KR101048563B1 - Harmonic Detection System of Tone Burst Ultrasound - Google Patents
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Abstract
하나의 신호를 두 개의 신호로 분배하여 기본파를 제거하고 고조파 성분만 검출하는 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템이 개시된다. 상기와 같은 고조파 검출 시스템은 하나의 신호를 이용하여 실시간으로 고조파를 측정할 수 있기 때문에 고조파를 측정하기 위한 시간을 절감할 수 있으며, 별도의 후처리 방법이 사용하지 않고도 고조파를 측정할 수 있다. Disclosed is a harmonic detection system of tone burst ultrasonic waves in which one signal is divided into two signals to remove fundamental waves and detect only harmonic components. Since the harmonic detection system as described above can measure harmonics in real time using a single signal, time for measuring harmonics can be saved, and harmonics can be measured without using a separate post-processing method.
톤 버스트 초음파, 고조파, 분배, 시간지연 Tone Burst Ultrasound, Harmonics, Distribution, Time Delay
Description
본 발명은 고조파 검출 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 하나의 신호를 두 개의 신호로 분배하여 분배된 중 하나의 시간을 지연시키고 시간을 지연시키지 않은 다른 신호와 합산하여 기본파를 제거하고 고조파만을 검출하는 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a harmonic detection system, and more particularly, to divide one signal into two signals, delay the time of one of the distributed signals, and add the other signals that do not delay the time to remove fundamental waves and detect only harmonics. It relates to a harmonic detection system of tone burst ultrasound.
기계적 구조물은 시간이 경과할수록 물리적, 화학적 손상 및 열화, 부식 등에 의해 파손이 발생할 수 있기 때문에 사용 도중 검사가 필요하다. 상기 기계적 구조물의 파손을 최소화하기 위해 일반적으로 초음파, X-ray, 와전류 등의 방법으로 검사를 실시한다. Mechanical structures need to be inspected during use because, as time passes, they can be damaged by physical and chemical damage, deterioration and corrosion. In order to minimize the damage of the mechanical structure, the inspection is generally performed by ultrasonic, X-ray, eddy current, or the like.
이 중, 초음파를 이용하여 내부 크랙(crack)과 같은 결함은 결함에서 반사되는 신호를 검출하여 결함의 위치 및 크기를 측정하고, 재료의 열화, 피로 같은 경우에는 초음파의 선형적 특성인 전파 속도, 감쇠 도는 산란 계수의 변화를 계측함 으로써 평가해 왔다. Among these, defects such as internal cracks are detected using ultrasonic waves to detect signals reflected from the defects, and measure the position and size of the defects.In the case of material degradation and fatigue, the propagation velocity, which is a linear characteristic of ultrasonic waves, The damping degree has been evaluated by measuring the change in the scattering coefficient.
최근에는 최신 기법으로 초음파의 비선형 음향 효과를 이용하는데 이는 음파가 매질을 따라 전파할 때 발생한 기본 주파수 성분 이외의 발생하는 고조파를 이용하는 기술로써 초음파의 비선형 음향 기술은 앞에서 설명한 초음파의 선형적 측정 방법보다 미세크랙, 재료의 열화 및 피로에 민감하게 반응하고 효과적이어서 구조물의 건전성을 진단하는 방법으로 사용되고 있다. Recently, the nonlinear acoustic effect of ultrasonic waves is used as a technique that uses harmonics other than the fundamental frequency components generated when sound waves propagate along a medium. It is sensitive and sensitive to microcracks, material degradation and fatigue, and is used as a method of diagnosing the integrity of structures.
상기 고조파를 출력하기 위해서는 기본 주파수와 고조파 성분을 측정해야 하는데 각 성분을 측정하기 위해서 수신신호를 저장한 뒤 주파수 스펙트럼을 비교하는 신호처리 기법이나 주파수 분석 장치를 이용하여 각 성분을 측정하는 등의 후처리 기법을 사용한다. In order to output the harmonics, the fundamental frequency and the harmonic components must be measured, and each component is measured using a signal processing technique or a frequency analysis device that stores the received signal and compares the frequency spectrum to measure each component. Use processing techniques.
또는 서로 위상이 180도 차이가 나는 초음파를 송신하여 각 수신 신호를 가산하여 고조파를 추출하는 방법을 사용하기도 한다. 이와 관련하여 일본공개특허 제2005-031462호를 참조하면, 일정 시간 간격으로 위상이 180도 차이가 나는 초음파를 송신하고 시간 차이를 두어 이를 가산함으로써 고조파를 추출하는 장치가 개시되어 있다.Alternatively, a method of extracting harmonics by transmitting ultrasonic waves having 180 degrees out of phase with each other and adding each received signal may be used. In this regard, referring to Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-031462, there is disclosed an apparatus for extracting harmonics by transmitting ultrasonic waves having a phase difference of 180 degrees at regular time intervals and adding them with time differences.
상기와 같이 후처리 기법을 이용하여 고조파를 측정하는 방법은 처리 시간이 증가하게 되어 물체의 특성을 실시간으로 측정하는데 어려움이 따른다.As described above, the method of measuring harmonics using a post-processing technique increases processing time, which makes it difficult to measure the characteristics of an object in real time.
또한, 시간차를 두어 고조파를 측정하는 방법은 서로 반전된 초음파의 발생이 필요하며, 시간 차이를 두고 위상이 다른 초음파를 송신하기 때문에 일정 시간이 필요하다는 불편함이 발생한다.In addition, a method of measuring harmonics with a time difference requires generation of ultrasonic waves inverted from each other, and inconveniences in that a certain time is required because ultrasonic waves having different phases are transmitted with a time difference.
본 발명의 일 실시예는 실시간으로 고조파를 측정할 수 있는 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a harmonic detection system of tone burst ultrasonic waves capable of measuring harmonics in real time.
또한, 본 발명의 일 실시예는 하나의 신호를 이용하여 신호에 포함된 기본파만을 제거하고 고조파를 측정 가능한 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a harmonic detection system of tone burst ultrasonic waves capable of removing only the fundamental waves included in a signal using one signal and measuring harmonics.
또한, 본 발명의 일 실시예는 적은 시간을 이용하여 고조파를 측정할 수 있는 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a harmonic detection system of tone burst ultrasonic waves capable of measuring harmonics using less time.
또한, 본 발명의 일 실시예는 별도의 후 처리를 시행하지 않고도 고조파를 측정할 수 있는 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a harmonic detection system of tone burst ultrasonic waves capable of measuring harmonics without performing separate post-processing.
본 발명의 실시예에 따르면, 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템은 초음파 발생부; 상기 초음파 발생부로부터 수신된 초음파를 피 검사체로 송신하는 초음파 송신부; 상기 초음파 송신부로부터 송신된 초음파를 수신하는 초음파 수신부; 상기 초음파 수신부에서 수신된 초음파를 제1신호 및 제2신호로 분배하는 초음파 분배부; 상기 제1신호 또는 상기 제2신호 중 어느 하나의 신호를 수신하여 시간 지연시키는 시간 지연부; 상기 시간 지연부를 통과한 신호와 상기 시간 지연부를 통과하지 않은 신호를 더하는 가산부; 및 상기 가산부에서 합산된 신호를 측정하는 측정부;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a harmonic detection system of tone burst ultrasonic waves includes an ultrasonic generator; An ultrasonic transmitter for transmitting ultrasonic waves received from the ultrasonic generator to an object to be inspected; An ultrasonic receiver for receiving ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitter; An ultrasonic distributor distributing the ultrasonic waves received by the ultrasonic receiver into a first signal and a second signal; A time delay unit configured to receive one of the first signal and the second signal and delay the signal; An adder configured to add a signal passing through the time delay unit and a signal not passing through the time delay unit; And a measuring unit measuring the signal summed by the adding unit.
상기와 같은 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템은 하나의 신호를 이용하여 실시간으로 고조파를 측정할 수 있기 때문에 고조파를 측정하기 위한 시간을 절감할 수 있으며, 별도의 후처리 방법이 사용하지 않고도 고조파를 측정할 수 있다. Since the harmonic detection system of the tone burst ultrasonic waves can measure harmonics in real time using a single signal, it can reduce the time for measuring harmonics and measure harmonics without using a separate post-processing method. can do.
상기 초음파 분배부는, 제1 또는 제2 신호 중 어느 하나의 신호를 상기 시간 지연부로 보내는 제1송신회로; 시간 지연부로 송신되지 않은 신호를 상기 가산부로 보내는 제2송신회로;를 포함할 수 있다.The ultrasonic distribution unit may include a first transmission circuit which transmits one of a first signal and a second signal to the time delay unit; And a second transmitting circuit for transmitting a signal not transmitted to the time delay unit to the adding unit.
또한, 시간 지연부는 수신된 신호의 지연 시간을 제어하는 시간 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제1송신회로 또는 제2송신회로는 제1신호 또는 제2신호의 하나의 신호를 제어하여 시간 제어부를 거칠 수 있게 한다.The time delay unit may include a time controller for controlling a delay time of the received signal. The first transmitting circuit or the second transmitting circuit controls one signal of the first signal or the second signal to pass through the time controller.
또한, 시간 지연부는, 시간 지연부로 송신되는 제1신호 또는 제2신호 중 어느 하나의 신호의 기본파를 제거할 수 있다. 기본파가 제거된 신호는 고조파만 남게 되며, 고조파는 피 검사체를 측정할 수 있다. The time delay unit may remove the fundamental wave of any one of the first signal and the second signal transmitted to the time delay unit. The signal from which the fundamental wave is removed remains only harmonics, and the harmonics can measure the subject.
한편, 시간 제어부는 기본파의 주파수가 일 때 , 또는 시간으로 지연할 수 있다. 상기와 같이 주파수를 지연시키게 되면 고조파가 증폭되어 출력될 수 있다. On the other hand, the time controller has a frequency of the fundamental wave when , or You can delay with time. When the frequency is delayed as described above, harmonics can be amplified and output.
상기 가산부는 제1신호 또는 제2신호 중 시간이 지연된 신호와 시간이 지연되지 않은 신호를 합산하여 초음파의 성분 중 기본파를 제거하고 고조파를 출력할 수 있다. The adder may add a delayed signal from a first signal or a second signal and a non-time delayed signal to remove the fundamental wave from the components of the ultrasonic wave and output a harmonic.
한편, 고조파 검출 시스템은 제1신호 및 제2신호를 합산한 초음파에 남아 있는 기본파를 제거하는 필터부를 더 포함할 수 있다. 필터부는 가산부를 지난 제1신호 또는 제2신호에 남아 있는 기본파를 제거하여 고조파 성분만 가진 신호만 출력할 수 있게 한다. On the other hand, the harmonic detection system may further include a filter unit for removing the fundamental wave remaining in the ultrasonic wave summated the first signal and the second signal. The filter unit removes the fundamental wave remaining in the first signal or the second signal passing through the adder so as to output only a signal having only harmonic components.
상기 측정부는 초음파 분배부를 통과하지 않은 원신호와 가산부를 통과하여 기본파를 제거한 신호의 진폭을 비교할 수 있으며, 진폭을 통해 비선형 파라미터를 실시간으로 측정할 수 있다. 즉, 측정부에는 초음파 분배부를 통과하지 않은 기본파와 고조파를 모두 송신하는 원신호와 기본파가 제거된 신호의 진폭을 비교하여 고조파만을 측정할 수 있다. The measurement unit may compare the amplitude of the original signal that does not pass through the ultrasonic distributor and the signal from which the fundamental wave is removed through the adder, and may measure the nonlinear parameter in real time through the amplitude. That is, the measurement unit may measure only the harmonics by comparing the amplitudes of the original signal that transmits both the fundamental wave and the harmonics that do not pass through the ultrasonic distributor and the signal from which the fundamental wave is removed.
본 발명의 일 실시예에 따른 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템은 하나의 신호를 두 개의 신호로 분배하고 분배된 두 신호의 더 하여 원 신호에 포함된 기본파를 제거함으로써 고조파를 측정할 수 있으며, 별도의 후 처리를 시행하지 않아도 고조파를 검출할 수 있다. The harmonic detection system of the tone burst ultrasonic wave according to an embodiment of the present invention can measure the harmonics by distributing one signal into two signals and removing the fundamental waves included in the original signal by adding the divided two signals. Harmonics can be detected without additional post-processing.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템은 실시간으로 고조파를 검출할 수 있기 때문에 고조파를 검출하는 시간 및 인력을 절감할 수 있다. In addition, the harmonic detection system of the tone burst ultrasonic wave according to an embodiment of the present invention can detect the harmonics in real time, thereby reducing the time and manpower for detecting harmonics.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템은 하나의 주파수를 이용하여 고조파를 검출할 수 있기 때문에 고조파를 검출하기 용이해질 수 있다.In addition, since the harmonic detection system of the tone burst ultrasonic wave according to an embodiment of the present invention can detect harmonics using one frequency, harmonics can be easily detected.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 측정부에서 측정된 결과를 도시한 그래프이며, 도 4는 기본파와 고조파를 도시한 그래프이고, 도 5는 도 4의 고조파의 증폭을 도시한 그래프이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a harmonic detection system of tone burst ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are graphs showing the results measured in the measuring unit of FIG. 4 is a graph illustrating fundamental and harmonics, and FIG. 5 is a graph illustrating amplification of harmonics of FIG. 4.
우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템(100)은 초음파를 발생할 수 있는 초음파 발생부(110), 초음파 발생부(110)로부터 수신된 초음파를 피 검사체(10)로 송신하는 초음파 송신부(130), 초음파 송신부(130)로부터 송신된 초음파를 수신하는 초음파 수신부(140), 초음파 수신부(140)에서 수신된 초음파를 제1신호(162) 및 제2신호(164))로 분배하는 초음파 분배부(160), 제1신호 또는 제2신호 중 어느 하나의 신호를 수신하여 시간을 지연시키는 시간 지연부(170), 시간 지연부(170)를 통과한 신호와 시간 지연부(170)를 통과하지 않은 신호를 더하는 가산부(180) 및 가산부(180)에서 합산된 신호(165)를 측정하는 측정부(190)를 포함할 수 있다. First, referring to FIG. 1, the
상기 초음파 발생부(110)에서 발생되는 초음파는 기본파와 고조파를 포함하는 일반적인 초음파가 발생할 수 있으며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 발생부(110)에서는 톤버스트(tone-burst) 초음파가 발생할 수 있다. 톤버스트(tone-burst) 초음파는 단일 주파수를 가질 수 있으며, 협대역(좁은 대역)의 초음파 신호를 위해 수 개의 신호 파형을 가질 수 있다. 또한, 초음파 송신부(130)에서 높은 음압의 초음파가 발생할 수 있도록 수백 볼트의 크기로 발생될 수 있다. 상기와 같은 톤버스트(tone-burst) 초음파를 발생하기 위해서 초음파 발생부(110)는 주파수와 신호의 크기 및 신호의 개수를 제어할 수 있도록 메인 컴퓨터(20) 연결될 수 있다. The ultrasonic wave generated by the
발생한 초음파는 초음파 송신부(130)로 전달되어 피 검사체(10)로 송신될 수 있으며, 초음파는 초음파 송신부(130)에 의해 피 검사체(10)를 관통할 수 있다. 초음파 송신부(130)는 고전압의 신호를 받아 역압전현상에 의해 진동자가 진동을 할 수 있으며, 이로 인해 측정하고자 하는 피 검사체(10)로 초음파가 투과될 수 있다. The generated ultrasonic waves may be transmitted to the
즉, 초음파 송신부(130)는 초음파 발생부(110)에서 송신된 초음파를 피 검사체(10)에 입사시킬 수 있으며, 예를 들어 압전소자 형태의 탐촉자, EMAT, 레이저 초음파 등이 제공될 수 있다. That is, the
피 검사체(10)를 투과한 초음파는 초음파 수신부(140)로 수신할 수 있다. 상기 초음파 송신부(130) 및 초음파 수신부(140)는 피 검사체(10)와 인접한 위치에 제공될 수 있으며, 일 예로 피 검사체(10)를 기준으로 초음파 송신부(130)와 초음파 수신부(140)가 대응되는 위치에 제공되러 피 검사체(10)를 관통하는 초음파를 용이하게 송수신할 수 있다.The ultrasonic wave transmitted through the inspected
초음파 수신부(140)에서 수신된 초음파는 신호를 수신 및 증폭할 수 있는 초음파 확대부(150)를 거칠 수 있다. 초음파가 초음파 확대부(150)를 거치는 과정에서 미미하게 수신된 초음파를 증폭시켜 작업에 필요한 초음파를 측정하기 용이하게 한다.The ultrasonic waves received by the
초음파 확대부(150)에서 증폭된 초음파의 일부는 초음파 분배부(160)로 수신될 수 있으며, 초음파 분배부(160)는 초음파를 제1신호(162)와 제2신호(164))로 분배할 수 있도록 제1송신회로 및 제2송신회로를 포함할 수 있다. A portion of the ultrasonic waves amplified by the
제1송신회로는 제1신호(162)를 시간 지연부(170)로 송신할 수 있으며, 제2송신회로는 제2신호(164))를 후술할 가산부(180)에 송신할 수 있다. 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 분배부(160)는 제1신호(162)를 시간 지연부(170)로 수신하고, 제2신호(164))는 시간 지연부(170)를 거치지 않는 예를 들어 설명하지만, 시간 지연부(170)로 수신되는 신호는 조건에 따라 변경될 수 있다. The first transmitting circuit may transmit the
상기 시간 지연부(170)는 신호의 지연시간을 결정해주는 메인 컴퓨터(20)와 연결될 수 있으며, 메임 컴퓨터(20)의 정보를 받아 제1신호(162)의 지연 시간을 제어하는 시간 제어부(175)를 포함할 수 있다. The
시간 지연부(170)는 제1신호(162)의 기본 주파수가 일 때, 기본파에 의해 발생되는 고조파의 주파수 는 기본 주파의 2배에 해당한다. 시간 지연부(170)는 기본 주파수에 대하여 그 두 배에 해당하는 시간 또는 으로 지연 시킬 수 있으며, 지연되는 시간에 따라 제1신호(162)의 기본파가 제거될 수 있다. 이 때, 시간 제어부(175)는 제1신호(162)를 다음과 같은 식(1) 및 식(2)에 의해 지연시킬 수 있다. The
(식 1) (Equation 1)
(식 2) (Equation 2)
일 예로, 도 2 및 도 3을 참조하면 도 2의 실선은 기본파를 나타내며, 점선은 기본파 주파수를 2배로 지연시킨 지연파이다. 기본파와 시간을 지연시킨 지연파는 역 위상차에 의하여 상쇄될 수 있기 때문에 기본파는 제거될 수 있으며, 기본파가 제거된 남은 주파수는 신호의 시작과 끝에 남아 있게 되며, 그 크기는 약 1에 해당할 수 있다. For example, referring to FIGS. 2 and 3, the solid line of FIG. 2 represents a fundamental wave, and the dotted line represents a delayed wave having twice the fundamental wave frequency. Since the delayed wave delayed by the fundamental wave can be canceled by the inverse phase difference, the fundamental wave can be eliminated, and the remaining frequency from which the fundamental wave is removed remains at the beginning and end of the signal, and its magnitude can be about one. have.
이와 같이 시간 지연부(170)를 거쳐 시간 제어부(175)에 의해 시간이 지연된 제1신호(162)는 가산부(180)에서 시간 지연부(170)를 거치지 않은 제2신호(164))와 합산될 수 있다. As described above, the
가산부(180)는 다음과 같은 식(3)에 의해 제1신호(162)와 제2신호(164))를 합산한 신호(165)가 검출될 수 있다. The
(식 3) (Equation 3)
상기 식(3)에 도시된 바와 같이 가산부(180)를 통해 출력된 출력신호는 기본파 성분이 제거될 수 있으며, 약 2배 정도의 고조파를 출력할 수 있다. As shown in Equation (3), the output signal output through the
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 기본파에 해당하는 5MHz의 주파수와 고조파에 해당하는 10MHz의 주파수가 초음파 분배부(160)에 수신되면, 기본파는 제거되어 고조파 성분만 남게 된다. 이때, 남아있는 고조파의 크기가 약 0.007 정도로 매우 작지만 가산부(180)를 통과하면 약 2배 증가된 고조파가 출력될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 고조파의 크기는 0.013정도로 가산부(180)를 거치기 전의 고조파의 크기보다 약 2배 증가한 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 4 and FIG. 5, when the frequency of 5 MHz corresponding to the fundamental wave and the frequency of 10 MHz corresponding to the harmonic are received by the
이와 같이 가산부(180)에 의해 수신되는 회로의 기본파는 제거되고 고조파 성분만 남게 함으로써, 고조파 성분 검출이 용이해질 수 있다. As such, the fundamental wave of the circuit received by the
한편, 고조파 출력 시스템(100)은 명확한 신호를 출력하기 위해 고조파 성분만을 통과시키는 필터부(30)를 포함할 수 있다. 이때, 기본파 성분은 제거되거나 감소되었 때문에 필터부(30)에 의해 고조파 성분만을 추출해낼 수 있다. 필터부(30)는 고조파 성분만을 통과시킬 수 있는 필터로써, 신호에 미약하게 남아 있는 기본파 성분을 제거할 수 있으며, 이외의 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 상기 필터부(30)는 일 예로, 하이패스필터(HPF: High Pass Filter), 밴드패스필터(BPF: Band Pass Filter) 등과 같은 특정 주파수만 통과시킬 수 있는 필터가 적용될 수 있으며, 필터부(30)의 종류에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the
필터부(30)를 통과한 신호에는 고조파 성분이 남아 있지만 경우에 따라서는 그 신호가 매우 미약해서 측정이 어려울 수도 있다. 이 경우를 대비해서 필터부(30)를 통과한 신호를 증폭부(40)를 거치게 하여 고조파 성분을 증폭시킬 수 있다. Harmonic components remain in the signal passing through the
증폭부(40)는 작업자가 관찰이 용이할 정도로 고조파를 증폭할 수 있으며, 증폭부(40)를 거친 신호는 측정부(190)에서 실시간으로 측정할 수 있다.The
한편, 고조파 검출 시스템(100)에는 초음파 분배부(160)로 수신되지 않은 신호인 원신호(155)가 남아 있을 수 있으며, 원신호(155)는 실시간으로 측정부(190)로 수신될 수 있다. 측정부(190)에서는 원신호(155)와 초음파 분배부(160)를 거쳐 기본파가 제거되고 고조파만 남은 신호의 증폭을 비교하여 비선형 파라미터를 실시간으로 측정할 수 있다. Meanwhile, in the
상기 고조파 검출 시스템(100)에 의해서 하나의 신호를 이용하여 고조파를 검출할 수 있으며, 검출되는 고조파를 실시간으로 측정함으로써, 고조파를 검출하기 위한 시간이 단축될 수 있다. 또한, 별도의 후 처리 작업 없이 고조파를 실시간으로 측정할 수 있기 때문에 고조파 검출이 용이해질 수 있으며 나아가 하나의 신호를 이용하는 검출 시스템은 적은 메모리를 가지고도 고조파 검출을 할 수 있기 때문에 저렴한 장비를 구성하여 고조파 성분을 측정해낼 수 있다. The
한편, 도 6은 본 발명의 변형예에 따른 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.6 is a block diagram showing the configuration of a harmonic detection system of tone burst ultrasonic waves according to a modification of the present invention.
이하 본 발명에 따른 변형예를 설명하기에 앞서 전술한 구성과 동일 또는 동일 상당한 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Prior to describing the modifications according to the present invention, the same or equivalent components as those described above are denoted by the same or equivalent components, and detailed description thereof will be omitted.
도 6을 참조하면, 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템(200)은 초음파 발생부(110)에서 초음파가 발생할 수 있다. 발생된 초음파는 초음파 송신부(230)로 송신될 수 있으며 송신된 초음파는 초음파 수신부(240)에서 수신될 수 있다. Referring to FIG. 6, the
이때, 초음파 수신부(240)는 피 검사체(10)를 투과한 초음파를 수신하지 않 고, 피검사체(10)를 반사한 반사체를 수신할 수 있다. 따라서, 초음파 송신부(230)와 초음파 수신부(240)는 피 검사체(10)의 동일면에 위치하거나 근접한 위치에 제공될 수 있다. In this case, the
수신된 초음파는 초음파 수신기(150)에 수신될 수 있으며, 초음파 수신기는 초음파 수신부에 의해 발생된 미세한 전압을 수신하여 이를 증폭할 수 있다. The received ultrasound may be received by the
증폭된 초음파는 초음파 분배부(160)에서 제1신호(162) 및 제2신호(164)로 분배될 수 있으며, 제1신호(162)는 시간 지연부(170)로 수신되고 제2신호(164)는 가산부(160)로 수신될 수 있다. The amplified ultrasound wave may be distributed as the
시간 지연부(170)로 수신된 제1신호(162)는 기본파의 2배 정도의 시간이 지연되어 역위상차에 의해 기본파가 제거될 수 있으며, 일반적으로 기본파의 2배에 해당되는 의 시간이 지연될 수 있지만 경우에 따라서는 의 시간이 지연될 수도 있다. The
시간 지연부(170)에서 지연된 제1신호(162)는 가산부(160)에서 제2신호(164)와 합산될 수 있으며, 이때 가산부(160)에서는 합산된 신호(165)에서 기본파는 제거될 수 있고 고조파 성분만 남을 수 있다.The
고조파는 경우에 따라서 필터부(30) 및 증폭부(40)를 거처 측정부(190)에서 측정될 수 있는데, 측정부(190)에서는 초음파 분배부(160)로 수신되지 않은 원신호(155)의 증폭과 고조파만 남은 신호(165)의 증폭을 통해 비선형 파라미터를 실시간으로 측정할 수 있다. Harmonics may be measured by the measuring
이와 같은 고조파 검출 시스템(200)은 하나의 신호를 두 개의 신호로 분배하 여, 하나의 신호는 특정한 시간으로 지연시키고 지연되지 않은 다른 하나의 신호와 합하여 고조파를 실시간으로 검출할 수 있다. The
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a harmonic detection system of tone burst ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3은 도 1의 측정부에서 측정된 결과를 도시한 그래프이다.2 and 3 are graphs showing the results measured by the measuring unit of FIG. 1.
도 4는 기본파와 고조파를 도시한 그래프이고, 도 5는 도 4의 고조파의 증폭을 도시한 그래프이다.4 is a graph illustrating fundamental and harmonics, and FIG. 5 is a graph illustrating amplification of harmonics of FIG. 4.
도 6은 본 발명의 변형예에 따른 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.6 is a block diagram showing the configuration of a harmonic detection system of tone burst ultrasonic waves according to a modification of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 톤 버스트 초음파의 고조파 검출 시스템 130: 초음파 송신부100: harmonic detection system of the tone burst ultrasonic 130: ultrasonic transmitter
140: 초음파 수신부 160: 초음파 분배부140: ultrasonic receiver 160: ultrasonic distributor
162: 제2신호 164: 제2신호162: second signal 164: second signal
170: 시간 지연부 180: 가산부170: time delay unit 180: adder unit
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