| 초록 |
연구목표 ◦ 공공 시설물의 안전한 유지관리를 위한 정밀 측정 기술을 개발하고 보급함. 이를 위하여 신뢰성 향상 측정, 수요 적응형 비파괴 검사 기술 및 공공안전 측정 신기술 분야로 분류하여 연구를 수행함. - 신뢰성 향상 측정 분야는 비파괴 검사 방법의 결함 검출 확률을 정량적으로 결정하는 절차와 압전 에너지 변환율을 측정하는 절차를 수립하여 산업계 및 학계에 제공함. - 수요 적응형 비파괴 검사 기술 분야는 산업계에서 필요로 하는 재료 결함을 탐지하기 위한 측정 기술을 개발함. - 공공안전 측정 신기술 분야는 중장기적인 시설물 안전 유지관리 산업에서 소요될 측정기술을 발굴하여 개발함. 연구내용 ◦ 신뢰성 향상 측정 분야 - 재료 결함 검출 확률을 정량적으로 결정하는 절차를 연구하기 위하여 미국방성 핸드북인 mh1823a에 기반한 POD 구축 절차 가이드라인을 제시함. 특히 와전류 탐상에 의한 튜브내 인공결함 검출에 대한 확률을 결정하는 절차를 수립함. - 압전 진동 에너지 하베스팅 시스템의 지배 방정식을 유도하여, 전력과 효율에 관한 closed-form solution을 도출하고, 전극의 크기 및 개수에 따른 에너지 하베스팅의 성능 예측 모델을 구축함. 또한 나노/마이크로 플랫폼 및 전극 구조를 제작하여 압전 박막 에너지 소자의 에너지 변환 효율 특성을 평가함. ◦ 수요 적응형 비파괴 검사 기술 분야 - 고속 주파수 가변 THz 연속파를 발생시키고, Coherent homodyne detection을 이용하여 THz 연속파를 측정하고 주파수 영역 데이터를 푸리에 변환하여 A-스캔 데이터를 얻고, THz 빔 스캐너를 이용하여 C-스캔을 수행하여 THz tomography를 구현함. - 적외선 열화상 기술은 열발생 메커니즘 전산 모델링, IR 카메라로부터 PC로 전송한 원본 데이터의 가시화 기반 작업을 수행함. 특히 CCTV와 연계한 연구결과는 산업체에 기술 이전하였음. - 저조파 초음파 입사각 변화에 따른 송신부와 수신부를 설계하고 제작함. ◦ 공공안전 측정 신기술 분야 - 재료의 비선형 초음파 측정을 위하여 고조파 감쇠 측정을 위해 고조파 압전소자와 버퍼를 이용한 측정 장치를 구축하고 회절음장 이론 모델을 적용하여 비선형 인자 계산 모델을 수립함. 또한 감쇠 및 회절 음장 효과를 반영한 비선형 인자 측정 시스템을 구축함 - PMN-PT 단결정 타겟을 제작하여 XRD 패턴을 측정하여 소재의 구조와 특성을 분석함. 또한 ZnO, PVDF 압전박막소자를 이용하여 고주파수 초음파 센서를 제작하여 그 특성을 분석함. - 가변파장 광원에 의한 가간섭 광원을 구축하여 펄스 광을 생성하고 광수신부를 구성하여 가간섭 산란 신호를 취득하기 위한 OTDR 센서를 구현하였음. 기대효과 공공 시설물의 안전한 유지관리를 위한 재료 결함 탐지 및 신뢰성 확보를 위한 측정 기술을 연구하여 비파괴 산업 및 구조물 유지관리 산업 및 계측 산업에 본 개발 기술들이 적용될 것으로 기대함. 특히 비파괴 검사 방법의 결함 검출에 대한 신뢰성을 확률적으로 정량화하는 연구는 국내의 산업 활성화 뿐만 아니라 학계를 선도하게 될 것임. 균열 선단 정밀 측정을 위한 저조파 초음파 측정 기술, 미세 균열 탐지를 위한 적외선 열화상 기술도 향후 산업계 적용이 유망함. |
