초음파의 발생원리와 음향방출 (Acoustic emission)의 의미-마찰, 누설, 노이즈

 초음파의 발생원리와 음향방출 (Acoustic emission)의 의미-마찰, 누설, 노이즈

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들을 수 없으나 들을 수 있는…. 전통적인 세계적 음향방출 브랜드 SDT340 계측시리즈

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20kHz 이상의 들을 수 없는 음파를 초음파라고 한다. 보통 20KHz에서 300MHz까지가 사용되나 1,000MHz까지 발생시킬 수 있다. 초음파는 음파에 비하여 에너지가 크며, 투과력이 강하여 여러 가지 목적에 사용되고 있다.

초음파는 진동자를 전기적 또는 기계적으로 진동시켜 주위 공간 매질에 20KHz이상의 종파(P wave)를 만드는 것으로 다음과 같은 방법이 있다.

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압전기결정 진동자

수정, 로셀염,ADP(ammonium dihydrogen phosphate) 등의 결정판에 진동전압을 가하여 전기적 진동을 역학적 진동으로 바꾸어 초음파를 발생시킨다. 이 방법은 고체,액체,기체의 어느 매질에도 사용 가능하므로 가장 널리 쓰이고 있다. 이때 발생되는 초음파의 진동수는 수정의 경우는 100KHz~300MHz 정도이며, 로셀염의 경우는 20~100 KH정도이다.

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전기변형 진동자

티탄산바륨(BaTiO3)과 같은 유전체(誘電體)에 전기장을 가하면 분극현상이 일어나며 분극방향으로 변형이 생긴다 이와 같은 전기변형진동자를 사용하여 발생하는 초음파는 100~10,000 KHz 정도이며 주로 액체매질 속에서 사용된다.

자기변형 진동자

강자성체인 니켈, 알페(Al 12%~Fe 88%의 합금) 및 페라이트 등에 전기장을 가하면 자화되면서 변형이 생긴다. 이와 같은 자기변형(magnet striction)을 이용하여 주위매질에 초음파를 발생시키는 경우는 10~1,000 KHz정도가 발진되며, 고체,액체,기체의 어느 매질에서도 적합하다.

전자기 진동자

다이나믹 스피커와 같이 가동코일형 진동자를 사용하여 고주파의 교류발진기를 사용하여 주위 매질을 진동시키는 것으로 진동수는 0.2~25 KHz 정도의 종파를 얻을 수 있다.

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SDT340의 장점

• 전통적인 세계적 브랜드 SDT 초음파 설비진단기

• 측정이 간편한 컴팩트한 사이즈로 기존모델 SDT170, 270, 280등과 비슷한 친숙한 사용감.

• 다양한 측정 및 분석 모드를 제공합니다.(초음파, 윤활, 전기, 가스누설, 베어링)

• 실시간 모니터링 그래프의 솔루션을 제공합니다. (스펙트럼, Raw data추출가능)

• 보다 편리한 소프트웨어를 통해 설비관리가 편해졌습니다.

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(음향방출)-SDT340 초음파설비진단기 기술자료 다운로드

초음파 음향방출 설비진단기의 대명사 SDT시리즈 최신버젼 SDT 340, 초음파의 마찰, 충격, 코로나방...

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주요기능

- 2 input channels

- Up to 100 kHz Bandwidth • 256 kHz sample rate

- 10 minutes 저장 • 6.5 GB data memory

- 내장 temperature , 회전속도측정

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특장점

- 데이터베이스 방식 저장과 빠른 검색 Tree database structure

- 스펙트럼과 시간파형의 그래프 실시간 표현 time waveform and spectrum

- 저장과 확대검색 zooming functions for navigation through a record

- 피크리스트 결과자료출력 TWF and FFT 10 highest values table

- 초음파와 진동의 4가지 평가치 출력 4 Scalar indicators for ultrasound and vibration measurements

- 현장에서 즉시 측정, 셋업측정 가능 Off-route and on-route data collection modes

- 강력한 불러오기 기능 Recall of historical data in-the-field

- 블루투스와 무선 오디오 스트리밍Bluetooth for wireless audio and data streaming

- 데이터 시그널 원신호 불러오기 재생기능 Signal play back

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용도

- 중요회전기계감시용, 기계설비모니터링용, 전기설비검사용, 가스배관누출검사용, 기밀검사용, 베어링 상태확인용, 건축기계설비 유지관리용, 유체기계관리용 모니터링시스템구축용(중요기계 및 설비, 건물, 구조, 생산 상태기반모니터링), 분석전문가용

- 설비진동관리, 생산, 품질관리 (공작기계, 식품제조, 전자생산, 조립생산, 자동차, 조선 관련 사업체 정유 중화학공장, 제지, 전력, 가스, 에너지, 시멘트 외)

- 온라인모니터링시스템의 이상진단용. 생산관리팀, 품질관리팀, 예측진단팀, 정비팀, 설비보전팀, 공무팀, 생산지원팀, 시설팀. 설비진단엔지니어링컨설팅사, 설비진단자격보유자, 전문센터보유사 진동진단분석가, 설비관리 2년이상 준전문가 이상급 활용

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진동소음지식 컨텐츠 프리미엄 153-visope

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 BISOPE ・ 1분 전

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진동의 X축과 Y축

진동에 관한 그래프의 X축(가로축)은 대체로 두 가지 방법으로 표현되는데 바로 시간과 주파수이다. 여기에서 시간은 짧거나 긴 것으로 또 나눌 수 있는데 바로 ‘Raw data’, ‘Trend data’가 된다.

반면에 또 다른 표현으로 초당반복수로 계산되는 ‘주파수’가 될 수 있다. 이 주파수는 반복되는 패턴을 시간으로 나눈 ‘주기(period)’의 역수(1/주기)’를 의미하기도 한다. 그리고 그 주파수는 첫 번째 원인주파수의 배수(Order, X)로 다시 세분화하여 표현되기도 한다. X축을 정리하면 다음과 같다.

https://contents.premium.naver.com/bisope/visope/contents/240214133047808zw

 

진동의 가로축(X)과 세로축(Y)-최종판

진동의 X축과 Y축에 대한 설명 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 어떤 기준을 중

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공진(Resonance, 증폭되는 진동)

복잡하지만 전통적인 진동 진폭비의 그래프가 위에서 설명하고있다.

좌우그래프 모두 X축은 주파수비(해당주파수/ 고유주파수)이고 Y축은 진폭비(동적진폭/정적진폭) 또는 위상을 나타낸다. 왼쪽의 그래프는 중간에 주파수비가 1이되면, 진폭이 급속히 커진다는 것을 표현하며 우측의 그래프도 주파수비가 1이면 중간에 위상의 패턴이 정반대로 바뀐다는 것을 의미한다. 한마디로 해당주파수와 고유주파수가 같아지면(주파수비가 1이면) 진폭이 크게 상승하는 '공진(resonance)'이 발생한다는 것이다.

https://contents.premium.naver.com/bisope/visope/contents/240205073633081rq

 

공진(Resonance)과 자려진동( Self-Excited vibration)-최종판

공진(Resonance)과 자려진동( Self-Excited vibration) 진동(Vibration)이 발생한다는 것은 일단, 나쁘다고 생각한다. 왜? 그럴까? 대부분의 진동은 충격이나 마찰에 의해서 발생하거나, 회전 불균형력(Unbalance)에 의해서 발생한다

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진동량, 총진폭합, 총소음도로 사용되는 Overall과 dB합 또는 Allpass

우선 소음량으로 주로 표현되는 dB의 합산부터 설명한다.

주파수별로 측정된 dBn값이 있다. 이 값은 진동가속도레벨(VAL, 진동가속도차이를 환산한)일 수도 있고 진동레벨(VL, 주파수별 가중도가 적용된)일 수도 있고, 음압레벨(SPL, 주파수별 가중도가 적용된), 음향파워레벨(PWL)일 수도 있다. 그런데 이 값들은 각각의 '주파수별'로 각각 계산되므로 하나의 값으로 합산해야만 법규정 값과 비교할 수 있다. 이 것을 총진폭합(dB합, allpass, 총소음도, 총진동합 등)이라고 한다.

이 때 dB값의 합산은 대수합으로 해야 하므로 dB를 log로 다시 풀어서 합산한다. 이 것을 'dB합산방법'이라고 한다. dB로 결과가 나왔다면 이 방법을 사용해야 한다.

https://contents.premium.naver.com/bisope/visope/contents/240131103114377eh

 

Overall과 dB합(전체 진동량과 전체 소음량)-최종판

전체 진동량과 총소음도, 소음량 (Overall, dB합, Allpass) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------

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가진(Exciting)과 감쇠(Damping)

진동을 일으키도록 작용하는 외력을 '가진력(exciting force)'이라 하고 갑작스런 일시적인 가진을 ‘과도(Transient)’라 하며 이 것은 망치로 내리칠때나 폭발, 프레스 진동과 같은 파형이 갑작스럽고 뾰족한 Impacting pulse 또는 Impulse의 형태를 가진다.

반면에 지속적인 가진은 모터나 터빈을 통해서 발생하는 원심력에 의한 회전운동일 경우가 많은데 ‘연속(Continuous)’이라 하여 Rotating과 Rectilinear(직선운동)과 통한다. 다시 말하지만 이러한 가진으로는 계속 똑 같은 진동이 발생하고 결코 줄어들지 않는다. 아무튼 가진을 하지 않으면 진동이 발생하지 않으며 또 한 번만 가진을 한다면 진동이 지속되지도 않는다. 그 이유는 이상계와 달리 자연계에는 감쇠(Damping)라는것이 존재하여 진동을 줄이게 하기 때문이다.

https://contents.premium.naver.com/bisope/visope/contents/240201083003498hl

 

가진과 감쇠(Damping)-최종판

가진과 감쇠 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 현실 속인 자연계에서 진동이라는 현상을 지

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BISOPE series 55- free, natural, degree of freedom, free vibration

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The word freedom is also used as a vibration engineering term, and is used together with coordinate angle (degree) to mathematically express the motion and vibration phenomenon of an object. In other words, in vibration, there must be coordinates to express the vibrating object in terms of the amplitude and frequency of displacement, velocity, and acceleration, and in this case, the term ‘degree of freedom’ of vibration is used. I think freedom is the same as intrinsic (#Eigen value; natural). This is because the state that gives rise to its unique characteristics is freedom itself.

 

​ Degree of freedom (DOF) & Free vibration (Natural; Free vibration)

 

The number of coordinates that express the behavior of a system is called ‘degrees of freedom.’

 

To explain this, if we describe a spot

93 자유, 고유, 자유도, 자유진동

자유, 고유, 자유도, 자유진동

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자유(freedom)라는 단어는 진동공학용어로도 사용되는데 좌표각(degree)과 같이 어울려 사용되어 물체의 운동 및 진동현상을 수식적으로 표현하기 위하여 사용된다. 즉, 진동에서는 진동하는 물체를 변위, 속도, 가속도의 진폭과 주파수로 표기할 좌표가 있어야 하는 데 이때 진동의 ‘자유도(degree of freedom)’라는 용어가 사용된다. 자유는 고유(#Eigen value; natural)와 같다고 생각한다. 왜냐하면 고유한 특성을 내는 상태는 자유 그 자체이기 때문이다.

자유진동과 자유도-kcbm.kr

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자유도(DOF) & 자유진동(Natural; Free vibration)

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