KR20130097598A - 판형핵연료 비파괴 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 판형핵연료 시편의 내부결함 정보를 추출하는 검사장치에 있어서, 대상체를 가열하는 가열부와, 복수의 빔을 조사하는 빔 조사부 및 정보수집부를 포함하며, 상기 정보수집부는 상기 시편에 조사되는 복수의 빔 간의 간섭을 추출하여 상기 시편의 결함정보를 얻을 수 있는 비접촉식 비파괴 검사장치를 제공한다.
또한 본 발명은 판형핵연료 시편의 내부결함 정보를 추출하는 검사장치에 있어서, 대상체를 가열하는 가열부와, 대상체에 빔을 조사하도록 형성되는 빔 조사부 및 측정시편의 앞면과 뒷면에 대하여 시편의 수평방향으로 변화하는 기울기 변위 영상과 기울기 위상영상을 획득하여 측정시편 내부의 기울기 결함정보를 추출할 수 있는 정보수집부를 포함하는 비접촉식 비파괴 검사장치를 제공한다.

Description

판형핵연료 비파괴 검사 장치{NONDESTRUCTIVE CRACK DETECTING APPARATUS FOR A NUCLEAR FUEL PLATE}
본 발명은 판형핵연료 시편 내부의 결함을 검출하는 비접촉식 비파괴 검사장치에 관한 것이다.
판형핵연료 내부의 결함은 X-ray 검사법이나 초음파 검사법으로 결함을 검출 할 수 있다. X-ray 검사법의 경우에는 큰 결함은 효과적으로 검출할 수 있으나 판형핵연료의 주요 결함인 미소 박리(delamination) 결함이나 접합(close) 결함의 경우에는 검출이 어려운 단점이 있다.
고주파 초음파를 이용한 결함 검출법은 접합부의 박리나 결함도 효과적으로 검출할 수 있는 장점이 있다. 그러나 초음파 검사의 경우에는 스캐닝 검사를 수행하여야 하므로 시편의 모든 면적을 검사하기 위해서는 많은 시간이 소요되고 또한 판형핵연료의 두께가 약 2 mm정도로 매우 얇으므로 수십 MHz이상의 고주파 초음파를 사용하여야 하므로 수중에서 검사를 수행하여야 하는 단점이 있다.
레이저 초음파를 이용한 기존의 결함 검출 방식의 경우에는, 신호를 변환시키지 않고 초음파신호의 지연시간, 신호의 세기 및 신호의 형태를 측정하여 결함의 유무, 종류, 크기 및 위치를 판단하거나(대한민국 공개특허 10-2001-0026773), 초음파를 디지털 신호로 변환시킨 후 이미지화하여 결함을 측정한다(대한민국 공개특허 10-2005-0046083). 이러한 종래기술들의 경우 산업현장의 일반인이 사용하기에 사용방법이 복잡하고 고속으로 영상정보를 제공하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 복수의 빔을 이용하여 핵연료 시편 내의 결함 영상을 보여주는 비접촉식 비파괴 결함영상 측정장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 빔을 이용하여 기울기 결함 정보를 추출하여 핵연료 시편 내의 결함영상을 측정하는 비접촉식 비파괴 결함영상 측정장치를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따르는 비접촉식 비파괴 결함영상 측정장치는, 대상체에 존재하는 균열을 일정 주기로 팽창 또는 수축시키도록 상기 대상체를 가열하는 가열부와, 상기 대상체의 일 면으로부터 수직으로 멀어지는 방향으로 진행하는 기준 경로, 상기 면에 일정 각도로 입사된 후 반사되는 제1경로 및 상기 제1경로와 다른 각도로 상기 면에 입사된 후 반사되는 제2경로로 빔을 조사할 수 있으며, 상기 빔들을 중첩시켜 간섭영상을 형성시키는 빔 조사부와, 상기 간섭영상으로부터 상기 대상체의 결함정보롤 추출하는 정보수집부를 포함한다. 상기 빔 조사부는 상기 제1경로의 빔과 제2경로의 빔을 중첩시켜서 대상체 표면의 제1방향 간섭영상을 생성하고, 상기 제1경로의 빔과 기준 경로의 빔을 중첩시켜서 대상체 표면의 상기 제1방향과 교차하는 제2방향의 간섭영상을 생성한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 빔 조사부는 빔을 조사하는 빔 발생장치 및 상기 빔이 서로 다른 적어도 두 개의 경로로 진행하도록 상기 빔의 진행경로에 형성되는 빔 분할기를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 빔 조사부는 적어도 하나의 경로에 형성되어 상기 경로를 거치는 빔의 위상을 변화시키는 위상변환장치를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 가열부는 상기 대상체를 가열하는 연속발진레이저장치 및 상기 연속발진레이저장치에서 발생된 레이저의 진행경로에 배치되고, 시간에 따라 정현파 형태의 강도로 레이저를 투과시킬 수 있도록 제어되는 필터를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 가열부는 하나의 정현파 형태의 강도 또는 적어도 2이상의 정현파를 중첩시킨 형태의 강도로 상기 대상체를 가열할 수 있는 열원장치를 구비한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 정보수집부는 상기 대상체의 일면에 생성된 수평방향 간섭영상과 수직방향 간섭영상을 실시간으로 획득한 후 저장하고, 상기 수평방향 간섭영상으로부터 시간별 수평방향 위상맵 영상을 구하고 상기 수직방향 간섭영상으로부터 시간별 수직방향 위상맵 영상을 구하는 신호처리모듈을 포함한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따르는 비접촉식 비파괴 결함영상 측정장치는, 대상체에 존재하는 균열을 일정 주기로 팽창 또는 수축시키도록 상기 대상체를 가열하는 가열부와, 상기 대상체에 레이저 빔을 조사하고 대상체 표면에서 반사되는 빔을 분할한 후 다시 중첩시켜 간섭영상을 생성하는 빔 조사부와, 상기 간섭영상으로부터 가열에 의한 상기 대상체 표면의 어느 일방향 변위를 측정할 수 있는 정보수집부를 포함한다. 상기 빔 조사부는 상기 대상체에 반사된 상기 빔을 제1경로 및 제2경로로 분할하는 빔 분할기와, 상기 제1경로의 빔을 재반사시키는 제1거울 및 상기 제2경로와 직교하는 면과 일정 각도 기울어지고, 상기 제2경로를 경유한 빔을 반사하여 상기 제1경로의 빔과 중첩시켜 기울기 간섭영상을 생성시키는 제2거울을 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 가열부는 상기 대상체를 가열하는 연속발진레이저장치 및 상기 연속발진레이저장치에서 발생된 레이저의 진행경로에 배치되고, 시간에 따라 정현파 형태의 강도로 레이저를 투과시킬 수 있도록 제어되는 필터를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 빔 조사부는 적어도 하나의 경로에 형성되어 상기 경로를 거치는 빔의 위상을 변화시키는 위상변환장치를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 가열부는 하나의 정현파 형태의 강도 또는 적어도 2이상의 정현파를 중첩시킨 형태의 강도로 상기 대상체를 가열할 수 있는 열원장치를 구비한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 정보수집부는 상기 대상체의 일면으로부터 생성된 기울기 간섭영상을 실시간으로 획득한 후 저장할 수 있는 저장 모듈 및 상기 간섭영상으로부터 시간별 기울기 위상맵 영상을 구하는 신호처리 모듈을 포함한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따르는 비접촉식 비파괴 결함영상 측정장치의 측정방법은, 가열부가 대상체를 일정 주기의 강도로 가열하는 단계와, 빔 조사부가 상기 대상체의 앞면 및 뒷면에 레이저를 조사하여 각각의 면에 대한 간섭영상을 생성시키는 단계와, 정보수집부가 상기 앞면의 간섭영상으로부터 상기 앞면의 시간별 위상맵 영상을 구하는 단계와, 정보수집부가 상기 뒷면의 간섭영상으로부터 상기 뒷면의 시간별 위상맵 영상을 구하는 단계와, 상기 정보수집부가 상기 앞면의 위상맵 영상으로부터 특정주파수에서의 진폭값과 위상값을 추출하여 상기 앞면의 변위영상과 위상영상을 생성하는 단계와, 상기 정보수집부가 상기 뒷면의 위상맵 영상으로부터 특정주파수에서의 진폭값과 위상값을 추출하여 상기 뒷면의 변위영상과 위상영상을 생성하는 단계와, 상기 정보수집부가 상기 앞면의 변위영상과 상기 뒷면의 변위영상의 차이를 이용하여 대상체 앞뒷면의 상대적인 변위영상 정보를 획득하는 단계 및 상기 정보수집부가 상기 앞면의 위상영상과 상기 뒷면의 위상영상의 차이를 이용하여 대상체 앞뒷면의 상대적인 위상영상 정보를 획득하는 단계를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 가열부는 정현파 형태의 강도로 상기 대상체를 가열하고, 상기 특정주파수는 상기 가열부가 상기 대상체를 가열하는 가열주기에 대응하는 주파수 및 상기 주파수의 정수배 주파수를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 가열부는 2이상의 정현파를 중첩시킨 형태의 강도로 상기 대상체를 가열하고, 상기 특정주파수는 상기 각각의 정현파의 주기에 대응하는 주파수, 상기 주파수의 합 또는 차에 해당하는 중첩주파수 및 상기 주파수의 정수배 주파수를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 비접촉식 비파괴 검사장치는 복수의 빔 간의 간섭신호를 추출하여 수직 또는 수평 방향의 위상영상 및 변위영상을 얻을 수 있다. 이를 통하여, 판형핵연료 내부에 존재하는 결함정보를 효과적으로 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 판형핵연료 표면에 대하여 수직 또는 수평 방향의 기울기 위상영상 및 변위영상을 얻을 수 있다. 이러한 기울기 정보는 노이즈에 강한 특성을 가지므로 산업현장에서 효과적으로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 판형핵연료 시편의 내부결함영상 정보를 검출하기 위한 열변형 측정용 레이저간섭계 기반의 비접촉식 비파괴 검사장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전열구 기반의 가열부 장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 기반의 가열부 장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전형 가변 강도필터의 회전각도별 투과도를 도시한 도면이다.
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 가열부의 10초 주기별 가열 강도를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가열부의 100초 주기별 가열 강도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가열부의 10초 주기와 100초 주기를 중첩한 가열 강도를 도시한 도면이다.
도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 간섭부에서 시간별 연속으로 N개의 레이저간섭 영상을 획득하여 저장하는 영상을 도시한 도면이다.
도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 간섭부에서 위상이동장치를 이용하여 영상을 얻는 한 시점마다 레이저빔 위상의 4구간(예를 들어 0도, 90도, 180도, 270도 등)에서 영상을 획득하여 연속으로 N*4개의 레이저간섭 영상을 획득하여 저장하는 영상을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 결함영상 정보 수집부에서 결함정보를 추출하기 위한 주파수 영역의 위치를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 결함영상 정보 수집부에서 결함정보를 추출하기 위한 주기 배수 주파수 영역의 위치를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저간섭영상으로부터 결함영상 정보를 검출하기 위한 비접촉식 비파괴검사장치의 신호처리 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 위상이동방식 레이저간섭영상으로부터 결함영상 정보를 검출하기 위한 비접촉식 비파괴검사장치의 신호처리 순서도이다.
도 13은 일반적인 압전 트렌스듀스 방식의 고주파 초음파 신호를 이용한 대상체 내부결함 검사장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 판형핵연료 시편의 내부결함의 기울기영상 정보를 검출하기 위한 열변형 측정용 기울기 레이저간섭계 기반의 비접촉식 비파괴 검사장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명과 관련된 판형핵연료 비접촉 비파괴 검사장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 판형핵연료 시편의 내부결함영상 정보를 검출하기 위한 열변형 측정용 레이저간섭계 기반의 비접촉식 비파괴 검사장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 비파괴 검사장치는 빔 조사부와, 가열부와, 정보수집부 등을 포함할 수 있다.
상기 가열부는 측정 대상체(14)에 접촉하지 않고 가열할 수 있다.
상기 빔 조사부는 열에 의하여 대상체(14)의 표면 방향의 수평방향과 수직방향으로 변화하는 변위정보를 갖고 있는 레이저 간섭영상을 획득하는 전자 스펙클 레이저간섭부(3)(4)일 수 있다.
상기 정보수집부는 상기 빔 조사부로부터 획득한 레이저 간섭영상으로부터 결함정보를 추출할 수 있도록 구성될 수 있다.
측정 대상체의 앞면에 대한 레이저 간섭영상은 앞면부에 위치한 전자 스펙클 레이저 간섭부(4)가 측정하고 뒷면에 대한 레이저 간섭영상은 뒷면에 위치한 전자 스펙클 레이저 간섭부(3)가 측정할 수 있다.
상부의 가열부(1)는 결함영상 정보수집부(5)에 의해 제어되는 제어장치(11)가 열원장치(12)를 제어하여 열을 발생시키며 발생된 열은 열확산기(13)에 의해서 측정 대상체(14) 앞면에 골고루 조사된다. 또한 하부 가열부(2)는 결함영상 정보수집부(5)에 의해 제어되는 제어장치(15)가 열원장치(16)를 제어하여 열을 발생시키며 발생된 열은 열확산기(17)에 의해서 측정 대상체(14) 앞면에 골고루 조사된다. 이때 측정 대상체 표면에 일정한 주기를 갖는 정현파 형태의 강도로 열을 가할 수 있다.
측정 대상체에 조사된 열에 의해 측정 대상체 내부는 각 위치별로 미소 변형이 발생되며 이러한 변형은 측정 대상체 표면에 변위(displacement) 형태로 나타난다. 이러한 변위는 시편 앞면부의 레이저간섭부(4)와 뒷면부의 레이저 간섭부(3)에 의해 측정된다.
측정 대상체 뒷면에 위치한 레이저 간섭부(3)는 레이저(21)의 출력빔을 이용하여 간섭영상을 생성한다. 레이저(21)의 출력 레이저 빔은 빔분할기(22)에 의해서 통과빔과 반사빔으로 양분된다. 통과빔은 또 다른 빔분할기(23)에 의해서 다시 통과빔과 반사빔으로 양분된다. 빔분할기(23)를 통과한 빔은 거울(24)에 의해 반사된 후에 필터(48)에 의해 강도 조절이 된 다음에 빔분할기(25)를 거쳐 이미징렌즈(27)를 거쳐서 촬상센서(28)에 입사된다. 빔분할기(23)에서 반사된 빔은 거울(47, 30)을 통과하고 나서 빔확산광학계(31)에 의해 측정 대상체(14) 뒷면부를 조사한 다음에 그 영상은 빔분할기(25)를 거쳐서 이미징렌즈(27)를 거쳐서 촬상센서(28)로 입사되어 측정 대상체(14) 표면의 수직방향으로 변위되는 레이저 간섭영상이 촬상센서(28)에 의해 획득된다. 이때 빔 분할기(23)에서 반사된 레이저 빔은 위상변환장치에 의해 위상 이동될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 위상변환장치는 PZT(29)일 수 있다. 상기 빔은 상기 PZT(29) 의해 위상 이동될 수 있어 상기 촬상센서는 위상이동이 된 레이저 간섭영상을 획득할 수 있다.
빔분할기(25)는 회전장치(26)에 의해 회전하여 빔분할기(23)를 통과한 빔의 광경로에서 제거될 수 있으며, 이 경우에 레이저 빔은 거울(32)을 지나서 빔확산광학계(33)를 지나서 측정 대상체 뒷면에 골고루 조사되어 표면에 수평방향으로 변형되는 변위정보를 담은 레이저간섭영상이 이미징렌즈(27)를 거쳐서 촬상센서(28)에 얻어진다. 이때 측정대상체의 위쪽과 아래쪽에서 조사되는 두 경로의 빔의 각도는 45도에서 180도 사이의 각이다.
이와 같은 레이저 간섭영상은 측정 대상체의 앞면에도 같은 방법으로 얻어진다.
측정 대상체 앞면에 위치한 레이저 간섭부(4)는 레이저(21)의 출력빔을 이용하여 앞면의 간섭영상을 생성한다. 빔분할기(22)에 의해서 반사된 레이저 빔은 거울(35)을 지나서 또 다른 빔분할기(36)에 의해서 통과빔과 반사빔으로 분할된다. 반사된 빔은 필터(49)에 의해 강도 조절이 된 다음에 빔분할기(37)를 거쳐 이미징렌즈(39)를 거쳐서 촬상센서(40)에 입사된다.
빔분할기(36)을 통과한 빔은 거울(41,42)를 지난 후 빔확산광학계(44)을 지나서 측정 대상체 앞쪽 표면에 골고루 조사되고, 조사된 측정 대상체 앞면의 영상은 빔분할기(37)를 거쳐서 이미징 렌즈(39)를 거쳐서 촬상센서(40)에 영상이 맺힌다. 이때 촬상센서(40)에는 측정 대상체(14) 앞면의 수직방향 레이저 간섭영상이 맺힌다.
대상체 앞면에 위치한 빔분할기(37)는 회전장치(38)에 의해 회전하여 빔분할기(36)를 통과한 빔의 광경로에서 제거될 수 있으며, 이 경우에 레이저 빔은 거울(45)과 빔확산광학계(46)를 지나서 측정 대상체 앞면에 골고루 조사되어 표면에 수평방향으로 변형되는 변위정보를 담은 레이저 간섭 영상이 이미징 렌즈(39)를 거쳐서 촬상센서(40)에 얻어진다.
결함 영상 정보수집부(5)는 내부에 제어 및 신호처리컴퓨터를 포함하고 있어서 얻어진 레이저 간섭 영상으로부터 변형 정보를 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전열구 기반의 가열부 장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.
상기 가열부의 열원장치는 전열구가 될 수 있다. 상기 전열구(12-1)는 제어장치(1)에 의해 열 강도가 제어된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 기반의 가열부 장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 회전형 연속 가변 강도 필터(12-3)는 연속발진레이저(12-2)에서 출력되는 레이저 빔의 강도를 연속으로 제어한다. 상기 필터에 의해 레이저 빔의 강도는 정현파 진폭 형태로 가변 된다. 상기 회전형 연속가변 강도 필터(12-3)의 각도별 투과도는 도 4와 같다.
측정 대상체의 표면을 가열하는 열의 강도는 정현파 형태가 될 수 있다. 상기 가열부는 하나의 정현파 형태의 강도 또는 적어도 2이상의 정현파를 중첩시킨 형태의 강도로 상기 대상체를 가열할 수 있다. 예를 들어 도 5와 같이 하나의 주기로 가열할 수도 있으며, 도 5에서의 주기와 도 6에서의 주기를 중첩시켜 도 7과 같은 주기로 가열할 수 있다.
예를 들어, 도5가 10초 가열 주기이고, 도 6이 100초 가열 주기일 경우, 이를 합쳐서 조사하는 가열 강도 패턴은 도 7과 같을 수 있다.
상기 정보수집부가 시간별 위상맵 영상을 구하는 과정은 다음과 같다.
상기 정보수집부는 측정 대상체 앞면과 뒷면에 생성된 수평방향 레이저 간섭영상(영상크기: m x n 픽셀)과 수직방향 간섭영상(영상크기: m x n 픽셀)을 실시간으로 획득한 후에 컴퓨터의 메모리에 저장하고, 저장된 수평 레이저 간섭영상으로부터 시간별 수평방향 프린지 영상과 래핑(wrapping) 위상맵을 구한 다음 이를 펼쳐서(unwrapping) 펼쳐진 위상맵 영상을 구하고, 같은 방법으로 수직 레이저 간섭영상으로 시간별 수직방향 프린지 영상과 래핑(wrapping) 위상맵을 구한 다음 이를 펼쳐서(unwrapping) 위상맵 영상을 구한다. 상기 래핑 위상맵과 언래핑 위상맵을 구하는 방법은 아래에서 식(4)와 식(9)를 이용하여 보다 상세히 설명한다.
상기 수평방향 위상맵은 대상체 표면에 수평방향으로 변화하는 결함정보를 담고 있으며 수직방향 위상맵은 대상체 표면에 수직방향으로 변화하는 결함 정보를 담고 있다.
결함에 대한 위상맵 정보는 펼쳐진 현재의 위상맵에서 기준 위상맵을 뺌으로써 얻어질 수 있다.
또한 상기 정보수집부가 수직방향 및 수평방향 변위영상을 수집하는 과정은 다음과 같다.
상기 실시간으로 구한 시간별로 펼쳐진 수평방향 위상맵 영상(영상크기: m x n 픽셀)에서 시간별 (1,1) 위치에서의 값을 추출하여 시간영역에서의 1차원 신호를 생성하고 이를 주파수 변환하여 주파수 스펙트럼을 구한 다음에 특정주파수 위치에서의 진폭 계수 값을 추출하여 수평방향 변위영상의 (1,1) 위치에 기록하고, 이와 같은 과정을 수평방향 위상맵 영상의 (1,2)픽셀 위치에서부터 (m, n) 위치까지 반복하여 수평방향 변위영상(크기: mxn 픽셀)을 생성한다. 상기 실시간으로 구한 시간별로 펼쳐진 수직방향 위상맵 영상(영상크기: m x n 픽셀)에서 시간별 (1,1) 위치에서의 값을 추출하여 시간영역에서의 1차원 신호를 생성하고 이를 주파수 변환하여 주파수 스펙트럼을 구한 다음에 특정주파수 위치에서의 진폭 계수 값을 추출하여 수직방향 변위영상의 (1,1) 위치에 기록하고, 이와 같은 과정을 수직방향 위상맵 영상의 (1,2)픽셀 위치에서부터 (m, n) 위치까지 반복하여 수직방향 변위영상(크기: mxn 픽셀)을 생성할 수 있다.
상기 정보수집부가 추출하는 특정주파수 위치는 가열부가 단일 주파수 주기로 가열할 경우, 상기 특정주파수 위치는 상기 단일 주기 주파수와 같은 위치일 수 있다. 또한 상기 특정 주파수 위치는 상기 단일 주기 주파수의 배수인 주파수 위치일 수도 있다.
만약 가열부가 적어도 2이상의 정현파를 중첩시킨 형태의 강도로 상기 대상체를 가열할 경우, 상기 결함영상 정보수집부가 추출하는 특정주파수 위치는 가열부가 가열하는 복수의 주기 주파수, 상기 주기 주파수들의 합 또는 차에 해당하는 주파수일 수 있다.
상기 정보수집부가 대상체의 앞면과 뒷면의 변위영상으로부터 뒷면에 대한 앞면의 상대적인 수직방향 결함정보 및 상대적인 수평방향의 결함정보를 추출하는 원리는 다음과 같다.
상기 정보수집부는 측정시편의 뒷면과 앞면에 대해 수평방향 변위영상을 구하고, 상기 측정시편 뒷면에 대해 구한 수평방향 변위영상에서 측정시편 앞면에 대해 구한 수평방향 변위영상의 차영상을 구하여 수평방향의 결함정보를 추출한다. 같은 방법으로 측정시편의 뒷면과 앞면에 대해 수직방향 위상영상을 구하고, 상기 측정시편 뒷면에 대해 구한 수직방향 변위영상에서 측정시편 앞면에 대해 구한 수직방향 변위영상의 차영상을 구하여 수직방향의 결함정보를 추출할 수 있다.
상기 정보수집부가 수직방향 또는 수평방향 위상영상을 수집하는 원리는 다음과 같다.
상기 정보수집부는 상기 실시간으로 구한 시간별로 펼쳐진 수평방향 위상맵 영상(영상크기: m x n 픽셀)에서 시간별 (1,1) 위치에서의 값을 추출하여 시간영역에서의 1차원 신호를 생성하고 이를 주파수 변환하여 주파수 스펙트럼을 구한 다음에 특정주파수 위치에서의 위상값을 추출하여 수평방향 위상영상의 (1,1) 위치에 기록하고, 이와 같은 과정을 수평방향 위상맵 영상의 (1,2)픽셀 위치에서부터 (m, n) 위치까지 반복하여 수평방향 위상영상(크기: mxn 픽셀)을 생성하고, 상기 실시간으로 구한 시간별 수직방향 위상맵 영상(영상크기: m x n 픽셀)에서 시간별 (1,1) 위치에서의 값을 추출하여 시간영역에서의 1차원 신호를 생성하고 이를 주파수 변환하여 주파수 스펙트럼을 구한 다음에 특정주파수 위치에서의 위상값을 추출하여 수직방향 위상영상의 (1,1) 위치에 기록하고, 이와 같은 과정을 수직방향 위상맵 영상의 (1,2)픽셀 위치에서부터 (m, n) 위치까지 반복하여 수직방향 위상영상(크기: mxn 픽셀)을 생성할 수 있다.
상기 정보수집부가 대상체의 앞면과 뒷면의 위상영상으로부터 상대적인 수직방향 결함정보 및 상대적인 수평방향 결함정보를 추출하는 원리는 다음과 같다.
상기 정보수집부는 측정시편의 뒷면과 앞면에 대해 수평방향 위상영상을 구하고, 상기 측정시편 뒷면에 대해 구한 수평방향 위상영상에서 측정시편 앞면에 대해 구한 수평방향 위상영상의 차영상을 구하여 상대적인 수평방향의 결함정보를 추출한다. 같은 방법으로 측정시편의 뒷면과 앞면에 대해 수직방향 위상영상을 구하고, 상기 측정시편 뒷면에 대해 구한 수직방향 위상영상에서 측정시편 앞면에 대해 구한 수직방향 위상영상의 차영상을 구하여 상대적인 수직방향의 결함정보를 추출할 수 있다.
정보수집부가 결함영상을 추출하는 세부적인 과정은 다음과 같다.
도 1의 결함영상 정보수집부(5)는 내부에 제어 및 신호처리컴퓨터를 포함하고 있어서 얻어진 레이저 간섭영상으로부터 변형정보를 얻을 수 있다. 결함영상 정보수집부(5)는 레이저 간섭부(3)를 이용하여 측정 대상체의 뒷면에 대한 레이저 간섭영상을 획득하고 레이저 간섭부(4)를 이용하여 측정 대상체 앞면에 대한 레이저 간섭영상을 획득한다. 결함영상 정보수집부(5)는 측정 대상체를 가열하기 전에 기준 레이저 간섭영상을 먼저 저장하고나서, 가열을 시작하면서 측정 대상체 앞면과 뒷면에 대한 레이저 간섭영상을 획득하기 시작한다. 레이저 간섭영상은 실시간으로 연속으로 측정되고 결함영상 정보수집부(5)는 측정된 레이저 간섭영상을 내부의 제어 및 신호처리컴퓨터 안에 있는 메모리에 차례로 저장한다. 예를 들어 시간영역에서 실시간으로 N개의 레이저 간섭영상을 저장하여 메모리에 저장한 결과는 도 8a와 같다. 이때 측정 대상체는 일정 주기로 반복되는 정현 형태의 열 강도로 가열이 된다. 획득되는 레이저 간섭영상은 위상이동 없이 실시간으로 저장될 수도 있으며 위상변환장치를 이용하여 획득할 수도 있다. 상기 위상변환장치는 도 1의 PZT(29, 42)일 수 있다. 예를 들어 도 8a에서 번호 1의 영상은 위상이동을 하지 않는 레이저 간섭영상인 스펙클 레이저 간섭영상이고, 도 8b의 번호 1은 위상이동 방식으로 프린지 간격의 1/4간격으로 4개의 위상(0°, 90°, 180°, 270°)으로 이동시킨 후에 각각 얻은 4개의 레이저 간섭영상이 획득되고 메모리에 저장된다.
또한 레이저 간섭영상은 빔분할기(25, 37)를 광경로상에 그대로 두어 측정 대상체 표면에 수직방향으로의 변위정보를 담고 있는 레이저 간섭영상을 획득할 수도 있으며, 회전장치(26, 38)를 이용하여 빔분할기(25, 37)를 광경로에서 제거하여 측정 대상체 수평방향으로 변형되는 변위정보를 담고 있는 레이저 간섭영상을 획득하여 저장할 수 있다.
시간영역에서의 레이저 간섭영상 f(x,y)는 식 (1)과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00001
(1)
여기서 d는 영상의 직류 성분이며, b는 (x,y) 위치별 밝기 강도이며, Φ는 측정하고자 하는 위상성분이다.
이를 주파수 영역으로 변환하면 다음 식 (2)와 같이 표현된다.
Figure pat00002
(2)
여기서 D는 주파수 영역에서의 직류성분이며, F는 신호에 대한 주파수 영역 표현이며, *는 복소 공액 성분을 나타낸다. 여기서 F(wx,wy) 신호 혹은 F*(wx,wy) 중에 하나만을 선택한 후에 역주파수 변환을 수행하면 다음 식 (3)을 얻는다.
Figure pat00003
그러면 식 (3)으로부터 래핑 위상맵 영상인
Figure pat00004
은 식(4)로부터 획득할 수 있다.
Figure pat00005
래핑 위상맵 영상인
Figure pat00006
는 위상펼침(참조: "2D phase unwrapping", D.C.Ghiglia and M.D. Pritt,, A Willey-Interscience Publication, 1998)을 실행하여 위상맵 영상을 획득한다.
만약, 위상이동방식으로 레이저 간섭영상을 획득하였다면, 어느 한 순간에 4개의 위상이동(0°, 90°, 180°, 270°)된 간섭영상이 획득되므로 이는 식 (5),(6),(7),(8)과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00007
여기서 d는 영상의 직류 성분이며, Iac는 (x, y) 위치별 밝기 강도이며, φ는 측정하고자 하는 위상성분이다. 이들로부터 얻어지는 래핑 위상맵 영상은 식 (9)와 같이 얻어진다.
Figure pat00008
같은 방법으로, 래핑 위상맵 영상 Φ(x, y)는 위상펼침(참조: “2D phase unwrapping" D. C. Ghiglia and M. D. Pritt,, A Willey-Interscience Publication, 1998)을 실행하여 변위 위상맵 영상을 획득한다.
결함 위상영상은 기준 변위 위상맵 영상에서 현재 변위 위상맵 영상을 뺌으로써 구해질 수 있다.
시간영역에서 구해진 위상맵 영상에서 시간별 각 픽셀 위치의 신호를 구할 수 있다, 예를 들어 시간별로 구해진 위상맵 영상을 도시한 그림을 도 8이라 가정을 하면, 픽셀 (1, 1)위치인 P(x1, y1)에서의 시간영역 신호는 점을 따라 나타낸 값일 것이다. 이 값을 주파수 변환을 한 다음에 가열부에서 가한 열강도 주기 위치인 f [Hz] 위치에서의 진폭값을 추출하여 이를 모두 모으면 (픽셀 (1, 1)에서 픽셀 (m, n)) 구하고자 하는 측정 대상체 변위영상인 m x n크기의 변위영상을 얻을 수 있다. 예를 들어 가열부의 주기가
Figure pat00009
라고 하면
Figure pat00010
에서의 진폭을 구하면 되고, 복수의 주기인
Figure pat00011
와
Figure pat00012
이라고 가정을 하면 도 9에 보이는 바와 같이
Figure pat00013
에서의 계수값을 구하여
Figure pat00014
에서의 변위영상을 구할 수 있으며,
Figure pat00015
에서의 계수값을 구하여
Figure pat00016
에서의 변위영상을 구할 수 있으며,
Figure pat00017
에서의 계수값을 구하여
Figure pat00018
에서의 변위영상을 구할 수 있으며,
Figure pat00019
에서의 계수값을 구하여
Figure pat00020
에서의 변위영상을 구할 수 있다. 또한 판형핵연료 내부에 Closed 결함 혹은 미세결함이 있으면 재료는 변형과정에서 가열부에서 가열하는 주기의 배수에 해당하는 주파수 성분이 발생하는 비선형 성분이 발생하므로 이를 이용하여 비선형 변위 영상을 얻을 수 있다. 예를들어, 도 10에 보이는 바와 같이 측정 대상체 표면에 가하는 가열부의 정현 주기가
Figure pat00021
Hz라고 가정을 하면,
Figure pat00022
혹은
Figure pat00023
에서의 상대적인 계수 변화를 구하여 비선형 변위 영상을 얻을 수 있다.
변위 영상은 특정주파수(가열 주기의 주파수, 배수 주파수, 두 주파수를 더한 합 주파수 혹은 뺀 차 주파수)위치에서의 진폭 값을 (1,1)위치에서부터 (m,n)까지 각각 구하여 변위영상을 생성한다.
위상영상은 상기 특정주파수 위치에서 진폭 계수 값 대신에 위상 값을 구하여 생성한다. 예를 들어 주파수 영역에서
Figure pat00024
주파수에서의 신호가
Figure pat00025
일 때 진폭값은
Figure pat00026
이고 위상값은
Figure pat00027
이다. 여기서 A와 B는
Figure pat00028
주파수에서 cos 성분과 sin 성분의 계수이다.
이와 같이, 레이저 간섭영상과 위상 이동된 간섭영상으로부터 변위영상과 위상영상을 구하는 순서도는 도 11 및 도 12와 같다.
도 13은 컴퓨터(51)에 의해 제어되고 신호처리되는 일반적인 고주파 압전 트랜스듀스(54)를 사용하여 판형핵연료 시편인 측정 대상체(55) 내부의 결함을 검출하기 위한 일반적인 장치이다. 측정 대상체(55)는 스캐닝 장치(56)에 설치되어서 X축과 Y축으로 스캐닝이 된다. 판형 핵연로 측정 대상체는 두께가 약 2 mm정도이므로 펄스-에코 방식의 time-of-flight 기법의 종파 신호를 이용하여 대상체 내부 결함을 검출하기 위해서는 약 20MHz 이상의 고주파 신호를 사용하여야 한다. 이러한 고주파 신호는 수조(52)인 수중(53)에서 검사를 수행하여야 검사 효율성이 높다. 이러한 검출방식은 효과적으로 측정 대상체 내부의 결함정보를 추출할 수 있다. 그러나 측정 대상체의 모든 부위를 검사하여야 하므로 완전한 검사를 수행하기 위해서는 장시간의 시간이 소요되는 단점이 있다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 판형핵연료 시편 내부의 기울기 결함영상 정보를 검출하기 위한 열변형 측정용 기울기 레이저간섭계 기반의 비접촉식 비파괴 검사장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 판형핵연료 시편 내부의 기울기 결함영상 정보를 검출하기 위한 비접촉식 비파괴 검사 장치는, 빔 조사부와, 가열부 및 정보수집부 등을 포함할 수 있다.
상기 가열부(101,102)는 측정 대상체(114)에 접촉하지 않고 가열할 수 있다.
상기 빔 조사부는 열에 의하여 대상체(114)의 표면 방향의 수평방향으로 변화하는 한쪽 방향으로의 기울기 변위정보를 갖고 있는 레이저 간섭영상을 획득하는 기울기 레이저간섭부(103,104)를 포함할 수 있다.
상기 정보수집부는 상기 레이저간섭부에서 획득한 레이저 간섭영상으로부터 결함정보를 추출하도록 형성될 수 있다.
여기서 측정 대상체(114)의 앞면에 대한 기울기 레이저 간섭영상은 앞면부에 위치한 기울기 레이저 간섭부(104)가 측정하고 뒷면에 대한 기울기 레이저 간섭영상은 뒷면에 위치한 기울기 레이저 간섭부(103)가 측정한다.
상부의 가열부(101)는 기울기결함영상 정보수집부(105)에 의해 제어되는 제어장치(111)가 열원장치(112)를 제어하여 열을 발생시키며 발생된 열은 열확산기(113)에 의해서 측정 대상체(114) 앞면에 골고루 조사된다. 또한 하부 가열부(102)는 결함영상정보수집부(105)에 의해 제어되는 제어장치(115가 열원장치(116)를 제어하여 열을 발생시키며 발생된 열은 열확산기(117)에 의해서 측정 대상체(114) 앞면에 골고루 조사된다. 이때 측정 대상체 표면에 조사되는 열의 강도는 일정한 주기를 갖는 정현파 형태의 강도로 반복적으로 조사된다.
측정 대상체에 조사된 열에 의해 측정 대상체 내부는 각 위치별로 미소 변형이 발생되며 이러한 변형은 측정 대상체 표면에 변위(displacement) 형태로 나타난다. 이러한 변위의 한쪽방향으로의 기울기 변위는 시편 상부의 기울기 레이저간섭부(104)와 하부의 기울기 레이저간섭부(103)에 의해 측정된다.
측정 대상체 뒷면에 위치한 기울기 레이저간섭부(103)는 레이저(121)의 출력빔을 이용하여 간섭영상을 생성한다. 레이저(121)의 출력 레이저 빔은 빔분할기(122)에 의해서 통과빔과 반사빔으로 양분된다.
통과빔은 거울(123)에 의해 반사된 후에 필터(138)에 의해 강도 조절이 된 다음에 빔확산광학계(124)를 거쳐서 측정 대상체 뒷면에 조사된다. 뒷면의 영상은 빔분할기(125)를 거쳐서 위상변환장치에 의해 위치 이동이 제어될 수 있는 거울(127)에서 반사되어 다시 빔분할기(125)에서 다시 반사되어 이미징렌즈(140)를 거쳐서 촬상센서(141)로 기준빔이 입사된다. 상기 위상변환장치는 PZT(126)일 수 있다. 그리고 측정 대상체(114) 뒷면 영상은 빔분할기(125)에서 반사되어 일정 각도 기울어진 거울(128)에서 반사된 후에 빔 분할기(125)를 통과해서 이미징렌즈(140)를 거쳐서 촬상센서(141)에 입사되어 기준빔과 간섭된 기울기 간섭영상이 촬상센서(128)에 획득된다. 상기 각도는 임의로 조절 가능하다.
이와 같은 기울기 레이저 간섭영상은 측정 대상체의 앞면에도 똑같은 방법으로 얻어진다.
측정 대상체 앞면에 위치한 기울기 레이저간섭부(104)는 레이저(121)의 출력빔을 이용하여 측정 대상체 앞면의 기울기 간섭영상을 생성한다. 빔분할기(122)에 의해서 반사된 레이저 빔은 거울(129)을 지나서 필터(139)에 의해 강도 조절이 된 다음에 빔확산광학계(130)에 의해 측정 대상체(114)의 앞면에 조사된다. 조사된 앞면의 영상은 빔분할기(131)를 거쳐서 PZT(132)로 위치 이동이 제어될 수 있는 거울(133)에서 반사되어 다시 빔분할기(133)에서 반사되어 이미징렌즈(135)를 거쳐서 촬상센서(136)로 기준빔이 입사된다. 그리고 측정 대상체(114) 앞면 영상은 빔분할기(131)에서 반사되어 일정각도 기울어진 거울(134)에서 반사된 후에 빔 분할기(131)를 통과해서 이미징렌즈(135)를 거쳐서 촬상센서(136)에 입사되어 기준빔과 간섭된 간섭영상이 촬상센서(136)에 기울기 영상 정보를 담은 간섭영상이 획득된다.
기울기 결함영상 정보수집부(105)는 내부에 제어 및 신호처리컴퓨터를 포함하고 있어서 시간별로 얻어진 기울기 레이저 간섭영상으로부터 시간별 기울기 위상맵 영상을 구하고 구해진 시간별 기울기 위상맵 영상으로부터 수평방향 기울기 변위 영상과 수평방향 기울기 위상영상을 구하여 측정시편 내부에 존재하는 기울기 변형정보를 얻을 수 있다.
측정 대상체의 가열방법과 레이저 간섭영상 획득 방법 및 기울기 결함정보 추출 방법은 도 1의 결함영상 정보수집부(5)가 측정 대상체 표면의 수평방향으로의 변위정보를 추출하는 방법과 동일한 방법으로 수행된다.
이와 같은 본 발명의 결함검출 방식은 기존의 초음파 검출 방식과 비교하여 고속의 검사가 가능하고 결함 영상을 시각적으로 제공함으로써 현장에서 활용이 용이한 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. 대상체에 존재하는 균열을 일정 주기로 팽창 또는 수축시키도록 상기 대상체를 가열하는 가열부;
    상기 대상체의 일 면으로부터 수직으로 멀어지는 방향으로 진행하는 기준 경로, 상기 면에 일정 각도로 입사된 후 반사되는 제1경로 및 상기 제1경로와 다른 각도로 상기 면에 입사된 후 반사되는 제2경로로 빔을 조사할 수 있으며, 상기 빔들을 중첩시켜 간섭영상을 형성시키는 빔 조사부;
    상기 간섭영상으로부터 상기 대상체의 결함정보를 추출하는 정보수집부를 포함하며,
    상기 빔 조사부는,
    상기 제1경로의 빔과 제2경로의 빔을 중첩시켜서 대상체 표면의 제1방향 간섭영상을 생성하고, 상기 제1경로의 빔과 기준 경로의 빔을 중첩시켜서 대상체 표면의 상기 제1방향과 교차하는 제2방향의 간섭영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빔 조사부는,
    빔을 조사하는 빔 발생장치; 및
    상기 빔이 서로 다른 적어도 두 개의 경로로 진행하도록 상기 빔의 진행경로에 형성되는 빔 분할기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 빔 조사부는,
    적어도 하나의 경로에 형성되어 상기 경로를 거치는 빔의 위상을 변화시키는 위상변환장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 대상체를 가열하는 연속발진레이저장치; 및
    상기 연속발진레이저장치에서 발생된 레이저의 진행경로에 배치되고, 시간에 따라 정현파 형태의 강도로 레이저를 투과시킬 수 있도록 제어되는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    하나의 정현파 형태의 강도 또는 적어도 2이상의 정현파를 중첩시킨 형태의 강도로 상기 대상체를 가열할 수 있는 열원장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정보수집부는,
    상기 대상체의 일면에 생성된 수평방향 간섭영상과 수직방향 간섭영상을 실시간으로 획득한 후 저장하고, 상기 수평방향 간섭영상으로부터 시간별 수평방향 위상맵 영상을 구하고 상기 수직방향 간섭영상으로부터 시간별 수직방향 위상맵 영상을 구하는 신호처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  7. 대상체에 존재하는 균열을 일정 주기로 팽창 또는 수축시키도록 상기 대상체를 가열하는 가열부;
    상기 대상체에 레이저 빔을 조사하고 대상체 표면에서 반사되는 빔을 분할한 후 다시 중첩시켜 간섭영상을 생성하는 빔 조사부; 및
    상기 간섭영상으로부터 가열에 의한 상기 대상체 표면의 어느 일방향 변위를 측정할 수 있는 정보수집부를 포함하며,
    상기 빔 조사부는,
    상기 대상체에 반사된 상기 빔을 제1경로 및 제2경로로 분할하는 빔 분할기;
    상기 제1경로의 빔을 재반사시키는 제1거울; 및
    상기 제2경로와 직교하는 면과 일정 각도 기울어지고, 상기 제2경로를 경유한 빔을 반사하여 상기 제1경로의 빔과 중첩시켜 기울기 간섭영상을 생성시키는 제2거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 대상체를 가열하는 연속발진레이저장치; 및
    상기 연속발진레이저장치에서 발생된 레이저의 진행경로에 배치되고, 시간에 따라 정현파 형태의 강도로 레이저를 투과시킬 수 있도록 제어되는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 빔 조사부는,
    적어도 하나의 경로에 형성되어 상기 경로를 거치는 빔의 위상을 변화시키는 위상변환장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 가열부는,
    하나의 정현파 형태의 강도 또는 적어도 2이상의 정현파를 중첩시킨 형태의 강도로 상기 대상체를 가열할 수 있는 열원장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 정보수집부는,
    상기 대상체의 일면으로부터 생성된 기울기 간섭영상을 실시간으로 획득한 후 저장할 수 있는 저장 모듈; 및
    상기 간섭영상으로부터 시간별 기울기 위상맵 영상을 구하는 신호처리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사장치.
  12. 가열부가 대상체를 일정 주기의 강도로 가열하는 단계;
    빔 조사부가 상기 대상체의 앞면 및 뒷면에 레이저를 조사하여 각각의 면에 대한 간섭영상을 생성시키는 단계;
    정보수집부가 상기 앞면의 간섭영상으로부터 상기 앞면의 시간별 위상맵 영상을 구하는 단계;
    정보수집부가 상기 뒷면의 간섭영상으로부터 상기 뒷면의 시간별 위상맵 영상을 구하는 단계;
    상기 정보수집부가 상기 앞면의 위상맵 영상으로부터 특정주파수에서의 진폭값과 위상값을 추출하여 상기 앞면의 변위영상과 위상영상을 생성하는 단계;
    상기 정보수집부가 상기 뒷면의 위상맵 영상으로부터 특정주파수에서의 진폭값과 위상값을 추출하여 상기 뒷면의 변위영상과 위상영상을 생성하는 단계;
    상기 정보수집부가 상기 앞면의 변위영상과 상기 뒷면의 변위영상의 차이를 이용하여 대상체 앞뒷면의 상대적인 변위영상 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 정보수집부가 상기 앞면의 위상영상과 상기 뒷면의 위상영상의 차이를 이용하여 대상체 앞뒷면의 상대적인 위상영상 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가열부는 정현파 형태의 강도로 상기 대상체를 가열하고,
    상기 특정주파수는,
    상기 가열부가 상기 대상체를 가열하는 가열주기에 대응하는 주파수 및 상기 주파수의 정수배 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 가열부는 2이상의 정현파를 중첩시킨 형태의 강도로 상기 대상체를 가열하고,
    상기 특정주파수는,
    상기 각각의 정현파의 주기에 대응하는 주파수, 상기 주파수의 합 또는 차에 해당하는 주파수 및 상기 주파수의 정수배 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 비파괴 검사방법.
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