KR101455636B1 - Methods for detecting defect of material using ultrasonic guided wave - Google Patents
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Abstract
본 발명은 결함 검출의 정확도와 신뢰도를 확보할 수 있는 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법을 위하여, 기준시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호에 대하여 단시간 퓨리에 변환을 하여 구현된 제1 시간-주파수 영역의 모드에 따른 색도(色圖)에서 각 좌표에서의 화소값을 산출하는 단계; 대상시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호에 대하여 단시간 퓨리에 변환을 하여 제2 시간-주파수 영역의 모드에 따른 색도에서 각 좌표에서의 화소값을 산출하는 단계; 및 상기 제1 시간-주파수 영역의 화소값과 이에 대응되는 상기 제2 시간-주파수 영역의 화소값의 차이의 절대값을 각 좌표에서의 화소값으로 가지는 제3 시간-주파수 영역의 색도를 구현함으로써, 상기 대상시험체의 결함 유무를 판단하는 단계;를 포함하는, 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법을 제공한다.The present invention relates to a method for detecting a material defect using guided ultrasound which can ensure the accuracy and reliability of defect detection. The method includes detecting a first time-frequency Calculating a pixel value at each coordinate in a chromaticity diagram according to a mode of an area; Performing a short-time Fourier transform on a signal received from the target ultrasound wave transmitted from a target body to calculate a pixel value at each coordinate in a chromaticity according to a mode in a second time-frequency domain; And a chromaticity in a third time-frequency domain having pixel values in the respective coordinates as an absolute value of a difference between pixel values of the first time-frequency domain and pixel values of the second time-frequency domain corresponding to the pixel values of the first time- And determining the presence or absence of a defect in the object to be inspected.
Description
본 발명은 재료결함 검출방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a material defect detection method, and more particularly, to a material defect detection method using guided ultrasound.
유도초음파는 구조물의 기하학적 구조나 형상을 따라 전파하는 초음파로서 비파괴 탐상 분야에 광범위하게 이용되고 있는 기술이다. 종파나 횡파를 이용하는 단일 초음파 탐촉자를 이용하는 국부적인 검사방법이 아니라 초음파 탐촉자를 이동하지 않고도 비교적 멀리 떨어진 설비나 구조물의 비파괴 검사가 가능하다는 장점이 있다. 또한 절연재나 코팅재를 제거하지 않고 초음파 탐촉자를 구조물의 표면에 그대로 설치하여 검사를 수행할 수 있으며 검사 시험체의 다양한 형상뿐만 아니라 검사자의 접근이 곤란한 부분의 비파괴 검사에 적용이 가능하다. Guided ultrasonic waves are ultrasonic waves propagating along the geometry and shape of structures and widely used in non-destructive inspection field. It is not a local inspection method using a single ultrasonic transducer using longitudinal waves or transverse waves, but it is possible to perform nondestructive inspection of facilities or structures relatively far away without moving the ultrasonic transducer. In addition, ultrasonic probes can be installed on the surface of the structure without removing the insulating material or coating material, and it can be applied to nondestructive inspection of parts that are difficult to approach the inspector as well as various shapes of inspection specimens.
그러나 이러한 종래의 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법에서는 여러 가지 다양한 모드의 유도초음파가 발생할 경우 신호해석과 모드의 구분이 어렵다는 단점이 있다. 즉, 유도초음파는 전파 모드가 다양할 뿐만 아 니라 대부분의 모드는 주파수와 시험체의 두께에 따라 유도초음파의 전파속도가 변화하는 분산특성을 가지고 있기 때문에 여러 개의 모드가 중첩되어 동시에 수신될 때 개별 전파 모드의 확인이 곤란하며 이에 따른 신호해석이 어렵다는 문제점이 있다. However, in the conventional method of detecting a material defect using the guided ultrasound, it is difficult to distinguish the mode of the signal analysis and the mode when induction ultrasound of various modes occurs. In other words, since induction ultrasonic waves have various propagation modes, most modes have a dispersion characteristic in which the propagation speed of the guided ultrasonic wave changes according to the frequency and the thickness of the specimen. Therefore, when multiple modes are overlapped and received simultaneously, It is difficult to confirm the mode and it is difficult to analyze the signal accordingly.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 결함 검출의 정확도와 신뢰도를 확보할 수 있는 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.It is another object of the present invention to provide a material defect detection method using guided ultrasound which can ensure the accuracy and reliability of defect detection to solve various problems including the above problems. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.
본 발명의 일 관점에 의한 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법이 제공될 수 있다. 상기 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법은 기준시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호에 대하여 단시간 퓨리에 변환을 하여 구현된 제1 시간-주파수 영역의 모드에 따른 색도(色圖)에서 각 좌표에서의 화소값을 산출하는 단계; 대상시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호에 대하여 단시간 퓨리에 변환을 하여 제2 시간-주파수 영역의 모드에 따른 색도에서 각 좌표에서의 화소값을 산출하는 단계; 및 상기 제1 시간-주파수 영역의 화소값과 이에 대응되는 상기 제2 시간-주파수 영역의 화소값의 차이의 절대값을 각 좌표에서의 화소값으로 가지는 제3 시간-주파수 영역의 색도를 구현함으로써, 상기 대상시험체의 결함 유무를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다. A method of detecting a material defect using guided ultrasonic waves according to an aspect of the present invention can be provided. The method for detecting a material defect using the guided ultrasound is a method for detecting a defect in a coordinate system in a chromaticity diagram according to a mode of a first time-frequency domain implemented by short-time Fourier transform on a signal received from a reference ultrasound wave, Calculating a pixel value; Performing a short-time Fourier transform on a signal received from the target ultrasound wave transmitted from a target body to calculate a pixel value at each coordinate in a chromaticity according to a mode in a second time-frequency domain; And a chromaticity in a third time-frequency domain having pixel values in the respective coordinates as an absolute value of a difference between pixel values of the first time-frequency domain and pixel values of the second time-frequency domain corresponding to the pixel values of the first time- , And determining whether or not a defect of the object to be tested is present.
상기 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법에서, 상기 기준시험체는 상기 결함이 상대적으로 적은 시험체를 포함하고, 상기 대상시험체는 상기 결함이 상대적으로 많은 시험체를 포함할 수 있다. In the material defect detection method using guided ultrasonic waves, the reference test body includes a relatively small number of the defects, and the object to be tested may include a relatively large number of the defects.
상기 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법에서, 상기 기준시험체는 결함이 없는 시험체를 포함하고, 상기 대상시험체는 상기 결함이 있는 시험체를 포함할 수 있다. In the material defect detection method using guided ultrasonic waves, the reference test body includes a defect-free test body, and the object to be tested may include the defective object.
상기 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법에서, 상기 제3 시간-주파수 영역의 색도에서 소정의 문턱값을 넘는 화소값을 가지는 화소수 및 상기 화소수에 대응하는 화소값들의 최대치를 산출하는 단계; 및 상기 화소수 및 상기 최대치를 결함유형에 대한 데이터베이스와 비교함으로써, 상기 대상시험체의 결함 유무를 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다. Calculating a maximum number of pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value in a chromaticity of the third time-frequency domain and pixel values corresponding to the number of pixels in the material defect detection method using the guided ultrasound; And comparing the number of pixels and the maximum value with a database for a defect type to determine whether or not a defect of the object to be inspected is defective.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 결함 검출의 정확도와 신뢰도를 확보할 수 있는 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention as described above, it is possible to provide a material defect detection method using guided ultrasonic waves that can ensure accuracy and reliability of defect detection. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유도초음파를 이용한 재료결함 검출시스템의 구성을 개념적으로 도해한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에서 기준시험체에서의 단시간 퓨리에 변환 결과 얻어지는 시간-주파수 영역의 색도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에서 대상시험체에서의 단시간 퓨리에 변환 결과 얻어지는 시간-주파수 영역의 색도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에서 기준시험체의 단시간 퓨리에 변환 결과 얻어지는 시간-주파수 영역의 색도의 화소값에 각각의 좌표에 대응하여 임의의 다른 기준시험체의 단시간 퓨리에 변환 결과 얻어지는 시간-주파수 영역의 색도의 화소값을 뺀 다음 절대값을 취한 후 시간-주파수 영역의 색도로 다시 나타낸 결과를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에서 기준시험체의 단시간 퓨리에 변환 결과 얻어지는 시간-주파수 영역의 색도의 화소값에 각각의 좌표에 대응하여 대상시험체의 단시간 퓨리에 변환 결과 얻어지는 시간-주파수 영역의 색도의 화소값을 뺀 다음 절대값을 취한 후 시간-주파수 영역의 색도로 다시 나타낸 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에서 결함이 있는 시험체와 결함이 없는 시험체를 구분한 그래프를 도시한 도면이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a material defect detection system using guided ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the chromaticity of the time-frequency domain obtained as a result of short-time Fourier transformation in a reference test body in an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a graph showing the chromaticity of the time-frequency domain obtained as a result of short-time Fourier transformation in the object to be tested in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between pixel values of chromaticity in the time-frequency domain obtained by short-time Fourier transformation of a reference test body according to an embodiment of the present invention and time- FIG. 5 is a diagram showing a result obtained by subtracting a pixel value of chromaticity and taking an absolute value and then re-displaying the chromaticity in the time-frequency domain again.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between pixel values of the chromaticity in the time-frequency domain obtained by the short-time Fourier transformation of the reference test body in the embodiment of the present invention, And subtracting the absolute value from the absolute value and subtracting the absolute value from the chromaticity in the time-frequency domain.
FIG. 6 is a graph showing a graph in which a defective test body and a defectless test body are distinguished in an embodiment of the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유도초음파를 이용한 재료결함 검출시스템의 구성을 개념적으로 도해한 도면이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a material defect detection system using guided ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유도초음파를 이용한 재료결함 검출시스템(1)은 유도초음파(32)를 발생시킬 수 있는 초음파를 발생시키고, 유도초음파(32)의 신호를 수신할 수 있는 초음파 장치(50); 수신된 유도초음파(32)의 신호를 분석하고 제어하는 제어장치(40); 및 수신된 신호의 분석 결과를 표시하는 디스플레이 장치(60)를 포함할 수 있다. 나아가, 유도초음파를 이용한 재료결함 검출시스템(1)에서는 시험체(12)에 접촉하여 유도초음파(32)를 발생하고 수신하는 구성이 개시된다. 시험체(12)는, 예를 들어, 압력용기나 배관 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 명세서에서 설명하는 시험체(12)는 결함(14)의 유무(有無) 또는 다소(多少)에 따라 기준시험체와 대상시험체로 분류될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일실시예에서, 기준시험체는 결함이 상대적으로 적은 시험체를 의미하며, 대상시험체는 상기 결함이 상대적으로 많은 시험체를 의미할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 기준시험체는 결함이 없는 시험체를 의미하며, 대상시험체는 상기 결함이 있는 시험체를 의미할 수 있다. 결함(14)은, 예를 들어, 균열, 크랙, 피로 및/또는 전위 등에 의하여 유발되는 재료의 결함을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a material
송신용 초음파 탐촉자(22a)에 의해 발생된 종파 초음파가 초음파 탐촉자(22a)에 부착된 초음파 굴절용 쐐기(24)에 의해 모드(mode) 변환되어 시험체(12)에 입사되어 시험체(12)의 해당 두께 내부 혹은 표면을 따라 가장 잘 전파되는 모드를 가지는 유도초음파(32)가 진행하여 수신용 초음파 탐촉자(22b)에 수신될 수 있다. 이때 여러 가지 모드의 신호들이 같이 수신될 수 있는데 이러한 수신 신호에 대하여 제어장치(40)에서 단시간 퓨리에 변환(Short Time Fourier Transform)을 수행한 다음 디스플레이장치(60)에서 시간-주파수 영역의 선도(線圖)로 표시하면 여러 가지 모드의 신호를 확인할 수 있다. 만약 시험체(12)에, 예를 들어, 균열과 같은, 결함(14)이 있을 경우 유도초음파(32)의 모드에 영향을 주어 새로운 모드의 유도초음파(32)가 발생하게 되며 시간-주파수 영역의 선도에서 새로 발생된 모드를 확인함으로써 결함(14)의 유무를 알 수 있다. 이때 신호의 크기가 작거나 모드 구분이 불명확할 경우 결함(14)의 유무를 판정하기가 쉽지 않다. The longitudinal ultrasonic wave generated by the
도 2는 단시간 퓨리에 변환을 적용하여 기준시험체, 예를 들어, 결함이 없는 시험체에서 수신한 유도초음파에 대한 시간-주파수 선도를 색도(色圖, color map)로 나타낸 것으로 유도초음파의 모드가 대칭인 모드인 S0, S1을 나타내는 실시예이다. 또한, 도 3은 기준시험체와 동일한 종류의 대상시험체, 예를 들어, 결함이 있는 실험체에서 수신되는 유도초음파 신호에 단시간 퓨리에 변환을 적용하여 시간-주파수 선도를 색도로 나타낸 실시예로서, 도 2의 기준시험체에서 수신한 결과와 비교할 경우 결함의 유무를 판단하기 어렵다. FIG. 2 is a time-frequency diagram of a guided ultrasonic wave received from a reference body, for example, a defect-free body to which a short-time Fourier transform is applied, in a color map, Which are modes S0 and S1. 3 is an example showing a time-frequency diagram in chromaticity by applying a short-time Fourier transform to an induced ultrasound signal received from a target object of the same kind as the reference test object, for example, a defective object, It is difficult to judge the presence or absence of defects when compared with the results received from the reference body.
도 2를 참조하면, 기준시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호에 대하여 단시간 퓨리에 변환을 하여 구현된 시간-주파수 영역의 모드에 따른 색도(色圖)에서 각 좌표에서의 화소값은 수학식 1에 의하여 산출될 수 있다. Referring to FIG. 2, a pixel value at each coordinate in a chromaticity diagram according to a mode of a time-frequency domain implemented by short-time Fourier transform on a signal received from a reference ultrasound transmitted from a reference body is expressed by
(수학식 1)(1)
한편, 도 3을 참조하면, 대상시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호에 대하여 단시간 퓨리에 변환을 하여 제2 시간-주파수 영역의 모드에 따른 색도에서 각 좌표에서의 화소값은 수학식 2에 의하여 산출될 수 있다. 3, a short-time Fourier transform is performed on the signal received from the object to be guided by the guided ultrasound, and the pixel value at each coordinate in the chromaticity according to the mode of the second time-frequency domain is calculated according to Equation (2) Can be calculated.
(수학식 2)(2)
여기에서, f는 주파수; t는 시간; X[f,t] 및 Y[f,t]는 시간-주파수 영역의 화소값; x[t+m1]는 기준시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호함수; y[t+m2]는 대상시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호함수; w1[m1] 및 w2[m2]는 단시간 퓨리에 변환의 창함수; m1, m2, L1, L2, N1 및 N2는 임의의 정수이다. Where f is the frequency; t is the time; X [f, t] and Y [f, t] are pixel values in the time-frequency domain; x [t + m 1 ] is the signal function of the guided ultrasound transmitted from the reference body; y [t + m 2 ] is the signal function of the guided ultrasound transmitted from the target specimen; w 1 [m 1 ] and w 2 [m 2 ] are window functions of short time Fourier transform; m 1 , m 2 , L 1 , L 2 , N 1, and N 2 are arbitrary integers.
발명자는, 단시간 퓨리에 변환하여 얻어진 시간-주파수 영역의 색도를 이용하여, 기준시험체로부터 얻어진 시간-주파수 영역의 모드에 따른 색도에서 각 좌표의 화소값(X[f,t])과 대상시험체로부터 얻어진 시간-주파수 영역의 모드에 따른 색도에서 각 좌표의 화소값(Y[f,t])에 대하여 일대일 좌표값에 해당되는 화소값의 차이에 대한 절대값(Z[f,t])을 수학식 3과 같이 구하고 상기 절대값을 이용하여 결함 유무를 판단하고자 하였다.The inventor of the present invention uses the chromaticity of the time-frequency domain obtained by the short-time Fourier transform to calculate the pixel value (X [f, t]) of each coordinate in the chromaticity according to the mode of the time- The absolute value Z [f, t] for the difference of the pixel values corresponding to the one-to-one coordinate values with respect to the pixel value Y [f, t] of each coordinate in the chromaticity according to the mode in the time- 3, and the absolute value was used to determine the presence or absence of a defect.
(수학식 3)(3)
도 4는 수학식 3을 이용함으로써, 결함이 없는 시험체의 단시간 퓨리에 변환 결과 얻어지는 시간-주파수 영역의 색도의 화소값에 각각의 좌표에 대응하여 임의의 결함이 없는 다른 시험체의 단시간 퓨리에 변환 결과 얻어지는 시간-주파수 영역의 색도의 화소값을 뺀 다음 절대값을 취한 후 시간-주파수 영역의 색도로 다시 나타낸 결과이다. 한편, 도 5는 수학식 3을 이용함으로써, 결함이 없는 시험체의 단시간 퓨리에 변환 결과 얻어지는 시간-주파수 영역의 색도의 화소값에 각각의 좌표에 대응하여 결함이 있는 시험체의 단시간 퓨리에 변환 결과 얻어지는 시간-주파수 영역의 색도의 화소값을 뺀 다음 절대값을 취한 후 시간-주파수 영역의 색도로 다시 나타낸 결과이다. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the pixel value of the chromaticity in the time-frequency domain obtained as a result of short-time Fourier transform of a defect-free test object, the time obtained as a result of short- time Fourier transformation of another test object corresponding to each coordinate, - subtracting the pixel value of the chromaticity in the frequency domain and then taking the absolute value and then re-displaying the chromaticity in the time-frequency domain again. 5 is a graph showing the time-frequency-domain chromaticity obtained from the short-time Fourier transformation of a test body having no defect, and the time- The result is obtained by subtracting the pixel value of the chromaticity in the frequency domain and then taking the absolute value again and then displaying the chromaticity in the time-frequency domain again.
시험체에 균열과 같은 결함이 존재하여 새로운 모드의 유도초음파가 발생하게 되더라도, 시간-주파수 영역에서 새로 발생된 모드를, 도 4 및 도 5와 같이, 확인함으로써 결함의 유무를 용이하게 알 수 있으며, 신호의 크기가 작거나 모드 구분이 불명확할 경우에도 결함의 유무를 판정하기가 상대적으로 용이함을 확인할 수 있었다. Even if a new mode induction ultrasonic wave is generated due to a defect such as a crack in the test body, the presence or absence of a defect can be easily determined by confirming a newly generated mode in the time-frequency domain as shown in FIGS. 4 and 5, It was confirmed that it is relatively easy to determine whether there is a defect even when the signal size is small or the mode classification is unclear.
도 6은 본 발명의 일실시예에서 결함이 있는 시험체와 결함이 없는 시험체를 구분한 그래프를 도시한 도면이다. FIG. 6 is a graph showing a graph in which a defective test body and a defectless test body are distinguished in an embodiment of the present invention. FIG.
도 6에 도시된 그래프는, 다양한 종류와 형태를 가지는, 결함이 있는 시험체와 결함이 없는 시험체에 대하여, 도 4 또는 도 5와 같은 시간-주파수 영역의 색도에서 소정의 문턱값을 넘는 화소값을 가지는 화소수 및 상기 화소수에 대응하는 화소값들의 최대치를 직교좌표계에 도시한 그래프이다. 이러한 그래프는 다양한 종류와 형태를 가지는 결함 유형에 대한 데이터베이스에 해당할 수 있다. 예를 들어, 직교좌표계 상에서 경계선(Q)을 기준으로 일측의 영역(A)은 결함이 없는 시험체들이 위치하는 영역이며, 경계선(Q)을 기준으로 타측의 영역(B)은 결함이 없는 시험체들이 위치하는 영역에 해당할 수 있다. 만약, 임의의 시험체에 대하여 구현된 도 4 또는 도 5와 같은 시간-주파수 영역의 색도에서 소정의 문턱값을 넘는 화소값을 가지는 화소수 및 상기 화소수에 대응하는 화소값들의 최대치가 경계선(Q)을 기준으로 타측의 영역(B)에 위치한다면, 상기 임의의 시험체는 결함이 있다고 판단할 수 있으며, 나아가, 결함의 유형까지도 추정해 볼 수 있다. The graph shown in Fig. 6 is a graph showing the relationship between the pixel values of the defective test body and the defect-free test body, which have various types and shapes, exceeding a predetermined threshold value in the chromaticity of the time-frequency domain as shown in Fig. 4 or Fig. And a maximum value of pixel values corresponding to the number of pixels is shown in an orthogonal coordinate system. These graphs may correspond to a database of defect types of various types and shapes. For example, in an orthogonal coordinate system, a region A on one side with respect to a boundary line Q is a region where defect-free test pieces are located, and a region B on the other side with respect to the boundary line Q is a defect- It can correspond to the area in which it is located. If the number of pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold in the chromaticity of the time-frequency domain as shown in FIG. 4 or 5 and the maximum value of the pixel values corresponding to the number of pixels, ), It is possible to judge that the arbitrary test object has a defect, and furthermore, the type of the defect can be estimated.
따라서, 도 4 또는 도 5와 같은, 시간-주파수 영역의 색도에서 소정의 문턱값을 넘는 화소값을 가지는 화소수 및 상기 화소수에 대응하는 화소값들의 최대치를 산출하는 단계; 및 상기 화소수 및 상기 최대치를, 도 6의 그래프와 같은, 결함유형에 대한 데이터베이스와 비교함으로써, 대상시험체의 결함 유무를 판단하는 단계;를 더 수행함으로써 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법이 구현될 수 있다. Therefore, calculating the maximum number of pixels having the pixel value exceeding the predetermined threshold value and the maximum value of the pixel values corresponding to the number of pixels in the chromaticity of the time-frequency domain as shown in FIG. 4 or FIG. And comparing the number of pixels and the maximum value with a database for a defect type, such as the graph of Fig. 6, to determine whether a defect of the object to be tested is present, thereby implementing a material defect detection method using guided ultrasonic waves .
다음으로, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제인 유도초음파를 이용한 재료결함을 검출할 수 있는 프로그램을 저장한 기록매체를 설명한다. 실행가능한 코드를 포함하는, 프로그래밍을 수반하는 컴퓨터시스템의 소프트웨어 기능성들이 상술된 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법을 구현하는데 이용될 수 있다. 상기 프로그램을 저장한 기록매체에 수록된 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법은 앞에서 이미 설명하였으므로 그에 대한 설명은 여기에서는 생략한다. 소프트웨어 코드는 범용 컴퓨터에 의해 실행가능하다. 작동시, 코드 및 관련된 데이터 기록들은 범용 컴퓨터 플랫폼 내에 저장될 수 있다. 하지만, 다른 때에는, 상기 소프트웨어가 다른 장소에 저장되거나 및/또는 적절한 범용 컴퓨터시스템으로의 로딩을 위하여 이동될 수도 있다. 이에 따라, 실시예들은 하나 이상의 기계-판독가능한 매체에 의해 전달된 코드의 1 이상의 소프트웨어 제품을 포함한다. 컴퓨터시스템의 프로세서에 의한 상기 코드의 실행은, 특히 본 명세서에 논의되고 예시된 실시예들에서 수행된 방식으로, 상기 플랫폼이 카탈로그 및/또는 소프트웨어 다운로딩 기능들을 구현하도록 할 수 있다. 여기서, 컴퓨터 또는 기계 "판독가능한 매체"와 같은 용어는, 실행을 위하여 프로세서에 명령어들을 제공하는 것에 관여하는 소정의 매체를 칭한다. 이러한 매체는 여러 형태를 취하는데, 비휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송 매체들을 포함하기는 하지만, 여기에 제한되지는 않는다. 비휘발성 매체는, 예를 들어 서버 플랫폼 중 하나로서 작동하는 소정의 컴퓨터(들)내의 소정의 기억장치와 같은 광학 또는 자기 디스크를 포함한다. 휘발성 매체는 상기 컴퓨터 플랫폼의 메인 메모리와 같은 다이내믹 메모리를 포함한다. 물리적인 전송 매체는 컴퓨터시스템 내에 버스를 포함하는 와이어를 포함하는 섬유 다발, 구리선 및 동축케이블 등을 포함한다. 반송파(carrier-wave) 전송 매체는 전기 신호나 전자기 신호 또는 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 시에 생성되는 것과 같은 탄성파 또는 광파의 형태를 취할 수 있다. 그러므로 컴퓨터-판독가능한 매체의 일반적인 형태들은 예컨대: 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 여타의 자기 매체, CD-ROM, DVD, 여타의 광학매체를 포함하며, 흔하지는 않지만 펀치 카드, 페이퍼 테잎(paper tape), 구멍들의 패턴을 갖는 여타의 물리적인 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 여타의 메모리 칩이나 카트리지, 반송파 전달 데이터나 명령어, 상기 반송파를 전달하는 케이블이나 링크, 또는 컴퓨터가 프로그래밍 코드 및/또는 데이터를 판독할 수 있는 여타의 매체를 포함한다. 이들 컴퓨터 판독가능한 매체의 여러 형태들은 실행을 위하여 프로세서에 1 이상의 명령어의 1 이상의 시퀀스 전달 시에 수반될 수 있다.Next, a recording medium storing a program capable of detecting material defects using guided ultrasound, which is another technical object of the present invention, will be described. Software functionality of a computer system involving programming, including executable code, can be used to implement the method of detecting material defects using the guided ultrasound described above. The material defect detection method using guided ultrasound recorded on the recording medium storing the program has already been described above, and a description thereof will be omitted here. The software code is executable by a general purpose computer. In operation, the code and associated data records may be stored within a general purpose computer platform. However, at other times, the software may be stored elsewhere and / or moved for loading into an appropriate general purpose computer system. Accordingly, embodiments include one or more software products of code carried by one or more machine-readable media. Execution of the code by a processor of a computer system may cause the platform to implement catalog and / or software downloading functions, in particular in a manner performed in embodiments discussed and illustrated herein. Here, terms such as computer or machine "readable medium" refer to any medium that participates in providing instructions to a processor for execution. Such media take many forms, including, but not limited to, non-volatile media, volatile media, and transmission media. Non-volatile media includes optical or magnetic disks, such as certain storage devices in any computer (s) that operate as one of the server platforms, for example. The volatile media includes dynamic memory, such as the main memory of the computer platform. Physical transmission media include fiber bundles, copper wires, and coaxial cables, including wires that include a bus within a computer system. A carrier-wave transmission medium may take the form of an acoustic or electromagnetic wave, or an acoustic or light wave, such as that generated during radio frequency (RF) and infrared (IR) data communications. Common forms of computer-readable media therefore include, but are not limited to: floppy disks, flexible disks, hard disks, magnetic tape, other magnetic media, CD-ROMs, DVDs, EPROMs, FLASH-EPROMs, other memory chips or cartridges, carrier wave data or commands, cables or links that carry the carrier wave, or other physical media having a pattern of holes, And other media from which a computer can read programming code and / or data. Various forms of these computer-readable media may be involved in transferring one or more sequences of one or more instructions to a processor for execution.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
12 : 시험체
14 : 결함
22a : 송신용 초음파 탐촉자
22b : 수신용 초음파 탐촉자
24 : 초음파 굴절용 쐐기
32 : 유도초음파12: Test body
14: Defects
22a: Ultrasonic transducer for transmission
22b: Ultrasonic transducer for receiving
24: Ultrasonic refraction wedge
32: Guided ultrasound
Claims (5)
대상시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호에 대하여 단시간 퓨리에 변환을 하여 제2 시간-주파수 영역의 모드에 따른 색도에서 각 좌표에서의 화소값을 산출하는 단계; 및
상기 제1 시간-주파수 영역의 화소값과 이에 대응되는 상기 제2 시간-주파수 영역의 화소값의 차이의 절대값을 각 좌표에서의 화소값으로 가지는 제3 시간-주파수 영역의 색도를 구현함으로써, 상기 대상시험체의 결함 유무를 판단하는 단계;
를 포함하는, 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법.Calculating a pixel value at each coordinate in a chromaticity diagram according to a mode of a first time-frequency domain implemented by performing short-time Fourier transform on a signal received from the reference ultrasound transmitted from a reference body;
Performing a short-time Fourier transform on a signal received from the target ultrasound wave transmitted from a target body to calculate a pixel value at each coordinate in a chromaticity according to a mode in a second time-frequency domain; And
By implementing the chromaticity of the third time-frequency domain having the pixel value of each coordinate as the absolute value of the difference between the pixel value of the first time-frequency domain and the corresponding pixel value of the second time-frequency domain, Determining the presence or absence of a defect in the object to be tested;
And detecting the defects of the material defects by using the guided ultrasonic waves.
상기 기준시험체는 상기 대상시험체보다 결함이 상대적으로 적은, 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법.The method according to claim 1,
Wherein the reference test body has a relatively smaller defect than that of the object to be tested.
상기 기준시험체는 결함이 없는 시험체를 포함하고, 상기 대상시험체는 상기 결함이 있는 시험체를 포함하는, 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법.The method according to claim 1,
Wherein the reference test body includes a defect-free test body, and the object to be tested includes the defective object.
상기 제1 시간-주파수 영역의 화소값은 수학식 1에 의하여 산출되며,
상기 제2 시간-주파수 영역의 화소값은 수학식 2에 의하여 산출되고,
상기 제3 시간-주파수 영역의 화소값은 수학식 3에 의하여 산출되는,
유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법.
(수학식 1)
(수학식 2)
(수학식 3)
(여기에서, f는 주파수; t는 시간; X[f,t]는 상기 제1 시간-주파수 영역의 화소값; x[t+m1]는 상기 기준시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호함수; Y[f,t]는 상기 제2 시간-주파수 영역의 화소값; y[t+m2]는 상기 대상시험체에서 발신한 유도초음파를 수신한 신호함수; Z[f,t]는 상기 제3 시간-주파수 영역의 화소값; w1[m1] 및 w2[m2]는 단시간 퓨리에 변환의 창함수; m1, m2, L1, L2, N1 및 N2는 임의의 정수)The method according to claim 1,
The pixel value in the first time-frequency domain is calculated by Equation (1)
The pixel value in the second time-frequency domain is calculated according to equation (2)
Wherein the pixel value of the third time-frequency domain is calculated by Equation (3)
(Method for Detecting Material Defects Using Guided Ultrasound).
(1)
(2)
(3)
X [t + m 1 ] is a signal obtained by receiving the guided ultrasound transmitted from the reference body, and X [t, t] is a pixel value in the first time- Y [t + m 2 ] is a signal function of receiving the induced ultrasound transmitted from the object of interest, Z [f, t] is a pixel function of the second time- a third time-pixel values in the frequency domain; w 1 [m 1] and w 2 [m 2] is a short-time Fourier transform window functions; m 1, m 2, L 1, L 2, N 1 and N 2 is any Lt;
상기 제3 시간-주파수 영역의 색도에서 소정의 문턱값을 넘는 화소값을 가지는 화소수 및 상기 화소수에 대응하는 화소값들의 최대치를 산출하는 단계; 및
상기 화소수 및 상기 최대치를 결함유형에 대한 데이터베이스와 비교함으로써, 상기 대상시험체의 결함 유무를 판단하는 단계;를 더 포함하는, 유도초음파를 이용한 재료결함 검출방법.The method according to claim 1,
Calculating a maximum number of pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value and a maximum value of pixel values corresponding to the number of pixels in a chromaticity of the third time-frequency domain; And
And comparing the number of pixels and the maximum value with a database for a defect type to thereby determine whether or not a defect exists in the object to be tested.
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|---|---|---|---|---|
| KR20000036176A (en) * | 1996-09-17 | 2000-06-26 | 쟈콥 월스태더 | Multi-array, multi-specific electrochemiluminescence testing |
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