초음파 펄스의 주파수해석에 의한 재료의 음향특성 측정

Measurements of Acoustic Properties of Materials by Spectral Analysis of Ultrasonic Pulses

초음파펄스의 주파수해석에 의하여 재료의 음속과 감쇠계수 및 복소모듈러스를 동시에 측정하는 시스템을 구축하고 그 특성을 평가하였다. 이 시스템은 초음파현미경의 기계구동부와 공진주파수 85MHz의 ZnO 평면 트랜스듀서에 의해 구성되며, 음속은 시료의 표면과 저면에서 반사되어온 두개의 펄스파가 동시에 포함되도록 게이트한 후 파워스펙트럼을 구하였을 때 생기는 주파수영역에서의 극대점(또는 극소점)간의 간격으로부터, 감쇠계수는 그 두 펄스파의 각각에 대한 파워스펙트럼준위와 표준시료 표면으로 부터의 반사파의 파워스펙트럼준위로부터 구하여진다. 구축된 시스템을 용융석영, 폴리에스텔막등의 재료에 적용한 결과 정도 높은 계측이 가능함을 알았다.

A system for measurement of ultrasonic velocity, attenuation and complex modulus of materials by using the spectral analysis method of pulses has been constructed and its performances are estimated. The system has a mechanical scanning part of an acoustic microscope with a ZnO plane wave transducer of the resonant frequency of 85MHz. Ultrasonic velocity has been obtained by the intervals of maxima (or minima) on the power spectrum of a pulse train reflected from the surface and bottom of a specimen, and attenuation has been obtained by the power spectra of three pulses reflected from the surface and the bottom of a specimen and the surface of a standard specimen. The measured results for materials such as fused quartz, polyester show that the system has very high accuracy.