KR101538311B1 - Laser ultrasonic measuring apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 초음파 측정장치를 개시한다. 본 발명에 따른 레이저 초음파 측정장치는, 측정 대상체 내부에 초음파가 발생하도록 상기 측정 대상체의 일면에 펄스형 레이저빔을 비접촉식으로 조사하는 초음파 발생용 레이저 발진기; 상기 측정 대상체에 발생된 초음파를 측정하기 위한 레이저빔을 출력하는 초음파 검출용 레이저 발진기; 상기 측정 대상체로부터 반사된 초음파에 의한 레이저 신호광을 포집 전송하는 광섬유; 상기 포집 전송된 신호광을 내부에서 왕복시켜 간섭을 발생시키는 간섭계;를 포함하며, 상기 광섬유는 신호광을 포집하는 제1 영역, 직경이 점차 감소되는 제2 영역, 상기 제1 영역의 직경보다 작은 직경을 갖는 제3 영역을 포함한다.The present invention discloses a laser ultrasonic measurement apparatus. The laser ultrasonic wave measuring apparatus according to the present invention comprises a laser oscillator for generating ultrasonic waves for irradiating a pulsed laser beam in a non-contact manner on one surface of the object to be measured so that ultrasonic waves are generated inside the object to be measured; A laser oscillator for ultrasonic detection for outputting a laser beam for measuring ultrasonic waves generated in the measurement object; An optical fiber for collecting and transmitting laser signal light by ultrasonic waves reflected from the measurement object; The optical fiber includes a first region for collecting signal light, a second region for gradually decreasing the diameter, a second region for reducing the diameter of the first region, a second region for reducing the diameter of the first region, And a third region having

Description

레이저 초음파 측정 장치{Laser ultrasonic measuring apparatus}[0001] The present invention relates to a laser ultrasonic measuring apparatus,

본 발명은 레이저를 대상체에 조사하여 발생하는 초음파를 검출하는 레이저 초음파 측정장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a laser ultrasonic measurement apparatus for detecting ultrasonic waves generated by irradiating a laser to a target object.

금속이나 복합재료 등의 기계적 특성이나 미세조직의 비파괴 검사는 통상 초음파 검사를 이용한다. 초음파 검사는 측정대상 내에서의 초음파의 전파 특성을 이용하여 기계적 특성이나 미세조직을 파악하며, 기본적으로 비파괴적인 검사방법이기 때문에 다양한 분야에서 매우 광범위하게 사용된다.Ultrasonic inspection is usually used for nondestructive inspection of mechanical properties and microstructures of metals and composites. Ultrasonic inspection uses ultrasonic wave propagation characteristics within a measurement object to grasp the mechanical properties and microstructure and is widely used in various fields because it is basically a non-destructive inspection method.

초음파 검사에는 통상 압전변환기(piezoelectric transducer)나 EMAT(electro-magnetic acoustic transducer)를 이용하여 왔다. 압전변환기는 측정대상과 변환기 사이에 초음파 전달매질이 필요하며, 고온 하에서 그 기능이 저하되는 단점이 있다. 그리고 EMAT는 통상 수㎜ 정도까지 측정대상에 근접하여 사용되어야 하는 단점이 있다. 이와 같은 단점들로 인해 위와 같은 장치를 이용하는 종래의 초음파 검사는 생산라인 특히, 열간 압연공정과 같은 열악한 환경 하에서의 온라인 적용은 불가능하였다.Ultrasonic inspection usually uses a piezoelectric transducer or an electro-magnetic acoustic transducer (EMAT). The piezoelectric transducer has a disadvantage in that an ultrasonic transmission medium is required between the object to be measured and the transducer, and its function is deteriorated at a high temperature. And EMAT has a disadvantage that it should be used close to the object of measurement usually up to several millimeters. Due to these disadvantages, the conventional ultrasonic inspection using the above apparatus has not been able to be applied on-line under a harsh environment such as a production line, especially a hot rolling process.

이러한 단점을 해결하기 위하여 레이저 초음파 측정방법이 개발되었다. 레이저 초음파 측정방법은 펄스 레이저를 이용하여 초음파를 발생시키고 측정 대상체 내부를 전파한 초음파를 레이저 간섭계를 이용하여 측정하는 방법으로서, 기본적으로 비접촉식 방법이기 때문에 고온인 측정 대상체의 초음파 탐상이 가능하고 생산라인에서의 온라인 적용에도 용이한 장점이 있다.A laser ultrasonic measurement method has been developed to solve these drawbacks. The laser ultrasonic measurement method is a method of generating an ultrasonic wave by using a pulse laser and measuring ultrasonic waves propagated inside the object to be measured by using a laser interferometer. Since it is basically a non-contact method, ultrasonic inspection of a high- It is easy to apply on-line.

통상적으로 레이저 초음파 측정에는 도 1에 도시된 바와 같이, 초음파 발생용 레이저 발진기(10), 초음파 검출용 레이저 발진기(20), 간섭계(30) 및 광검출기(40)가 사용된다. 여기서, 간섭계(30)는 빔의 간섭을 관측하는 장치로서, 1개의 광원에서 나온 빛을 2개 또는 그 이상으로 나누어 적당한 방법으로 파면을 변경시켜 간섭시킨다. 광선을 여러 개로 나누는 다광선 간섭계에는 페브리 페롯(Fabry-Perot) 간섭계와 룸머－게르케 평행판이 있다.As shown in Fig. 1, a laser oscillator 10 for generating ultrasonic waves, a laser oscillator 20 for detecting ultrasonic waves, an interferometer 30 and a photodetector 40 are usually used for laser ultrasonic measurement. Here, the interferometer 30 is an apparatus for observing the interference of a beam. The interferometer 30 divides the light emitted from one light source into two or more, and interferes with the wavefront by modifying the wavefront by a proper method. The multi-beam interferometer, which divides the beam into several beams, has a Fabry-Perot interferometer and a Rommer-Gerke parallel plate.

이 중에서 페브리 페롯 간섭계가 생산라인에서 가장 널리 사용되고 있으며, 페브리 페롯 간섭계는 한 쪽면을 은으로 도금한 유리판(31, 32) 두 장을 서로 대향하도록 평행으로 고정한 구조를 갖는다. 두 개의 은도금 유리판(31, 32)은 특정 반사율을 갖는 거울로서 작용하여 입사된 광을 해당 반사율로 부분적으로 서로 반사시켜 간섭을 발생시키게 된다.Of these, the Fabry-Perot interferometer is most widely used in the production line, and the Fabry-Perot interferometer has a structure in which two sheets of glass plates 31 and 32 plated on one side are fixed in parallel so as to face each other. The two silver-plated glass plates 31 and 32 act as a mirror having a specific reflectance, thereby partially reflecting the incident light with the corresponding reflectance to generate interference.

한편, 종래에는 초음파 측정을 위한 레이저빔을 검출하기 위해서, 측정 대상체에 발생한 초음파에 기인하여 주파수 변이가 발생한 레이저빔의 신호광을 광섬유로 입사시키고 입사된 신호광을 간섭계로 출사하는 방식이 사용되고 있다.On the other hand, conventionally, in order to detect a laser beam for ultrasonic measurement, a method has been used in which a signal beam of a laser beam having a frequency variation caused by an ultrasonic wave generated in a measurement object is made incident on an optical fiber and an incident signal beam is output to an interferometer.

레이저 초음파 측정방법의 측정 효율은 신호광의 세기와 간섭계의 효율에 따라 달라진다. 포집된 신호광은 광섬유를 이용하여 간섭계에 전송된다. 측정신호 대비 잡음비 증대를 위해 보다 많은 신호광의 포집이 요구되고, 이를 위해 코어의 직경이 큰 광섬유가 적용되고 있다.The measurement efficiency of the laser ultrasonic measurement method depends on the intensity of the signal light and the efficiency of the interferometer. The collected signal light is transmitted to the interferometer using an optical fiber. In order to increase the noise ratio compared to the measured signal, more signal light is required to be collected, and an optical fiber having a larger core diameter is applied.

그러나, 신호광 전송용 광섬유 코어의 직경이 커지면 간섭계로 입사한 신호광이 간섭계 주축의 수직 방향으로 퍼지게 되고 이로 인해 간섭 효율이 저하된다. 즉, 기존의 광섬유(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 신호광이 입사되는 부분과 출사되는 부분의 직경이 동일하기 때문에 신호광의 주축 경로와 신호광 경로의 광 경로차(LO-LC)가 커져서 간섭 효율이 감소하게 된다.
However, when the diameter of the optical fiber core for signal transmission increases, the signal light incident on the interferometer spreads in the vertical direction of the main axis of the interferometer, thereby reducing the interference efficiency. 2, since the diameter of the portion where the signal light is incident is the same as the diameter of the portion where the signal light is emitted, the optical path difference (L O -L C ) between the main path of the signal light and the signal light path, The interference efficiency is reduced.

본 발명은 대상체에서 발생한 초음파에 의한 레이저빔의 신호광을 간섭시키는 초음파 측정용 레이저 간섭계를 안정화하여 최적의 효율로 초음파 신호를 측정할 수 있는 레이저 초음파 측정장치를 제공한다.
The present invention provides a laser ultrasonic measurement apparatus capable of measuring ultrasound signals with optimal efficiency by stabilizing a laser interferometer for ultrasonic measurement that interferes with signal light of a laser beam caused by ultrasonic waves generated in a target object.

일 실시예에 따른 레이저 초음파 측정장치는, 측정 대상체 내부에서 초음파가 발생하도록 상기 측정 대상체의 일면에 펄스형 레이저빔을 비접촉식으로 조사하는 초음파 발생용 레이저 발진기; 상기 측정 대상체에서 발생한 초음파를 측정하기 위한 레이저빔을 출력하는 초음파 검출용 레이저 발진기; 상기 측정 대상체로부터 반사된 초음파에 의한 레이저 신호광을 포집 전송하는 광섬유; 상기 포집 전송된 신호광을 내부에서 왕복시켜 간섭을 발생시키는 간섭계;를 포함하며, 상기 광섬유는 신호광을 포집하는 제1 영역, 직경이 점차 감소되는 제2 영역, 상기 제1 영역의 직경보다 작은 직경을 갖는 제3 영역을 포함한다.The laser ultrasonic wave measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a laser oscillator for generating ultrasonic waves for irradiating a pulsed laser beam in a noncontact manner on one surface of the object to be measured so that ultrasonic waves are generated inside the object to be measured; A laser oscillator for ultrasonic wave detection for outputting a laser beam for measuring ultrasonic waves generated in the measurement object; An optical fiber for collecting and transmitting laser signal light by ultrasonic waves reflected from the measurement object; The optical fiber includes a first region for collecting signal light, a second region for gradually decreasing the diameter, a second region for reducing the diameter of the first region, a second region for reducing the diameter of the first region, And a third region having

일 실시예에 따르면, 상기 제1 영역의 직경과 제3 영역의 직경의 비율은 5:1∼4:1인 것을 특징으로 한다.According to an embodiment, the ratio of the diameter of the first region to the diameter of the third region is 5: 1 to 4: 1.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 영역의 길이는 5mm 이상인 것을 특징으로 한다.According to an embodiment, the length of the second region is 5 mm or more.

일 실시예에 따르면, 상기 광섬유의 외주면에는 광 손실 방지용 금속 코팅막이 형성된다.
According to one embodiment, a metal coating layer for preventing optical loss is formed on an outer circumferential surface of the optical fiber.

본 발명의 실시예에 따르면, 측정 대상체로부터 반사된 신호광이 입사되는 부분은 광섬유 직경이 크기 때문에 포집 효율을 높일 수 있고, 신호광이 간섭계로 전송되는 부분은 광섬유 직경이 작기 때문에 간섭 효율을 높일 수 있게 된다.
According to the embodiment of the present invention, the portion where the signal light reflected from the measurement object is incident has a large optical fiber diameter, thereby increasing the collection efficiency. In the portion where the signal light is transmitted to the interferometer, the optical fiber diameter is small, do.

도 1은 일반적인 레이저 초음파 측정장치를 도시한 개략도.
도 2는 종래 기술에 의한 레이저 초음파 측정장치의 요부를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 의한 레이저 초음파 측정장치의 요부를 도시한 개략도.
도 4는 도 3에 따른 신호광 포집부를 도시한 단면도.1 is a schematic view showing a general laser ultrasonic measuring apparatus;
2 is a schematic diagram showing a main part of a conventional laser ultrasonic measurement apparatus.
3 is a schematic view showing a main part of a laser ultrasonic measurement apparatus according to the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a signal light collecting unit according to FIG. 3;

이하에서는, 본 발명에 의한 레이저 초음파 측정장치의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of a laser ultrasonic measurement apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

일 실시예에 의한 레이저 초음파 측정장치는 초음파 발생용 레이저 발진기, 초음파 검출용 레이저 발진기, 신호광을 포집하여 전송하는 광섬유, 전송된 신호광을 간섭시키는 간섭계 및 레이저 간섭계에서 출력되는 간섭광의 세기를 전기적 신호로 각각 변환하고 변환된 전기적 신호를 이용하여 초음파 신호를 검출하는 광검출기를 포함한다.The laser ultrasonic wave measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a laser oscillator for generating ultrasonic waves, a laser oscillator for detecting ultrasonic waves, an optical fiber for capturing and transmitting signal light, an interferometer for interfering with the transmitted signal light, and an interferometer And a photodetector for converting ultrasound signals using the converted electrical signals, respectively.

여기서, 초음파 발생용 레이저 발진기, 초음파 검출용 레이저 발진기, 간섭계, 신호검출기는 도 1에 도시된 일반적인 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Here, a laser oscillator for generating ultrasonic waves, a laser oscillator for detecting ultrasonic waves, an interferometer, and a signal detector are the same as the general configuration shown in FIG. 1, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 3을 참조하면, 광섬유(100)는 간섭계 측으로 향할수록 직경이 감소하도록 형성된다. 즉, 광섬유(100)는 소정 직경을 갖는 제1 영역(110), 제1 영역(110)으로부터 테이퍼지게 형성되는 제2 영역(120), 제1 영역(110)의 직경에 비해 축소된 직경을 갖는 제3 영역(130)으로 구분될 수 있다. 이러한 광섬유는 그 외부로부터 소정의 열원을 가한 후 일단을 잡아당김으로써 직경이 점차 감소되는 형태로 제조될 수 있다.Referring to FIG. 3, the optical fiber 100 is formed so that its diameter decreases toward the interferometer side. That is, the optical fiber 100 has a first region 110 having a predetermined diameter, a second region 120 tapered from the first region 110, a diameter reduced to a diameter of the first region 110 And a third region 130 having a plurality of regions. Such an optical fiber can be manufactured in such a manner that its diameter is gradually reduced by applying a predetermined heat source from the outside and pulling one end thereof.

제1 영역(110)이 R의 직경을 갖는다고 가정하면, 제3 영역(130)은 제1 영역(110)의 직경에 비해 1/5R∼1/4R 정도의 직경을 갖는 것이 본 발명의 목적을 달성하기에 적합하다. 이에 따라, 신호광은 제1 영역(110)의 선단으로 최대한 많이 입사되고, 입사된 신호광은 직경이 축소된 제3 영역(130)을 통해 간섭계 측으로 출사된다.Assuming that the first region 110 has a diameter of R, it is preferable that the third region 130 has a diameter of about 1/5 to 1/4 of the diameter of the first region 110 Respectively. Accordingly, the signal light is incident on the front end of the first region 110 as much as possible, and the incident signal light is emitted to the interferometer side through the third region 130 whose diameter is reduced.

이때, 제2 영역의 길이가 너무 짧으면 광섬유로 입사된 신호광이 큰 직경의 코어(제1 영역)로부터 작은 직경의 코어(제2 영역)를 통과할 때 신호광의 손실이 발생할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 제2 영역(120)은 적어도 5㎜ 이상의 길이를 갖는 것이 좋다.At this time, if the length of the second region is too short, the loss of the signal light may occur when the signal light incident on the optical fiber passes through the core (first region) having a large diameter and the core (second region) having a small diameter. The second region 120 may have a length of at least 5 mm.

또한, 광섬유(100)의 외주면 특히, 제2 영역(120)의 외주면에는 감소된 직경에 의해 다량 입사된 신호광이 손실되는 것을 방지하기 위한 금속 코팅막이 형성될 수 있다. 금속 코팅막으로는 광섬유(100)로 입사된 신호광이 그 내부에서 반사 및 확산될 수 있도록 하는 반사물질, 예컨대 금, 알루미늄 등이 적용될 수 있다.
In addition, a metal coating layer may be formed on the outer circumferential surface of the optical fiber 100, particularly, on the outer circumferential surface of the second region 120 to prevent loss of a large amount of incident light due to the reduced diameter. As the metal coating layer, a reflective material, for example, gold, aluminum, or the like, may be applied to allow the signal light incident on the optical fiber 100 to be reflected and diffused therein.

이와 같이 구성된 레이저 초음파 측정장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the laser ultrasonic measuring apparatus thus constructed will be described as follows.

일 실시예에 의한 레이저 초음파 측정방법은 측정 대상체(1)에 대해 초음파 발생용 펄스 레이저를 조사하여 발생하는 열적 응력 또는 표면 근방의 측정 대상체(1) 자체의 기화에 의해 발생하는 기화 응력을 이용하여 초음파를 송신하고, 연속 발진하는 초음파 검출용 레이저를 측정 대상체(1)에 조사하여 그 직진성이나 간섭성을 이용하여 초음파에 의해 유기되는 변위를 수신함으로써 측정 대상체(1) 내부를 전파한 초음파를 검출한다.The laser ultrasonic measurement method according to one embodiment uses thermal stress generated by irradiating the measurement object 1 with a pulse laser for generating ultrasonic waves or vaporization stress caused by vaporization of the measurement object 1 itself in the vicinity of the surface An ultrasonic wave propagating inside the measurement target object 1 is detected by receiving an ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic wave transmitting means, irradiating the measurement target object 1 with a continuously oscillating laser beam and receiving the displacement induced by the ultrasonic wave by using the straightness or coherence thereof do.

이러한 레이저 초음파 측정방법은 초음파를 사용하여 측정 대상체(1)의 균열이나 내재하는 결함의 검출 또는 측정 대상체(1) 특성의 평가를 비접촉으로 행하는 것이 가능하다.Such a laser ultrasonic measurement method can perform the contactless measurement of cracks in the measurement target object 1, detection of inherent defects, or evaluation of the characteristics of the measurement target object 1 by using ultrasonic waves.

즉, 높은 에너지의 펄스레이저인 초음파 발생용 레이저를 측정 대상체(1)의 표면에 조사하면 그 충격으로 측정 대상체(1) 표면에 열팽창 및 수축에 의해 왜곡이 발생한다. 그리고 발생한 왜곡이 초음파로 측정 대상체(1) 내부를 전파한다. 다음으로, 초음파 검출용 단일 주파수의 연속 레이저빔을 측정 대상체(1) 표면에 조사하면 이 신호광은 전파한 초음파에 의한 표면 진동에 따른 주파수 변화(도플러 시프트)를 하며, 이러한 도플러 시프트양(Δf)은 아래의 수식에 의해 산출될 수 있다.That is, when the surface of the object 1 to be measured is irradiated with a laser for generating an ultrasonic wave, which is a pulse laser of high energy, the surface of the object 1 is distorted due to thermal expansion and contraction. Then, the generated distortion propagates inside the measurement object 1 with the ultrasonic waves. Next, when the surface of the object to be measured 1 is irradiated with a single-frequency continuous laser beam for ultrasonic wave detection, the signal light has a frequency change (Doppler shift) in accordance with the surface vibration caused by the propagated ultrasonic waves, Can be calculated by the following equation.

Δf = 2V/λ? F = 2V /?

여기서, V = 표면변위속도, λ = 레이저파장Where V = surface displacement velocity, lambda = laser wavelength

레이저 초음파 방법을 이용한 계측기는 페브리 페롯 간섭계 등의 레이저 간섭계를 구비하고 있다. 페브리 페롯 간섭계는 특정 주파수만을 진동시켜 투과시키는 필터로 동작한다. 예를 들면, 측정 대상체가 강재일 경우, 강재의 내부에 결함부가 있는 경우 표면 진동이 통상의 강재와 다르기 때문에 도플러 시프트양은 통상적인 강재와 다른 값을 나타낸다. 이 때문에 페브리 페롯 간섭계를 투과하는 투과 광량이 변화하여 강재의 균열이나 결함의 검사 또는 재료평가를 행할 수 있다.The laser ultrasonic method is equipped with a laser interferometer such as a Fabry-Perot interferometer. The Fabry-Perot interferometer operates as a filter that transmits only a specific frequency by oscillating. For example, when the object to be measured is a steel material, the surface vibration is different from the normal steel material in the presence of a defective portion in the steel material, so that the Doppler shift amount shows a different value from the ordinary steel material. Therefore, the amount of transmitted light passing through the Fabry-Perot interferometer changes, so that cracks and defects of the steel can be inspected or materials can be evaluated.

이때, 보다 정확한 검사를 위해서 포집된 신호광을 간섭계(30)로 전송하는 광섬유(100)는 측정 대상체(1)로부터 반사된 신호광을 최대한 많이 포집해야 한다. 이를 위해서 일 실시예에 따른 광섬유의 제1 영역(110)은 R의 직경(예컨대, 400㎛)을 갖는다. 이에 더해서, 포집된 신호광을 간섭계(30)로 전달할 때는 신호광의 경로가 주축 경로와 최대한 근접하는 것이 좋다. 즉, 신호광의 경로가 주축 경로로부터 퍼짐 각도가 작을수록 좋다. 이에 따라, 일 실시예에 따른 광섬유(100)는 간섭계(30)와 근접한 제3 영역(130)의 직경(예컨대, 100㎛)이 제1 영역(110)의 직경과 대비하여 1/5∼1/4로 축소되어 있으므로, 주축 경로와 신호광의 경로가 최대한 근접하여 신호광의 경로에 대한 퍼짐 각도 역시 최소화된다.At this time, the optical fiber 100, which transmits the collected signal light to the interferometer 30 for more accurate inspection, needs to capture the signal light reflected from the measurement target object 1 as much as possible. To this end, the first region 110 of the optical fiber according to an embodiment has a diameter of R (e.g., 400 mu m). In addition, when transmitting the collected signal light to the interferometer 30, it is preferable that the path of the signal light is as close as possible to the main path. That is, the smaller the spread angle of the path of the signal light from the main axis path is, the better. Accordingly, in the optical fiber 100 according to the embodiment, the diameter (for example, 100 μm) of the third region 130 close to the interferometer 30 is 1/5 to 1 / 4, the spreading angle with respect to the path of the signal light is also minimized because the path of the main axis path and the path of the signal light are as close as possible.

즉, 일 실시예에 따른 광섬유(100)는 큰 직경(제3 영역에 비해)을 갖는 제1 영역(110)으로부터 직경이 점차 감소하는 제2 영역(120)을 거쳐 제1 영역(110)에 비해 현저히 작은 직경을 갖는 제3 영역(130)을 구비함으로써, 제1 영역(110)에서는 그 직경이 크기 때문에 신호광의 포집 효율을 높일 수 있고, 간섭계(30)의 전단에서는 그 직경이 작아져 간섭계 내에서의 신호광의 단면이 작아지기 때문에 주축 경로에 대한 신호광 경로의 광 경로차(LO-LN)가 작아지므로 간섭계 내에서 간섭 효율을 최대화할 수 있고, 이로 인해 신호광의 세기를 증대시킬 수 있으므로 측정 대상체(1)에 대한 보다 정확한 검사가 진행될 수 있다.
In other words, the optical fiber 100 according to an embodiment has the first region 110 having a large diameter (compared to the third region), the second region 120 having a gradually decreasing diameter, It is possible to increase the efficiency of collecting the signal light due to the large diameter of the third region 130 in the first region 110 and to reduce the diameter of the third region 130 at the front end of the interferometer 30, The optical path difference (L O -L N ) of the signal light path with respect to the main axis path becomes small, so that the interference efficiency can be maximized in the interferometer, thereby increasing the intensity of the signal light Therefore, more accurate inspection of the measurement target object 1 can be performed.

10; 초음파 발생용 레이저 발진기 20; 초음파 검출용 레이저 발진기
30; 간섭계 40; 광검출기
50, 100; 광섬유 110; 제1 영역
120; 제2 영역 130; 제3 영역10; A laser oscillator 20 for generating ultrasonic waves; Laser Oscillator for Ultrasonic Detection
30; Interferometer 40; Photodetector
50, 100; Optical fiber 110; The first region
120; A second region 130; The third region

Claims (4)

측정 대상체 내부에 초음파가 발생하도록 상기 측정 대상체의 일면에 펄스 레이저빔을 비접촉식으로 조사하는 초음파 발생용 레이저 발진기;
상기 측정 대상체에 발생된 초음파를 측정하기 위한 레이저빔을 출력하는 초음파 검출용 레이저 발진기;
상기 측정 대상체로부터 반사된 초음파에 의한 레이저 신호광을 포집하여 전송하는 광섬유;
상기 포집 전송된 신호광을 내부에서 왕복시켜 간섭을 발생시키는 간섭계;를 포함하며,
상기 광섬유는 신호광을 포집하는 제1 영역, 직경이 점차 감소되는 제2 영역, 상기 제1 영역의 직경보다 작은 직경을 갖는 제3 영역을 포함하는 레이저 초음파 측정장치.
A laser oscillator for generating ultrasonic waves for irradiating a pulse laser beam on one surface of the object to be measured in a noncontact manner so that ultrasonic waves are generated inside the object to be measured;
A laser oscillator for ultrasonic detection for outputting a laser beam for measuring ultrasonic waves generated in the measurement object;
An optical fiber for collecting and transmitting laser signal light by ultrasonic waves reflected from the measurement object;
And an interferometer for generating interference by reciprocating the trapped transmitted signal light therein,
Wherein the optical fiber includes a first region for collecting signal light, a second region for gradually decreasing the diameter, and a third region having a diameter smaller than the diameter of the first region.
제1항에 있어서,
상기 제1 영역의 직경과 제3 영역의 직경의 비율은 5:1∼4:1인 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the ratio of the diameter of the first region to the diameter of the third region is 5: 1 to 4: 1.
제1항에 있어서,
상기 제2 영역의 길이는 5mm 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치.
The method according to claim 1,
And the length of the second region is 5 mm or more.
제1항에 있어서,
상기 광섬유의 외주면에는 광 손실 방지용 금속 코팅막이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 초음파 측정장치.The method according to claim 1,
And a metal coating layer for preventing light loss is formed on an outer circumferential surface of the optical fiber.
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