KR20210127695A - 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치와 방법 - Google Patents

테스트 대상을 테스트하기 위한 장치와 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210127695A
KR20210127695A KR1020217020579A KR20217020579A KR20210127695A KR 20210127695 A KR20210127695 A KR 20210127695A KR 1020217020579 A KR1020217020579 A KR 1020217020579A KR 20217020579 A KR20217020579 A KR 20217020579A KR 20210127695 A KR20210127695 A KR 20210127695A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
broadband
excitation
detection system
test object
pulse
Prior art date
Application number
KR1020217020579A
Other languages
English (en)
Inventor
닐스 팬저
볼프강 로흐링어
루카스 발타자 피셔
Original Assignee
자리온 레이저 어쿠스틱스 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 자리온 레이저 어쿠스틱스 게엠베하 filed Critical 자리온 레이저 어쿠스틱스 게엠베하
Publication of KR20210127695A publication Critical patent/KR20210127695A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
    • G01N29/0645—Display representation or displayed parameters, e.g. A-, B- or C-Scan
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2431—Probes using other means for acoustic excitation, e.g. heat, microwaves, electron beams
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/28—Details, e.g. general constructional or apparatus details providing acoustic coupling, e.g. water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/32—Arrangements for suppressing undesired influences, e.g. temperature or pressure variations, compensating for signal noise
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/341—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics
    • G01N29/343—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics pulse waves, e.g. particular sequence of pulses, bursts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4436—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a reference signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/46—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by spectral analysis, e.g. Fourier analysis or wavelet analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/50—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor using auto-correlation techniques or cross-correlation techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02475—Tissue characterisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/048—Transmission, i.e. analysed material between transmitter and receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/056—Angular incidence, angular propagation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/102—Number of transducers one emitter, one receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명은, 테스트 대상(40)을 테스트하기 위한 장치(10)로서, 테스트 대상에 광대역 초음파 펄스(12')를 생성하기 위한 여자 시스템(excitation system)(13), 및 테스트 대상(40)에서의 광대역 초음파 펄스(12')를 통해 생성되며 테스트 대상(40)에 의해 방출된 초음파 파동(21)을 검출하기 위한 검출 시스템(20)을 포함하는 장치(10)를 포함한다. 장치(10)는 검출된 초음파 파동(21)을 처리하기 위한 처리 유닛(30)을 포함하는 반면, 여자 시스템(13)은 열음향 방출기나 펄스 레이저 중 하나이고, 검출 시스템(20)은 광대역 검출 시스템이다. 여자 시스템(13)은 광대역 초음파 펄스(12)를 변조하기 위한 변조기(11)를 포함한다. 더 나아가, 본 발명은 테스트 대상을 테스트하기 위한 방법을 포함한다.

Description

테스트 대상을 테스트하기 위한 장치와 방법
본 발명은 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치 및 테스트 대상을 테스트하기 위한 방법에 관한 것이다.
상이한 산업에서, 생산된 제품의 진행중 품질 제어가 필요하다. 일부 산업에서, 각각의 모든 제품은, 특히 안전을 이유로 테스트되어야 하며, 그에 따라 예컨대 감춰진 균열이나 함유물이나 기타 소재 결함이 없음이 보장된다. 또한, 2개의 소재 사이의 적절한 접촉이 존재한다면, 테스트에 대한 필요가 있을 수 있으며; 그러한 접촉은 예컨대 접착제 층 또는 납땜 연결일 수 있다.
일부 경우, 제품 샘플을 종종 테스트하는 것으로 충분하며, 일부 경우 제품의 진행중 테스트를 해야 한다. 본 명세서의 이하에서 사용 시, 테스트 대상은 제품 샘풀이나 완성품일 수 있다. 더 나아가, 테스트 대상은 생체 조직, 혈관 또는 신경 또는 조직 내 구조일 수 있다.
이런 이유로, 여러 비파괴 테스트 방법이 개발되었다. 비파괴 테스트(NDT: Non-destructive Testing)는 상이한 산업에서 광범위하며 잘 구축된 기술 분야이며, 소재나 샘플에 영구적으로 영향을 미치거나 심지어 소재나 샘플을 물리적으로 파괴할 필요 없이도 소재나 샘플의 검사를 기술한다. 많은 기술이 개발되었다. 방사선촬영(Radiography), 와류 검사, 서모그라피(Thermography), 시각 검사, 전단간섭법(Sheargraphy), 음파 및 초음파 검출 기술을 포함한 많은 기술이 개발되었다.
대부분의 다른 기술과 대조적으로, 초음파 검출 기술이 광범위한 범위의 소재와 결함에 적절하다.
종래 기술로 알려진 초음파 테스트 시스템의 통상의 장치는 압전 트랜스듀서(PET)를 포함하며, 즉 다시 말해 초음파 발생기로서 및 수신기로서의 모두를 위해 압전 트랜스듀서의 원리를 포함한다.
통상, PET는 침지액과 같은 결합 에이전트와 함께 사용되어 샘플의 음향 임피던스를 PET 트랜스듀서의 음향 임피던스에 결합한다.
액체의 사용은 바람직하지 않을 수 있거나, 종종 많은 산업 응용에서는 가능하지 않으므로, 임의의 결합 에이전트 없이 PET를 사용하여 에어본(airborne) 초음파를 전송하며 수신하기 위한 여러 시도가 이뤄졌다. 그러한 구성은 기체-고체 소재 경계에서 큰 임피던스 부정합을 갖는다. 이점은 결국 초음파의 관련 반사 및 그에 따른 매우 상당한 신호 감쇄를 초래한다.
에어본 초음파의 경우, 초음파 신호는 앞서 언급한 바와 같이 기체-고체 경계에서 매우 감쇄(반사)된다. 그러므로, 초음파 신호는 잡음 레벨보다 더 낮게 되며 더는 검출할 수 없는 단일 신호가 된다.
그러한 에어본 초음파의 샘플로의 결합 효율과 그러한 에어본 초음파의 검출 한계는 매우 열악하다.
이 구성의 민감도는 압전 트랜스듀서의 높은 공진 설계를 통해 개선될 수 있지만, 결국 중심 주파수의 보통 수 퍼센트 내에 있는 제한된 주파수 범위를 초래한다. 더 나아가, 그러한 공진 설계는 후-펄스 진동으로 인해 (생성 및 검출 모두에 대해) 임펄스형 신호의 상당한 연장을 초래한다.
그러한 공기-결합 PET 트랜스듀서는 보통 50kHz에서부터 500kHz까지인 상이한 주파수에서 이용 가능하며, 여기서 각 트랜스듀서는 특정한 변경 불가능한 중심 주파수에서 동작하고 있다.
초음파 테스트에는 2개의 주요한 설정이 있다: 투과 모드 및 단일-측면 모드. 투과 모드에서, 센서와 검출기 모두는 소재 샘플의 반대 측면에 배치되는 반면, 단일-측면 모드에서, 측정은 단일-측면 접근으로 실행된다. 단일-측면 모드는 펄스-에코(pulse-echo) 구성에서나 피치-캐치(pitch-catch) 구성에서 행해질 수 있다. 펄스-에코 구성에서, 초음파는 통상 테스트 대상의 표면에 수직으로 방출되며, 테스트 대상이나 그 결함으로부터의 에코를 동일 경로를 따라 수신한다. 피치-캐치 구성에서, 표면파나 레일리-램(Rayleigh-Lamb) 파동이 테스트 대상의 소재에서 여자되며; 이 파동은 이제 생성 위치 인근에서 수신될 수 있다.
에어본 결합 PET 트랜스듀서의 앞서 언급한 결점 외에, 이들 트랜스듀서는 추가 단점을 겪는다. 큰 공간 해상도의 경우, 작은 요소가 필요한 반면, 큰 요소는 필요한 민감도를 달성하기 위해 필요하다.
감지부의 기계적 진동으로 인해 소위 링잉(ringing)이 야기된다.
가동 질량(moving mass)의 관성으로 인해, 압전 소재는 여자 후 오랜 시간 동안 계속 움직인다. 이로 인해, 전기 여자 펄스의 지속기간과 비교하여 보통 대략 적어도 20배(factor)인 신호의 상당한 연장이 초래된다. 이점은 신호 여자 및 검출 모두에서 시간 해상도를 제한한다. 소재 결함으로부터 반사된 에코는 시간적으로 분리할 수 없으며, 그에 따라 검출할 수 없다.
산업 소재 테스트 및 의료 이미징 모두에서 초음파 이미징 방법은 큰 신호대잡음비(SNR)에 절대적으로 의존하여 이미징 콘트래스트 및 침투 깊이를 증가시킨다. 또한, SNR은 소재 결함을 검출하여 구별하기 위해 NDT에서 중요한 파라미터이다. SNR을 증가시키는 것은 항상 초음파 이미징 기술의 개발 초점이 되어 왔다.
SNR 향상을 위한 여러 접근은 최근에 개발되어 왔다. 제US2014/0291517A1호는, 측정 동안 방출 및 수신 시스템 모두의 초점을 동적으로 변화시킴으로써 깊이 해상도를 증가시키는 동적 초점 조정을 개시한다. 제US7,537,567B2호는, 다중 독립 이미지를 결합하는 이미징 품질을 증가시키는 컨셉인 컴파운딩을 개시한다.
신호 향상을 위한 방법이 인코딩된 여자이다. 제US2007/0239002A1호는, 인코딩된(또는 코딩된) 여자가 이미 사용 중이며 위상 맞춤된 어레이를 갖는 의료 초음파 이미징인 응용을 개시한다. 여기서, 여러 여자 소스가 사용되어 상이한 빔 각도를 달성하며 연속 신호 방출에 의해 공간 및 시간 변조를 달성한다. 기능 원리는, 차별되는 신호 패턴의 방출과 검출이 유도된 신호와 랜덤 노이즈 사이의 더 양호한 구별을 가능케 하여 SNR의 증가를 초래한다는 점을 기초로 한다.
최신 기술의 공기-결합 초음파 NDT, 즉 PET에서, 인코딩된 신호 여자는, 앞서 언급한 바와 같은 신호 연장 및 후-펄스 진동 및 링잉으로 인해, 구현할 수 없다.
제US2011/048135A1호는 초음파의 연속 레이저 생성을 위한 방법과 시스템을 기재한다. 이 시스템은 연속파 광빔을 방출하기 위한 광섬유 레이저, 이 광빔을 조향하기 위한 가동 미러, 및 테스트 소재를 포함하며, 여기서 초음파는 이 광빔에 의해 여자된다. 그러한 초음파 파동은 이 테스트 소재로부터 방출되어 추가 연속파 레이저의 측정 광빔과 상호동작한다. 이 측정 광빔은, 이 측정 광빔을 부분적으로 편향시킴으로써 이 초음파 파동과 상호동작한다. 이 편향된 광빔은 집속 렌즈에 의해 위치-민감 광검출기에 집속된다.
KIM과 HOU의 “광대역 모든-광 초음파 트랜스듀서”(Applied Physics Letters 91, 073507, 2007년)는 고해상도 초음파 이미징을 위한 시스템과 방법을 기재한다. 초음파 신호는 짧은 레이저 펄스를 사용하여 생성되며, 초음파 신호 검출의 경우, 에탈론 공동(etalon cavity)으로부터의 반사된 세기를 관찰한다. 이 에탈론 공동은, 입사 음향 초음파 파동에 따라 그 두께를 기계적으로 변화시키도록 설계된 중합체 층으로 채워져 있다. 에탈론 공동 길이의 변화, 즉 에탈론의 2개의 미러 사이의 거리는 광학 신호의 변화를 초래한다. 이러한 에탈론 길이의 변화는, 음향 주파수의 함수인 중합체 층의 기계적 속성에 의존하며, 그리하여 초음파 검출기의 민감도 응답은 비선형적이며 입사 음향 주파수에 의존한다. 이 설계에서, 초음파 파동은 에탈론 공동을 형성하는 광학 미러에 평행으로 입사한다.
이 개시의 적어도 하나의 단점은, 이 초음파 파동의 앞서 언급한 검출이 이 중합체 층의 진동 및/또는 변형에 의존하며 그에 따라 에탈론 공동의 소재 속성에 의존한다는 점이다.
VERES의 “저-전력 레이저-초음파에서의 골레이 코드 변조”(Ultrasonics 53, 122-129, 2013년)는, CW(펄스파와 반대로, 연속파) 모드에서 레이저 다이오드를 사용하여, 초음파 검출을 위한 시스템 및 방법을 개시한다. 레이저 다이오드의 세기는, 원격통신 응용에서 종종 사용되는 기술인 골레이 코드 시퀀스에 따라 변조된다. 음향 신호 검출을 위해, 레이저 빔은 샘플의 표면 상에 보내져, 샘플의 움직임과 진동을 검출한다. 샘플로부터 반사된 레이저 광은, 표면의 움직임에 의해 도플러-시프트되어, 레이저 도플러 진동계로 알려진 레이저 간섭계에서 검출된다.
이 개시의 적어도 하나의 결점은, 음향 신호의 검출이 표면의 광학 속성, 특히 표면의 반사 속성과 표면 거칠기에 의존한다는 점이다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 적어도 일부 결점을 회피하는 것, 특히 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치를 제공하는 것 및/또는 테스트 대상을 테스트하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 이러한 장치와 방법 모두는 SNR을 향상시키며 및/또는 테스트 동안 링잉 효과를 갖지 않는다.
이들 문제 중 적어도 일부는 독립 청구항에 기재된 장치와 방법에 의해 달성된다.
특히 본 발명에 따라 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치는, 테스트 대상에 광대역 초음파 펄스를 생성하기 위한 여자 시스템(excitation system), 및 테스트 대상에서의 광대역 초음파 펄스를 통해 생성되며 테스트 대상에 의해 방출된 초음파 파동을 검출하기 위한 검출 시스템을 포함한다.
본 출원의 범위 내에서 이해되는 바에 의하면, 용어, 광대역 초음파 펄스를 통해 생성된다는 것이 의미하는 점은, 초음파 펄스가 테스트 대상과 상호동작한다는 점이다. 그러므로, 검출하는 초음파 파동은 테스트 대상 내에서 그리고 이 테스트 대상과의 광대역 초음파 펄스의 상호동작으로 인해 생성될 수 있다.
본 출원의 범위 내에서 이해되는 바에 의하면, 용어, 테스트 대상에 광대역 초음파 펄스를 생성하는 것은, 테스트 대상의 표면에서 광대역 초음파 펄스를 생성하는 것을 또한 포함한다.
더 나아가, 초음파 파동은 또한 테스트 대상 외부에서 생성될 수 있으며, 후속하여 테스트 대상에 방출될 수 있다.
더 나아가, 장치는 검출된 초음파 파동을 처리하기 위한 처리 유닛을 포함한다.
여자 시스템은 적어도 여자 파동을 방출하며, 열음향 방출기(thermoacoustic emitter)나 펄스 레이저 중 하나이다. 열음향 방출기가 초음파 펄스 - 다시 말해 음향 펄스 - 를 방출하는 반면, 레이저는 펄스 레이저 빔을 방출한다.
펄스 레이저가 여자 시스템으로서 사용되는 경우, 펄스 레이저 빔이 음 전파 매질, 예컨대 공기 중으로 방출되며, 그 후 테스트 대상에 및/또는 그 내부로 방출된다. 펄스 레이저 빔은, 열전 효과로 인해 또는 표면 절개에 이은 신속한 압축 및 이완으로 인해 테스트 대상에서 광대역 초음파 펄스를 여자한다.
열음향 방출기가 여자 시스템으로서 사용되는 경우, 광대역 초음파 펄스나 광대역 초음파 펄스의 코드 시퀀스가 음 전파 매질, 예컨대 공기 중으로 방출되며 및/또는 테스트 대상 내로 방출된다. 광대역 초음파 펄스는 테스트 대상에의 경계에서의 테스트 대상에서 그 파장 및/또는 세기를 변화시킬 수도 있다.
여자 시스템은 여자 파동을 변조하며 그에 따라 광대역 초음파 펄스를 변조하기 위한 변조기를 포함한다. 광대역 초음파 펄스는, 초음파 생성이 발생하기 전 변조기에 의해 변조된다. 이것은 여자 파동의 시간 및/또는 공간 변조로 인한 것일 수도 있다. 시간 변조는, SNR 개선을 위해 신호 상관을 가능케 하도록 신호를 시간 인코딩하는 것을 의미한다. 공간 변조는, 측정 툴의 기계적 움직임 없이 테스트 대상 위의 해당 영역을 주사하도록 광대역 초음파 펄스의 이탈 또는 SNR 개선을 위한 신호 상관을 가능케 하는 공간 신호 패턴 생성을 의미한다.
검출 시스템은 광대역 검출 시스템이다.
본 출원의 범위 내에서 이해되는 바에 의하면, 용어, 광대역은, 여자 시스템 및 광대역 검출 시스템 모두에 대해 적어도 1MHz의 주파수 대역폭을 의미한다. 그에 따라, 큰 대역폭이 이용 가능한 반면, 여자 및 광대역 검출 시스템 모두는 적어도 낮게는 100kHz인 더 낮은 주파수를 생성할 수 있으며 수신할 수 있다. 당업자가 알고 있는 바와 같이, 탄소-섬유-강화 중합체와 같은 복합 소재의 경우, 초음파 신호의 반사와 투과는 매우 주파수 의존적이다.
공기-결합 PET는 매우 제한된 주파수 대역폭을 가지며, 특정 소재나 특정 테스트 대상에만 사용될 수 있다.
광대역 여자 시스템 및 추가로 광대역 검출 시스템의 사용으로 인해, 장치 및/또는 소재의 구성과 독립적으로, 상이한 종류의 소재에 대해 이 장치를 사용할 수 있다. 결합유에 대한 요건은 쓸모 없게 될 수도 있다.
여자 시스템으로서 열음향 방출기나 펄스 레이저를 사용하면, 짧은 펄스 길이, 바람직하게는 열음향 방출기의 경우 대략 1μs 및 레이저 여자의 경우 대략 10ns를 갖는 펄스를 발생시킬 수 있다. 더 나아가, 그러한 여자 시스템은 가동부를 갖지 않으며, 따라서 간섭 링잉 효과 - 펄스 및 단일 펄스 사이의 휴지 기간을 단축시킬 수 있음 - 가 없다.
레이저 유도 초음파 테스트에서, 펄스 레이저가 사용될 수 있어서 테스트 대상 내에서 및/또는 검사 중인 테스트 대상의 표면 상에서 광대역 초음파 파동을 생성할 수 있다.
시준된 또는 집속된 레이저 펄스가 테스트 대상의 표면을 충돌할 때, 광자의 에너지는 소재에 의해 흡수되어, 열로 인한 국부적 열 팽창을 야기하며 그에 따라 테스트 대상에 초음파 파동을 발생시킨다.
제EP3 173 781A1호에 기재된 바와 같이, 열음향 방출기는 또한 전자-열-음향 전송기로도 불리며, 열음향 효과를 이용하여 광대역 초음파 펄스를 생성한다. 열음향 효과는, 표면의 빠른 순차적 가열과 냉각이 가열된 표면과 주변 공기 분자의 상호동작으로 인해 공기 중에 초음파 펄스를 생성한다는 점을 내포한다. 임의의 가동 기계부의 부재로 인해, 기계적 동작 원리에 기초한 트랜스듀서의 물리적 제약이 해결된다. 광대역 초음파 펄스는 공기나 임의의 기타 기체 매질을 통해 전파하고 있으며 후속하여 테스트 대상 내로 삽입된다.
테스트 대상에서 광대역 초음파 펄스를 발생시킨 후, 이 광대역 초음파 펄스는 테스트 대상과 상호동작하여, 초음파 파동이 생성되며, 이 초음파 파동은, 열팽창 계수, 국부적 결함, 구조, 층 등과 같은 표면 속성과 소재 규모에 매우 의존한다. 초음파 생성의 소재 의존은 각 소재마다 특정한 주파수 패턴을 초래한다. 이 패턴은 고유한 것으로 간주할 수 있다.
광대역 검출 시스템의 사용으로, 이 패턴은 큰 대역폭에 걸쳐 검출될 수 있으며, 이점은 스펙트럼 분석 및/또는 상이한 테스트 대상을 가진 장치의 사용을 가능케 한다.
고유한 패턴이 이용되어, 바람직하게는 기준 스펙트럼과의 스펙트럼 상관을 사용하여, 결함 정보를 드러낼 수 있다.
바람직하게는, 처리 유닛은 기준 신호와 방출된 초음파 파동 사이에 상관을 수행할 수 있다. 바람직하게는, 상관 지수가 계산된다. 기준 신호는 바람직하게는 생성된 초음파 펄스이며, 여기서 처리 유닛은 바람직하게는 여자 시스템 및/또는 광대역 검출 시스템에 연결된다.
기준 신호를 측정 신호, 즉 방출된 초음파 파동과 상관시키는 것은, 신호대잡음비를 상당히 증가시키며 소재 결함을 드러낸다. 방출된 광대역 초음파 펄스와 수신된 초음파 파동을 상관시킴으로써 또는 테스트 대상과의 상호동작 전 및 후 수신된 초음파 파동을 상관시킴으로써, 잡음에 묻힌 신호를 회수할 수 있다.
바람직하게는, 이 상관의 출력이, 측정이 행해지는 각 지점에 대한 상관 지수이다. 예컨대 피어슨(Pearson) 상관 계수 계산의 경우에, 값은 0에서 1까지에 이른다. 0의 값은, 비교된 파라미터 사이에 일치가 없다는 점을 나타낸다. 1의 값은 100%의 일치를 나타낸다. 계산된 상관 지수는 C-주사처럼 디스플레이될 수 있으며, 여기서 크기는 상관 지수의 값으로 대체된다. 용어, C-주사는 2차원 주사 영역의 측정 데이터를 디스플레이하는 방식을 지칭하며, 여기서, 바람직하게는, 영역의 각 지점의 크기는 색 스케일의 특정 색으로 표시된다. 상관 데이터를 디스플레이하는 다른 적절한 방식이 존재한다. 이들 방식은: A-주사 이미지(시간 시퀀스 플롯), B-주사 이미지(시간 대 위치 플롯), 산란 플롯, 상관 매트릭스 플롯, 함수 플롯, 3D 플롯 등을 포함한다.
이 A-주사는 단일 주사, 즉 다시 말해 테스트 대상에 하나의 단일 광대역 초음파 펄스를 생성하기 위해 이 여자 시스템을 사용함에 의한 단발(single-shot) 측정을 포함하며, 여기서 이 하나의 단일 광대역 초음파 펄스는 그 후 이 광대역 검출 시스템을 사용함으로써 검출된다. 이 처리 유닛은 그 후, 이 테스트 대상의 선택된 측정점 상에서 검출된 신호의 스펙트럼 교차-상관을 실행할 수도 있다. 그러한 A-주사는 임의의 주사 모드를 포함하지 않으며, 유리하게도 결국은 매우 큰 볼륨의 테스트 대상 테스트 방법을 초래하며, 이 방법은 빠르다. 이 경우 이 테스트 대상은 반도체 또는 반도체 소자 또는 전자 칩 또는 웨이퍼 기반 소자일 수도 있어서, 예컨대 납땜 조인트나 납땜 범프 및/또는 몰드 패키지나 결함의 박리를 조사할 수도 있다. A-주사는 바람직하게는 크기 및 시간이나 주파수에 의해 디스플레이된다. 게다가, 이 A-주사는, 이 계산된 상관 지수를 사용하여 적외선 컬러 이미지(false-color image)에 의해 디스플레이될 수도 있다.
여자 시스템과 처리 유닛 사이의 연결은 기준 신호를 처리 유닛으로부터 바로 여자 시스템으로 전송할 수 있게 한다. 게다가, 처리 유닛과 광대역 검출 시스템 사이의 연결은 신호를 검출 시스템에 바로 전송하게 하며 및/또는 처리 유닛의 신호에 따라 검출 시스템을 트리거하게 한다.
광대역 펄스는 코드 시퀀스, 특히 시간 코드 시퀀스, 바람직하게는 골레이(Golay) 코드 시퀀스 또는 바커(Barker) 코드 시퀀스 또는 의사 랜덤 시퀀스의 형태일 수 있다. 시퀀스는, 그 자체상관이 디락(Dirac) 함수와 같다면, 특정한 적합성이 있게 된다.
광대역 펄스가 시퀀스의 형태로 삽입된다면, 처리 유닛은 생성된 초음파 파동을 각각의 코드 시퀀스와 비교할 수 있으며, 그에 따라 생성된 잡음에서 각각의 시퀀스를 찾을 수 있다.
시퀀스가 규정된 양의 펄스와 휴지 기간을 포함한다. 펄스의 지속기간은 시퀀스의 모든 펄스에 동일할 수 있거나 펄스마다 다를 수 있으며, 이점은 펄스 사이의 휴지 기간에 대해서도 마찬가지이다. 두 여자 시스템, 즉 펄스 레이저와 열음향 방출기가 짧은 펄스를 생성할 수 있으므로, 펄스 길이는 1μs보다 훨씬 더 짧을 수 있다. 이점은, 코딩된 신호의 상관으로 인한 신호대잡음 개선이, 신호 시퀀스의 반복률이 측정된 신호의 주파수 내용과 동일한 크기에 있다면 최상으로 효과가 있을 수 있으므로 중요하다. 펄스 길이가 펄스 사이에 1μs의 휴지 기간을 갖고 1μs이라면, 반복률은 500kHz이다. 검출 시스템은 1Hz 내지 수 MHz의 범위에서 주파수를 측정할 수 있으며, 따라서 0.5μs의 펄스 길이와 휴지 기간으로도 이 범위를 커버하기에 충분하다.
에코, 즉 소재 결함에서 또는 소재 경계에서 영향을 받은 초음파 파동은 시간적으로 분리될 수 있으며 그러므로 검출될 수 있다. 인코딩된 신호 여자나 검출은 성공적으로 실행될 수 있다.
바커 및 골레이 코드의 사용이 유리하며, 이는 이들 코드 모두가 디지털 통신에서 처음 사용되었던 에러-정정 코드이기 때문이다. 전체 이진 골레이 코드는 12차원 벡터 공간으로 구성되며, 여기서 각각의 소위 코드워드는 이전 코드워드를 향해 시프트된다. 바커 코드는, 2 내지 13비트 길이일 수 있는 단차원 완전 이진 코드 시퀀스이다. 길이 7을 갖는 바커 코드는 예컨대 [1 1 1 -1 -1 1 -1]이다. 이들 코드는 신호대잡음비의 가장 큰 이득을 약속하며, 신호와 휴지 기간의 임의의 다른 조합도 적용할 수 있다.
이 코드 시퀀스의 생성을 위해, 레이저 및 열음향 방출기는 각각, 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치가 가질 수도 있는 제어 유닛에 의해 트리거된다. 신호 생성 후, 초음파 파동이 검출 시스템에 의해 검출되며, 검출 시스템은 제어 유닛이나 처리 유닛에 또한 연결된다. 제어 유닛은 처리 유닛의 일부일 수도 있다. 이 신호 시퀀스를 상관시키기 위해, 측정된 신호는 기준 신호로서 일단 측정된다. 이 신호는 테스트 대상을 통해 투과되는 신호이거나 방출기로부터의 직접적인 에어본 신호일 수도 있다. 대안적으로, (생성 전의) 원래 신호가 상관을 위한 기준 신호로서 역할을 할 수 있다.
바람직하게는, 광대역 검출 시스템은 적어도 제1 멤브레인 자유 마이크, 특히 광학 마이크를 포함한다. 멤브레인 자유 마이크의 제1 실시예가 제EP3 173 781A1호에 기재되어 있으며, 이 특허의 개시는 본 명세서에서 완전히 인용된다. 제EP3 173 781A1호의 멤브레인 자유 마이크는 가동부를 갖지 않는 광학 마이크이다. 이 광학 마이크는, 초음파 파동 내에서 압력차에 의해 야기되는 공기중의 굴절률 변화를 바로 측정한다. 굴절률 변화는 간섭계, 소위 파브리-페롯-에탈론(Fabry-Perot-etalon)으로 검출되며, 여기서 레이저는 2개의 부분 반사 미러의 공동에서 반사된다. 레이저의 파장은 미러의 거리로 조정되어 양의 간섭 조건을 구축한다. 공동 내에서 매질의 굴절률을 변화시키면, 간섭 조건을 변화시키며 레이저의 투과된 세기를 변경시키며, 레이저의 세기는 광다이오드에 의해 측정된다. 공동 내의 굴절률은, 그 내부에 포함된 매질의 밀도에 직접 영향을 미치는 초음파 파동의 영향으로 인해 변화하며, 그러한 밀도는 광의 속도에 직접 영향을 미친다. 파브리-페롯-에탈론의 미러는 고정되어 움직일 수 없다. 파브리-페롯-에탈론으로부터의 투과된(또는 반사된) 광의 변화는 그러므로 공동 매질의 굴절률 변화의 함수이지만, 미러 거리의 함수는 아니며, 이는 미러 거리는 변경되지 않기 때문이다. 음압에 의해 유도되는 매질의 광학 굴절률의 변화가 음향 주파수의 함수가 아니기 때문에(그러나 그 진폭만의 함수이기 때문에), 트랜스듀서의 민감도는 전체 검출 대역폭에 걸쳐서 선형적이며, 음향 주파수에 의존하지 않는다. 음파는 파브리-페롯-에탈론을 형성하는 광학 미러에 수직으로 입사한다. 음파는 또한 미러에 수직에 가까운 각도로 입사될 수도 있다. 그러나 음파가 미러에 평행으로 입사된다면, 검출기는 음파를 검출하지 않을 것이며, 이는 이들 음파가 비가동 미러로부터 반사되며 파브리-페롯-에탈론을 침투하는 것이 방지되기 때문이다. 그러므로 입사 음파는 미러에 평행으로 입사되지 않을 수도 있다.
바람직하게는, 여자 시스템은 하나 또는 여러 파장을 방출하는 하나의 펄스 레이저이다. 게다가 상이한 레이저 파장은 상이한 효율을 갖는 상이한 소재에 결합된다.
대안적으로, 여자 시스템은 단일 파장을 각각 방출하는 여러 펄스 레이저를 포함한다. 여러 펄스 레이저는 테스트 대상 주위의 상이한 장소에 배치될 수 있어서 테스트 대상에서 결함을 검출할 수 있다.
장치의 광대역 검출 시스템은 적어도 제2 멤브레인 자유 마이크, 특히 광학 마이크를 포함할 수 있다. 제1 멤브레인 자유 마이크와 제2 멤브레인 자유 마이크는 비-평행으로, 특히 적어도 10°의 각도 하에서, 바람직하게는 적어도 45°의 각도 하에서, 특히 서로 직교하게 배치될 수 있다.
그러한 구성은 초음파 파동의 공간 해상도를 제공할 수 있으며, 이로부터, 테스트 대상의 공간 해상도가 수신될 수 있으며, 특히 테스트 대상에 대한 검출된 결함의 공간 해상도가 관찰될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 멤브레인 자유 마이크의 레이저는 프리즘을 통해 다시 보내질 수 있다. 이로 인해, 멤브레인 자유 마이크를 바람직한 방식으로, 특히 최소 공간 요건으로 배치할 수 있다. 광대역 검출 시스템의 배치는, 초음파 파동의 실제 광대역 검출 시스템이 있는 공기-이격 파브리-페롯 에탈론은 90°프리즘에 바로 부착 - 본딩 또는 접착 - 되도록 되어, 공기-이격 파브리-페롯 에탈론에 입사한 멤브레인 자유 마이크의 레이저 빔은 공기-이격 파브리-페롯 에탈론 내부의 레이저 빔과 90°각도를 형성한다.
바람직하게는, 공기-이격 파브리-페롯 에탈론을 통해 투과된 레이저 세기는 검출 신호로서 모니터링되기 보다는, 반사된 레이저 빔 세기가 모니터링된다.
바람직하게는 및 프리즘의 세기와 독립적으로, 공기-이격 파브리-페롯 에탈론은 광섬유와 결합될 수도 있으며, 광섬유는 공기-이격 파브리-페롯 에탈론 내로 레이저 빔을 전달하기 위한 안내 역할을 한다. 이 광섬유는 반사된 신호를 공기-이격 파브리-페롯 에탈론으로부터 광대역 검출 시스템 상에 전달하는데 사용될 수도 있다.
대안적으로, 제2 광섬유가 반사된 또는 투과된 신호에 사용될 수도 있다. 람다/2 판, 람다/4(1/4-파동-판(QWP)) 판, 복굴절 석영, 편광기, 편광-유지 광섬유, 광 서큘레이터, 광 분리기 및 패러데이 회전기와 같은 편광 광학기기가 사용되어 공기-이격 파브리-페롯 에탈론에 입사하며 이로부터 복귀하는 레이저 빔을 분리할 수도 있다. 이들 소자는 프리즘과 공기-이격 파브리-페롯 에탈론 사이에나 프리즘과 광섬유 중 하나 사이에 배치될 수도 있다. 예컨대, 파브리-페롯-에탈론으로부터의 입사 및 출사 레이저 빔은, 광섬유, 시준기 렌즈, 복굴절 석영, QWP 및 파브리-페롯 에탈론을 순차적으로 배치함으로써, 2개의 차별되는 레이저 빔 경로에서 분리될 수도 있다. 이 특정 실시예에서, 2개의 차별적인 광섬유가 사용될 수 있으며, 하나는 파브리-페롯-에탈론으로의 레이저 빔 전달을 위한 것이며, 하나는 레이저 빔을 다시 멤브레인 자유 마이크로 안내하기 위한 것이다.
특정 각도 하에서 테스트 대상에 관한 멤브레인 자유 마이크의 배치는 장치의 특정한 사용에 의해 야기된다. 각도 자체는 공간 해상도를 향상시킬 수 있다. 45°및/또는 90°에서의 바람직한 각도 - 여기서 각도는 공기-이격 파브리-페롯 에탈론 내부의 레이저 빔의 직선과 테스트 대상 내부의 초음파 파동의 전파의 직선 사이에 형성됨 - 는 간단하며 재현 가능한 배치를 제공하며 더 나아가 상관을 간략화한다.
대안적이거나 상보적인 실시예에서, 장치의 광대역 검출 시스템은 멤브레인 자유 마이크, 특히 광학 멤브레인의 어레이, 바람직하게는 2차원 어레이를 포함할 수 있다.
그러한 실시예는 또한 검출된 초음파 파동의 공간 해상도를 제공할 수 있다. 이로 인해 또한 상이한 위치에서 검출된 초음파 파동을 병렬 평가할 수 있다. 빔 형성 또는 합성 애퍼쳐 알고리즘이 실행될 수 있으며, 필요하다면, 테스트 대상에서의 검출된 결함의 토포그라피에 관한 확인이 이뤄질 수 있다.
이 실시예는 다수의 마이크를 갖는 검출 시스템과 하나의 여자 시스템을 포함할 수 있다. 이하에서 더 설명될 바와 같이, 실시예는 다수의 여자 레이저를 갖는 하나의 여자 시스템을 또한 포함할 수 있다.
장치는, 여자 시스템으로 광섬유 다발에 바람직하게는 연결되는 여자 헤드를 포함할 수 있다. 광섬유 다발의 광섬유는 1차원 또는 2차원 어레이로, 바람직하게는 2차원 어레이로 여자 헤드에 배치될 수 있거나, 광섬유는 테스트 대상 위에서 움직여 테스트 샘플을 주사할 수 있다.
이들 구성으로 인해, 광대역 초음파 펄스를 공간 방식으로 도입할 수 있다. 그러한 구성은 의료용 사용에, 예컨대 진단 이미징에서 사용하기에 유리하다.
레이저 여자 시스템은 테스트 하의 대상에 걸쳐서 움직일 수 있어서 상이한 위치에서 초음파 파동을 여자할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 다른 양상은 의료용으로 본 명세서에서 기재한 장치의 사용에 관한 것이다.
바람직한 실시예에서, 여자 헤드는 환자에게 놓이거나 부착될 수 있는 패드일 수 있다.
이로 인해, 테스트 대상의 영역 위에 초음파 펄스를 도입할 수 있으며, 이 테스트 대상 아래에는, 특정 결함이 예상되거나, 테스트 대상이 동물이나 사람이라면, 테스트 대상 아래에는, 특정 기관이 예상된다.
그러므로 바람직한 실시예에서, 본 명세서에서 기재한 바와 같은 장치는, 광섬유 다발 - 광섬유 각각은 레이저 펄스를 제공할 수 있음 - 의 어레이를 가지며 멤브레인 자유 마이크의 어레이를 갖는 여자 헤드를 갖는다. 멤브레인 자유 마이크 및 광섬유의 수량이나 배치는 반드시 일치시킬 필요는 없다.
바람직한 실시예에서, 장치는 적어도 광대역 검출 시스템을 차폐하는 하우징 요소를 포함한다. 하우징은 적어도 광대역 검출 시스템의 검출부를 덮는다. 그에 따라, 부유광은 광대역 검출 시스템의 검출부 내로 들어가지 않을 것이다.
바람직하게는, 하우징 요소는 또한 적어도 여자 시스템의 방출부를 포함한다. 광대역 검출 시스템의 검출부와 여자 시스템의 방출부를 덮으면, 매우 콤팩트한 테스트 장치를 초래한다.
바람직하게는, 하우징 요소는 인터록 요소를 포함하며, 이러한 인터록 요소는 전기 피드백 루프에 연결된다. 전기 피드백 루프는 하우징 요소의 인터록 요소와 테스트 대상 사이의 연결을 모니터링하며, 하우징 요소와 테스트 대상 사이의 분리가 발생한다면, 바람직하게는 여자 시스템을 끈다. 더 나아가, 인터록 요소는 바람직하게는 기계식 스위치, 필러(feeler), 감지 장치, 예컨대 광학 감지 장치 또는 음향 감지 장치며, 이러한 인터록 요소는, 하우징 요소가 회수되거나 테스트 대상의 표면으로부터 멀리 움직이자마자 여자 레이저를 인터록한다. 기계식 스위치나 푸시 버튼은, 테스트 대상의 표면을 누르는 스프링 상에 장착되며, 인터록 요소가 테스트 대상의 표면과의 물리적 접촉을 상실하자마자 인터록 요소가 활성화되는 방식으로 연결되는 작은 휠이나 글라이더의 실시예를 가질 수 있다. 이점은 안전 요건을 개선한다.
특히, 하우징 요소는 여자 시스템을 광대역 검출 시스템으로부터 분리하기 위한 분리 요소를 포함한다. 분리 요소는 적어도 하나의 벽 - 적어도 하나의 벽은 기생파(parasitic waves), 예컨대 구조-기인 파 또는 에어본 파가 제1 표면으로부터 광대역 검출 시스템에 도달하는 것을 방지함 - 을 포함한다. 그러므로, 기생파와, 테스트 대상에서의 결함이나 흡수재로부터의 초음파 파동 사이의 간섭 효과는 회피할 수 있다. 더 나아가, 이 측정된 신호는 이 처리 유닛에서 더 쉽게 처리될 수도 있으며, 선형 핏(linear fits), 오프셋-컷(offset-cuts), 가우스-핏(Gauss-fits) 등과 같은 여러 평가 기술이 사용될 수도 있다.
광대역 검출 시스템과 여자 시스템은, 피치-캐치 모드에서의 측정이 행해질 수 있도록 배치될 수 있거나, 검출 시스템과 여자 시스템은, 펄스-에코 모드에서의 측정이 행해질 수 있도록 배치될 수 있다.
이 구성으로 인해, 테스트 대상의 일 측면으로부터 측정을 할 수 있다.
바람직하게는, 여자 시스템이나 광대역 검출 시스템 중 어느 하나는 테스트 대상 상에서 움직일 수 있다. 광대역 검출 시스템이 테스트 대상에서 움직이고 있다면, 여자 시스템은 테스트 대상 근처의 고정된 위치에 머무르며 그 역의 관계도 가능하다. 그러므로, 테스트 대상의 넓은 영역을 주사할 수 있다.
대안적으로, 여자 시스템과 광대역 검출 시스템은 테스트 대상에서 연합하여 움직일 수 있다. 이 구성은, 상이한 크기의 테스트 대상을 주사할 수 있는 플렉서블 테스트 시스템을 포함한다.
광대역 검출 시스템은 바람직하게는 여자 헤드에 또는 그 옆에 배치되며, 바람직하게는, 광섬유 다발의 단부는 광대역 검출 시스템을 통해 보내진다. 다시 말해, 검출 시스템의 멤브레인 자유 마이크는 광섬유 다발과 결합될 수 있어서, 여자와 검출이 동일 장소에서 발생한다.
그러한 구성으로, 공간 요건이 최소치로 감소한다.
대안적으로, 여자 헤드를 광대역 검출 시스템 바로 옆에 그러나 그에 인접하게 배치한다. 여자 헤드와 검출기 사이의 바람직한 거리는 5mm 내지 10mm이다. 바람직하게는, 이 실시예의 경우, 여자 헤드와 광대역 검출 시스템 모두는 동일한 하우징 요소 내부에 배치된다. 이 피치-캐치 실시예로 인해, 한편으로는 표면-생성, 느리게 일주하는 공기-결합 초음파 파동과, 다른 한편으로는 구조-결합, 빠르게 일주하는 초음파 파동 사이를 더 양호하게 시간적으로 분리할 수 있다. 적어도 50mm의 두께를 갖는 테스트 대상의 경우, 여자 헤드와 광대역 검출 시스템 사이의 거리는 증가할 수도 있다.
대안적인 실시예에서, 광대역 검출 시스템과 여자 시스템은, 투과 모드에서의 측정이 실행될 수 있도록 배치될 수 있다.
이 구성은, 예컨대 길다란 소재의 생산에서와 같은 장치의 고정 실시예에 예컨대 유용할 수 있는 투과 모드에서의 측정을 허용한다.
적어도 하나의 광대역 검출 시스템이나 여자 시스템은 접촉유를 통해 테스트 대상과 접촉하게 될 수 있다.
일부 테스트 대상은 접촉유에 대해 둔감하며, 그러므로 초음파 펄스 및 초음파 파동의 투과는 접촉유의 사용을 통해 향상될 수 있다.
다른 양상에 따라, 본 발명은, 특히 본 명세서에 기재된 장치에 의해 수행되는, 테스트 대상을 테스트하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 다음의 단계,
- 여자 시스템으로 테스트 대상에 광대역 초음파 펄스를 생성하는 단계로서, 이 여자 시스템은 변조되며 바람직하게는 열음향 방출기나 펄스 레이저 중 하나인, 단계,
- 검출 시스템으로 테스트 대상에서의 광대역 초음파 펄스를 통해 생성되며 테스트 대상에 의해 방출된 초음파 파동을 검출하는 단계, 및
- 처리 유닛으로 검출된 초음파 파동을 처리하는 단계를 포함한다.
검출 시스템은 광대역 검출 시스템이다.
광대역 초음파 펄스의 생성과, 그에 따른 초음파 파동의 생성으로 인해, 장치 및/또는 소재의 구성과 독립적으로, 상이한 종류의 소재를 테스트하는 방법을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 검출된 초음파 파동은 기준 신호와 상관되어, 상관 지수가 계산되며, 이 기준 신호는 바람직하게는 생성된 광대역 초음파 펄스이다.
측정된 신호를 기준 신호와 상관시키면, 신호대잡음비를 상당히 증가시켜 소재 결함을 드러낸다.
유리하게도, 기준 신호는 처리 유닛에 바로 결합된다. 이로 인해 광대역 초음파 펄스의 원(raw) 신호를 상관시킬 수 있으며, 및/또는 원 신호를 기초로 하여 처리 유닛을 트리거할 수 있다.
방출된 신호, 즉 광대역 초음파 펄스와, 수신된 신호, 즉 초음파 파동을 상관시킴으로써, 또는 샘플과의 상호동작 전 및 후에 수신된 신호를 상관시킴으로써, 잡음에 묻힌 신호를 회수할 수 있다.
광대역 초음파 펄스는 코드 시퀀스, 특히 시간 코드 시퀀스 형태로 생성될 수 있다. 코드 시퀀스의 사용은 응답에서 각 신호의 검출을 용이하게 한다. 다시 말해, 광대역 초음파 펄스와 초음파 파동 사이의 상관이 용이하게 된다.
광대역 초음파 펄스는 바람직하게는 골레이 코드 시퀀스 또는 바커 코드 시퀀스의 형태로 생성된다.
앞서 언급한 바와 같이, 이들 코드는 큰 신호대잡음 이득을 약속한다.
코드 시퀀스, 다시 말해, 펄스의 시간 시퀀스를 가지면, 소재 결함으로부터 영향 받은 에코가 시간적으로 분리될 수 있으며, 그에 따라 검출될 수 있다. 인코딩된 신호 여자 또는 검출이 성공적으로 실행될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 광대역 초음파 펄스의 여자가 어레이로, 바람직하게는 2차원 어레이로 수행되며 및/또는 초음파 파동이 어레이로, 바람직하게는 2차원 어레이로 검출된다.
바람직하게는, 광대역 초음파 펄스의 여자는 하나 또는 여러 파장을 방출하는 하나의 펄스 레이저에 의해 수행된다. 그에 따라 상이한 레이저 파장이 상이한 효율을 갖는 상이한 소재에 결합된다.
대안적으로, 광대역 초음파 펄스의 여자는, 단일 파장을 각각 방출하는 여러 펄스 레이저에 의해 수행된다. 여러 펄스 레이저는, 테스트 대상의 결함을 검출하기 위해 테스트 대상 주위의 상이한 장소에 배치될 수 있다.
이로 인해, 테스트 대상의 영역 위에 광대역 초음파 펄스를 도입할 수 있으며, 테스트 대상의 차별화된 영역 위에 초음파 파동을 생성할 수 있다.
레이저 여자 시스템에 의한 초음파 펄스 생성은, 테스트 대상에 보내진 많은 광섬유를 후속하여 여자시킴으로써 실현될 수도 있다. 그리하여, 광대역 초음파 펄스가 상이한 위치에서 생성되고, 테스트 대상의 표면 위에서 분포된다. 테스트 대상 내부의 결함의 잠재적으로 불균일한 분포로 인해, 테스트 대상으로부터 생성된 초음파 파동은 초음파 펄스 여자의 위치에 의존할 것이다. 여자 레이저 광섬유 다발 시스템을 예컨대 갈바노미터 미러 시스템에 의해 주사하면, 테스트 대상의 표면 위에서 테스트 장치를 물리적으로 움직일 필요 없이 빠른 테스트 장치를 가능케 하며, 이러한 물리적인 움직임은 특정한 최소 측정 시간과 관련될 것이다.
다른 실시예는 동시에, 특정한 공간 패턴을 한번에 조명하는 것을 포함한다. 여자 레이저 광섬유 다발 시스템은 예컨대 10,000개 이상의 광섬유로 구성될 수도 있다. 선택된 수의 이들 광섬유는 동시에 여자 레이저 펄스를 운반하고 있을 수 있으며, 그에 따라 특정 공간 여자 패턴을 생성하고 있을 수 있다. 이 패턴은 후속한 펄스의 경우에도 동일하게 유지될 수도 있거나, 변화할 수도 있다.
어레이로, 바람직하게는 2차원 어레이로의 초음파 파동의 검출은 추가로 또는 대안적으로 공간 방식으로, 즉 차별화된 영역 위에서 특정 패턴을 검출할 수 있게 한다.
적어도 하나의 멤브레인 자유 마이크, 특히 본 명세서에 기재한 바와 같은 마이크를 제공하는 것이 유리할 수도 있다. 적어도 제2 멤브레인 자유 마이크가 제공될 수 있으며 제1 멤브레인 자유 마이크에 일정 각도 하에서 배치될 수 있어서, 초음파 파동의 공간 검출이 가능케 된다.
바람직한 실시예에서, 광대역 초음파 펄스는 5μs 미만, 바람직하게는 2μs 미만, 특히 1μs 미만인 길이를 갖는다. 2개의 펄스 사이의 휴지 기간은 바람직하게는 5μs 미만, 바람직하게는 2μs 미만, 특히 1μs 미만이다. 그러한 짧은 펄스 및/또는 휴지 기간으로 인해, 시간적이며 코딩된 여자를 가능케 하며 더 나아가 SNR을 증가시킨다.
초음파는, 16kHz를 초과하는 주파수를 갖는 음으로서 종종 규정되며, 미국 국가 표준 협회에 따르면, 20kHz를 초과하는 주파수를 갖는 음으로서 규정되는 음이다.
예컨대, 10개의 펄스와 펄스 사이의 10개의 휴지 기간으로 구성된 코드 시퀀스를 방출하고 검출하기 위해 종래 기술에 따른 공기-결합 압전 트랜스듀서를 사용하면, 이미 종래기술의 압전 트랜스듀서의 하한에 있는 20μs의 펄스 및 휴지기간 지속기간을 고려할 때, 결국 400μs의 시퀀스 길이를 야기한다. 이로 인해 결국 시퀀스의 단일 펄스의 경우 25kHz의 반복률과 전체 시퀀스의 경우 2.5kHz의 반복률을 초래한다. 25kHz의 반복률은 초음파의 하한에 가까우므로, SNR을 증가시키기에 충분하지 않다.
5μs 미만의 길이를 갖는 광대역 초음파 펄스와 휴지 기간을 가지면, 결국 100kHz 이상의 주파수를 초래하며, 이점은 측정이 행해질 초음파의 대역폭을 증가시키며 그에 따라 SNR을 증가시킨다.
더 나아가, 전체 시퀀스의 고 반복률은 측정 속도를 향상시킨다.
이 방법의 바람직한 실시예에서, 본 명세서에서 기재한 이 방법의 단계들은 제1 측정점에 대해 행해지며, 적어도 제2 측정점에 대해 반복된다. 각 측정점에 대한 상관 지수를 계산하며, 바람직하게는 각 상관 지수를 장치 상에, 바람직하게는 디스플레이 상에 나타낸다.
이로 인해, 테스트 대상에 대한 에어리얼 또는 공간 오버뷰를 가능케 하며, 특히 테스트 대상에서 발견한 결함의 공간 좌표를 규정할 수 있다.
처리 유닛은 기준 신호를, 각 측정점 상에서 측정된 초음파 파동의 시간 궤적과 상관시킨다. 이 상관의 출력이 각 측정점에 대한 상관 지수이다. 피어슨(Pearson) 상관 계수 계산의 경우, 값은 0에서 1까지에 이른다. 0의 값은, 비교한 파라미터 사이에 일치가 없다는 것을 나타낸다. 1의 값은 100%의 일치를 나타낸다. 계산한 상관 지수는 C-주사로서 디스플레이되며, 여기서 진폭은 상관 지수의 값으로 교체된다. 데이터를 디스플레이할 다른 방식은 특정 측정 상황에 따라 선택할 수도 있으며, 이러한 방식은 1, 2 또는 3차원 데이터 플롯 및 그래프 포맷, 색-코딩 플롯 등을 포함한다.
광대역 초음파 펄스와 초음파 파동은, 바람직하게는 푸리에 변환을 사용하여 스펙트럼 신호로 변환될 수 있으며, 이 스펙트럼 신호는 상관 지수를 제공하기 위해 서로와 상관된다.
푸리에 변환을 사용함으로써, 검출된 초음파 파동은 스펙트럼 신호로 변환된다. 앞서 설명한 시간적 상관과 유사하게, 이 기준 스펙트럼은 각 측정점 상에서 스펙트럼과 상관되어, 결국 각 측정점에 대한 상관 지수를 초래한다. 이 지수 값은 C-주사에 따라 디스플레이할 수 있다.
앞서 언급한 신호 분석과 신호 상관은 전체 신호 길이 또는 전체 스펙트럼 대역폭 - 광대역 검출 시스템에 의해 포착됨 - 에 관해 실행될 수도 있다. 대안적으로, 신호 길이 또는 스펙트럼 대역폭은, 바람직하게는 운영자에 의해 선택되는 시작점과 종료점에 의해 사사오입될 수도 있다.
더 나아가, 테스트 대상으로부터 투과되거나 반사되거나 방출된 초음파 파동을 스펙트럼 분석함으로써, (예컨대, 층 두께, 박리(deamination), 접착분리(disbond), 다공도, 용접 품질, 접착 층 품질 등과 같은) 상이한 해당 속성을 관찰할 수 있으며, 이는 상이한 속성이 상이한 주파수에서 광대역 초음파 펄스와 상호동작하기 때문이다. 종래의 협대역 공기-결합 PET로, 테스트 대상의 여러 주사가 상이한 주파수에서 후속하여 실행되어야 하는 반면, 광대역 시스템(광대역 초음파 펄스 및 광대역 검출 시스템)의 경우, 단 한번의 단일 주사가 필요하다.
더 나아가, 이 방법은, 소재 결함에 의해 야기될 수도 있었던 스펙트럼의 변화를 드러낼 수 있다. 그러므로, 음향 분광학을 통해, 즉 소재 내부의 결함이나 소재 속성에 의해 유발됨에 따라, 투과된(반사된) 주파수 스펙트럼의 변경을 측정함으로써, 테스트 대상을 조사하는 방법이 있다. 또한, 이 방법으로 인해, 시간 신호에서의 시간 시프트를 초래하며 그리하여 피어슨 계수를 통해 시간 시퀀스 상관을 제한하는 거친 표면의 제한을 극복할 수 있다. 이 방법은 펄스-에코 모드, 피치-캐치 모드 또는 투과 모드 중 하나로 수행될 수 있다.
앞서 언급한 모드 각각은 장점이 있다. 투과 모드에서, 센서와 검출기 모두는 테스트 대상의 반대편 측면에 배치되는 반면, 펄스-에코 모드에서나 피치-캐치 모드에서, 측정은 단일 측면의 접근을 통해 실행된다. 각 모드의 사용은 특히 테스트 대상의 형상에 의존한다.
이 방법은 접촉유를 사용함으로써 수행될 수 있다. 특히, 테스트 대상에서의 광대역 초음파 펄스나 광대역 초음파 펄스를 통해 생성되는 초음파 파동은 적어도 부분적으로 접촉유를 통해 투과될 수 있다.
접촉유의 사용은 광대역 초음파 펄스나 초음파 파동의 투과도를 향상시킨다. 이는, 첫째, 공기 중에서 매우 큰 초음파 주파수의 상당한 흡수로 인해 및 둘째, 테스트 대상과 공기 사이의 초음파 임피던스 부정합 때문이다.
압력 그레디언트의 검출 외에, 검출 장치는 검출 장치의 검출 원리로 인해 온도 그레디언트를 측정하는데 사용될 수 있다. 굴절률은 광학 매질의 압력과 온도 모두에 의존한다. 그에 따라, 압력 및 온도 모두의 변화는 검출 장치로 측정한 광 경로 길이를 변화시킨다.
바람직한 실시예에서, 이 방법은, 여자 시스템 및/또는 광대역 검출 시스템이 테스트 대상 위에서 움직이는 동안 수행된다. 광대역 검출 시스템이 테스트 대상 위에서 움직이고 있다면, 여자 시스템은 테스트 대상 근처의 고정된 위치에 머무르거나 그 반대의 관계도 가능하다. 그러므로, 테스트 대상의 큰 영역을 주사할 수 있다. 그러한 구성은, 상이한 크기의 테스트 대상을 주사할 수 있는 플레시블 테스트 시스템을 포함한다.
본 발명의 추가 유리한 양상은 예시적인 실시예와 도면에 의해 다음에서 설명한다. 도면에서, 개략적으로 도시된다.
도 1은, 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치의 제1 실시예를 도시한다.
도 2는, 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치의 제2 실시예를 도시한다.
도 3은 시간 코드 시퀀스를 도시한다.
도 4는 여러 광섬유를 가진 광섬유 다발을 도시한다.
도 5는, 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치의 제3 실시예를 도시한다.
도 6은, 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치의 제4 실시예를 도시한다.
도 7은, 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치의 제5 실시예를 도시한다.
도 8은, 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치의 제6 실시예를 도시한다.
도 1은 테스트 대상(40)을 테스트하기 위한 장치(10)의 제1 실시예를 도시한다. 장치(10)는 여자 시스템(13)으로서의 펄스 레이저와, 검출 시스템(20)으로서의 광학 마이크를 포함한다. 여자 시스템(13)과 검출 시스템(20)은 투과 모드로 배치된다. 여자 시스템(13)은 여자 파동(12) 및 후속하여 광대역 초음파 펄스(12')를 변조하기 위한 변조기(11)를 포함한다. 변조기(11)는 여자 파동(12) 및/또는 광대역 초음파 펄스(12')를 시간적으로 및/또는 공간적으로 변조할 수 있다. 테스트 대상은 그에 따라 이 여자 시스템(13)과 이 검출 시스템(20) 사이에 배치된다. 검출 시스템(20)과 여자 시스템(30)은 처리 유닛(30)에 전기 연결을 갖는다. 즉, 이들은 전선을 통해 처리 유닛(13)과 연결된다. 처리 유닛(30)은 전선을 통해 디스플레이(35)와 전기적으로 연결된다.
테스트 대상(40) 내에, 소재 결함(41)이 도시되어 있다. 이 소재 결함(41)은 예컨대 박리, 다공 또는 불균일한 소재 분포로 인해 야기될 수 있다.
도 1의 장치(10)는 다음과 같이 작동한다(하나의 기본 작동 원리):
여자 시스템(13)은 여자 파동(12) - 펄스 레이저의 경우, 펄스 레이저 빔이 방출됨 - 을 이 경우 공기인 음 전파 매질에 방출한다. 펄스 레이저 빔은 테스트 대상(40)의 제1 표면(42)과 충돌하여, 열전기 효과로 인해서 또는 표면 절개에 이은 신속한 압축 및 이완으로 인해 광대역 초음파 펄스(12')를 생성한다. 광대역 초음파 펄스(12')는 테스트 대상(40)을 통해 전파하며, 테스트 대상(40)의 소재 결함(41)에 의해 영향을 받을 수 있다. 소재 결함(41) 또는 해당 존과 간섭에 의해 유도되어, 광대역 초음파 펄스(12')가, 테스트 대상(40)을 통해 테스트 대상(40)의 제2 표면(43)으로 전파하는 동안 초음파 파동(21)을 생성한다. 초음파 파동(21)은 제2 표면(43)에서 테스트 대상(40)을 출사하여, 주변의 음 전파 매질로 입사한다. 그 후, 초음파 파동(21)은 검출 시스템(20)에 의해 검출되며, 이 경우 검출 시스템(20)은 멤브레인-자유 광학 마이크이다. 이 경우, 멤브레인-자유 광학 마이크는 제EP3 173 781A1호에 기재된 바와 같이 광학 마이크이다.
그러므로, 광학 마이크는, 초음파 파동(21)을 통해 야기되는 음 전파 매질의 밀도 변경을 검출한다.
대안적인 실시예에서, 음 전파 매질은 예컨대 불활성 기체나 액체일 수 있다.
처리 유닛(30)은 하드웨어와 소프트웨어로 구성되며 여자 시스템(13)을 트리거하는데 사용되어 신호 여자와 신호 검출과 변조를 매칭시킨다. 상세하게, 처리 유닛(30)의 하드웨어는 신호 생성기와, 신호 처리 유닛을 가진 신호-분석 하드웨어를 포함한다.
처리 유닛(30)은, 측정된 데이터를 기초로 하여, 상관을 검사할 수 있다. 이 상관은 시간, 공간 또는 스펙트럼 데이터 분석이나 신호 분석을 기초로 할 수 있다.
상관에 사용되는 기준 신호는 1) 여자 신호 자체; 2) 상이한 샘플의 주사 데이터 - C-주사 데이터나 시간 신호일 수 있으며, 샘플 A의 측정된 데이터는 샘플 B와 상관됨 - ; 또는 3) 검출 장치(20)로 측정된 초음파 응답 - 여자 시스템(13)은 규정된 코드 시퀀스(예컨대, 도 3 참조)로 처리 유닛(30)에 의해 트리거됨 - 일 수 있다. 여자 시스템(13)은, 코드 시퀀스에 따라 제1 초음파 펄스(12')를 생성하는 제1 여자 파동(12)을 후속하여 테스트 대상(40)의 제1 측정점(소재 결함을 갖지 않는 것으로 간주됨) 상에 후속하여 투과되고 있다.
앞서 언급한 상관 옵션의 3)에 관해, 상관은 다음에서 기재한 바와 같이 실행된다:
테스트 대상(40)의 초음파 응답, 즉 생성된 초음파 파동(41)이 기준 신호로서 저장된다.
테스트 대상의 각 지점 상에서 측정한 시간 신호가 기준 신호와 상관되어 SNR을 증가시킨다.
스펙트럼 분석을 실행하기 위해, 이 측정점에 기록된 초음파 응답의 스펙트럼이 기준 신호로서 사용된다. 이 기준 신호는 테스트 대상의 각 지점에서 측정된 스펙트럼과 상관될 수 있다. 이들 단계는 다수의 측정점에 대해 반복될 수 있다. 시간 및 공간 방향 모두에서의 신호 형상 차이는 더 낮은 상관 지수를 초래한다. 더 낮은 상관 지수는 기준 신호와 비교 신호 사이의 차이를 나타낸다. 기준 신호가 건강한 구조를 표시하는 것으로 되어 있다면, 낮은 상관 지수는 결함을 나타낸다.
광대역 초음파 펄스(12')가 예컨대 여자 헤드를 이용하여 어레이로 생성되는 경우, 다수의 측정점의 측정은 동시에 행해질 수 있으며, 바람직하게는 어레이로 또한 검출될 수 있다. 그에 따라, 공정은 단축되며, 다수의 신호의 평가가 동시에 이뤄질 수 있다.
디스플레이(35)는, 데이터 기록 및 추가 분석에 사용되는 컴퓨터의 일부일 수 있다. 더 나아가, 처리 유닛(30)은 컴퓨터의 일부일 수 있다.
도 2는 테스트 대상(140)을 테스트하기 위한 장치(100)의 제2 실시예를 도시한다. 장치(100)는 여자 파동(112)을 방출하는 여자 시스템(113)으로서 펄스 레이저와, 검출 시스템(120)으로서 광학 마이크를 포함한다. 여자 시스템(113)과 검출 시스템(120)은 피치-캐치 모드에서 테스트 대상의 일 측면 상에 나란히 배치된다. 검출 시스템(120) 및 여자 시스템(113)은 처리 유닛(130)에 전기적으로 연결된다. 처리 유닛(130)은 전선을 통해 디스플레이(135)와 전기적으로 연결된다.
대안적으로, 여자 시스템(113)과 검출 시스템(120)은 펄스-에코 모드로 배치되며, 이것이 의미하는 점은, 검출 시스템(120)이 여자 시스템(113)의 광 경로에 바로 배치될 수 있다는 점이다. 이 실시예에서, 테스트 대상(140)의 제1 표면(142)으로부터 반사된 초음파 파동(122)과 소재 결함(141)에 의해 영향을 받은 초음파 파동(121)을 검출 시스템(120)에서 검출할 수 있다. 검출 시스템(120)과 여자 시스템(113)은 처리 유닛(130)에 전기 연결을 갖는다. 즉, 이들은 전선을 통해 처리 유닛(130)과 연결된다. 처리 유닛(130)은 전선을 통해 - 또는 무선 기술에 의해 - 디스플레이(135)와 전기적으로 연결된다.
도 1에 설명한 바와 같은 장치(100)의 작동 원리와 대안이 도 2의 장치(100)에 적용할 수 있다. 차이점은, 도 2에 따른 제2 실시예에서 검출된 초음파 파동(121)의 적어도 일부가 반사되며 도 1에 따른 제1 실시예에서처럼 투과되지 않는다는 점이다.
초음파 파동(121)은 테스트 대상(140)을 통해 전파하며, 테스트 대상(140)에서의 소재 결함(141)에 의해 영향을 받을 수 있다. 소재 결함(141)과의 간섭에 의해, 즉 반사에 의해 유도되어, 초음파 파동(121)은, 테스트 대상(140)을 통해 테스트 대상(140)의 제2 표면(143)으로 전파하는 동안 변경된다. 변경된 초음파 파동(121)은 다시 제1 표면(142)에서 테스트 대상(140)을 출사하며, 주변 음 전파 매질 내로 입사한다. 그 후, 초음파 파동(121)은, 이 경우 멤브레인-자유 광학 마이크인 검출 시스템(120)에 의해 검출된다. 이 경우, 멤브레인-자유 광학 마이크는 제EP3 173 781A1호에 기재된 바와 같이 광학 마이크이다.
도 3은 여자 시스템(13)에 의해 방출되는 가능 시간 코드를 도시한다(도 1 및 도 2 참조). 이 코드는 규정된 수의 펄스로 구성되며, 펄스 당 규정된 길이(L, L', L", L"')와, 각 펄스 사이의 규정된 휴지 기간(P, P')과, 규정된 펄스 형상을 갖는다.
사용된 펄스 길이는 가변적이다. 신호대잡음비의 가장 중요한 개선은, 선택된 펄스 길이가 신호 주파수의 예상 범위와 동일한 크기에 있다면 관찰될 수 있다. 신호 주파수는 펄스 길이의 역에 비례할 수 있다. 즉, 짧은 펄스는 넓은 주파수 신호를 초래할 것인 반면, 긴 펄스는 처음에 더 낮은 주파수를 함유하는 신호를 초래할 것이다.
펄스 시퀀스는, 각각 동일한 펄스 길이를 갖거나 상이한 펄스 길이를 갖는 규정된 수의 펄스로 구성될 수 있다. 펄스 사이의 휴지 기간은 각 휴지 기간 마다 일정한 지속기간 또는 교대되는 지속기간을 가질 수 있다.
도 4는, 공간 인코딩된 신호를 실현하기 위해 장치(10, 100)(도 1 또는 도 2)의 앞서 기재한 실시예에 적용할 수 있는 여러 단일 광섬유(16)를 갖는 광섬유 다발(16')을 도시한다. 공간 인코딩된 신호는 변조기(11, 111)에 의해 생성되는 반면, 단일 광섬유(16) 중 일부는 레이저 빔으로 조명(어두운 광섬유)되는 반면, 단일 광섬유(16) 중 일부는 조명되지 않는다(밝은 광섬유). 광섬유 다발(16')은 테스트 대상의 표면에 보내지며(미도시) 특정한 공간 여자 패턴을 생성하는데 사용된다.
도 5는, 앞선 실시예(도 1 또는 도 2)에 기본적으로 도시한, 테스트 대상(240)을 테스트하기 위한 장치(200)의 제3 실시예를 도시한다. 게다가, 장치(200)의 기본 작동 원리는 도 2 내지 도 4에 특히 기재되어 있다. 여자 시스템(213)은 여자 파동(212)으로서 레이저 펄스를 생성한다. 광학 장치(215), 예컨대 시준기가 레이저 빔(214)을 광섬유 다발(216')의 각 단일 광섬유(216) 내로 다시 보낸다. 광섬유 다발(216')은 의료 장치(217)를 통해 인도되며, 이러한 의료 장치(217)는 예컨대 복강경 검사, 내시경 검사 또는 흉부 내시경 검사 장치일 수 있다. 게다가, 레이저 빔(214)은 여러 단일 광섬유(2016')로 다시 보내진다. 광대역 초음파 펄스(212')가 레이저 빔(214)에 의해 생성되어, 바람직하게는 결합 에이전트(218), 예컨대 액체를 사용하여 테스트 대상(240)에 결합되어, 광대역 초음파 펄스(212')를 생성한다. 테스트 대상(240) 내에서, 생성된 광대역 초음파 펄스(212')는 흡수재(241)에 의해 흡수되며, 흡수재(241)는 열-전기 팽창으로 인해 초음파 파동(221)을 생성하고 있다. 이 초음파 파동(221)은 반사되어 검출 장치(240)로 검출된다. 검출된 신호는 컴퓨터의 디스플레이(235)에 디스플레이된다. 컴퓨터는 컴퓨터에서 앞서 언급한 처리 유닛을 포함한다.
도 6은 테스트 대상(240)을 테스트하기 위한 장치(250)의 제4 실시예를 도시하며, 이 실시예는 개시한 실시예(200)(도 5)의 특성 중 일부와 앞서 기재한 작동 원리의 조합을 기본적으로 기재한다. 게다가, 장치(250)의 기능은 도 2 내지 도 5에 기본적으로 기재한다. 여자 시스템(243)은, 펄스 레이저 빔(244)을 방출하는 레이저이다. 펄스 레이저 빔(244)은 갈바노미터 미러 시스템(245)에 전송되며, 그 후 레이저 다발(216')에 전송된다. 레이저 다발(216')은 테스트 대상(240)의 표면에 보내진다. 이로써, 광대역 초음파 펄스가 상이한 위치에 생성되며, (도 5에 기재한 바와 같이) 테스트 대상(240)의 표면 위에 분포한다. 테스트 대상(240) 내부의 결함의 잠재적으로는 불균일한 분포로 인해, 테스트 대상(240)으로부터 생성된 초음파 파동은 초음파 펄스 여자의 위치에 의존할 것이다. 예컨대 갈마노미터 미러 시스템(245)에 의해 레이저 광섬유 다발(216')을 주사하여, 테스트 대상(240)의 표면 위에서 테스트 장치를 물리적으로 움직일 필요 없이 빠른 테스트 장치(250)를 가능케 한다.
이 실시예로 인해, 동시에, 테스트 대상(240) 상에 특정한 공간 패턴을 한번 조명할 수 있다. 레이저 광섬유 다발(216')은 예컨대 10,000개의 광섬유로 구성된다. 선택된 수의 이들 광섬유는 동시에 레이저 펄스를 운반하고 있을 수도 있으며(도 4 참조), 이로써 특정한 공간 여자 패턴을 생성할 수도 있다. 이 패턴은 후속한 레이저 펄스에 대해 동일하게 유지될 수도 있거나, 변화할 수도 있다.
도 7은 테스트 대상(340)을 테스트하기 위한 장치(300)의 제5 실시예를 도시하며, 이 제5 실시예는 개시한 실시예(10, 100, 200, 250)(도 1 내지 도 6)의 특성 중 일부와 앞서 기재한 작동 원리의 조합을 기본적으로 기재한다. 게다가, 장치(300)의 기능은 도 1 내지 도 6에 기본적으로 기재되어 있다. 여자 시스템(313)은 여자 파동(312)으로서 레이저 펄스를 생성하며, 이 레이저 펄스는 마지막으로 광대역 초음파 펄스(312')를 생성하며, 흡수되어 테스트 대상(340)의 제1 표면(342)에서 초음파 파동(321)으로 변환되거나, 테스트 대상(340) 내에서 흡수재(341)에 의해 흡수되거나 한다. 하우징 요소(317)는 주변 영역을 반사된 레이저 광으로부터 차폐한다. 하우징 요소(317)는 테스트 대상(340)에 연결되는 인터록 요소(319)를 포함하여, 처리 유닛(330)에의 전기 피드백 루프 연결(318)에 의한 테스트 대상(340)으로의 접촉을 보장한다. 하우징(317)이 테스트 대상(340)과 분리된다면, 처리 유닛(330)으로의 신호는 여자 시스템(313)의 트리거를 정지한다. 검출된 신호는 컴퓨터의 디스플레이(335)에 디스플레이된다. 이 인터록 요소(319)는, 이 테스트 대상(34)과 이 하우징 요소(317) 사이의 거리를 측정하기 위해, 레이저 거리 센서와 같은 거리 측정 센서를 포함할 수도 있다.
도 8은 테스트 대상(440)을 테스트하기 위한 장치(400)의 제6 실시예를 도시하며, 이 제6 실시예는 앞서 기재한 실시예(도 5 내지 도 7)의 추가 실시예를 기본적으로 기재한다. 게다가, 장치(400)의 기능은 도 2 내지 도 7과 앞서 기재한 작동 원리에 기본적으로 기재되어 있다. 여자 시스템(413)과 광대역 검출 시스템(420)은 하우징 요소(417)에 배치되며, 광섬유 다발(416')을 통해 처리 유닛(430)에 연결된다. 하우징 요소(417)는, 여자 시스템을 광대역 검출 시스템으로부터 분리하기 위해, 예컨대 벽과 같은 분리 요소(443)를 포함한다. 여자 시스템(413)은 여자 파동(412)으로서 레이저 펄스를 생성하며, 레이저 펄스는 생성되어 그 후 초음파 펄스(412')로서 전파한다. 초음파 펄스(412')는 흡수되어 테스트 대상(440)의 제1 표면(442)에서 초음파 파동(421)으로 변환되거나, 테스트 대상(440) 내에서 흡수재(441)에 의해 흡수되거나 한다. 분리 요소(417)가 기생파, 예컨대 구조-기인 파나 에어본 파가 제1 표면(442)으로부터 광대역 검출 시스템(420)에 도달하는 것을 방지한다. 하우징 요소(417)는 슬라이드 접촉과 같은 접촉 요소(419)를 포함하며, 이러한 접촉 요소(419)는 테스트 대상(440)에 연결되어, 처리 유닛(430)에의 전기 피드백 루프 연결(418)에 의한 테스트 대상(440)에의 접촉을 보장한다. 하우징(417)이 테스트 대상(440)으로부터 멀리 움직인다면, 처리 유닛(440)으로의 신호는 여자 시스템(413)의 트리거를 정지한다. 검출된 신호는 컴퓨터의 디스플레이(435)에 디스플레이된다. 이 접촉 요소나 인터록 요소(419)는, 이 테스트 대상(340)과 이 하우징 요소(317) 사이의 거리를 측정하기 위해, 레이저 거리 센서와 같은 거리 측정 센서를 포함할 수도 있다.
장치(10, 100, 200, 250, 300, 400)의 실시예에서, 펄스 레이저는 열음향 전송기로 교체될 수 있다. 열음향 전송기는, 금속화된 유리 표면의 단시간 가열과 그에 따른 주변 기체 분자의 유도 움직임에 의해 초음파 펄스를 생성한다. 열음향 전송기는 1μs의 신호 지속기간 최소치를 갖는 “디랙(Dirac)-형상”의 짧은 광대역 초음파 펄스를 방출한다. 방출된 펄스는 단일 펄스나 펄스 시퀀스일 수 있다. 이들 펄스는 기체를 통해 테스트 대상 내로 전파한다. 다음의 신호 처리는 도 1 내지 도 8의 기재를 따른다.
청구범위 및 부호의 설명이 본 개시의 일부이다.
10: 장치 11: 변조기
12: 여자 파동 12': 광대역 초음파 펄스
13: 여자 시스템 16: 단일 광섬유
16': 광섬유 다발 20: 검출 시스템
21: 초음파 파동 30: 처리 유닛
35: 디스플레이 40: 테스트 대상
41: 소재 결함 42: 제1 표면
43: 제2 표면 100: 장치
111: 변조기 112: 여자 파동
112': 광대역 초음파 펄스
113: 여자 시스템 120: 검출 시스템
121: 초음파 파동 122: 반사된 초음파 파동
130: 처리 유닛 135: 디스플레이
140: 테스트 대상 141: 소재 결함
142: 제1 표면 143: 제2 표면
200: 장치 212: 여자 파동
212': 광대역 초음파 펄스
213: 여자 시스템 214: 레이저 빔
215: 광학 장치 216: 단일 광섬유
216': 광섬유 다발 217: 의료 장치
218: 결합 에이전트 220: 검출 시스템
221: 초음파 파동 235: 디스플레이
240: 테스트 대상 241: 흡수재
250: 장치 243: 여자 시스템
244: 레이저 빔 245: 갈바노미터 미러 시스템
246': 광섬유 다발 300: 장치
312: 여자 파동 312': 광대역 초음파 펄스
313: 여자 시스템 317: 하우징 요소
318: 피드백 루프 연결 319: 인터록 요소
320: 검출 시스템 321: 초음파 파동
330: 처리 유닛 335: 디스플레이
340: 테스트 대상 341: 흡수재
342: 제1 표면 400: 장치
412: 여자 파동 412': 광대역 초음파 펄스
413: 여자 시스템 416': 광섬유 다발
417: 하우징 요소 418: 피드백 루프 연결
419: 인터록 요소 420: 검출 시스템
421: 초음파 파동 430: 처리 유닛
435: 디스플레이 440: 테스트 대상
441: 흡수재 442: 제1 표면
443: 분리 요소 L-L"': 펄스 당 상이한 길이
P, P': 각 펄스 사이의 상이한 휴지 기간

Claims (15)

  1. 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440)을 테스트하기 위한 장치(10; 100; 200; 250; 300; 400)로서,
    상기 테스트 대상에 광대역 초음파 펄스를 생성하기 위한 여자 시스템(excitation system)(13; 113; 213; 243; 313; 413), 상기 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440)에서의 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')를 통해 생성되며 상기 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440)에 의해 방출된 초음파 파동(21; 121; 221; 321; 421)을 검출하기 위한 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420), 및 검출된 상기 초음파 파동(21; 121; 221; 321; 421)을 처리하기 위한 처리 유닛(30; 130; 330; 430)을 포함하며, 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)은 열음향 방출기나 펄스 레이저 중 하나이고, 상기 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)은 광대역 검출 시스템이며, 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)은 상기 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')를 변조하기 위한 변조기(11; 111)를 포함하는, 장치(10; 100; 200; 250; 300; 400).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 처리 유닛(30; 130; 330; 430)은 기준 신호와 방출된 초음파 파동(21; 121; 221; 321; 421) 사이의 상관을 수행할 수 있으며, 바람직하게는 상관 지수를 계산할 수 있으며, 상기 기준 신호는 바람직하게는 생성된 상기 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')이고, 상기 처리 유닛(30; 130; 330; 430)은 바람직하게는 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413) 및/또는 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)과 연결되며, 특히 상기 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')는 코드 시퀀스의 형태이며, 특히 시간 코드 시퀀스, 바람직하게는 골레이(Golay) 코드 시퀀스 또는 바커(Barker) 코드 시퀀스인 것을 특징으로 하는, 장치(10; 100; 200; 250; 300; 400).
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)은 적어도 제1 멤브레인 자유 마이크, 특히 광학 마이크를 포함하고, 바람직하게는 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)은 여러 파장을 방출하는 하나의 펄스 레이저이며, 대안적으로 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)은, 단일 파장을 각각 방출하는 여러 펄스 레이저를 포함하며, 대안적으로 또는 상보적으로 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)은 멤브레인 자유 마이크, 특히 광학 마이크의 어레이, 바람직하게는 2차원 어레이를 포함하는, 장치(10; 100; 200; 250; 300; 400).
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)은 적어도 제2 멤브레인 자유 마이크, 특히 광학 마이크를 포함하고, 상기 제1 멤브레인 자유 마이크와 상기 제2 멤브레인 자유 마이크는, 비-평행으로, 특히 적어도 10°의 각도 하에서, 바람직하게는 적어도 45°의 각도 하에서, 특히 서로 직교하게 상기 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440)에 관하여 배치되는, 장치(10; 100; 200; 250; 300; 400).
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치(10; 100; 200; 250; 300; 400)는, 바람직하게는 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)과 광섬유 다발(16'; 216'; 416')을 통해 연결되는 여자 헤드를 포함하고, 상기 광섬유 다발(16'; 216'; 416')의 광섬유들은 어레이로, 바람직하게는 2차원 어레이로 상기 여자 헤드에 배치되고, 더 바람직하게는, 상기 장치(10; 100; 200; 250; 300; 400)는 적어도 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)을 차폐하는 하우징 요소(217; 317; 417)를 포함하는 반면, 상기 하우징 요소(217; 317; 417)는 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)을 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)으로부터 분리하기 위한 분리 요소(443)를 특히 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치(10; 100; 200; 250; 300; 400).
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)과 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)은, 피치-캐치(pitch-catch) 모드에서의 측정이 행해질 수 있도록 배치되거나 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)과 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)은, 펄스-에코(pulse-echo) 모드에서의 측정이 행해질 수 있도록 배치되며, 바람직하게는 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)이나 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420) 중 어느 하나가 상기 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440) 위에서 움직일 수 있거나 둘 모두가 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치(10; 100; 200; 250; 300; 400).
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)이 상기 여자 헤드에 배치되며, 바람직하게는 상기 광섬유 다발(16; 216'; 416')이 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)을 통해 인도되는 것을 특징으로 하는, 장치(10; 100; 200; 250; 300; 400).
  8. 특히 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 장치에 의해 수행되는, 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440)을 테스트하기 위한 방법으로서,
    - 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)으로 상기 테스트 대상에 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')를 생성하는 단계로서, 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413)은 변조되며 바람직하게는 열음향 방출기나 펄스 레이저 중 하나인, 단계,
    - 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)으로 상기 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440)에서의 상기 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')를 통해 생성되며 상기 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440)에 의해 방출된 초음파 파동(21; 121; 221; 321; 421)을 검출하는 단계, 및
    - 처리 유닛(30; 130; 330; 430)으로 검출된 상기 초음파 파동(21; 121; 221; 321; 421)을 처리하는 단계로서, 상기 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)은 광대역 검출 시스템인, 단계를 포함하는, 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 검출된 상기 초음파 파동(21; 121; 221; 321; 421)은 기준 신호와 상관되고, 상관 지수가 계산되고, 상기 기준 신호는 바람직하게는 생성된 상기 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')이거나 기준 대상으로부터 획득한 데이터이거나 상기 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440)의 기준점에서의 측정된 초음파 신호이며, 더 바람직하게는 상기 기준 신호는 상기 처리 유닛(30; 130; 330; 430)에 바로 결합되는, 방법.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서, 상기 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')는 코드 시퀀스, 특히 시간 코드 시퀀스 형태로, 바람직하게는 골레이 코드 시퀀스 또는 바커 코드 시퀀스 형태로 생성되는, 방법.
  11. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')의 여자는 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')의 나선형 패턴을 제공하기 위해 어레이로, 바람직하게는 2차원 어레이로 수행되고 및/또는 상기 초음파 파동(21; 121; 221; 321; 421)은 어레이로, 바람직하게는 2차원 어레이로 검출되며, 더 바람직하게는 상기 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')의 여자는 여러 파장을 방출하는 하나의 펄스 레이저에 의해 수행되며, 더 바람직하게는 상기 광대역 초음파 펄스(12; 112; 212; 312; 412)의 여자는 단일 파장을 각각 방출하는 여러 펄스 레이저에 의해 수행되는, 방법.
  12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 청구항 9에 기재된 방법의 단계들이 제1 측정점에 대해 행해지며 적어도 제2 측정점에 대해 반복되며, 각 측정점에 대한 상관 지수가 계산되며, 바람직하게는 각 상관 지수는 장치 상에, 바람직하게는 디스플레이(35; 135; 235; 335; 435) 상에 나타내지는, 방법.
  13. 청구항 8 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 펄스-에코 모드, 피치-캐치 모드 또는 투과 모드 중 하나로 수행되며, 바람직하게는 상기 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412') 및 상기 초음파 파동(21; 121; 221; 321; 421)은, 바람직하게는 푸리에 변환을 사용함으로써 스펙트럼 신호로 변환되며, 상기 스펙트럼 신호는 상관 지수를 제공하기 위해 서로 상관되는, 방법.
  14. 청구항 8 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테스트 대상에서의 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')나 상기 광대역 초음파 펄스(12'; 112'; 212'; 312'; 412')를 통해 생성되는 상기 초음파 파동(21; 121; 221; 321; 421)은 접촉 유를 통해 적어도 부분적으로 투과되며, 특히 상기 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440)의 온도가 측정되는, 방법.
  15. 청구항 8 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 여자 시스템(13; 113; 213; 243; 313; 413) 및/또는 상기 광대역 검출 시스템(20; 120; 220; 320; 420)이 상기 테스트 대상(40; 140; 240; 340; 440) 위에서 움직이는 동안, 수행되는, 방법.
KR1020217020579A 2019-01-04 2020-01-03 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치와 방법 KR20210127695A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19150400.0 2019-01-04
EP19150400.0A EP3677907A1 (en) 2019-01-04 2019-01-04 Device and method for testing a test object
PCT/IB2020/050025 WO2020141479A1 (en) 2019-01-04 2020-01-03 Device and method for testing a test object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210127695A true KR20210127695A (ko) 2021-10-22

Family

ID=65003256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217020579A KR20210127695A (ko) 2019-01-04 2020-01-03 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치와 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220050084A1 (ko)
EP (2) EP3677907A1 (ko)
JP (1) JP2022516551A (ko)
KR (1) KR20210127695A (ko)
CN (1) CN113260857A (ko)
WO (1) WO2020141479A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2019008279A (es) * 2017-03-02 2019-09-09 Abzac Canada Inc Sistema y metodo no destructivo y sin contacto en linea para detectar defectos en estructura de carton en movimiento.
EP3742757B1 (en) * 2019-05-22 2022-12-28 ams International AG Optical transducer and method for measuring displacement
US11933765B2 (en) * 2021-02-05 2024-03-19 Evident Canada, Inc. Ultrasound inspection techniques for detecting a flaw in a test object
WO2023211898A1 (en) * 2022-04-25 2023-11-02 University Of Utah Research Foundation System and method for sharpening the focal volume of therapeutic and imaging systems
CN115184463B (zh) * 2022-09-07 2022-12-02 广东工业大学 一种激光超声检测装置
CN115166050B (zh) * 2022-09-07 2022-12-02 广东工业大学 一种手持式激光超声检测系统及方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005024462A1 (en) 2003-09-10 2005-03-17 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Ultrasonic spatial compounding with multiple simultaneous beam transmission
US20070239002A1 (en) 2005-12-28 2007-10-11 Alam Sheikh K Superfast, High-Resolution Ultrasonic Imaging Using Coded Excitation
EP3173781B1 (en) 2015-11-25 2024-04-24 Xarion Laser Acoustics GmbH Airborne ultrasound testing system for a test object
US8210045B2 (en) * 2009-08-25 2012-07-03 James N. Caron Continuous laser generation of ultrasound
US8791414B2 (en) 2010-04-21 2014-07-29 Hermes Microvision, Inc. Dynamic focus adjustment with optical height detection apparatus in electron beam system
CN101869485B (zh) * 2010-06-23 2012-07-04 深圳大学 超声成像方法及装置
EP2525194A1 (en) * 2011-05-16 2012-11-21 Knowles Electronics Asia PTE. Ltd. Optical sensor

Also Published As

Publication number Publication date
US20220050084A1 (en) 2022-02-17
EP3677907A1 (en) 2020-07-08
WO2020141479A1 (en) 2020-07-09
JP2022516551A (ja) 2022-02-28
CN113260857A (zh) 2021-08-13
EP3906407A1 (en) 2021-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210127695A (ko) 테스트 대상을 테스트하기 위한 장치와 방법
CN107024542B (zh) 用于测试对象的机载超声测试系统
US6839496B1 (en) Optical fibre probe for photoacoustic material analysis
US8976365B2 (en) Interferometric material sensing apparatus including adjustable coupling and associated methods
US20050150309A1 (en) Blood flow velocity measurement
JP2010125260A (ja) 生体検査装置
US10352911B2 (en) Airborne ultrasound testing system for a test object
US20110102797A1 (en) Bioinformation acquisition apparatus
US8842290B2 (en) Interferometric sensing apparatus including adjustable coupling and associated methods
US8675204B2 (en) Interferometric material sensing apparatus including adjustable reference arm and associated methods
JPWO2007034802A1 (ja) 弾性粘性測定装置
JP2006208050A (ja) 生体画像化装置
US8675203B2 (en) Interferometric biological sensing apparatus including adjustable reference arm and associated methods
WO2012114730A1 (ja) 光音響計測装置及び光音響信号検出方法
US8675202B2 (en) Interferometric sensing apparatus including adjustable reference arm and associated methods
US8842289B2 (en) Interferometric biometric sensing apparatus including adjustable coupling and associated methods
JPH11271281A (ja) レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法
JP2014138883A (ja) 生体検査装置
JP2017192841A (ja) 生体検査装置
JP2020101480A (ja) 成分濃度測定装置
US20160183806A1 (en) Photoacoustic apparatus
JPS58140637A (ja) 光音響探触装置
Biagi et al. TOWARDS ULTRASONIC VIRTUAL BIOPSY
JPH09257756A (ja) 超音波検出装置及び超音波検出方法