KR101427598B1 - 다채널 정전용량 검사 장치 - Google Patents

다채널 정전용량 검사 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101427598B1
KR101427598B1 KR1020130064431A KR20130064431A KR101427598B1 KR 101427598 B1 KR101427598 B1 KR 101427598B1 KR 1020130064431 A KR1020130064431 A KR 1020130064431A KR 20130064431 A KR20130064431 A KR 20130064431A KR 101427598 B1 KR101427598 B1 KR 101427598B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
channel
capacitance
multichannel
ultrasonic probe
tester
Prior art date
Application number
KR1020130064431A
Other languages
English (en)
Inventor
김광수
심재위
Original Assignee
김광수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김광수 filed Critical 김광수
Priority to KR1020130064431A priority Critical patent/KR101427598B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101427598B1 publication Critical patent/KR101427598B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00112—Connection or coupling means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00131—Accessories for endoscopes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

초음파 프로브(probe)를 접속하는 적어도 하나 이상의 커넥터(connector) 단자부와 상기 접속된 초음파 프로브의 각 채널별 정전용량을 감지하는 감지부와 상기 감지부에서 감지된 각 채널별 정전용량의 값을 미리 설정된 신호로 변환하는 신호 변환부와 상기 변환된 신호를 영상 표시부에 전송하는 신호 전송부 및 상기 신호 전송부에 의해 전송된 신호를 그래픽 또는 디지털 벨류로 출력하는 영상표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량 검사 장치를 제공한다.

Description

다채널 정전용량 검사 장치 {Apparatus for detecting variation of multi channel capacity}
본 발명은 다채널의 개별 정전용량을 검사하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 의료용 초음파 영상 장치의 센서인 프로브의 채널별 정전용량을 측정하여 케이블 상태, 센서 파손 등을 판단하는 다채널 정전용량 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 의료용 초음파 영상 장치의 인체 내부를 진단하는 센서인 초음파 프로브는 초음파를 사용하여 의료 진단에 사용될 때에는 초음파 진단 장치에 접속되고, 초음파 진단 장치로부터 전력을 공급받아 구동된다.
상기 초음파 프로브는 초음파 진단 장치에 접속되어 초음파 진동 소자에 전압을 인가하기 위한 제어 신호나 초음파 진동 소자가 생성한 전기 신호를 송수신 한다.
상기와 같이 상기 초음파 프로브는 전류와 음파를 가역적으로 변환하여 압전 효과를 갖는 초음파 진동소자를 갖는다.
상기 초음파 진동소자는 송파용과 수파용으로 구성된다.
상기 송파용 진동소자는 전압이 인가되면 초음파를 발생하게 되고, 발생된 초음파가 변조되어 반사파를 생성하면 수파용 진동소자가 수파하여 전기 신호를 생성한다.
한편, 상기 초음파 프로브는 상기와 같이 생성된 신호를 전송하기 위한 케이블을 갖는다.
상기 케이블은 다채널로 이루어져있으며, 채널이 많을수록 초음파 진단 효과가 높아지기 때문에 채널수가 최대 256 채널까지 구비된 초음파 프로브가 생성되고 있는 추세이다.
그로 인해, 상기 초음파 프로브는 사용자가 직접 손으로 사용하여 여러 위험에 노출되므로, 상기 케이블의 손상에 의해 초음파 진단의 장해 또는 케이블 파손에 의한 누전이나 냉각액 누출 등의 우려가 있어, 일상 점검과 점검자에 의한 정기 점검으로 안전관리에 주의를 하고 있다.
따라서, 상기 초음파 프로브는 초음파 프로브의 센서가 파손 되었는지, 케이블 손상으로 인한 오작동을 하는지 등의, 초음파 프로브의 상태를 관리할 필요가 있다.
그러나, 상기 초음파 프로브는 점검자에 의한 정기 점검에서 고도의 점검을 실시하지만 일상 점검에서는 간단한 점검에 머무르고 있다.
일상 점검에서는 눈에 의한 시험 정도 밖에 할 수 없고 외관상 이상이 보이지 않는 고장의 발견은 어렵다.
예를 들어, 상기 초음파 프로브의 전원 공급시 모니터를 포함한 초음파 장비의 정상적인 작동 여부 및 초음파 프로브의 케이블 외관 상태는 단순한 점검으로 확인이 가능하나, 초음파 신호가 채널마다 제대로 송수신 되는지는 쉽게 알기 어렵다.
한편, 유전 분극을 이용한 초음파 프로브의 각 채널별 정전용량의 값을 측정하는 방법은 일정 시간 동안 전압을 인가하였을 때 PZT 단결정 소자가 파괴되기 쉬우며, 그로 인해 인접하는 채널에도 영향을 주기 때문에 PZT Array 검사를 실행하기 어렵다.
또한, 종래 기술은 상기 초음파 프로브에 전압을 인가하는데 있어서, 상기 초음파 프로브의 채널을 복수 개 그룹지어 인가하기에는 어려움이 있다.
이로 인해, 상기 초음파 프로브의 케이블 손상 및 센서 검사를 위한 채널별 정전용량 값을 측정함에 있어서, 채널별로 검사를 하여야하기 때문에 케이블 전체를 150 ~ 250와 같이 고속으로 측정하기 어렵다.
한편, 종래의 초음파 프로브 검사 시스템으로는 공급 주파수와 대역폭에 따른 제품의 특성을 구분하기 힘들다.
또한, 종래 초음파 프로브의 케이블 손상 또는 센서 상태 점검 장치에서는 하나의 장치가 하나의 측정 모드만을 구비하여 이루어져 있기 때문에, 복수 개의 장치를 구비한 측정 장비를 이용하여 사용자 또는 점검자가 원하는 측정 모드로 정전용량 값을 얻기가 어려웠다.
한편, 종래 초음파 프로브의 케이블 손상 또는 센서 상태 점검 장치는 상기 초음파 프로브의 손상 여부의 측정 결과를 그림 파일로 보여주거나 저장하지 않아, 모니터의 데이터 숫자만으로 케이블의 손상 여부를 알아야 하기 때문에 신뢰성이 많이 낮았다.
또한, 여러 사용자가 다발적으로 상기 초음파 프로브의 손상 여부를 확인하는 시스템을 사용해도 측정된 데이터는 하나의 그룹에 저장되기 때문에 사용자마다 원하는 방향으로 데이터를 관리할 수 없어 데이터 관리의 효율성이 낮아진다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하나의 장치에 고속으로 트랜스듀서의 케이블 및 센서 손상을 판단하는 복수 개의 커넥터를 구비한 다채널 정전용량 검사 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 공급 주파수와 대역폭에 따른 제품 특성을 구분하여 측정 장비를 선택할 수 있게 함으로써, 제품별 맞춤형 검사를 할 수 있는 다채널 정전용량 검사 장치를 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 또 다른 목적은 측정 결과를 자동 출력하고, 그림 파일로 저장하므로 측정검사의 신뢰성을 향상시키며, 데이터 관리의 효율성을 높일 수 있는 다채널 정전용량 검사 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기위한 본 발명에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 초음파 프로브(200)(probe)를 접속하는 적어도 하나 이상의 커넥터(connector) 단자부와 상기 접속된 초음파 프로브(200)의 각 채널별 정전용량을 감지하는 감지부(102)와 상기 감지부에서 감지된 각 채널별 정전용량의 값을 미리 설정된 신호로 변환하는 신호 변환부와 상기 변환된 신호를 영상 표시부(104)에 전송하는 신호 전송부 및 상기 신호 전송부에 의해 전송된 신호를 그래픽 또는 디지털 벨류로 출력하는 영상표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감지부(102)의 각 채널별 정전용량 감지는 유전 분극에 의해 감지되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 커넥터 단자부는 4개의 커넥터로 이루어진 커넥터 단자부인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 상기 감지된 각 채널별 정전용량 값에 따라 각 채널의 단선, 단락, 또는 선 바뀜의 위치를 파악하는 것을 특징으로 한다.
상기 파악된 위치는 상기 감지된 각 채널별 정전 용량의 값이 기준값보다 작을수록 상기 초음파 프로브(200)가 접속된 위치로부터 더 멀리 떨어져있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 정전용량의 측정 모드를 입력하거나 각 채널별로 기준이 되는 정전용량 값을 설정할 수 있는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 채널의 수는 가변되어 감지하고자 하는 채널의 숫자를 조정 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 각 채널별 정전용량 값은 각 채널당 150ms에서 250ms사이의 시간내에 측정 되는 것을 특징으로 한다.
상기 정전용량의 값을 측정하기 위해 채널을 2n(n= 0 또는 자연수)채널로 그룹지어 전압을 동시에 인가 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)의 상기 감지부(102)는 PZT 단결정 소자가 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 인가된 전압을 피드백 받아 상기 피드백된 전압에 따라 인가전압을 트립(trip)하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치는 최대 256채널의 정전용량을 채널별 150ms ~ 250ms 속도로 측정하며, 트랜스듀서의 케이블 및 센서 손상을 빠르게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치는 공급 주파수와 대역폭에 따른 제품 특성에 따라 측정 장비를 선택할 수 있어서 제품 특성에 맞는 맞춤형 검사가 가능하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치는 측정 결과를 자동 출력하고, 그림 파일로 보여주거나 저장하여 측정 검사의 신뢰성을 향상시키며, 데이터 관리의 효율성을 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치의 구성을 도시한 간략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치에 있어서, 초음파 프로브의 대역폭을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치에 있어서, 측정 모드의 일례를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치를 이용하여 중복채널이 있는지를 검사하는 화면의 일례를 도시한 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치를 이용하여 채널별 정전용량을 검사한 경우의 결과 화면의 일례를 도시한 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치에 있어서, 데이터 관리 및 검색의 일례를 도시한 예시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치에 있어서, 데이터 출력 양식의 일례를 도시한 예시도.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치의 구성을 도시한 간략도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 초음파 프로브(200)(probe)를 접속하는 적어도 하나 이상의 커넥터(connector) 단자부와 상기 접속된 초음파 프로브(200)의 각 채널별 정전용량을 감지하는 감지부(102)와 상기 감지부에서 감지된 각 채널별 정전용량의 값을 미리 설정된 신호로 변환하는 신호 변환부와 상기 변환된 신호를 영상 표시부(104)에 전송하는 신호 전송부 및 상기 신호 전송부에 의해 전송된 신호를 그래픽 또는 디지털 벨류로 출력하는 영상표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)의 상기 초음파 프로브(200)는 의료용 초음파 영상 장치로 인체 내부를 진단하는 센서인 초음파 트랜스듀서이다.
상기 초음파 프로브(200)는 20 이상의 교류 에너지를 같은 주파수의 기계적 진동으로 변환하는 트랜스듀서로, 압전 효과 또는 자왜효과를 응용하여 사용한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치에 있어서, 초음파 프로브의 대역폭을 도시한 그래프이다.
초음파 프로브(200)는 사용 목적에 따라 상이한 대역폭(bandwidth)을 갖는데, 10 프로브는 10의 대역폭을 가지며, 100 프로브는 100의 대역폭을 가진다.
상기 초음파 프로브(200)의 대역폭이란 도 2에 도시된 바와 같이 프로브의 응답 출력 진폭을 70.7%(-3dB)만큼 떨어지도록 만드는 지점의 주파수를 의미한다.
즉, 사인파 진폭이 70.7%(-3dB) 감소되는 지점의 응답 곡선 내 주파수를 의미한다.
이로 인해, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 공급 주파수와 대역폭에 따라 측정할 제품의 특성을 구분하여 검사할 수 있으며, 정전용량(capacitance)의 측정은 LCR Meter 또는 C-V Plotter를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 LCR Meter는 인덕턴스, 정전용량, 전기 저항 값을 측정하는 측정기로서, 각 채널의 정전용량 값을 측정할 수 있다.
상기 C-V Plotter는 정전용량 및 컨덕턴스를 측정하여 시간에 따라 출력 값을 나타내고, 전압 측정은 30 또는 10의 수준을 이용하여 측정이 가능하다.
상기와 같이 본 발명에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 상기 초음파 프로브(200)의 케이블 상태 및 센서 손상 등을 판단하는 시스템으로, 3와 1 주파수 대역의 정전용량을 측정하여 PZT 단결정 소자 센서와 케이블 연결 상태 등을 판별한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)의 상기 초음파 프로브(200)는 PZT 단결정 소자로 구성되어 있고, 압전 물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키기 위한 압전층을 포함하고 있다.
PZT는 압전 재료에서 대표적인 Pb(Zr,Ti)O3 세라믹이다.
원소 기호인 lead zirconium titanate의 머리 글자를 따서, 일명 티탄산 지르콘산 연 이라 한다.
PZT 단결정 소자는 전기결합계수는 약 80%이며, 전기결합계수가 큰 재료는 전기 에너지와 기계 에너지간의 변환 효율을 상승시켜 제품 성능을 향상시킨다.
상기 PZT 단결정 소자는 다결정보다 압전 특성이 일반적으로 2배 이상 높고, 다결정 프로브 화상과 단결정 프로브 화상을 비교하면 단결정 프로브 화상이 보다 선명한 고해상도와 고감도를 얻을 수 있기 때문에, 상기와 같은 이유로 상기 초음파 프로브(200)는 PZT 단결정 어레이로 구성되어 있다.
따라서, 상기 초음파 프로브(200)에서 수신된 신호들은 상기 초음파 프로브(200)의 PZT 단결정 소자들 상에 충격을 주는 초음파 에너지에 응답하여 생성된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 초음파 프로브(200)는 PZT 단결정 소자를 포함하는 초음파 트랜스듀서 유닛과 케이블로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 PZT 단결정 소자는 상온에서 펄스 형태의 전계를 수 초내로 인가하여도 높은 압전성을 유지하고, 압력을 가할 때 고체 격자내 전하들의 유전 분극 현상이 발생되어 전류가 흐르는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 상기 PZT 단결정 소자에 의해 발생된 유전 분극에 의해 각 채널별 정전용량을 감지할수 있게 된다.
여기서, 유전 분극은 전압을 인가하면 물질의 전하분포가 변하여 물질의 양단면에 분극이 발생되어 전압이 발생되는 것을 의미한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 상기 정전용량을 측정하기 위해 상기 초음파 프로브(200)에 전압을 인가하기 위한 직류 전압 공급부(101)(DC POWER supply)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 직류 전압 공급부(101)(DC POWER supply)의 허용 전압이 필요에 따라 가변될 수 있으나 최대 300V인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)에서 상기 초음파 프로브(200)의 채널별 정전용량의 값을 측정하는 기기는 내부에 릴레이를 장착하고 인터록 회로를 구성하여 인가 전압을 제어할 수 있는 시스템으로 구성된다.
상기 채널별 정전용량의 값을 측정하는 기기는 300Vdc 이상의 고전압을 인가할 때 측정기기가 손상될 수 있기 때문에 상기 측정 기기의 접속되는 전압을 300Vdc 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 채널마다 사용되는 설정 전압의 값이 상이하므로 낮은 전압부터 높은 전압으로 순차적으로 인가된다.
예를 들어, 인가 전압이 최대 300V이라면 처음부터 300V를 측정하는 것이 아니라, 50V에서 채널값을 측정하고, 96V에서 측정하고 110V, 170V와 같은 순으로 낮은 전압에서 높은 전압으로 순차적으로 유전 분극 현상이 다시 조정되면서 채널별 정전용량 값을 측정한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)에서 감지되는 신호는 디지털 신호 및 아날로그 신호 모두 가능하며, 상기 신호는 측정 제품에 따라 임의로 변환 설정이 가능하다.
상기 감지부(102)에서는 디지털 신호 또는 아날로그 신호 모두를 측정할 수 있으며, 신호 변환부에서 검사 장치가 이용할 수 있는 신호 레벨로 변환하거나 감지 신호를 컨버터한다.
상기 초음파 프로브(200)의 각 채널의 수는 제품별로 상이하기 때문에 상기 초음파 프로브(200)의 각 채널의 수는 가변될 수 있으며, 측정하고자 하는 채널의 숫자로 조정이 가능하다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 하나의 장치로 복수개의 상이한 초음파 프로브(200)의 상태를 점검할 수 있는 장치이므로, 통상 기존 초음파 프로브(200) 제품의 채널수에 맞춰 호용할 수 있게 구성된다.
한편, 본 발명에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 스위치 인터페이스 기반의 스위치 제어부(103)를 더 포함할 수 있다.
상기 스위치 제어부(103)는 상기 초음파 프로브(200)의 각 채널별로 정전용량 값을 최대 256채널까지 측정이 가능하도록 인가 전압의 온/오프를 제어한다.
신호 전송부는 상기 감지부의 신호 변환부에서 감지된 각 채널별 정전용량의 값을 미리 설정된 신호로 변환된 신호를 영상 표시부(104)에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 전송부에서 전송된 신호는 그래픽 또는 디지털 벨류로 영상표시부에서 출력되어 모니터링 및 제어가 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)를 이용한 초음파 프로브(200)의 측정 결과는 자동으로 출력 및 저장되며, 출력 데이터를 제 3자가 임의로 가공할 수 없도록 그림파일로 저장하여 데이터 저장 또는 측정 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 저장된 데이터를 이용하여 제품별 성능 관리가 가능하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)의 상기 단자부는 적어도 하나 이상의 커넥터로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 4개의 커넥터로 이루어진 커넥터 단자부이다.
상기 커넥터는 우리나라 의료 회사인 삼성, 지멘스, GE, 필립스 등의 커넥터가 다양하게 구비되어 있으며 그 중에서 가장 빈도수가 높은 커넥터 4개를 미리 설정하여 비용을 절감하며, 검사 시스템의 효율성을 높인 것이다.
상기 4개의 커넥터로 인해 상기 단자부는 하나의 장치에서 각기 다른 초음파 프로브(200)의 정전용량 값을 동시에 얻을 수 있는 효과가 있다.
경우에 따라서는 5개의 커넥터, 6개의 커넥터 등도 사용이 가능하다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 하나의 장비에서 4가지 다른 측정 방식을 구동 할 수 있는 시스템이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 상기 초음파 프로브(200)의 채널별 정전용량 값에 따라 각 채널의 단선, 단락 또는 선 바뀜의 위치를 파악할 수 있다.
상기 위치 파악은
Figure 112013050021219-pat00001
로 감지되는 정전용량(C)의 값에 의해 측정값이 기준값보다 작을수록 접속된 위치로부터 측정되는 위치가 더 길게 된다.
단, C는 정전용량, C0는 기준 정전용량, A는 케이블의 단면적, d는 접속위치로부터 측정되는 프로브까지의 위치를 나타낸다.
예를 들어, 기준값과 측정값이 같으면 상기 초음파 프로브(200)의 이상이 없다는 것을 의미한다.
상기와 같은 방식으로 기준값과 측정값이 50% 차이가 난다면 단락, 단선 또는 선 바뀜의 위치가 측정거리에서 1/2지점에 있다는 뜻이고, 기준 값과 측정값이 30% 차이가 난다면 손상된 위치가 측정 거리의 1/3 지점에 있다는 것을 의미한다.
이렇게, 비정상적인 케이블의 채널에서 채널별 단선, 단락 또는 선 바뀜의 위치를 파악할 수 있기 때문에 쉽게 보수 또는 정비가 가능하다.
또한, 상기 초음파 프로브(200)의 측정된 채널별 정전용량 값과 기준값은 각 채널마다 상이하여 동일 값으로 측정된 정전용량 값이라도 다른 위치에서 단선, 단락 또는 선이 바뀌었을 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 상기 정전용량의 값을 측정하기 위해 채널을 2n(n= 0 또는 자연수)채널로 그룹지어 전압을 동시에 인가 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 전압 인가시 1, 2, 4, 8, 16, 32 등의 채널로 그룹을 지어 전압을 동시에 인가한 후 고속으로 정전용량 값을 측정할 수 있다.
따라서, 기존 채널별 정전용량 값을 측정하는데 소요되는 시간은 각 채널별로 검사하기 때문에 시간이 오래 걸리지만, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 채널을 그룹지어 전압을 동시에 인가할 수 있어서, 상기 정전용량 값은 각 채널당 150에서 250사이와 같은 고속으로 측정될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 상기 초음파 프로브(200)의 채널별 정전용량 값을 측정할 수 있는 모드를 입력하거나 각 채널별로 기준이 되는 정전용량 값을 설정할 수 있는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 입력부의 입력수단은 키보드 또는 터치패널이 바람직하나, 측정 모드를 선택 및 입력할 수 있는 입력수단이라면 어느 것이라도 무방하다.
또한, 검사하고자 하는 커넥터에 따라 초음파 프로브(200)의 PIN MAP을 상기 입력부를 통해 사용자 임의대로 추가 할 수 있다.
PIN MAP은 pin에 맞는 정전용량의 이산값을 수치 또는 그래픽으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치에 있어서, 측정 모드의 일례를 도시한 예시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 공정 모드에 따른 검사항목으로 케이블 검사와 PZT Array 검사 및 트랜스듀서(Transducer)검사로 구분하여 검사할 수 있다.
완제품 공정에서 트랜스듀서(Transducer)의 정전용량을 측정하여 각 채널별로 정상채널, bad채널, dead 채널 등으로 구분 할 수 있다.
bad 채널은 측정된 정전 용량 값이 기준 값과 상이한 결과를 나타내는 것을 의미하며, dead 채널은 정전 용량 값이 측정이 되지 않는 누락된 상태를 의미한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)의 상기 감지부(102)는 상기 유전 분극에 의해 PZT 단결정 소자가 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 인가된 전압을 피드백 받아 상기 피드백된 전압에 따라 인가전압을 트립(trip)하는 것을 특징으로 한다.
일정 시간 동안 전압을 인가하였을 때 PZT 단결정 소자가 파괴되면 인접하는 채널에도 영향을 주어 PZT Array를 사용할 수 없기 때문에, 이런 현상을 방지하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 피드백 전압을 모니터링하여 전압을 트립시켜주는 기능으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
PZT Array 검사란 상기 초음파 프로브(200)의 PZT 단결정 소자 센서의 초음파 수신 감도를 측정하는 검사로, PZT 단결정 소자들 상에 충격을 주는 초음파 에너지에 따른 응답 신호를 측정하는 검사이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치를 이용하여 중복채널이 있는지를 검사하는 화면의 일례를 도시한 예시도.
도 5는 도시한 바와 같이, 상기 커넥터의 PIN MAP을 체크하여 채널이 중복될 경우가 발생하면 중복 채널의 정보를 알려주어 채널이 중복되지 않도록 방지한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)를 이용한 상기 초음파 프로브(200)의 정전용량 값을 측정하고자 할 때, 중복 채널이 없을 경우 초록색으로 확인이 가능하며, 중복채널이 있을 경우 채널의 정보와 중복 채널 유무 확인 표시등이 초록색에서 붉은색으로 전환되어 색변화로 사용자가 쉽게 확인 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치를 이용하여 채널별 정전용량을 검사한 경우의 결과 화면의 일례를 도시한 예시도이다.
도 6에 도시한 바와 같이 측정된 정전용량 값에 따른 기준에 의해 색으로 분리하여 합격일 경우에는 녹색등, 불합격일 경우는 적색등 및 접지 채널에서 불합격되었을 때는 황색등으로 사용자가 쉽게 채널을 구분할 수 있도록 검사 결과 표시등을 3가지로 분리했다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)를 이용하여 상기 초음파 프로브(200)의 채널별 정전용량 값을 측정하였을 때, 도 6에 도시된 바와 같이 적색등이 확인된다면 불합격이라는 뜻으로, 상기 접속 위치로부터 측정되는 프로브까지의 위치가 채널의 단선, 단락 또는 선 바뀜에 의해 정전용량 값이 상이하여 적색등으로 확인되는 것이다.
따라서, 어느 채널에서 이상이 발생하였는지를 출력화면에 색변화로 쉽게 알 수 있어서 유지보수의 효율성을 증대시키며, 감지된 정전 용량 값에 의해 이상이 발생된 위치의 파악이 가능하다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치에 있어서, 데이터 관리 및 검색의 일례를 도시한 예시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)에 의해서 측정된 결과는 년도 및 월별로 관리할 수 있도록 구성되어 있으며, 작업 기간에 대한 정보를 자동으로 저장하여, 모델별, 작업자별, 합격, 불합격 등의 이력을 검색하여 조회할 수 있다.
또한, 결과 내 검색 기능을 추가로 제공하여 날짜, 작업자, 측정 모델, 제품 번호, 합격과 불합격 정보 등으로 검색 및 관리할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)를 이용한 상기 초음파 프로브(200)의 손상 여부를 확인하는 시스템을 사용할 수 있는 별도의 권한을 부여해서 손실 및 장비 오류의 위험성을 줄인다.
다시 말해, 여러 사용자가 상기 초음파 프로브(200)의 손상 여부를 확인하는 시스템을 다발적으로 사용하면 측정된 데이터는 하나의 그룹에 저장되어 데이터 관리의 효율성이 낮아지지만, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 사용자 로그인 기능으로 프로그램을 사용할 수 있는 권한을 부여함으로써 데이터 손실 및 장비의 오류를 사전에 방지할 수 있으며, 사용자마다 원하는 방향으로 데이터를 목적에 맞추어 관리할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치에 있어서, 데이터 출력 양식의 일례를 도시한 예시도이다.
도 8에 도시된 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)를 이용하여 상기 초음파 프로브(200)의 상태를 측정하는 결과를 여러 출력 양식을 통해 사용자가 임의로 지정하여 데이터 출력 및 저장되며 출력 데이터를 제3자가 임의로 가공이 불가능하도록 그림 파일로 저장하여 데이터 저장 및 측정 검사의 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 다채널 정전용량 검사 장치(100)는 이상과 같이 최대 256채널의 정전용량을 채널별 150ms ~ 250ms 속도로 측정할 수 있고, 공급 주파수와 대역폭에 따른 제품 특성에 따라 측정 장비를 선택할 수 있어서 제품에 따라 맞춤형 검사가 가능하다.
이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 보호범위는 이에 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 여러 변형 및 개량하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변형은 통상의 지식을 가진자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 된다.
100 : 다채널 정전용량 검사 장치
101 : 직류 전압 공급부(DC POWER supply)
102 : 감지부
103 : 스위치 제어부
104 : 영상 표시부
200 : 초음파 프로브
201 : 초음파 프로브 유닛
202 : 케이블

Claims (10)

  1. 초음파 프로브(probe)를 접속하는 적어도 하나 이상의 커넥터(connector) 단자부;와
    상기 접속된 초음파 프로브의 각 채널별 정전용량을 감지하는 감지부;와
    상기 감지부에서 감지된 각 채널별 정전용량의 값을 미리 설정된 신호로 변환하는 신호 변환부;와
    상기 변환된 신호를 영상 표시부에 전송하는 신호 전송부; 및
    상기 신호 전송부에 의해 전송된 신호를 그래픽 또는 디지털 벨류로 출력하는 영상표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    다채널 정전용량 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지부의 각 채널별 정전용량 감지는 유전 분극에 의해 감지되는 것을 특징으로 하는
    다채널 정전용량 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 단자부는 4개의 커넥터로 이루어진 커넥터 단자부인 것을 특징으로 하는
    다채널 정전용량 검사 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 감지된 각 채널별 정전용량 값에 따라 각 채널의 단선, 단락, 또는 선 바뀜의 위치를 파악하는 것을 특징으로 하는
    다채널 정전용량 검사 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 파악된 위치는
    상기 감지된 각 채널별 정전 용량의 값이 기준값보다 작을수록 상기 초음파 프로브가 접속된 위치로부터 더 멀리 떨어져있는 것을 특징으로 하는
    다채널 정전용량 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검사장치는 정전용량의 측정 모드를 입력하거나 각 채널별로 기준이 되는 정전용량 값을 설정할 수 있는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    다채널 정전용량 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 각 채널의 수는 가변되어 감지하고자 하는 채널의 숫자를 조정 할 수 있는 것을 특징으로 하는
    다채널 정전용량 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 각 채널별 정전용량 값은 각 채널당 150ms에서 250ms사이의 시간내에 측정 되는 것을 특징으로 하는
    다채널 정전용량 검사 장치.
  9. 제 1항 있어서,
    상기 정전용량의 값을 측정하기 위해 채널을 2n(n= 0 또는 자연수)채널로 그룹지어 전압을 동시에 인가 할 수 있는 것을 특징으로 하는
    다채널 정전용량 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 감지부는 PZT 단결정 소자가 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 인가된 전압을 피드백 받아 상기 피드백된 전압에 따라 인가전압을 트립(trip)하는 것을 특징으로 하는
    다채널 정전용량 검사 장치.
KR1020130064431A 2013-06-05 2013-06-05 다채널 정전용량 검사 장치 KR101427598B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130064431A KR101427598B1 (ko) 2013-06-05 2013-06-05 다채널 정전용량 검사 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130064431A KR101427598B1 (ko) 2013-06-05 2013-06-05 다채널 정전용량 검사 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101427598B1 true KR101427598B1 (ko) 2014-08-07

Family

ID=51749820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130064431A KR101427598B1 (ko) 2013-06-05 2013-06-05 다채널 정전용량 검사 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101427598B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101548083B1 (ko) 2014-08-27 2015-08-28 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 다중채널 초음파 프로브의 커패시턴스 측정 방법 및 그 장치
CN107727697A (zh) * 2017-10-26 2018-02-23 北京科技大学 一种高通量材料芯片四探针原位电阻测量设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62664Y2 (ko) * 1982-06-24 1987-01-09
JPH0394741A (ja) * 1989-09-08 1991-04-19 Olympus Optical Co Ltd 体内留置型超音波プローブ
JP2001021544A (ja) 1999-07-06 2001-01-26 Hitachi Constr Mach Co Ltd 超音波探傷装置における超音波プローブ駆動装置
KR100622695B1 (ko) 2005-06-09 2006-09-11 김용선 와이어 하네스 양불 검사 시스템 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62664Y2 (ko) * 1982-06-24 1987-01-09
JPH0394741A (ja) * 1989-09-08 1991-04-19 Olympus Optical Co Ltd 体内留置型超音波プローブ
JP2001021544A (ja) 1999-07-06 2001-01-26 Hitachi Constr Mach Co Ltd 超音波探傷装置における超音波プローブ駆動装置
KR100622695B1 (ko) 2005-06-09 2006-09-11 김용선 와이어 하네스 양불 검사 시스템 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101548083B1 (ko) 2014-08-27 2015-08-28 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 다중채널 초음파 프로브의 커패시턴스 측정 방법 및 그 장치
CN107727697A (zh) * 2017-10-26 2018-02-23 北京科技大学 一种高通量材料芯片四探针原位电阻测量设备
CN107727697B (zh) * 2017-10-26 2023-12-12 北京科技大学 一种高通量材料芯片四探针原位电阻测量设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9109999B2 (en) Transducer array self-diagnostics and self-healing
US9599660B2 (en) Electrical interconnect status monitoring system
KR101151742B1 (ko) 휴대형 부분 방전 진단 시스템
KR102265423B1 (ko) 초음파센서를 이용한 배터리 안전상태 진단 모니터링 시스템
KR101578701B1 (ko) 가스절연 부하개폐장치의 부분방전 결함 분석 시스템
US10028729B2 (en) System and method for testing operability of a lens and selected transducer elements of an acoustic probe
CN106646195B (zh) 基于电学法的键合丝瞬时触碰的检测方法、装置和平台
CN110441632A (zh) 便携式高压并联电抗器故障检测装置及方法
KR101427598B1 (ko) 다채널 정전용량 검사 장치
KR102000431B1 (ko) 초음파를 이용한 변압기 감시 장치
JP5539762B2 (ja) 避雷装置の故障判定方法
CN107907781B (zh) 线路断路位置的判断方法及断线检测设备
US7395189B2 (en) Method and apparatus for switching among elements of a structural health monitoring system
CN105467015B (zh) 用于测试声探头的换能器元件的***和方法
CN215493850U (zh) 一种用于静电测试的监测装置及静电测试***
JP2019207192A (ja) 材料試験機
US9921190B2 (en) Method and apparatus to monitor acoustic probes during repair
EP3108237B1 (en) Method for the testing of ultrasound probes
CN203083612U (zh) 一种综合测试***
CN112462205A (zh) 局部放电检测装置和方法
CN103115646A (zh) 一种综合测试***
EP3182115B1 (en) Ultrasonic monitoring of electrical connections
KR102553444B1 (ko) 변전소 진단 시스템의 자동 시험 장치 및 자동 시험 방법
CN111527759B (zh) 用于检测声学传感器的故障的方法和设备
RU185575U1 (ru) Устройство для бездемонтажной проверки работоспособности виброметра с пьезоэлектрическим вибропреобразователем

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170804

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180731

Year of fee payment: 5