적외선 카메라를 이용한 균열시편의 온도특성 분석

Analysis of Temperature Characteristics of Cracked Specimen Using Infrared Camera

이 연구는 적외선을 이용한 여러 가지 열화상 기술 중 광원을 이용하는 광-적외선 열화상 기술을 사용하여 인위적으로 생성한 균열시편의 균열깊이에 따른 온도특성을 분석하였다. 균열시편은 시멘트 페이스트를 이용하였으며, 깊이가 서로 다른 5개의 시편을 제작하였다. 일련의 실험을 통한 결과 도출을 위하여 균열부의 최저온도를 기준으로 시편 표면의 동일한 좌표에서 데이터를 획득 하였으며, 선형회귀분석을 통하여 균열부 깊이와 온도의 관계를 확인하였다. 실험결과 시편의 균열 유무에 따라 시편 표면 온도분포가 입사 에너지의 단일, 다중 반사에 의해 다르게 변화한다는 것을 확인하였다. 또한 시편 표면에서 입사 에너지의 거동 차이는 시편의 온도분포 형성에 영향을 주며, 균열 시편의 온도분포가 정상상태에 다다를수록 균열 깊이에 따른 온도데이터가 선형적으로 감소하는 경향이 뚜렷해졌다. 각 시편의 초기온도 값을 1로 정규화한 데이터를 통해 가열된 시편들은 10분 이후부터 정상상태에 근접하였다고 볼 수 있으며, 이때 각 시편 온도데이터를 선형회귀분석을 통해 분석하였다. 정규화된 시편의 온도데이터를 이용한 선형회기모델의 기울기 표준편차는 0.0005, y절편의 표준편차는 0.0038이다. 이때 정규화된 온도데이터의 표준편차는 0.01이하로 매우 정합하며 균열 깊이에 따라 온도가 선형적으로 감소하고 있다. 이러한 결과는 균열부의 다중 반사가 발생하는 면적과 밀접한 관계가 있는 것으로 판단되며, 다양한 시편을 통해 균열부 면적과 입사 에너지의 상관관계를 분석한다면 무작위성이 높은 빛의 난반사 거동 모사에도 적용할 수 있을 것이다.