์ง๊ตฌ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋ฌผ๋ฆฌํ์ฌ
Jigu-Mulli-wa-Mulli-Tamsa
Vol. 16, No. 3, 2013, p. 171~179 http://dx.doi.org/10.7582/GGE.2013.16.3.171
171
๋ค์ค ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ ์๋ฃ์ ์ํธ์๊ด์ ์ด์ฉํ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ
์ฝ์ด์ ์ด์ํ์๋ ์ธก์
์ด์๊ทยท์ดํ์ข *ยท๊นํ์ฐฌ
ํ๊ตญ์ง์ง์์์ฐ๊ตฌ์
Ultrasonic Velocity Measurements of Engineering Plastic Cores by
Pulse-echo-overlap Method Using Cross-correlation
Sang Kyu Lee, Tae Jong Lee*, and Hyoung Chan Kim
Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM)
์ ์ฝ: ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง ์ด์ํ ์๋ ์ธก์ ๋ฒ ์ค ๋น๊ต์ ์ ํํ๊ณ ๋ค์ํ ๋ชฉ์ ์ ํ์ฉ๋ ์ ์๋ค๊ณ ์๋ ค์ง ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ(pulse-
echo-overlap method)์ ์ํด ์ด์ํ์ ์ ํ์๊ฐ์ ์๋์ผ๋ก ์ธก์ ํ ์ ์๋ ์์คํ ์ ๊ตฌ์ถํ๊ณ , ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์
ํํธ์ ๋ํ ์ด์ํ ์๋๋ฅผ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ(first arrival picking method)๊ณผ ๋น๊ตํ์๋ค. ๋ค์ฏ ๊ฐ์ง ์ข ๋ฅ์ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์ค
ํฑ ์ฝ์ด์ ๋ํด ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ๊ณผ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์ ์ํด ์ด์ํ ์๋๋ฅผ ์ธก์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ๋ณด๋ค ์ต์
4๋ฐฐ๋ก ๊ธด ๋ค์ค๋ฐ์ฌํ ์๋ฃ๊ฐ ํ์ํ๋ฏ๋ก ๋งค์ง์ ๊ฐ์ ํน์ฑ์ ์ํด ์ธก์ ๊ฐ๋ฅํ ์ํํธ์ ๊ธธ์ด์ ์ ์ฝ์ด ์๋ค. ๋ํ ์ธก์ ๋
๋ ์๋๋ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์ ์ํ ์๋๋ณด๋ค ๋ฎ๊ฒ ์ธก์ ๋๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์์ผ๋ฉฐ, ์์ ๋ ํํ์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ด๋ ์ ํ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๊ธธ
์ด์ง์ ๋ฐ๋ฅธ ๋งค์ง์ ๊ฐ์ ๋ฐ ๋ถ์ฐํน์ฑ์ ์ํ ์ํฅ์ผ๋ก ํด์๋์๋ค. ์ํธ์๊ด์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ 1๋ฐ์ฌํ๊ฐ ์ 2๋ฐ์ฌํ ๋ฐ ์
3๋ฐ์ฌํ์ ๊ฐ์ฅ ์ ์ค์ฒฉ๋๋ ์๊ฐ์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์๋์ผ๋ก ๋ฐ์ทํ๋๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จํ์ฌ ์คํ์์ ์ํ ์ธก์ ํธ์ฐจ๊ฐ ๊ฐ์ ๋
๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋ฐฐ์ ํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐ๋ณต์ฑ๊ณผ ์ฌํ์ฑ์ ๋์๋ค. ๋ํ, ์คํ์ ์กฐ๊ฑด์ด ๋ณํ์ง ์๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์คํฉ์๋ฅผ ๋๋ฆผ์ผ๋ก์ ๋ฌด์์
์ก์์ ์ํ ์ธก์ ์ค์ฐจ๋ฅผ ์ค์ผ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์คํ ์กฐ๊ฑด์ด ๋ณํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋๋ณํ ๋ชจ๋ํฐ๋ง์๋ ํ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
์ฃผ์์ด: ์ํธ์๊ด, ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ, ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ฝ์ด, ์ด์ํ์๋
Abstract: 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.
Keywords: cross-correlation, pulse-echo-overlap, first arrival picking, Engineering plastic core, ultrasonic velocity
2013๋ 3์ 25์ผ ์ ์; 2013๋ 8์ 20์ผ ์์ ; 2013๋ 8์ 23์ผ ์ฑํ*Corresponding author
E-mail: [email protected]
Address: KIGAM, 124 Gwahang-no, Yuseong-gu, Daejoen 305-350, Korea
โ2013, Korean Society of Earth and Exploration Geophysicists
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative
Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/
licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution,
and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
172 ์ด์๊ทยท์ดํ์ข ยท๊นํ์ฐฌ
์ ๋ก
์คํ์ค๋ด ์ด์ํ ์๋์ ์ธก์ ์ ์๊ฐ์์ญ ์ธก์ ๊ณผ ์ฃผํ์์
์ญ ์ธก์ ์ผ๋ก ํฌ๊ฒ ๋๋ ์ ์๋ค. ์๊ฐ์์ญ ์ธก์ ์ ํ๋์ด ๋งค์ง
์ ์ ํํ ๊ธธ์ด์ ์ ํํ ์๊ฐ์ ์ธก์ ํ์ฌ ์๋๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋
๊ฒ์ผ๋ก ์ก/์์ ๊ธฐ์ ๋ฐฐ์ด์ ๋ฐ๋ผ ํฌ๊ณผํ ์ธก์ ๋ฐฉ์(pulse
transmission technique), ์ข ๋จ๋ฉด ์ฐ์ ์ธก์ ๋ฐฉ์(seismic pro-
filing technique), ๋ฐ์ฌํ ์ธก์ ๋ฐฉ์(reflection technique)์ผ๋ก ๋
๋ ์ ์๋ค. ๋ํ ์ฃผ์๋ฅผ ์ธก์ ํ๋ ๋ฐฉ์์ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ(first
arrival picking; FAP), sing-around method, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฐ์ฌํ ์ค
์ฒฉ๋ฒ(pulse-echo-overap; PEO) ๋ฑ์ด ๋ํ์ ์ด๋ค. ํํธ ์ฃผํ์
์์ญ ์ธก์ ์ ์๋ฃ์ ์๋จ ํน์ ํ์ชฝ ๋์ ์์ ๋ฉด์ผ๋ก ํ๊ณ ์ถฉ
๊ฒฉํ๋ฅผ ์ก์ ํ์ฌ ๊ณต์ง์ฃผํ์๋ฅผ ์ธก์ ํจ์ผ๋ก์จ ๊ณต์ง์ฃผํ์์ ์
๋ฃ์ ๊ธธ์ด ๋ฐ ์๋์ ๊ด๊ณ์์ ์ด์ฉํด์ ์๋๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋๋ฐ
๊ณต์ง์ฃผ ์ํ๋ฒ(resonant column test; Overt et al., 1946)์ด ๋
ํ์ ์ด๋ค.
์๊ฐ์์ญ ์ธก์ ๋ฐฉ์์์ ๊ฐ์ฅ ์ค์ํ ๊ฒ์ ์ ํ์๊ฐ์ ์ ํ
ํ ์ธก์ ์ผ๋ก ๋ฌผ๋ฆฌํ์ฌ ๋ถ์ผ์์ ๊ฐ์ฅ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ง์ด ์ฐ์ด๋
๋ฐฉ์์ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ(FAP)์ผ๋ก ๊ตญ์ ์๋ฐ์ญํํ(International
Society of Rock Mechanics; ISRM) ๋ฐ ๋ฏธ๊ตญ์ฌ๋ฃ์ํํํ
(American Society for testing materials; ASTM) ๋ฑ์์ ์ถ์ฒ
ํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์ด๋ ๋ฐ์ท์ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ Lee et al. (2010;
2011)์์ ๋ ผ์๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ๋งค์ง์ ํน์ฑ, ์ํฌํ ์ ๋ ๋ฑ์
๋ฐ๋ผ ๋๋ฌํ๋ ํํ์ด ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์ด๊ณ ๊ทธ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ด๋(first
arrival)์ ์ด๋ป๊ฒ ์ ์ํ๋๋์ ๋ฐ๋ผ ์ธก์ ๋๋ ์๋์ ์ฐจ์ด๊ฐ
๋ฐ์ํ ์ ์๋ค.
์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ ์ด์ธ์๋ ์ฌ๋ฃ๊ณตํ ๋ถ์ผ์์ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ฐฉ
๋ฒ์ผ๋ก sing-around method (e.g. DโArrigo et al., 1970; Delsing,
1998; Takagi and Teranishi, 1987)๊ฐ ์๋๋ฐ ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ก์ ์
์ผ๋ก๋ถํฐ ๋ฐ๋์ชฝ์ ์์นํ ์์ ๊ธฐ์ ๋๋ฌํ ์ง์ ํ๋ฅผ ํธ๋ฆฌ๊ฑฐ
(trigger) ์ ํธ๋ก ํ์ฌ ๋ค์ ์ก์ ์์์ ์ก์ ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง๋๋ก
ํ๊ณ , ์ด๋ฅผ ๋ฐ๋ณตํ๋๋ก ํ๋ก๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๊ณ ์ก์ ์ ํธ์ ๋ฐ๋ณต์ฃผ๊ธฐ
๋ฅผ ์ธก์ ํจ์ผ๋ก์ ๋งค์ง๋ด์ ์ ํ์๊ฐ์ ์๋์ผ๋ก ์ธก์ ํ ์ ์
๊ฒ ๋๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฐฉ์์ ๋ฐ๋ณต์ฃผ๊ธฐ๊ฐ ๋ฐ๋ก ๋งค์ง์ ํต๊ณผํ ์๊ฐ
์ ๋ํ๋ด๋ฏ๋ก ์๋์ผ๋ก ์ธก์ ์ด ๊ฐ๋ฅํ๊ณ ์ด๋ ๋ฐ์ท ๊ณผ์ ์์
์ธ์์ ์ธ ์ค์ฐจ์ ๋ฐ ์์ธ์ด ๊ฑฐ์ ์๋ค๋ ์ธก๋ฉด์์ ํจ๊ณผ์ ์ด๋ค.
ํ์ ํฌ๊ณผ๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ ์์ ๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ๋๋ถ์ด, ํ๋์ ํธ๋์ค๋
์๋ฅผ ์ก-์์ ๊ธฐ๋ก ํจ๊ป ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ(pulse-echo-
overlap (PEO) method or pulse superposition method; Papadakis,
1976; Pathak et al., 1984; Tardajos et al., 1986; McSkmin,
1961)์ด ์๋ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ์์ ๋๋ ๋ฐ์ฌํ๋ค์ด ๊ฐ์ฅ ์ ์ค์ฒฉ๋
๋ ์๊ฐ์ ์ธก์ ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋น๊ต์ ์ ํํ๊ณ ๋ค์ํ ์ ์ฉ์ด
๊ฐ๋ฅํ๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์๋ค(Pathak et al., 1984). 1990๋ ๋ ์ดํ
PEO๋ฒ์ ์ํ ์ ํ์๊ฐ ์ธก์ ์ ์ ํ์ฑ์ ๋์ด๊ธฐ ์ํ ๋ค์ํ
๋ ธ๋ ฅ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ก์ผ๋(e.g. Pantea et al., 2005; Horvath-Szabo
et al., 1994), ์ด๋ค์ ๋ชจ๋ ์ฃผํ์๋ฐ์๊ธฐ(frequency synthesizer)
์ ์ค์ค๋ก์ค์ฝํ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์๋ ๋ก๊ทธ ์์คํ ์ผ๋ก ์คํ์๊ฐ ์ค
์ค๋ก์ค์ฝํ์์ ์คํ์ ์๊ฐ์ ์กฐ์ ํ์ฌ ํํ์ ์ค์ฒฉ์ํด์ผ๋ก
์จ ์์ ํ ์๋ํ๊ฐ ์ด๋ฃจ์ด์ง์ง๋ ๋ชปํ์๊ณ ์คํ์์ ์ฃผ๊ด์
์ธ ํ๋จ์ด ๊ฐ์ ๋ ์ฌ์ง๊ฐ ๋จ์์๋ค.
์ด ๋ ผ๋ฌธ์์๋ ๋ฐ์ฌํ ์ ํธ๋ฅผ A/D ๋ณํ๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๋์ง
ํธ๋ก ๋ณํํ๊ณ , ์ด์ํ์ ์ 1 ๋ฐ์ฌํ๊ฐ ์ 2 ๋ฐ์ฌํ์ ๊ฐ์ฅ ์
์ค์ฒฉ(overlap)๋๊ธฐ ์ํ ์ฃผํ์๊ฐ(travel time)์ ์ํธ์๊ด
(cross-correlation)์ ์ํด ์๋์ผ๋ก ๋ฐ์ทํ๋ ๋์งํธ ์์คํ ์
๊ตฌ์ถํ์๋ค. ๋ํ, ์ด๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ
(engineering plastic) ์ฝ์ด์ P-ํ ๋ฐ S-ํ ์๋๋ฅผ ์ฐ์ถํ์ฌ ์ด
๋ฅผ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ(Lee et al., 2010)์ ์ํ ์ด์ํ ์๋์ ๋น๊ตํ
์๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํ์ฌ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ๊ณผ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ด ๊ฐ๋ ๊ธฐ๋ณธ์
์ธ ํน์ฑ ๋ฐ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ณ ์ฐฐํ๊ณ ์ ํ์๋ค.
์ํํธ๊ณผ ์คํ ์ฅ์น
์ํํธ
์คํ์ ์ฌ์ฉํ ์ํํธ์ ์ง๊ฒฝ์ด 60 mm์ธ 5์ข (PMMA,
MC907, POM-C, PC, PVDF)์ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ฝ์ด๋ก
์, ๊ฐ๊ฐ์ ๋ํด ๊ธธ์ด๋ฅผ 10 mm์์ 50 mm๊น์ง 5 mm ๊ฐ๊ฒฉ
์ผ๋ก ์ด 9๊ฐ์ง๋ก ๋ค๋ฅด๊ฒ ์ฑํํ ์์ฃผํ ์ฝ์ด์ด๋ค. ์ํํธ์ผ๋ก
์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ฝ์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ด์ ๋ ๊ท ์ง(homogene-
Table 1. Properties of plastic samples used in this study.
sample1)Provided by manufacturer (www.polypenco.co.kr; Aug. 27, 2013) Measured in this study
density(g/cm3)
CLTE2)
(ยตm/mK)Comp. stress at 1%, 2%, 5%
nominal strain) (MPa)tensile stress at yield
(MPa)Comp. Strength
(MPa)Young's Modulus
(GPa)Poisson's
Ratio
PMMA 1.19 603) - 77 99 2.98 0.37
MC907ยฎ 1.15 90 26, 51, 92 85 89 3.52 0.38
POM-C 1.41 125 19, 35, 67 68 92 2.61 0.39
PC 1.20 56 - 72 77 2.15 0.40
PVDF 1.79 130 17, 32, 62 50 71 2.12 0.39
1)PMMA: Polymethyl Methacrylate; PC: Polycarbonate; MC: Monomer-Cast; POM: Polyoxymethylene; PVDF: Poly-Vinylidene-Fluoride2)CLTE (Coefficient of Linear Thermal Expansion); average value between 23oC and 100oC3)Data from other manufacturer
๋ค์ค ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ ์๋ฃ์ ์ํธ์๊ด์ ์ด์ฉํ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ฝ์ด์ ์ด์ํ์๋ ์ธก์ 173
ous)ํ๊ณ ๋ฑ๋ฐฉ์ฑ(isotropic)์ด์ด์ ๊ฒฐ๊ณผ ํด์์ ๋ณต์ก์ฑ์ ํผํ
์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์๋ค. ์ํํธ์ ๊ธธ์ด๋ ๋ฒ๋์ด์บ๋ฆฌํผ์ค๋ก ์์
์ ์ดํ ๋์งธ ์๋ฆฌ๊น์ง 5ํ ์ธก์ ํ ํ ํ๊ท ํ์ฌ ์ฌ์ฉํ์๋ค.
Table 1์ ์ด ์ฐ๊ตฌ์์ ์ฌ์ฉํ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ฝ์ด์ ์ข
๋ฅ์ ๊ฐ๊ฐ์ ๋ํด ์ ์กฐ์ฌ(www.polypenco.co.kr)์์ ์ ๊ณตํ๋
๋ฌผ์ฑ๊ฐ๊ณผ ์ญํ์คํ์ ํตํด ์ค์ธกํ ์ญํ๋ฌผ์ฑ์ ํจ๊ป ๋ํ๋ด
์๋ค.
์คํ ์ฅ์น ๋ฐ ๋ฐฉ๋ฒ
๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ ์ํ ์ด์ํ์๋ ์ธก์ ์ ์ํ์ฌ Fig. 1๊ณผ
๊ฐ์ ์คํ ์ฅ์น๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ์๋ค. ์ด ์ฅ์น๋ 900 volts ๊น์ง์ ๊ณ
์ ์ ์ก์ ๋ถ(impulse type excitation pulser)์ ๊ณ ์ด๋, ์ ์ก์
์ ๊ด๋์ญ(10 MHz) ์์ ๋ถ(receiver)๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋
OLYMPUS, Panametrics-NDT์ Ultrasonic Pulser/Receiver
Model 5058PR๊ณผ P-ํ(ACCUSCAN, A101S 0.5 MHz) ๋ฐ S-
ํ(VIDEOSCAN, A151 0.5 MHz) ํธ๋์ค๋์, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ํํธ
์ ์ผ์ ํ ํ์ค์ ์ ์งํ ์ ์๋ ์ฝ์ด ํ๋(Lee and Lee,
2011)์ DAS(Data Acquisition System)๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค.
DAS๋ 12bit ํด์๋๋ก 2๊ฐ ์ฑ๋์ ์๋ ๋ก๊ทธ ์ ๋ ฅ๊ณผ 200 MHz
์ํ๋ง์ด ๊ฐ๋ฅํ National Instruments์ฌ์ A/D๋ณํ๊ธฐ(PCI-
5124)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ LabView ํ๋ก๊ทธ๋จ์ผ๋ก ๊ตฌ๋๋๋ค.
P-ํ ํธ๋์ค๋์๋ 0.6 MHz (Fig. 2(a)), S-ํ ํธ๋์ค๋์๋
0.58 MHz (Fig. 2(b))์ ์ฒจ๋จ์ฃผํ์(peak frequency)๋ฅผ ๊ฐ๋
ํธ๋์ค๋์๋ฅผ ์ด์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์ํํธ๊ณผ ์ฝ์ดํ๋ ๊ฐ์ ๋ฐ์ฐฉ์
๋๊ธฐ ์ํ์ฌ ๊ฒฐํฉ์ฌ(couplant)๋ก์ P-ํ์ ๊ฒฝ์ฐ grease๋ฅผ, S-ํ
์ ๊ฒฝ์ฐ shear gel์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ์์ธ๋ฌ ํธ๋์ค๋์์ ์ํํธ
์ ๋ฐ์ฐฉ์ ๋์ ๋ฐ๋ฅธ ์ค์ฐจ๋ฅผ ์ต์ํํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ถํ์ค์ ์ผ์
ํ๊ฒ ์ ์งํ๋๋ก ํ๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ Lee and Lee (2011)์
์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ฐ๋ผ ๋ชจ๋ ์คํ์์ ์ถํ์ค์ 20 kg์ผ๋ก ์ผ์ ํ๊ฒ
์ ์งํ๋๋ก ํ์๋ค. ๋ฐ์ฌํ๋ฅผ ์ธก์ ํ๋ฏ๋ก ํ๋์ ํธ๋์ค๋์
๊ฐ ์กยท์์ ์ ๊ฒธํ๊ฒ ๋๋ฉฐ ์์ ๋๋ ์ ํธ๋ ๋ค์ค๋ฐ์ฌํ๋ฅผ ํฌ
ํจํ๊ฒ ๋๊ณ , ํธ๋ฆฌ๊ฑฐ ์ ํธ์ ๋ง์ถฐ DAS์ ๊ธฐ๋ก๋๋ค. ๊ธฐ๋ก๋ ๋ค
์ค ๋ฐ์ฌํ๋ฅผ ์ํธ์๊ด์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ค์ฒฉํจ์ผ๋ก์จ ์๋ณต์ฃผ์๋ฅผ
์ธก์ ํ๊ฒ ๋๋ค.
Fig. 1. Schematic diagram for ultrasonic velocity measurement
system by pulse-echo-overlap method.
Fig. 2. Waveform and frequency spectrum for (a) P- and (b) S-wave transducers provided by the manufacturer, Olympus Co..
174 ์ด์๊ทยท์ดํ์ข ยท๊นํ์ฐฌ
์ํธ์๊ด(cross-correlation)์ ์ด์ฉํ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ
Fig. 3์ ๊ธธ์ด๊ฐ 20 mm์ธ MC907 ์ํํธ์ ์ ํํ๋ ์ด์
ํ ๋ฐ์ฌํ์ ์๋ณต์ฃผ์๋ฅผ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ ์ํด ๋ฐ์ทํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ
์ ๋ณด์ธ ์์ด๋ค. ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๊ตฌ๋ํ์ฌ ์๋ฃํ๋์ด ์์๋๋ฉด,
์์คํ ์ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฏธ๋ฆฌ ์ค์ ํด ๋ ์๊ฐ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ์กยท์์
์ ๋ฐ๋ณตํ๋ค. ํธ๋ฆฌ๊ฑฐ ์์ (t = 0)์ผ๋ก๋ถํฐ 100 ฮผsec(์ต๋ 190
ฮผsec)๊น์ง ๋ณด์ธ ์์ ๋ ํ์ด(wavetrain) ์ค์์ ํธ๋์ค๋์ ์
์์ฌ์ ์ํ์ฌ ์๋ ค์ง ์ ํ์ ์ธ ์ฒซ ๋ฒ์งธ ๋ฐ์ฌํํ(first echo)
์ ๊ตฌ๊ฐ์ ๋นจ๊ฐ์๊ณผ ํ๋์์ ๋ ์์ง์ ์ ๋ง์ฐ์ค๋ก ๋์ด์
(drag) ์ด๋์ฐฝ(moving window: Wm)์ผ๋ก ์ ํํ๋ค. ํ๋ก๊ทธ๋จ
์ ์ ํ๋ ์ด๋์ฐฝ์ ํ๋์ ์์ง์ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ํ์ฌ ์๊ฐ ์ถ
์ ๋ฐ๋ผ์ ฮt์ฉ ์ด๋ํ๋ฉด์ ์ํธ์๊ด์ ๊ณ์ฐํ ํ์ ๊ฐ์ฅ ํฐ
์ํธ์๊ด ๊ฐ์ ๋ํ๋ด๋ ์ด๋ ์๊ฐ(Echo 1)๊ณผ ๊ทธ ๋์ ์ํธ์
๊ด์ ๋ ๊ฐ์ ์ด๋ก์ ์์ง์ ๊ตฌ๊ฐ๊ณผ ํจ๊ป ํ์ํ๋ค. ๋ํ, ๋
๋ฒ์งธ ์ด๋ก์์ ์ ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ํ์ฌ ์๊ฐ ์ถ์ ๋ฐ๋ผ์ ๊ณ์ํ์ฌ
์ํธ์๊ด์ ๊ณ์ฐํ๋ฉด์ ์ด๋ํ๊ณ ๋ ๋ฒ์งธ๋ก ํฐ ์ํธ์๊ด ๊ฐ์
๋ํ๋ด๋ ์ด๋ ์๊ฐ(Echo 2)๊ณผ ๊ทธ ๋์ ์ํธ์๊ด์ ๋ ๊ฐ์ ๊ฒ
์ ์ ๊ตฌ๊ฐ๊ณผ ํจ๊ป ํ์ํ๋๋ก ํ์๋ค. ๋ ๊ฐ์ ์ด๋ก์ ์์ง์
๊ตฌ๊ฐ์ ์ฒซ ๋ฒ์งธ ๋ฐ์ฌํํ๊ณผ ๋ ๋ฒ์งธ ๋ฐ์ฌํํ์ด ์ ์ค์ฒฉ
(overlap)๋์ด ์ํธ์๊ด์ด ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ฒ ๊ณ์ฐ๋์์ ๋์ด๋ฉฐ ๋ ๊ฐ
์ ๊ฒ์ ์ ๊ตฌ๊ฐ์ ์ฒซ ๋ฒ์งธ ๋ฐ์ฌํํ๊ณผ ์ธ ๋ฒ์งธ ๋ฐ์ฌํํ์ด ์
์ค์ฒฉ๋์ด ์ํธ์๊ด์ด ๋ ๋ฒ์งธ๋ก ํฌ๊ฒ ๊ณ์ฐ๋ ๊ตฌ๊ฐ์ ์ค์๊ฐ์ผ
๋ก ๋ํ๋ธ๋ค(Fig. 3(a)). ์ด ๋, โShow Echo Graphโ๋ฅผ ํด๋ฆญํ
์ฌ ์ฒซ ๋ฒ์งธ ๋ฐ์ฌํํ๊ณผ ๋ ๋ฒ์งธ ๋ฐ์ฌํํ์ด ์ค์ฒฉ๋๋ ์๊ฐ์
์ด๋ฏธ์ง(Fig. 3(b))๋ฅผ ํ์ธํ์ฌ ์ค์ฒฉ ์ ๋๊ฐ ๋ง์กฑ์ค๋ฌ์ฐ๋ฉด ๋ฌด์
์ ์ก์(random noise)์ ์ค์ด๊ธฐ ์ํ์ฌ ์คํฉ์(stacking
number)๋ฅผ ์ ๋ ฅํ๊ณ โ์๋ฃ๊ธฐ๋ก(Data Save)โ๊ณผ โ์์(Start)โ์
์์ฐจ์ ์ผ๋ก ํด๋ฆญํ๋ฉด ์ ํธ๋ ์ก์๋น๊ฐ ํฅ์๋ ์ต์ข ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ป
์ ์ ์๋ค. ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ฐ๋ผ์ ์ 1 ๋ฐ์ฌํ์ ๋ํ์ฌ ์ 2 ๋ฐ ์ 3
๋ฐ์ฌํ์ ์์์ด 180๋ ๋ณํ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ด๋ ์๋์ฐ์ ๋ถํธ
๋ฅผ ๋ฐ๊ฟ ์ ์๋ ๋ถํธ๋ณํ ๋ฒํผ๋ ๊ฐ๊ฐ ๋ง๋ จํ์๋ค. ๊ธธ์ด๊ฐ 20
mm์ธ MC907 ์ํํธ์ ์ฌ์ฉํ ๊ทธ๋ฆผ์ ์์์๋ Echo 1๊ณผ
Echo 2๊ฐ ๊ฐ๊ฐ 15.095 ยตsec์ 15.145 ยตsec๋ก ์ฐ์ถ๋์ด Echo
2๊ฐ Echo 1 ๋ณด๋ค 0.3% ๊ธธ๊ฒ ๋ํ๋๋ฉฐ ์๋ณต์ฃผ์ Echo 1์ผ๋ก
๊ณ์ฐ๋ P-ํ ์๋๋ ์ฝ 2,663 m/sec๊ฐ ๋๋ค. ์ด ์์คํ ์ ์ 1
๋ฐ์ฌํ์ ์ 2๋ฐ์ฌํ์ ์ค์ฒฉ์ ์ด์ฉํ๋ฏ๋ก ํฌ๊ณผํ์ ์ด๋์ ๋ฐ
์ทํ๋ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์ ๋นํด ์ต์ 4๋ฐฐ์ ์ ํ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ํ์ํ๋ฏ๋ก
์ธก์ ํ ์ ์๋ ์ํํธ์ ๊ธธ์ด์๋ ํ๊ณ๊ฐ ์กด์ฌํ๋ค.
์คํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ํ ์
์์คํ ์์ ์ฑ๊ณผ ์คํ ๋ฐ๋ณต์ฑ
์ฐ์ , ์์์ ์ค๋ช ํ ์คํ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ํด ์ด์ํ ์๋ ์ธก์ ์
๋ฐ๋ณต์ฑ์ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ฐ๊ธฐ ๋ค๋ฅธ 9๊ฐ์ MC907 ์
ํํธ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ฐ๊ฐ์ ๋ํด ์ด์ํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ ์ด์ฉํ์ฌ 3ํ
์ฉ ์๋ ๋ฐ์ทํ์ฌ S-ํ์ P-ํ์ ์๋ณต์ฃผ์๋ฅผ ์ธก์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ
Table 2์ Table 3์ ๊ฐ๊ฐ ์ ๋ฆฌํ์๋ค. ์ด๋ ์คํฉ์๋ 200์ผ๋ก
ํ์๊ณ , ๊ดํธ ์์ ํ์ํ ์ํํธ์ ๊ธธ์ด๋ ๋ฒ๋์ด์บ๋ฆฌํผ์ค๋ก
์์์ ์ดํ ๋์งธ ์๋ฆฌ๊น์ง 5ํ ์ธก์ ํ ํ ํ๊ท ํ์ฌ ์ฌ์ฉํ
์๋ค.
S-ํ๋ 10 mm ์ํํธ์ ์ฝ์ด ํ๋์ ์ฅ์ฐฉํ ์ฑ๋ก ์ธ ๋ฒ์
์ธก์ ์ ์ํํ ํ, ๊ธธ์ด๊ฐ ๋ค๋ฅธ ์ํํธ์ ์์ฐจ์ ์ผ๋ก ์ธก์ ํ์
๊ณ , P-ํ๋ 10 mm ์ํํธ๋ถํฐ 50 mm ์ํํธ๊น์ง ์์ฐจ์ ์ผ
๋ก ์ฝ์ด ํ๋์ ์ฅ์ฐฉํด์ ์ฒซ ๋ฒ์งธ ์ธก์ ์ ์๋ฃํ ๋ค์์ ๋์ผ
ํ ์์ผ๋ก ๋ ๋ฒ์งธ์ ์ธ ๋ฒ์งธ์ ์ธก์ ์ ์ํํ ๊ฒฝ์ฐ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ
์ S-ํ์ ๊ฒฝ์ฐ๋ 3ํ ๋ฐ๋ณต ์ธก์ ์ ์ํํธ๊ณผ ํธ๋์ค๋์ ๊ฐ์
๊ฒฐํฉ์ํ(coupling)๊ฐ ๋ณํ์ง ์์ผ๋ฏ๋ก ๋จ์ง ์๋ณต์ฃผ์ ๋ฐ์ท ์
์คํ ๋ง์ ๋ฐ๋ณต์ฑ์ ์๋ฏธํ๋ค๊ณ ๋ณผ ์ ์์ผ๋ฉฐ, P-ํ์ ๊ฒฝ์ฐ๋
๋งค ์ธก์ ๋ง๋ค ์ํํธ๊ณผ ํธ๋์ค๋์ ์ฌ์ด์ ๊ฒฐํฉ์ํ๊ฐ ๋ฌ๋ผ์ก
์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์์ผ๋ฏ๋ก ์คํ์ ์ด์ฒด์ ์ธ ๋ฐ๋ณต์ฑ์ ์๋ฏธํ๋ค๊ณ
๋ณผ ์ ์๋ค.
Table 2๋ฅผ ๋ณด๋ฉด S-ํ ์๋ณต์ฃผ์์ ํ๊ท ๊ฐ์ ๋ํ ์ ๋ํธ์ฐจ ํ
๊ท ์ ๋ฐฑ๋ถ์จ, ์ฆ ์๋ํ๊ท ํธ์ฐจ๊ฐ ๋ชจ๋ 0.03% ์ดํ๋ก ๋งค์ฐ ์
ํธํ ๋ฐ๋ณต์ฑ์ ๋ณด์ฌ hardware์ software ์๋ฉด์์ ์์ ์ ์ธ
์์คํ ์์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. Table 3์ P-ํ์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ณต์ฃผ
์์ ์๋ํ๊ท ํธ์ฐจ๊ฐ 15 mm ๊ธธ์ด ๋์ 1.1%๋ฅผ ์ ์ธํ๋ฉด ๋ชจ
๋ 0.1 ~ 0.2%์ ๋ฒ์์ ์์ด ๋งค์ฐ ์ํธํ ๋ฐ๋ณต์ฑ์ ๋ณด์ธ๋ค.
๋ฟ ๋ง ์๋๋ผ ์ด ํธ์ฐจ๋ 3๋ฒ์งธ ์ธก์ (3rd)์์๋ง ๋น๊ต์ ํฐ ์ฐจ
์ด๋ฅผ ๋ณด์ธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก, ์ด๋ ์๋ฃ์ ํธํ๋์์ ์ ๋ฐ๋ ์ํํธ๊ณผ
ํธ๋์ค๋์ ๊ฐ์ ๊ฒฐํฉ์ํ์ ์ค๋ฅ๋ก ๋ณด์ธ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ P-ํ ๋ฐ
S-ํ ์๋ฃ๋ฅผ ํตํ์ฌ, ์ํธ์๊ด์ ์ด์ฉํ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ ๋ฐฉ๋ฒ์
Fig. 3. Automated travel time picking by pulse-echo-overlap
method; (a) time series with multiple echoes and moving window
(Wm) setting (b) overlapped first (blue) and second (red) echoes
for the sample MC907 of length 20 mm.
๋ค์ค ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ ์๋ฃ์ ์ํธ์๊ด์ ์ด์ฉํ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ฝ์ด์ ์ด์ํ์๋ ์ธก์ 175
์ํ ์๋ณต์ฃผ์ ๋ฐ์ท ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ฒด์ ์ธ ๋ฐ๋ณต์ฑ์ด ๋งค์ฐ ์ํธํจ์
์ ์ ์๋ค.
์ด์ํ ์๋์ ์์คํ ์ง์ฐ
Table 1์ 5๊ฐ์ง ์ข ๋ฅ์ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ์ ๋ํ์ฌ 9๊ฐ
์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๊ธธ์ด(10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 mm)๋ก
์ด 45๊ฐ์ ์ํํธ์ ์ ์ํ์ฌ ์ด์ํ ์๋๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค. ์ด
๋ค ์ํํธ์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ด ์ฐ๊ตฌ์์ ๊ตฌ์ถํ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์
์ํ ์๋ณต์ฃผ์์ ์ด์ํ ์๋ ์๋ยท์ฐ์ ์ธก์ ์ฅ์น(Lee and
Lee, 2011)๋ก ๋ฐ์ท๋ ์ด๋์ฃผ์๋ฅผ ๋น๊ตํจ์ผ๋ก์จ ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ํด
์ธก์ ๋๋ ์ด์ํ ์๋์ ์์คํ ์ง์ฐ์ ๋ํด ๊ณ ์ฐฐํ์๋ค.
Fig. 4๋ PMMA ์ํํธ์ ๊ธธ์ด์ ๋ฐ๋ฅธ P-ํ์ ์ฃผ์๋(travel
time curve)๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ(PEO)์ ์ํ ์ฃผ
์๋ ์๋ณต์ฃผ์๋ฅผ, ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ(FAP)์ ์ํ ์ฃผ์๋ ํธ๋ ์ ํ
์๊ฐ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ด๋, ์ํํธ๊ณผ ์ฝ์ดํ๋ ๊ฐ์ ๋ฐ์ฐฉ์ ๋๊ธฐ
์ํ์ฌ ์ ์ฉ ๊ฒฐํฉ์ฌ์ธ ๊ทธ๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ ์ฝ์ด ํ๋๋ก 20
kg์ ์ถ ํ์ค์ ์ ์งํ๋ฉด์ 6์ด ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก 11๊ฐ์ ์๋ฃ๋ฅผ ํ๋
ํ๊ณ ํ๊ท ํ์๋ค. ์ฃผ์๋ ์์ 9๊ฐ ์ ์ ์ง์ ์ผ๋ก ์ ํฉํ๊ณ ๊ทธ
๊ธฐ์ธ๊ธฐ์ ์ญ์๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ฐ๊ฐ์ P-ํ ์๋๋ฅผ ์ฐ์ถํ๊ณ y-์
ํธ์ ํด๋น๋๋ ์์คํ ์ง์ฐ(system delay)์ ํจ๊ป ๊ทธ๋ฆผ์ ๋์
ํ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ์์ 9๊ฐ์ ์ฃผ์์๋ฃ๋ฅผ ์ง์ ์ผ๋ก ์ ํฉํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด
๋ ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์์ ๊ฒฐ์ ๊ณ์(R-square)๊ฐ ๋ชจ๋ 99.99% ์ด์์ผ
๋ก ๋งค์ฐ ๋์ ์ ํฉ๋๋ฅผ ๋ณด์ด๋ฉฐ ์ด๋ก๋ถํฐ ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ํ ์๋
์ธก์ ์ด ๋งค์ฐ ์ ๋ฐํจ์ ์ ์ ์๋ค. ๋ ์ง์ ์ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ๋ก๋ถํฐ ๊ณ
์ฐ๋ P-ํ ์๋๋ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์์ 2,714 m/sec, ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ
์์ 2,699 m/sec๋ก ๋ํ๋ 0.6%์ ๋งค์ฐ ๊ทผ์ํ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์
๋ค. ์์คํ ์ง์ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ๊ฐ 121 ยตsec, 409 ยตsec๋ฅผ ๋ณด์ฌ ์ด๋
๋ฐ์ท๋ฒ์ด ๋ ํฌ๋ค.
Fig. 5๋ ๋ค๋ฅธ 4๊ฐ์ง ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ํํธ์ ๋ํ์ฌ
9๊ฐ์ง ๊ธธ์ด ๋ณํ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ํ์๊ฐ์ ์ง์ ์ ํฉ์ ์ํ P-ํ ์
Table 2. Two-way travel time of S-wave for the sample MC907.
length (mm)Measurement
101)
(10.08)15
(15.08)20
(20.1)25
(25.09)30
(30.1)35
(35.13)40
(40.12)45
(45.14)50
(50.13)
1st (ยตsec) 18.245 27.160 35.975 44.740 53.755 62.530 71.330 80.260 89.130
2nd (ยตsec) 18.235 27.150 35.960 44.735 53.745 62.525 71.330 80.260 89.125
3rd (ยตsec) 18.230 27.140 35.950 44.730 53.740 62.520 71.330 80.255 89.120
ave (ยตsec) 18.237 27.150 35.962 44.735 53.747 62.525 71.330 80.260 89.125
ave. dev. 0.006 0.007 0.009 0.003 0.006 0.003 0 0.003 0.003
(ave. dev.)/ave ร 100(%)2) 0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0 0.00 0.00
1)indicates nominal length and the number in a parenthesis is measured actual length of the samples.2)โave.โ and โave. dev.โ is abbreviation of โaverageโ and โaverage deviationโ, respectively.
Table 3. Two-way travel time of P-wave for the sample MC907.
length (mm)Measurement
101)
(10.08)15
(15.08)20
(20.1)25
(25.09)30
(30.1)35
(35.13)40
(40.12)45
(45.14)50
(50.13)
1st (ยตsec) 7.595 11.300 15.065 18.795 22.550 26.300 30.070 33.845 37.065
2nd (ยตsec) 7.630 11.355 15.115 18.870 22.630 26.435 30.180 33.990 37.745
3rd (ยตsec) 7.620 11.610 15.050 18.825 22.545 26.340 30.095 33.875 37.630
ave (ยตsec) 7.615 11.422 15.077 18.830 22.575 26.358 30.115 33.903 37.660
ave. dev. 0.013 0.126 0.0260 0.027 0.037 0.051 0.043 0.058 0.057
(ave. dev.)/ave ร 100(%) 0.18 1.10 0.17 0.14 0.16 0.19 0.14 0.17 0.15
1)indicates nominal length and the number in a parenthesis is measured actual length of the samples.
Fig. 4. Length of the specimen versus travel time measured by
pulse-echo-overlap (PEO) and first arrival picking (FAP) methods
for the sample PMMA listed on Table 1. Solid lines represent result
of least squares linear regression.
176 ์ด์๊ทยท์ดํ์ข ยท๊นํ์ฐฌ
๋, ์์คํ ์ง์ฐ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ฒฐ์ ๊ณ์๋ฅผ ํจ๊ป ๋ณด์ธ ๊ฒ์ด๋ค. 4๊ฐ์ง
์ํํธ์ ๋ํด์๋ ๋ชจ๋ ๊ฒฐ์ ๊ณ์๊ฐ 99.99% ์ด์์ผ๋ก ๋งค์ฐ
์ ๋ฐํ๊ฒ ์ธก์ ๋์์์ ์ ์ ์๋ค. ๋ค๋ง, PVDF ์ํํธ์ ๊ฒฝ
์ฐ, ์๋๊ฐ ๋ค๋ฅธ ์๋ฃ์ ๋นํด ๋๋ฆฌ๊ณ ๊ฐ์ ๊ฐ ์๋์ ์ผ๋ก ์ปค์
๊ธธ์ด๊ฐ 45 mm ์ด์์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ 2 ๋ฐ์ฌํ์ ํํ์ด ์ผ๊ทธ๋ฌ์ ธ
๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ ์ํ ์ธก์ ์ ์ค์ฐจ๊ฐ ๋ฐ์ํ์ฌ ์ง์ ์ ํฉ ์์
๋ ์ด๋ฅผ ๋ฐฐ์ ํ์๋ค.
Fig. 4์ Fig. 5์ ๋ณด์ธ 5๊ฐ์ง ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ํํธ
์ ๋ํด ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ๊ณผ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ ๋ ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ธก
์ ํ P-ํ ์๋๋ฅผ Table 4์ ๋น๊ตํ์ฌ ์ ๋ฆฌํ์๋ค. ๋ฐ์ฌํ ์ค
์ฒฉ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ป์ P-ํ ์๋๋ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์ ์ํ ์๋์ 95.7
~ 100.6% ๋ฒ์์ ๋ถํฌํ์ฌ ๋์ฒด๋ก ์ด๋์ฃผ์ ๋ฐ์ท์ ์ํ ์
๋ ๋ณด๋ค ๋ฎ์ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๋ค. ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์์์ ์์คํ ์ง
์ฐ ์ญ์ ์ด๋์ฃผ์ ๋ฐ์ท๋ฒ์์์ ํ๊ท 348 ยตsec ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ์งง
์ 77 ยตsec๋ฅผ ๋ณด์ธ๋ค. ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ ์ํ ์์คํ ์ง์ฐ์ ์
Fig. 5. Length of the specimen versus travel time measured by pulse-echo-overlap (PEO) and first arrival picking (FAP) methods for the
samples (a) MC907, (b) POM-C, (c) PC, and (d) PVDF. Solid lines represent result of least squares linear regression.
Table 4. Summary of P-wave velocities and system delays by PEO
and FAP methods.
sample
P-wave velocity (m/sec) system delay (ยตsec)
PEO FAPPEO/FAP ร
100 (%)PEO FAP
PMMA 2714 2699 100.6 121 409
MC907 2668 2671 99.9 48 324
POM-C 2272 2306 98.5 -20 338
PC 2178 2194 99.3 104 324
PVDF 1937 2023 95.7 131 343
ave. - - - 77 348
ave. dev. - - - 50 25
๋ค์ค ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ ์๋ฃ์ ์ํธ์๊ด์ ์ด์ฉํ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ฝ์ด์ ์ด์ํ์๋ ์ธก์ 177
2 ๋ฐ์ฌํ๊น์ง์ ์ฃผ์์์ ์ 1 ๋ฐ์ฌํ๊น์ง์ ์ฃผ์๋ฅผ ๋นผ๋ฉด์ ์
์ชฝ์ ํฌํจ๋์ด ์๋ ๋์ผํ ์์คํ ์ง์ฐ์ด ์์๋ ๊ฒ์ด๋ฏ๋ก
์ด๋ก ์ 0 ยตsec ์ด์ด์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ฒฌ๋์ง๋ง ์ง์ ์ ํฉ์ ์
ํํ๋ฉด์ ๋ฐ์ํ ๊ธธ์ด, ์ฃผ์ ์๋ฉด์ ๋์ ์ค์ฐจ๊ฐ ์์คํ ์ง์ฐ
์ ํํ๋ก ๋ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค. ์์คํ ์ง์ฐ์ด 0์ ๊ฐ๊น์ด
๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์์๋ ๋จ์ผ ์ํํธ์ ๊ธธ์ด์ ๋ ๋ฐฐ๋ฅผ ๋ฐ์ท ์ฃผ
์๋ก ์ง์ ๋๋์ด ์๋๋ฅผ ์ป์ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์์คํ ์ง์ฐ์ ์
๊ฑฐํ๋ ๋ฒ๊ฑฐ๋ก์์ ํผํ ์ ์๋ค.
๊ฐ์ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ํํธ๋ค์ ๋ํ์ฌ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ
๋ฒ๊ณผ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์ผ๋ก ์ป์ ๊ธธ์ด ๋ณํ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฃผ์๋ฅผ ์ง์ ์
ํฉํ๊ณ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ์ ์ญ์๋ก ์ป์ S-ํ ์๋๋ฅผ Table 5์ ์ ๋ฆฌํ
์๋ค. ๋ชจ๋ ๊ธธ์ด(10 ~ 50 mm)์ ์ํํธ์์ ์ธก์ ์ด ๊ฐ๋ฅํ์
๋ P-ํ์ ๋ฌ๋ฆฌ, S-ํ๋ ์ํํธ์ ์ข ๋ฅ์ ๋ฐ๋ผ์ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ
๋ฒ์ผ๋ก๋ 2 ~ 9์ข ์ ๊ธธ์ด์์, ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์ผ๋ก๋ 7 ~ 9์ข ์
๊ธธ์ด์ ์ํํธ์์๋ง ์ผ๊ด์ฑ ์๋ ์ฃผ์๋ฅผ ๋ฐ์ทํ ์ ์์๊ณ ,
์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์์ ๋ณด๋ค ์ต์ 4๋ฐฐ์ ํ์ ํต๊ณผ ๊ธธ์ด๊ฐ ํ์ํ ๋ฐ
์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์์ ๋ ์ ์ ์์ ์ํํธ์์๋ง ์ฃผ์ ํ๋์ด ๊ฐ
๋ฅํ์๋ค. Sํ์ ๊ฒฝ์ฐ PVDF, PC์ POM-C ์ํํธ์์๋ 20
mm ์ดํ์ 2 ~ 3๊ฐ ์ํํธ์์๋ง ์๋ณต์ฃผ์ ๋ฐ์ท๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ์
์ผ๋ฉฐ ๋ฐ๋ผ์ 2 ~ 3๊ฐ์ ์ ์ ๋ํ ์ง์ ์ ํฉ์ผ๋ก ์ป์ ์์คํ
์ง์ฐ์ ์๋์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ๋ ํฐ ์ค์ฐจ๊ฐ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ์
์๋์ด ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ๊ณผ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์ ์ํ ์์คํ ์ง์ฐ์ ์
๋ก ๋น๊ตํ์ง ์์๋ค. ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ป์ S-ํ ์๋๋ ์ด
๋์ฃผ์ ๋ฐ์ท์ ์ํ ์๋์ 95.2 ~ 102.4% ๋ฒ์์ ์๋ค.
ํํ ๋ถ์
์ด์ํ ์๋ ์ฐ์ถ์์ ๋ถ๋ช์น๋ ๊ฐ์ฅ ๊ธฐ์ด์ ์ธ ๋ฌธ์ ๋ ํ์
(diffraction)๊ณผ ๊ฒฐํฉ(coupling)์ ์ํฅ(McSkimin, 1961)์ด๋ค.
ํนํ ์ด๋์ฃผ์ ๋ฐ์ท๋ฒ์ผ๋ก S-ํ ์๋๋ฅผ ์ฐ์ถํ ๋๋ ์ด๋์
์์น๊ฐ ๋ชจํธํ๊ฒ ๋์ด ์ผ๊ด๋๊ฒ ์ ์ ํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ด ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ์ข ์ข
๊ฒช๋๋ค. Fig. 6์ (a), (b)๋ P-, S-ํ์ ์ด๋์ฃผ์๋ฅผ ๋น๊ต์ ์ฉ
์ดํ๊ฒ ์ ์ ํ ์ ์๋ ์ ํ์ ์ธ ํํ์ ์๋ฅผ ๋ณด์ธ ๊ฒ์ผ๋ก์
๊ธธ์ด(l)๊ฐ 20 mm์ธ PMMA ์ํํธ์ P-ํ ๋ฐ S-ํ ์ด๋์ฃผ์
๋ฐ์ท ์๊ฐ์ ์ด๋ฏธ์ง์ด๋ค. P-ํ์์๋ DC Offset ์ (์ด๋ก์ ์
)์ ๋ฒ์ด๋ ๊ธ๊ฒฉํ๊ฒ ๊ฐ์ํ๊ธฐ ์์ํ๋ ์๊ฐ์ ์ด๋์ฃผ์๋ก ์
์ ํ์๋๋ฐ l = 10 ~ 50 mm ์ธ ๋ชจ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ด์ ๊ฐ์ ํํ
์ ๋ณด์ฌ์ ์ผ๊ด๋ ์์น๋ฅผ ์ ์ ํ๋๋ฐ ์ ํ ์ด๋ ค์์ด ์์๋ค.
S-ํ์ ๊ฒฝ์ฐ๋ DC offset ์ ์ ๋ฐ๋ผ๊ฐ๋ค๊ฐ ์์นํ์ฌ ๊ทน๋๊ฐ์
๋ณด์ธ ํ ๊ฐ์ํ๋๋ฐ, ๋์ ๋ฒ์์ ๋ถํฌํ๋ ๊ทน๋๊ฐ์ ์ ํํ๋
๊ฒ๋ณด๋ค ๊ทน๋๊ฐ ์ดํ ๊ธ๊ฒฉํ ๊ฐ์ํ๋ฉฐ DC offset์ ๊ณผ ๊ต์ฐจํ๋
Table 5. Summary of S-wave velocities and P/S ratio by PEO and FAP methods.
Sample
PEO FAP
PEO/FAP (%)Length measured(mm)
Vs(m/sec)
Vp/VsLength measured
(mm)Vs
(m/sec)Vp/Vs
PMMA 10 ~ 30 1345 2.02 10 ~ 20, 30 ~ 50 1314 2.05 102.4
MC901 10 ~ 50 1131 2.36 10 ~ 50 1107 2.41 102.2
POM-C 10 ~ 20 932 2.44 10 ~ 20, 30 ~ 45 965 2.39 96.6
PC 10 ~ 15 866 2.52 10 ~ 50 899 2.44 96.3
PVDF 10 ~ 15 759 2.55 10 ~ 50 797 2.54 95.2
Fig. 6. Waveform of (a) P- and (b) S-wave at the moment of first
arrival picking for the sample PMMA of length 20 mm.
Fig. 7. Waveform of S-wave at the moment of first arrival picking
for the sample (a) PMMA and (b) POM-C of length 25 mm.
178 ์ด์๊ทยท์ดํ์ข ยท๊นํ์ฐฌ
cross-over point๋ฅผ ์ ํํ๋ ๊ฒ์ด ์ผ๊ด๋ ์์น๋ฅผ ์ ์ ํ๊ธฐ์
์ฉ์ดํ๋ค.
ํํธ, Fig. 7์ (a)๋ ๊ธธ์ด๊ฐ 25 mm์ธ PMMA ์ํํธ์ S-
ํ ์๋๋ฅผ ์ด๋์ฃผ์ ๋ฐ์ท๋ฒ์ผ๋ก ์ฐ์ถํ ๋์ ํํ์ ๋ณด์ธ ๊ฒ
์ด๋ค. ํํ์ ํน์ง์ ์ด๋ ์ฃผ๋ณ์์ DC offset์ ๋ณด๋ค ํฐ ๊ทน๋
์ ์ ๋ํ๋ธ ํ ๊ฐ์ํ์ฌ DC offset ์ ์ ๊ต์ฐจํ ํ์๋ ๊ธ๊ฒฉ
ํ๊ฒ ๊ฐ์ํ์ง ์๊ณ ์๋นํ ์๊ฐ ๋์ ์๋งํ ๋ณํ๋ฅผ ์ ์งํ
๋ค๋ ์ ์ด๋ค. ๊ทน๋จ์ ์ผ๋ก๋ l = 25 mm ์ธ POM-C ์ํํธ(b)
์์์ ๊ฐ์ด cross-over ์ ์ ์ง๋๊ณ ๋ ์ค๋ซ๋์(์ฝ 3 ยตsec) ์ผ
์ ํ ๊ฐ์ ์ ์งํ๋ค๊ฐ ๋ค์ ๊ฐ์ํ๊ธฐ๋ ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ด๋ฐ ๊ฒฝ
์ฐ์๋ ๊ทน๋์ ์ ์ง๋ ํ์ DC offset์ ๊ณผ ๊ต์ฐจํ๋ cross-
over๋ฅผ S-ํ์ ์ด๋์ฃผ์๋ก ์ ํํ๋ ๊ฒ๊ณผ ์์ ์ผ์ ํ ๊ฐ์ ์
์งํ๋ค๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ๊ฒ ๊ฐ์ํ๋ ์ง์ ์ ์ด๋์ผ๋ก ์ ํํ๋ ๊ฒฝ์ฐ
๋ ๋งค์ฐ ํฐ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์ ๋ฐํ ์ ์๋ค.
๋ฐ๋ฉด ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด, l = 25 mm์ธ ๋์ผ
ํ PMMA ์ํํธ์ ๋ํด S-ํ ํ์ด์ Fig. 8์ (a)์ ๊ฐ๊ณ ์
1๋ฐ์ฌํ์ ์ 2๋ฐ์ฌํ๋ฅผ ์ํธ์๊ด์ ์ํด ์ถฉ์ฒฉํ ํํ์ Fig.
8(b)์ ๋ณด์๋๋ฐ, ๋ ํํ์ ๊ทน์ ์ ์์น๊ฐ ๋น๊ต์ ์ ์ค์ฒฉ๋
์ด ์์์ ๋ณผ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ 1 ๋ฐ
์ 2 ๋ฐ์ฌํ์ ํํ์ด ์ธ์ง๋๋ ํ ์ํธ์๊ด์ ์ํ์ฌ ์๋์ผ
๋ก ์ฐ์ถ๋๋ ์๋ณต์ฃผ์์ ํฐ ํธ์ฐจ๋ ์กด์ฌํ์ง ์๋๋ค.
๋งค์ง์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ , ๊ธฐํํ์ ํน์ฑ์ ์ํ ์งํญ ํน์ ์๋์ง์
๊ฐ์ ํ์์ ๊ฐ์ (attenuation)๋ผ ํ๋ฉฐ ํนํ ๋งค์ง ์์ ํต๊ณผํ
๋ฉฐ ์๋์ง๊ฐ ์ด๋ก ์ ํ๋๋ ํ์์ ํก์(absorption)๋ผ๊ณ ํ๋
๋ฐ ํ์ฑํ์ ๊ฒฝ์ฐ์ ํก์๋ ํ์ฅ ๋น 0.25 ~ 0.5 dB๋ก ์๋ ค์ ธ
์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ณ ์ฃผํ ์ฑ๋ถ์ ์ ์ฃผํ ์ฑ๋ถ์ ๋นํด ๋งค์ง์ ๋นจ๋ฆฌ
ํก์๋๊ณ ํ์ ์ ํ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๊ธธ์ด์ง๋ฉด ์ ์ฃผํ ์ฑ๋ถ์ด ์ฐ์ธํด์ง๋ค.
Fig. 9๋ ์ด๋๋ฐ์ท๋ก ์ป์ P-ํ ์๋(Vp_fap)์ ๋ํ ๋ฐ์ฌํ
์ค์ฒฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ป์ P-ํ ์๋(Vp_peo)์ ๋น, Vp_peo/Vp_fap ๊ฐ 0.957
๋ก ๊ฐ์ฅ ์์ PVDF ์ํํธ์ ๋ํด ์ 1 ๋ฐ์ฌํ์ ์ 2 ๋ฐ์ฌํ
๊ฐ ์ค์ฒฉ๋์์ ๋์ ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๋ณด์ธ ๊ฒ์ด๋ค. ์ด๋ฅผ Vp_peo/Vp_fap
๊ฐ 1์ ๊ฐ์ฅ ๊ฐ๊น์ด MC907 ์ํํธ์ ์ค์ฒฉ ์ด๋ฏธ์ง(Fig. 3(b))
์ ๋น๊ตํ๋ฉด, MC907 ์ํํธ์ ๊ทน๋์ ์ ์ง๋ ํ ์ฒซ ๋ฒ์งธ ๊ทน
์์ ์ ์์น๊ฐ ์ 1 ๋ฐ์ฌํ์ ์ 2 ๋ฐ์ฌํ์์ ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ ๋ฐ
๋ฉด PVDF ์ํํธ์์๋ ์ 1 ๋ฐ์ฌํ๋ณด๋ค ฮt ๋งํผ ์ง์ฐ๋์ด ๋
ํ๋จ์ ๋ณผ ์ ์๋ค. ์ด๋ ๋ ์ํํธ์ ๊ธธ์ด๋ 20 mm๋ก ๋์ผ
ํ๋ค. ์ด๊ฒ์ PVDF ์ํํธ์์ ๊ณ ์ฃผํ ์ฑ๋ถ์ ๊ฐ์ ๊ฐ ๋ ์ปค
์ ์ 2 ๋ฐ์ฌํ์์๋ ์ ์ฃผํ ์ฑ๋ถ์ด ์ฐ์ธํ๊ฒ ๋๊ณ ์ด๊ฒ ๋๋ฌธ
์ ์ํธ์๊ด์ผ๋ก ๊ณ์ฐ๋ ์๋ณต์ฃผ์๊ฐ ๋ ๊ธธ๊ฒ ํ๊ฐ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก
ํด์๋๋ค.
๊ฒฐ ๋ก
์ํํธ์ ์๋ณต ์ฃผํํ ์ 1 ๋ฐ์ฌํ๋ฅผ ์ด๋ ์๋์ฐ๋ก ํ์ฌ ํ
์ด(wavetrain)์ ์ ๊ตฌ๊ฐ๊ณผ ์ํธ์๊ด์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํจ์ผ๋ก
์จ ์ 1 ๋ฐ์ฌํ์ ์ 2 ๋ฐ ์ 3 ๋ฐ์ฌํ๊ฐ ์ค์ฒฉ๋์์ ๋์ ์๋ณต
์ฃผ์๋ฅผ ์๋์ผ๋ก ๋ฐ์ทํ ์ ์๋ ์ด์ํ์๋ ์ธก์ ์์คํ ์ ๊ตฌ
์ถํ์๋ค. ์ด ์์คํ ์ ์๋ณต์ฃผ์๋ฅผ ์์ ์๋์ผ๋ก ๋ฐ์ทํ ์
์์ด์ ์คํ์์ ์ํ ์ธก์ ํธ์ฐจ๊ฐ ๊ฐ์ ๋ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ๊ฑฐ์ ์
์ผ๋ฉฐ ์ํํธ์ ์กฐ๊ฑด(์จ๋, ํฌํ๋ ๋ฑ)์ด ๋ณํ์ง ์๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋
์คํฉ์๋ฅผ ๋๋ ค์ ์ ํธ๋ ์ก์๋น๋ฅผ ๋์ธ ์๋ณต์ฃผ์๋ฅผ ๋ฐ์ทํ ์
์๊ณ ์ํํธ์ ์กฐ๊ฑด์ด ๋ณํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์คํฉ ์์ด ์ผ์ ํ ์
๊ฐ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ์ฐ์ํ์ฌ ์ธก์ ํ ์ ์๋ ์ฅ์ ์ด ์๋ค. ๋ฐ์ฌํ ์ค
์ฒฉ๋ฒ์ ํธ๋์ค๋์๊ฐ ์ ํ๋ ๋ฐ๋ํธ ๋ฉด์ ์ ๊ทผํ ์ ์๋ ์
ํฉ์์๋ ์ด์ํ ์๋ณต์ฃผ์๋ฅผ ๋ฐ์ทํ ์ ์์ด์ ๋ณ๋์ ์ฅ์ ์
๊ฐ๊ธฐ๋ ํ์ง๋ง ํ๋์ ์ ํ๊ธธ์ด๊ฐ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ๋ณด๋ค ์ต์ 4๋ฐฐ๋ก
๊ธด ๋ค์ค ๋ฐ์ฌํ ์๋ฃ๊ฐ ํ์ํ๋ฏ๋ก ๋งค์ง์ ๊ฐ์ ํน์ฑ์ ์ํด
์ธก์ ๊ฐ๋ฅํ ์ํํธ์ ๊ธธ์ด์ ์ ์ฝ์ด ์๋ค.
์ด ์์คํ ์ ์ด์ฉํ์ฌ 5์ข ์ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ฝ์ด์
P-ํ ๋ฐ S-ํ ์๋๋ฅผ ์ฐ์ถํ๊ณ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์ผ๋ก ์ฐ์ถํ ๊ฒฐ๊ณผ์
๋น๊ตํ์๋ค. ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ป์ P-ํ ์๋๋ ์ด๋์ฃผ์ ๋ฐ
์ท๋ฒ์ ์ํ ์๋์ 95.7 ~ 100.6% ๋ฒ์์ ๋ถํฌํ์ฌ ๋์ฒด๋ก
์ด๋์ฃผ์ ๋ฐ์ท์ ์ํ ์๋ ๋ณด๋ค ๋ฎ์ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๋ค. S-ํ์
๋ํ์ฌ๋ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์์ ๋ณด๋ค ๋ ์ ์ ์์ ์งง์ ์ํํธ์์
๋ง ์ฃผ์ ํ๋์ด ๊ฐ๋ฅํ์๋ค. ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ป์ S-ํ ์
Fig. 8. Wave train (a) and waveform overlap (b) of S-wave
measurement for the sample PMMA with 25 mm long.
Fig. 9. Waveform overlap between the first and second reflected
waves for the sample PVDF of length 20 mm.
๋ค์ค ๋ฐ์ฌํ ์ค์ฒฉ ์๋ฃ์ ์ํธ์๊ด์ ์ด์ฉํ ์์ง๋์ด๋ง ํ๋ผ์คํฑ ์ฝ์ด์ ์ด์ํ์๋ ์ธก์ 179
๋๋ ์ด๋์ฃผ์ ๋ฐ์ท์ ์ํ ์๋์ 95.2 ~ 102.4% ๋ฒ์์ ์
์๋ค. ์ด์ํ์๋๊ฐ ์ด๋๋ฐ์ท๋ฒ์์ ๋ณด๋ค ๋๋ฆฌ๊ฒ ์ฐ์ถ๋๋ ๊ฒฝ
์ฐ๋ ๊ณ ์ฃผํ ์ฑ๋ถ์ ๊ฐ์ ๊ฐ ์ปค์ ํ์ด์ ํ๋ฐ๋ถ๋ก ๊ฐ์๋ก ์
์ฃผํ ์ฑ๋ถ์ด ์ฐ์ธํ๊ฒ ๋๊ณ ์ด ๊ฒ ๋๋ฌธ์ ์ํธ์๊ด์ผ๋ก ๊ณ์ฐ
๋ ์๋ณต์ฃผ์๊ฐ ๋ ๊ธธ๊ฒ ํ๊ฐ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ์ธ๋์๋ค.
๊ฐ์ฌ์ ๊ธ
์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ํ๊ตญ์ง์ง์์์ฐ๊ตฌ์์ ์ฃผ์์ฌ์ ์ธ โํ๋ฐ๋ ๋จ๋
๋ถ์ ์ง์ด์ด์๋ ํน์ฑ๊ท๋ช ๋ฐ ์ง์ด์์ ๋ถ์กด ํ๊ฐโ ๊ณผ์ ์ ์ผ
ํ์ผ๋ก ์ํ๋์๋ค.
์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ
ASTM D2845-00 Standard test method for laboratory deter-
mination of pulse velocities and ultrasonic elastic constants.
D'Arrigo, G., Marietti, P., and Tartaglia, P., 1970, A new form of
the Sing-Around Technique for ultra-sonic velocity measure-
ments, Il Nuovo Cimento B Serie, 69, 105-114.
Delsing, J., 1998, Method for measuring in a fluid with the aid
of sing-around technique, U.S. Patent No. 5,796,009.
Horvath-Szabo, G., Hiland, H., and Hgseth, E., 1994, An
automated apparatus for ultrasound velocity measurements
improving the pulse-echo-overlap method to a precision
better than 0.5 ppm in liquids, Rev. of Sci. Inst., 65, 1644-
1648.
Lee, S. K., Lee, T. J., and Sung, N. H., 2010, Characteristics of
rock samples from Seokmo Island using an automated-
continuous seismic velocity measuring system, J. of Kor. Soc.
Min. and Ener. Res. Eng., 47, 756-770.
Lee, S. K., and Lee, T. J., 2011, A study on the factors affected
on the P- and S-wave velocity measurement of the acrylic and
stainless steel core, Geophysics and Geophysical Exploration,
14, 305-315.
Lee, S. K., Choi, J., Cheon, D.-S., and Lee, T. J., 2011, Seismic
velocity change due to micro-crack accumulation of rock
samples from Seokmo Island, Korea, Geophysics and Geo-
physical Exploration, 14, 324-334.
Obert, L. S., Windes, L., and Duvall, W. I., 1946, Standardized
tests for determining the physical properties of mine rock, U.
S. Bur. Mines Rep. Invest. 3891.
Palanichamy, P., Joseph, A., Jayakumar, T., and Raj, B., 1995,
Ultrasonic velocity measurements for estimation of grain size
in austenitic stainless steel, NDT & E International, 28(3),
179-185.
Pantea, C., Rickel, D. G., Migliori, A., Leisure, R. G., Zhang, Z.,
Zhao, Y. S., El-Khatib, S., and Li, B. S., 2005, Digital
ultrasonic pulse-echo overlap system and algorithm for
unambiguous determination of pulse transit time, Rev. of Sci.
Inst., 76(11), 114902 - 114902-9.
Papadakis, E. P., 1976, New, compact instrument for pulse-
echo-overlap measurements of ultrasonic wave transit times,
Rev. Sci. Instrum., 47(7), 806-813.
Pathak, L., Murali, N., and Amirtha, V. P., 1984, Stand-alone
pulse-echo-overlap facility for ultrasonic wave time measure-
ments, Rev. Sci. Instrum., 55(11), 1817-1822.
Takagi, T., and Teranishi, H., 1987, Ultrasonic speed in com-
pressed liquid by a sing-around method, J. Chem. Thermo-
dynamics, 19, 1299-1304.
Tardajos, Pena, and Aicart, 1986, Speed of sound in pure liquids
by a pulse-echo-overlap method, J. Chem. Thermodynamics,
18, 683-689.