KR101717501B1 - Device and method for estimating ultrasonic absolute nonlinear parameter by using ultrasonic relative nonlinear parameter of dissimilar material - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device and a method to estimate an ultrasonic absolute nonlinear parameter using an ultrasonic relative nonlinear parameter of dissimilar materials and, more specifically, relates to a device to estimate an ultrasonic absolute nonlinear parameter using the ultrasonic relative nonlinear parameter of dissimilar materials, comprising: an ultrasonic transmission unit which transmits an ultrasonic signal into a standard sample and an object to be tested; an ultrasonic reception unit which receives each ultrasonic signals reflected or transmitted from the inside of the standard sample and the object to be tested; a signal processing unit which measures the relative nonlinear parameter of the standard sample and the object to be tested using the received ultrasonic signals; a calibration unit which measures a wave number calibration coefficient and a proportional coefficient of the standard sample and the object to be tested; and an absolute nonlinear parameter estimation unit which estimates the absolute nonlinear parameter of the object to be tested based on the relative nonlinear parameter, the absolute nonlinear parameter of the standard sample, the wave number calibration coefficient, and the proportional coefficient, and a method thereof. The standard sample and object to be tested are made from dissimilar materials. The present invention aims to provide a device and method to estimate absolute nonlinear parameter from the result of measuring a relative nonlinear parameter by securing a correlation between two parameters on different physical dimensions.

Description

이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR ESTIMATING ULTRASONIC ABSOLUTE NONLINEAR PARAMETER BY USING ULTRASONIC RELATIVE NONLINEAR PARAMETER OF DISSIMILAR MATERIAL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an ultrasonic absolute nonlinear parameter estimating apparatus and a method for estimating an ultrasonic absolute nonlinear parameter using an ultrasonic relative non-

본 발명은 초음파 절대 비선형 파라미터 추정장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파를 이용하여 재료의 강도 특성 및 열화 정도를 평가하고, 미세 조직 변질 등 정밀한 재료의 특성을 평가하기 위한 기술이다.
The present invention relates to an apparatus and method for estimating an absolute nonlinear parameter of an ultrasonic wave, and more particularly, to a technique for evaluating the strength characteristics and the degree of deterioration of a material by using ultrasonic waves and evaluating the characteristics of fine materials such as microstructure alteration.

고체재료의 비선형 탄성 특성은 물리적으로 재료 내 원자간 분자거리에 대한 작용 응력이 비선형적 거동을 하는데 나타나는 특성으로, 실제 고체재료의 원자 간 에너지는 조화 특성을 갖지 못하고 비조화 특성을 나타낸다.The nonlinear elasticity of a solid material is a characteristic that the working stress on the molecular distance between atoms in a material physically appears to exhibit nonlinear behavior. In fact, the interatomic energy of a solid material does not have a harmonic characteristic and shows a non-harmonic characteristic.

일정한 주파수를 갖는 사인파형의 초음파가 충분한 진폭을 갖고 비조화 특성을 갖는 고체 매질 내를 전파할 경우 기본 입사 주파수를 갖는 초음파는 재료의 비선형 탄성 특성에 따라서 국부적인 위상속도의 차이로 인해 왜곡현상이 발생하게 되고, 따라서 기본 주파수의 정수 배에 해당하는 고차 조화 성분이 발생한다.When a sinusoidal wave having a constant frequency propagates in a solid medium having sufficient amplitude and non-harmonic characteristics, the ultrasonic wave having the fundamental incident frequency is distorted due to the difference in the local phase velocity depending on the nonlinear elastic property of the material So that a higher harmonic component corresponding to an integral multiple of the fundamental frequency is generated.

재료가 손상을 받기 전후에서 조화파 성분의 크기 또는 절대 비선형 파라미터의 크기 변화를 알아내면 재료의 손상을 평가할 수 있다. The damage to the material can be assessed by determining the magnitude of the harmonic component or the magnitude of the absolute nonlinear parameter before and after the material is damaged.

이러한 절대 비선형 파라미터(β)를 아래의 수학식 1과 같이 정량화시킬 수 있다.This absolute nonlinear parameter? Can be quantified as shown in Equation (1) below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112015125117209-pat00001
Figure 112015125117209-pat00001

여기서, A1은 기본파 성분의 변위 진폭, A2는 2차 고조파 성분의 변위 진폭, k는 파수, x는 전파거리이다. Where A 1 is the displacement amplitude of the fundamental wave component, A 2 is the displacement amplitude of the second harmonic component, k is the wave number, and x is the propagation distance.

이러한 절대 비선형 파라미터는 재료의 열화 정도를 분석하는데 활용할 수 있으며, 구체적으로 재료의 열처리에 따른 석출물의 생성과 소멸이나 미세 구조의 변화에 의한 격자구조의 붕괴를 분석하는데 활용할 수 있다.This absolute nonlinear parameter can be used to analyze the degree of deterioration of the material and can be used specifically to analyze the collapse of the lattice structure due to the generation and disappearance of precipitates and the change of microstructure due to the heat treatment of the material.

그러나, 비특허문헌 'Fused Silica와 Al2024-T4의 비선형 파라미터 측정' 등에서 알 수 있듯이, 현재 실험적으로 A1과 A2를 측정하는 것은 매우 복잡한 변환 과정이 필요하기 때문에 많은 연구자들은 절대 비선형 파라미터의 절대값을 측정하지 않고, 접촉식 탐촉자를 이용하여 수신 신호의 전압 변화를 관찰하는 등 상대 비선형 파라미터(β')를 측정하고 있다. However, as it can be seen from the non-patent documents 'Measurement of nonlinear parameters of Fused Silica and Al2024-T4', since it is necessary to measure A 1 and A 2 experimentally in a very complicated manner, many researchers have found that absolute non- The relative nonlinear parameter (beta ') is measured, for example, by observing the voltage change of the received signal using a contact probe without measuring the value.

이러한 상대 비선형 파라미터(β')는 아래의 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.The relative nonlinear parameter? 'Can be expressed by Equation (2) below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112015125117209-pat00002
Figure 112015125117209-pat00002

여기서, A1'은 수신된 전압신호의 기본파 성분의 진폭이고, A2'은 수신된 전압신호의 고조파 성분의 진폭이다.Here, A 1 'is the amplitude of the fundamental wave component of the received voltage signal, and A 2 ' is the amplitude of the harmonic component of the received voltage signal.

즉, 재료의 열화를 정량적으로 평가하기 위해서는 절대 비선형 파라미터의 측정이 필요하나, 고조파 성분의 미세 변위를 정량적으로 측정하기 어려워 많은 연구자들은 비선형 파라미터의 상대적인 변화를 관찰하는 상대 비선형 파라미터를 대신 측정하였다.That is, in order to quantitatively evaluate the deterioration of materials, it is necessary to measure the absolute nonlinear parameters, but it is difficult to quantitatively measure the fine deviations of harmonic components. Therefore, many researchers have measured relative nonlinear parameters that observe the relative change of nonlinear parameters.

그러나, 상대 비선형 파라미터는 재료의 열화와 상관성을 나타내는 특성을 이용하여 열화 전후의 비교에만 적용하고 있을 뿐, 상대 비선형 파라미터로부터 재료의 열화나 손상을 정량적으로 측정할 수 없는 문제가 있다.However, the relative nonlinear parameter is applied only to the comparison before and after the deterioration using the characteristics showing the correlation with the deterioration of the material, and there is a problem that the deterioration or damage of the material can not be quantitatively measured from the relative nonlinear parameter.

또한, 상대 비선형 파라미터를 정밀하게 측정하기 위해서는 모든 측정 조건이 동일해야 하는데, 이는 현실적으로 매우 어려운 문제가 있다.
Further, in order to precisely measure relative nonlinear parameters, all the measurement conditions must be the same, which is a very difficult problem in reality.

Fused Silica와 Al2024-T4의 비선형 파라미터 측정, Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, Vol. 33, No. 1: 14-19, 2013, page 1Nonlinear Parameter Measurement of Fused Silica and Al2024-T4, Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, Vol. 33, No. 1: 14-19, 2013, page 1

종래 재료의 열화 측정분야에서 절대 비선형 파라미터와 상대 비선형 파라미터와 같이 물리적으로 차원이 다른 파라미터 간의 상관관계에 대해서는 정성적으로만 연구되고 있을 뿐 정량적으로 제시된바 없으며, 절대 비선형 파라미터의 측정이 어려워 다수의 논문 등에서는 상대 비선형 파라미터만을 측정하고 있다.
In the field of deterioration measurement of conventional materials, the correlation between physically different parameters such as absolute nonlinear parameters and relative nonlinear parameters has been studied only qualitatively, and it has not been quantitatively presented. Since it is difficult to measure absolute nonlinear parameters, In the thesis, only relative nonlinear parameters are measured.

그러나, 본 발명에서는 위와 같은 한계를 극복하기 위해, 물리적으로 차원이 다른 두 파라미터의 상관관계를 확보하여 상대 비선형 파라미터의 측정 결과로부터 절대 비선형 파라미터를 추정하는 장치와 방법을 제공하고자 함에 있다.
However, in order to overcome the above limitations, the present invention provides an apparatus and method for estimating an absolute nonlinear parameter from a measurement result of a relative nonlinear parameter by securing a correlation between two physical parameters having different dimensions.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치는 기준 시편과 피검사체 내부로 초음파 신호를 송신하는 초음파 송신부, 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 내부에서 반사 또는 투과되는 각각의 초음파 신호를 수신하는 초음파 수신부, 상기 수신된 초음파 신호를 이용하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정하는 신호 처리부, 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 파수 보정계수와 비례계수를 측정하는 보정부 및 상기 상대 비선형 파라미터, 상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터, 상기 파수 보정계수 및 상기 비례계수에 기초하여 상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정하는 절대 비선형 파라미터 추정부를 포함하며, 상기 기준 시편과 상기 피검사체는 이종재료인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an ultrasonic absolute non-linear parameter estimating apparatus using ultrasonic relative non-linear parameters of different materials according to an embodiment of the present invention includes an ultrasonic transmitter for transmitting ultrasonic signals to a reference specimen and an object, A signal processing unit for measuring relative nonlinear parameters of the reference specimen and the test object using the received ultrasonic signal, a signal processing unit for measuring a relative nonlinear parameter of the test specimen using the received ultrasonic signal, A correcting unit for measuring a waveness correction coefficient and a proportional coefficient of the object and an absolute nonlinear parameter of the object based on the relative nonlinear parameter, the absolute nonlinear parameter of the reference sample, the wavenumber correction coefficient, The absolute nonlinear parameter estimator And including, the reference sample and the inspection object may be a bi-material.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 절대 비선형 파라미터 추정부는, 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터의 비(ratio)를 계산하여 상기 상대 비선형 파라미터를 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.Also, the absolute nonlinear parameter estimator according to an embodiment of the present invention is capable of measuring the relative nonlinear parameter by calculating a ratio of a relative nonlinear parameter of the reference specimen to the test object.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 절대 비선형 파라미터를 얻기 위해 측정하는 변위진폭 A1과 A1’은 하기의 수식 1과 같은 관계를 가지고, 상기 상대 비선형 파라미터를 얻기 위해 측정하는 수신된 전압신호의 진폭 A2와 A2’은 하기의 수식 2와 같은 관계를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the displacement amplitudes A 1 and A 1 'measured to obtain the absolute nonlinear parameter according to an embodiment of the present invention have a relation as expressed by Equation 1 below, and the received voltage measured to obtain the relative nonlinear parameter The amplitudes A 2 and A 2 'of the signal have the following relationship (2).

[수식 1][Equation 1]

Figure 112015125117209-pat00003
Figure 112015125117209-pat00003

[수식 2][Equation 2]

Figure 112015125117209-pat00004
Figure 112015125117209-pat00004

여기서, 상기 A1은 기본파 성분의 변위진폭, 상기 A2는 2차 고조파 성분의 변위진폭, 상기 A1'은 수신된 전압신호의 기본파 성분의 진폭, 상기 A2'은 수신된 전압신호의 2차 고조파 성분의 진폭, 상기 α1과 α2는 변위와 수신된 전압신호 사이의 관계를 나타내는 비례계수이다.Wherein A 1 is the displacement amplitude of the fundamental wave component, A 2 is the displacement amplitude of the second harmonic component, A 1 'is the amplitude of the fundamental wave component of the received voltage signal, A 2 ' And α 1 and α 2 are proportional coefficients indicating the relationship between the displacement and the received voltage signal.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 상대 비선형 파라미터 비(rβ)는, 하기의 수식 3을 적용하여 계산되는 것을 특징으로 한다.Further, the relative nonlinear parameter ratio r ? According to an embodiment of the present invention is calculated by applying the following equation (3).

[수식 3][Equation 3]

Figure 112015125117209-pat00005
Figure 112015125117209-pat00005

여기서, 상기 β'은 피검사체의 상대 비선형 파라미터이고, 상기 β0'은 기준 시편의 상대 비선형 파라미터이다.Here, β 'is a relative nonlinear parameter of the object and β 0 ' is a relative nonlinear parameter of the reference sample.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 상대 비선형 파라미터는, 하기의 수식 4을 통해 측정되는 것을 특징으로 한다.Further, the relative nonlinear parameter according to an embodiment of the present invention is measured through the following equation (4).

[수식 4][Equation 4]

Figure 112015125117209-pat00006
Figure 112015125117209-pat00006

여기서, 상기 l은 임의의 상수이다.Here, l is an arbitrary constant.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터(β)는, 하기의 수식 5를 적용하여 추정하는 것을 특징으로 한다.The absolute nonlinear parameter? Of the subject according to an embodiment of the present invention is estimated by applying the following equation (5).

[수식 5][Equation 5]

Figure 112015125117209-pat00007
Figure 112015125117209-pat00007

여기서, 상기 β0는 기준 시편의 상대 비선형 파라미터, 상기 rβ 는 상대 비선형 파라미터의 비, 상기 k’은 파수 보정계수, 상기 α'은 비례계수이다.Here, β 0 is a relative nonlinear parameter of the reference specimen, r β is a ratio of a relative nonlinear parameter, k 'is a wave number correction coefficient, and α' is a proportional coefficient.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 파수 보정계수(k’)는 하기의 수식 6과 같은 관계를 가지고, 상기 비례계수(α')는 하기의 수식 7과 같은 관계를 가지는 것을 특징으로 한다.Further, the waveness correction coefficient k 'according to an embodiment of the present invention has a relationship expressed by Equation (6) below, and the proportional coefficient?' Has a relationship as expressed by Equation (7) .

[수식 6][Equation 6]

Figure 112015125117209-pat00008
Figure 112015125117209-pat00008

[수식 7][Equation 7]

Figure 112015125117209-pat00009
Figure 112015125117209-pat00009

여기서, 상기 k는 피검사체의 파수, 상기 k0는 기준 시편의 파수, 상기 α1,0과 α2,0은 기준 시편의 변위와 수신된 전압신호 사이의 관계를 나타내는 비례계수이다.Here, k is the wave number of the object, k 0 is the wave number of the reference specimen, and α 1,0 and α 2,0 are the proportional coefficients indicating the relationship between the displacement of the reference specimen and the received voltage signal.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 기준 시편은, 이미 절대 비선형 파라미터의 값이 알려져 있거나 미리 절대 비선형 파라미터를 측정해 둔 기준 시편인 것을 특징으로 한다.Also, the reference specimen according to an embodiment of the present invention is a reference specimen in which the absolute nonlinear parameter value is already known or the absolute nonlinear parameter is measured in advance.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 신호 처리부는, 상기 수신된 각각의 초음파 신호를 기본 주파수 성분과 고조파 성분으로 분리하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정하는 것을 특징으로 한다.The signal processing unit according to an embodiment of the present invention is characterized in that the relative nonlinear parameters of the reference specimen and the subject are measured by separating each of the received ultrasonic signals into a fundamental frequency component and a harmonic component .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 신호 처리부는, 대역 통과 필터를 이용하여 상기 수신된 각각의 초음파 신호를 기본 주파수 성분 및 2차 고조파 성분으로 분리하는 것을 특징으로 한다.In addition, the signal processing unit according to an embodiment of the present invention separates each of the received ultrasound signals into a fundamental frequency component and a second harmonic component using a band pass filter.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 신호 처리부는, 제1 대역 통과 필터를 이용하여 상기 수신된 각각의 초음파 신호로부터 상기 기본 주파수 성분을 분리하는 기본 주파수 파형 추출부; 및 상기 제1 대역 통과 필터와 다른 대역을 가지는 제2 대역 통과 필터를 이용하여 상기 수신된 각각의 초음파 신호로부터 상기 2차 고조파 성분을 분리하는 2차 고조파 파형 추출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, the signal processing unit according to an embodiment of the present invention may include: a fundamental frequency waveform extractor for separating the fundamental frequency components from the received ultrasound signals using a first band pass filter; And a second harmonic waveform extractor for separating the second harmonic component from each of the received ultrasound signals using a second band pass filter having a band different from that of the first band pass filter.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 방법은 기준 시편과 피검사체 내부로 초음파 신호를 송신하는 단계, 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 내부에서 반사 또는 투과되는 초음파 신호를 수신하는 단계, 상기 수신된 초음파 신호를 이용하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정하는 단계, 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 파수 보정계수와 비례계수를 측정하는 단계 및 상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터, 상기 상대 비선형 파라미터, 상기 파수 보정계수 및 상기 비례계수에 기초하여 상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정하는 단계를 포함하며, 상기 기준 시편과 상기 피검사체는 이종재료인 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, an ultrasonic absolute nonlinear parameter estimation method using ultrasonic relative nonlinear parameters of dissimilar materials according to an embodiment of the present invention includes the steps of transmitting an ultrasonic signal to a reference specimen and an object to be inspected, And measuring a relative nonlinear parameter between the reference specimen and the subject using the received ultrasonic signal, and measuring a relative nonlinear parameter between the reference specimen and the subject using the ultrasonic signal reflected or transmitted through the inside of the subject, Estimating an absolute nonlinear parameter of the subject based on the absolute nonlinear parameter, the relative nonlinear parameter, the wavenumber correction coefficient, and the proportional coefficient of the reference specimen; The reference specimen and the object to be inspected are made of different materials The features.

재료의 열화를 정량적으로 평가하기 위해서는 비선형 파라미터의 정량적인 측정이 필요하나, 고조파 성분의 1nm 정도의 미세 변위를 정량적으로 측정하기 어려워 많은 연구자들은 비선형 파라미터의 상대적인 변화를 관찰하는 상대 비선형 파라미터를 대신 측정하였으나, 이러한 상대 비선형 파라미터의 측정은 재료의 손상을 정량화하지 못하는 단점이 있다.Quantitative evaluation of material deterioration requires quantitative measurement of nonlinear parameters, but it is difficult to quantitatively measure the fine displacement of about 1 nm of harmonic components. Many researchers have measured relative nonlinear parameters to observe relative changes in nonlinear parameters However, the measurement of the relative nonlinear parameter has a disadvantage in that it can not quantify the damage of the material.

위와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 정밀한 측정이 어려운 절대 비선형 파라미터 측정에 있어서, 절대 비선형 파라미터 값을 아는 기준 시편과 피검사체의 상대비선형 파라미터 비교를 통해 절대 비선형 파라미터를 추정하는 방법으로 대체하여 시간과 경비가 대폭 절감되는 효과를 얻을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of estimating an absolute nonlinear parameter through comparison of a relative nonlinear parameter between a reference specimen that knows an absolute nonlinear parameter value and a subject in an absolute nonlinear parameter measurement, The time and cost can be greatly reduced.

게다가, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기준 시편과 피검사체의 재질이 다른 경우에도 파수 보정계수와 비례계수를 도입하여 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 측정할 수 있는바, 이미 절대 비선형 파라미터의 값이 알려져 있거나 미리 절대 비선형 파라미터를 측정해 둔 기준 시편을 이용하여 재질이 다른 피검사체의 절대 비선형 파라미터까지 측정 가능한 장점이 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, even when the material of the reference specimen and the test subject differ, the absolute nonlinear parameter of the subject can be measured by introducing the wave number correction coefficient and the proportional coefficient, There is an advantage that it is possible to measure up to the absolute nonlinear parameter of the object to be inspected having different materials by using the reference specimen which is known or has previously measured the absolute nonlinear parameter.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 산업구조재의 품질 관리 및 안전 관리를 위한 재료의 강도 변화 및 열화 여부를 현장에서 정밀하게 진단함으로써 산업구조물 및 첨단부품소재의 잠재적 파손위험성을 사전에 진단하여 효과적인 구조물 및 소재의 건전성 유지 관리를 실현할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, the risk of potential breakage of industrial structures and advanced component materials is diagnosed beforehand by precisely diagnosing the change in strength and deterioration of materials for quality control and safety management of industrial structural materials It is possible to realize maintenance of soundness of effective structures and materials.

도 1은 고조파 측정 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 캘리브레이션 측정 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 4는 도 3의 신호 처리부의 상세 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 기준 시편과 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정하는 방법을 상세히 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a method of measuring harmonics.
Fig. 2 is a view for explaining a calibration measurement method.
3 is a block diagram illustrating an apparatus for estimating an ultrasound absolute non-linear parameter using ultrasonic relative nonlinear parameters of dissimilar materials according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a detailed configuration of the signal processing unit of FIG.
5 is a flowchart illustrating an ultrasonic absolute non-linear parameter estimation method using an ultrasonic relative non-linear parameter according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of measuring relative nonlinear parameters of a reference specimen and an object according to an exemplary embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of estimating an absolute nonlinear parameter of an object according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving it will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.The present invention may, however, 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, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예를 설명하기에 앞서, 먼저 일반적인 절대 비선형 파라미터의 측정 방법에 관하여 설명하기로 한다.Before describing an embodiment of the present invention, a general method of measuring absolute nonlinear parameters will be described first.

절대 비선형 파라미터 측정 방법 중 피검사체를 투과하여 수신되는 초음파의 변위를 측정하는 방법으로 압전형 수신 기법이 많이 활용되는데, 이는 상대 비선형 파라미터 측정 방법의 단점을 보완하기 위하여 전기 에너지를 기계 에너지로 환산하여 피검사체를 투과한 초음파의 변위를 측정한다.In the absolute nonlinear parameter measurement method, a piezoelectric receiving method is widely used as a method of measuring the displacement of an ultrasonic wave transmitted through an object. In order to compensate for the disadvantage of the method of measuring a relative nonlinear parameter, The displacement of the ultrasonic wave transmitted through the object is measured.

압전형 수신 기법은 피검사체의 양쪽에 기본 주파수와 2배 주파수를 가지는 탐촉자를 부착하여 실험을 수행하는 고조파 측정 실험과, 커플런트와 탐촉자에서 발생하는 비선형성을 보정하기 위해 2배 주파수 탐촉자만을 붙여서 실험을 수행하는 캘리브레이션(Calibration) 실험, 이렇게 두 단계의 실험으로 진행된다.The piezo-electric reception technique is based on a harmonic measurement experiment in which a probe having a fundamental frequency and a double frequency is attached to both sides of the object and a double frequency transducer is attached to compensate the nonlinearity occurring in the couplant and the probe. This is a two-stage experiment in which a calibration is performed to perform an experiment.

하기 수학식 3과 같이, 고조파 측정 실험을 통해 Iout(ω)를 구하고, 캘리브레이션 실험을 통해 H(ω)를 구하여 기본 주파수의 변위 A1과 2차 고조파의 변위 A2의 절대적인 크기를 구할 수 있다.H (ω) is obtained through a calibration experiment to obtain I out (ω) through a harmonic measurement experiment as shown in the following equation (3), and an absolute size of the displacement A 1 of the fundamental frequency and the displacement A 2 of the second harmonic have.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112015125117209-pat00010
Figure 112015125117209-pat00010

도 1은 고조파 측정 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a method of measuring harmonics.

도 1을 참조하면, 입/출력되는 전기에너지와 기계에너지 사이에는 변화 효율 KR(ω)이 존재한다.Referring to FIG. 1, there is a change efficiency K R (?) Between input / output electrical energy and mechanical energy.

고조파 측정 실험에서 피검사체를 투과하여 수신되는 전류를 측정하여, 도 1의 PA , in - trans(ω1,ω2)와 PE , out(ω1,ω2)의 관계를 정립하면 하기 수학식 4와 같이 되고, PA , in - trans(ω1,ω2)로부터 Ainc(ω1,ω2)를 측정할 수 있으며 하기 수학식 5와 같이 표현된다.If the relationship between P A , in - trans (ω 1 , ω 2 ) and P E , out (ω 1 , ω 2 ) in FIG. 1 is established by measuring the current received through the subject in the harmonic measurement experiment, It is as shown in equation 4, P a, in - to measure a inc (ω 1, ω 2 ) from the trans (ω 1, ω 2), and is expressed as shown in equation (5).

따라서, 1차 변환효율 KR(ω)를 구하면 측정된 전기신호로부터 피검사체를 투과하여 수신되는 초음파의 변위 진폭을 구할 수 있다. 여기서, Ainc(ω)는 변위 진폭, Iout(ω)는 측정된 출력 전류 값이다.Therefore, if the primary conversion efficiency K R (?) Is obtained, the displacement amplitude of the ultrasonic wave transmitted through the subject from the measured electric signal can be obtained. Where A inc (ω) is the displacement amplitude and I out (ω) is the measured output current value.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112015125117209-pat00011
Figure 112015125117209-pat00011

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112015125117209-pat00012
Figure 112015125117209-pat00012

도 2는 캘리브레이션 측정 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.Fig. 2 is a view for explaining a calibration measurement method.

캘리브레이션 측정 실험에서는 피검사체에 입사된 전기신호 P' E , cal - in(ω2)와 에코 신호 P' E , cal - out(ω2)를 측정하여, 도 2의 P' E , cal - in(ω2)와 P' E , cal - out(ω2)의 관계를 정립하면 하기 수학식 6과 같이 된다.In the calibration measurement experiment the electrical signal P is incident on the test subject 'E, cal - in (ω 2) and the echo signal P' E, cal - by measuring out (ω 2), also of the 2 P 'E, cal - in (ω 2 ), P ' E and cal - out (ω 2 ), the following equation (6) is obtained.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112015125117209-pat00013
Figure 112015125117209-pat00013

캘리브레이션 과정에서 송수신되는 전류와 전압을 측정하고, 이로부터 하기 수학식 7에서와 같이 캘리브레이션 파라미터 H(ω)를 구할 수 있다.The current and voltage that are transmitted and received during the calibration process are measured, and the calibration parameter H (?) Can be obtained from the following equation (7).

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure 112015125117209-pat00014
Figure 112015125117209-pat00014

그러나, 상기의 절대 비선형 파라미터 측정 방법은 고조파 측정과 캘리브레이션 측정이라는 두 단계로 이루어져야 하기 때문에, 측정이 번거롭고 복잡하여 실제 적용에는 매우 어려움이 있다.However, since the absolute nonlinear parameter measurement method described above must be performed in two steps, that is, harmonic measurement and calibration measurement, the measurement is cumbersome and complicated, so that it is very difficult to actually apply it.

이에, 본 발명의 일 실시예에서는 초음파 절대 비선형 파라미터를 상대 비선형 파라미터로부터 추정하여, 상기의 절대 비선형 파라미터 측정 방법보다 수월한 방법으로 대상 재료의 열화를 정량적으로 정밀하게 진단할 수 있는 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치 및 방법을 제공한다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, an ultrasonic absolute nonlinear parameter is estimated from a relative nonlinear parameter, and an ultrasonic relative nonlinear parameter capable of diagnosing the deterioration of the material in a quantitative and precise manner in a more straightforward manner than the absolute non- An apparatus and method for estimating an absolute nonlinear parameter using ultrasonic waves are provided.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 이미 절대 비선형 파라미터 값이 알려져 있거나 미리 절대 비선형 파라미터를 측정해 둔 기준 시편을 준비한 후, 기준 시편과 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정하여 기준 시편의 절대 비선형 파라미터 값과 기준 시편과 피검사체의 상대 비선형 파라미터 값의 비(ratio)로부터 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정하며, 기준 시편과 피검사체의 재질이 다른 이종재료인 경우에는 적절한 파수 보정계수 및 비례계수 등을 도입하여 절대 비선형 파라미터를 추정할 수 있다.For this purpose, in an embodiment of the present invention, a reference specimen having an absolute nonlinear parameter value already known or having previously measured an absolute nonlinear parameter is prepared, and the relative nonlinear parameter of the reference specimen and the specimen are measured, And an absolute nonlinear parameter of the subject from the ratio of the relative nonlinear parameter values of the reference specimen and the subject. If the material of the reference specimen and the subject differ from each other, an appropriate wave number correction coefficient and a proportional coefficient Can be introduced to estimate the absolute non-linear parameter.

먼저, 절대 비선형 파라미터 값을 얻기 위해 측정하는 변위진폭 A1, A2와 상대 비선형 파라미터 값을 얻기 위해 측정하는 수신된 전압신호의 진폭 A1', A2'이 비례하는 경우, 하기 수학식 8 및 수학식 9와 같은 관계가 성립할 수 있다.First, when the displacement amplitudes A 1 and A 2 measured to obtain the absolute nonlinear parameter values are proportional to the amplitudes A 1 'and A 2 ' of the received voltage signals measured to obtain the relative nonlinear parameter values, And Equation (9) can be satisfied.

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure 112015125117209-pat00015
Figure 112015125117209-pat00015

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112015125117209-pat00016
Figure 112015125117209-pat00016

여기서, A1은 기본파 성분의 변위진폭, A2는 2차 고조파 성분의 변위진폭, A1'은 수신된 전압신호의 기본파 성분의 진폭, A2'은 수신된 전압신호의 2차 고조파 성분의 진폭을 의미하며, α1과 α2는 변위와 수신된 전압신호 사이의 관계를 나타내는 비례계수로 재료의 임피던스에 영향을 받는다.Where A 1 is the displacement amplitude of the fundamental wave component, A 2 is the displacement amplitude of the second harmonic component, A 1 'is the amplitude of the fundamental wave component of the received voltage signal, A 2 ' is the second harmonic of the received voltage signal Where α 1 and α 2 are proportional coefficients representing the relationship between the displacement and the received voltage signal and are affected by the impedance of the material.

상대 비선형 파라미터(β')는 하기 수학식 10을 이용하여 측정할 수 있으며, 구체적으로 기본 주파수 성분 및 2차 고조파 성분으로부터 변환될 수 있다.The relative nonlinear parameter (beta ') can be measured using Equation (10) below and can be specifically transformed from the fundamental frequency component and the second harmonic component.

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure 112015125117209-pat00017
Figure 112015125117209-pat00017

여기서, l은 임의의 상수를 나타낸다.Here, l represents an arbitrary constant.

상기 수학식 8 내지 수학식 10의 관계로부터 이종재료의 절대 비선형 파라미터와 상대 비선형 파라미터 사이의 관계는 하기 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.The relationship between the absolute nonlinear parameter and the relative nonlinear parameter of the dissimilar material can be expressed by the following equation (11) from the relationships of the equations (8) to (10).

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure 112015125117209-pat00018
Figure 112015125117209-pat00018

여기서, k'은 하기 수학식 12와 같은 파수 보정계수이고, α'은 하기 수학식 13과 같은 비례계수이다.Here, k 'is a wave number correction coefficient as shown in Equation (12), and?' Is a proportional coefficient as shown in Equation (13).

[수학식 12]&Quot; (12) "

Figure 112015125117209-pat00019
Figure 112015125117209-pat00019

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure 112015125117209-pat00020
Figure 112015125117209-pat00020

여기서, k는 피검사체의 파수, k0는 기준 시편의 파수, α1,0과 α2,0은 기준 시편의 변위와 수신된 전압신호 사이의 관계를 나타내는 비례계수이다.Where k is the wave number of the object, k 0 is the wave number of the reference specimen, and α 1,0 and α 2,0 are the proportional coefficients indicating the relationship between the displacement of the reference specimen and the received voltage signal.

위와 같이, 기준 시편과 피검사체가 이종재료라면 상기와 같이 상대 비선형 파라미터의 비에 계수 α'과 k'에 의한 보정이 있어야 절대 비선형 파라미터의 비와 같아질 수 있다. 이때, 상기 이종재료의 두께는 동일한 것이 바람직하다.As described above, if the reference specimen and the object to be inspected are different materials, correction by the coefficients α 'and k' to the ratio of the relative nonlinear parameters can be equal to the ratio of the absolute nonlinear parameters. At this time, the thickness of the dissimilar materials is preferably the same.

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure 112015125117209-pat00021
Figure 112015125117209-pat00021

상기 수학식 13은 절대 비선형 파라미터를 추정하기 위한 상대 비선형 파라미터 값의 비(rβ)를 구하는 방법으로, 절대 비선형 파라미터 값을 아는 기준 시편의 상대 비선형 파라미터 값(β0')과 피검사체의 상대 비선형 파라미터 값(β')으로부터 상대 비선형 파라미터 값의 비(rβ)를 구할 수 있다.Equation (13) is a method for obtaining a ratio (r ? ) Of a relative nonlinear parameter value for estimating an absolute nonlinear parameter, wherein the relative nonlinear parameter value (? 0 ') of the reference sample, The ratio r ? Of the relative nonlinear parameter value can be obtained from the nonlinear parameter value? '.

이렇게 구해진 상대 비선형 파라미터 사이의 비(rβ)와 기존에 알고 있는 기준 시편의 절대 비선형 파라미터 값(β0)과 비례계수(α')와 파수 보정계수(k')를 이용하여 피검사체의 절대 비선형 파라미터(β)를 추정할 수 있다.To do this the ratio between the calculated relative non-linear parameter (r β) with the absolute non-linear parameter value of the reference specimen with existing know the (β 0), and the proportional coefficient (α ') and frequency correction factor (k' absolute of the inspection object by using a) The nonlinear parameter? Can be estimated.

[수학식 14]&Quot; (14) "

Figure 112015125117209-pat00022
Figure 112015125117209-pat00022

상기 수학식 14는 피검사체의 절대 비선형 파라미터 추정 방법으로, 상대 비선형 파라미터 측정을 통해 구한 기준 시편과 피검사체의 상대 비선형 파라미터 값의 비(rβ)와, 기존에 알고 있는 기준 시편의 절대 비선형 파라미터 값(β0)과, 파수 보정계수(k')와 비례계수(α')의 곱으로부터 피검사체의 절대 비선형 파라미터(β)를 추정할 수 있다.Equation (14) is a method for estimating an absolute nonlinear parameter of an object, wherein the ratio (r ? ) Of the relative nonlinear parameter values of the reference specimen and the subject obtained through relative nonlinear parameter measurement and the absolute nonlinear parameter It is possible to estimate the absolute nonlinear parameter? Of the object from the product of the value? 0 and the wave-number correction coefficient k 'and the proportional coefficient?'.

만약, 비교하는 두 재료가 같은 종류이며 열화 전후를 판단하는 관계라면, 두 재료 사이의 파수와 임피던스 차이는 무시할 수 있을 만큼 작으므로, 비례계수와 파수의 보정은 무시할 수 있고, 상기 수학식 11과 수학식 14는 각각 하기 수학식 15과 수학식 16로 표현될 수 있다.If the two materials to be compared are of the same kind and determine before and after deterioration, the correction of the proportional coefficient and the wave number can be ignored since the difference between the wave number and the impedance between the two materials is negligibly small. Equation (14) can be expressed by the following equations (15) and (16), respectively.

[수학식 15]&Quot; (15) "

Figure 112015125117209-pat00023
Figure 112015125117209-pat00023

[수학식 16]&Quot; (16) "

Figure 112015125117209-pat00024

Figure 112015125117209-pat00024

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an apparatus for estimating an ultrasound absolute non-linear parameter using ultrasonic relative nonlinear parameters of dissimilar materials according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치(100)는 초음파 송신부(110), 초음파 수신부(120), 신호 처리부(130), 보정부(140), 절대 비선형 파라미터 추정부(150), 및 제어부(160) 등을 포함할 수 있으며, 기준 시편과 피검사체는 이종재료인 것을 특징으로 한다.3, an ultrasonic absolute nonlinear parameter estimating apparatus 100 using ultrasonic relative nonlinear parameters of dissimilar materials according to an embodiment of the present invention includes an ultrasonic transmitter 110, an ultrasonic receiver 120, a signal processor 130, A correction unit 140, an absolute nonlinear parameter estimator 150, and a controller 160, and the reference specimen and the subject are different materials.

초음파 송신부(110)는 기준 시편과 피검사체 내부로 초음파 신호를 송신하며 상기 초음파 신호는 단일 주파수인 것이 바람직하다. 이때, 상기 초음파 송신부(110)는 라인(line) 형태 또는 어레이(array) 형태로 배열되어 상기 피검사체의 일면 또는 초음파 빔의 경로가 집속될 수 있는 위치에 부착될 수 있다.The ultrasound transmitting unit 110 transmits ultrasound signals to the reference specimen and the subject, and the ultrasound signals are preferably a single frequency. At this time, the ultrasonic transmission unit 110 may be arranged in a line or an array so that the ultrasonic transmission unit 110 may be attached to one surface of the object or a position where a path of an ultrasonic beam can be converged.

초음파 수신부(120)는 기준 시편과 피검사체 내부에서 반사 또는 투과되는 각각의 초음파 신호를 수신하며, 상기 초음파 신호는 복수 주파수인 것이 바람직하다. 이때, 상기 초음파 수신부(120)는 상기 초음파 송신부(110)와 마찬가지로 라인 형태 또는 어레이 형태로 배열되어 상기 피검사체의 일면 또는 초음파 빔의 경로가 집속될 수 있는 위치에 부착될 수 있다.The ultrasound receiving unit 120 receives the ultrasound signals reflected or transmitted through the reference specimen and the subject, and the ultrasound signals are preferably a plurality of frequencies. At this time, the ultrasonic wave receiver 120 may be arranged in a line or array form, like the ultrasonic wave transmitter 110, and may be attached to one surface of the object to be examined or a path where an ultrasonic beam path can be focused.

상기 피검사체 내부에 결함이 존재하는 경우, 피검사체 내부로 방사된 초음파 신호는 결함이 존재하는 지점에서 반사를 일으키게 되는데, 상기 초음파 수신부(120)는 상기 결함이 존재하는 지점에서 반사된 초음파 신호를 수신하게 된다. 이때, 상기 반사된 초음파 신호는 결함에 대한 정보를 포함하게 된다.When there is a defect in the object, the ultrasound signal radiated into the object undergoes reflection at a point where the defect exists. The ultrasound receiving unit 120 reflects the reflected ultrasound signal at the point where the defect exists . At this time, the reflected ultrasound signal includes information on a defect.

신호 처리부(130)는 상기 수신된 각각의 초음파 신호를 이용하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정한다.The signal processor 130 measures relative nonlinear parameters between the reference specimen and the subject using the received ultrasound signals.

이때, 상기 신호 처리부(130)는 상기 수신된 각각의 초음파 신호를 기본 주파수 성분과 고조파 성분으로 분리하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정할 수 있다.At this time, the signal processor 130 may measure the relative non-linear parameters of the reference specimen and the subject by separating the received ultrasonic signals into a fundamental frequency component and a harmonic component.

즉, 상기 신호 처리부(130)는 대역 통과 필터를 이용하여 상기 수신된 각각의 초음파 신호를 기본 주파수 성분 및 2차 고조파 성분으로 분리하고, 분리된 상기 기본 주파수 성분 및 상기 2차 고조파 성분에 기초하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정할 수 있다.That is, the signal processing unit 130 separates the received ultrasound signals into a fundamental frequency component and a second harmonic component using a bandpass filter, and based on the separated fundamental frequency component and the second harmonic component, The relative non-linear parameter of the reference specimen and the subject can be measured.

도 4는 도 3의 신호 처리부의 상세 구성을 도시한 블록도인데, 도 4를 참조하면, 상기 신호 처리부(130)는 기본 주파수 파형 추출부(131) 및 2차 고조파 파형 추출부(132)를 포함할 수 있다.4, the signal processing unit 130 includes a fundamental frequency waveform extraction unit 131 and a second harmonic waveform extraction unit 132. The basic frequency waveform extraction unit 131 and the second harmonic waveform extraction unit 132 are connected to the signal processing unit 130, .

기본 주파수 파형 추출부(131)는 제1 대역 통과 필터를 이용하여 상기 수신된 각각의 초음파 신호로부터 상기 기본 주파수 성분을 분리할 수 있다.The fundamental frequency waveform extractor 131 may separate the fundamental frequency components from the received ultrasound signals using a first band pass filter.

2차 고조파 파형 추출부(132)는 상기 제1 대역 통과 필터와 다른 대역을 가지는 제2 대역 통과 필터를 이용하여 상기 수신된 각각의 초음파 신호로부터 상기 2차 고조파 성분을 분리할 수 있다.The second harmonic wave extractor 132 may separate the second harmonic components from the received ultrasound signals using a second band pass filter having a band different from the first band pass filter.

이로써, 상기 신호 처리부(130)는 상기 기본 주파수 파형 추출부(131) 및 상기 2차 고조파 파형 추출부(132)를 통해, 상기 수신된 초음파 신호로부터 시간 축에 대한 상기 기본 주파수 성분 및 상기 2차 고조파 성분을 획득할 수 있게 된다.The signal processing unit 130 receives the fundamental frequency component and the second frequency component with respect to the time axis from the received ultrasound signal through the fundamental frequency waveform extraction unit 131 and the second harmonic waveform extraction unit 132, It is possible to obtain harmonic components.

상기 신호 처리부(130)는 상기와 같이 획득한 기본 주파수 성분 및 2차 고조파 성분을 하기의 비선형 파라미터 수식에 적용하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터의 값을 측정할 수 있다.The signal processing unit 130 may measure the values of the relative nonlinear parameters of the reference specimen and the subject by applying the basic frequency component and the second harmonic component thus obtained to the following nonlinear parameter equations.

다시 말해, 상기 신호 처리부(130)는 상기 수학식 10을 이용하여 상기 기본 주파수 성분 및 상기 2차 고조파 성분을 상기 상대 비선형 파라미터의 값으로 변환할 수 있다.In other words, the signal processor 130 may convert the fundamental frequency component and the second harmonic component into the value of the relative nonlinear parameter using Equation (10).

보정부(140)는 기준 시편과 피검사체의 파수 보정계수와 비례계수를 측정할 수 있다. 이때, 상기 보정부(140)는 기준 시편과 피검사체가 동일 재료인 경우에는 작동하지 않으며, 이종 재료인 경우에 작동하게 된다.The correction unit 140 can measure the wave correction coefficient and the proportional coefficient of the reference specimen and the subject. At this time, the correcting unit 140 does not operate when the reference specimen and the inspected object are made of the same material, and operates in the case of different materials.

절대 비선형 파라미터 추정부(150)는 상기 상대 비선형 파라미터, 상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터, 상기 파수 보정계수 및 상기 비례계수에 기초하여 상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정한다.The absolute nonlinear parameter estimator 150 estimates the absolute nonlinear parameter of the subject based on the relative nonlinear parameter, the absolute nonlinear parameter of the reference specimen, the wave number correction coefficient, and the proportional coefficient.

구체적으로, 상기 절대 비선형 파라미터 추정부(150)는 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터의 비(ratio)를 계산하여 측정된 상기 상대 비선형 파라미터의 비, 상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터, 상기 비례계수 및 파수 보정계수를 이용하여 상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정할 수 있다.Specifically, the absolute nonlinear parameter estimator 150 calculates a ratio of the relative nonlinear parameter of the reference specimen and the relative nonlinear parameter of the object, a ratio of the relative nonlinear parameter measured, an absolute nonlinear parameter of the reference specimen, The absolute non-linear parameter of the subject can be estimated using the proportional coefficient and the wave-number correction coefficient.

여기서, 상기 상대 비선형 파라미터의 비는 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 상기 기준 시편의 상대 비선형 파라미터로 나누는 연산을 통해 계산할 수 있으며, 상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터는 상기 상대 비선형 파라미터의 비와 상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터와 상기 비례계수 및 상기 파수 보정계수를 곱하는 연산을 통해 추정될 수 있다.Here, the ratio of the relative nonlinear parameters may be calculated through an operation of dividing the relative nonlinear parameter of the subject by the relative nonlinear parameter of the reference specimen, and the absolute nonlinear parameter of the subject may be calculated by a ratio of the relative non- Can be estimated through an operation of multiplying the absolute nonlinear parameter of the specimen by the proportional coefficient and the wave number correction coefficient.

한편, 본 실시예에서, 상기 기준 시편은 이미 절대 비선형 파라미터의 값이 알려져 있거나 미리 절대 비선형 파라미터를 측정해 둔 기준 시편인 것이 바람직하다.On the other hand, in the present embodiment, it is preferable that the reference specimen is a reference specimen in which the value of the absolute nonlinear parameter is already known or the absolute nonlinear parameter is measured in advance.

상기 제어부(160)는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치(100), 즉 상기 초음파 송신부(110), 상기 초음파 수신부(120), 상기 보정부(140), 상기 신호 처리부(130), 상기 절대 비선형 파라미터 추정부(150) 등의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.The controller 160 may be configured to estimate the absolute nonlinear parameter of the ultrasonic wave based on the relative nonlinear parameters of the ultrasonic wave according to the embodiment of the present invention, that is, the ultrasonic transmission unit 110, the ultrasonic receiving unit 120, ), The signal processing unit 130, and the absolute nonlinear parameter estimating unit 150, for example.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an ultrasonic absolute non-linear parameter estimation method using an ultrasonic relative non-linear parameter according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저 기준 시편과 피검사체 내부로 초음파 신호를 송신하며(S10), 상기 초음파 신호는 단일 주파수인 것이 바람직하다.Referring to FIG. 5, an ultrasonic signal is first transmitted to the reference specimen and the subject, and the ultrasonic signal is preferably a single frequency.

다음으로, 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 내부에서 반사 또는 투과되는 초음파 신호를 수신하며(S20), 상기 초음파 신호는 복수 주파수인 것이 바람직하다.Next, the ultrasonic signal reflected or transmitted inside the reference specimen and the subject is received (S20), and the ultrasonic signal is preferably a plurality of frequencies.

상기 피검사체 내부에 결함이 존재하는 경우, 피검사체 내부로 반사된 초음파 신호는 결함이 존재하는 지점에서 반사를 일으키게 되는데, 상기 반사된 초음파 신호는 결함에 대한 정보를 포함하게 된다.When a defect exists in the inspection object, the reflected ultrasonic signal inside the inspection object causes reflection at a point where the defect exists, and the reflected ultrasonic signal includes information on the defect.

다음으로, 상기 수신된 초음파 신호를 이용하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정한다(S30).Next, the relative non-linear parameters of the reference specimen and the subject are measured using the received ultrasonic signal (S30).

이때, 상기 수신된 초음파 신호를 기본 주파수 성분과 고조파 성분으로 분리하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정할 수 있으며, 상기 고조파 성분은 2차 고조파 성분과 같은 고차 고조파 성분인 것이 바람직하다.In this case, it is possible to measure the relative non-linear parameter between the reference specimen and the subject by separating the received ultrasonic signal into a fundamental frequency component and a harmonic component. Preferably, the harmonic component is a higher harmonic component such as a second harmonic component Do.

다음으로, 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 비례계수와 파수 보정계수를 측정한다(S40). 다만, 상기 기준 시편과 피검사체가 동일 재료인 경우에는 본 단계를 생략할 수 있으며, 이종 재료인 경우에 본 단계를 수행하게 된다.Next, the proportional coefficient and the waveness correction coefficient of the reference specimen and the subject are measured (S40). However, if the reference specimen and the test object are made of the same material, this step may be omitted and this step may be performed in the case of a different material.

그 후, 상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터, 상기 상대 비선형 파라미터, 상기 파수 보정계수 및 상기 비례계수에 기초하여 상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정한다.Then, an absolute non-linear parameter of the subject is estimated based on the absolute nonlinear parameter of the reference specimen, the relative nonlinear parameter, the wave number correction coefficient, and the proportional coefficient.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 기준 시편과 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정하는 방법을 상세히 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of measuring relative nonlinear parameters of a reference specimen and an object according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 먼저, 제1 대역 통과 필터를 이용하여 수신된 초음파 신호로부터 기본 주파수 성분을 분리할 수 있다(S31).Referring to FIG. 6, a fundamental frequency component can be separated from an ultrasound signal received using a first band-pass filter (S31).

이후, 상기 제1 대역 통과 필터와 다른 대역을 가지는 제2 대역 통과 필터를 이용하여 상기 수신된 초음파 신호로부터 2차 고조파 성분을 분리할 수 있다(S32).Thereafter, a second harmonic component may be separated from the received ultrasound signal using a second band-pass filter having a different band than the first band-pass filter (S32).

그 다음, 상기 기본 주파수 성분 및 상기 2차 고조파 성분을 이용하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정할 수 있다(S33).Next, the relative non-linear parameters of the reference specimen and the subject can be measured using the fundamental frequency component and the second harmonic component (S33).

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of estimating an absolute non-linear parameter of an object according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 기준 시편과 피검사체의 상대 비선형 파라미터의 비를 계산한다. 이후, 상기 계산된 상대 비선형 파라미터의 비와 상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터와 파수 보정계수 및 비례계수를 이용하여 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정할 수 있다.Referring to FIG. 7, the ratio of the relative non-linear parameters of the reference specimen and the object is calculated. Then, the absolute nonlinear parameter of the test object can be estimated using the ratio of the calculated relative nonlinear parameter, the absolute nonlinear parameter of the reference specimen, the wavenumber correction coefficient, and the proportional coefficient.

구체적으로, 상기 절대 비선형 파라미터 추정부(150)는 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터의 비(ratio)를 계산하고, 상기 계산된 상대 비선형 파라미터의 비, 상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터, 비례계수 및 파수 보정계수를 이용하여 상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정할 수 있다.Specifically, the absolute nonlinear parameter estimator 150 calculates a ratio of the relative nonlinear parameters of the reference specimen and the object, calculates a ratio of the calculated relative nonlinear parameters, an absolute nonlinear parameter of the reference specimen, The absolute non-linear parameter of the subject can be estimated using the proportional coefficient and the wave-number correction coefficient.

여기서, 상기 기준 시편은 이미 절대 비선형 파라미터의 값이 알려져 있거나 미리 절대 비선형 파라미터를 측정해 둔 것이다. 따라서, 상기 피검체의 절대 비선형 파라미터를 추정하는 과정에서, 상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터를 별도로 구할 필요없이 기존에 측정해 두거나 이미 알려져 있는 값을 바로 사용할 수 있다.Here, the reference specimen is already known in which the value of the absolute nonlinear parameter is already known or the absolute nonlinear parameter is measured in advance. Therefore, in the process of estimating the absolute nonlinear parameter of the subject, it is possible to measure the absolute nonlinear parameter of the reference specimen or to use an already known value immediately.

본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Embodiments of the present invention include computer readable media including program instructions for performing various computer implemented operations. The computer-readable medium may include program instructions, local data files, local data structures, etc., alone or in combination. The media may be those specially designed and constructed for the present invention or may be those known to those skilled in the computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floppy disks, and ROMs, And hardware devices specifically configured to store and execute the same program instructions. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

상기와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치
110: 초음파 송신부
120: 초음파 수신부
130: 신호 처리부
131: 기본 주파수 파형 추출부
132: 2차 고조파 파형 추출부
140: 보정부
150: 절대 비선형 파라미터 추정부
160: 제어부100: Ultrasonic absolute non-linear parameter estimator
110: Ultrasonic transmitter
120: Ultrasound receiver
130: Signal processor
131: Fundamental frequency waveform extracting unit
132: Second harmonic wave extraction unit
140:
150: Absolute nonlinear parameter estimator
160:

Claims (12)

기준 시편과 피검사체 내부로 초음파 신호를 송신하는 초음파 송신부;
상기 기준 시편과 상기 피검사체의 내부에서 반사 또는 투과되는 각각의 초음파 신호를 수신하는 초음파 수신부;
상기 수신된 초음파 신호를 이용하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정하는 신호 처리부;
상기 기준 시편과 상기 피검사체의 파수 보정계수와 비례계수를 측정하는 보정부; 및
상기 상대 비선형 파라미터, 상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터, 상기 파수 보정계수 및 상기 비례계수에 기초하여 상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정하는 절대 비선형 파라미터 추정부를 포함하며,
상기 기준 시편과 상기 피검사체는 이종재료이고,
상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터(β)는, 하기의 수식 5를 적용하여 추정하는 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치.
[수식 5]
Figure 112016114232509-pat00039

여기서, 상기 β0는 기준 시편의 상대 비선형 파라미터, 상기 rβ 는 상대 비선형 파라미터의 비, 상기 k’은 파수 보정계수, 상기 α'은 비례계수임.
An ultrasonic transmitter for transmitting an ultrasonic signal to a reference specimen and a subject;
An ultrasound receiver for receiving the ultrasound signals reflected or transmitted inside the reference specimen and the test object;
A signal processing unit for measuring a relative nonlinear parameter between the reference specimen and the subject using the received ultrasonic signal;
A correcting unit for measuring a wave number correction coefficient and a proportional coefficient of the reference specimen and the subject; And
And an absolute nonlinear parameter estimator for estimating an absolute nonlinear parameter of the object based on the relative nonlinear parameter, the absolute nonlinear parameter of the reference specimen, the wave number correction coefficient, and the proportional coefficient,
Wherein the reference specimen and the object to be inspected are different materials,
Wherein the absolute nonlinear parameter (?) Of the subject is estimated by applying the following equation (5).
[Equation 5]
Figure 112016114232509-pat00039

Here, β 0 is a relative nonlinear parameter of the reference specimen, r β is a ratio of a relative nonlinear parameter, k 'is a wave number correction coefficient, and α' is a proportional coefficient.
제1항에 있어서,
상기 절대 비선형 파라미터 추정부는,
상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터의 비(ratio)를 계산하여 상기 상대 비선형 파라미터를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the absolute nonlinear parameter estimator comprises:
Wherein the relative nonlinear parameter is calculated by calculating a ratio of relative nonlinear parameters of the reference specimen and the object to be measured.
제2항에 있어서,
상기 절대 비선형 파라미터를 얻기 위해 측정하는 변위진폭 A1과 A1’은 하기의 수식 1과 같은 관계를 가지고, 상기 상대 비선형 파라미터를 얻기 위해 측정하는 수신된 전압신호의 진폭 A2와 A2’은 하기의 수식 2와 같은 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치.
[수식 1]
Figure 112015125117209-pat00025

[수식 2]
Figure 112015125117209-pat00026

여기서, 상기 A1은 기본파 성분의 변위진폭, 상기 A2는 2차 고조파 성분의 변위진폭, 상기 A1'은 수신된 전압신호의 기본파 성분의 진폭, 상기 A2'은 수신된 전압신호의 2차 고조파 성분의 진폭, 상기 α1과 α2는 변위와 수신된 전압신호 사이의 관계를 나타내는 비례계수임.
3. The method of claim 2,
The displacement amplitudes A 1 and A 1 'measured to obtain the absolute nonlinear parameter have the relationship as shown in Equation 1 below, and the amplitudes A 2 and A 2 ' of the received voltage signal measured to obtain the relative nonlinear parameter are Wherein the ultrasonic absolute non-linear parameter estimating means has a relationship expressed by Equation (2) below.
[Equation 1]
Figure 112015125117209-pat00025

[Equation 2]
Figure 112015125117209-pat00026

Wherein A 1 is the displacement amplitude of the fundamental wave component, A 2 is the displacement amplitude of the second harmonic component, A 1 'is the amplitude of the fundamental wave component of the received voltage signal, A 2 ' And α 1 and α 2 are the proportional coefficients indicating the relationship between the displacement and the received voltage signal.
제3항에 있어서,
상기 상대 비선형 파라미터 비(rβ)는, 하기의 수식 3을 적용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치.
[수식 3]
Figure 112015125117209-pat00027

여기서, 상기 β'은 피검사체의 상대 비선형 파라미터이고, 상기 β0'은 기준 시편의 상대 비선형 파라미터임.
The method of claim 3,
Wherein the relative nonlinear parameter ratio r ? Is calculated by applying the following equation (3).
[Equation 3]
Figure 112015125117209-pat00027

Here, β 'is a relative nonlinear parameter of the object and β 0 ' is a relative nonlinear parameter of the reference sample.
제4항에 있어서,
상기 상대 비선형 파라미터는, 하기의 수식 4을 통해 측정되는 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치.
[수식 4]
Figure 112015125117209-pat00028

여기서, 상기 l은 임의의 상수임.
5. The method of claim 4,
Wherein the relative nonlinear parameter is measured by the following equation (4): " (5) "
[Equation 4]
Figure 112015125117209-pat00028

Here, l is an arbitrary constant.
삭제delete 제5항에 있어서,
상기 파수 보정계수(k’)는 하기의 수식 6과 같은 관계를 가지고, 상기 비례계수(α')는 하기의 수식 7과 같은 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치.
[수식 6]
Figure 112016114232509-pat00030

[수식 7]
Figure 112016114232509-pat00031

여기서, 상기 k는 피검사체의 파수, 상기 k0는 기준 시편의 파수, 상기 α1,0과 α2,0은 기준 시편의 변위와 수신된 전압신호 사이의 관계를 나타내는 비례계수임.
6. The method of claim 5,
Wherein the wave correction coefficient k 'has a relationship as expressed by the following Equation 6, and the proportional coefficient?' Has a relationship as expressed by the following Equation 7: Ultrasonic relative non- Absolute nonlinear parameter estimator.
[Equation 6]
Figure 112016114232509-pat00030

[Equation 7]
Figure 112016114232509-pat00031

Here, k is the wave number of the object, k 0 is the wave number of the reference specimen, and α 1,0 and α 2,0 are the proportional coefficients indicating the relationship between the displacement of the reference specimen and the received voltage signal.
제1항에 있어서,
상기 기준 시편은,
이미 절대 비선형 파라미터의 값이 알려져 있거나 미리 절대 비선형 파라미터를 측정해 둔 기준 시편인 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치.
The method according to claim 1,
The reference specimen is a specimen,
Wherein the absolute nonlinear parameter is already known or the absolute nonlinear parameter is measured in advance. The ultrasonic absolute nonlinear parameter estimating apparatus according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 신호 처리부는,
상기 수신된 각각의 초음파 신호를 기본 주파수 성분과 고조파 성분으로 분리하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정하는 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치.
The method according to claim 1,
The signal processing unit,
And an ultrasonic absolute nonlinear parameter estimating unit for estimating an ultrasonic absolute nonlinear parameter based on the relative nonlinear parameters of the different materials, wherein the relative nonlinear parameters of the reference specimen and the subject are measured by separating the received ultrasonic signals into a fundamental frequency component and a harmonic component, .
제9항에 있어서,
상기 신호 처리부는,
대역 통과 필터를 이용하여 상기 수신된 각각의 초음파 신호를 기본 주파수 성분 및 2차 고조파 성분으로 분리하는 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치.
10. The method of claim 9,
The signal processing unit,
And the received ultrasonic signals are separated into a fundamental frequency component and a second harmonic component by using a bandpass filter, and the ultrasound absolute nonlinear parameter estimator using the ultrasonic relative nonlinear parameters of different materials.
제10항에 있어서,
상기 신호 처리부는,
제1 대역 통과 필터를 이용하여 상기 수신된 각각의 초음파 신호로부터 상기 기본 주파수 성분을 분리하는 기본 주파수 파형 추출부; 및
상기 제1 대역 통과 필터와 다른 대역을 가지는 제2 대역 통과 필터를 이용하여 상기 수신된 각각의 초음파 신호로부터 상기 2차 고조파 성분을 분리하는 2차 고조파 파형 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 장치.
11. The method of claim 10,
The signal processing unit,
A fundamental frequency waveform extractor for separating the fundamental frequency components from the received ultrasound signals using a first band pass filter; And
And a second harmonic waveform extractor for separating the second harmonic components from the received ultrasound signals using a second band pass filter having a band different from that of the first band pass filter. Ultrasonic Absolute Nonlinear Parameter Estimation Using Ultrasonic Relative Nonlinear Parameters.
기준 시편과 피검사체 내부로 초음파 신호를 송신하는 단계;
상기 기준 시편과 상기 피검사체의 내부에서 반사 또는 투과되는 초음파 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 초음파 신호를 이용하여 상기 기준 시편과 상기 피검사체의 상대 비선형 파라미터를 측정하는 단계;
상기 기준 시편과 상기 피검사체의 파수 보정계수와 비례계수를 측정하는 단계 및
상기 기준 시편의 절대 비선형 파라미터, 상기 상대 비선형 파라미터, 상기 파수 보정계수 및 상기 비례계수에 기초하여 상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터를 추정하는 단계를 포함하며,
상기 기준 시편과 상기 피검사체는 이종재료이고,
상기 피검사체의 절대 비선형 파라미터(β)는, 하기의 수식 5를 적용하여 추정하는 것을 특징으로 하는 이종재료의 초음파 상대 비선형 파라미터를 이용한 초음파 절대 비선형 파라미터 추정 방법.
[수식 5]
Figure 112016114232509-pat00040

여기서, 상기 β0는 기준 시편의 상대 비선형 파라미터, 상기 rβ 는 상대 비선형 파라미터의 비, 상기 k’은 파수 보정계수, 상기 α'은 비례계수임.Transmitting ultrasound signals to the reference specimen and the subject;
Receiving ultrasonic signals reflected or transmitted inside the reference specimen and the object to be inspected;
Measuring relative non-linear parameters of the reference specimen and the test object using the received ultrasonic signal;
Measuring a wave number correction coefficient and a proportional coefficient of the reference specimen and the subject;
Estimating an absolute nonlinear parameter of the subject based on the absolute nonlinear parameter of the reference specimen, the relative nonlinear parameter, the wavenumber correction coefficient, and the proportional coefficient,
Wherein the reference specimen and the object to be inspected are different materials,
Wherein the absolute nonlinear parameter (?) Of the object is estimated by applying Equation (5) below.
[Equation 5]
Figure 112016114232509-pat00040

Here, β 0 is a relative nonlinear parameter of the reference specimen, r β is a ratio of a relative nonlinear parameter, k 'is a wave number correction coefficient, and α' is a proportional coefficient.
KR1020150182833A 2015-12-21 2015-12-21 Device and method for estimating ultrasonic absolute nonlinear parameter by using ultrasonic relative nonlinear parameter of dissimilar material KR101717501B1 (en)

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