SH-EMAT의 신호 수신을 위한 광섬유 패브리-페롯 간섭계 센서의 적용

Abstract

수평횡파(SH-wave)는 배관과 같은 박판 구조물에서 판파 모드로 전파하고 분산성이 단순하여 구조물의 건전성 평가에 유용하다. 전자기초음파탐촉자(EMAT)는 비접촉식으로 자석과 코일 배열을 조절하여 수평횡파를 발생하기 용이하다. 따라서 수평횡파 전자기초음파탐촉자(SH-EMAT)를 이용한 자동화 검사 시스템은 박판 구조물 건전성 감시에 매우 유용하다. 하지만 발전설비 또는 자동화 장비 등에서는 전자기노이즈가 상당히 많이 발생하고 EMAT 수신 센서는 전자기노이즈에 취약한 면이 있다. 광섬유 센서는 빛을 이용하여 전자기노이즈 환경에서 매우 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 이러한 환경적 제약을 고려하여 광섬유 패브리-페롯 간섭계(FFPI)를 SH-EMAT으로 발생되는 초음파의 수신용 센서로 제안하였다. 평판시험편에서 SH-EMAT의 신호를 FFPI 센서를 이용하여 수신하고 이 신호에 대한 분석을 하였다. 제안된 FFPI 센서가 EMAT으로 가진된 SH wave의 신호를 명료하게 수신할 수 있음을 확인하였다. Shear horizontal (SH) waves propagate as a type of plate wave in a thin sheet. The dispersion characteristics of SH waves can be used for signal analysis. Therefore, SH-waves are useful for monitoring the structural health of a thin-sheet-structure. An electromagnetic acoustic transducer (EMAT), which is a non-contact ultrasonic transducer, can generate SH-waves easily by varying the shape and array of magnets and coils. Therefore, an EMAT can be applied to an automated ultrasonic testing system for structural health monitoring. When used as a sensor, however, the EMAT has a weakness in that electromagnetic interference (EMI) noise can occur easily in the automated system because of motors and electric devices. Alternatively, a fiber optic sensor works well in the same environment with EMI noise because it uses a light signal instead of an electric signal. In this paper, a fiber Fabry-P<TEX>$\acute{e}$</TEX>rot interferometer (FFPI) was proposed as a sensor to receive the SH-waves generated by an EMAT. A simple test was performed to verify the performance of the FFPI sensor. It is thus shown that the FFPI can receive SH-wave signals clearly.