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A: Hi I'am JunHwan Kim. Good to see youB: Nice to meet you, too, I'm chan-sik parkA: Do you take a class?B: Yes, i am. I look forward to working with you.a What's your major?B. l major in Mechanical engineering . What are you majoring in?a I'm Computer Engineering majorB. oh, I seea How old are you?B. l am 29 years old. What about you?a Oh~ really? You look younger.B. You too.a What year of collage are you in?B. I am now a senior.a So am I.B. How many credits did you sign up for this semester?a 21 Point. So. I'am busy every day. how about you?B. I've got a tough semester. I enrolled in 21 credit hours. I have 8 elective coursesa Oh, We have had a tough semester. Bring It on!B. Have you joined any clubs in college?a Sure. I have joined club activity.B. what is it?a DB lab is academic club that we study Database. Sadly, I can't concentrate club activity. Because my internship and class of dense timetable. I guess my important point study and internship when I am employed by company. Do you have club activity?B. I belong to a photography club .We have about 40 members. and Our photography club has 50 years of history.a that's great.where are you from?B. I live in Ansana Wow! that's so far.B. I am so tired . It takes 15minutes to subway station form home and 2hours to University by subway but like to go to school beacuase it' my last semester andI spend most of my time studying English in the library so I usually eat my lunch in the school cafeteria.What about you?a I live in incheon. but I usually live in KIST dormitory. I have a full time job. so i'm spend many times in KIST. do you have dinner today? I like studant restaurant's pork cutlet. Anyway, if it's not too personal, How many are there in your family?아 저는인천 살아요 그리고 저는 학교까지 3시간걸리지만 보통 키스트 기숙사에서 자곤하죠. 주간에 풀타임 잡이기 때문에 평소 학교에 자주 있지는 않지만 저녁은 학교식당을 자주이용해요. 여기 돈까스가 맛있거든요.그런데 가족은 어케되세요?B.There are four in my family, including my parents, sister and me.How about you?a: oh~ My mother, sister and me. My mother is a nuddle restaurant owner. my sister is a chinese translater. what does your family do?B.My father is an excellent electronic engineer and he works at LG company located in Daerim-dong in Seoul. Although he looks short, he is one of the strong men. My mother is a housewife. Sometime she cooking potato cake. They are delicious. My sister is 1 year younger than me, is working at department of human resources.a oh~ great. By the way, What does you do of the weakend?B. sometimes taking a picture of people and beautiful scene as a hobby. I sometimes go bowling with my friends but I don't do anymore because I study english in the library every weekend.what about you?a: last weakend, I just relaxed at home. because I felt so tired.my hobby is watching the american drama. I started watching last year. that's is useful and excting. how about watching the drama?B. oh sure. I hope so. Have you heard the news?a what news?B.The Transformers 3 opens two month from tonight. The genre of this film is a science fiction. The movie was awesome.a. oh really, I expect that watching movie.B. Which movies do you like better, comedies, horrors, Something?a. I love action. For example, falon. falon is a kind of prison film. The family man Wade Poter who unintentionally kills a burglar that had broken into their house in the middle of the night on his lawn. he's go to the prison and meet prisoner Jone Smith. The movie story is Wade and Jone's friendship.B.oh ~ interestinga what is your favorite genre?B. I like science fiction films, as a matter of fact. And I love Transformers. I just love meganfox. She is really a desirable woman so She was very similar to my dream girlsb.oh i'm hungry. Where did you have lunch today?a I had lunch. I guess you had have not a lunch. are'nt you?b: Yes,I still haven't had lunch. I'm very hungryWould you like cafeteria food taste today?.a I had delicious kimch bibimbap. hm. I wish I make bibimbab. Do you know how to make kimchi bibimbap?b. sure.1/2 cup packed Bae Choo Kim chi (pickled nappa cabbage),cut into small pieces, squeezed1 cup cooked rice2 green onions1 slice ham (any kind of ham or sausage works)4 tbsp vegetable oil1 tsp sesame seedssaltpapperHeat the pan, add oil.Put kimchi in, fry until translucent.Add ham and rice, keep stir.When all ingredients are well mixed, finish with sesame seeds.Salt and pepper to taste.a oh you so kind. Thank you.b. shall we have dinner after class?a ok. my pleasureB. okay, Please give me a number where I can reach youa 010-2360-4636. That's my number.B. okay , I'll see you soona: bye.

인문/어학| 2011.04.10| 5페이지| 2,000원| 조회(136)

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영어회화가족소개

`Park` is my family name and `chan-sik` is my first name. My major is Mechanical Engineering. I am now fourth grade of University.I was born on November 22, 1983. I am 29 in Korean ageI was born and rasied in Bucheon-si and moved to Ansan before I started college.I live there with my parents and sister. Now, let me introduce my family. There are 4 in my family. My father , mother, sister and me. And My father met my mother atcafe about 30years ago. I don`t know in detail well my parents` love story. but My mother got pregnant when she married father and she was only 20.

인문/어학| 2011.04.10| 1페이지| 1,500원| 조회(598)

영어회화, 영어가족소개, 영어회화표현법100가

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Lamb-EMAT을 이용한 박판에서의 Lamb파 발생과 비파괴탐상 응용

Lamb-EMAT을 이용한 박판에서의 Lamb파 발생과 비파괴탐상 응용1. (서론)목적EMAT(electromagneitic-acoustic transducer)는 비접촉식초음파탐촉자로 초음파의 송수신을 위하여 접촉매질이 필요하지 않기 때문에 탐촉자를 시험 대상체 표면을 따라 이동하면서 결함검출이 가능하며, 코일의 설계와 배열에 따라 표면파와 판파등 원하는 모드의 유도초음파를 손쉽게 송신할 수 있기 때문에 두께가 얇은 배관의 탐상에 알맞은 초음파 탐촉자이다.EMAT은 비접촉 측정이 가능한 초음파센서로 1970년 후반부터 1980년대 전반에 걸쳐 연구가 활발히 진행되었다. 구조는 간단하며 도체 내에 바이어스 자장을 주는 영구자 석 또는 전자석과 진동자장 및 와전류를 여기 하는 코일이 있다. 발생되는 파의 모드에 따라 자석이나 코일의 형상이 다르다. 그러나 비접촉성이라고 하는 중요한 장점을 가지고 있지만 압전탐촉자를 대체하지는 못했고, 1980년대 후반 이후에는 연구가 더 이상 진행되지않았다. 그이유로 2가지가있는데 변환효율이 매우낮다는것과 이전의 EMAT는 압전탐촉자에 비해 40dB이상감도가 떨어져(측정조건에 따라다룰수있음)탐상등 실용적인 용도로는 거의 사용할 수가 없었다. 또 한 가지는 강자성체에 대한 작동원리가 완전이 이해되지 못했다는 것이다. 비자성체의 경우 EMAT는 금속 내 전자의 움직임인 로렌츠힘에 의해 초음파 음원을 발생하지만, 강자성체의 경우 이 외에 자왜나 자화라고 불리는 효과가 복잡하게 생긴다. 이 때문에 EMAT을 최적설계 하는 것이 불가능하고 최근 계측기기나 신호처리 기술의 진보와 함께 변환효율이 낮은 것은 상당히 개선되어 왔다. 특히 , 발전설비나 항공기와 같은 높은 실뢰에서 내부부식은 가장 경계해야할 잠재적인 결함 중에 하나이다. 내부 부식은 강배관의 내부 면이나 항공기 날개에 사용되는 알루미늄 판의 뒷면에 발생하여 두께 감육의 원인이 된다. 내부 부식은 구조물의 외부에서는 관찰이 되지 않기 때문에 이러한 결함을 검출하고 정량화할 다양한육을 추정하는 비파괴시험을 통해 비접촉 비파괴탐상의 기술을 습득한다.2. 이론(1)EMAT에 의한 유도초음파발생EMAT에 의한 초음파 발생 및 수신은 3개의 메카니즘으로 설명 할수 있다. 첫째 발신효율과 수신효율의 바이어스 자속밀도에 비례하는 로렌츠 효과, 둘째는 바이어스 자화에 비례하는 자화효과, 셋째 자왜정수에 존재하며 자왜효과는 강자성체에 존재한다.도체가 전기장내에 놓이면, 도체내의 이온들을 전기장애 의한 영향과 전자들의 충돌이 일어난다. 전기장내에서 이온들은 전자들과 반대방향으로 운동하며, 전다들과의 충돌에 의해 운동에너지를 전달 받는다. 이러한 운동에너지 전달에 의한 힘은 전기장에 의해 받는 힘의 크기와 거의 같고 방향만 반대이므로 전기장내에서 받는 힘은 무시할수 있다. 이러한 운동에너지 전달에 의한힘은 전기장에 의해 받는 힘의 크기와 거의 같고 방향만 반대이므로 전기장내에서 받는 힘은 무시할수 있다. 그러나 자기장가 전기장내에 있는 도체에 가해지면 도체내의 전자들과 이온들은 식(1)과같이 로렌츠 힘을 받게된다.EMAT을 도체에 접근시키면 도체는 자화되고,코일에교류전류를 통과시키면 공기 중에 자기장을 형성하여 도체표면을 거쳐 도체내에 자기장이 발생한다.도체내의 자기장은 Maxwell 방정식과전자기전경계조건에의해 구할 수 있다.도체내의 자장H는 바이어스 자장과 작용하는 합성 체적력 f로 구한다. f는 로렌츠 힘(,자화력,자왜력의 합성력이며 , 각각 다음의 식으로 표현 된다.(1),,여기서,는 도체 내에 발생하는 와전류 이며, 변위전류를 무시한 Maxwell방정식,로부터 얻어진다. e는 자왜 정수 텐서로서 자장 Hk에 의해 발생하는 자왜 응력로 식(4)와같다.또한, 합성 체적힘 f의 운동방정식은 다음과 같다.여기서, u는 초음파입자의 변위이며, T는 응력텐서이다.EMAT에 의해 자화된 영역에 초음파가 들어오면 도체내의 자장은 초음파 변위 u로 설명되고, 이것으로부터 부가적인 전자장 E와 B가 도체내에 작용 된다.여기서, J는 전류밀도,는 전기전도율,는 투며, p와q는 아래의 식으로부터 얻어진다.식(2)와(3)에서,k는 파수이며,는 각주파수,은종파속도,는 횡파속도이다.식(1)로부터 수치적인 판의 분산선도를 얻을수 있다.판에대한위상속도와 군속도 분산선도를 보여준다. 그림에서는 위상속도,는 군속도,는 주파수,d는 판의 두께이다.유도초음파를 이용한 판의 두께 감육의 검출은 판의 두께 d에따른 파의 분산거동의 읜존성에 기초하고 있다. 특히, 전파모드의 위상속도 및 군속도와 주파수의 관계에 따라 두께가 평가되어 질수있다.일정한 두께를 갖는 판에서는 협대역 신호의 위상속도에 의해 실험적으로 모드를 선택 할수 있다. 위상속도는 EMAT의 파장과 임피던스 매칭에 의해 선택할 수 있다. 대안적으로 발생주파수의 변환을 이용하면 다른모드들을 가진시킬 수있다. 두께 감육의 정량적인 검출을 위해서는 각각의 조건에서 전파모드의 특징을 관찰해야 한다. 본 연구에서는 이러한 전파모드의 특징으로 모드컷오프, 군속도 변화를 이용하여 두께 감육을 검출하고자, 접촉매질을 사용하지 않는 비접촉식 기법에 의해 유도초음파 검사를 시도 하였다.(3)Lamb-EMAT의 원리와 특징Lorentz 힘을 이용하는 EMAT는 금속재료 표면에 와전류를 형성하기 위한 코일과 정자기장을 부가하기 위한 자석으로 구성되어 있다. 표면 근처에 놓인 코일에 교류전류를 흘려주면 재료 표면에는 와전류 J가 유도되며, 여기에 정자기장 B를 가하면 재료 표면의 입자들은 Lorentz 힘F를 받는다. 코일에 흘려주는 전류는 교류이므로 표면에 유도되는 와전류는 시간에 따라 방향이 바뀌고 이에 따라 힘의 방향도 시간에 따라 바뀐다. 이와같이 시간에 따라 바뀌는 힘에 의해서 표면의 입자들은 진동하게 되며 이 힘이 초음파를 발생시킨다. 와전류와 정자기장이 벡터양이기 때문에 힘의 방향은 항상 와전류와 정자기장에 상호 수직되는 방향이다.Lamb-wave와 표면파는 다른 모드지만 전자초음파 센서로는 전파된 파의 반 파장 간격 마다 180°반전한 힘을 주는 것을 기본원리로 한다. 따라서 동일구조의AT의 자석과 코일의 배치에 따른 Lamb파의 전파원리를 보여주고 있다.사용된 EMAT은 Meander형 코일이며, 코일간격에 따른 파장이 4.06mm와 10.16mm로 각 한 쌍의 송/수신자이다. EMAT은 시험체에 비접촉으로 시험이 가능하고 코일과 시험체 사이의 리프트오프(lift-off)는 다음 식으로 정의되는 신호강도에 영향을 받는다.여기서, S:리프트오프(gap)의 함수인 신호강도,:리프트오프가 없는 상태에서의 신호강도, g:시험체 표면으로부터의 리프트오프 또는 갭, D:코일간격이다.EMAT의 특징으로는 첫째는 비접촉식으로 표면처리가 불필요하고 녹이나 도막에 영향을 받지 않기 때문에 이것이 가장 중요한 장점이라 생각되지만, EMAT으로 가능한 리프트오프는 최고10mm 정도이고 보통 5mm 이하의 리프트오프에서 작동한다. 이 점에서 대해 서는 광학적 기법, 레어저-초음파법 등 다른 비접촉 기법에 비해 우수하지 못하다. 두 번째는 초음파 감쇠의 절대값 및 위상속도를 제공한다는 것이다. 초음파의 감쇠라는 것은 초음파가 전파하면서 재료 내에서 소실되는 에너지의 비율로 재료내부의 각각의 정보를 제공해준다. 결정립의 직경이나 전위 구조 등이 그 예이다. 재료 내의 에너지 손실량은 일반적으로 적고 종래 접촉형의 측정에서는 다른 요인에 의한 에너지 손실, 에를 들면 센서 내에서의 손실이나 센서와 음향결합재의 경계에서 반사 투과에 의한 손실이 커 이것을 상회 하기 때문에 감쇠의 절대값 측정이 매우 곤란하였다. EMAT의 낮은 변환 효율은 역으로 생각하면 초음파의 에너지를 거의 소모하지 않는 것으로 감쇠 측정에는 중요한 장점이다. 또 측정 시료가 음향성에 독립하기 때문에 시료 내에서 초음파 공명을 만드는것이 가능하고 공명주파수를 통하여 위상속도를 측정하는것이 가능하다. 세 번째 장점은 EMAT이 아니면 발생할수 없는 모드의 초음파가 존재 한다는 것이다. 후에 기술하는 축대칭 SH파가 그대 표적인예이다. 자석과코일의 기하형상을 적당히 선택하는것에 의해 다양한 모드의 초음발생기, 게이트증폭기, 수신필터기 및 수신증폭기의 세부장치들로 구성되며 연속파신호를 원하는 사이클수에 맞게 이트증폭기로 잘라내어 톤버스트(tone-burst)파를 발생시킴으로써단일 사이클을 갖는 일반적인 펄스형 초음파신호에 비해 협대역(주파수성분이특정 중심주파수로 집중되는)신호의 송수신이 가능하다. 따라서 유도초음파실험과 같이 주파수에 따라 초음파 모드가 민감하게 변화하는 초음파실험에서 특정의 초음파모드신호를 선택적이고도 효율적으로 송수신하는데 매우 효과적인 장치이다. 또한 최대 전기출력이 1kW까지 가능한 고출력장비이므로 일반 펄스형초음파탐상기보다 큰 진폭의 초음파신호를 발생시켜 신호대잡음비를 개선시켜민감한 신호를 송수신할 수 있다. 이 장치는 PC를 통해 제어 및 데이터송수신이 이루어지며 PC내에 내장된 선택메뉴중 핵심적인 항목들은 출력신호의 중심주파수, tone-burst형신호의 사이클수, Gated 진폭, 펄스반복주기, 수신신호의주파수필터링을 위한 주파수 상하한(Low/High pass filters)등이다. 이중에서특히 사이클수는 Gated 진폭과 함께 장비의 전기출력을 결정하는 인자이며 따라서 음파변환기에 지나친 부하가걸리지않도록조심스럽게선정하여야한다.⑤ Lamb-EMATLamb-EMAT은 그림7과 같은 구조로 자석과 코일이 구성되어 있으며 전자기적으로 재료내부에 Lamb파를 송신 또는 수신할 수 있는 센서이다. 표3은 실습에 사용되는 Lamb-EMAT의 모델별 특성을 나타낸다.⑥ 두께감육 결함 시험편시험편은 알루미늄 박판으로 두께는 2mm이며, 크기는 1200mm ×400mm이다. 시험편에는 3개의 깊이가 다른 모의 내부 부식결함이 기계가공으로 제작되었다. 결함의 면적은 50mm×50mm이며 각각 판두께의 10%, 20%, 30%의 두께 감육비를 갖는다. Fig. 5는 시험편의 치수와 사진을 보여준다.군속도를 이용한 실험방법그림 와 같이 ① 9 알루미늄 박판에 대한 Lamb파의 위상속도 분산선도와Lamb-EMAT의파장의관계로부터 탐상에 이용할 La인한다.

공학/기술| 2008.12.18| 16페이지| 2,000원| 조회(440)

자기장, 도체, 전기장, 의해, 자장

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재료특성평가

재료특성평가1. (서론)목적음파가 전파하는 속도를 음속이라 부른다. 초음파탐상시험에서 결함위치를 정확히 구하기위해 , 또 정확한 두께를 측정하기 위해서는 시험체의 정확한 음속측정이 불가결한 요소이다. 시험체의 탄성율, 밀도, 포아송비등의 물성치나 응력이 변화하면 음속도 변화하기 때문에 음속을 아는것에 의해 시험체 재질의 판별, 결함의 검출 및 잔류 응력측정 등이 가능하게 된다. 여기서는 음속을 정확히 측정하는 방법에 대해 실습한다.2. 이론초음파가 매질중을 전파하는 속도, 즉 음속C는 다음의 탄성매질의 정수로 표시 된다.여기서, 포아송비를 고려한 종파속도,횡파속도는 다음 식으로 표시 된다.여기서, E는 영율(Young's modulus),는 포아송비(Poisson's ratio), k는 체적 탄성계수(shear modulus),u는 Lame constant 이다.표면파의 음속은 Bergmann의 근사식으로부터 다음과같이 표시 된다.종파속도와 횡파속도의 비는 포아송비에 따라 다르나 종파속도의 약1/2정도이다. 표면파의 속도역시 포아송비에 관계하나 횡파속도의 약 90%정도이다. 판파의 속도는 주파수와 판의 두께에 따라 다르게 변화한다.또 판파에는 위상속도 (phase velocity) Cp와 실제의 펄스가 전파하는 군속도(group velocity)가 있다.,다음 식으로부터 포아송비와 탄성계수 등의 재료특성치를 평가할 수 있다.,음속측정법에는 다음의 방법들이 있다.(1)Singaround법이 방법은 그림 1.1과 같이 시험체 내부를 전파후 수신된 초음파 펄스를 증폭,성형하고 이것을 feed back 하여 다음 초음파 펄스를 트리거 한다. 이것을 반복하면 트리거주기가 초음파의 전파시간과 전기계의 지연시간의 합으로 자동적으로 정해지기 때문에 그 반복주파수를 카운트하는 것에 의해 전파시간을 구한다. 다시 말해, 그림 1.1에서 시험체의 두께L을 전파하는 시간.전기계에서의지연시간을라 하면 카운트 되는 1초간의 반복펄스수 F는 아래 식으로 주어진다.그림 1.1 singaround 법의 음속측정계F=1/t=1/(보통 tLtC의조건을 만족하기 때문에는 생략되어 F=1/=C/L 또는 C= FL가 되고 음속이 구해진다. 본방법에는 펄스가 측정계 내를 돌기 때문에 Singaround라 불리고 있다 . singaround횟수가 많을수록 측정정도는 향상한다. 예를 들면 ,1왕복 10us의 전파시간을 10MHz의 clock으로 측정하면 정도는이나 이 전파시간을 10회적산하면 측정정도는 10으로 향상된다.(2)펄스에코 오우버랩법펄스에코 오우버랩법 은 그림 6.1.2와 같이 초음파 펄스를 여기하는 트리거신호와 오실로스코프의 외부 트리거신호를 주기를 같게 하고 양쪽의 트리거신호를 발생시키는 구형파 발진기의 주파수를 조정하여 2개의 ㅇ코를 오실로스코프상에 정확히 중첩시킨다. 이때의 트리거신호의 반복주파수F를 카운터를 측정하면 왕복시간 T는 1/F로 산출되고 시험체의 두께L과 T로부터 음속(2L/T)이 구해진다.본방법에는 2개의 에코를 중첩시켰을 때의 측정자의 기능이 측정정도에 영향을 미치나 어느 정도의 숙련을 쌓으면 고정도(0.05% 이상)에서의 측정이 가능하다. 또 에코의 중첩을 자동화한 디지털에코오버랩법을 이용하면더욱 측정도가 향상한다.그림1.2 펄스에코오우버랩법의 음속측정계(3)누설탄성표면파를 이용하는 방법(a)직접반사파와누설탄성표면파의간섭 (b)v(z)곡선그림1.3 누설탄성표면파를 이용한 음속측정법그림 1.3(a)과같이집속형빔을디포커스(defocus)하여시험체에 입사시키면 빔중심축을 전파하고 시험체 표면D에서 직접반사하여 되돌아오는 에코와각도로 입사하고 A점(또는 B점)에서누설탄성표면파로 파동변환되고 다시 B점(또는A점)에서 변환되어 수신되는에코와간섭한다.따라서,탐촉자를상하방향(Z방향으로주사하면 그림(b)과 같은 V(Z)라 불리는 곡선이 얻어진다.이V(Z)곡선상의dip간거리Z,주파수f,매질(물)의 음속및 누설탄성표면파의 음속와의 사이에는 식 1.1의 관계가 있다.(1.14)여기서,와 F및의값으로부터를구하는것이 가능하다. 본 방법에 의한 음속측정은 초음파현미경에 특히 이용 되고 시험체 표층부의 음향이방성, 박막의 두께게측, 가공변질층의 두께계측 및 잔류응력의 측정 등에 응용되고 있다.3. 실험장치 및 실험방법(1)초음파계측시스템을 이용하는 방법음속은 초음파의 종류나 초음파가 전달되는 물체의 종류에 의해 거의 결정된다. Steel내 종파의 초음파의 음속은 약 5900m/s 이다. 초음파 탐상기의 횡축은 시간을 나타내며 음속이 일정하면 거리를 나타내게 된다. 따라서 STB-A1과 같이 강제품이면 결함에코의 빔진행거리를 음속비로 보정하여 결함위치를 추정할 필요가 있다. 이 때문에 시험체내를 전파하는 초음파으 음속을 미리 측정하여 놓을 필요가 있다.(a) 실험실습과제탐상기를 사용해서 시험체의 종파음속을 측정한다.(b) 실험기기 및 시험체그림 1.4는 펄스 반사식 디지털 초음파 탐상기를 이용한 음속 측정시스템을 나타내고 있다. 실험기기에 제원은 다음과같다.1.Ultrasonic flaw detector(USD15, 35MHz :digital,Krautkramer)2.Normal probe: 5MHz(B5C10N, wideband :Krautkramer) 4MHz(MB4S,narrowband : Krautkramer)3.Digital storage oscilloscope (Lecroy 9374M)4. A/D converter :２GHZ(GAGE CS 2125)5.시험체 : 알미늄합금시험편, 스테인레스강시험편(판 두께 5mm, 10mm step형시험편)계측시스템의 신호 흐름도는 탐촉자의 수신된 초음파 파형이 초음파탐상기에서 A-scan mode로 표시된다. 이수신된 초음파 신호는 컴퓨터와 RS232C 방식으로 인터페이스 되고 실시간(real time)을 A-scan 표시가 가능하도록 소프트웨어를 구축한다.

공학/기술| 2008.12.18| 7페이지| 1,000원| 조회(283)

음속, 그림, 방법, 초음파, 펄스

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유도초음파

유도 초음파1. (서론)목적유도초음파는 구조물의 판재 및 배관재의 접합부나 용접부를 검사하는 효율적인 기법으로 부각되고 있다. 가공중인 항공기의 판재나 발전설비의 배관은 유도초음파 검사를 적용하기에 이상적인구조체이다. 이와같은 연구의 결과로 최근 가동중인 항공기에 판파를적용한 사례가 보고 되고있다.실험에서 모의부식과실제로 부식된알루미늄판에 유도초음파를적용한 실험에서, 판의두께감육으로인해 전파하는 판파모드의 포드컷오프,군속도,음압통과/반사율과같은다양한파라미터들이민감하게 반응함을 증명한다.유도초음파를 이용으로 본 실습을 통하여 측정된 모드들 중 가장최적의모드를 선정하고 선정된 모드를 시험체에 전파시켜 pulse-echo 방법으로시험편의끝단신호를검출하고, pitch-catch 방법을이용하여결함신호를검출하는것이다2. 이론1) 유도초음파의 정의유도초음파를 발생시키는 여러 가지 방법중 그림 1과 같이 종파를 이용하여 경사로 입사할 때 판 내부에서 종파와 횡파가 발생하여 반사, 굴절그리고 모드변환을 일으키며 판을 따라 전파된 후 새로운 형태의 파가 생성되는데 이를 유도 초음파라 한다.2) 유도초음파의 분산 선도유도초음파의 발생은 피검사체가 구조물의 두께에 비해 주파수와 재료상수(종파 및 횡파속도)로부터 계산된 종, 횡파형 부분 파동 모드의 파장이 무시될 수 없거나 더 크게되는 경우에 가능하게 되며, 이는 주파수와구조물의 곱인 fd값(f ; 주파수[MHz] d ; 두께[mm])의 범위로 결정된다. 일반적으로 금속재질 피검사체의 경우는 fd값의 범위가 0.1 에서 10.0 MHzmm 내외인 탐상조건하에서 유도초음파를 발생시켜 비파괴검사를 수행하게 된다. 그림 2은 자유표면경계조건하의 재료에 따른 발생가능한 유도초음파의 위상속도 분산곡선과 군속도 분산곡선을 나타낸다. 두께와 주파수가 주어진 평판에 유도초음파를 입사시키면 그림 2과 같이 여려가지 모드가 발생한다. 이러한 모드들은 그림 3에서와 같이 대칭형 및 비대칭형의두 가지 기본형을 가진다.유도초음파의 각 모드는 해당 fd범위에 따라 차이는 있으나 일반적으로 위상속도가 주파수에 따라 변화하는 분산성을 갖고 있으며, 그 분산적 특성이 주파수나구조물의 두께에 대해 매우 민감하게 변화하게 된다.3. 실험장치 및 실험방법(2) 실험장치 및 방법1) 실험장치기본적인 실험장치의 구성도는 그림 4와 같다.a) 초음파탐촉자본 실습에 사용될 초음파 탐촉자는 수직탐촉자로 종파를 재료내로 가진시킬 수 있다. 그림 1과 같이 수직탐촉자를 웨지를 이용하여 경사로종파를 입사시키면 해당주파수와 재료의 두께에 의해 박판의 길이방향으로 전파하는 도초음파를 발생 시킬 수 있다. 그림 5는 실습에 사용될탐촉자와 웨지를 나타내고 있다.b) 펄서/리시버일반적으로 유도초음파를 가진 시키기 위해선 톤 버스트(tone burst) 시스템이 사용되어지고 있으며 그림 6에 나타낸 이 시스템은 다른 초음파 장비보다 높은 출력과 트랜듀서를 다양한 주파수로 가진 시켜줄 수 있다. 본실습에서 사용하는 고출력 초음파송수신기(RAM 10000)는 크게 연속파신호발생기, 게이트증폭기, 수신필터기 및 수신증폭기의 세부 장치로 구성되며 연속파신호를 원하는 사이클수에 맞게 게이트증폭기로 잘라내어Tone-burst파를 발생시킴으로써 단일 사이클을 갖는 일반적인 펄스형 초음파신호에 비해 협대역(주파수성분이 특정 중심주파수로 집중되는) 신호의송수신이 가능하다. 따라서 유도초음파실험과 같이 주파수에 따라 초음파모드가 민감하게 변화하는 초음파실험에서 특정의 초음파모드신호를 선택적이고도 효율적으로 송?수신하는데 매우 효과적이다. 또한 최대 전기출력이 1Kw까지 가능한 고출력장비이므로 일반 펄스형 초음파탐상기보다 큰진폭의 초음파신호를 발생시켜 신호대잡음비를 개선시켜 민감한 신호를송?수신할 수 있다. 본 장비는 PC를 통해 제어 및 데이터송수신이 이루어지며 PC내에 내장된 선택메뉴중 핵심적인 항목들은 출력신호의 중심주파수, tone-burst형신호의 사이클수, Gated 진폭, 펄스반복주기, 수신신호의 주파수필터링을 위한 주파수 상하한(Low/High pass filters)등이다. 이중에서 특히 사이클수는 Gated 진폭과 함께 장비의 전기출력을 결정하는 인자이며 따라서 초음파변환기에 지나친 부하가 걸리지 않도록 조심스럽게 선정하여야한다. 사이클수의 증대는 유도초음파신호의 진폭을 증가시켜주나가진주파수에 따라 최적의 사이클수는 차이가 있을 수 있으며 본 실습의경우에는 2-10회의 반복 사이클이 되도록 tone-burst입력파형을 선정한다.Gated 진폭역시 PC 모니터상의 단위가 mV로 정의되어 있는데 이 값이1.2-1.5사이가 되는 범위에서 출력조절을 하였다. 주파수필터링은 0.5-10MHz사이로 하여 본 유도초음파탐상에 주로 활용될 중심주파수는 0.5~2MHz의 범위에 있도록 설정하며, 펄스반복주기는7-50kHz이다..고출력초음파 발생용 입력전기신호 감쇠기 (3단 감쇠기능보유:6dB,12dB,12dB)는고출력초음파송수신기로부터의 출력전기신호의 진폭은내장된 함수발생기의 수 Volt신호가 수백 Volt로 증폭된 상태이며 따라서 이 같은 고진폭의 전기신호에 의한 초음파변환기의 과부하를 방지하기 위해 3단의 감쇠기가 송수신기외부에 장착된다. 이를 통해, 실험조건에 따라 변환기로 보내지는 입력신호의 진폭을 조절하여 최적의 실험조건을 설정하도록 하였으며, 본 실습에서는 대부분 1단(6dB)와 2단(12dB)의 감쇠기능을 해지한 범위에서 실습을 수행한다.전기신호 diplexer는 감쇠기로부터의 전기신호를 초음파변환기로 보내기전에 전기회로상의 분깃을 만들어주는 기능을한다. 펄스반사법을 활용할경우는 diplexer에 연결된 단일 변환기의 신호를 수신증폭기로 전달해주는단자에 연결된 케이블로 전달하여주는 기능을 한다. 이와 함께,diplexer내부의 전기적 입출력신호를 다단형으로 증폭 및 감쇠시킬 수 있는 기능을함께 갖고 있다.수신초음파신호 증폭기 (3단 증폭기능보유: 20dB, 30dB, 40dB)는 펄스반사법의 경우는 diplexer로부터 또는 송수신법의 경우는 별도의 수신변환기로부터 산란된 초음파신호를 수신하여 증폭하는 역할을 한다. 20, 30,의 단 증폭기능을 40dB 3 갖고 있으며 이를 통한 신호는 다시 고출력초음파송수신기에 내장된 송신기와 필터를 거쳐디지털오실로스코프상에서관찰및데이터수집이 이루어진다. 보통, 수신신호는 입력신호에 비해 재료내감쇠 및 산란에 의해 매우 작은 수 mVolt의 진폭을 나타낸다.초음파신호필터 (RAM-10000내에 내장됨, 0.5- 30 MHz)는 수신된 초음파신호의 주파수성분중 해당되는 주파수성분을 중심으로 신호를 재구성하여 모니터링하는데 활용된다. 일반적으로 고주파수의 전기적 잡음신호등을 제거하거나 저주파수의 배경잡음신호를 제거하는데 활용된다.c) 오실로스코프신호 저장 및 데이터 처리를 위해 2 GHz 디지털 스토리지 오실로스코프(Lecroy 9374M)을 사용하였다. 그림 7은 본 실습에 사용될 오실로스코프형상이다.d) 시험편본 실습에서 사용될 시험편은 알루미늄 박판으로 두께는 2mm이며, 크기는1200mm×400mm이다. 시험편에는 3개의 깊이가 다른 모의 내부 부식결함이 기계가공으로 제작되었다. 결함의 면적은 50mm×50mm이며 각각 판 두께의 10%, 20%, 30%의 두께 감육비를 갖는다. 그림 8은 시험편의 사진을 보여준다.1) 실험방법유도초음파는 피검사체 표면에 기존의 종파 또는 횡파형 초음파탐촉자와 웨지(wedge)를 사용하여 특정의 입사각으로 초음파를 경사 입사시켜줌으로써 발생시킬 수 있으며, 이때 피검사체의 재질, 두께, 단면형상 및 주파수에 따라 해당 입사각도는 Snell의 법칙을 통해 계산된다.a) 웨지를 적당한 접촉매질을 도포하여 결합한다.b) 시험편에 적당히 접촉매질을 도포한다.c) 유도초음파가 가진될 수 있게 송신 및 수신 탐촉자의 입사각과 수신각으로 조절한다.d) 수신 탐촉자로부터 획득된 파형을 오실로스코를 이용하여수신하고 파형을 기록 및 저장한다.e) 송신과 수신 탐촉자의 간격을 조절하여 수신된 파형의 시간차를 계측한다a) 유도초음파 모드 선택위상속도와 군속도 분산곡선을 따라서 유도초음파의 발신 및 수신을위해서는 입사각과 수신각을 조절하며 다음 식을 통해서 각도를 조정한다.여기서는 위상속도이며아크릴 웨지의종파속도인 2.7km/s이다. 그림 9는 알루미늄2mm 박판에서 pitch-catch방법으로 획득한RF-signal의 예이다.b) 유도초음파 모드 식별유도초음파의 모드 식별 방법으로 획득한 RF신호파형의 전파시간으로부터 군속도를실험적으로 측정하고, 이론적으로 계산되어진유도초음파의 군속도 분산곡선의 각 모드들의

공학/기술| 2008.12.18| 11페이지| 1,000원| 조회(348)

주파수, 그림, 실습, 진폭, 모드

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