다중 반사파 중첩 자료의 상호상관을 이용한 엔지니어링 플라스틱 코어의 초음파속도 측정

Abstract

여러 가지 초음파 속도 측정법 중 비교적 정확하고 다양한 목적에 활용될 수 있다고 알려진 반사파 중첩법(pulseecho-overlap method)에 의해 초음파의 전파시간을 자동으로 측정할 수 있는 시스템을 구축하고, 엔지니어링 플라스틱 시험편에 대한 초음파 속도를 초동발췌법(first arrival picking method)과 비교하였다. 다섯 가지 종류의 엔지니어링 플라스틱 코어에 대해 반사파 중첩법과 초동발췌법에 의해 초음파 속도를 측정한 결과, 반사파 중첩법은 초동발췌법보다 최소 4배로 긴 다중반사파 자료가 필요하므로 매질의 감쇠특성에 의해 측정가능한 시험편의 길이에 제약이 있다. 또한 측정되는 속도는 초동발췌법에 의한 속도보다 낮게 측정되는 경향을 보였으며, 수신된 파형을 분석한 결과, 이는 전파거리가 길어짐에 따른 매질의 감쇠 및 분산특성에 의한 영향으로 해석되었다. 상호상관을 이용하여 제1반사파가 제2반사파 및 제3반사파와 가장 잘 중첩되는 시간을 실시간으로 자동으로 발췌하도록 프로그램하여 실험자에 의한 측정 편차가 개입될 가능성을 배제함으로써 반복성과 재현성을 높였다. 또한, 실험의 조건이 변하지 않는 경우는 중합수를 늘림으로서 무작위 잡음에 의한 측정오차를 줄일 수 있으며, 실험 조건이 변하는 경우는 속도변화 모니터링에도 활용이 가능하다. An automated ultrasonic velocity measurement system adopting pulse-echo-overlap (PEO) method has been constructed, which is known to be a precise and versatile method. It has been applied to velocity measurements for 5 kinds of engineering plastic cores and compared to first arrival picking (FAP) method. Because it needs multiple reflected waves and waves travel at least 4 times longer than FAP, PEO has basic restriction on sample length measurable. Velocities measured by PEO showed slightly lower than that by FAP, which comes from damping and diffusive characteristics of the samples as the wave travels longer distance in PEO. PEO, however, can measure velocities automatically by cross-correlating the first echo to the second or third echo, so that it can exclude the operator-oriented errors. Once measurable, PEO shows essentially higher repeatability and reproducibility than FAP. PEO system can diminish random noises by stacking multiple measurements. If it changes the experimental conditions such as temperature, saturation and so forth, the automated PEO system in this study can be applied to monitoring the velocity changes with respect to the parameter changes.