KR101396875B1 - 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 속도(ultrasonic transit time) 또는 탄성파 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 완전한 자동화가 이루어지지 못하고 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 파형을 중첩시키도록 구성됨으로 인해 실험자의 주관적인 판단이 개입될 여지가 있어 정확한 측정이 이루어지기 어려웠던 종래의 반사파 중첩법이 가지는 문제점을 해결하기 위해, 반사파 신호를 A/D 변환기를 이용하여 디지털로 변환하고, 초음파의 제 1 반사파가 제 2 반사파와 온전히 중첩(overlap)되기 위한 주행시간(travel time)을 상호상관(cross-correlation)에 의해 자동으로 발췌하여 P-파 및 S-파 속도를 산출하도록 구성되는 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법이 제공된다.

Description

상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법{System and method for measuring velocity of ultrasonic wave or seismic wave by pulse-echo overlap using cross-correlation}
본 발명은 여러 가지 시험편의 초음파 속도(ultrasonic velocity) 또는 탄성파 속도(seismic velocity)를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 완전한 자동화가 이루어지지 못하고 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 파형을 중첩시키도록 구성됨으로 인해 실험이 번거로운데 더하여, 중첩 여부 또한 실험자의 시각적 판단에 의존하므로 일관성이 결여될 우려가 있으며, 실험자의 주관적인 판단이 개입될 여지가 있어 정확한 측정이 이루어지기 어려웠던 종래의 반사파 중첩법이 가지는 문제점을 해결할 수 있도록, 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기한 바와 같은 종래의 반사파 중첩법이 가지는 문제점을 해결하기 위해, 반사파 신호를 A/D 변환기를 이용하여 디지털로 변환하고, 초음파의 제 1 반사파가 제 2 반사파와 온전히 중첩(overlap)되기 위한 주행시간(travel time)을 상호상관(cross-correlation)에 의해 자동으로 발췌하여 P-파 및 S-파 속도를 산출하도록 구성됨으로써, 시험편의 상태가 변화함에 따른 왕복주시의 연속적인 모니터링 또한 가능하도록 하는 측정시스템 및 측정방법에 관한 것이다.
종래, 다결정 물질의 입자 크기(grain size)를 측정하기 위해, 일반적으로, 초음파가 해당 물질을 통과할 때의 속도를 측정하여 해당 물질의 입자 크기를 평가하는 방법들이 널리 사용되어 왔다.
또한, 초음파 속도는, 매질의 고유 물성으로서 매질의 특성을 나타내며, 공극률, 함수율, 밀도 등의 기초 물성과의 상관관계 분석, 탄성파 탐사 자료의 해석 등에 있어서도 매우 중요한 물성 중의 하나이다.
따라서 매질의 초음파 속도를 정확하게 측정하는 것은 지구과학, 재료공학, 토목공학 및 물리학 분야에서 매우 중요하다.
아울러, 종래의 초음파 속도(ultrasonic velocity)의 측정방법으로는, 예를 들면, 초동 주시 발췌법, 순환 음파 측정법(sing-around method), 펄스 중첩법(pulse superposition method), 반사파 중첩법(pulse-echo overlap method) 및 공진주 시험법(resonant column test) 등이 있다.
여기서, 초동 주시 발췌법은 암석역학과 물리탐사 분야에서 많이 사용되고 있으며, 또한, 순환 음파 측정법, 펄스 중첩법 및 반사파 중첩법은 재료공학 분야에서 많이 사용되고, 아울러, 공진주 시험법은 토목 분야에서 널리 사용되고 있다.
더 상세하게는, 실험실 내 초음파 속도의 측정은, 시간영역 측정과 주파수영역 측정으로 크게 나눌 수 있으며, 먼저, 시간영역 측정은 파동이 매질을 전파한 길이와 전파한 시간을 측정하여 속도를 계산하는 것으로, 송/수신기의 배열에 따라 투과파 측정방식(pulse transmission technique), 종단면 연속 측정방식(seismic profiling technique), 반사파 측정방식 (reflection technique)으로 나눌 수 있다.
또한, 주시를 측정하는 방식은, 초동발췌법(first arrival picking ; FAP), 순환 음파 측정법(sing-around method) 및 반사파 중첩법(pulse-echo-overap; PEO) 등이 대표적이다.
한편, 주파수영역 측정은, 시료의 양단 혹은 한쪽 끝을 자유면으로 하고 충격파를 송신하여 공진주파수를 측정함으로써, 공진주파수와 시료의 길이 및 속도의 관계식을 이용하여 속도를 계산하는 것으로, 공진주 시험법(resonant column test)이 대표적이다(참고문헌 1 참조).
여기서, 시간영역 측정 방식에서 가장 중요한 것은 전파시간의 정확한 측정으로, 물리탐사 분야에서 가장 일반적으로 많이 쓰이는 방식은 초동발췌법(FAP)이며, 국제 암반역학회(ISRM) 및 미국 시험재료협회(ASTM) 등에서 추천하는 방식이다.
또한, 초동 발췌에 의한 방법은, 매질의 특성, 수포화 정도 등에 따라 도달하는 파형이 차이를 보이고, 그에 따른 초동(first arrival)을 어떻게 정의하느냐에 따라 측정되는 속도에 차이가 발생할 수 있다.
아울러, 초동발췌법 이외에 재료공학 분야에서 많이 사용되는 방법으로 순환 음파 측정법이 있다(참고문헌 2 내지 4 참조).
이 방법은, 송신원으로부터 반대쪽에 위치한 수신기에 도달한 직접파를 트리거(trigger) 신호로 하여 다시 송신원에서 송신이 이루어지도록 하고, 이를 반복하도록 회로를 구성하고 송신신호의 반복주기를 측정함으로써 매질 내의 전파시간을 측정할 수 있도록 구성된 것이다.
따라서 이러한 방식을 이용하면, 반복주기가 바로 매질을 통과한 시간을 나타내므로 편리한 반면, 수신되는 신호의 증폭 정도, 트리거 수준, 잡음 수준에 따라 차이를 보일 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 파의 투과를 이용하는 방법에 더하여, 하나의 트랜스듀서를 송/수신기로 함께 사용하는 반사파 중첩법(Pulse-Echo Overlap; 이하 PEO법)이 있다(참고문헌 5 내지 7 참조).
이 방법은, 수신되는 반사파들이 가장 잘 중첩되는 시간을 측정하는 것으로, 비교적 정확하고 다양한 적용이 가능하다고 알려져 있으나, 반면, 제 1 반사파와 제 2 반사파의 중첩을 이용하므로, 투과파의 초동을 발췌하는 초동발췌법에 비해 최소 4배의 전파거리가 필요하여 측정할 수 있는 시험편의 길이에 있어서는 초동발췌법에 비해 제한이 있게 된다.
아울러, 예를 들면, 이하의 참고문헌 8 및 참고문헌 9에 제시된 바와 같이, 90년대 이후 PEO법에 의한 전파시간 측정의 정확성을 높이기 위하여 다양한 노력이 이루어진 바 있다.
그러나 이러한 종래의 방법들은 모두 주파수발생기(frequency synthesizer)와 오실로스코프를 이용한 아날로그 시스템으로서, 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 파형을 중첩시킴으로써 완전한 자동화가 이루어지지는 못하였고, 따라서 실험자의 주관적인 판단이 개입될 여지가 남아있다는 문제점이 있는 것이었다.
따라서 상기한 바와 같이, 종래의 초음파 속도 측정방법의 문제점을 해결하기 위하여는, 실험자의 주관적인 판단이 개입될 여지를 배제하여 측정의 정확성을 높일 수 있는 새로운 초음파 속도 측정방법을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 측정장치나 측정방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다.
[참고문헌]
1. Obert, L. S., Windes, L., and Duvall W. I., 1946, "Standardized tests for determining the physical properties of mine rock.", U.S. Bur. Mines Rep. Invest. 3891.
2. D'Arrigo, G., Marietti, P. and Tartaglia, P., 1970, "A new form of the Sing-Around Technique for ultra-sonic velocity measurements", Il Nuovo Cimento B Serie, 69, 105-114.
3. Delsing, J., 1998, "Method for measuring in a fluid with the aid of sing-around technique", U.S. Patent No. 5,796,009.
4. Takagi, T. and Teranishi, H., 1987, "Ultrasonic speed in compressed liquid by a sing-around method", J. Chem. Thermodynamics, 19, 1299-1304.
5. Papadakis, E. P., 1976, "New, compact instrument for pulse-echo-overlap measurements of ultrasonic wave transit times", Rev. Sci. Instrum., 47, No. 7, 806-813.
6. Pathak, L., Murali, N., and Amirtha, V. P., 1984, "Stand-alone pulse-echo-overlap facility for ultrasonic wave time measurements". Rev. Sci. Instrum. 55, No. 11, 1817-1822.
7. Tardajos, Pena, and Aicart, 1986, "Speed of sound in pure liquids by a pulse-echo-overlap method", J. Chem, Thermodynamics, 18, 683-689.
8. Pantea, C., Rickel, D. G., Migliori, A., Leisure, R. G., Zhang, Z., Zhao, Y. S., El-Khatib, S., Li, B. S., 2005, "Digital ultrasonic pulse-echo overlap system and algorithm for unambiguous determination of pulse transit time", Rev. of Sci. Inst., 76, No. 11, 114902 - 114902-9.
9. Horvath-Szabo, G., Hiland, H., and Hgseth, E., 1994, "An automated apparatus for ultrasound velocity measurements improving the pulse-echo-overlap method to a precision better than 0.5 ppm in liquids", Rev. of Sci. Inst., 65, No. 5, 1644-1648
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 완전한 자동화가 이루어지지 못하고 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 파형을 중첩시키도록 구성됨으로 인해 실험이 번거로운데 더하여, 중첩 여부 또한 실험자의 시각적 판단에 의존하므로 일관성이 결여될 우려가 있으며, 실험자의 주관적인 판단이 개입될 여지가 있어 정확한 측정이 이루어지기 어려웠던 종래의 초음파 속도 측정시스템 및 측정방법의 문제점을 해결할 수 있는 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 초음파 속도 측정에 있어서, 반사파 신호를 A/D 변환기를 이용하여 디지털로 변환하고, 초음파의 제 1 반사파가 제 2 반사파와 온전히 중첩(overlap)되기 위한 주행시간(travel time)을 상호상관(cross-correlation)에 의해 자동으로 발췌하는 디지털 시스템을 구축하고 이를 이용하여 P-파 및 S-파 속도를 산출하도록 구성됨으로써, 종래의 반사파 중첩법이 가지는 근본적인 한계를 극복할 수 있는 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 자동으로 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 제 1 반사파와 제 2 반사파를 중첩(overlap) 시키고 중첩 여부도 상기 실험자의 시각적 판단에 의존함으로 인해 일관성의 결여 및 상기 실험자의 주관적인 판단이 개입되어 정확한 측정이 이루어지기 어려운 문제가 있었던 종래의 반사파 중첩법의 문제점을 해결하기 위해, 상기 제 1 반사파와 상기 제 2 반사파가 온전히 중첩되기 위한 주행시간(travel time)을 상호상관(cross-correlation)에 의해 자동으로 발췌하도록 구성되는 상호 상관을 이용한 반사파 중첩(pulse-echo overlap)에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템에 있어서, 고전압 송신기(impulse type excitation pulser) 및 광대역 수신기(receiver)의 역할을 수행하는 펄서/리시버(Pulser/Receiver); P파 및 S파에 대한 각각의 트랜스듀서(transducer); 시험편에 일정한 하중을 유지할 수 있도록 구성되는 코어 홀더(core holder); 측정 데이터를 취득하기 위한 DAS(Data Acquisition System); 및 상기 DAS에 의해 취득된 데이터에 근거하여 왕복 주시를 자동으로 발췌하고, 발췌된 상기 왕복 주시를 이용하여 초음파 속도를 산출하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 측정시스템이 제공된다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 DAS를 통해 측정을 개시한 시점을 나타내는 트리거 시점(t =0)으로부터 현재 시점까지 측정된 펄스 에코 초음파 신호(wave train) 중에서 상기 트랜스듀서의 고유특성에 따른 첫 번째 반사파형(first echo)의 구간을 이동 윈도우(moving window: Wm)로 선택하고, 상기 펄스 에코 초음파 신호(wave train)를 따라 상기 이동 윈도우(Wm)를 이동하면서 상호상관을 계산하고, 가장 큰 상호상관 값을 나타내는 이동 시간(T1)과 그때의 상호상관(CC1)을 구하며, 상기 펄스 에코 초음파 신호(wave train)를 따라 상기 이동 윈도우(Wm)를 계속하여 상호상관을 계산하면서 이동하고, 두 번째로 큰 상호상관 값을 나타내는 이동 시간(T2)과 그때의 상호상관 값(CC2)을 구하고, 각각의 상기 상호상관 값을 구하는 과정을 통해 얻어진 결과에 근거하여, 상기 첫 번째 반사파형과 두 번째의 반사파형 사이의 시간차에 해당하는 왕복 주시를 자동으로 발췌하고, 발췌된 상기 왕복 주시를 이용하여 초음파 속도를 산출하는 처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 제어부는, 상기 첫 번째 반사파형과 상기 두 번째의 반사파형이 중첩되는 순간의 이미지를 확인하여 중첩 정도가 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 무작위 잡음(random noise)을 감소하기 위해 중합수(stacking number)를 입력하고 반복적으로 측정한 결과를 중합하는 처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 측정하는 시료에 따라 상기 제 1 반사파에 대하여 상기 제 2 반사파 및 제 3 반사파의 위상이 180도 변화하면 상기 이동 윈도우(Wm)의 부호를 변경하는 처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따르면, 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 제 1 반사파와 제 2 반사파를 중첩(overlap) 시키고 중첩 여부도 상기 실험자의 시각적 판단에 의존함으로 인해 일관성의 결여 및 상기 실험자의 주관적인 판단이 개입되어 정확한 측정이 이루어지기 어려운 문제가 있었던 종래의 반사파 중첩법의 문제점을 해결하기 위해, 상기 제 1 반사파와 상기 제 2 반사파가 온전히 중첩되기 위한 주행시간(travel time)을 상호상관(cross-correlation)에 의해 자동으로 발췌하도록 구성되는 상호 상관을 이용한 반사파 중첩(pulse-echo overlap)에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정방법에 있어서, 상기에 기재된 측정시스템을 구동하여 측정을 개시하고 측정자료를 취득하는 단계; 상기 측정을 개시한 시점을 나타내는 트리거 시점(t =0)으로부터 현재 시점까지 측정된 펄스 에코 초음파 신호(wave train) 중에서 트랜스듀서의 특성에 따른 첫 번째 반사파형(first echo)의 구간을 이동 윈도우(moving window: Wm)로 선택하는 단계; 상기 이동 윈도우(Wm)를 상기 펄스 에코 초음파 신호(wave train)를 따라서 이동하면서 상호상관을 계산하고, 제일 큰 상호상관 값을 나타내는 이동 시간(T1)과 그때의 상호상관(CC1)을 구하는 단계; 상기 이동 윈도우(Wm)를 상기 펄스 에코 초음파 신호(wave train)를 따라 계속하여 상호상관을 계산하면서 이동하고, 두 번째로 큰 상호상관 값을 나타내는 이동 시간(T2)과 그때의 상호상관 값(CC2)을 구하는 단계; 및 상기 상호상관 값을 구하는 단계들을 통해 얻어진 결과에 근거하여 상기 첫 번째 반사파형과 두 번째의 반사파형 사이의 시간차에 해당하는 왕복 주시를 자동으로 발췌하고, 발췌된 상기 왕복 주시를 이용하여 초음파 속도를 산출하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 측정방법이 제공된다.
여기서, 상기 방법은, 상기 첫 번째 반사파형과 상기 두 번째의 반사파형이 중첩되는 순간의 이미지를 확인하여 중첩 정도가 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 무작위 잡음(random noise)을 감쇄시키기 위해 중합수(stacking number)를 입력하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방법은, 상기 제 1 반사파에 대하여 상기 제 2 반사파 및 제 3 반사파의 위상이 180도 변화할 경우를 대비하여 상기 이동 윈도우(Wm)의 부호를 변경하는 부호변환 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 반사파 신호를 A/D 변환기를 이용하여 디지털로 변환하고, 초음파의 제 1 반사파가 제 2 반사파와 온전히 중첩(overlap)되기 위한 주행시간(travel time)을 상호상관(cross-correlation)에 의해 자동으로 발췌하는 디지털 시스템을 구축하고, 이를 이용하여 매질의 P-파 및 S-파 속도를 산출하도록 구성되는 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법이 제공됨으로써, 완전한 자동화가 이루어지지 못하고 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 파형을 중첩시키도록 구성됨으로 인한 불편함을 해소하고, 중첩 여부는 상호상관을 계산하는 수학적 판단에 의해 이루어지도록 함으로써, 실험자의 주관적인 판단이 개입될 여지가 있어 정확한 측정이 이루어지기 어려웠던 종래의 반사파 중첩법이 가지는 근본적인 한계를 극복할 수 있으며, 종래의 기술에서는 원천적으로 불가능했던 시험편의 수포화도 등의 상태가 변함에 따른 속도변화의 연속적인 모니터링을 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 길이가 20mm인 엔지니어링 플라스틱 코어(MC907) 시험편을 전파하는 초음파 반사파의 왕복 주시를 반사파 중첩법으로 발췌하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 엔지니어링 플라스틱 코어(PMMA) 시험편에 대하여 본 발명의 실시예에 따른 측정시스템과 종래의 초동발췌법 측정장치에 의해 각각 측정된 시험편의 길이에 따른 P-파의 주시도(travel time curve) 및 이로부터 계산된 P-파의 속도를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 완전한 자동화가 이루어지지 못하고 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 파형을 중첩시키도록 구성됨으로 인해 실험이 번거로운데 더하여, 중첩 여부 또한 실험자의 시각적 판단에 의존하므로 일관성이 결여될 우려가 있으며, 실험자의 주관적인 판단이 개입될 여지가 있어 정확한 측정이 이루어지기 어려웠던 종래의 반사파 중첩법이 가지는 문제점을 해결하기 위해, 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 초음파 속도 측정에 있어서, 반사파 신호를 A/D 변환기를 이용하여 디지털로 변환하고, 초음파의 제 1 반사파가 제 2 반사파와 온전히 중첩(overlap)되기 위한 주행시간(travel time)을 상호상관(cross-correlation)에 의해 자동으로 발췌하는 디지털 시스템을 구축하고 이를 이용하여 P-파 및 S-파 속도를 산출하도록 구성됨으로써, 종래의 반사파 중첩법이 가지는 근본적인 한계를 극복할 수 있는 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법에 관한 것이다.
즉, 실험실에서 암석 및 금속, 엔지니어링 플라스틱 등을 포함하는 다양한 재질의 원주형, 직육면체 등으로 성형된 시험편의 초음파속도 또는 탄성파 속도를 측정하는 방법은, 시간영역 측정법과 주파수영역 측정법으로 크게 나누어진다.
먼저, 시간영역 측정법을 송수신 트랜스듀서(센서)의 배열에 따라 분류하면, 투과파 측정법, 반사파 측정법, 종단면 연속 측정법 등이 있으며, 주파수영역 측정법에는 공진주(共振柱) 시험법이 대표적이다.
더 상세하게는, 투과파 측정법의 하나인 초동발췌법은, 길이가 ℓ인 시험편의 양 단면에 초음파 트랜스듀서를 설치하고, 한쪽 단면에서 반대쪽 단면으로 전파하는 초음파의 편도 주행시간(走時 : tone - way : one-way travel time)을 초동(初動) 발췌(first arrival picking)로 측정하고, 초음파속도 v를 v = ℓ/tone - way로 계산하여 얻는 방법이다.
또한, 반사파 측정법은 길이가, ℓ인 시험편의 한쪽 단면에만 트랜스듀서를 설치하고, 반대쪽 단면에서 반사되어 오는 반사파의 왕복 주행시간(ttwo - way)을 측정하여 초음파속도 v를 v = 2ℓ/ttwo - way로 계산하여 얻는 방법이다.
여기서, 매질을 전파하는 파열(波列: wave train)에서 왕복 주시(ttwo - way)를 발췌하는 것은, 초음파 에너지의 감쇠와 분산 현상 때문에 편도 주시(tone - way)로서 초동의 순간을 발췌하는 것만큼 용이하지는 않다.
따라서 종래에는, 파열에서 직접 왕복 주시를 발췌하는 대신 제 1 반사파 파형과 제 2 반사파 파형을 비교함으로써 왕복주시를 측정하는 방법을 사용하여 왔다.
더 상세하게는, 제 1 반사파와 제 2 반사파의 파형을 비교하여 왕복주시를 측정하는 방법으로, 종래, 저장 기능이 있는 2채널 오실로스코프(oscilloscope)를 사용하였는데, 이때에는 파열의 복사, 채널 지정, 0점 조정, 상하 반전, 진폭의 확대 또는 축소, 축의 이동 등 매우 번거롭고 복잡한 단계들을 거쳐야 제 1 반사파와 제 2 반사파를 중첩시킬 수 있었다.
아울러, 이때, 제 1 반사파와 제 2 반사파가 중첩되었다는 판단은 전적으로 실험자의 시각적 감각에 의한 주관적 판단에 의존하게 되며, 또한, 1채널의 제 1 반사파를 2채널의 제 2 반사파(채널이 바뀌어도 무방)와 중첩될 때까지 이동한 시간을 판독하는 것도 온전히 실험자의 주관에 달려있어, 종래의 방법은 실험자에 따라서 큰 편차를 초래하는 단점이 있었다.
더욱이, 종래의 방법들은, 예를 들면, 수포화도 또는 온도와 같은 시험편의 상태가 시시각각으로 변하는 경우, 이에 따른 초음파 또는 탄성파 속도의 변화도 연속적으로 모니터링할 수 없다는 한계 또한 가지는 것이었다.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명자들은, 상기한 바와 같이 여러 단계를 거치는 종래의 수동적 방법에서 오는 불편을 자동화로 개선하고, 중첩 여부는 상호상관을 계산하는 수학적 판단에 의하여 이루어지며, 중첩되었을 때의 왕복주시도 자동으로 발췌되므로 실험자에 따른 편차를 최소화할 수 있고, 기존의 장치나 방법으로는 원천적으로 불가능했던 수포화도 또는 온도와 같은 시험편의 상태가 변함에 따른 왕복주시의 연속 모니터링을 가능하도록 하는 새로운 초음파속도 측정시스템을 제안하였다.
즉, 본 발명에 따른 초음파 또는 탄성파의 속도 측정시스템은, 기존의 2채널 오실로스코프를 사용하여 제 1 반사파와 제 2 반사파를 중첩시킬 때의 불편함과 불확실성을 개선하여, 자동화에 의해 실험자의 주관에 의해 야기되는 왕복주시 측정 편차를 획기적으로 감소하였다.
또한, 본 발명에 따른 측정시스템은, 제 1 반사파와 제 2 반사파를 온전히 중첩시키는 방법으로 "상호상관"이라는 수학적 기법을 사용함으로써, 2채널 오실로스코프를 사용할 때의 복잡한 수동식 다단계 절차를 간소화하였으며, 상호상관이 최대인 때의 왕복주시(ttwo-way)를 자동으로 제시하게 함으로써 실험자의 주관에 의한 측정 편차를 원천적으로 배제하였다.
아울러, 본 발명에 따른 측정시스템은, 제 1 반사파 구간을 이동창(moving window)으로 지정하는 행위만으로 제 1 반사파가 제 2 반사파와 온전히 중첩되는 왕복주시와 그때의 상호상관 값, 그리고 제 1 반사파와 제 3 반사파와 온전히 중첩될 때의 제 2 반사파로부터 제 3 반사파까지의 왕복주시와 그때(두번째로 큰 때)의 상호상관 값을 제시함으로써, 제 1 반사파와 제 2 반사파의 중첩을 시각적으로 확인할 수 있는 기능도 포함하였다.
더욱이, 본 발명에 따른 측정시스템은, 실험 중에 시험편의 상태가 변하지 않는 경우에는 파열의 신호대 잡음비를 높이기 위하여 여러 번 중합(stacking)한 후 상호상관을 계산할 수 있고, 실험 중에 시험편의 상태(예: 수포화도)가 변하는 경우에는 중합하지 않거나 또는 중합수를 적게 하여 상호상관을 계산할 수 있도록 하여 상태가 변화함에 따른 시시각각의 왕복주시를 기록할 수 있도록 구성됨으로써, 왕복주시, 시험편의 초음파속도 변화를 연속적으로 모니터링 할 수 있도록 하였다.
또한, 본 발명에 따른 측정시스템은, 초음파속도를 측정하고자 하는 시험편과 트랜스듀서간의 물리적인 접촉 특성에 따라서 야기될 수 있는 반사파의 극성 반전을 검사하기 위해, 이동창으로 지정된 제 1 반사파 구간의 파열을 역전시킨 후 상호상관을 계산할 수 있는 두 개의 부호변환 기능을 추가하여 반사 메커니즘에 대한 추가적 용도로도 사용할 수 있도록 하였다.
계속해서, 도면을 참조하여, 상기한 바와 같이 하여 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템(20)은, 예를 들면, EP(Engineering plastic) 코어와 같이, 초음파 또는 탄성파가 전파되는 모든 시험편에 사용 가능한 것이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템(20)은, 길이가 ℓ이고 양 단면은 종축과 수직하며 상호 평행하고 단면에 초음파 트랜스듀서를 접촉시킬 수 있도록 성형된 시험편이면 어느 것이든 폭넓게 모두 적용이 가능한 것이다.
더 상세하게는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템(20)은, 반사파 중첩법에 의한 초음파 또는 탄성파의 속도 측정을 위하여 구성된 것으로, 크게 나누어, 고전압 송신기(impulse type excitation pulser) 및 광대역 수신기(receiver)의 역할을 수행하는 펄서/리시버(Pulser/Receiver)(21)와, P파 및 S파에 대한 각각의 트랜스듀서(transducer)(22)와, 시험편에 일정한 하중을 유지할 수 있도록 구성되는 코어 홀더(core holder)(23) 및 측정 데이터를 취득하기 위한 DAS(Data Acquisition System)(24) 및 상기 DAS에 의해 취득된 데이터에 근거하여 상호상관 계산에 의해 자동으로 초동을 선택하고 초음파의 속도를 산출하는 제어부(도시 안 함)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기한 펄서/리시버(21)는, 예를 들면, 900[V]까지의 고전압을 송신하는 고전압 송신부(impulse type excitation pulser)와 10[MHz]의 고이득, 저잡음의 광대역 수신부(receiver)로 구성되어 있는 OLYMPUS, Panametrics-NDT의 Ultrasonic Pulser/Receiver Model 5058PR을 이용하여 구성될 수 있다.
또한, P파 및 S파 트랜스듀서(22)는, 각각 ACCUSCAN, A101S 0.5MHz 및 VIDEOSCAN, A151 0.5MHz 트랜스듀서를 사용하여 구성될 수 있다.
아울러, 코어 홀더(23)는, 예를 들면, 본 발명자 등에 의해 한국 특허청에 출원되어 2010년 03월 04일자로 등록된 등록특허 제10-0946977호의 "탄성파 속도 측정 홀더 및 탄성파 속도 측정기"에 제시된 바 있는 홀더를 이용하여 구성될 수 있다.
더욱이, DAS(24)는, 예를 들면, 12bit 해상도로 2개 채널의 아날로그 입력이 가능하며, 200 MHz 샘플링이 가능한 National Instruments사의 A/D 변환기 PCI-5124를 사용하여 LabView 프로그램으로 구동되도록 구성 가능하다.
아울러, 상기한 측정시스템(20)은, 시험편과 코어홀더 간의 밀착을 돕기 위하여 결합재(couplant)로서 P-파의 경우 그리스(grease)를, S-파의 경우 시어 겔(shear gel)을 사용할 수 있다.
따라서 상기한 바와 같은 구성에 의해, 상기한 측정시스템(20)은, 반사파를 측정하므로 하나의 트랜스듀서가 송/수신을 겸하게 되며, 수신되는 신호는 다중반사파를 포함하게 되고, 트리거 신호에 맞추어 DAS에 기록되며, 기록된 다중 반사파 상호간에 상호상관을 계산함으로써 왕복 주시를 측정하게 된다.
계속해서, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템(20)을 이용하여 초음파속도 측정을 행하는 과정에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 일련의 과정은 상기한 제어부를 통하여 수행될 수 있으며, 따라서 제어부는, 예를 들면, 그러한 일련의 처리를 수행하도록 내장형 또는 외장형으로 구성되는 전용의 하드웨어나, 또는, 초음파 속도를 측정하기 위한 처리를 수행하는 프로그램이 실행되는 컴퓨터로 구성될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 본 발명에 따른 상호 상관에 의한 반사파 중첩법을 이용한 초음파 또는 탄성파의 속도 측정시스템이 상기한 바와 같이 하여 구성되는 경우를 예로 하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 상기한 실시예의 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 얼마든지 다른 구성을 적용 가능한 것임에 유념해야 한다.
아울러, 도 2를 참조하면, 도 2는 길이가 20mm인 MC907 시험편을 전파하는 초음파 반사파의 왕복 주시(走時)를 반사파 중첩법으로 발췌하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
여기서, 시험편으로 엔지니어링 플라스틱 코어를 사용한 이유는, EP 코어는 균질(homogeneous)하고 등방성(isotropic) 이므로 결과 해석의 복잡성을 피할 수 있기 때문이다.
또한, 이하에 설명하는 비교실험에 있어서, 트랜스듀서와 시험편의 밀착정도에 따른 오차를 최소화하기 위하여 축 하중을 일정하게 유지하도록, 모든 실험에서 상기한 측정시스템(20)의 축 하중을 20kg으로 일정하게 유지하도록 하였다.
더 상세하게는, 프로그램을 구동하여 DAS를 통한 자료 획득이 시작되면, 상기한 시스템은 자동적으로 미리 설정해 둔 시간 간격으로 송/수신을 반복하며, 트리거 시점(t = 0)으로부터 100㎲(최대 190㎲)까지 나타난 수신된 파열(wave train) 중에서 트랜스듀서 제작사에 의해 알려진 전형적인 첫 번째 반사파형(first echo)의 구간을, 도 2a에 나타낸 빨강색과 파랑색의 두 수직선을 마우스로 드래그하여 이동창(moving window ; Wm)로 선택한다.
여기서, 상기한 프로그램은, 선택된 이동창을 도 2a에 나타낸 파랑색 수직선을 기점으로 하여 시간 축을 따라 △t 씩 이동하면서 상호상관을 계산한 후, 가장 큰 상호상관 값을 나타내는 이동 시간(Echo 1)과 그때의 상호상관을, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 두 개의 초록색 수직선 구간과 함께 표시한다.
계속해서, 도 2a에 나타낸 두 번째 초록색 선을 기점으로 하여 시간 축을 따라 계속하여 상호상관을 계산하면서 이동하고, 두 번째로 큰 상호상관 값을 나타내는 이동 시간(Echo 2)과 그때의 상호상관을, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 두 개의 검정색 구간과 함께 표시한다.
즉, 도 2a에 있어서, 두 개의 초록색 수직선 구간은 첫 번째 반사파형과 두 번째 반사파형이 잘 중첩(overlap)되어 상호상관이 가장 크게 계산되었을 때이며, 두 개의 검정색 구간은 첫 번째 반사파형과 세 번째 반사파형이 잘 중첩되어 상호상관이 두 번째로 크게 계산된 구간을 실시간으로 나타낸다.
이때, 첫 번째 반사파형과 두 번째 반사파형이 중첩되는 순간의 이미지를 확인하기 위해 도 2a에 나타낸 "Show Echo Graph"를 클릭하면 도 2b에 나타낸 바와 같은 그래프가 표시되며, 이러한 그래프를 확인하여 중첩 정도가 만족스러우면 무작위 잡음(random noise)을 줄이기 위하여 중합수(stacking number)를 입력하고 "자료기록(Data Save)"과 "시작(Start)"을 명령을 순차적으로 입력하여 신호대 잡음비가 향상된 최종 결과를 얻을 수 있다.
여기서, 경우에 따라서는 제 1 반사파에 대하여 제 2 및 제 3 반사파의 위상이 180도 변할 수 있으므로, 바람직하게는, 이동 윈도우의 부호를 바꿀 수 있는 부호변환 버튼을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
따라서 도 2a에 나타낸 바와 같이, 길이가 20 mm인 MC907 시험편을 사용한 측정예에서는 Echo 1과 Echo 2가 각각 15.095㎲와 15.145㎲로 산출되어 Echo 2가 Echo 1 보다 0.3 % 길게 나타났음을 알 수 있으며, 왕복주시 Echo 1으로 계산된 P-파 속도는 약 2,663 m/sec가 된다.
다음으로, 도 3을 참조하여, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의한 초음파 또는 탄성파의 속도 측정시스템 및 측정방법과 종래의 초동 주시 발췌법의 속도 및 시스템 지연(system delay)을 각각 비교한 비교실험 결과에 대하여 설명한다.
더 상세하게는, 도 3을 참조하면, 도 3은 PMMA 시험편에 대하여 본 발명의 실시예에 따른 측정시스템과 종래의 측정장치에 의해 각각 측정된 시험편의 길이에 따른 P-파의 주시도(travel time curve)를 나타내는 도면이다.
여기서, 도 3에 있어서, 반사파 중첩법(PEO)에 의한 주시는 왕복주시를, 초동발췌법(FAP)에 의한 주시는 편도 전파시간을 나타낸다.
이때, 시험편과 코어홀더 간의 밀착을 돕기 위하여 전용 결합재인 그리스를 사용하였으며, 코어 홀더로 20 kg의 축 하중을 유지하면서 6초 간격으로 11개의 자료를 획득하고 평균하였다.
아울러, 길이 변화에 대한 주시도 상의 9개 점을 직선으로 접합(fitting)하고, 그 기울기의 역수를 이용하여 각각의 P-파 속도를 산출하고 y-절편에 해당되는 시스템 지연(system delay)을 함께 도시하였다.
따라서 도 3에 나타낸 9개의 주시자료를 직선으로 접합한 결과를 보면, 두 가지 방법에서 결정계수(R-square)가 모두 99.99% 이상으로 매우 높은 접합도를 보이며, 이로부터 두 방법에 의한 속도 측정이 매우 정밀함을 알 수 있다.
또한, 두 직선의 기울기로부터 계산된 P-파 속도는 반사파 중첩법에서 2,714 m/sec, 초동발췌법에서 2,699 m/sec로 나타나, 0.6%로 매우 근소한 차이를 보였으며, 시스템 지연의 경우, 각각 121㎲, 409㎲를 보여 초동발췌법의 시스템 지연이 더 크게 나타났음을 알 수 있다.
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법을 구현할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법을 구현함으로써, 본 발명에 따르면, 시험편을 왕복 주행한 제 1 반사파를 이동 윈도우로 하여 파열(wave train)의 전 구간과 상호상관을 실시간으로 계산하여 제 1 반사파와 제 2 및 제 3 반사파가 중첩되었을 때의 왕복주시를 완전 자동으로 발췌할 수 있으므로, 실험자에 의한 측정 편차가 개입될 가능성이 거의 없으며, 시험편의 조건(온도, 포화도 등)이 변하지 않는 경우에는 중합수를 늘려서 신호대 잡음비를 높인 왕복주시를 발췌할 수 있고, 아울러, 시험편의 조건이 변하는 경우에는 중합 없이 일정한 시간 간격으로 연속하여 측정할 수 있는 장점이 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 반사파 신호를 A/D 변환기를 이용하여 디지털로 변환하고, 초음파의 제 1 반사파가 제 2 반사파와 온전히 중첩(overlap)되기 위한 주행시간(travel time)을 상호상관(cross-correlation)에 의해 자동으로 발췌하는 디지털 시스템을 구축하고, 이를 이용하여 P-파 및 S-파 속도를 산출함으로써, 완전한 자동화가 이루어지지 못하고 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 파형을 중첩시키도록 구성됨으로 인한 불편함을 해소하고, 중첩 여부는 상호상관을 계산하는 수학적 판단에 의해 이루어지도록 함으로써, 실험자의 주관적인 판단이 개입될 여지가 있어 정확한 측정이 이루어지기 어려웠던 종래의 반사파 중첩법이 가지는 근본적인 한계를 극복할 수 있다.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 상호상관을 이용한 반사파 중첩에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템 및 측정방법의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
20. 초음파속도 측정시스템 21. 펄서/리시버
22. 트랜스듀서 23. 코어 홀더
24. DAS

Claims (7)

  1. 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 제 1 반사파와 제 2 반사파를 중첩(overlap) 시키고 중첩 여부도 상기 실험자의 시각적 판단에 의존함으로 인해 일관성의 결여 및 상기 실험자의 주관적인 판단이 개입되어 정확한 측정이 이루어지기 어려운 문제가 있었던 종래의 반사파 중첩법의 문제점을 해결하기 위해, 상기 제 1 반사파와 상기 제 2 반사파가 온전히 중첩되기 위한 주행시간(travel time)을 상호상관(cross-correlation)에 의해 자동으로 발췌하도록 구성되는 상호 상관을 이용한 반사파 중첩(pulse-echo overlap)에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정시스템에 있어서,
    고전압 송신기(impulse type excitation pulser) 및 광대역 수신기(receiver)의 역할을 수행하는 펄서/리시버(Pulser/Receiver);
    P파 및 S파에 대한 각각의 트랜스듀서(transducer);
    시험편에 일정한 하중을 유지할 수 있도록 구성되는 코어 홀더(core holder);
    측정 데이터를 취득하기 위한 DAS(Data Acquisition System); 및
    상기 DAS에 의해 취득된 데이터에 근거하여 왕복 주시를 자동으로 발췌하고, 발췌된 상기 왕복 주시를 이용하여 초음파 또는 탄성파의 속도를 산출하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 측정시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 DAS를 통해 측정을 개시한 시점을 나타내는 트리거 시점(t =0)으로부터 현재 시점까지 측정된 펄스 에코 초음파 신호(wave train) 중에서 상기 트랜스듀서의 고유특성에 따른 첫 번째 반사파형(first echo)의 구간을 이동 윈도우(moving window: Wm)로 선택하고,
    상기 펄스 에코 초음파 신호(wave train)를 따라 상기 이동 윈도우(Wm)를 이동하면서 상호상관을 계산하고, 가장 큰 상호상관 값을 나타내는 이동 시간(T1)과 그때의 상호상관(CC1)을 구하며,
    상기 펄스 에코 초음파 신호(wave train)를 따라 상기 이동 윈도우(Wm)를 계속하여 상호상관을 계산하면서 이동하고, 두 번째로 큰 상호상관 값을 나타내는 이동 시간(T2)과 그때의 상호상관 값(CC2)을 구하고,
    각각의 상기 상호상관 값을 구하는 과정을 통해 얻어진 결과에 근거하여, 상기 첫 번째 반사파형과 두 번째의 반사파형 사이의 시간차에 해당하는 왕복 주시를 자동으로 발췌하고, 발췌된 상기 왕복 주시를 이용하여 초음파 또는 탄성파의 속도를 산출하는 처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측정시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 첫 번째 반사파형과 상기 두 번째의 반사파형이 중첩되는 순간의 이미지를 확인하여 중첩 정도가 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 무작위 잡음(random noise)을 감소하기 위해 중합수(stacking number)를 입력하고 반복적으로 측정한 결과를 중합하는 처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측정시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    측정하는 시료에 따라 상기 제 1 반사파에 대하여 상기 제 2 반사파 및 제 3 반사파의 위상이 180도 변화하면 상기 이동 윈도우(Wm)의 부호를 변경하는 처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측정시스템.
  5. 실험자가 오실로스코프에서 오프셋 시간을 조절하여 제 1 반사파와 제 2 반사파를 중첩(overlap) 시키고 중첩 여부도 상기 실험자의 시각적 판단에 의존함으로 인해 일관성의 결여 및 상기 실험자의 주관적인 판단이 개입되어 정확한 측정이 이루어지기 어려운 문제가 있었던 종래의 반사파 중첩법의 문제점을 해결하기 위해, 상기 제 1 반사파와 상기 제 2 반사파가 온전히 중첩되기 위한 주행시간(travel time)을 상호상관(cross-correlation)에 의해 자동으로 발췌하도록 구성되는 상호 상관을 이용한 반사파 중첩(pulse-echo overlap)에 의해 초음파 또는 탄성파의 속도를 측정하기 위한 측정방법에 있어서,
    청구항 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 기재된 측정시스템을 구동하여 측정을 개시하고 측정자료를 취득하는 단계;
    상기 측정을 개시한 시점을 나타내는 트리거 시점(t =0)으로부터 현재 시점까지 측정된 펄스 에코 초음파 신호(wave train) 중에서 트랜스듀서의 특성에 따른 첫 번째 반사파형(first echo)의 구간을 이동 윈도우(moving window: Wm)로 선택하는 단계;
    상기 이동 윈도우(Wm)를 상기 펄스 에코 초음파 신호(wave train)를 따라서 이동하면서 상호상관을 계산하고, 제일 큰 상호상관 값을 나타내는 이동 시간(T1)과 그때의 상호상관(CC1)을 구하는 단계;
    상기 이동 윈도우(Wm)를 상기 펄스 에코 초음파 신호(wave train)를 따라 계속하여 상호상관을 계산하면서 이동하고, 두 번째로 큰 상호상관 값을 나타내는 이동 시간(T2)과 그때의 상호상관 값(CC2)을 구하는 단계; 및
    상기 상호상관 값을 구하는 단계들을 통해 얻어진 결과에 근거하여 상기 첫 번째 반사파형과 두 번째의 반사파형 사이의 시간차에 해당하는 왕복 주시를 자동으로 발췌하고, 발췌된 상기 왕복 주시를 이용하여 초음파 또는 탄성파의 속도를 산출하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 측정방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 첫 번째 반사파형과 상기 두 번째의 반사파형이 중첩되는 순간의 이미지를 확인하여 중첩 정도가 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 무작위 잡음(random noise)을 감소하기 위해 중합수(stacking number)를 입력하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 제 1 반사파에 대하여 상기 제 2 반사파 및 제 3 반사파의 위상이 180도 변화하면 상기 이동 윈도우(Wm)의 부호를 변경하는 부호변환 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측정방법.
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