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초음파란 인간의 귀로는 들을 수 없는 영역의 높은 주파수를 가진 에너지를 의미합니다. 일반적인 가청 영역은 20Hz에서 20kHz이며, 초음파 검사는 20kHz가 넘는 주파수를 이용한 시험 방법을 가리킵니다.

본 측정기는 비교적 낮은 주파수 범위의 초음파 시험에 가장 적합한 20kHz에 800 kHz의 초음파를 초음파 탐촉자를 통해 발진하여 콘크리트나 돌, 나무를 포함하여 카본 성형 제품, 금속 주물이나 플라스틱 성형 제품, 고무와 같은 고체 재료의 밀도(density), 탄성(elasticity) 정도, 균질성(homogeneity), 공극(void)이나 공동(cavity)의 유무, 화학적 손상 및 노후화에 의한 열화 및 탄산화 현상 등을 측정할 수 있으며 특히 콘크리트의 강도 시험 및 크랙 깊이 측정에 많이 적용하고 있습니다. Ultracon-170은 아날로그 회로에서 노이즈를 최소화하여 돌이나 금속과 같은 얇은 재질에서도 정확한 측정이 가능하며 주물 제품의 구상화율 측정에서도 탁월한 성능을 발휘합니다.

가장 많이 적용되는 콘크리트 시험에서는 콘크리트의 강도, 노후화 현상 및 균열의 깊이를 조사하는데 적용되는데 초음파는 일반적인 음파와는 달리 고체 내에서 잘 진행되기 때문 에 콘크리트 (혹은 돌이나 목재 등)와 같은 단단한 재질에서 파장이 멀리까지 전달됩니다. 같은 원리로 초음파 탐촉자와 콘크리트 사이에 공기층이 존재하면 초음파가 진행하지 못하므로 Ultracon-170을 사용할 때는 초음파가 잘 전달될 수 있도록 함께 공급되는 커플런트를 탐촉자의 표면 혹은 검사하고자 하는 물체의 표면에 얇게 발라 주어야 합니다.

초음파의 전달 시간은 진행 거리와 비례하고 전달 속도 또한 재질의 강도에 영향을 받게 되므로 Ultracon-170은 이 원리를 이용하여 콘크리트의 강도나 크랙의 깊이를 측정하게 됩니다. 송신용 초음파 탐촉자에 전기적인 펄스가 가해지면 탐촉자 내에 있는 압전 소자는 초음파를 발생시켜 검사물로 입사시키게 됩니다. 이 때 측정 장비는 내부에 있는 클락을 이용하여 초음파 펄스가 나간 시점으로부터 계산해서 검사물을 통과한 초음파가 수신용 초음파 탐촉자에 도달한 시간을 측정하여 LCD상에 디스플레이하게 됩니다. μsec가 사용됩니다.

Ultracon-170은 과학기술부의 “인위 재해 방재 기술 개발 사업”의 일환으로 정부 출연금의 보조를 받아 엠케이씨코리아(큐씨맨인터내셔날은 브랜드명)와 한국표준과학연구원이 1999년에 공동으로 개발한 Contester-1000의 제3세대 콘크리트 구조물의 비파괴 검사 장비입니다

 
Ultracon-170의 특징
 
본 장비는 크게 측정 장비 본체와 이에 연결되어 사용되는 두 개의 초음파 탐촉자로 구성되어 있습니다. 측정은 초음파 탐촉자에 초음파 커플런트를 바른 후 콘크리트의 양쪽 면 혹은 두 표면에 접촉하여 측정값을 읽게 되는데 본체에서는 측정값을 microsec로 표시합니다. 본 Ultracon-170은 TFT Color LCD를 장착하여 디자인되었으며 아래와 같은 특징을 가지고 있습니다.


 

고전압으로 초음파 탐촉자를 발진하여 콘크리트 내에서의 초음파의 진행 시간을 측정하여 콘크리트의 강도 추정

  
강한 초음파 에너지를 발생시키는 고출력 펄서와 높은 수신 감도를 갖는 리시버, 콘크리트에서 초음파가 가장 효율적으로 전달될 수 있도록 디자인된 고효율 초음파 탐촉자의 조합으로 두꺼운 재질이나 감쇄가 심한 재질에서도 탁월한 성능 발휘

 
직접법, 간접법 및 크랙 측정을 위한 메뉴 그리고 측정 결과를 한 눈에 볼 수 있게 하는 컬러 디스플레이
현장 및 실험실에서 사용하기에 편리하도록 한 콤팩트 디자인
RF 출력 단자를 통해 송수신 신호를 오실로스코프나 PC로 전송

 
측정한 데이터를 노트북으로 전송하여 보고서를 작성할 수 있는 소프트웨어 및 전송된 파형을 분석할 수 있게 하는 프로그램 (옵션)

 
2~20개의 실험용기로 연결된 초음파 탐촉자로부터의 신호를 순차적으로 취득하여 시간 경과에 따른 모르타르의 경화 상태를 모니터링 (옵션)
초음파의 발신/수신 상태 및 배터리 잔량을 볼 수 있도록 하는 화면
12 x AA 충전용 배터리를 사용하여10시간 이상 사용
초음파 전달 시간을 0.1㎲ 단위로 표시
BS1881 part 203에 부합하는 사양으로 신뢰도 향상
휴대하기에 편리하며 기기를 보호하기 위한 알루미늄 가방
UC-170 MUX, 콘테이너를 사용하여 모르타르를 시간 축 상에서 분석


Ultracon-170의 구성

초음파 측정기 본체 및 파우치
54kHz 초음파 탐촉자(2개)
RG 58 cable with BNC to XTR-9
초음파 커플런트
비교 시험편
사용 설명서
휴대용 알루미늄 가방

초음파 측정기 본체
Ultracon-170
파우치
UC-1708-CP
스탠다드 탐촉자
CT-1020-SX
초음파 커플런트
Ultracoup-140
       
비교 시험편
UC-1702-RB
배터리 충전기
MKBC-12
사용 설명서
UC-1709-ML
알루미늄 가방
UC-1701-AB
       
     
초음파 케이블
BCX9-2058GR
     
       
BNC 탐촉자
CT-1010-SB
내구형 탐촉자
CT-1019-SB
초음파 탐촉자
CT-1010-TU
침봉형 탐촉자
CT-1017-STB
       
횡파형 탐촉자
CT-1041-SHS
고주파 탐촉자
CT-1016-BS
소형 탐촉자
CT-1012-330S
수중 탐촉자
CT-1014-WT
       
모니터링 탐촉자
CT-1014-MO
20kHz 탐촉자
CT-1020
딜레이 탐촉자
CT-1100-DT
소형 탐촉자
CT-1080-SB
       
침봉형 소형 탐촉자
CT-1081-STB
소구경 탐촉자
CT-1090-BT
소구경 탐촉자
CT-1078
횡파형 탐촉자
RK-1031
       
분석 소프트웨어
UC-1706-SW
OSC 모듈
UC-1705-PA
초음파 케이블
BCB-2058GR
무선 송신 모듈
MKDQ-710
       
     
50미터 케이블
BCB-5058BO
     
       
스펙트럼 이미지
옵션 구매 품목

 

RF 출력 단자를 사용하여 파형 관찰
시간 상에서 초음파 전달 속도를 모니터링


Ultracon-170의 모드 별 화면

직접법 측정 모드


간접법 측정 모드


크랙 깊이 측정 모드


압축 강도 추정식  (옵션 구매 품목)
 
215Vp-620
일본건축학회 추정식
Architectural Institute of Japan
92.5Vp2-508Vp+782
빠이스지냑에 의한 추정식
J. Pyszniak
335.27Vp-1033.8
김무한 강도 추정식
Professor M.H. Kim / CNU
     
152Vp-383.9
서울,경기,강원지역 추정식
Seoul, Gyeong-gi, Gang-won area
255.6Vp-784
충청지역 추정식/오창희&반호용
Chung-cheong area/Oh&Ban
152.7Vp-375.4
호남지역 추정식/오창희&반호용
Ho-nam area/Oh&Ban
     
216.9Vp-634.4
영남지역 추정식/오창희&반호용
Young-nam area/Oh&Ban
172.5Vp-499.6
야마다 추정식
山田知未/Yamada
 
# 압축 강도 추정식 화면은 옵션 사항입니다. 원하는 공식을 추가하기를 원한다면, 추가 비용을 부담하여야 합니다.


Ultracon-170의 사양

초음파 전달 시간 측정 범위: 0.1㎲ ~ 6,500.0㎲
디스플레이: 320 X 240 TFT Color LCD
사용 주파수 범위: 10kHz ~ 1,000kHz
측정 주기: 5Hz, 10Hz, 20Hz
표시 주기: 2Hz
리시버 감도: 250㎶
커넥터: BNC/BNC
사용 온도: -10 ~ 50℃
전원: 충전용 리튬-이온 배터리 18650 2개(7.4V, 3,350mA)
배터리 사용 시간: 1,200V 연속 사용 시 10시간
크기: 105(H)×172(W)×68mm(D)
무게: 1,060g(배터리를 포함한 본체)
보증: 1년

오실로스코프 모듈로 연결

   
현장 적용례  
   
 
적벽돌의 열처리에 따른 강도 검사: 시간 및 전달 속도 표시


각 적용례에 따른 초기 화면

엠케이씨에서 장비를 직접 구입하는 경우, 초기화면을 제작해 드립니다. 적용 분야가 콘크리트인 경우는 회사의 심벌이나 로고를 보내주시고, 콘크리트가 아닌 경우는 검사물의 사진이나 검사 장면을 보내주시면 좋습니다. 아래 샘플을 참조하여 주시기 바랍니다.
       
W&W
포스코케미칼
전력연구원
송백 보존 테크
       
Sanou
남북안전진단
대한이앤씨
이에스엔지니어링


# 각 적용례에 따라 초기 화면과 측정 화면을 제작하여 드립니다. (모델명이 Ultraman-170으로 변경.)

☞ 제시된 사양은 제품 향상을 위해 예고 없이 변경될 수 있습니다.


초음파 콘크리트 테스팅 동영상

 

 

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Ultracon-170을 사용한 측정 및 검사 관련 논문 보기
(논문을 이곳에 링크하고자 하시는 분은 이메일로 파일을 보내주시기 바랍니다.)
     
  공극률에 따른 제주도 현무암의 역학적 특성
- 제주대학교 문경태 외
     
  Experimental Validation of Slip-Forming Using Ultrasonic Sensors
- 한국건설기술연구원 윤혜진 외
     
  Efficient Use of UPV Meter: A Non Destructive Test of Concrete by Fragmentation Analysis
- Sagar Jamle / Oriental University, India
     
  토벽화 균열부 보강에 사용되는 충전제 적용 연구
- 국립문화재연구소 이경민 외
     
  벤더 요소법을 사용하여 신선한 모르타르에서 전단파 속도 진화에 의한 설정 시간 결정
- Jianfeng Zhu
     
  초음파 펄스 기술을 사용하여 정적 특성과 동적 탄성 상수를 상관시키는 암석 특성 평가
- Hamed Soroush, Hani Qutob / Weatherford Oil Tool ME Ltd.
     
  일방향 철근 콘크리트 슬래브의 폭발 피해 분석을 위한 최적의 비파괴검사법에 관한 연구
- 이승재, 오태근 외 / 인천대학교
     
  The Simple Lamb Wave Analysis to Characterize Concrete Wide Beams by the Practical MASW Test
- Young Hak Lee
     
  "직지사 대웅전 포벽화 보존방안을 위한 과학적 조사"
- 충북대학교 이화수 외 / 한국문화재보전과학회저널
     
  "결정질암의 초음파속도와 일축 압축 강도의 상관성"
- 경북대학교 김교원 외 / KSEG conference
     
  "충격공진법과 초음파속도법을 통한 콘크리트 압축강도 예측의 신뢰성 평가"
- 충남대학교 김윤용 외 / JKSMI
     
  "경주 석조문화재 모니터링 보고서 4"
- 세영씨앤티
     
  "콘크리트 넓은 보의 상태평가를 위한 초음파 속도의 통계학적 분포에 대한 연구"
- 인천대학교 오태근 외
     
  "RC 및 PSC 콘크리트에서 반발도 및 초음파 속도의 변화에 대한 연구"
- 인천대학교 오태근 외
     
  "경주 석조문화재 모니터링 분석조사 결과 보고서"
- 세영씨앤티
     
  "농업용 콘크리트 2차 제품 수로의 남은 가동 연수 추정"
- TAIRA Naoto

일본어 원문으로 보기(클릭)
"農業用コンクリ?ト二次製品水路の?供用年?の推定"
- 平 直人
     
   
     
   
     
   
     
     
     
     
     
     
     
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