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Measurements of Inner Defects of the Plate using Dual-beam Shearography

Dual-Beam Shearography를 이용한 물체의 내부결함 측정

  • 함효식 (인천대학교 자연과학대학 물리학과) ;
  • 최성을 (인천대학교 자연과학대학 물리학과)
  • Published : 2005.06.01

Abstract

In this study, we have used newly developed dual-beam shearography which is based on laser speckle that includes various information about an object. Among the several shearing techniques, we used Michelson shearing interference technique which is the most powerful. Acrylate plate was used as a sample, which has inner defects and low thermal conductivity. Michelson shearing interferometer was used for obtaining speckle fringes. We also used phase shifting technique to get a phase map. Using single beam illumination, we could obtain mixture of deformation components of both in-plane and out-of-plane. In order to separate the two components, we have used dual-beam shearography technique. We have obtained a speckle pattern of both before and after deformation. Through LS filtering and unwrapping processes, we could find a position and a shape of the inner defects easily. Deformation of the acrylate plate due to thermal heating has occurred mainly in z-direction(out-of-plane) because it has low thermal conductivity. The acrylate plate was deformed only at the restricted area where the electrical heat applied.

본 연구에서는 물체의 내부 결함 측정을 위해서 레이저 스페클에 바탕을 둔 dual-beam shearography 기술을 이용하였다. 층 밀림을 만들기 위해서는 여러 가지 간섭계 중에서 마이켈슨 층 밀림 간섭계를 사용하였다. 열전도도가 낮은 아크릴 판 내부에 인위적인 결함을 만들어서 시료로 사용하였다. 시료에 레이저 beam을 조사하여 산란된 빛을 마이켈슨 층 밀림 간섭계를 통하여 스페클 간섭무의를 얻었으며, 위상이동기술을 통하여 위상도를 얻었다. 단일 beam을 시료에 조사할 경우, 물체의 변형의 in-plane과 out-of-plane 성분이 혼합된 상태로 측정되기 때문에 결함에 대한 정확한 분석이 불가능하다. 따라서 두 성분을 분리하기 위해서 dual-beam shearography 기술을 도입하였다. 내부 결함이 있는 시료에 이중 beam을 조사하여 변형 전의 간섭 스페클을 얻고, 약간의 전기 열을 가하여 미세한 변형을 가한 후의 간섭스페클을 얻은 후 의 위상도를 얻은 후 LS filtering과 unwrapping 처리를 통하여 내부 결함 부위를 쉽게 알아볼 수 있도록 하였을 뿐 아니라, 외력에 의한 물체의 미세 변형에 따른 결함 부위에서의 in-plane과 out-of-plane 변형성분의 위상도와 대략적인 변형 정도를 알아낼 수 있었다. 전기 열에 의한 내부결함이 있는 아크릴 판의 변형은 주로 z 방향(out-of-plane)으로 일어났으며 이것은 낮은 열전도도 때문이라는 예측과 잘 일치하였다.

Keywords

References

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