강판의 상부에만 존재하도록 하여 실제 생산라인에 적용할 수 있는 온-라인 결정입경 측정장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초음파 측정을 위한 레이저빔 검출장치는, 대상체에 초음파 발생용 레이저 빔을 조사하여 발생된 초음파를 측정하기 위하여 초음파 측정용 레이저 빔을 출력하고 상기 초음파에 기인한 상기 초음파 측정용 레이저 빔의 산란광을 검출하여 광섬유로 전송하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치에 있어서,
광섬유로 전송된 상기 초음파 측정용 레이저 빔을 수광하고 상기 수광된 초음파 측정용 레이저 빔을 평행광으로 변환하는 빔평행기(collimator); 상기 변환된 초음파 측정용 레이저 빔이 상기 대상체의 표면에 수직으로 입사하도록 상기 초음파 측정용 레이저 빔을 반사(또는 투과)시키고, 상기 대상체에 발생된 초음파에 기인하여 주파수 편이가 발생한 상기 초음파 측정용 레이저 빔의 산란광을 투과(또는 반사)시키는 빛살가르개; 상기 빛살가르개에서 반사(또는 투과)되어 상기 대상체 표면에 수직으로 입사되는 선편광(linear polarization)된 레이저 빔을 원편광(circular polarization)된 빔으로 변환시키고, 상기 대상체 표면으로부터 반사된 원편광된 산란광을 선편광된 산란광으로 변환시켜 결과적으로 편광방향을 90도 회전시키는 쿼터파장판(quarter waveplate); 상기 대상체 표면으로부터의 산란광을 집광하는 제1볼록렌즈; 상기 집광된 산란광을 포커싱하는 제2볼록렌즈; 및 상기 포커싱된 산란광을 그 단면의 직경이 특정 크기로 축소된 평행광으로 변환하여 상기 쿼터파장판 및 빛살가르개로 출력하는 오목렌즈; 를 포함하며, 상기 빛살가르개, 쿼터파장판, 오목렌즈, 제2볼록렌즈 및 제1볼록렌즈가 동일선상에 순차적으로 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기한 본 발명에 따른 온-라인 레이저빔 검출장치는 상기 오목렌즈에서 출력되어 상기 쿼터파장판 및 빔평행기를 투과(또는 반사)된 산란광을 상기 광섬유의 입사면으로 집광하는 집광렌즈를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저빔 검출방법은, 대상체에 초음파 발생용 레이저 빔을 조사하여 발생된 초음파를 측정하기 위하여 초음파 측정용 레이저 빔을 출력하고 상기 초음파에 기인하여 주파수 편이가 발생한 상기 초음파 측정용 레이저 빔의 산란광을 검출하여 광섬유로 전송하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출방법에 있어서,
광섬유로 전송된 상기 초음파 측정용 레이저 빔을 수광하고 상기 수광된 초음파 측정용 레이저 빔을 평행광으로 변환하는 제1단계; 상기 변환된 초음파 측정용 레이저 빔이 상기 대상체의 표면에 수직으로 입사하도록 상기 초음파 측정용 레이저 빔을 반사(또는 투과)시키는 제2단계; 상기 대상체 표면에 수직으로 입사된 레이저 빔에 의해 발생된 초음파에 기인한 레이저 빔의 산란광을 수광하는 제3단계; 상기 수광된 산란광을 포커싱하고 상기 포커싱된 산란광을 그 단면의 직경이 특정 크기로 축소된 평행광으로 변환하는 제4단계; 및 상기 평행광으로 변환된 산란광을 상기 광섬유의 입사면에 집광하는 제5단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명에 따른 레이저빔 검출방법은, 상기 제2단계 이후에 상기 대상체 표면에 수직으로 입사되는 선편광된 초음파 측정용 레이저 빔을 원편광된 빔으로 변환시키는 단계; 및 상기 제4단계 이후에 상기 평행광으로 변환된 원편광된 산란광을 다시 선편광된 산란광으로 변환시켜 결과적으로 편광방향을 90도 회전시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 제철소에서 생산하는 각종 강판의 열간 또는 냉간압연 공정에서 강판의 특성 파악을 위해 필요한 초음파 신호를 실시간으로 제공하기 위하여, 펄스형 레이저를 이용하여 강판 표면에 초음파를 발생시키고 강판 내부를 전파한 상기 초음파에 기인한 레이저 빔의 산란광을 실시간으로 측정하는 온-라인 레이저빔 검출장치 및 방법을 제공한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 강판의 동일면 상에서 초음파(종파)의 발진 및 측정을 수행하여 열간 또는 냉간압연 중에 있는 강판에의 온 -라인 적용을 용이하게 하고, 최적 초음파 발진위치 및 측정위치를 적용하여 종파측정 효율을 증대하며, 전체적으로 열간 압연공정에서 용이한 초음파 신호의 측정을 가능하게 하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치 및 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일례가 적용되는 레이저-초음파 발생 및 측정 시스템의 예시도이다. 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치(100)가 적용되는 레이저-초음파 발생 및 측정 시스템의 동작을 간단하게 설명하면, 먼저 초음파 발생용 레이저(10)에서 특정 대상체(70) 내부에 초음파가 발생하도록 상기 대상체(70)의 상면(71)에 펄스형 레이저 빔(11)을 비접촉식으로 조사한다. 이로써 상기 대상체(70) 내부에는 초음파가 발생하게 되고 상기 초음파는 상기 대상체(70)의 상부면(71)에서 내부로 진행하고 하부면(72)에서 반사되어 다시 상부면(71)으로 되돌아 온다. 이어 초음파 측정용 레이저(20)에서 상기 대상 체(70)의 상부면(71)으로 되돌아온 초음파를 측정하기 위한 레이저 빔을 출력하고 상기 출력된 초음파 측정용 레이저 빔은 광섬유(21)를 통해 본 발명에 따른 온-라인 레이저빔 검출장치(100)로 입사된다. 본 발명의 레이저빔 검출장치(100)는 상기 초음파 측정용 레이저 빔(22)을 상기 대상체(70)의 상부면(71)에 실질적으로 수직으로 조사되도록 한다. 이때, 상기 대상체(70)의 상부면(71)에 수직으로 입사된 초음파 측정용 레이저 빔(22)은 상기 초음파에 의해 산란되어 다시 본 발명의 레이저 검출장치(100)로 입사된다. 즉, 본 발명에 따른 레이저빔 검출장치(100)는 상기 대상체(70)에 발생된 초음파를 측정하기 위하여 상기 초음파 측정용 레이저 빔(22)을 상기 대상체(70)의 상부면(71)에 실질적으로 수직으로 조사되도록 함과 동시에 상기 초음파에 의한 초음파 측정용 레이저 빔(22)의 산란광(23)을 수광한다. 여기서, 상기 산란광(23)은 상기 대상체(70)에 발생된 초음파에 의해 주파수가 편이된 것이므로 상기 수광된 산란광(23)을 이용하여 초음파를 측정할 수가 있다. 이와 같이 산란광(23)을 이용하여 초음파를 측정하기 위하여 상기 산란광(23)은 레이저-간섭계(30)로 입사되고 상기 레이저-간섭계(30)는 상기 산란광(23)을 내부에서 왕복시켜 간섭을 발생시키고 상기 초음파에 기인한 서로 반대 위상의 투과 간섭광 및 반사 간섭광을 초음파 신호검출기(40)로 출력한다. 상기 초음파 신호검출기(40)는 상기 두 간섭광의 세기를 전기적 신호로 각각 변환하고 상기 전기적 신호를 이용하여 초음파 신호를 검출한다. 상기 초음파 신호검출기(40)는 예를 들어 오실로스코우프가 될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장 치(100)는 대상체(70)에 발생한 초음파를 측정하기 위하여 대상체(70)에 발생된 초음파에 의한 초음파 측정용 레이저 빔(22)의 산란광(23)을 검출하는 역할을 수행한다.
도 1을 참조하면, 초음파 발생용 레이저(10)에서 발생된 펄스형 레이저 빔(11)은 대상체(70) 표면에 실질적으로 수직으로 입사되어 각종 초음파(종파, 횡파 및 표면파)를 발생시킨다(참고문헌: Scruby, C.B). 도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예로서 초음파 발생용 레이저(10)에서 발생된 펄스형 레이저 빔(11)의 입사에 의해 발생된 각종 초음파의 발생효율은 전술한 바와 같이 입사된 펄스 빔의 세기밀도(power density)에 의해 결정되며, 펄스형 레이저 빔(11)의 세기밀도가 커지면(측정대상 표면에서 대략 5x108W/cm2 이상이면), 주로 표면물질의 융발(ablation)에 초음파가 발생된다. 전술한 바와 같이 생산라인에서의 초음파 탐상에는 고강도의 초음파가 필요하므로 바람직하게는 융발 효과에 의한 초음파의 발생이 요구된다. 이와 같은 측정대상 표면의 융발에 의한 초음파의 발생을 위하여 수 나노 초(nano-seconds)에서 수십 나노 초의 짧은 펄스 폭의 레이저 빔을 발생시키는 Q-switched 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 초음파 발생용 레이저(10)는 상기 대상체(70) 표면물질의 융발 효과에 의한 초음파가 발생하도록 상기 대상체(70)의 두께에 따라 펄스형 레이저 빔의 세기를 조절하는 것이 가능하다.
또한, 동일한 레이저 펄스를 사용하는 경우에도 대상체(70) 표면에서의 펄스 형 레이저 빔의 세기밀도는 집광된 펄스 광의 크기에 의해 달라진다. 통상 펄스형 레이저 빔의 단면은 원형이므로 대상체(70) 표면에 집광된 펄스 광도 원형이며 이 펄스 광의 크기, 즉 직경(S1)이 작아질수록 세기밀도는 커진다. 통상 융발 효과의 발생조건을 구현할 때 펄스 광의 크기(S1)를 조절한다. 본 발명에서는 펄스 광의 크기를 적절히 조절하여 주로 융발 효과에 의해 초음파가 발생하도록 하는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 측정용 레이저(20)에서 발생된 선형 편광된(linearly polarized) 레이저 빔은 바람직하게는 레이저 빔 전송용 편광유지 광섬유(polarization maintaining fiber;PMF)(21)를 통해 본 발명에 따른 레이저빔 검출장치(100)로 전송된다. 상기 편광유지 광섬유(21)에 의해 전송된 레이저 빔은 본 발명의 레이저빔 검출장치(100) 내부의 광소자들을 거쳐 대상체(70)의 상부 표면(71)에 집광됨으로써 반대면(72)에서 반사되어 다시 상부 표면(71)에 되돌아온 종파의 측정에 사용된다. 또한 본 발명의 일 실시예에서, 본 발명에 따른 레이저빔 검출장치(100)에 의해 수광된 레이저 빔의 산란광(23)은 다른 다중모드 광섬유(31)로 유입되어 레이저-간섭계(30)로 전송된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 펄스로 생성된 초음파(종파)의 반사시 발생하는 모드변환을 나타낸 개략도이다. 상술한 바와 같이, 융발효과에 의 해 각종 초음파(종파, 횡파 및 표면파)가 발생되며, 이 때 발생된 종파는 도 2(a)에 나타낸 바와 같이 주로 대상체(70)의 표면(71)에 수직한 방향을 중심으로 전파한다. 생산라인에서 압연 중에 있는 강판은 통상 상,하면(71)(72)이 서로 평행하다. 따라서 본 발명에서는 바람직하게는 온-라인 측정을 용이하게 하기 위해 측정 대상체(70) 표면(71)의 동일지점에서 초음파의 발생 및 측정을 수행하며, 이 경우 도 2(b)와 같이 측정 대상체 표면에 대해 수직으로 전파하는 초음파를 발생시키고, 측정 대상체 표면의 반대 면(72)에서 반사되어 되돌아온 초음파를 초음파가 발생된 지점과 동일한 지점에서 측정하는 것이 가장 효율적이다. 이는 초음파의 발생 지점과 측정 지점이 다를 경우 도 2(c)와 같이 측정 대상체(70) 표면에 대해 일정한 각을 가지고 전파하는 초음파를 이용하여야 하며 이 경우 측정 대상 표면의 반대 면에서 초음파가 반사할 때 모드 변환(mode conversion)에 의해 종파 에너지의 일부가 횡파로 변환되므로 결정입경의 측정에 사용되는 종파 세기의 손실이 발생하는 단점이 있다. 또한 도 2(c)와 같이 초음파의 발생 지점과 측정 지점이 다를 경우 초음파 계산에 필요한 초음파의 전파경로 및 전파거리 계산이 매우 복잡해지는 단점도 있다. 상기와 같은 기술적인 이유로 인해 생산라인에서 융발 효과에 의해 수직으로 초음파(종파)를 발생시키고 초음파의 발생지점과 동일한 지점에서 초음파를 측정하는 것이 가장 효율적이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 초음파 발생용 레이저 빔의 원형반점(spot)과 초음파 측정용 레이저 빔의 원형반점을 나타낸 개략도이다. 상술한 바와 같이, 초 음파 측정용 레이저 빔(22)은 생산라인에서 반사 종파의 측정을 용이하게 하기 위해, 도 3(a)에 도시한 바와 같이 초음파 발생용 레이저 펄스 빔(11)과 초음파 측정용 레이저 빔(22)이 대상체(70) 표면(71)의 동일한 지점에 입사되며 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 대상체(70)의 표면(71)에 집광된 초음파 발생용 레이저 펄스 빔의 원형 반점(spot)(11)의 중심에 초음파 측정용 레이저 빔(22)이 직경 S2의 크기로 집광된다. 또한, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 통상 초음파 측정용 레이저 빔(22)에 의한 원형반점(37)의 직경(S2)이 작을수록 본 발명에 따른 레이저빔 검출장치(100)를 이용하여 대상체 표면에서 산란된 광을 수광한 후 광섬유(31)를 통하여 레이저-간섭계(30)로 전송하는 효율이 높다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치의 구성에 대한 개략도이다. 도 4(a)의 일례를 참조하면, 본 발명에 따른 온-라인 레이저빔 검출장치(100)는, 초음파 측정용 레이저 빔(22)을 수광하고 상기 수광된 초음파 측정용 레이저 빔(22)을 평행광으로 변환하는 빔평행기(collimator)(101), 상기 변환된 초음파 측정용 레이저 빔(22)이 상기 대상체(70)의 표면(71)에 수직으로 입사하도록 상기 초음파 측정용 레이저 빔(22)을 반사(또는 투과)시키고, 상기 대상체(70)에 발생된 초음파에 기인한 상기 초음파 측정용 레이저 빔(22)의 산란광(23)을 투과(또는 반사)시키는 빛살가르개(102), 상기 빛살가르개(102)에서 반사(또는 투과)되어 상기 대상체(70) 표면(71)에 수직으로 입사되는 선편광된(linear polarization)된 레이저 빔(22)을 원편광(circular polarization)된 레이저 빔으로 변환시키고, 상기 대상체(70)의 표면(71)으로부터의 원편광된 산란광(23)을 다시 선편광된 산란광으로 변환시켜 결과적으로는 편광방향을 90도 회전시키는 쿼터파장판(quarter waveplate)(103), 상기 대상체 표면(71)으로부터의 산란광(23)을 집광하는 제2볼록렌즈(105), 상기 집광된 산란광(23)을 포커싱하는 제1볼록렌즈(106) 및 상기 포커싱된 산란광(23)을 그 단면의 직경이 특정 크기로 축소된 평행광으로 변환하여 상기 쿼터파장판(103) 및 빛살가르개(102)로 출력하는 오목렌즈(104)를 포함하며, 바람직하게는 상기 빛살가르개(102), 쿼터파장판(103), 오목렌즈(104), 제2볼록렌즈(105) 및 제1볼록렌즈(106)가 동일선상에 순차적으로 배치된다. 여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 검출장치(100)는 상기 오목렌즈(104)에서 출력되어 상기 쿼터파장판(103) 및 빛살가르개(102)를 통과한 산란광(23)을 광섬유(31)의 입사면으로 집광하는 집광렌즈(107)를 추가로 포함할 수도 있다. 상기 집광렌즈(107)는 상기 산란광(23)이 광섬유(31)에 효율적으로 입사되도록 한다. 즉, 집광렌즈(107)에 의해 광섬유(31)의 입사면에 집광되는 빔의 입사각도(θ)와 반점(spot)의 크기가 작을수록 상기 광섬유(31)에 유입되는 빛의 광량이 증가한다.
도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예를 참조하면, 광섬유(21)를 통해 전송된 초음파 측정용 레이저 빔(22)은 빔평행기(collimator)(101)에 의해 평행광이 된 후 편광형 빛살가르개(102)에 의해 대상체(70)에 수직방향으로 반사된다. 이와 같은 편광형 빛살가르개(102)에 의한 레이저 빔의 반사율은 상기 레이저 빔의 편광방향 에 따라 달라진다. 본 발명의 일 실시예에서는 소정의 반파장판(도면에는 미도시됨)의 결정축(crystal axis)을 회전함으로써 광섬유(21)를 통해 전송된 레이저 빔의 편광방향을 적절히 회전시켜 상기 편광형 빛살가르개(102)에 의한 반사율이 최대가 되도록 한다. 이와 같이 효율적으로 편광형 빛살가르개(102)에 의해 반사된 초음파 측정용 레이저 빔(22)은 쿼터파장판(quarter waveplate)(103)을 통과한 후 오목렌즈(104)와 제2 및 제1 볼록렌즈(105,106)를 통해 대상체(60) 표면(71)에 집광된다. 이 때 초기에 선형적으로 편광되어 있던 초음파 측정용 레이저 빔(22)은 쿼터파장판(103)을 통과한 후 원형 편광(circular polarization)이 된다. 상기 대상체(70) 표면(71)에서 반사된 산란광(23)은 다시 제1 및 제2 볼록렌즈(105,106) 및 오목렌즈(104)를 통과하면서 평행광이 된 후 상기 쿼터파장판(103)을 통과하면서 다시 선형 편광된다. 이와 같이 쿼터파장판(103)에 의해 다시 선형 편광된 빛의 편광방향은 초기의 편광방향에 대해 90도 회전된 상태이며, 상기 원리에 의해 편광형 빛살가르개(102)에 의한 반사율이 최소가 된다. 이와 같은 원리에 의해 대상체(70) 표면(71)에서 반사된 산란광(23)은 가장 효율적으로 편광형 빛살가르개(102)를 통과하여 집광렌즈(107)에 의해 광섬유(31)의 입사면에 집광된다.
한편, 도 4를 참조하면, 상기한 바와 같이 광섬유(21)를 통해 전송된 초음파 측정용 레이저 빔(22)은 빔평행기(collimator)(101)에 의해 평행광이 된 후 편광형 빛살가르개(102)에 의해 반사되고, 또한 상기 오목렌즈(104)에서 출력되어 상기 쿼터파장판(103)을 통과한 산란광(23)은 편광형 빛살가르개(102)를 통과하여 집광렌즈(107)에 의해 집광되어 광섬유(31)에 유입된다. 여기서, 도 4(a)에는 본 발명의 일례로서, 상기 빔평행기(101) 및 집광렌즈(107)가 본 발명의 레이저빔 검출장치(100)의 측면부 및 상면부에 각각 위치된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 다른 일 실시예(도 4(b))에서는 상기 빔평행기(101) 및 집광렌즈(107)가 상면부 및 측면부에 각각 위치될 수도 있다. 이 경우 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 광섬유(21)를 통해 전송된 초음파 측정용 레이저 빔(22)은 상면부에 위치된 빔평행기(101)에 의해 평행광이 된 후 편광형 빛살가르개(102)에 의해 투과된다. 또한 상기 오목렌즈(104)에서 출력되어 상기 쿼터파장판(103)을 통과한 산란광(23)은 편광형 빛살가르개(102)에 의해 반사되어 우측면에 위치된 집광렌즈(107)에 의해 집광되어 광섬유(31)에 유입된다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서는 빔평행기(101) 및 집광렌즈(107)의 위치에 따라 상기 편광형 빛살가르개(102)는 초음파 측정용 레이저 빔(22)을 반사 또는 투과시켜 상기 레이저 빔(22)이 상기 대상체(70)에 수직으로 입사되도록 하고, 산란광(23)을 반사 또는 투과시켜 집광렌즈(107)로 입사되도록 한다. 나아가, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 빔평행기(101) 및 집광렌즈(107)가 다른 면에 위치될 수도 있다. 이 경우 상기 편광형 빛살가르개(102)는 그들의 위치에 따라 상기 초음파 측정용 레이저 빔(22)을 반사 또는 투과시켜 상기 레이저 빔(22)이 상기 대상체(70)에 수직으로 입사되도록 하고, 산란광(23)을 반사 또는 투과시켜 집광렌즈(107)로 입사되도록 한다.
본 발명에 적용되는 광섬유(31)는 통상 다중모드 광섬유로서 광섬유의 코어(core)에 유입된 빛이 전송된다. 광섬유 코어의 직경이 수십~수백 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 따라서 집광렌즈(107)에 의해 다중모드 광섬유(31)의 코어 단면에 집광된 반점(spot)의 크기가 작을수록 광섬유에 유입되는 빛의 광량이 증가한다. 이와 같이 광섬유(31)의 코어 단면에 집광된 원형반점(spot)의 크기는 광학적 원리에 의해 대상체 표면(71)에 집광된 원형반점(spot)(S2)의 크기에 비례한다. 이와 같은 기술적 사유로 인해, 초음파 측정용 레이저 빔에 의한 원형반점의 직경(S2)이 작을수록 본 발명의 레이저빔 검출장치(100)를 이용하여 측정 대상체 표면에서 산란된 빛을 수광한 후 광섬유(31)를 통하여 레이저-간섭계(30)로 전송하는 효율이 높은 것이다. 상기 광섬유(31)에 의한 산란광 전송효율에 영향을 미치는 또 다른 요인은 상기 집광렌즈(107)에 의해 광섬유 입사단면으로 집광되는 빛의 입사각이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 집광렌즈에 의한 산란광의 입사각과 광섬유 단면을 나타낸 일 예시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 집광렌즈(107)에 의한 빛의 입사각(θ)이 크면 광섬유 코어(32)로 유입된 빛이 광섬유의 클래딩(cladding)(33)에 의해 흡수되어 전송되지 않기 때문이다. 도 4에 도시된 본 발명에 따른 레이저빔 검출장치(100)에 의하면, 대상체(70)의 표면(71)에서 반사된 레이저 빔의 산란광(23)은 두 개의 볼록렌즈(105,106)와 오목렌즈(104)에 의해 그 단면 크기가 축소된 평행광이 된 후, 집광렌즈(107)에 의해 광섬유(31) 단면으로 집광되기 때문에 도 5에 표시한 바와 같은 입사각(θ)이 작다. 따라서 도 2의 레이저빔 검출장치(100)를 통해 효율적인 산란광의 광섬유 전송이 가능하다. 상기한 바와 같이 도 2의 레이저빔 검출장치(100)에 의하면 광섬유(21)에 의해 전송된 초음파 측정용 레 이저 빔을 손실 없이 최대의 효율로 대상체(70)의 표면(71)에 집광하고, 상기 대상체(70)의 표면(71)에서 반사된 산란광(23)을 역시 최대의 효율로 광섬유(31)를 통해 레이저-간섭계(30)로 전송할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출방법을 보이는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 빔평행기(101)는 광섬유(21)를 통해 전송된 초음파 측정용 레이저 빔(22)을 수광하고(S10), 상기 수광된 초음파 측정용 레이저 빔(22)을 평행광으로 변환한다(S12). 이어 편광형 빛살가르개(102)가 상기 평행광으로 변환된 초음파 측정용 레이저 빔(22)이 대상체(70)의 상면부(71)에 실질적으로 수직으로 입사하도록 상기 초음파 측정용 레이저 빔(22)을 반사(또는 투과)시킨다(S14). 상기 단계(S14)에서 본 발명의 일실시예에 따른 편광형 빛살가르개(102)의 반사율(또는 투과율)은 100%(또는 투과율은 0%)가 바람직하지만, 이러한 반사율(또는 투과율)은 적용되는 빔의 공간, 특성 및 다른 부품등의 조건에 따라 최적으로 변경될 수 있다. 또한 상기 단계(S14)에서 초음파 측정용 레이저 빔의 반사 또는 투과는 상기 빔평행기(101) 및 후술하는 집광렌즈(107)의 위치에 따라 결정된다. 이와 같은 빔평행기(101) 및 집광렌즈(107)의 위치에 따른 편광형 빛살가르개(102)의 반사 또는 투과 과정은 도 2에 도시된 상기 레이저빔 검출장치(100)에서 기술되었으므로 여기서는 설명을 생략한다.
계속하여, 상기 단계(S14)에서 상기 편광형 빛살가르개(102)에 의해 반사(또는 투과)되어 상기 대상체(70)의 표면(71)에 수직으로 입사되는 초음파 측정용 레 이저 빔(22)의 편광방향을 45도 회전시킨다(S16). 상기 대상체(70)의 표면(71)에 수직으로 입사된 초음파 발생용 레이저 빔(11)에 의해 발생된 초음파에 기인한 상기 초음파 측정용 레이저 빔(22)의 산란광(23)을 수광한다(S18). 상기 수광된 산란광(23)을 포커싱하고(S20) 상기 포커싱된 산란광(23)을 그 단면의 직경이 특정 크기로 축소된 평행광으로 변환한다(S22). 상기 평행광으로 변환된 산란광의 편광방향을 45도 더 회전시켜 상기 편광형 빛살가르개(102)로 출력한다(S24). 상기 편광형 빛살가르개(102)를 투과(또는 반사)된 산란광(23)을 상기 광섬유(31)의 입사면에 집광한다(S26). 이로써 상기 산란광(23)은 상기 광섬유(31)를 통해 레이저-간섭계(30)로 전송되어 초음파 측정에 이용된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 특정 대상체에 초음파 발생용 레이저 빔을 조사하여 초음파를 발생시키고 초음파 측정용 레이저 빔을 상기 초음파 발생지점과 동일한 지점에 조사하여 초음파를 측정하기 위하여, 상기 초음파에 의한 초음파 측정용 레이저 빔의 산란광을 검출하는 장치 및 방법을 제공한다.
상기한 상세한 설명 및 도면의 내용은 본 발명의 일 실시예에 한정하여 설명한 것이므로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변경 또는 삭제가 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 상세한 설명 및 도면에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위에 의해 결정되어져야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 초음파의 발생 및 측정이 원격으로 이루어짐으로써 생산라인에서 이송 중에 있는 대상체의 온라인 초음파 측정이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 측정대상 표면의 동일면, 동일지점에서 초음파의 발생 및 측정을 수행하여 측정장치가 생산 중에 있는 강판의 상부에만 존재하도록 하여 생산라인에 본 발명의 레이저빔 검출장치 및 방법을 용이하게 설치 및 적용할 수 있으며, 융발(ablation) 효과에 의해 고강도의 초음파를 발생시킴으로써 두께가 두꺼운 측정 대상체에 대해서도 초음파 측정을 가능케 하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 대상체에 초음파 발생용 레이저 빔을 조사하여 발생된 초음파를 측정하기 위하여 초음파 측정용 레이저 빔을 출력하고 상기 초음파에 기인하여 주파수 편이가 발생한 상기 초음파 측정용 레이저 빔의 산란광을 검출하여 광섬유로 전송하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치에 있어서,
    광섬유로 전송된 상기 초음파 측정용 레이저 빔을 수광하고 상기 수광된 초음파 측정용 레이저 빔을 평행광으로 변환하는 빔평행기(collimator);
    상기 변환된 초음파 측정용 레이저 빔이 상기 대상체의 표면에 수직으로 입사하도록 상기 초음파 측정용 레이저 빔을 반사 또는 투과시키고, 상기 대상체에 발생된 초음파에 기인하여 주파수 편이가 발생한 상기 초음파 측정용 레이저 빔의 산란광을 반사 또는 투과시키는 빛살가르개;
    상기 빛살가르개에서 반사 또는 투과되어 상기 대상체 표면에 수직으로 입사되는 선편광된 레이저 빔을 원편광된 빔으로 변환시키고, 상기 대상체 표면으로부터의 원편광된 산란광을 다시 선편광된 산란광으로 변환시켜 결과적으로는 편광방향을 90도 회전시키는 쿼터파장판(quarter waveplate);
    상기 대상체 표면으로부터의 산란광을 집광하는 제1볼록렌즈;
    상기 집광된 산란광을 포커싱하는 제2볼록렌즈; 및
    상기 포커싱된 산란광을 그 단면의 직경이 특정 크기로 축소된 평행광으로 변환하여 상기 쿼터파장판 및 빛살가르개로 출력하는 오목렌즈; 를 포함하며,
    상기 빛살가르개, 쿼터파장판, 오목렌즈, 제2볼록렌즈 및 제1볼록렌즈가 동일선상에 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오목렌즈에서 출력되어 상기 쿼터파장판 및 빔평행기를 반사 또는 투과된 산란광을 상기 광섬유의 입사면으로 집광하는 집광렌즈를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 대상체 표면에 도달한 초음파 측정용 레이저 빔의 원형반점(spot)의 직경은 상기 표면의 동일지점에 도달한 초음파 발생용 레이저 빔의 원형반점의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출장치.
  4. 대상체에 초음파 발생용 레이저 빔을 조사하여 발생된 초음파를 측정하기 위하여 초음파 측정용 레이저 빔을 출력하고 상기 초음파에 기인하여 주파수 편이가 발생한 상기 초음파 측정용 레이저 빔의 산란광을 검출하여 광섬유로 전송하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출방법에 있어서,
    광섬유로 전송된 상기 초음파 측정용 레이저 빔을 수광하고 상기 수광된 초음파 측정용 레이저 빔을 평행광으로 변환하는 제1단계;
    상기 변환된 초음파 측정용 레이저 빔이 상기 대상체의 표면에 수직으로 입사하도록 상기 초음파 측정용 레이저 빔을 반사 또는 투과시키는 제2단계;
    상기 대상체 표면에 수직으로 입사된 레이저 빔에 의해 발생된 초음파에 기인한 레이저 빔의 산란광을 수광하는 제3단계;
    상기 수광된 산란광을 포커싱하고 상기 포커싱된 산란광을 그 단면의 직경이 특정 크기로 축소된 평행광으로 변환하는 제4단계; 및
    상기 평행광으로 변환된 산란광을 상기 광섬유의 입사면에 집광하는 제5단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2단계 이후에 상기 대상체 표면에 수직으로 입사되는 선편광된 초음파 측정용 레이저 빔을 변환시키는 단계; 및
    상기 제4단계 이후에 상기 평행광으로 변환된 원편광된 산란광을 다시 선편광된 산란광으로 변환시켜 결과적으로 편광방향을 90도 회전시키는 단계; 를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 제2단계는,
    상기 초음파 발생용 레이저 빔의 조사에 의한 초음파 발생 지점과 동일한 지점에 상기 입사된 초음파 측정용 레이저 빔이 상기 대상체의 표면에 입사하도록 상기 초음파 측정용 레이저 빔을 반사 또는 투과시키는 것을 특징으로 하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 대상체 표면에 도달한 초음파 측정용 레이저 빔의 원형반점(spot)의 직경이 상기 표면의 동일지점에 도달한 초음파 발생용 레이저 빔의 원형반점의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 초음파 측정을 위한 온-라인 레이저빔 검출방법.
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