KR20130011210A

KR20130011210A - 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법

Info

Publication number: KR20130011210A
Application number: KR1020110072197A
Authority: KR
Inventors: 이찬희; 조영훈
Original assignee: 공주대학교 산학협력단
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-01-30
Also published as: KR101232083B1

Abstract

본 발명은 석조문화재와 같이 요철이 있는 건축물에 탐촉자를 이용한 초음파 측정을 할 경우 엘라스토머 접촉매질을 사용하여 초음파 감쇠를 최소화하고 측정 후 잔류물질이 남지 않는 건조성 접촉매질을 사용하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법에 관한 것이다.

Description

초음파 측정용 접촉매질의 제조방법{Manufacturing Method of Contact Material for Ultrasonic Measurement}

본 발명은 석조문화재와 같이 요철이 있는 건축물에 초음파 측정을 할 경우 초음파 감쇠를 최소화하고 측정 후 사용된 접촉매질의 잔류물질이 남지 않는 건조성 접촉매질을 사용하는 것을 특징으로 하는 거친 표면에 적합한 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법에 관한 것이다.

대부분의 석조문화재는 구성재질의 암석학적 특성과 풍화에 따른 입상분해로 인해 표면요철이 심각하다. 특히 국내 석조문화재의 표면요철 현상은 주로 구성광물의 입자가 크고 다양한 종류의 광물이 포함되어 있는 조립질 화강암에서 잘 관찰된다. 왜냐하면, 화강암의 경우 장석은 수화반응과 가수분해에 의해 견운모나 고령석으로 쉽게 풍화되는 반면에 석영은 상대적으로 풍화에 강해 입상으로 존재하기 때문이다.

일반적으로 초음파는 다른 음파 영역대에 비해 지향성이 우수하고, 동일 재질에서 속도가 일정하며, 온도변화에 대해 속도변화가 거의 없는 특징이 있다.

특히 암석과 같은 고체 속에서 진행하는 초음파의 속도는 내부 균열, 편리구조 및 광물분해 등에 민감하게 반응한다. 따라서 초음파속도와 암석의 밀도 및 탄성계수와의 상관관계를 통해 암석 내 결함의 위치를 찾을 수 있을 뿐만 아니라 암석의 손상 정도를 평가할 수 있다.

그러나 석조문화재와 같이 야외에 그대로 노출되어 있는 문화재는 물리화학적인 풍화가 발생하여 표면에 요철이 발생하고, 이러한 요철현상은 초음파 탐촉자의 접촉상태를 불량하게 만들어 초음파 신호를 산란 또는 쇠퇴시켜 측정값의 재현성과 신뢰도를 떨어뜨린다.

특히 초음파는 요철로 인해 생긴 공기층과 고체물질의 경계면에 부딪혀 반사 및 산란된다. 따라서 요철이 발생한 표면과 탐촉자 사이에는 초음파의 감쇠를 최대한 억제할 수 있는 접촉매질이 필요하다.

즉, 접촉매질이 없다면 탐촉자와 요철 사이의 임피던스 차이가 커져 초음파는 암석 내부로 잘 들어갈 수 없다.

따라서 현재 탐촉자와 시편 사이의 임피던스 차이를 줄이기 위해서 그리스, 글리세린, 바셀린, 액체비누 및 물 등과 같은 접촉매질을 사용하고 있다.

일반적으로 초음파 측정에 적합한 접촉매질은 암석 표면과 탐촉자의 경계면에서 초음파 신호 감쇠를 최소화할 수 있는 재질이 적합하다.

이때 접촉매질을 통해 초음파 감쇠를 억제하는 것도 중요하지만 접촉매질에 의한 초음파속도의 저감효과도 고려해야 한다.

현재 콘크리트 구조물 및 강재의 경우, 초음파의 감쇠를 막기 위해 접촉면과 탐촉자가 충분히 밀착될 수 있도록 연마하거나 요철이 있을 때는 에폭시수지, 플라스터 및 고형 파라핀 등을 이용하여 음향 커플링이 잘 이루어지도록 한다. 또한 접촉매질로 글리세린과 기계유를 사용하기도 한다.

그러나 이러한 접촉매질들을 석조문화재와 같은 문화재에 그대로 적용하면 부재 내부로 침투하여 공학적 거동에 영향을 끼친다.

특히 석조문화재와 같이 표면요철이 심한 경우에는 초음파 탐촉자의 접촉상태가 불량하게 되고 초음파 신호가 산란 또는 쇠퇴되어 측정값의 재현성과 신뢰도가 떨어진다.

즉, 표면요철로 인해 탐촉자와 표면사이에 공극이 생겨 초음파의 감쇠가 발생하는 문제점이 있다. 따라서 석조문화재와 같이 표면요철이 있는 건축물에 초음파 측정을 수행할 경우 초음파 감쇠를 최소화하고 측정 후 잔류물질이 남지 않는 건조성 접촉매질의 개발이 필요하다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 석조문화재와 같이 요철이 있는 건축물에 초음파 측정을 할 경우 초음파 감쇠를 최소화하고 측정 후 잔류물질이 남지 않는 건조성 접촉매질을 개발하기 위한 것으로 거친 표면이 있는 상기 건축물의 초음파 측정에 적합한 접촉매질을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 암석 거칠기 면의 초음파 측정용 탐촉자에서 엘라스토머 재료를 이용한 접촉매질의 제조 과정을 설명하면 다음과 같다.

원뿔(exponential horn)형태의 탐촉자 금형틀을 제작하는 단계와, 탐촉자의 접촉매질로 사용하기 적합한 엘라스토머 수지의 완성 단계와, 엘라스토머 수지를 금형틀에 주입한 후 프레스로 압축 및 냉각하는 단계와, 엘라스토머 커버를 완성하는 단계로 구분되는 것을 특징으로 하고,

상기 엘라스토머 커버의 성형에서 엘라스토머 수지의 온도 조건은 20℃ ～ 30℃, 습도 조건은 70% 이하(0% 미포함), 엘라스토머 수지의 녹는점은 170℃ ～ 190℃이며,

상기 엘라스토머 수지의 온도 조건은 23℃, 습도 조건은 65%, 녹는점은 180℃인 것을 특징으로 하고,

상기 엘라스토머 커버에서 엘라스토머 접촉매질의 쇼어 경도 A는 5이하, 인장강도 17Mpa, 신장도 625%, 밀도 0.98g/cc인 것을 특징으로 하며,

상기 엘라스토머 커버는 암석 표면 거칠기별 초음파 측정 속도에서 직접법의 정다듬은 3,699m/s, 거친다듬은 3,111m/s, 잔다듬은 3,724m/s이고, 간접법의 정다듬은 2,268m/s, 거친다듬은 2,183m/s, 잔다듬은 2,276m/s인 것을 특징으로 하며,

상기 엘라스토머 접촉매질은 암석 표면거칠기의 보정계수에서 직접법의 정다듬은 1.00, 거친다듬은 1.01, 잔다듬은 1.00이고, 간접법의 정다듬은 1.04, 거친다듬은 1.03, 잔다듬은 1.04인 것을 특징으로 하고,

상기 엘라스토머 커버는 암석 표면 거칠기별 첨두치에서 정다듬 62mV, 거친다듬 64mV, 잔다듬 57mV인 것을 특징으로 하는 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법에 관한 것이다.

이와 같이, 본 발명은 거친 표면이 있는 암석의 초음파 측정에 적합한 탐촉자의 접촉매질을 제공함에 있어서, 석조문화재와 같은 표면요철이 있는 건축물의 초음파를 측정할 경우 초음파 감쇠를 최소화하고 측정 후 잔류물질이 남지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 접촉매질의 크기로 제작하는 단면도,
도 2a는 엘라스토머 커버 제조과정
도 2b 엘라스토머 커버의 제조과정을 나타낸 순서도,
도 3은 비교실험에 사용된 접촉매질의 4가지 유형을 나타낸 예시도,
도 4는 비교실험에 사용된 접촉매질을 이용하여 각 유형별 거칠기 면에 접촉시키는 것을 나타낸 예시도,
도 5는 도 4에 따른 초음파속도 변화를 나타낸 예시도,
도 6은 도 4에 따른 파형의 첨두치 및 변화를 나타낸 예시도이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 탐촉자를 사용하여 거친 표면이 있는 암석의 초음파 측정을 정확하게 할 수 있는 가장 적합한 접촉매질에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명이 개발한 엘라스토머 재료를 이용한 접촉매질의 단면도로서, 상기 접촉매질은 원뿔(exponential horn)형태의 탐촉자에도 적용할 수 있도록 제작한 것으로, 암석의 거친 표면에서 초음파를 측정할 수 있는 탐촉자(제품명: UTR54EXTX(RX))에 사용할 수 있도록 제작한 것으로, 제작에 사용된 재료는 엘라스토머(elastomer)라는 것이다.

상기 재료는 고분자 탄성 중합체로 탄성고무에서부터 열가소성 엘라스토머 등을 총칭하는 것이며, 플라스틱 고분자나 금속재료 등에 비해 가볍고 탄성력과 복원력 및 내충격성, 투명성, 내마모성 등이 매우 우수한 물리적 성질을 가지고 있다.

도 2a는 엘라스토머 재료를 이용한 접촉매질의 제조과정을 나타내는 사진이고,

도 2b는 상기 엘라스토머 재료를 이용한 접촉매질의 제조과정을 나타내는 순서도이다.

상기 엘라스토머 접촉매질의 제조과정을 살펴보면, 우선 도 1에 기재된 접촉매질의 크기를 탐촉자에 적용할 수 있도록 원뿔(exponential horn) 형태로 금형틀을 제작하고, 접촉매질로 사용할 수 있는 엘라스토머 재료를 온도와 습도의 조건 및 녹는점을 설정하여 엘라스토머 수지를 액체로 완성시킨 후, 상기 제작된 금형틀에 엘라스토머 수지를 주입하고, 상기 금형틀을 프레스로 압축 및 냉각하고 일정 시간 후 프레스를 해체하여 엘라스토머 접촉매질을 완성 시킨다. 상기 제조과정에 대하여 금형틀 제작 및 프레스 압축 및 냉각에 관한 것은 일반적인 과정이므로 구체적인 설명은 생략하고, 본 발명의 주요 재료인 엘라스토머 접촉매질의 제조과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 엘라스토머 수지를 액체로 완성하기 위해서는 온도와 습도 및 녹는점의 조건을 측정하여 액체로 형성시킨다.

상기 수지의 온도조건은 상온 온도인 20℃ ～ 30℃가 적당하다. 상기 온도에서 가장 적합한 온도는 수차례의 실험결과 23℃로 나타났고,

습도의 조건은 70% 이하(0% 미포함)가 적당하다. 상기 습도에서 가장 적합한 습도는 수차례의 실험 결과 65%로 나타났다. 이는 습도가 70% 이상일 경우에는 수지에 기포가 많이 발생하는 문제점이 발생한다.

또한 엘라스토머 수지의 녹는점은 170℃ ～ 190℃가 적당하다. 상기 녹는점은 수차례의 실험결과 가장 적합한 온도는 180℃이다. 이는 녹는점이 170℃ 이하인 경우에는 수지가 잘 녹지 않으며, 녹는점이 190℃ 이상인 경우에는 수지가 열분해 되어 버리는 문제점이 발생한다.

상기와 같은 엘라스토머 제조의 조건을 형성한 후 엘라스토머 수지를 금형틀에 주입시킨 후 압축 및 냉각하여 접촉매질을 완성하는 것이다.

완성된 엘라스토머 접촉매질의 물리적 성질은 아래의 표 1과 같이 색은 투명하고, 쇼어 경도(shore hardness) A는 5이하이며, 인장강도(tensile strength)는 17Mpa이다. 또한 신장도(elongation)는 625%이며, 밀도(density)는 0.98g/cc로 측정되었다.

엘라스토머 접촉매질의 물리적 성질

항 목	시험방법	특 성
색	육안 관찰	투명
경도	ASTM D2240	<5 Shore-A
인장강도	ASTM D412	17Mpa
신장도	ASTM D412	625%
밀도	ASTM D297	0.98g/cc

도 3은 석조문화재의 거친표면에 초음파를 측정하기에 가장 적합한 탐촉자용 접촉매질을 선정하기 위해 아래의 표 2와 같이 탐촉자 UTR54EXTX(RX)에 4종류의 접촉매질을 사용하여 비교하였다.

유형별 접촉매질의 종류

유 형	탐촉자	접촉매질
유형 1	UTR54EXTX(RX)	엘라스토머
유형 2		글리세린
유형 3		고무찰흙
유형 4		미사용

유형 1은 본 발명이 연구 개발한 엘라스토머 접촉매질로서 이 초저경 커버는 거친 표면용 탐촉자에 사용할 수 있도록 제작한 것이다. 유형 2는 젤타입의 수용성 글리세린이고, 유형 3은 고무찰흙이며, 유형 4는 접촉매질을 사용하지 않았다. 상기 4 종류의 접촉매질을 사용하여 표면 거칠기에 따라 초음파 속도와 초음파 신호 첨두치를 비교 실험하여 가장 우수한 접촉매질을 판단하는 것이다.

우선, 암석의 표면 거칠기에 따른 탐촉자 접촉매질의 유형별 초음파속도의 특성을 분석하기 위해 표면이 잘 연마된 300mmㅧ300mmㅧ300mm의 정방형 공시체(거창 화강암)를 대상으로 초음파속도를 측정하여 기준속도를 설정하였다.

도 4는 상기 공시체를 축 방향에 따라 정다듬, 거친다듬, 잔다듬의 3종류 거칠기 면으로 제작하고, 각각의 거칠기 면에서 상기 유형별(1～4) 접촉매질을 사용하여 직접법 12지점과 간접법 12지점에 대하여 초음파속도를 측정하였고, 그 결과는 아래의 표 3과 도 5와 같이 표면 거칠기에 따른 유형별(1～4) 접촉매질을 사용하여 직접법 및 간접법의 초음파속도를 연마된 표면에 유형 1(엘라스토머)의 접촉매질을 사용한 기준 값과 거칠기별(정다듬, 거친다듬, 잔다듬), 유형별(1～4) 실험값을 비교하여 상관관계를 분석하였다.

상기 초음파속도의 측정 실험에 사용된 직접법과 간접법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

직접법은 탐촉자의 발신자와 수신자를 대항면에 설치하고 측정하는 방법으로 펄스 에너지 전달이 매우 높아 최대감도를 나타내고 초음파 전달경로가 명확하여 가장 좋은 방법으로 평가받고 있다. 그러나 상기 직접법은 석탑과 같은 대형 석조문화재의 초음파 측정 시 탐촉자의 접근성이 용이하지 않는 단점이 있다.

간접법은 발신자와 수신자를 한쪽 면에 나란히 설치하고 측정하는 방법으로 초음파 펄스 에너지 빔이 시험체의 불연속성에 의해 산란되는 특성을 이용한다. 이 간접법은 초음파 전달경로가 명확하지 않아 측정거리 산출이 어렵고, 초음파 수신 신호의 강도가 직접법의 약 2～3% 이하밖에 되지 않으므로 발신자 및 수신자 사이의 거리가 멀리 떨어지지 않도록 주의해야 한다. 그러나 탐촉자의 접근성이 상당히 좋아 대부분 석조문화재의 초음파 측정에는 간접법이 사용되고 있다.

표면 거칠기에 따른 접촉매질의 유형별 초음파 속도 및 보정계수 실험수치

방법	거칠기	기준수치		실험수치
		유형 1		유형 1		유형 2		유형 3		유형 4
		V()		V()	CF	V()	CF	V()	CF	V()	CF
직접법	정다듬	평균	3,711	3,699	1.00	3,670	1.01	3,688	1.01	3,631	1.02
		최소	3,653	3,630	1.00	3,587	1.00	3,617	1.00	3,538	1.00
		최대	3,747	3,744	1.02	3,748	1.03	3,725	1.03	3,716	1.04
	거친다듬	평균	3,130	3,111	1.01	3,093	1.01	3,099	1.01	3,085	1.01
		최소	3,101	3,081	1.00	3,065	1.00	3,050	1.00	3,035	1.00
		최대	3,159	3,139	1.03	3,113	1.03	3,130	1.04	3,135	1.03
	잔다듬	평균	3,736	3,724	1.00	3,706	1.01	3,710	1.01	3,687	1.01
		최소	3,707	3,698	1.00	3,657	1.00	3,648	1.00	3,623	1.00
		최대	3,775	3,748	1.01	3,739	1.03	3,775	1.03	3,748	1.03
간접법	정다듬	평균	2,371	2,268	1.04	2,259	1.05	2,265	1.05	2,226	1.07
		최소	2,167	2,123	1.00	2,070	1.00	2,107	1.00	2,035	1.02
		최대	2,710	2,564	1.08	2,571	1.09	2,561	1.07	2,545	1.11
	거친다듬	평균	2,259	2,183	1.03	2,131	1.06	2,150	1.05	2,118	1.07
		최소	2,220	2,141	1.00	2,055	1.01	2,077	1.02	2,051	1.03
		최대	2,353	2,215	1.09	2,212	1.13	2,212	1.08	2,165	1.11
	잔다듬	평균	2,370	2,276	1.04	2,262	1.05	2,255	1.05	2,230	1.06
		최소	2,160	2,110	1.00	2,116	1.00	2,123	1.01	2,099	1.01
		최대	2,685	2,663	1.12	2,632	1.13	2,632	1.13	2,604	1.12

(V(velocity); 초음파속도, CF(correction factor); 보정계수)

표면 거칠기에 따른 유형별 접촉매질의 직접법 및 간접법은 탐촉자의 배열 방법에 따라 구분되는 정다듬, 거친다듬, 잔다듬의 평균 초음파속도와 평균보정계수의 비교에 대해 상기 표 3을 참조하면 평균 초음파속도와 평균보정계수는 기준수치와 실험수치로 비교하였다.

첫째, 상기 표면 거칠기에 따른 유형별(1～4) 접촉매질에 기준수치와 실험수치의 평균 초음파속도를 직접법과 간접법으로 구분하여 설명하면 다음과 같다.

직접법의 정다듬, 거친다듬, 잔다듬으로 실험한 결과를 살펴보면,

정다듬의 기준수치는 3,711m/s이고, 실험수치에서 유형 1(엘라스토머)은 3,699m/s, 유형 2(글리세린)는 3,670m/s, 유형 3(고무찰흙)은 3,688m/s, 유형4(미사용)는 3,631m/s이고,

거친다듬의 기준수치는 3,130m/s이고, 실험수치에서 유형 1은 3,111m/s, 유형 2는 3,093m/s, 유형 3은 3,099m/s, 유형 4는 3,085m/s이며,

잔다듬의 기준수치는 3,736m/s이고, 실험수치에서 유형 1은 3,724m/s, 유형 2는 3,706m/s, 유형 3은 3,710m/s, 유형 4는 3,687m/s로 나타났다.

간접법의 정다듬, 거친다듬, 잔다듬으로 실험한 결과를 살펴보면,

정다듬의 기준수치는 2,371m/s이고, 실험수치에서 유형 1은 2,268m/s, 유형 2는 2,259m/s, 유형 3은 2,265m/s, 유형 4는 2,226m/s이고,

거친다듬의 기준수치는 2,259m/s이고, 실험수치에서 유형 1은 2,183m/s, 유형 2는 2,131m/s, 유형 3은 2,150m/s, 유형 4는 2,118m/s이며,

잔다듬의 기준수치는 2,370m/s이고, 실험수치에서 유형 1은 2,276m/s, 유형 2는 2,262m/s, 유형 3은 2,255m/s, 유형 4는 2,230m/s로 나타났다.

둘째, 상기 표면 거칠기에 따른 유형별 접촉매질에서 기준유형과 실험유형의 평균 보정계수를 직접법과 간접법으로 구분하여 설명하면 다음과 같다.

직접법의 정다듬, 거친다듬, 잔다듬으로 나타난 결과를 살펴보면,

정다듬에서 유형 1은 1.00, 유형 2는 1.01, 유형 3은 1.01, 유형4는 1.02이고, 거친다듬에서 유형 1 ～ 유형 4는 1.01이며,

잔다듬에서 유형 1은 1.00, 유형 2 ～ 4는 1.01이며,

간접법의 정다듬, 거친다듬, 잔다듬으로 나타난 결과를 살펴보면,

정다듬에서 유형 1은 1.04, 유형 2는 1.05, 유형 3은 1.05, 유형 4는 1.07이고,

거친다듬에서 유형 1은 1.03, 유형 2는 1.06, 유형 3은 1.05, 유형 4는 1.07이며,

잔다듬에서 유형 1은 1.04, 유형 2는 1.05, 유형 3은 1.05, 유형 4는 1.06이다.

상기 실험 결과 암석표면의 거칠기는 초음파속도 감쇠에 많은 영향을 끼치는 것을 알 수 있다. 특히 정다듬, 거친다듬, 잔다듬으로 갈수록 초음파속도의 측정값은 안정되고 재현성이 증가하며 보정계수는 감소하였다. 이러한 현상은 간접법에 의한 초음파속도 측정보다는 비교적 감도가 좋은 직접법에 의한 초음파속도 측정에서 뚜렷하였다.

구체적으로 유형별(1～4) 접촉매질의 직접법과 간접법의 평균 초음파속도와 보정계수의 수치상으로 나타난 결과를 살펴보면,

이중에서 유형 1(엘라스토머)이 가장 안정적인 초음파속도와 낮은 보정계수를 나타냈다. 특히 유형 1(엘라스토머)의 평균 보정계수는 직접법의 정다듬에서 1.00, 거친다듬에서 1.01 잔다듬에서 1.00을 보여 표면거칠기에는 거의 영향이 없는 것을 알 수 있다.

또한 간접법의 평균 보정계수는 정다듬의 경우 1.04, 거친다듬 1.03, 잔다듬 1.04의 매우 낮은 수치를 나타냈다.

상기와 같은 유형별(1～4) 접촉매질의 초음파속도와 보정계수의 수치로 보아도 본 발명이 개발 제작한 엘라스토머 접촉매질의 성능이 다른 접촉매질들보다 우수함을 알 수 있다. 이는 엘라스토머 접촉매질을 사용한 탐촉자가 거친 표면과 사이의 공극을 없애면서 탐촉자를 암석표면에 충분히 밀착시켰기 때문이다.

도 6은 접촉매질을 이용한 거칠기 면에 따른 유형별(1～4) 초음파 파형의 첨두치(초음파 신호의 수신전압) 및 그 변화를 관찰하기 위해 오실로스코프를 이용한 것이다. 상기 오실로스코프는 전기적인 신호를 화면에 그려주는 장치로서 시간의 변화에 따라 신호들의 크기를 보여준다. 오실로스코프사의 수직축은 전압의 변화이고, 수평축은 시간의 변화로서 간단한 그래프로도 신호에 대한 많은 정보를 제공해준다. 따라서 거칠기에 따른 유형별(1～4) 초음파 신호의 파형분석을 위해 디지털 오실로스코프를 초음파 탐사기에 연결하여 실험하였다. 실험대상 및 측정방법은 앞에서 다룬 유형별(1～4) 초음파속도 분석과 동일하다.

거칠기별 및 유형별 첨두치

거칠기 (재질)	유형1 (엘라스토머)	유형 2 (글리세린)	유형 3 (고무찰흙)	유형 4 (미사용)
정다듬	62㎷	37㎷	62㎷	42㎷
거친다듬	64㎷	52㎷	46㎷	42㎷
잔다듬	57㎷	43㎷	38㎷	43㎷

상기 표 4는 정다듬, 거친다듬, 잔다듬의 초음파 신호의 수신전압인 첨두치에 관한 것으로서, 거칠기별(정다듬, 거친다듬, 잔다듬) 엘라스토머(유형 1) 접촉매질 및 다른 접촉매질들인 글리세린(유형 2), 고무찰흙(유형 3), 접촉매질 미사용(유형 4)의 첨두치가 비교되어 나타났다.

상기 표 4와 도 6을 참조하면 석조문화재의 초음파 측정에 탐촉자를 사용하는 유형 1～4 중에서 거칠기별 첨두치에서 유형 1(엘라스토머)이 가장 높은 첨두치를 나타냈다. 특히 각 유형 중에서 가장 안정된 파형과 높은 첨두치를 나타낸 엘라스토머(유형 1)는 정다듬, 거친다듬, 잔다듬에 상관없이 안정된 초음파 신호를 보였다.

이는 본 발명이 개발 제작한 엘라스토머 접촉매질을 사용하는 탐촉자가 시편 표면에 충분히 밀착되어 탐촉자와 시편 사이의 공극을 제거했기 때문이다. 따라서 표면 요철도가 있는 석조 문화재의 초음파 측정에는 엘라스토머 접촉매질을 사용한 탐촉자가 가장 적합한 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims

암석 거칠기 면의 초음파 측정용 탐촉자에 사용된 엘라스토머를 이용한 접촉매질의 제조 과정에 있어서,
원뿔(exponential horn)형태의 탐촉자 금형틀을 제작하는 단계;
탐촉자의 접촉매질로 사용하기 적합한 엘라스토머 수지의 완성 단계;
엘라스토머 수지를 금형틀에 주입한 후 프레스로 압축 및 냉각하는 단계;
엘라스토머 접촉매질을 완성하는 단계;
인 것을 특징으로 하는 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 엘라스토머 수지의 완성 단계에서 온도 조건은 20℃ ～ 30℃, 습도 조건은 70% 이하(0% 미포함), 녹는점은 170℃ ～ 190℃인 것을 특징으로 하는 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 엘라스토머 수지의 온도 조건은 23℃, 습도 조건은 65%, 녹는점은 180℃인 것을 특징으로 하는 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 엘라스토머 접촉매질에서 쇼어 경도 A는 5이하, 인장강도 17Mpa, 신장도 625%, 밀도 0.98g/cc인 것을 특징으로 하는 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 엘라스토머 접촉매질은 암석 표면거칠기의 초음파 측정 속도에서 직접법의 정다듬은 3,699m/s, 거친다듬은 3,111m/s, 잔다듬은 3,724m/s이고, 간접법의 정다듬은 2,268m/s, 거친다듬은 2,183m/s, 잔다듬은 2,276m/s인 것을 특징으로 하는 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 엘라스토머 접촉매질은 암석 표면거칠기의 보정계수에서 직접법의 정다듬은 1.00, 거친다듬은 1.01, 잔다듬은 1.00이고, 간접법의 정다듬은 1.04, 거친다듬은 1.03, 잔다듬은 1.04인 것을 특징으로 하는 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 엘라스토머 접촉매질은 암석 표면거칠기의 첨두치에서 정다듬 62mV, 거친다듬 64mV, 잔다듬 57mV인 것을 특징으로 하는 초음파 측정용 접촉매질의 제조방법.