표준과학연 고성능 초음파 장치 개발/정확도 기존 탐촉자의 30배

◎금속 등 표면 미세흠집 찾아낸다

금속이나 비금속재료의 표면에 나 있는 미세한 흠집을 찾아내주는 고성능 초음파장치가 개발됐다.

한국표준과학연구원 방재기술연구센터 비파괴평가그룹의 김병극 선임연구원은 『전혀 새로운 방식의 음향렌즈를 고안,이를 이용한 초음파탐촉자를 제작하는데 성공했다』고 3일 밝혔다.

초음파탐촉자는 검사대상의 표면에서 검출되는 종파와 횡파·표면탄성파를 감지해 금속등의 표면 어떤 부분에 어느 정도 깊이의 결함이 있는지를 알아내는 장치다.기존 초음파탐촉자는 종파와 횡파를 주로 이용했으나 연구팀은 표면탄성파의 미세한 신호까지를 감지해냄으로써 결함검출의 정확도를 30배이상 높일수 있었다고 연구원측은 설명했다.

연구팀이 표면탄성파측정을 위해 개발한 음향렌즈는 집속하려는 위치를 중심으로 표면탄성파를 회전시켜 표면탄성파를 점집속할 수 있도록 한 회전체음향렌즈다.이 회전체음향렌즈를 초음파탐촉자에 적용한 것은 표준과학연구원팀이 세계최초다.연구팀은 이를 미국에 특허출원했다.



연구팀은 또초음파발생소자로 초기에는 곡면음향렌즈의 형상에 따라 구부러지기 쉬운 재료인 압전폴리머재료를 사용했으나 잡음이 커서 이 대신에 세라믹압전소자로 바꾸었다고 밝혔다.세라믹소자는 폴리머소재보다 30배이상 성능이 높았고 표면탄성파를 집속하지 않은 기존의 경사각 초음파탐촉자의 30배이상 감도를 보였다는 것.

개발된 탐촉자는 표면균열의 깊이와 폭을 정량적으로 평가할 뿐만 아니라 형상화도 할 수 있어 지금까지의 기술로는 어려웠던 미세결함검출에 널리 활용될 것으로 보인다.<신연숙 기자>