[비파괴검사] Laser Shearography란? 동작 방법(NDT)

 

목차

 

"관련제품 문의는 로고 클릭 또는 공지사항의 연락처를 통해 하실 수 있습니다."

 

 

 

Laser Shearography란?

 

 

Laser Shearography는 비파괴 검사 기술입니다. 이 기술은 물체의 미세 구조적 결함이나 변형을 탐지하기 위해 빛의 간섭 현상을 활용합니다. 여기서 사용되는 과정을 단계별로 쉽게 설명하겠습니다.

 

출처: 논문( Novel Non-Contact Evaluation of Strain Distribution Using Digital Image Correlation with Laser Speckle Pattern of Low Carbon Steel Sheet)

 

 

1. 모노크로매틱(Monochromatic) 및 Coherent 레이저 광원: 먼저, 단색의 Coherent  레이저 광원이 사용됩니다. 이 광원은 특정한 색상의 빛을 가지며, 그 파장은 고르고 예측 가능합니다. 이 광원이 대상 물체의 거친 표면에 비추어집니다.
2. 스페클(Speckle) 패턴 형성: 레이저 광이 물체의 거친 표면에 닿으면, 표면의 미세 구조로 인해 광원이 산란되어 '스페클 패턴'이라고 하는 독특한 패턴을 형성합니다. 이 패턴은 지문처럼 각 물체에 대해 고유합니다.
3. 각도 차이에 의한 간섭: 물체 표면에서 반사된 광파는 서로 다른 경로를 통해 여행하게 됩니다. 이러한 경로의 차이는 빛의 간섭 현상을 일으키는데, 이를 'Shearing Interferometry'라고 합니다. 내부 빔스플리터에 의해 분리된 광파는 서로 다른 위상에서 상호작용하며, 이로 인해 간섭 패턴이 생성됩니다.
4. 카메라의 픽셀 강도 기록: 이 간섭 패턴은 카메라 센서에 의해 기록됩니다. 각 광파의 위상 간섭이 해당 픽셀에서 기록되는 강도에 기여합니다.

 

Laser Shearography는 물체의 표면에 단색 레이저 광을 비추어, 반사되어 오는 빛의 간섭 패턴을 분석함으로써 물체의 미세한 변형이나 결함을 탐지하는 기술입니다. 이 과정은 매우 민감하며, 물체의 구조적 건전성 평가에 널리 사용됩니다.

 

 

 

 

표면 가진(Excitation) 및 결함 검출

 

 

 

기본 원리

 

재료 내부에 결함(예: 균열, 공동, 불순물 등)이 있을 때, 이 재료에 스트레스(예: 물리적 압력, 열 등)를 가하면, 결함이 있는 부위 주변의 재료는 결함이 없는 부분보다 더 많이 또는 더 적게 변형됩니다. 이는 결함으로 인해 재료의 구조적 일관성이 약해지기 때문입니다.

 

 

스피클 패턴 변화 측정

 

• 참조(Reference) 이미지 취득: 스트레스를 가하기 전, 재료 표면의 스피클 패턴을 참조 이미지로 촬영합니다.
• 측정(Post) 이미지 취득: 스트레스를 가한 후, 변형된 재료 표면의 스피클 패턴을 측정 이미지로 촬영합니다.
• 이미지 분석: 참조 이미지와 측정 이미지 사이의 차이를 분석하여, 스피클 패턴의 변화를 정량적으로 파악합니다.

 

 

결함 위치 감지

 

이 방법은 재료의 표면만을 관찰합니다. 재료 내부를 직접 탐사하거나 관통하지는 않지만, 내부 결함은 표면의 변형을 통해 간접적으로 감지됩니다. 결함이 있는 위치는 재료 표면에서의 변형이나 스트레인 필드(재료가 스트레스를 받을 때 생기는 변형의 분포)의 변화를 통해 파악할 수 있습니다.

 

 

하중(Load)

 

결함 감지 과정에서 사용되는 다양한 여기 방법이 있습니다. 여기 방법에는 열, 진공 또는 부분 진공, 진동, 기계적 힘 등이 포함되며, 이들은 재료에 스트레스를 가하는 방법을 결정합니다.

이러한 과정을 통해, 재료 내부의 결함이 재료 표면에 미치는 영향을 정밀하게 측정하고, 재료의 건전성을 비파괴적으로 평가할 수 있습니다. 이 방법은 항공우주, 자동차 산업 등 다양한 분야에서 중요한 부품의 검사에 널리 사용됩니다.

 

 

 

해당 내용과 관련해서 팜테크에서 교육 프로그램, 측정/분석 용역, 장비를 제공하고 있습니다.  관심 있으시면 아래 홈페이지 또는 연락처를 통해 문의 주시면 됩니다. :)

 

https://famtech.co.kr/sub04/01_01.php

교육일정및신청(주)팜테크