가상 3D 그래픽을 이용한 집속형 초음파 탐촉자 성능평가 방법
New Performance Evaluation Method of Focused Ultrasonic Transducers By Using Virtual 3D Graphic
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초록
초음파 의료 영상기기나 산업용 초음파 검사 시스템의 성능은 초음파 탐촉자의 성능에 의해 크게 좌우된다. 탐촉자의 성능 특성 정보는 보통 제작자가 제공하는 반사원의 초음파 R/F 신호와 주파수 특성에 의해 기술된다. 그러나 집속형 초음파 탐촉자의 경우, 두 자료로는 선명한 C-Scan 이미지를 얻을 수 있다는 것을 보증할 수는 없다. 그래서 집속형 초음파 탐촉자의 성능 평가를 위한 새로운 척도로 상대 초점크기 및 상대 유효초점영역의 모양을 제안한다. 상대 초점의 크기와 상대 유효초점영역의 모양은 쇠구슬로부터 획득된 초음파 R/F 신호를 가상 3차원 영상 복원 프로그램으로 처리하여 얻는다. 제시된 방법은 기존 자료로는 알 수 없었던 탐촉자 성능을 정확히 평가할 수 있었으며, 방법도 간단하여 실제 탐촉자 제작시 불/양품을 쉽게 가려 낼 수 있으며, 탐촉자 경년열화에 따른 성능 저하도 검출할 수 있는 장점을 갖는다. 결과적으로 초음파 영상기기나 산업용 초음파 검사 시스템의 성능을 담보할 수 있다.
Abstract
The performance of ultrasonic testing systems for industrial or medical purpose largely depends on the performance of ultrasonic transducers. Generally, the information about an ultrasonic transducer performance characteristics are expressed by the ultrasonic R/F signal back from a reflector and its frequency characteristics in the data sheet provided by manufacturers. In case of focused ultrasonic transducers, the two pieces of information can, however, hardly assure that the focused ultrasonic transducer would produce well-focused C-scan images. Therefore, we propose the measured size of focal spot and the reconstructed shape of effective focal zone in the focused sound field as novel measures for the performance evaluation of the focused ultrasonic transducers. The process of getting the both measures of the transducers is conducted by the implemented software including sound field scanning and virtual 3D reconstruction functions which requires the echo of a point reflector. The proposed method could, otherwise impossible in the existing method, effectively and simply distinguish superior ones among many transducers made in the same specification and be also used to detect the performance degradation due to the aging of the transducers. Eventually, the quality of performance of the ultrasonic testing systems for industrial or medical purpose is secured.
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