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저자정보
김용현 (에스엠인스트루먼트) 김영기 (에스엠인스트루먼트) 박춘수 (한국표준과학연구원)
저널정보
한국비파괴검사학회 비파괴검사학회지 비파괴검사학회지 제41권 제3호
발행연도
2021.6
수록면
191 - 200 (10page)
DOI
10.7779/JKSNT.2021.41.3.191

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초음파 영상에서 2차원 센서 배열은 기계적인 스캔 없이 영상 구현의 자유도를 높일 수 있다. 2차원 배열 구성 시, 소자의 간격을 관심 주파수의 반파장 이내에 배치시키기 어려운 경우, 저밀도 배열(sparse array)구성이 필요하며, 공간 앨리에이싱 효과가 나타나지 않도록 저밀도 센서의 랜덤한 위치 최적화가 필요하다. 최적 조합 도출을 위해 유전 알고리즘(genetic algorithm)을 적용하였으며, 주파수 영역 빔형성법을 이용하여 초음파 공간 분포를 구성하여 최적화를 진행하였다. 영상 내 주엽의 크기는 유지하면서 최대 부엽 레벨(maximum side lobe level, MSL)을 최소화하는 설계를 진행하였다. 이를 시뮬레이션을 통해 다양한 위치에서의 빔패턴 성능을 관찰하여 최적화 성능을 확인하였다. 이를 실험적으로 확인하기 위하여, 112개의 공기중 초음파 센서를 이용해 최적화 배치를 구현하고, 관측영역 내 각 위치별 초음파 영상의 특성을 관찰하였다. 이에 더해, 광학영상과 겹쳐 영상화하여 초음파가 발생하는 위치를 좀 더 직관적으로 관찰할 수 있음을 확인하였다.
#2차원 저밀도 랜덤 배열 #위상배열 #유전 알고리즘 #공기중 초음파 #음향방출 #C 스캔 영상 #2-D sparse random array #Phased array #Genetic algorithm #Ultrasound in air #Acoustic emission #C-scan imaging

목차

초록
Abstract
1. 서론
2. 주파수 영역 지연-합 영상화
3. 유전 알고리즘(genetic algorithm)
4. 저밀도 랜덤 배열 최적 설계
5. 시뮬레이션 해석
6. 시스템 구성 및 측정
7. 결론
References

참고문헌 (18)

참고문헌 신청
B. W. Drinkwater / 2006 / Ultrasonic arrays for non-destructive evaluation : A review / NDT&E International 39(7):525~541 google schola J. Billingsley / 1976 / The acoustic telescope / Journal of Sound and Vibration 48(4):485~510 google schola R. Merino-Martinez / 2019 / A review of acoustic imaging methods using phased microphone arrays / CEAS Aeronautical Journal 10:197~230 google schola B. Diarra / 2012 / Sparse array techniques for 2D array ultrasound imaging / Acoustics google schola X. Li / 2020 / Design of 2D Sparse Array Transducers for Anomaly Detection in Medical Phantoms / Sensors 20(18):5370 google schola

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