KR20150006934A - A method and device of for generating vibration with intensive pulsed light - Google Patents

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KR20150006934A
KR20150006934A KR1020130080331A KR20130080331A KR20150006934A KR 20150006934 A KR20150006934 A KR 20150006934A KR 1020130080331 A KR1020130080331 A KR 1020130080331A KR 20130080331 A KR20130080331 A KR 20130080331A KR 20150006934 A KR20150006934 A KR 20150006934A
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for excitation using intensive pulsed light, which comprises: a generating unit (100) which generates light; a radiating unit (200) which is mounted at one side of the generating unit, in order to excite a specimen by radiating the light generated by the generating unit (100); and a measuring unit (300) which is placed at one side of the specimen in order to measure responses of the specimen, changing by the light. In addition, suggested in the present invention is a method for exciting a specimen using the excitation apparatus, which comprises: a step of generating light in an intensive pulsed shape; a step of radiating the light to a specimen; and a step of measuring excitation responses of the specimen by light or heat energy of the light.

Description

강화 펄스형 빛 방사를 이용한 진동 가진 장치 및 방법 {A METHOD AND DEVICE OF FOR GENERATING VIBRATION WITH INTENSIVE PULSED LIGHT} TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus and a method for vibrating with intense pulsed light emission,

본 발명은 강화 펄스형 빛 방사를 이용한 가진 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 강화 펄스형 빛을 조사하여 빛에너지 또는 열에너지로 시편을 조사하여 시편을 가진시킬 수 있는 강화 펄스형 빛 방사를 이용한 가진 장치 및 방법에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to an apparatus and a method using an enhanced pulsed light emission, and more particularly, to an apparatus and a method using an enhanced pulse-type light emission, which irradiates a specimen with light energy or heat energy, Apparatus and method.

가진 장치의 대표적 기기로는 쉐이커와 임펄스 해머가 있다. 쉐이커는 통상 전자기력을 이용하여 가진하며 장치가 작고 제어 피드백을 이용하여 힘의 크기도 쉽게 조절할 수 있는 장점을 가지고 있다. Representative devices of the vibrating device are shaker and impulse hammer. Shakers are typically excited using electromagnetic forces, and the device is small and has the advantage that the magnitude of the force can be easily controlled using control feedback.

그러나 대형구조 시험의 경우에는 유압장치를 이용한 쉐이커가 사용되며 이 경우는 가진 장치의 크기가 대형이 된다. 가진 장치의 신호는 조화함수나 랜덤 함수 혹은 기타 적절한 형태로 주어지는데 조화함수의 경우가 가장 널리 쓰이며 낮은 주파수로부터 주파수를 점점 증가시켜서 일정 범위의 주파수들에 대한 시스템의 동특성을 살피게 된다. 또한 특정 주파수에서 정상 상태까지 시간을 두고 가진하여 그 반응을 측정하기도 한다. 전자력 쉐이커는 통상 교류 전압을 입력으로 받으며 이에 따라 선형적인 가진력을 발생시킨다. 쉐이커를 통한 시험을 수행할 때는 시험 대상 구조물과 쉐이커의 부착과 관련하여 상당한 주의를 요한다. 그 이유는 쉐이커의 가진을 위하여 질량이 구조물에 부착되면 질량 증가로 인해 진동특성변화를 가져오기 때문이다. However, in the case of a large structure test, a hydraulic shaker is used, in which case the size of the vibrating device becomes large. The signal of the oscillator is given as a harmonic function, a random function, or some other appropriate form. The harmonic function is the most widely used, increasing the frequency from the lower frequency and looking at the dynamic characteristics of the system over a range of frequencies. In addition, the reaction is measured by excitation with time from a specific frequency to a steady state. The electromagnetic shaker usually receives an AC voltage as input and generates a linear excitation force accordingly. When testing with a shaker, considerable care is required with respect to the attachment of the structure under test and the shaker. The reason for this is that when the mass is attached to the structure for the excitation of the shaker, it changes the vibration characteristics due to the mass increase.

임펄스 해머는 쉐이커가 가진 질량문제가 없고 실험도 간단하여 널리 쓰이고 있는 가진 장치이다. 그러나 임펄스 해머는 그 가진력의 한계 때문에 비교적 작은 구조물의 진동 시험에 주로 사용된다. 임펄스 해머는 그 머리부분에 힘 변환기를 가지고 있으며 대상 구조물을 두드려서 충격함수의 힘을 가하게 된다. 이 때 발생하는 힘은 해머의 질량과 가격 속도에 비례하는 최대 크기를 가지며 형상은 Half sine 함수와 유사한 형태를 가진다. 따라서 이 함수의 푸리에 변환은 Delta 함수의 변환인 일정한 크기의 값이 아니라 파장이 매우 짧고 진폭이 감소하는 sine함수가 모여있는 형태를 이룬다. The impulse hammer is a widely used swing device because it has no mass problem with the shaker and simple experiment. However, the impulse hammer is mainly used for vibration testing of relatively small structures due to the limit of its excitation force. The impulse hammer has a force transducer at its head and applies the force of the impact function by tapping the target structure. The force generated at this time has a maximum size proportional to the mass and the price of the hammer, and the shape is similar to the Half sine function. Therefore, the Fourier transform of this function is not a constant size value which is a transformation of the Delta function but a sine function in which the wavelength is very short and the amplitude is reduced.

쉐이커나 해머를 이용한 진동 가진은 크기에 제약이 있거나 접촉식 방법으로 제품을 손상 시킬 우려가 있다. 또한 구조물에 부착될 경우 특성변화의 요인이 되기도 하며 크기에 따라 가진력의 한계가 존재한다. 마이크로 단위의 작은 대상은 가진하기 어려우며 따라서 비 접촉식, 비 파괴식 진동 가진이 필요하다.Vibrating vibrations using shakers or hammers can be of limited size or may damage the product in a contact manner. Also, when it is attached to the structure, it is a factor of the characteristic change and there is a limit of the excitation force depending on the size. Small objects on the micro scale are difficult to hold, and therefore non-contact, non-destructive vibrational excitation is needed.

고장 검출 분야에서 비파괴 검사로 가장 비슷한 방법 중 초음파방법이 이용되고 있지만, 단일지점을 측정할 수 밖에 없는 단점이 있다. 이와 관련된 선행문헌으로는 미국 등록 특허(US No.5623307) 및, 국내공개특허(제 2010-0092233호)에서 초음파를 이용하여 시편에 진동을 가하고 이에 따라 시편의 고유진동수를 측정하는 장치를 개시하고 있다.
Ultrasonic method is one of the most similar methods for nondestructive testing in the field of fault detection, but it has a disadvantage in that it has to measure a single point. As a prior art related thereto, there has been disclosed an apparatus for measuring vibration of a specimen by applying vibration to a specimen using ultrasonic waves in US Pat. No. 5,623,307 and Korean Patent Publication No. 2010-0092233 have.

일 실시예에 따른 강화 펄스형 빛 방사를 이용한 가진 장치 및 방법을 이용하여, 작거나 접촉에 의한 피해가 발생하기 쉬운 시편을 비접촉식으로 가진하고자 한다.The present invention intends to excavate a specimen which is susceptible to damage due to small or contactless contactlessly by using the excitation apparatus and method using the intensified pulse light radiation according to one embodiment.

일 실시예에 따르면, 가진 전후에 시편의 상태 변화를 최소화할 수 있는 강화 펄스형 빛 방사를 이용한 가진 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
According to one embodiment, there is provided an excitation apparatus and method using enhanced pulsed light emission capable of minimizing a change in state of a specimen before and after excitation.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 가진 장치는 빛을 발생시키는 발생부, 상기 발생부의 일 측에 장착되어, 상기 발생부에서 발생시킨 빛을 시편으로 조사하여 상기 시편을 가진시키는 조사(irradiation)부, 및 상기 시편의 일 측에 배치되어, 상기 빛에 의해 변화된 시편의 응답을 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a vibrating device including a generator for generating light, a light source for emitting light generated by the generator, and a measuring unit disposed on one side of the specimen and measuring a response of the specimen changed by the light.

일 측에 따르면, 상기 발생부에서 발생시키는 빛은 강화 펄스파 형태로 시편에 조사(irradiation) 될 수 있다. According to one aspect of the present invention, the light generated by the generation portion can be irradiated to the specimen in the form of a reinforced pulsed wave.

일 측에 따르면, 상기 발생부는 강화 펄스파를 발생시킬 수 있다. According to one aspect, the generator may generate a reinforcing pulse wave.

일 측에 따르면, 상기 조사부는 빛을 조사하는 시간 간격을 0.2ms 이하로 제어할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the irradiation unit can control a time interval for irradiating light to 0.2 ms or less.

일 측에 따르면, 상기 조사부는 상기 시편에 면 조사 가능하고, 상기 시편에 조사되는 빛 조사면적 조절이 가능할 수 있다. According to one aspect of the present invention, the irradiating unit is capable of irradiating the specimen with the specimen and adjusting the irradiation area of the irradiated specimen.

일 측에 따르면, 상기 발생부와 시편이 이격되고 상기 조사부와 시편이 이격되어, 상기 시편은 비접촉 상태로 절연될 수 있다. According to one aspect, the specimen may be spaced apart from the generator, and the specimen may be spaced apart from the irradiator, so that the specimen may be insulated in a noncontact state.

일 측에 따르면, 상기 측정부는 시편의 일 단에 부착어 시편의 동특성을 측정하는 가속도 센서를 포함할 수 있다. According to one aspect, the measuring unit may include an acceleration sensor attached to one end of the specimen to measure the dynamic characteristics of the specimen.

일 실시예에 따르면, 빛을 이용하여 시편에 가진하는 방법을 제시하며, 강화 펄스파 형태의 빛을 발생시키는 단계, 상기 빛을 시편에 조사하는 단계, 상기 빛의 빛에너지 또는 열에너지에 의한 시편이 가진되고, 상기 시편의 가진에 따른 동특성 응답을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment, there is provided a method of exciting a specimen using light, comprising the steps of generating light in the form of a reinforcing pulse wave, irradiating the specimen with light, irradiating the specimen with light energy or heat energy And measuring a dynamic response according to the excitation of the specimen.

일측에 따르면, 상기 동특성 응답을 측정하는 단계 이후에, 측정된 시편의 동특성 응답으로부터 고유진동수, 주파수, 위상정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one aspect, the step of measuring the dynamic response may further include obtaining natural frequency, frequency, and phase information from the dynamic response of the measured specimen.

일측에 따르면, 상기 시편의 고유진동수, 주파수, 위상정보를 바탕으로 시편의 내부 이상 유무를 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
According to one aspect of the present invention, the method may further include determining whether the specimen has an internal abnormality based on the natural frequency, frequency, and phase information of the specimen.

일 실시예에 따른 강화 펄스형 빛 방사를 이용한 가진 장치 및 방법에 의하면, 작거나 물러서 접촉에 의한 피해가 발생하기 쉬운 시편을 비접촉식으로 가진시킬 수 있다.   According to the excitation apparatus and method using the enhanced pulse light emission according to the embodiment, the specimen which is likely to suffer damage due to small or back-to-back contact can be excited non-contactly.

또한, 일 실시예에 따른 강화 펄스형 빛 방사를 이용한 가진 장치 및 방법에 의하면, 가진 전후에 시편의 상태 변화를 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, according to the apparatus and method using the reinforced pulsed light emission according to the embodiment, it is possible to minimize the change in state of the specimen before and after the excitation.

도 1 은 빛을 이용한 가진 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2 는 빛을 시편에 조사하였을 때 빛과 열에 의한 진동이 발생하는 모습을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 3에서, 3(a)는 빛을 이용한 가진이 없을 때의 가속도센서로 측정한 응답을 나타낸 그래프이고, 도 3(b)는 빛을 이용하여 가진 시켰을 때 가속도센서로 측정한 응답을 나타낸 그래프이다.
도 4에서, 4(a)는 가진시에 빛 조사하는 시간이 5ms 인 경우의 시간 응답을 나타낸 그래프이고, 도 4(b)는 가진시에 빛 조사하는 시간이 5ms 인 경우의 주파수 응답을 나타낸 그래프이다.
도 5 에서, 5(a)는 가진시에 빛 조사하는 시간이 0.2ms 인 경우의 시간 응답을 나타낸 그래프이고, 도 5(b)는 가진시에 빛 조사하는 시간이 0.2ms 인 경우의 주파수 응답을 나타낸 그래프이다.
도 6은 빛을 이용하여 가진시킨 후 그 응답을 분석하는 단계를 도시한다.
1 is a perspective view schematically showing a vibrating device using light.
FIG. 2 is a front view schematically showing how light and heat are generated when light is irradiated on a specimen. FIG.
3 (a) is a graph showing a response measured with an acceleration sensor when there is no excitation using light, and Fig. 3 (b) is a graph showing a response measured with an acceleration sensor when excited using light to be.
In FIG. 4, 4 (a) is a graph showing the time response when the light irradiation time is 5 ms, and FIG. 4 (b) is a graph showing the frequency response when the light irradiation time is 5 ms Graph.
5 (a) is a graph showing the time response when the light irradiation time is 0.2 ms, FIG. 5 (b) is a graph showing the frequency response when the light irradiation time is 0.2 ms Fig.
FIG. 6 shows the step of analyzing the response after excitation using light.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 고안의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 고안에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description forms part of a detailed description of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 고안의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분을 사용한다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted to avoid obscuring the subject matter of the present invention. The same parts are used throughout the drawings for the parts having similar functions and functions.

덧붙여 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘부착’ 되어 있다고 할 때 이는 직접적으로 되어 있는 경우 뿐만 아니라, 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Incidentally, throughout the specification, when a part is referred to as being "attached" to another part, it includes not only a direct part but also an indirect part with another part interposed therebetween. Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

도 1 은 빛을 이용한 가진 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 가진 장치(10)은 빛을 발생시키는 발생부(100), 상기 발생부에서 발생된 빛을 시편(S)의 일부로 집중시켜 조사하는 조사부(200), 및 발생된 진동응답을 측정하는 측정부(300)를 포함하며, 상기 측정부(300)에서 측정된 응답을 분석하는 분석부(400)를 더 포함할 수 있다.1 is a perspective view schematically showing a vibrating device using light. The vibrating device 10 includes a generating unit 100 for generating light, an irradiating unit 200 for concentrating the light generated from the generating unit into a part of the specimen S, and a measuring unit 300) for analyzing the response measured by the measurement unit 300, and an analysis unit 400 for analyzing the response measured by the measurement unit 300.

발생부(100)는 전원에 연결되어 공급받은 에너지를 빛으로 변환시킬 수 있다. 발생부(100)가 발생시키는 빛의 파장은 시편(S)의 특성을 변화시키지 않은 수준으로 조절할 수 있어야 한다. The generator 100 may be connected to a power source and convert the supplied energy into light. The wavelength of the light generated by the generating unit 100 should be adjustable to a level that does not change the characteristics of the specimen S. [

상기 발생부(100)는 "강화된 펄스 형(Intense Pulsed Light)"를 발생시킬 수 있다. "강화된 펄스 형" 빛은 짧은 시간 동안 일정 영역에 가해지는 강한 빛이다.The generating unit 100 may generate an " enhanced pulse type ". "Enhanced pulsed" light is a strong light that is applied to a certain area for a short time.

조사부(200)는 발생부(100)의 일 측에 부착되어 시편을 향해 강화된 펄스 형 빛을 조사할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 조사부(200)는 발생부(100)와 시편 사이에 구비되어 발생부(100)로부터의 강화된 펄스 형 빛이 시편(S)으로 조사되는 시간 또는 영역을 제어할 수 있다.The irradiating unit 200 may be attached to one side of the generating unit 100 to irradiate pulsed light enhanced toward the specimen. For example, as shown in FIG. 1, the irradiating unit 200 may be provided between the generating unit 100 and the specimen so that the time when the enhanced pulsed light from the generating unit 100 is irradiated to the specimen S or Area can be controlled.

조사부(200)는 일정한 영역에 빛을 모아줄 수 있을 뿐만 아니라, 조사 범위도 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 조사부(200)는 시편(S)에 따라 조사 영역을 제1 조사영역(Z1) 또는 제2 조사영역(Z2)으로 조절할 수 있다. 시편이 작거나 편평하지 않을 경우에는 제1 조사영역(Z1)으로 조절하는 것이 바람직할 것이고, 시편(S)의 크고 비교적 고른 윤곽을 가진 경우에는 제2 조사영역(Z2)으로 조절하는 것이 바람직할 것이다.The irradiation unit 200 not only can collect light in a certain area, but also can adjust the irradiation range. For example, as shown in FIG. 1, the irradiation unit 200 may adjust the irradiation region to the first irradiation region Z1 or the second irradiation region Z2 according to the specimen S. If the specimen is not small or flat, it is preferable to adjust it to the first irradiation zone Z1. If the specimen S has a large and relatively even profile, it is preferable to adjust it to the second irradiation zone Z2 will be.

측정부(300)는 시편(S)의 일 측에 부착될 수 있다. 이러한 측정부(300)는 시편(S)에 조사된 강화된 펄스 형 빛에 의한 진동 응답의 측정을 위한 가속도센서를 포함할 수 있다. 응답의 정확도를 높이기 위하여 가속도센서의 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 측정부(300)는 시편(S)의 진동 응답을 측정할 수 있는 센서라면 가속도 센서에 한정되는 것은 아님은 당연하다 할 것이다.The measuring unit 300 may be attached to one side of the specimen S. The measurement unit 300 may include an acceleration sensor for measuring the vibration response due to the enhanced pulsed light irradiated on the specimen S. [ The measurement unit 300 may be configured as one or more acceleration sensors to increase the accuracy of the response and the measurement unit 300 is not limited to the acceleration sensor as long as it can measure the vibration response of the specimen S. [

분석부(400)는 측정부(300)에 연결되어, 측정부(300)에서 획득된 시편(S)의 진동 응답으로부터 동특성을 분석할 수 있다. 분석부(400)는 분석 프로그램이 설치된 PC로 구성될 수 있으며, 기타 다양한 진동 응답 측정 장비를 포함할 수 있다. 시편(S)은 상기 발생부(100), 조사부(200)와 일정한 거리(H)로 이격되어, 절연된 상태로 위치할 수 있다. 시편(S)이 발생부(100), 조사부(200)와 절연됨으로써 진동 발생을 위한 직접적인 접촉에 따른 충격을 피할 수 있다. 이로 인해, 일 실시에에 따른 가진 장치(10)는 작거나 무른 시편의 동특성 측정도 가능하다.The analysis unit 400 is connected to the measurement unit 300 and can analyze the dynamic characteristics from the vibration response of the sample S acquired by the measurement unit 300. [ The analysis unit 400 may include a PC having an analysis program installed therein, and may include various other vibration response measurement equipment. The specimen S may be spaced apart from the generating unit 100 and the irradiating unit 200 by a predetermined distance H and may be placed in an insulated state. The test piece S is insulated from the generating part 100 and the irradiating part 200, thereby avoiding a shock due to direct contact for vibration generation. For this reason, the vibrating device 10 according to one embodiment is also capable of measuring the dynamic characteristics of a small or loose specimen.

도 2 는 빛을 시편(S)에 조사하였을 때 빛과 열에 의한 진동이 발생하는 모습을 개략적으로 도시한다. 조사부(200)로부터 시편의 일정 영역에 강화된 펄스 형 빛이 가해지면 빛에너지와 열에너지가 시편(S)에 발생한다. 이러한 빛에너지와 열에너지에 의해 시편에 순간적인 진동이 발생하고, 이러한 진동은 조사 지점으로부터 바깥으로 퍼져 나간다. 시편(S)을 통해 퍼져 나간 진동은 측정부(300)에서 그 응답을 측정하게 된다.  FIG. 2 schematically shows how light and heat are generated when light is irradiated on the specimen S. FIG. When strengthened pulsed light is applied to a certain region of the specimen from the irradiation unit 200, light energy and heat energy are generated in the specimen S. Such light energy and thermal energy cause instantaneous vibration in the specimen, and these vibrations spread out from the irradiation point. And the vibration spreading through the specimen S is measured by the measuring unit 300.

도 3(a)는 빛을 이용한 가진이 없을 때의 가속도센서로 측정한 응답을 나타낸 그래프이며, 도 3(b)는 일 실시예에 따른 가진 장치(10)를 이용하여 가진 시켰을 때 가속도센서로 측정한 응답을 나타낸 그래프이다. 도 3(a)의 경우 외부 가진이 없는 경우이기 때문에 가속도 센서에서 아무런 응답이 측정되지 않은 상태이며, 도 3(b)에서는, 가진 장치(10)를 이용하여 빛 만을 가한 경우에도 시편(S)에 진동이 발생하여 가속도 센서에서 응답이 측정되었음을 나타낸다. 즉, 물리적인 타격이 이루어지지 않고 강화된 펄스 형 빛을 이용하여 시편을 가진 시킬 수 있음을 나타낸다. 3 (a) is a graph showing a response measured by an acceleration sensor when there is no excitation using light, and FIG. 3 (b) is a graph showing a response measured by an acceleration sensor when excited by using the excitation device 10 according to an embodiment The graph shows the measured responses. 3 (a), no response is measured by the acceleration sensor because there is no external excitation. In FIG. 3 (b), even when only light is applied using the vibrator 10, And the response is measured by the acceleration sensor. In other words, it shows that the specimen can be excited by using pulsed light without physical blow.

도 4(a), 4(b)는 는 가진시에 빛 조사하는 시간이 5ms 인 경우의 시간응답 및 주파수 응답을 나타낸 그래프이다. 시간응답의 경우, 처음 가진이 시작되었을 때 가속도 측정 진폭이 크게 발생하였다가 가진 말미로 갈수록 진폭이 작아지게 되며, 가진이 끝난 후에 다시 가속도 측정 진폭이 커지는 것으로 나타난다. 주파수 응답의 경우, 낮은 주파수에서 진폭이 크게 잡히는 배경 잡음(background noise)이 나타나고, 이보다 높은 주파수에서 1차 공진 주파수가 관측이 되고, 가진 시간이 5ms 의 경우에는, 1차 공진 주파수 응답의 피크지점이 명확하게 관측이 되지 않는다.Figs. 4 (a) and 4 (b) are graphs showing the time response and the frequency response when the light irradiation time is 5 ms. In the case of the time response, the amplitude of the acceleration measurement is greatly increased when the first excitation starts, and the amplitude becomes smaller as the excitation end. In the case of the frequency response, background noise appears at a large amplitude at a low frequency, primary resonance frequency is observed at a higher frequency, and when the excitation time is 5 ms, the peak point of the first resonance frequency response Is not clearly observed.

도 5(a), 5(b)는 는 가진시에 빛 조사하는 시간이 0.2ms 인 경우의 시간응답 및 주파수 응답을 나타낸 그래프이다. 시간응답의 경우, 가진 시간이 매우 짧아졌기 때문에 가진이 끝난 후, 진폭이 다시 커지지 않고 감쇠하는 파형을 나타내며, 가진이 끝난 후에 다시 가속도 측정 진폭이 커지는 것으로 나타난다. 주파수 응답의 경우, 낮은 주파수에서 진폭이 크게 잡히는 배경 잡음(background noise)이 나타나고, 가진 시간이 5ms인 경우와 달리, 1차 공진 주파수 응답의 피크지점이 명확하게 관측이 된다. 이를 통하여, 가진 시간을 0.2ms이하로 짧게 하는 경우에 공진주파수 측정결과가 더 잘 관측이 됨을 알 수 있다. 그러므로, 도 4와 도 5로부터, 조사 시간이 0.2ms 이하일 경우에 시편의 진동 응답으로부터 동특성을 얻어낼 수 있다. 5 (a) and 5 (b) are graphs showing the time response and the frequency response when the light irradiation time is 0.2 ms. In the case of the time response, the excitation time is very short, so that the amplitude does not increase again after the excitation, and the amplitude of the acceleration measurement is increased again after the excitation is finished. In the case of the frequency response, the peak point of the first-order resonant frequency response is clearly observed, unlike the case in which background noise appears with a large amplitude at low frequencies and the excitation time is 5 ms. Through this, it can be seen that the resonance frequency measurement result is better observed when the excitation time is shortened to 0.2ms or less. Therefore, from Figs. 4 and 5, dynamic characteristics can be obtained from the vibration response of the specimen when the irradiation time is 0.2 ms or less.

이하에서는 가진 장치(10)를 이용하여 시편을 가진시키는 방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, a method of exciting a specimen using the vibrating device 10 will be described.

도 6은 강화 펄스 형 빛을 이용하여 시편을 가진 시킨 후 그 응답을 분석하는 단계를 나타낸다. FIG. 6 shows the step of analyzing the response after making the specimen with the reinforced pulsed light.

우선, 발생부(100)는 강화 펄스 형 빛을 발생시킨다(S110). 구체적으로, 발생부(100)는 전원에 연결되어 공급받은 에너지를 강화 펄스 형 빛 에너지로 변환할 수 있다.First, the generating unit 100 generates enhanced pulse-type light (S110). Specifically, the generating unit 100 may convert energy supplied to the power source into enhanced pulse-type light energy.

발생부(100)에서 발생한 강화 펄스 형 빛은 조사부(200)를 통해 시편(S)으로 조사된다(S120). 구체적으로, 조사부(200)는 발생부(100)에서 발생시킨 빛을 시편으로 집중시킬 수 있다. The reinforced pulsed light generated in the generating unit 100 is irradiated to the specimen S through the irradiating unit 200 (S120). Specifically, the irradiating unit 200 can concentrate the light generated by the generating unit 100 onto the specimen.

조사부(200)에서 시편(S)으로 빛이 조사되면, 조사된 빛에 의하여 빛에너지 또는 열에너지에 의한 시편이 가진되고, 상기 시편(S)의 가진에 따른 동특성 응답을 측정할 수 있다(S130). 구체적으로, 가속도센서 등을 시편(S)의 일단에 부착하여 진동 응답을 측정할 수 있다. When light is irradiated to the specimen S from the irradiating unit 200, the specimen due to light energy or heat energy is excited by the irradiated light, and the dynamic response depending on the excitation of the specimen S can be measured (S130) . Specifically, an acceleration sensor or the like may be attached to one end of the specimen S to measure the vibration response.

상기 동특성 응답을 측정하는 단계 이후에, 측정된 시편(S)의 동특성 응답으로부터 고유진동수, 주파수, 위상정보를 획득할 수 있다(S140). 구체적으로, 도 4와 5에서와 같이 가속도 센서 응답에 따른 그래프 분석을 수행할 수 있다.After measuring the dynamic response, the natural frequency, frequency, and phase information may be obtained from the dynamic response of the measured specimen S (S140). Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, a graph analysis according to the acceleration sensor response can be performed.

획득된 시편의 고유진동수, 주파수, 위상정보를 바탕으로 시편(S)의 내부 이상 유무를 판별할 수 있다(S150). 구체적으로, 정상 상태에서의 시편(S)의 고유진동수, 주파수, 위상정보를 알고 있다면, 이를 새로 측정한 결과와 비교하여 내부 이상 유무를 판단하게 된다. The internal abnormality of the specimen (S) can be determined based on the natural frequency, frequency, and phase information of the obtained specimen (S150). Specifically, if the natural frequency, frequency, and phase information of the specimen S in the steady state are known, it is compared with the newly measured result to determine whether there is an internal abnormality.

상기 설명한 가진 장치에 의하면, 기존에 임펄스 해머나 쉐이커로 가진 할 수 없었던 반도체나 MEMS 같은 마이크로 단위의 제품을 가진 할 수 있고, 비파괴 가진법으로 매우 무르거나 손상되기 쉬운 제품의 동특성을 측정할 수 있다. 또한 방법 자체가 비접촉식이기 때문에 대상에 부착하여 시험하는 쉐이커나 해머와 같은 동특성 변화가 없는 효과가 있다. According to the above-described vibrating device, it is possible to carry out micro-units such as semiconductors and MEMS which have not been able to be impulse hammers or shakers, and to measure the dynamic characteristics of a product which is highly deformed or damaged by the nondestructive vibration method . In addition, since the method itself is non-contact type, there is an effect that there is no change in dynamic characteristics such as a shaker or a hammer to be attached to a target.

따라서, 상기 설명한 가진 장치는 동특성 시험장비, 대상을 흔들거나 충격을 가하여 진동을 통해 고유진동수와 주파수, 위상정보 등을 측정하고 대상의 상태를 점검하고 특성을 밝혀내는 분야에 응용될 수 있고, 진동 실험 및 모드 해석, 고장 검출 및 건전도 모니터링 및 진동 신호 측정 기기, 계측 기기, 모달 테스트, 고장진단 등에 응용될 수 있을 것이다. Therefore, the above-described vibrating device can be applied to a dynamic characteristic testing device, a device for measuring natural frequency, frequency, and phase information through vibration by shaking or impacting an object, checking the condition of the object, It can be applied to experiment and mode analysis, fault detection and soundness monitoring, vibration signal measuring instrument, measuring instrument, modal test, and fault diagnosis.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 고안에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해여야 할 것이다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics of the invention.

가진장치 : 10
발생부 : 100
조사부 : 200
측정부 : 300
분석부 : 400
Devices with: 10
Generation: 100
Investigation department: 200
Measurement part: 300
Analysis Department: 400

Claims (9)

빛을 발생시키는 발생부(100);
상기 발생부와 시편 사이에 장착되어, 상기 발생부(100)에서 발생시킨 빛을 시편으로 조사하여 상기 시편을 가진시키는 조사부(200); 및
상기 시편의 일 측에 배치되어, 상기 빛에 의해 변화된 시편의 가진 응답을 측정하는 측정부(300);
를 포함하고,
상기 가진 응답으로부터 시편의 동특성을 분석할 수 있는 가진 장치.
A generating unit 100 for generating light;
An irradiating unit 200 mounted between the generator and the specimen to irradiate the specimen with the light generated in the generator 100 to apply the specimen to the specimen; And
A measuring unit 300 disposed at one side of the specimen for measuring a response of the specimen changed by the light;
Lt; / RTI >
And an analyzer for analyzing the dynamic characteristics of the specimen from the excitation response.
제 1항에 있어서,
상기 발생부는 강화 펄스파를 발생시킬 수 있는 가진 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the generator is capable of generating a reinforcing pulse wave.
제1항에 있어서,
상기 조사부는 빛을 조사하는 시간 간격을 0.2ms 이하로 제어할 수 있는 가진 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the irradiation unit is capable of controlling a time interval for irradiating light to 0.2 ms or less.
제 1항에 있어서,
상기 조사부는 상기 시편에 면 조사 가능하고, 상기 시편에 조사되는 빛 조사면적을 조절 가능한 가진 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the irradiating unit is capable of irradiating the specimen with the light irradiating area irradiated to the specimen.
제 1항에 있어서,
상기 발생부와 시편이 이격되고 상기 조사부와 시편이 이격되어, 상기 시편은 비접촉 상태로 절연되는 가진 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the generating part is spaced apart from the specimen and the specimen is spaced apart from the irradiating part so that the specimen is insulated in a noncontact state.
제 1항에 있어서,
상기 측정부는 시편의 일 단에 부착되어 시편의 동특성을 측정하는 가속도 센서를 포함하는 가진 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the measuring unit includes an acceleration sensor attached to one end of the specimen to measure a dynamic characteristic of the specimen.
강화 펄스파 형태의 빛을 발생시키는 단계;
상기 빛을 시편에 조사하는 단계;
상기 빛의 빛에너지 또는 열에너지에 의한 시편이 가진되고, 상기 시편의 가진에 따른 동특성 응답을 측정하는 단계;
를 포함하는 가진 방법.
Generating light in the form of a reinforcing pulsed wave;
Irradiating the specimen with the light;
Measuring a dynamic response of the specimen due to the light energy or heat energy of the light, the dynamic response depending on the excitation of the specimen;
≪ / RTI >
제7항에 있어서,
상기 동특성 응답을 측정하는 단계 이후에, 측정된 시편의 동특성 응답으로부터 고유진동수, 주파수, 위상정보를 획득하는 단계
를 더 포함하는 가진 방법.
8. The method of claim 7,
Obtaining the natural frequency, frequency, and phase information from the dynamic response of the measured specimen after the step of measuring the dynamic response;
≪ / RTI >
제8항에 있어서,
상기 시편의 고유진동수, 주파수, 위상정보를 바탕으로 시편의 내부 이상 유무를 판별하는 단계를 더 포함하는, 가진 방법.
9. The method of claim 8,
Further comprising the step of determining whether there is an internal abnormality of the specimen based on the natural frequency, frequency and phase information of the specimen.
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