KR101053422B1 - 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템 및 검출방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템 및 검출방법에 관한 것으로, 특히 강판의 결함검출과정에서 충분한 진폭의 반사파를 발생시키지 못하는 작은 크기의 내부결함들을 검출하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템은, 톤-버스트를 발생시켜 압연 중인 강판의 내부에 초음파 판파를 발생시키는 초음파 송신부; 상기 강판의 폭 방향으로 전파된 초음파 판파를 수신하고, 상기 수신한 초음파 판파 중에서 특정한 주파수 대역의 초음파 판파를 필터링하여 증폭시키는 초음파 수신부; 및 상기 증폭된 초음파 판파의 신호에서, 상기 발생된 초음파 판파와 동일한 주파수인 1차 고조파와, 상기 발생된 초음파 판파의 2배의 주파수인 2차 고조파로부터 얻어지는 비선형 파라미터의 값을 구하고, 상기 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상인지를 판단하여 상기 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값이상이면 상기 강판의 내부결함으로 검출하는 신호처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
초음파 판파, 비선형 파라미터, 강판, 내부결함

Description

비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템 및 검출방법{System and method for detecting inner defects of strip using non-linear ultrasonic generation}
본 발명은 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템 및 검출방법에 관한 것으로, 특히 강판의 결함검출과정에서 충분한 진폭의 반사파를 발생시키지 못하는 작은 크기의 내부결함들을 검출하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래의 강판 내부결함 검사기법인 유도 초음파의 펄스/에코(pulse/echo)법은 비교적 크기가 큰 결함만을 검출할 수 있었고, 압연과정 중에 표면으로 드러나지 않는 작은 내부결함은 검출하지 못하는 문제점이 있었다. 이 기법에서는 초음파 트랜스듀서에서 발생되어 강판 내부를 따라 전파되는 유도 초음파가, 전파되는 경로상에 존재하는 내부결함의 경계면에서 반사되고, 이를 다시 초음파 트랜스듀서로 수신한다. 이와 같이, 내부결함에서 반사되는 유도 초음파를 다시 수신하기 위해 상당히 큰 내부결함으로부터 반사된 유도 초음파의 신호만을 검출하는 것이 가능하다.
유도 초음파를 반사시켜 펄스/에코(pulse/echo)법으로 검출할 수 있는 거대한 내부결함은, 냉간압연 후 표면으로 노출되어 표면결함이 되므로, 표면결함검출기(SDD)로도 그 기능을 수행하는 것이 가능하다.
또한, 최근 제강기술의 발달로 이와 같은 거대한 내부결함의 발생율이 감소하였으므로, 거대한 내부결함을 검출하는 내부결함 검출기의 유용성이 떨어진다. 근래에는 강판으로부터 최종제품을 생산할 때 소성 가공성이 더 많이 요구되고 있기 때문에, 개재물과 같은 내부결함에 대한 기준이 더욱 엄격해지고 있다. 이에, 만족되는 내부결함 검출기법은 종래보다 훨씬 작은 크기의 결함검출이 가능해야 한다.
최근, 초음파를 이용한 결함 검출방법 중에서는 비선형 초음파 현상을 이용하는 기법이 있으며, 이 기법은 결함으로부터의 초음파 반사파를 수신하는 일반적인 초음파 탐상기법에서 검출하지 못하는 미소한 초기균열을 검출한다.
기계 구조물에서 피로하중을 받게 되면, 많은 수의 미세한 균열들이 발생하고, 이들이 연결되고 성장하여 구조물의 파손이 이르게 되며, 초음파 탐상법으로 검출되는 균열은 이미 상당히 성장된 상태이므로 이보다 먼저 초기단계의 균열을 검출하여야 적절한 대응이 가능하다.
이와 같이, 비선형 초음파 현상은 미세한 균열들과의 상호작용에 의해 발생되는 것으로, 전달된 초음파의 2차 고조파 성분이 증대되는 것이다. 이와 같은 특성을 수학식 1로 나타낸 것이 비선형파라미터 β이다.
Figure 112008087966064-pat00001
여기서, A1과 A2는 각각 1차 고조파와 2차 고조파의 진폭이고, k는 파수(wave number), x는 전파거리이다. 1차 고조파는 송신파의 주파수와 동일한 주파수 성분의 초음파를 의미하고, 2차 고조파는 송신파의 주파수의 2배의 주파수를 갖는 고주파 성분의 초음파를 의미한다.
그러나, 상술한 강판의 내부결함 탐상에서는 비선형 초음파를 이용하여 강판 내부의 미세한 내부결함을 검출하는 시스템 및 방법을 제공하고 있지 못하다.
본 발명은 강판의 내부결함 탐상에서 비선형 초음파를 이용하여 강판 내부의 미세한 내부결함을 검출하는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 톤-버스트를 발생시켜 압연 중인 강판의 내부에 초음파 판파를 발생시키는 초음파 송신부; 상기 강판의 폭 방향으로 전파된 초음파 판파를 수신하고, 상기 수신한 초음파 판파 중에서 특정한 주파수 대역의 초음파 판파를 필터링하여 증폭시키는 초음파 수신부; 및 상기 증폭된 초음파 판파의 신호에서, 상기 발생된 초음파 판파와 동일한 주파수인 1차 고조파와, 상기 발생된 초음파 판파의 2배의 주파수인 2차 고조파로부터 얻어지는 비선형 파라미터의 값을 구하고, 상기 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상인지를 판단하여 상기 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값이상이면 상기 강판의 내부결함으로 검출하는 신호처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 초음파 송신부는 전자기-초음파 트랜스듀서 또는 공기결함 트랜스듀서를 포함하는 비접촉방식의 송신용 트랜스듀서, 또는 액체로 채워지고 상기 강판 위에 굴림이 가능한 타이어 내부에 압전재료로 만들어진 초음파 센서가 내장된 휠 타입 트랜스듀서를 포함하는 연속접촉방식의 송신용 트랜스듀서를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결 함 검출시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 초음파 수신부는 전자기-초음파 트랜스듀서 또는 공기결함 트랜스듀서를 포함하는 비접촉방식의 수신용 트랜스듀서, 또는 액체로 채워지고 상기 강판 위에 굴림이 가능한 타이어 내부에 압전재료로 만들어진 초음파 센서가 내장된 휠 타입 트랜스듀서를 포함하는 연속접촉방식의 수신용 트랜스듀서를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 수신용 트랜스듀서의 주파수를 파장길이로 조절하는 경우에는, 상기 수신용 트랜스듀서의 파장길이를 상기 송신용 트랜스듀서의 파장길이의 반으로 하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 수신용 트랜스듀서의 주파수를 상기 수신용 트랜스듀서의 공진주파수로 조절하는 경우에는, 상기 수신용 트랜스듀서의 공진주파수를 상기 송신용 트랜스듀서의 주파수의 2배로 하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 톤-버스트를 발생시켜 압연 중인 강판의 내부에 초음파 판파를 발생시키는 단계; 상기 강판의 폭 방향으로 전파된 초음파 판파를 수신하고, 상기 수신한 초음파 판파 중에서 특정한 주파수 대역의 초음파 판파를 필터링하여 증폭시키는 단계; 상기 증폭된 초음파 판파의 신호에서, 상기 발생된 초음파 판파와 동일한 주파수인 1차 고조파와, 상기 발생된 초음파 판파의 2배의 주파수인 2차 고조파로부터 얻어지는 비선형 파라미터의 값를 구하는 단계; 및 상기 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상인지를 판단하여, 상기 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상이면 상기 강판의 내부결함으로 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 강판의 내부결함 탐상에서 비선형 초음파를 이용하여 강판 내부의 미세한 내부결함을 검출할 수 있으므로, 내부결함을 크게 감소시킨 고품질의 냉연강판을 생산할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 냉연강판을 원소재로 하는 가공에서 내부결함에 의한 소성가공의 불량을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압연공정 중에 강판에 존재하는 내부결함 또는 개재물성 결함 검출에 이용할 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.
본 발명에서 강판은 내부결함 검출의 대상으로, 철강 제조공정에서 일정한 폭과 두께를 갖는 강철이며, 압연공정에서 길이방향 즉, 압연방향으로 연속적으로 이동하는 스트립(strip)이다. 그리고, 내부결함은 강판 내부에 존재하는 결함으로, 강판의 품질을 저해하는 것으로 개재물성 결함을 포함한다.
도 1은 본 발명의 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 강판에서 전파되는 초음파 판파의 상태도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 비선형 초음파 발생을 이용한 강판(50)의 내부결함(90) 검출시스템은, 초음파 송신부(1000), 초음파 수신부(2000), 신호처리장치(500)를 포함한다.
초음파 송신부(1000)는 초음파 발생기(100)와 송신용 트랜스듀서(200)로 구성된다. 초음파 발생기(100)는 고출력의 톤-버스트(tone-burst)를 발생시켜 초음파를 발생시키고, 송신용 트랜스듀서(200)는 초음파 발생기(100)가 발생시킨 초음파로 압연 중인 강판(50)의 내부에 초음파 판파(60)를 발생시킨다.
송신용 트랜스듀서(200)는 전자기-초음파 트랜스듀서(EMAT) 또는 공기결함 트랜스듀서(air-coupled transducer)를 포함하는 비접촉방식의 트랜스듀서, 또는 액체로 채워지고 강판(50) 위에 굴림이 가능한 타이어 내부에 압전재료로 만들어진 초음파 센서가 내장된 휠 타입 트랜스듀서를 포함하는 연속접촉방식의 트랜스듀서이다.
초음파 수신부(2000)는 수신용 트랜스듀서(300), 초음파 수신기(400)를 포함한다. 그리고, 초음파 수신기(400)는 필터(410) 및 신호증폭기(420)를 포함한다. 수신용 트랜스듀서(300)는 송신용 트랜스듀서(200)에서 발생하여 강판(50)의 폭 방향으로 전파된 초음파 판파(60)를 수신한다. 그리고, 필터(410)는 수신용 트랜스듀서(300)가 수신한 초음파 판파(60) 중에서 특정한 주파수 대역의 초음파 판파(60)를 필터링하고, 신호증폭기(420)는 필터(410)에서 필터링된 초음파 판파(60)를 증폭시킨다. 이때, 송신된 초음파 판파(60)의 2배의 주파수 성분을 효과적으로 수신하기 위하여, 밴드패스 필터(band pass filter), 하이패스 필터(high pass filter), 로우패스 필터(low pass filter)가 이용된다.
송신용 트랜스듀서(200)와 마찬가지로, 수신용 트랜스듀서(300)도 전자기-초음파 트랜스듀서 또는 공기결함 트랜스듀서를 포함하는 비접촉방식의 트랜스듀서, 또는 액체로 채워지고 강판(50) 위에 굴림이 가능한 타이어 내부에 압전재료로 만들어진 초음파 센서가 내장된 휠 타입 트랜스듀서를 포함하는 연속접촉방식의 트랜스듀서이다.
수신용 트랜스듀서(300)의 주파수를 조절하는 경우에는 2가지의 방법을 이용한다.즉, 수신용 트랜스듀서(300)의 주파수를 파장길이로 조절하는 경우에는, 수신용 트랜스듀서의 파장길이를 송신용 트랜스듀서(200)의 파장길이의 반으로 한다. 그리고, 수신용 트랜스듀서(300)의 주파수를 수신용 트랜스듀서(300)의 공진주파수로 조절하는 경우에는, 수신용 트랜스듀서(300)의 공진주파수를 송신용 트랜스듀서(200)의 주파수의 2배로 한다.
송신용 트랜스듀서(200) 및 수신용 트랜스듀서(300)는 강판(50)의 워크 사이드 근처 또는 강판(50)의 드라이브 사이드 근처에 구비될 수 있다. 송신용 트랜스듀서(200)가 강판(50)의 워크 사이드 근처에 구비되면, 수신용 트랜스듀서(300)는 강판(50)의 드라이브 사이드 근처에 구비된다. 그리고, 수신용 트랜스듀서(300)가 강판(50)의 워크 사이드 근처에 구비되면, 송신용 트랜스듀서(200)는 강판(50)의 드라이브 사이드 근처에 구비된다. 이렇게 하여, 유도 초음파는 강판(50)의 전폭을 가로질러 전파되도록 할 수 있다.
신호처리장치(500)는 신호증폭기(420)가 증폭한 초음파 판파(60)의 신호에서, 송신용 트랜스듀서(200)가 발생시킨 초음파 판파(60)와 동일한 주파수인 1차 고조파(70)와, 송신용 트랜스듀서(200)가 발생시킨 초음파 판파(60)의 2배의 주파수인 2차 고조파(80)로부터 얻어지는 비선형 파라미터의 값을 구하고, 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상인지를 판단하여 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값이상이면 강판(50)의 내부결함(90)으로 검출한다.
신호처리장치(500)는 일반적으로 계측시스템의 하드웨어 구동용 PC가 될 수 있고, 신호증폭기(420)에서 최종적으로 출력되는 초음파 신호를 입력받아 아날로그/디지털(analog/digital) 변환한다. 그리고, 신호처리장치(500)는 변환된 초음파 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 1차 고조파(70) 및 2차 고조파(80)의 진폭을 추출한 후, 비선형 파라미터의 값을 계산한다.
송신용 트랜스듀서(200)로부터 발생된 초음파 판파(60)는 강판(50) 내부에서 전파하는 동안, 강판(50)의 내부결함(90)과 산란 및 상호작용에 의하여 2차 고조파(80)의 성분이 증가하게 되고, 수신용 트랜스듀서(300)에서는 2차 고조파(80)의 성분이 증가된 초음파 판파(60)를 수신하여 신호처리장치(500)가 1차 고조파(70)와 2차 고조파(80)의 관계로 나타나는 비선형 파라미터에서 강판(50)의 내부결함(90)을 검출하도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출방법의 흐름도이다. 도 3을 도 1 및 도 2와 함께 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 초음파 발생기(100)가 고출력의 톤-버스트를 발생시켜 초음파를 발생시킨 후(S100), 송신용 트랜스듀서(200)가 초음파 발생기(100)가 발생시킨 초음파로 압연 중인 강판(50)의 내부에 초음파 판파를 발생시킨다(S200).
이후에, 수신용 트랜스듀서(300)가 송신용 트랜스듀서(200)에서 발생하여 강판(50)의 폭 방향으로 전파된 초음파 판파를 수신한 후(S300), 필터(410)가 수신용 트랜스듀서(300)가 수신한 초음파 판파 중에서 특정한 주파수 대역의 초음파 판파를 필터링하고, 신호증폭기(420)는 필터(410)에서 필터링된 초음파 판파를 증폭시킨다(S400).
이후에, 신호처리장치(500)는 신호증폭기(420)가 증폭한 초음파 판파의 신호에서, 송신용 트랜스듀서(200)가 발생시킨 초음파 판파와 동일한 주파수인 1차 고조파와, 송신용 트랜스듀서(200)가 발생시킨 초음파 판파의 2배의 주파수인 2차 고 조파로부터 얻어지는 비선형 파라미터의 값을 구한다(S500).
이후에, 신호처리장치(500)는 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상인지를 판단하여(S600), 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상이면 강판(50)의 내부결함으로 검출한다(S710). 그러나, 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상이 아니면 신호처리장치(500)는 강판(50)에 내부결함이 없는 것으로 판단한다(S720). 기 설정된 기준값은 내부결함 검출대상인 강판의 종류나 작업상황 등에 따라 조업자가 적절히 선택하여야 한다.
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 1은 본 발명의 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 강판에서 전파되는 초음파 판파의 상태도이다.
도 3은 본 발명의 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출방법의 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50 : 강판 60 : 초음파 판파
70 : 1차 고조파 80 : 2차 고조파
90 : 내부결함 100 : 초음파 발생기
200 : 송신용 트랜스듀서 300 : 수신용 트랜스듀서
400 : 초음파 수신기 410 : 필터
420 : 신호증폭기 500 : 신호처리장치
1000 : 초음파 송신부 2000 : 초음파 수신부

Claims (6)

  1. 톤-버스트를 발생시켜 압연 중인 강판의 내부에 초음파 판파를 발생시키는 초음파 송신부;
    상기 강판의 폭 방향으로 전파된 초음파 판파를 수신하고, 상기 수신한 초음파 판파 중에서 특정한 주파수 대역의 초음파 판파를 필터링하여 증폭시키는 초음파 수신부; 및
    상기 증폭된 초음파 판파의 신호에서, 상기 발생된 초음파 판파와 동일한 주파수인 1차 고조파와, 상기 발생된 초음파 판파의 2배의 주파수인 2차 고조파로부터 얻어지는 비선형 파라미터의 값을 구하고, 상기 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상인지를 판단하여 상기 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값이상이면 내부결함으로 검출하는 신호처리장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 송신부는
    전자기-초음파 트랜스듀서 또는 공기결함 트랜스듀서를 포함하는 비접촉방식의 송신용 트랜스듀서, 및
    액체로 채워지고 상기 강판 위에 굴림이 가능한 타이어 내부에 압전재료로 만들어진 초음파 센서가 내장된 휠 타입 트랜스듀서를 포함하는 연속접촉방식의 송신용 트랜스듀서 중
    어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 초음파 수신부는
    전자기-초음파 트랜스듀서 또는 공기결함 트랜스듀서를 포함하는 비접촉방식의 수신용 트랜스듀서, 및
    액체로 채워지고 상기 강판 위에 굴림이 가능한 타이어 내부에 압전재료로 만들어진 초음파 센서가 내장된 휠 타입 트랜스듀서를 포함하는 연속접촉방식의 수신용 트랜스듀서 중
    어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수신용 트랜스듀서의 주파수를 파장길이로 조절하는 경우에는, 상기 수신용 트랜스듀서의 파장길이를 상기 송신용 트랜스듀서의 파장길이의 반으로 하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수신용 트랜스듀서의 주파수를 상기 수신용 트랜스듀서의 공진주파수로 조절하는 경우에는, 상기 수신용 트랜스듀서의 공진주파수를 상기 송신용 트랜스듀서의 주파수의 2배로 하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출시스템.
  6. 톤-버스트를 발생시켜 압연 중인 강판의 내부에 초음파 판파를 발생시키는 단계;
    상기 강판의 폭 방향으로 전파된 초음파 판파를 수신하고, 상기 수신한 초음파 판파 중에서 특정한 주파수 대역의 초음파 판파를 필터링하여 증폭시키는 단계;
    상기 증폭된 초음파 판파의 신호에서, 상기 발생된 초음파 판파와 동일한 주파수인 1차 고조파와, 상기 발생된 초음파 판파의 2배의 주파수인 2차 고조파로부터 얻어지는 비선형 파라미터의 값를 구하는 단계; 및
    상기 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상인지를 판단하여, 상기 비선형 파라미터의 값이 기 설정된 기준값 이상이면 내부결함으로 검출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 발생을 이용한 강판의 내부결함 검출방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014178518A1 (ko) * 2013-04-30 2014-11-06 한국과학기술원 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 무선 진단장치 및 그를 이용한 안전진단 방법
KR20150079087A (ko) 2013-12-31 2015-07-08 한국원자력연구원 연속성 레이저를 이용한 비파괴 검사용 가진장치와 이를 이용한 비파괴 검사장치 및 비파괴 검사방법
KR101955441B1 (ko) 2018-08-10 2019-05-30 선문대학교 산학협력단 시편을 타격하여 특성을 측정하는 시편특성 측정장치
KR101955439B1 (ko) 2018-08-30 2019-05-30 선문대학교 산학협력단 시편의 온도를 제어하면서 타격하여 특성을 측정하는 시편특성 측정장치
KR102157903B1 (ko) * 2019-05-10 2020-09-18 한국과학기술원 비선형 초음파 변조 기반 피로균열 파손 경고 시스템 및 그 방법과, 이를 이용한 구조물의 잔여 피로수명 추정 시스템 및 그 방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101251204B1 (ko) * 2011-04-29 2013-04-08 원광대학교산학협력단 초음파 비파괴 검사 장치 및 초음파 비파괴 검사 방법
KR101424501B1 (ko) * 2013-02-27 2014-08-04 현대제철 주식회사 빌릿 불량 검사장치
KR101398776B1 (ko) * 2013-06-04 2014-05-27 성균관대학교산학협력단 노이즈에 강인한 비선형 파라미터 측정 방법 및 시스템
KR101595492B1 (ko) 2013-12-26 2016-02-18 주식회사 포스코 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치
KR101594970B1 (ko) * 2014-09-15 2016-02-26 한양대학교 산학협력단 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치 및 방법
CN106461614B (zh) 2014-05-28 2019-04-26 汉阳大学校产学协力团 利用超声波的热化评价及强度估算装置及方法
KR101739030B1 (ko) 2014-12-15 2017-05-23 주식회사 포스코 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치
KR101716877B1 (ko) * 2016-06-09 2017-03-15 세종대학교산학협력단 자가 압전센싱 기반의 비선형 초음파 피로균열 검사 장치 및 방법
KR102106940B1 (ko) * 2018-07-20 2020-05-06 원광대학교 산학협력단 배음 진동자를 이용한 초음파 비파괴 검사 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000206096A (ja) 1999-01-13 2000-07-28 Nippon Steel Corp 超音波探傷信号処理方法
JP2004163210A (ja) 2002-11-12 2004-06-10 Jfe Steel Kk 超音波によるスポット溶接部の評価方法及び装置
JP2006064529A (ja) 2004-08-26 2006-03-09 Fukuoka Institute Of Technology 非線形電磁超音波センサおよびこれを用いた微小傷検出装置並びに微小傷検出方法
JP4175175B2 (ja) 2003-05-16 2008-11-05 Ｊｆｅスチール株式会社 超音波探傷方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000206096A (ja) 1999-01-13 2000-07-28 Nippon Steel Corp 超音波探傷信号処理方法
JP2004163210A (ja) 2002-11-12 2004-06-10 Jfe Steel Kk 超音波によるスポット溶接部の評価方法及び装置
JP4175175B2 (ja) 2003-05-16 2008-11-05 Ｊｆｅスチール株式会社 超音波探傷方法
JP2006064529A (ja) 2004-08-26 2006-03-09 Fukuoka Institute Of Technology 非線形電磁超音波センサおよびこれを用いた微小傷検出装置並びに微小傷検出方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014178518A1 (ko) * 2013-04-30 2014-11-06 한국과학기술원 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 무선 진단장치 및 그를 이용한 안전진단 방법
CN105164493A (zh) * 2013-04-30 2015-12-16 韩国科学技术院 利用非线性超声波调制技术的构造物的无线诊断装置及利用该装置的安全诊断方法
US9772315B2 (en) 2013-04-30 2017-09-26 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Wireless diagnosis apparatus for structure using nonlinear ultrasonic wave modulation technique and safety diagnosis method using the same
CN105164493B (zh) * 2013-04-30 2018-02-23 韩国科学技术院 利用非线性超声波调制技术的构造物的无线诊断装置及利用该装置的安全诊断方法
KR20150079087A (ko) 2013-12-31 2015-07-08 한국원자력연구원 연속성 레이저를 이용한 비파괴 검사용 가진장치와 이를 이용한 비파괴 검사장치 및 비파괴 검사방법
KR101955441B1 (ko) 2018-08-10 2019-05-30 선문대학교 산학협력단 시편을 타격하여 특성을 측정하는 시편특성 측정장치
KR101955439B1 (ko) 2018-08-30 2019-05-30 선문대학교 산학협력단 시편의 온도를 제어하면서 타격하여 특성을 측정하는 시편특성 측정장치
KR102157903B1 (ko) * 2019-05-10 2020-09-18 한국과학기술원 비선형 초음파 변조 기반 피로균열 파손 경고 시스템 및 그 방법과, 이를 이용한 구조물의 잔여 피로수명 추정 시스템 및 그 방법

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