Evaluation of Surface-Breaking Crack Based on Laser-Generated Ultrasonics and Wavelet Transform

레이저 초음파와 Wavelet변환을 이용한 재료표면균열 평가

Laser-generated ultrasonic technique which is one of the reliable nondestructive evaluation techniques has been applied to evaluate the integrity of structures by analyzing the characteristics of signal obtained from surface crack. Therefore, the signal analysis of the laser-generated ultrasonics is absolutely necessary for the accurate and quantitative estimation of the surface defects. In this study, one-sided measurement by laser-generated ultrasonic has been applied to evaluate the depth of the surface-breaking crack in the materials. However, since the ultrasonic waveform excited by pulse laser is very difficult to distinguish the defect signals, it is necessary to consider the signal analyses of the transient waveform. Wavelet Transform(WT) is a powerful tool for processing transient signals with temporally varying spectra that helps to resolve high and low frequency transient components effectively. In this paper, the analyses of the surface-breaking crack of the ultrasonic signal excited by pulse laser are presented by employing the WT analyses.

비파괴 평가 기술들 중의 하나인 레이저 초음파 응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 표면결함에 의한 신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이다. 따라서 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 레이저 초음파 신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 신호해석 연구가 요구된다. 본 연구에서는 레이저유도 초음파에 의한 one-sided 기법을 이용하여 표면균열을 평가하고자 하였다. 하지만 레이저를 이용한 평가방법들은 수신된 신호의 해석이 까다로우며 또한 상당한 전문적인 지식이 요구된다. 웨이블렛 변환(wavelet transform, WT) 기법은 신호처리 분야에서 하나의 새로운 방법으로서 다양한 분야에 적용되고 있으며 특히 한 시점에 대한 주파수 분해가 가능한 신호처리 방법으로서 시간-주파수 분석에 아주 유용하게 이용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 레이저 유도 초음파를 이용하여 재료의 표면 결함신호들에 대한 웨이블렛 변환기법을 적용하여 보다 정량적인 결함 크기를 예측하고 그 타당성을 평가하고자 하였다.