비파괴·비접촉 재료 시험
적재적소에 올바른 재료를 사용하는 것은 최종 제품의 품질과 내구성, 무게를 좌우하며 궁극적으로 제품의 성공을 결정합니다. Optomet 레이저 도플러 진동계는 전 세계 재료 연구 분야에서 새로운 지식을 체계적으로 탐구하는 데 크게 기여하고 있습니다. 재료 파라미터 측정은 물론 비파괴 검사/Non-Destructive-Inspection(NDT 또는 NDI)에서도 비접촉 측정 방식은 특히 중요합니다. 재료 특성에 영향을 주지 않으며, 가속도 센서와 같은 접촉식 측정 방식에 비해 재료 본연의 특성을 왜곡하지 않고 시험할 수 있기 때문입니다.
재료 비파괴 검사(NDT)
경량화와 높은 비강성 확보를 위해 부품 제조에서 섬유 강화 복합재의 중요성이 갈수록 커지고 있습니다. 대표적인 예로 항공 산업의 항공기 날개와 자동차 산업의 차체 부품 제조를 들 수 있습니다. 조기 재료 피로를 방지하려면 생산 공정이나 유지보수 검사 중에 박리 또는 균열의 위치를 적시에 파악해야 합니다. 얇은 섬유 강화 복합재 판재를 압전 소자 등을 이용해 고주파로 가진하면 Lamb 파(단파장 표면파) 등이 발생합니다. 이 파동은 재료 내부의 불완전부와 상호작용하여 파동 전파의 불균일성이나 국부 공진(Local Defect Resonance - LDR)을 일으킵니다.
SMART 시리즈 레이저 도플러 진동계는 재료 표면의 각 측정 지점에서 파동의 동상 전파를 검출하여 육안으로는 확인할 수 없는 재료 내부 결함을 시각화합니다. 내장 신호 발생기는 부품 가진에 사용할 수 있는 펄스나 주파수 스윕 등 임의의 파형을 생성할 수 있습니다. OptoSCAN 소프트웨어를 사용하면 측정 채널 설정과 측정 지점 정의부터 주파수 및 시간 영역에서의 측정 데이터 시각화와 분석에 이르기까지 전체 측정 프로세스를 수행할 수 있습니다. 내보내기 기능을 통해 데이터를 UFF, HDF5, mat-files(MATLAB) 등의 표준 형식으로 내보내 후속 처리할 수 있습니다.
적용 사례
Optomet Scanning Vibrometer를 사용하여 CFK 판재 뒷면의 결함을 검출합니다. 내장 신호 발생기가 직사각형 펄스를 생성해 CFK 판재에 부착된 압전 액추에이터를 가진합니다. 압전 소자(하단 중앙)에서 전파되는 파동은 두 결함과 상호작용하며, 국부적으로 높은 진폭(국부 결함 공진)을 통해 시간 및 주파수 영역에서 결함을 시각화합니다.
Split Hopkinson Bar (SHPB)
Split Hopkinson Bar 시험은 동적 조건에서 재료 특성을 측정하는 데 사용되는 재료 시험법입니다. 시험편(예: 콘크리트 실린더 또는 복합재)은 입사봉과 전달봉 사이에 배치됩니다. 가속된 충격봉이 입사봉에 충돌하여 충격 펄스를 발생시킵니다. 이때 발생한 파동은 첫 번째 봉을 통과해 재료 시험편에 도달하고, 시험편을 통과한 후 두 번째 봉(전달봉)으로 전달됩니다.
Optomet의 레이저 도플러 진동계(LDV)는 160 MSamples/s의 높은 샘플링 속도와 220 dB 이상의 동적 범위를 갖추고 있어, 이처럼 고도로 동적인 충격 펄스의 시간 이력을 측정하는 데 이상적인 계측기입니다.
Split Hopkinson Bar (SHPB)
