KR101053415B1 - 레이저 초음파 측정장치 및 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 초음파 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 특히 레이저 초음파 검출장치에서 피검사체의 레이저광 조사에 의한 손상을 없앨 수 있는 피검사체의 상변태율을 산출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 피검사체에 초음파 발생용 펄스레이저광을 조사하여 판파를 발생시키는 초음파 발생용 레이저광원과, 피검사체에 초음파 검출용 레이저광을 조사하여 판파를 검출하는 초음파 검출용 레이저광원과 피검사체로부터의 초음파 검출용 레이저광원의 반사광을 간섭계에 입사시켜서 간섭시키는 검출광학계와, 조사광학계에 의해 발생한 판파초음파에 의한 광강도 변화의 전기신호에 기초하여 주파수 해석을 하여 군속도 제로의 판파 주파수를 산출하는 주파수 산출부와, 군속도 제로의 판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱과 상변태율의 관계로부터 피검사체의 상변태율을 산출하는 상변태율 산출부를 구비하는 레이저 초음파 측정장치를 제공한다.

레이저 초음파, 피검사체, 펄스레이저광, 판파 초음파, 상변태율

Description

레이저 초음파 측정장치 및 측정방법{Laser ultrasonic measuring apparatus and laser ultrasonic measuring method}

본 발명은 레이저를 피검사체에 조사하여 발생하는 초음파를 검출하는 레이저 초음파 측정장치 및 측정방법에 관한 것이며, 특히 재료의 상변태율을 계측하는 레이저 초음파 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.

레이저 초음파법은 피검사체에 대해 펄스레이저광을 조사하여 발생하는 열적 응력 또는 표면 근방의 피검사체 자체의 기화에 의해 발생하는 기화 응력을 이용하여 초음파를 송신하고 연속 발진하는 다른 레이저광을 수신점에 조사하여, 그 직진성이나 가간섭성을 이용하여 초음파에 의해 유기되는 변위를 수신하여 피검사체 내부를 전파한 초음파를 검출하는 기술이다.

레이저 초음파법은 초음파를 사용하여 재료의 균열이나 내재하는 결함의 검출 또는 재료특성의 평가를 비접촉으로 행하는 것이 가능하며, 여러 재료평가분야로의 응용이 기대되고 있다.

　도 13을 참조하여 레이저 초음파법의 원리에 대해 설명한다.

　높은 에너지의 펄스레이저인 초음파 발생용 레이저를 예를 들어, 피검사체인 강재 표면에 조사하면 그 충격으로 금속 표면에 생기는 열팽창 및 수축에 의해 왜곡이 발생한다. 그리고, 발생한 왜곡이 초음파로 강재 내부를 전파한다. 다음으로, 초음파 검출용 단일 주파수의 연속 레이저광을 금속 표면에 조사하면 이 반사광은 전파한 초음파에 의한 표면 진동에 따른 주파수 변화(도플러 시프트)를 한다. 이하에 도플러 시프트양(Δf)을 나타내는 식을 나타낸다.

Δf = 2V/λ

여기서, V = 표면변위속도, λ = 레이저파장

레이저 초음파법을 이용한 계측기는 파브리 페롯 간섭계 등의 레이저 간섭계를 구비하고 있다. 파브리페롯 간섭계는 특정주파수만을 진동시켜 투과시키는 필터로 동작한다. 예를 들면, 강재 내부에 결함부가 있는 경우 표면 진동이 통상의 강재와 다르기 때문에 도플러 시프트양은 통상적인 강재와 다른 값을 나타낸다. 이 때문에 파브리페롯 간섭계를 투과하는 투과 광량이 변화하여 검사재의 균열이나 결함의 검사 또는 재료평가를 행할 수 있다.

레이저 초음파법으로는 레이저광이 닿는 범위라면 검사대상에 아무것도 접촉시키지 않고 검사대상의 상태를 관측할 수 있다. 레이저광은 광섬유나 밀러를 이용함으로써 접촉이나 접근이 곤란한 피검사체에 대해서도 비교적 용이하게 초음파 검사를 행할 수 있다.

도 14를 참조하여 레이저광 조사에 의한 초음파의 발생 원리에 대해 설명한다. 도 14(a)는 레이저광을 피검사체에 조사하여 피검사체의 일부를 증발시키는 현상인 어블레이션에 의해 초음파를 발생시키는 경우이며, 도 14(b)는 레이저광을 피검사체에 조사하여 피검사체에 열탄성 변화를 발생시켜 초음파를 발생시키는 경우이다.

어블레이션이 발생하는 경우에는 증발응력에 의해 탄성파를 발생시키기 때문에 재료에 조사흔이 발생한다. 한편, 열탄성 경우에는 레이저에 의한 급속가열로 인한 열팽창 및 수축에 따른 탄성파를 발생시키나 재료에 조사흔은 발생하지 않는다. 열탄성의 경우에는 재료에 손상을 주지 않지만, 어블레이션 조건에 비해 열탄성 경우는 플루언스 레벨이 2자리수 가깝게 낮기 때문에 발생하는 초음파 음압은 이 이상의 비율로 감소한다.

종래의 레이저 초음파법은 대상재에 손상을 주어 초음파를 발생시키는 어블레이션 영역에서 사용하는 방법이다. 이 방법은 발생초음파의 강도가 강하고 초음파의 종파나 횡파의 음속을 검출한다(하기, 비특허문헌 1~5). 또한, 검출한 종파나 횡파의 음속을 활용하여 상변태율을 계측에 활용하는 방법(하기, 특허문헌 1 및 2)이 제안되어 있다.

[비특허문헌 1] M. Dubois， A. Moreau， M. Militzer, and J. F. Bussiere, “Laser-Ultrasonic Monitoring of Phase Transformations in Steels”, Scripta Materialia, Vol. 39, No. 6, p.735-741, 1998.

[비특허문헌 2] M. Ericsson, E.Lindh-Ulmgren, D. Artymowicz and B. Hutchison, “’Laser-ultrasonics (LUS) for microstructure characterization”. Research report IM-2003-113, Swedish institute for metals research, 2003.

[비특허문헌 3] 「J.D.Achenbach, “Wave propagation in elastic solids”, Amsterdam, North-Holland, 1973」

[비특허문헌 4] C.B. Scruby and L.E. Drain, “Laser Ultrasonics -Techniques and Applications” , ISBN0-7503-0050-7, Adam Hilger, p.289, 1990.

[비특허문헌 5] J. Huang, Y. Nagata, S. Krishnaswamy, and J. D. Achenbach,“Laser-based ultrasonics for flaw detection”, Proc. of IEEE Ultrasonics Symp., p1205-1209, 1994.

[특허문헌 1] 특개평11－166918호 공보

[특허문헌 2] 특개평11－166919호 공보

대상재의 표면에 손상을 주지 않고 초음파를 발생시키는 열탄성영역에서는 초음파의 발생기구가 다르기 때문에 발생한 전파방향의 지향성이 크게 다르고 결과적으로 종파 및 횡파의 음속을 계측하는 것이 곤란했다. 이 때문에 상변태율을 구하기 위해서는 어블레이션 영역에서 검출한 종파나 횡파의 음속을 이용할 필요가 있었다.

상술한 문제점을 감안하여, 종파나 횡파의 음속이 아니라 대상재의 표면에 주는 손상을 경감할 수 있는 열탄성 영역에서 군속도 제로의 판파초음파 주파수를 계측함으로써 상변태율을 계측하는 재료의 상변태율의 계측장치 및 계측방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 제공되는 본 발명의 레이저 초음파 측정장치 및 레이저 초음파 측정방법은 하기 (1)~(14)에 기재된 바와 같다.

(1) 피검사체에 초음파 발생용 레이저광원에 의해 펄스레이저광을 조사하여 초음파를 발생시키고 초음파 검출용 레이저광원에 의해 연속파 레이저광을 이 피검사체에 조사하여 그 레이저 반사광을 간섭계에서 간섭시켜서 상기 초음파에 의한 도플러 시프트에 의한 광강도 변화를 검지해서 상기 피검사체 내부를 전파한 초음파를 검출하는 레이저 초음파 측정장치에 있어서,

상기 펄스레이저광을 상기 피검사체 상에 점상 스폿으로 조사하는 조사 광학계와,

상기 점상 스폿에 의해 발생하여 피검사체의 두께방향으로 전파한 군속도 제로의 판파초음파를 검출하도록 상기 연속파 레이저광을 피검사체 상에 조사하여 그 레이저 반사광을 상기 간섭계에 입사시켜 간섭시키는 검출 광학계와,

상기 간섭계를 투과한 레이저광을 수광하여 광강도 변화를 전기신호로 출력하는 광검출부와,

상기 광검출부로부터 출력된 전기신호가 입력되어 피검사체의 상기 판파초음파의 주파수를 도출하는 신호처리부를 구비하고,

상기 신호처리부는,

상기 조사 광학계에 의해 발생한 판파초음파에 의한 광강도 변화의 전기신호에 기초하여 주파수 해석을 하여 대칭판파 주파수를 산출하는 주파수 산출부와,

상기 대칭판파 주파수와 미리 작성된 대칭판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱과 상변태율의 관계를 나타내는 교정선으로부터 상기 피검사체의 상변태율을 산출하는 상변태율 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치를 제공한다.

(2) 상기 신호처리부는 별도로 측정된 상기 피검사체의 상변태율이 입력되고상기 대칭판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱과 상기 상변태율의 관계를 나타내는 교정선을 작성하는 교정선 작성부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 레이저 초음파 측정장치를 제공한다.

(3) 상기 연속파 레이저광을 상기 펄스 레이저광의 조사 스폿영역 내에 조사하는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 레이저 초음파 측정장치를 제공한다.

(4) 상기 주파수 해석에서는 복수 주기의 판파초음파를 검출하는 수록시간이 설정되는 것을 특징으로 하는 (1)~(3) 중 어느 한 항에 기재된 레이저 초음파 측정장치를 제공한다.

(5) 상기 대칭판파 주파수는 군속도 제로의 대칭 판파모드 주파수인 것을 특징으로 하는 (1)~(4) 중 어느 한 항에 기재된 레이저 초음파 측정장치를 제공한다.

(6) 상기 교정선의 작성에 사용되는 상변태율은 현미경조직관찰 또는 열팽창률측정에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 (1)~(5) 중 어느 한 항에 기재된 레이저 초음파 측정장치를 제공한다.

(7) 상기 교정선은 상기 상변태율이 0%일 때의 주파수와 상변태율이 100%일 때의 주파수로부터 작성되는 선형 교정선인 것을 특징으로 하는 (1)~(6) 중 어느 한 항에 기재된 레이저 초음파 측정장치를 제공한다.

(8) 피검사체에 초음파 발생용 레이저광원에 의해 펄스레이저광을 조사하여 초음파를 발생시키고 초음파 검출용 레이저광원에 의해 연속파 레이저광을 이 피검사체에 조사하여 그 레이저 반사광을 간섭계에서 간섭시켜서 상기 초음파에 의한 도플러 시프트에 의한 광강도 변화를 검지하여 상기 피검사체 내부를 전파한 초음파를 검출하는 레이저 초음파 측정장치를 이용한 레이저 초음파 측정방법에 있어서,

상기 펄스레이저광을 상기 피검사체 상에 점상 스폿으로 조사하는 레이저광조사공정과,

상기 점상 스폿에 의해 발생하여 피검사체의 두께방향으로 전파한 군속도 제로의 판파초음파를 검출하도록 상기 연속파 레이저광을 피검사체 상에 조사하여 이 레이저 반사광을 상기 간섭계에 입사시켜서 간섭시키는 초음파 검출공정과,

상기 간섭계를 투과한 레이저광을 수광하여 광강도 변화를 전기신호로 출력하는 광검출공정과,

상기 전기신호에 기초하여 주파수 해석을 하여 대칭판파 주파수를 산출하는 주파수 산출공정과,

상기 대칭판파 주파수와 미리 작성된 대칭판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱과 상변태율의 관계를 나타내는 교정선으로부터 상기 피검사체의 상변태율을 산출하는 상변태율 산출부공정을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정방법을 제공한다.

(9) 별도로 측정된 상기 피검사체의 상변태율이 입력되고 상기 대칭판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱과 상기 상변태율의 관계를 나타내는 교정선을 작성하는 교정선 작성공정을 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 (8)에 기재된 레이저 초음파 측정방법을 제공한다.

(10) 초음파 검출공정을 상기 펄스 레이저광의 조사 스폿영역 내에 조사하는 것을 특징으로 하는 (8) 또는 (9)에 기재된 레이저 초음파 측정방법을 제공한다.

(11) 상기 주파수 해석에서는 복수 주기의 판파초음파를 검출하는 수록시간 이 설정되는 것을 특징으로 하는 (8)~(10) 중 어느 한 항에 기재된 레이저 초음파 측정방법을 제공한다.

(12) 상기 대칭판파 주파수는 군속도 제로의 대칭 판파모드 주파수인 것을 특징으로 하는 (8)~(11) 중 어느 한 항에 기재된 레이저 초음파 측정방법을 제공한다.

(13) 상기 교정선 작성에 사용되는 상변태율은 현미경조직관찰 또는 열팽창률측정에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 (8)~(12) 중 어느 한 항에 기재된 레이저 초음파 측정방법을 제공한다.

(14) 상기 교정선은 상기 상변태율이 0%일 때의 주파수와 상변태율이 100%일 때의 주파수로부터 작성되는 선형 교정선인 것을 특징으로 하는 (8)~(13) 중 어느 한 항에 기재된 레이저 초음파 측정방법을 제공한다.

상기 레이저 초음파 측정장치 및 레이저 초음파 측정방법은 피검사체의 표면으로의 손상이 없는 펄스에너지밀도가 낮은 레이저광에 의해 군속도 제로의 판파초음파의 주파수측정을 높은 정밀도로 행할 수 있다. 그 결과, 보다 정밀도가 높은 검사재의 균열이나 결함의 검사 또는 재료평가를 비파괴, 비접촉으로 행할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

상기 비특허문헌 3에 기재된 판파의 이론에서는, 판파에는 각각이 복수의 모드를 갖는 대칭판파와 비대칭판파가 있다. 여기서, 판파는 초음파 탐상 등의 초음파 이용분야에서 주지인 초음파 전파 현상이며, 종파와 횡파가 일체가 되어 전달됨으로써 판 전체를 진동시키는 것처럼 보이는 파이다. 비대칭판파는 판 두께의 중심부터 비대칭한 변위를 발생시키면서 전달하는 판파이고, 대칭판파는 판 두께의 중심부터 대칭한 변위를 발생시키면서 전달하는 판파이다.

도 1(a)는 피검사체(5)의 측면에서 본 레이저 초음파 측정장치(10)의 계략 구성도이다. 도 1(b)는 피검사체(5)를 레이저 초음파 측정장치(10)에서 본 도면이다.

도 1(a)에 나타낸 레이저 초음파 측정장치(10)는 초음파 발생용 레이저광원(11), 초음파 검출용 레이저광원(12), 레이저 간섭계(13), 신호처리부(60)를 갖는다. 도 1(b)에는 발생용 레이저광을 조사하는 초음파 발생용 레이저 스폿영역(6), 검출용 레이저광을 조사하는 초음파 검출용 레이저 스폿영역(7)이 나타나 있다.

초음파 발생용 레이저광원(11)은 광학계를 통해 펄스레이저광을 초음파 발생 용 레이저 스폿영역(6)에 조사한다. 초음파 검출용 레이저광원(12)은 연속파인 레이저광을 광학계를 통해 초음파 발생용 레이저 스폿영역(6)보다 작은 초음파 검출용 레이저 스폿영역(7)에 조사하면 초음파 발생용 레이저 스폿영역(6)에 생긴 판파의 진동에 의해 검출용 레이저광의 파장에 도플러 시프트가 생긴다. 그리고, 도플러 시프트가 생긴 검출용 레이저의 레이저 반사광은 광학계(미도시)에 의해 페브리페롯 간섭계 등의 레이저 간섭계(13)에 안내되어, 해당 레이저 간섭계(13) 안에서 간섭된다. 이때, 레이저 간섭계(13)의 공진조건은 검출용 레이저의 원래 주파수에 대응한 공진조건에서 약간 벗어나게 한다. 일시적으로 도플러 시프트된 검출용 레이저 반사광을 레이저 간섭계(13)를 투과시키면 투과한 레이저광에서는 도플러 시프트에 의한 파장변화가 광강도의 변화로 변환된다.

그리고, 투과된 레이저광을 해당 레이저광의 파장에 양호한 감도를 갖는 공지된 광검출기로 구성하는 광검출부(미도시)에서 검지하여 전기신호로 변환함으로써, 판파에 의한 진동파형(이하, 판파의 파형이라고도 함)을 전기신호(전압파형)으로 검출할 수 있다. 이러한 레이저 초음파법에서의 초음파 검출에 대해서는 예를 들면, 상기 비특허문헌 5에 기재되어 있다. 신호처리부(60)는 이 전기신호를 이하에서 설명 하는 바와 같이 신호처리를 함으로써 원하는 측정정보를 도출할 수 있다.

신호처리부(60)는 검출한 판파의 파형의 전기신호를 A/D 변환기로 디지털신호로 변환한 후, 예를 들면, 주파수 해석으로 FFT(Fast Fourier Transform)를 행하여 각 주파수 성분의 크기의 분포를 도출한다. 해당 분포에서 피크 주파수를 구해 피검사체에 발생한 군속도 제로의 판파 주파수를 검출한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 레이저 초음파 측정장치(10)가 군속도 제로의 판파를 검출이 가능한 것을 나타낸다.

도 2는 레이저 초음파 측정장치(10)에 의해 펄스레이저조사에 의해 판파를 발생시키고 이를 검출했을 때의 전기신호의 파형을 나타낸 도면이다. 도 2(a)는 펄스레이저광을 조사했을 때의 검출한 시간영역의 검출파형을 나타낸다. 도 2(b)는 도 2(a)에 나타낸 시간파형을 푸리에 변환한 주파수 특성을 나타낸다.

도 2(a)의 시간(T1)은 초음파 발생용 펄스레이저를 조사한 시간이다. 도 2(b)에 나타낸 주파수 파형은 도 2(a)의 펄스레이저 조사 후부터 90㎲ 사이에 검출된 시간파형에 대해 FFT를 실행하여 얻은 것이다. 도 2(b)에 나타낸 주파수 스펙트럼 상의 피크(F1)는 FFT에 의해 얻어지는 가장 큰 주파수 성분이다.

해당 측정의 측정조건은 다음과 같다.

피검사체 : 두께(d) 2㎜, SUS304

측정시 온도 : 실온

FFT를 실행한 시간영역 : 90㎲

초음파 발생용 레이저광원 : YAG 레이저(최대 펄스에너지 450ｍJ/pulse(ND필터에서 감쇠), 펄스간격 10ns

레이저펄스 에너지 밀도 : 1.8ｍJ/㎟(열탄성영역)

초음파 검출용 레이저광원 : 파워 500㎽, 파장 532㎚

초음파 발생용 레이저빔 스폿 : 직경 5㎜

검출 레이저빔 스폿 : 직경 1㎜

상기 비특허문헌 3에는 판파의 위상속도를 계산하기 위한 계산식이 기재되어있다. 대칭모드의 판파(Sn)(n은 정수)는 하기에 나타내는 수학식 1에 의해 「속도」와 「진동수×두께」의 관계로 나타난다. 또한, 군속도(Cg)는 수학식 2에 의해 구해진다.

도 3은 논리계산에 의한 군속도 제로의 S1 모드의 주파수를 나타낸 도면이다. 도 3에는 수학식 1에 나타낸 위상속도(c)와 주파수(f = ω/2π)의 관계 및 수학식 2에 의해 구해지는 군속도(Cg)와 주파수(f = ω/2π)와의 관계가 나타난다.

도 3에 나타낸 논리계산에 의한 S1 모드의 군속도 제로에서의 주파수는 검출된 주파수 1.3MHz(F1)와 일치한다. 이에 의해, 검출된 주파수(F1)는 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수인 것을 알 수 있다. 따라서, 도 2 및 도 3의 결과로 실온에서 열탄성영역(표면손상이 없는 조사조건)에서의 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수가 계측이 가능하다는 것을 알 수 있다.

또한, 피검사체(5)인 SＵS304에서는 수학식 1에 사용되는 종파음속(VL) 및 횡파음속(VS)은 기지이며, 판파의 종파음속은 5,900[m/s]이고, 판파의 횡파음속은 3,200[m/s]이며, 도 3의 논리계산에서는 이 값을 이용하고 있다. 또한, 피검사체(5)인 SUS304는 두께가 2mm이고, 도 3의 논리계산에서는 이값을 이용하고 있다.

군속도 제로의 판파는 발생개소에 멈추어 판 두께 방향에서 진동을 계속하기 때문에, 복수 주기를 검출할 수 있도록 예를 들면, 도 2(b)와 같이 90㎲의 장시간의 파형에 대해 FFT를 행함으로써 그 주파수를 계측할 수 있는 것을 알 수 있다.

도 4는 레이저 초음파 측정장치(10)에 의해 측정 온도조건을 바꿔 S1 판파 모드의 판파를 발생시키고 이를 검출했을 때의 전기신호 파형의 FFT결과를 나타낸 도이다. 해당 측정 예에서의 측정조건은 이하에 나타내는 조건을 제외하고는 도 2를 참조하여 설명한 측정조건과 동일하다.

측정 온도조건 : 실온에서 900℃까지 승온(1℃/1ｓ)하여 5분 동안 유지하고, 500℃까지 강온(－20℃/분)한다. 측정은 900℃에서 샘플 공랭 중에 계측하고 온도는 샘플표면에 붙인 열전대의 계측값이다.

피검사체 : 고탄소강(C = 0.85%), 두께 2mm

FFT를 실행한 시간영역 : 초음파 발생용 펄스레이저의 조사 타이밍 이후의 200㎲

F2, F3 및 F4에서 나타내는 피크는, 온도 529℃, 609℃, 711℃일 때 각각 검출한 피크 주파수이다. 이들 값은 고온시의 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수이다. F2~F4에서 나타내는 바와 같이 측정온도와 함께 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수가 변화하는 것을 알 수 있다.

도 5는 피검사체의 온도와 계측한 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수와의 관계를 나타낸 도면이다. △로 나타낸 검출 값은 실온에서 900℃까지 승온했을 때 측정한 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수이다. ○로 나타낸 검출 값은 900℃에서 500℃까지 강온했을 때 측정한 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수이다.

예를 들면, γ철에서 α철로 변태시킬 때의 비율을 강재의 상변태율이라 한다. 또한, 상변태율은 전자현미경으로 촬영한 화상에 대해 화상처리를 행함으로써 상변태율을 측정하는 방법, 또는 열팽창을 이용하여 상변태율을 산출하는 방법이 있다.

전자현미경을 이용하여 화상에서 상변태를 관측하는 것은, 인간이 화상을 보고 변태율을 판단해도 되고, 미세한 구조조직을 가지는 특징이 있으므로 화상인식 에 의해 상변태율을 구해도 된다. 예를 들면, SＵS인 경우, Ti₂Ｏ₃ 등의 탄화물을 이용하여 γ→α 변태시에 페라이트 조직이 미세화되기 때문에 이 페라이트의 미세화를 화상인식하여 변태율을 구할 수 있다.

열팽창을 이용하여 상변태율을 구하는 방법은, 화상처리 측정이나 레이저 측정 등의 방법이 있다. 예를 들면, 화상처리 측정으로는 피검사체의 화상에 대해 화상처리로 측정개소의 변위를 측정함으로써 열팽창률을 취득한다.

도 5에 나타낸 S1f100은 상변태율이 100%일 때의 측정 주파수이고, 도 5에 나타낸 S1f0은 상변태율이 0%일 때의 측정 주파수이다.

온도를 변화시킴으로써 피검사체인 강재의 상변태율이 변화한다. 또한, 이 상변태율의 변화는 승온한 경우과 강온한 경우의 경향이 다른 것을 알 수 있다.

또한, 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수는 비특허문헌 6에 의해 수학식 3과 같이 되는 것이 나타나 있다. 한편, 종파음속(V_L)과 상변태율은 특허문헌 1, 2 등에 나타나 있는 바와 같이 1 : 1 대응이 있다. 따라서, 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수와 피검사체 두께의 곱의 값이 상변태율의 정보를 갖는 것을 알 수 있다.

[비특허문헌 6] Dominique Clorennec, etc, ‘Local and non-contact measurements of bulk acoustic wave velocities in thin isotropic plates and shells using zero group velocity Lamb modes,’ Journal of Applied Physics, 101, 034908, 2007.

여기서, S1f는 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수이고,

은 정수이다.

또한, S1f100×d0과 S1f0×d0 사이의 상변태율에서 상기와 같은 상변태율의 관측 또는 산출에 의해 샘플 데이터를 복수 개 취함으로써, 도 6(a) 또는 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 교정선을 구할 수 있다. 다만, dO는 교정선을 구하기 위해 사용한 피검사체의 두께이다. 도 6(a)는 상변태율과 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수와의 관계를 선형의 교정선으로 나타낸 도면이며, 도 6(b)는 상변태율과 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수와의 관계를 비선형의 교정선으로 나타낸 도면이다. 또한, S1f100×d0과 S1f0×d0 사이의 상변태율에서 샘플 데이터를 복수 개 취하여 교정선을 얻은 결과, 상변태율과 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수와의 관계가 계측 정밀도의 관점에서 선형으로 간주해도 되는 경우는 도 6(a)의 선형의 교정선을 이용하고, 선형으로 간주할 수 없는 경우는 도 6(b)의 비선형의 교정선을 이용한다.

예를 들면, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이 선형 교정선을 이용하는 경우, 임의의 피검사체(두께(d))의 측정 주파수 S1f의 상변태율(P)은 S1f100×d0 및 S1f0× d0를 이용하여 하기 수학식 4에 의해 구할 수 있다.

Ｐ(%) = 100×(S1f0×d0－S1f×d0)/(S1f0×d0－S1f100×d0)

또한, 도 6(b)에 나타낸 비선형 교정선을 이용하는 경우에는 측정된 주파수와 피검사체 두께와의 곱과 상변태율과의 관계를 다항식 등의 함수로부터 핏팅하거나 선형조사함으로써 하기 수학식 5에 나타낸 바와 같은 관계를 도출한다.

Ｐ(%) = F(S1f×d)

여기서, F(S1f×d)는 S1f×d의 함수인 것을 나타낸다. 상변태율의 측정을 행하는 경우에는 군속도 제로의 S1 모드 판파의 측정 주파수 S1f를 측정하여 피검사체 두께와 함께 이 함수(F)에 대입함으로써 상변태율을 구할 수 있다.

이와 같이 상변태율과 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수×두께의 교정선을 구하여 상변태율을 수학식에 의해 산출할 수 있도록 함으로써, 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수(S1f)를 계측하여 S1f의 주파수와 두께로부터 상변태율을 산출할 수 있다.

도 7을 참조하여, 피검사체를 이동하면서 레이저 초음파 측정방법을 행하는 예에 대해 설명한다. 피검사체(5)는 콘베이어 등의 반송설비에 반송된다. 측정조건은 하기에 나타낸 측정조건을 제외하고는 도 2를 참조하여 설명한 측정조건과 동일한다.

반송속도 : V(㎜/s)

S1f 계측을 위한 FFT 실행용 파형수록시간 : 200㎲

또한, FFT 실행용 파형수록시간은 짧으면 주파수 분해능이 저하하고 길면 노이즈성분이 지배적이 되어 SＮ이 저하한다. 피검사체가 이동함으로써 초음파 발생용 레이저 스폿영역(7a)을 초음파 검출용 레이저 스폿영역(6a)이 횡단하듯이 움직이기 때문에, FFT 실행용 파형수록시간은 도 2를 참조하여 설명한 측정조건에서의 파형수록시간보다 길게 100㎲~200㎲ 정도가 바람직하다.

피검사체(5)는 반송설비에 반송되어 있기 때문에 초음파 검출용 레이저 스폿영역(6a)은 도시된 바와 같이 직사각형이 된다. 이때, 초음파 발생용 레이저 스폿영역(7a)은 이 스폿영역 내에 초음파 검출용 레이저 스폿영역(6a)을 넣어 두기 위해 파형수록시간 안에 초음파 검출용 레이저 스폿영역이 이동하는 길이(X)보다 길이 방향으로 긴 것이 바람직하다.

Ｘ = V×Ｔ = V(㎜/s)×FFT 실행을 위한 파형수록시간(ｓ)

초음파 발생용 레이저의 조사 스폿영역의 길이방향의 길이는 Ｘ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 초음파 발생용 레이저 조사시의 초음파 검출용 레이저스폿영역(6a)의 위치는 초음파 발생용 레이저 스폿영역(7a)에서의 피검사체이동의 하류측에 설정할 필요가 있다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 피검사체(5)의 이동속도와 피검사체(5)로부터 검출한 주파수 파형과의 관계를 나타낸다. 도 8은 피검사체(5)를 3[m/s]로 이동한 경우의 검출한 주파수 파형이며, 도 9는 피검사체(5)를 5[m/s]로 이동한 경우의 검출한 주파수 파형이고, 도 10은 피검사체(5)를 10[m/s]로 이동한 경우의 검출한 주파수 파형이다.

측정조건은 상기 반송속도가 상이한 것 외에는 도 4에서 설명한 측정조건이다. 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수인 약 1.3MHz의 주파수 스펙트럼 F5, F6, F7은 각각 피검사체의 이동속도가 3[m/s](도 8), 5[m/s](도 9), 10[m/s](도 10)이어도 검출된 것을 알 수 있다.

이와 같이 도 8 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 피검사체(5)를 이동시킨 경우라도, 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수가 측정 가능한 것을 알 수 있다. 이 결과로, 실제로 강재가 콘베이어 등에 의해 이동한 경우라도 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수를 측정하는 것이 가능하며, 이와 같이 하여 이동한 강재로부터 검출한 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수를 이용하여 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 상변태율의 측정을 행할 수 있다.

상기와 같이 본 실시형태에 관한 레이저 초음파 측정장치 및 그 방법은 피검사체의 표면으로의 손상이 없는 펄스에너지 밀도가 낮은 레이저광에 의해 상변태율의 측정을 높은 정밀도로 행할 수 있다.

또한, 본 발명은 이와 같이 약한 펄스레이저의 사용에만 한정되는 것이 아니며 어블레이션과 열탄성변화영역의 공존영역, 어블레이션 영역에서도 이용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 레이저 초음파 측정장치 및 그 방법은 대상재의 표면에 손상을 주지 않고 초음파를 발생시키는 열탄성영역에서, 검출한 초음파파형에 대해 FFT를 실행하여 주파수 피크를 산출하고 그 주파수값으로부터 변태율을 계측할 수 있다.

상변태율을 계측하는 것은 금속의 제조프로세스에서 재질을 만드는데 중요한 정보가 된다. 예를 들면, 고강도 강판의 제조에서는 γ철에서 α철로 변태시키는 조직제어를 행하여 고강도 만드는 제조방법이 있으나, 이 제조에서는 γ철에서 α철로 변태시킬 때의 비율, 즉, 변태율을 잘 조절함으로써 강도를 동일한 정도로 강도의 편차가 적은 강판을 제조할 수 있게 된다. 이와 같은 관점에서 상변태율을 용이하게 계측할 수 있는 것, 또한 실제의 금속 제조 프로세스와 같이 반송 중의 강재에 대해 상변태율을 구할 수 있는 것은 매우 유용하다.

도 11은 상변태율의 산출처리를 나타내는 흐름도이다. 도 11(a)는 주파수 스펙트럼 상의 주파수 피크와 피검사체 두께와의 곱과 상변태율의 관계를 나타내는 교정선을 작성하는 흐름이다. 도11(b)는 검출한 주파수 스펙트럼 상의 주파수 피크와 피검사체 두께와의 곱과 교정선으로부터 상변태율을 산출하는 흐름이다.

도 11(a)에 나타낸 흐름에서, 레이저 초음파 측정장치(10)는 도2 및 도4에서 설명한 바와 같이, 피검사체로부터 발생한 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수를 산출한다(S101). 다음으로, 레이저 초음파 측정장치(10)는 피검사체의 상변태율을 얻는다(S102). 여기서는 상술한 바와 같이 미리 전자현미경으로 측정 또는 열팽창률로 산출한 상변태율을 얻는다.

스텝 S102에서 소정의 상변태율이 산출되면, 도 6에 나타낸 바와 같이 레이저 초음파 측정장치(10)는 피검사체의 상변태율과 주파수 스펙트럼 상의 주파수 피크 및 피검사체 두께로 교정선을 작성한다(S103). 이와 같이 하여 교정선이 작성된다.

도 11(b)에 나타낸 흐름에서, 레이저 초음파 측정장치(10)는 도 2 및 도 4에서 설명한 바와 같이, 피검사체에서 발생한 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수를 산출한다(S151). 다음으로, 레이저 초음파 측정장치(10)는 스텝 S103에서 작성된 교정선 및 피검사체 두께를 이용하여 검출된 주파수 스펙트럼 상의 주파수 피크에 상당하는 상변태율을 산출한다(S152).

도 12는 일 실시형태에 관한 레이저 초음파 측정장치(10a)의 전체도이다. 도시한 바와 같이 레이저 초음파 측정장치(10a)는 초음파 발생용 레이저광원(11), 초음파 검출용 레이저광원(12), 레이저 간섭계(13) 및 신호처리부(60)를 갖는다.

초음파 발생용 레이저광원(11)은 피검사체(5)에 초음파를 발생시키기 위해 고출력 펄스 레이저광(EL)을 밀러(31a, 31b)를 통해 피검사체(5)에 조사한다. 펄스 레이저광(EL)은 렌즈(33)에 의해 집속되어 점상 스폿으로 초음파 검출용 레이저 스폿영역(7)에 조사된다. 피검사체(5)의 펄스 레이저광(EL)이 조사되는 부분은 열팽창하고, 그 후 수축함으로써 왜곡이 발생하여 피검사체(5)에 초음파가 전달된다.

초음파 검출용 레이저광원(12)으로부터는 연속파 레이저광(DL)이 밀러(41a, 41b)를 통해 점상 스폿으로 초음파 검출용 레이저 스폿영역(7)에 조사된다. 연속파 레이저광(DL)은 피검사체(5) 상의 계측점에 조사된다. 피검사체(5)로부터의 연속파 레이저광(DL)의 레이저 반사광(RL)의 주파수는 표면진동에 의해 도플러 시프트된다. 레이저 반사광(RL)은 밀러(41c, 41d)를 통해 렌즈(43)에 의해 집속되어 레이저 간섭계(13)에 입사한다.

레이저 간섭계(13)는 입사한 레이저광을 밀러 13a와 13b 사이에서 왕복시켜 간섭(공진)시키고, 밀러(13b)로 일부 광량을 투과시킨다. 레이저 간섭계(13)를 투과하는 레이저광의 스펙트럼은 매우 좁은 파장영역의 급격한 피크와 양측의 슬로프로 구성된다. 밀러 13a와 13b의 간격을 레이저광의 파장의 공진조건에서 약간 벗어나게 하고 레이저광의 파장이 해당 슬로프의 파장영역에 위치하도록 설정하여 둔다. 이때, 레이저 반사광의 도플러 시프트는 레이저 간섭계(13)를 투과할 때에 광강도 변화로 변환된다. 그리고, 레이저 간섭계(13)를 투과한 광은 애벌란시 포토다이오드 등으로 이루어진 고속 응답이 가능한 광검출기(20)에 입사한다. 광검출기(20)에서는 투과광의 광강도는 전기신호(Ｅ1)로 변환되어 신호처리부(60)에 입력 한다.

신호처리부(60)에서 주파수 산출부(61)는 도 11의 스텝 S101 및 S151에서 설명한 처리를 실행할 수 있다. 상변태율 격납부(62)는 미리 측정 또는 산출한 상변태율을 격납한다. 두께정보 격납부(63)는 미리 측정한 피검사체 두께의 값을 격납한다. 또한, 이값은 방사선계측기에 의한 계측 및 메저(measure)류를 사용한 계측에 의해 가능하다. 교정선 작성부(64)는, 도 11의 스텝 S102에서 설명한 바와 같이, 상변태율 격납부(62)에 격납된 상변태율을 얻어 도 11의 스텝 S103에서 설명한 바와 같이 교정선을 작성할 수 있다. 상변태율 산출부(65)는 도 11의 스텝 S152에서 설명한 처리를 실행할 수 있다.

신호처리부(60)는 프로세서로 구성되며 상기 주파수 산출부(61), 교정선 작성부(64), 상변태율 산출부(65)는 프로세서가 도시되어 있지 않는 메모리나 외부기억장치에 격납된 프로그램을 실행함으로써 실장해도 된다. 상변태율 격납부(62)는 메모리나 외부기억장치로 실장할 수 있다. 상변태율 산출부(65)의 산출결과는 표시장치(19)에 출력할 수 있다. 또한, 신호처리부(60)에는 도시하지 않은 입출력장치, 통신장치가 접속될 수 있다. 측정한 상변태율은 입력장치 또는 통신장치를 통해 상변태율 격납부(62)에 격납할 수 있다.

또한, 레이저 초음파 측정장치(10a)는 금속 제조 프로세스에 배치되는 경우, 교정선의 작성기능을 가지지 않고, 미리 작성된 교정선을 이용하여 상변태율을 구해도 된다. 이 경우, 교정선 작성부(64)의 기능을 레이저 초음파 측정장치(10a)와 데이터 접속된 별도의 장치(프로세서, 메모리, 통신수단, 외부기억장치를 갖는다) 에 실행해도 된다. 그리고, 신호처리부(60)는 상변태율 격납부(62) 및 교정선 작성부(64)를 가지지 않고, 상기 별도의 장치에서 네트워크 또는 기록매체를 통해 수신한 교정선의 데이터를 이용하고 상변태율 산출부(65)는 도 11의 스텝 S152에서 설명한 처리를 실행할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

도 1(a)는 피검사체(5)의 측면에서 본 레이저 초음파 측정장치(10)의 계략 구성도이며, 도 1(b)는 피검사체(5)를 레이저 초음파 측정장치(10)에서 본 도면이다.

도 2(a)는 펄스레이저광을 조사했을 때의 검출파형을 나타내고, 도2(b)는 도 2(a)에 나타낸 시간파형을 푸리에 변환한 주파수특성을 나타낸 도면이다.

도 3은 논리계산에 의한 S1 모드 판파 주파수와 위상속도 및 군속도의 관계를 나타낸 도면이다.

도 4는 레이저 초음파 측정장치(10)에 의해 측정온도조건을 바꿔서검출한 파형의 FFT결과를 나타낸 도면이다.

도 5는 피검사체의 온도와 계측한 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수와의 관계를 나타낸 도면이다.

도 6(a)는 상변태율과 군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱의 관계를 선형의 교정선으로 나타낸 도면이며, 도 6(b)는 상변태율과 S군속도 제로의 S1 모드 판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱의 관계를 비선형 교정선으로 나타낸 도면이다.

도 7은 피검사체를 이동하면서 레이저 초음파측정법을 적용하는 경우의 초음파 발생용 레이저 스폿과 초음파 검출용 레이저 스폿의 위치관계를 나타낸 도면이다.

도 8은 피검사체의 이동속도가 3m/s인 경우의 검출파형의 주파수 특성을 나 타낸 도면이다.

도 9는 피검사체의 이동속도가 5m/s인 경우의 검출파형의 주파수 특성을 나타낸 도면이다.

도 10은 피검사체의 이동속도가 10m/s인 경우의 검출파형의 주파수 특성을 나타낸 도면이다.

도 11(a)는 주파수 스펙트럼 상의 주파수 피크와 피검사체 두께와의 곱과 상변태율의 관계를 나타내는 교정선을 작성하는 흐름도이며, 도 11(b)는 검출한 주파수 스펙트럼 상의 주파수 피크, 피검사체 두께와 교정선으로부터 상변태율을 산출하는 흐름도이다.

도 12는 레이저 초음파 측정장치의 전체 구성을 설명하는 도면이다.

도 13는 레이저 초음파법의 측정원리에 대해 설명하는 도면이다.

도 14는 레이저광조사에 의한 초음파의 2종류의 발생 원리를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5　:　피검사체

6, 6a　:　초음파 발생용 레이저 스폿영역

7, 7a　: 초음파 검출용 레이저 스폿영역

10, 10a　:　레이저 초음파 측정장치

11　:　초음파 발생용 레이저광원

12　:　초음파 검출용 레이저광원

13　:　레이저 간섭계

13a, 13b, 31a, 41a, 41b, 41c　:　밀러

19　:　표시장치

20　:　광검출기

33, 43　:　렌즈

60　:　신호처리부

61　:　주파수 산출부

62　:　상변태율 격납부

63 : 두께정보 격납부

64　:　교정선 작성부

65　:　상변태율 산출부

Claims (14)

1. 피검사체에 초음파 발생용 레이저광원에 의해 펄스레이저광을 조사하여 초음파를 발생시키고 초음파 검출용 레이저광원에 의해 연속파 레이저광을 상기 피검사체에 조사하여 상기 조사된 연속파 레이저광의 반사광을 간섭계에서 간섭시켜 상기 초음파에 의한 도플러 시프트에 의한 광강도 변화를 검지하여 상기 피검사체의 내부를 전파한 초음파를 검출하는 레이저 초음파 측정장치에 있어서,

   상기 펄스레이저광을 상기 피검사체 상에 점상 스폿으로 조사하는 조사 광학계와,

   상기 점상 스폿에 의해 발생하여 피검사체의 두께 방향으로 전파한 군속도 제로의 판파초음파를 검출하도록 상기 연속파 레이저광을 피검사체 상에 조사하여 상기 조사된 연속파 레이저광의 반사광을 상기 간섭계에 입사시켜서 간섭시키는 검출 광학계와,

   상기 간섭계를 투과한 레이저광을 수광하여 광강도 변화를 전기신호로 출력하는 광검출부와,

   상기 광검출부로부터 출력된 전기신호가 입력되어, 피검사체의 상기 판파초음파의 주파수를 도출하는 신호처리부를 구비하고,

   상기 신호처리부는

   상기 조사 광학계에 의해 발생한 판파초음파에 의한 광강도 변화의 전기신호에 기초하여 주파수 해석을 하여 대칭판파 주파수를 산출하는 주파수 산출부와,

   상기 대칭판파 주파수와 미리 작성된 대칭판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱과 상변태율의 관계를 나타내는 교정선으로부터 상기 피검사체의 상변태율을 산출하는 상변태율 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 신호처리부는 별도로 측정된 상기 피검사체의 상변태율이 입력되고 상기 대칭판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱과 상기 상변태율의 관계를 나타내는 교정선을 작성하는 교정선 작성부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 연속파 레이저광을 상기 펄스 레이저광의 조사 스폿영역 내에 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 주파수 해석에서는 복수 주기의 판파초음파를 검출하는 수록시간이 설정되는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 대칭판파 주파수는 군속도 제로의 대칭 판파모드 주파수인 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 교정선의 작성에 사용되는 상변태율은 현미경조직관찰 또는 열팽창률측정에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 교정선은 상기 상변태율이 0%일 때의 주파수와 상변태율이 100%일 때의 주파수로부터 작성되는 선형의 교정선인 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치.
8. 피검사체에 초음파 발생용 레이저광원에 의해 펄스레이저광을 조사하여 초음파를 발생시키고 초음파 검출용 레이저광원에 의해 연속파 레이저광을 상기 피검사체에 조사하여 상기 조사된 연속파 레이저광의 반사광을 간섭계에서 간섭시켜서 상기 초음파에 의한 도플러 시프트에 의한 광강도 변화를 검지하여, 상기 피검사체의 내부를 전파한 초음파를 검출하는 레이저 초음파 측정장치를 이용한 레이저 초음파 측정방법에 있어서,

   상기 펄스레이저광을 상기 피검사체 상에 점상 스폿으로 조사하는 레이저광조사공정과,

   상기 점상 스폿에 의해 발생하여 피검사체의 두께 방향으로 전파한 군속도 제로의 판파초음파를 검출하도록 상기 연속파 레이저광을 피검사체 상에 조사하여 상기 조사된 연속파 레이저광의 반사광을 상기 간섭계에 입사시켜서 간섭시키는 초음파 검출공정과,

   상기 간섭계를 투과한 레이저광을 수광하여 강광도 변화를 전기신호로 출력하는 광검출공정과,

   상기 전기신호에 기초하여 주파수 해석을 하여 대칭판파 주파수를 산출하는 주파수산출공정과,

   상기 대칭판파 주파수와 미리 작성된 대칭판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱과 상변태율의 관계를 나타내는 교정선으로부터 상기 피검사체의 상변태율을 산출하는 상변태율 산출부공정을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정방법.
9. 제8항에 있어서,

   별도로 측정된 상기 피검사체의 상변태율이 입력되고 상기 대칭판파 주파수와 피검사체 두께와의 곱과 상기 상변태율의 관계를 나타내는 교정선을 작성하는 교정선작성 공정을 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정방법.
10. 제8항 또는 제9항 있어서,

    초음파 검출공정을 상기 펄스 레이저광의 조사 스폿영역 내에 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정방법.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서,

    상기 주파수 해석에서는 복수 주기의 판파초음파를 검출하는 수록시간이 설정되는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정방법.
12. 제8항 또는 제9항에 있어서,

    상기 대칭판파 주파수는 군속도 제로의 대칭 판파모드 주파수인 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정방법.
13. 제8항 또는 제9항에 있어서,

    상기 교정선의 작성에 사용되는 상변태율은 현미경조직관찰 또는 열팽창률측정에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정방법.
14. 제8항 또는 제9항에 있어서,

    상기 교정선은 상기 상변태율이 0%일 때의 주파수와 상변태율이 100%일 때의 주파수로부터 작성되는 선형의 교정선인 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정방법.

Images