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공기결합 초음파 이미징을 위한 Holey-Structure 메타렌즈
대표 URL https://doi.org/10.3390/s21041170
작성자 관리자 게시일 2021.03.18 조회수 613

 재료의 비파괴 평가에서 공기 결합 초음파 검사는 접촉과 관련된 검사가 불가능한 재료의 손상을 감지 하기 위한 효과적인 방법으로 이용되고 있다. 그러나 공기와 고체 사이의 임피던스 불일치는 재료의 손상으로 인한 왜곡 신호를 전달하기에 어려움이 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 영국 Bath대학의 연구진들은 초음파 신호의 전달을 개선하기 위해 Holey-Structured Metamaterial Lens를 제안하고 그 결과를 발표하였다.
 논문에 따르면 임피던스 불일치로 감소하는 소멸 파를 메타렌즈의 Fabry-Perot 공명 모드와 결합하도록 최적화되어 전파되는 소멸 파를 향상시키도록 설계하였다.  투과 테스트 결과 메타렌즈 적용전에 비해 렌즈 설계 주파수의 진폭이 최대 145 % (f=40 kHz)까지 증가한 것으로 보고하였다. 또한 이를 바탕으로 균열 샘플과 거의 눈에 띄지 않는 충격 손상 (barely visible impact damaged) 플레이트에 대해 비접촉 공기 결합 이미지 검사를 수행하였다. 그 결과 음향 초음파 이미징을 활용하여 손상 및 미세 균열에 대한 검출이 가능함을 확인할수 있었다. 이러한 결과는 초음파 메타렌즈를 이용하여 기존 비접촉 초음파 이미지 검사의 문제점에 대한 효과적인 적용이 가능할 것으로 판단되면 연구단 내부의 비접촉 초음파 이미징 검사 연구에도 참고할 수 있을 것으로 기대된다.
 

[담당자: 곽준혁(jhkwak@kimm.re.kr, 7666)]

 

https://doi.org/10.3390/s21041170

Title : Deep-Subwavelength-Optimized Holey-Structured Metamaterial Lens for Nonlinear Air-Coupled Ultrasonic Imaging
Author : Marco Boccaccio, Pasquale Rachiglia, Gian Piero Malfense Fierro, Giovanni Pio Pucillo, Michele Meo(Department of Mechanical Engineering, University of Bath, Claverton Down, Bath BA2 7AY, UK)
Jounal :  Sensors 2021, 21(4), 1170

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