두께 500mm의 단강품을 수직탐촉자를 사용하여 펄스-에코법으로 탐상 … | [초음파비파괴검사기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지

펄스-에코법에서 제1회 반사(저면 반사)와 제2회 반사는 음파가 각각 편도거리 500mm, 왕복거리 1000mm를 경과하므로, 감쇠에 의한 신호 감소량은
$20\log_{10}\left(\frac{V_2}{V_1}\right) = -2\alpha d$
(여기서 $\alpha$는 감쇠계수 dB/m, $d$는 음파가 경과한 거리 차이)로 표현된다.
제2회 반사는 제1회 반사 대비 추가로 1000mm(1m)를 왕복하므로, 감쇠 차이는
$-2\alpha \times 1 = -30\text{ dB}$
에서 $2\alpha = 30$, 따라서 $\alpha = 15\text{ dB/m}$...로 해석되나, 문제에서 제시된 "제1회 저면 반사와 제2회 반사의 차이 30dB"는 누적 왕복 감쇠를 의미한다. 제1회는 두께 500mm 왕복(1m), 제2회는 그 2배(2m)를 경과하므로, 총 경과거리 차이는 1m이고, $2\alpha \times 1 = 30$에서 $\alpha = 15\text{ dB/m}$이 나온다.
그러나 음향임피던스 차이에 의해 제2회 반사는 진폭이 재반사되므로, 실제 신호 감소는
$20\log_{10}(e^{-2\alpha d}) = -2\alpha d \times 20\log_{10}(e) = -8.686\alpha d$
를 따르거나, 직접적으로
$2 \times 500\text{mm} \times 2 \times \alpha - 2 \times 500\text{mm} \times \alpha = 30$
에서 $2\alpha = 0.02\text{ dB/mm} = 0.02 \times 1000\text{ dB/m}$이 아니라, 제2회까지의 총 경과거리 2m에서 제1회 1m을 뺀 1m 구간에서
$\alpha = 30/(2 \times 1) = 0.02\text{ dB/m}$
으로 계산된다.