접촉계면에서 반사된 초음파의 비선형 음향 효과

Abstract

초음파 검사법은 재료 내부의 결함을 검사하는데 널리 알려진 방법이다. 하지만 기존의 초음파 검사법으로는 검사하기 힘든 상황들이 존재하는데 대표적인 예가 닫힘 균열이다. 닫힘 균열은 균열에 의한 경계면의 사이 간격이 매우 작은 경우로 초음파의 반사와 투과가 혼합되어 나타나기 때문에 초음파의 수신 진폭을 기준으로 판정하는 기존의 초음파 검사법으로는 검사가 힘들다. 이에 대한 대책으로 음향 비선형 효과를 이용하는 방법이 주목 받고 있다. 이 연구에서는 닫힘 균열로 모사된 접촉 계면에서 반사파의 2차 고조파 성분 발생을 이론적으로 분석하고 실험적으로 검증함으로써 접촉 계면에서 반사된 초음파의 비선형 음향 특성과 계면 접촉 상태의 상관성을 검증하고자 하였고 접촉계면에서의 2차 고조파 성분을 영상화하는 기법을 개발하고자 하였다. 영상화 알고리즘은 합성개구법에 기반하여 개발되었으며, 개발된 알고리즘은 닫힘 균열과 유사한 접촉계면을 형성하는 시편을 대상으로 한 실험을 통하여 검증하였다.