초음파(Ultrasonic)와 음향방출(Acoustic emission)

초음파는 보통 가청음파(2Hz~20kHz)의 대역을 벗어난 상위 전자파 이내의 영역(20kHz~수MHz)을 말하고 있다. 공기의 압력변화율에 기인한 공기기인 음파(Airborne)와 고체와 고체의 마찰에 기인한 고체기인 음파(Structure borne)으로 나눌 수 있으며 또한 초음파는 발생시키기도 하고 측정할 수도 있다. 흔히 사용되고 있는 비파괴(NDT)방법 중에서 초음파와 음향방출의 차이는 무엇일까? 왜 같은 초음파 대역을 사용하면서 구분하여 달리 표현하고 있는 것일까?.

Ultrasonic & Acoustic Emission

초음파는 산업용으로 대상체를 분리시키거나 빠르게 흔들어 주는 매개체로 사용할 수도 있지만 일반적으로 초음파를 발생하여 반사하여 오는 초음파를 읽어들임으로서 대상체의 형상이나 거리를 측정하는 용도로 사용된다. 또한 비파괴(Non Destructive Test)검사에 사용되기도 하는데 재료의 균열이나 어군탐지, SONA, 공간(기포,Cavity)의 확인방법에 방사능보다 비교적 안전한 방법으로 인식되고 있다. 이것을 Ultrasonic(초음파 탐상법, 균열확인법)이라고 한다.

반면에 Acoustic Emission(음향방출)은 대상물에서 발생하는 이상마찰음, 구조균열 등을 초음파를 이용하여 확인하는 방법을 말한다. Waveguide를 타고 표면을 전달하는 초음파와 Lamb파를 이용한 구조안전모니터링(SHM, Structural Health Monitoring)으로서 구조(압력탱크, 교량, 항공기, 건축물 및 기타 대형구조)의 안전성 모니터링기법에 활용된다. 또한 MHM(Machine Health Monitoring)의 예로서 베어링의 이상 마찰음(결함)이나 가스누출(Air Leakage)의 확인에도 활용된다.

다시 정리하면, 초음파는 신호초음파를 보내고 받으면서 구조의 형태 및 안전성을 확인하는 방법이고 음향방출은 발생초음파를 받으면서 구조의 안전성을 확인하는 방법이라고 할 수 있다.

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