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319 6. 초음파 빔의 음장 특성 가. 원형진동자의 중심축상의 음압 탐촉자의 진동자에 전압이 가해지면 진동자는 진동한다. 이 때 진동자에 접해 있는 매질도 진동하고 초음파가 되어 매질 속에 빔으로 전달되어 간다. 초음파의 전파양식은 진동자의 크 기, 진동자의 진동주파수에 따라 진동자의 전파 매질 속에서 독특한 음의 크기 분포가 형성되 는데 이것이 음장이다. 진동자가 만드는 음장의 한 예를 [그림 1-31]에 나타낸다. 흰 부분은 음압이 높고, 검은 부분은 음압이 낮은 부분이다. 진동자에서 가까운 곳에서는 가는 모양으로 되고 음압의 변화가 심하고 복잡하지만 원거리에서는 음압의 변화가 비교적 단순하다는 것을 알 수 있다. 원형진동자의 음축상(중심축상)의 음압은 다음 식으로 주어진다. P x  ≒ + - 2 0 2 sin[ ( 1 ( ) )] 2 ka x x P a a ……………………………………………… (1. 32) 여기서, P x : 진동자 전면 중심축상에서의 평균음압 p l=2 /k a = 진동자의 반지름 식 (1. 32)에서 ³x a , 즉 충분한 원거리라 가정하면 다음과 같이 표현된다. p l l = + - = = 2 0 2 0 0 1 2 sin[ (1 ( ) 1] 2 2 2 4 x ka x a P P x D A P P x x ……………………………………………… (1. 33) D : 진동자의 지름 A : 진동자의 단면적 l : 파장 원형진동자의 중심축상의 음압은 거리 x가 증가함에 따라 점점 작아지는 것을 알 수 있다. x 0 보다 가까운 범위를 근거리음장(Fresnel zone 또는 near feld)이라 하는데, 중심 축상의 음압 P x 의 최후의 산의 위치까지의 거리를 나타내고 있으며, 다음 식으로 주어 진다. 제2절 초음파탐상검사의 기초 비파괴1권-인쇄용.indb 319 2014-12-23 오후 4:42:43