KR101826917B1 - Multi-channel ultrasonic diagnostic method for long distance piping - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 채널에서 수신된 신호를 각 채널별로 해석하고 채널 간 수신된 신호의 통합 분석을 통해 탐촉자로부터 결함의 거리와 결함의 원주방향 위치까지 해석하는 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법에 관한 것으로, 피검사체의 정보를 입력하는 단계, 상기 피검사체의 정보에 따라 검사 주파수, 가진 펄스 수, 및 검사 거리 입력하는 단계, 상기 피검사체의 외주면에 위치시킨 상기 탐촉자들을 통해 피검사체의 반사신호를 채널별로 수집하는 단계, 및 상기 채널별로 수집된 반사신호 분석을 통해 결함 유무, 결함 위치, 결함 거리, 및 결함 크기 중 어느 하나 이상을 진단하는 단계를 제공한다.The present invention relates to a method for diagnosing a long-distance pipeline using multichannel ultrasound, which analyzes signals received from multiple channels on a channel-by-channel basis and analyzes the distances of defects and circumferential positions of defects Inputting an inspection frequency, an excitation pulse number, and an inspection distance in accordance with the information on the object to be inspected; a step of inputting a reflection signal of the object to be inspected through the transducers positioned on the outer circumferential surface of the object, A step of collecting data for each channel, and a step of diagnosing at least one of the presence or absence of a defect, a defect position, a defect distance, and a defect size through analysis of a reflection signal collected for each channel.
Description
본 발명은 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 채널에서 수신된 신호를 각 채널별로 해석하고 채널 간 수신된 신호의 통합 분석을 통해 탐촉자로부터 결함의 거리와 결함의 원주방향 위치까지 해석하는 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of diagnosing a long-distance pipeline using a multi-channel ultrasonic wave, and more particularly, to a method of diagnosing a long-distance pipeline using a multi-channel ultrasonic wave, The present invention relates to a method for diagnosing long-distance piping using multi-channel ultrasonic waves.
현재 구조물 비파괴 안전 진단 기법은 초음파를 활용한 용접 및 구조물에서 발생되는 결함이 대부분을 이룬다. 인체에 무해하며 다양한 형상과 재질에 적용할 수 있는 장점으로 인해 초음파를 활용한 구조물 비파괴 진단 기법은 꾸준히 활용되고 있다. 하지만 장거리 배관을 비롯한 대형 구조물의 상태를 진단하는데는 기존의 초음파 검사(Ultrasonic Testing, UT)로는 검사 시간 및 인력이 많이 소모되어 경제적으로 불리하다. 이러한 한계점을 해결하기 위해 기존의 초음파와는 달리 낮은 초음파 주파수 영역에서 적은 감쇄 특성을 가지고 원거리를 전파하는 유도초음파 검사 기법이 관심을 받고 있다. Currently, the non-destructive safety diagnosis method of structures is mostly caused by defects in welds and structures using ultrasonic waves. Due to its harmlessness to the human body and its ability to be applied to various shapes and materials, the non-destructive structure diagnosis technique using ultrasonic waves is being used steadily. However, in order to diagnose the condition of a large structure including long-distance piping, Ultrasonic Testing (UT) is economically disadvantageous because it requires a lot of inspection time and manpower. In order to solve these limitations, guided ultrasound (IR) technique, which differs from conventional ultrasonic waves in a low ultrasonic frequency range with a small attenuation characteristic, has been attracting attention.
유도초음파 검사 기법은 원거리를 전파할 수 있는 물리적 특성으로 인해 접근이 제한된 영역과 장거리 배관 검사에 큰 장점을 가지고 있다. 하지만 기존의 초음파 탐상법에 비해 신호 분석이 어렵고 반사 신호에서 결함의 위치를 추정하고 정량적인 결함 진단을 하는데 많은 한계점을 가지고 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 기존의 단일 채널의 송수신 시스템에서 다중 채널의 송수신 시스템을 활용하여 결함 진단 효율을 높이고, 결함 해석을 위한 기법이 필요하다. 또한 다중 채널 송수신 시스템을 운용하고 신호 수집을 통한 신호 해석의 운용 소프트웨어가 함께 구현되어야 한다.Guided ultrasonography has a great advantage in the area of limited access and long - distance pipe inspection due to the physical characteristics that can propagate the distances. However, it is difficult to analyze the signal in comparison with the conventional ultrasonic inspection method, and there are many limitations in estimating the position of the defect in the reflection signal and quantitatively diagnosing the defect. In order to solve this problem, it is necessary to improve the efficiency of defect diagnosis by using a multi-channel transmission / reception system in a conventional single channel transmission / reception system and to provide a technique for defect analysis. In addition, a multichannel transmission / reception system should be operated and signal analysis software for signal acquisition should be implemented together.
본 발명은 유도초음파를 활용한 장거리 배관 검사를 위한 다중 채널 송수신 시스템은 운용과 수신된 신호를 분석하여 결함의 정보를 파악하는 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a multi-channel transmission / reception system for guiding long-distance pipelines using guided ultrasound, and a method for diagnosing long-distance piping using multichannel ultrasound to analyze information on operation and received signals.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법은, 복수의 탐촉자를 구비한 다중 채널 초음파 진단장치를 이용한 진단방법에 있어서, 피검사체의 정보를 입력하는 단계; 상기 피검사체의 정보에 따라 검사 주파수, 가진 펄스 수, 및 검사 거리 입력하는 단계; 상기 피검사체의 외주면에 위치시킨 상기 탐촉자들을 통해 피검사체의 반사신호를 채널별로 수집하는 단계; 및 상기 채널별로 수집된 반사신호 분석을 통해 결함 유무, 결함 위치, 결함 거리, 및 결함 크기 중 어느 하나 이상을 진단하는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a diagnostic method using a multi-channel ultrasonic diagnostic apparatus including a plurality of probes, the method comprising: inputting information on an object to be examined; Inputting an inspection frequency, an excitation pulse number, and an inspection distance in accordance with the information of the inspection object; Collecting reflection signals of the subject through the probes positioned on the outer circumferential surface of the subject by channels; And diagnosing at least one of the presence or absence of a defect, a defect position, a defect distance, and a defect size through analysis of a reflection signal collected for each channel.
구체적으로, 상기 피검사체의 정보는 피검사체의 재질, 지름, 및 두께를 포함하는 것을 특징으로 한다. Specifically, the information on the subject includes the material, the diameter, and the thickness of the subject.
또한, 상기 검사 주파수는 상기 피검사체의 정보에 따라 20 내지 500kHz 사이의 주파수 대역을 선정하는 것을 특징으로 한다. In addition, the inspection frequency is selected in a frequency band of 20 to 500 kHz according to the information of the subject.
또한, 상기 결합 거리는 하기의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 한다. Further, the coupling distance is calculated by the following equation.
[식][expression]
이때, L은 결함위치, V는 전파 속도, t는 초음파의 전파시간을 의미함.Where L is the defect location, V is the propagation velocity, and t is the propagation time of the ultrasonic wave.
또한, 상기 결함 크기는 상기 피검사체의 길이방향으로 가진된 초음파를 전파하여 결함이 시작하는 영역과 끝나는 영역에서 각각 발생하는 반사 신호가 각 채널에 수신되는 시간으로 계산되는 것을 특징으로 한다. In addition, the defect size is calculated as a time when a reflection signal generated in each of a region where a defect starts and a region where a defect starts is propagated in each channel by propagating ultrasonic waves excited in the longitudinal direction of the object.
이상에서 설명한 바와 같이, As described above,
본 발명은 장거리 배관에서 검사된 유도초음파 진단 신호를 바탕으로 장거리 배관에 존재하는 용접 및 결함의 위치와 크기를 용이하게 진단할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of easily diagnosing the position and size of welds and defects existing in long-distance piping based on an induced ultrasound diagnostic signal inspected in long-distance pipelines.
또한, 본 발명은 수신된 신호 분석을 통해 결함의 유무를 판단하고, 결함의 정밀 진단을 위한 다중 탐촉 시스템의 위상배열 집속기법을 활용하여 결함의 정량적인 해석을 통한 결함 진단 효과를 높일 수 있다.In addition, the present invention can determine the presence or absence of defects through the analysis of the received signal, and improve the defect diagnosis effect through quantitative analysis of defects by utilizing the phased array focusing technique of the multi-sensor system for precise diagnosis of defects.
도 1은 다중 채널 초음파 진단 방법을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법에서 채널별 초음파 송신파형을 나타낸 예이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법에서 채널별 초음파 수신파형을 나타낸 예이다. 1 is a block diagram illustrating a multi-channel ultrasound diagnostic method.
2 is a flowchart illustrating a method of diagnosing a long-distance pipeline using a multi-channel ultrasonic wave according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an ultrasonic transmission waveform for each channel in the method of diagnosing long-distance piping using multi-channel ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an ultrasonic reception waveform for each channel in a long-distance pipeline diagnosis method using a multi-channel ultrasonic wave according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 다중 채널 초음파 진단장치를 나타낸 도면으로써, 다중 채널 초음파 진단장치(100)는 탐촉자(110), 복수개의 펄스발생/신호수신부(120), 및 진단부(130)를 포함한다. 1 is a block diagram of a multi-channel ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. The multi-channel ultrasonic
탐촉자(110)는 장거리 배관(10) 외주연에 일정간격 사이를 두고 배치하여 장거리 배관(10)에 직접적인 유도초음파를 전달하거나 반사되는 반사신호를 감지한다. The
복수개의 펄스발생/신호수신부(120)는 탐촉자(110)에 정해진 유도 초음파를 전달하거나, 탐촉자(110)가 감지한 반사신호를 수신한다. The plurality of pulse generating /
여기서, 복수개의 펄스발생/신호수신부(120)는 장거리 배관(10) 외주연에 위치된 탐촉자(110)와 각각 대응되도록 형성되고, 즉, 하나의 탐촉자(110)와 하나의 펄스발생/신호수신부(120)가 연결된다. The plurality of pulse generating /
본 발명의 실시예에서는 8개의 탐촉자(110) 및 펄스발생/신호수신부(120)를 구비하였으나, 장거리 배관(10)의 두께 및 정확도에 따라 탐촉자(110) 및 펄스발생/신호수신부(120)의 갯수를 증가 및 감소시킬 수 있다. In the embodiment of the present invention, eight
펄스 발생/신호수신부(120)를 각 채널로 보고 수신된 반사신호를 채널별과 분리한다. The pulse generation /
진단부(130)는 장거리 배관(10)의 정보에 따른 유도 초음파의 모드 선정 및 전파 속도를 선정하여 복수개의 펄스 발생/신호수신부(120)에 전달하고, 복수개의 펄스 발생/신호수신부(120)를 통해 수신된 반사신호를 채널별로 전달 받아 반사신호를 분석하여 장거리 배관(10)의 결함 유무, 결함 위치, 결함 거리, 및 결함 크기 중 어느 하나 이상을 진단한다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법을 나타낸 흐름도로서, 먼저, 피검사체의 정보를 입력한다(S110). 여기서, 피검사체는 장거리 배관(10)에 해당되며, 피검사체의 정보는 피검사체의 재질, 지름, 두께 정보들을 포함한다. FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of diagnosing a long-distance pipeline using multi-channel ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention. First, information on the subject is input (S110). Here, the object to be inspected corresponds to the long-
이때, 피검사체의 정보에 따라 피검사체의 최적화된 유도 초음파의 모드 선정 및 전파 속도를 선정할 수 있다. At this time, the mode selection and propagation speed of the guided ultrasonic wave optimized for the subject can be selected according to the information of the subject.
이어, 피검사체의 정보에 따라 검사 주파수, 가진 펄스 수, 및 검사 거리 입력한다(S120). 이때, 검사 주파수, 가진 펄스 수 및 검사거리는 최적화된 진단 주파수를 선정하기 위한 것이며, 특히, 검사거리는 결함이 존재할 경우 반사 신호의 위치를 해석하는데 중요한 정보가 된다. Next, the inspection frequency, the number of excitation pulses, and the inspection distance are inputted in accordance with the information of the inspection object (S120). In this case, the inspection frequency, the number of excitation pulses, and the inspection distance are used to select an optimized diagnosis frequency. In particular, the inspection distance is important information for analyzing the position of a reflection signal when a defect exists.
검사주파수는 피검사체의 정보에 따라 20 내지 500kHz 사이의 주파수 대역을 선정함으로써, 검사 민감도를 향상시키고, 20 내지 500kHz 사이의 주파수 대역은 검사 효율 역시 향상된다. The inspection frequency improves the inspection sensitivity by selecting the frequency band between 20 and 500 kHz according to the information of the object, and the inspection efficiency also improves in the frequency band between 20 and 500 kHz.
종래의 경우 검사 범위가 탐촉자가 위치한 영역만 진단하므로 높은 주파수 영역(1~10 MHz) 에서 활용되는 반면, 본 발명의 실시예에서는 배관의 넓은 영역 (길이 수 m ~ 수십 m)을 진단하기 위해 배관의 길이방향으로 전파할 수 있도록 상대적으로 낮은 주파수 영역(20~500 kHz)을 사용한다. In the conventional case, the inspection range is utilized in a high frequency range (1 to 10 MHz), since only the area where the probe is located is used. In contrast, in the embodiment of the present invention, in order to diagnose a wide area (length m to several tens of meters) A relatively low frequency range (20 to 500 kHz) is used to propagate in the longitudinal direction of the antenna.
피검사체인 장거리 배관 내에서 낮은 주파수 영역의 초음파가 반사와 중첩현상이 반복적으로 일어나며 새로운 형태의 초음파가 합성이 되고 이러한 현상으로 인해 초음파가 배관의 길이 방향으로 멀리까지 전파할 수 있게 된다.In the long-distance pipeline to be inspected, low-frequency ultrasonic waves are repeatedly reflected and superimposed repeatedly, and a new type of ultrasonic wave is synthesized, and the ultrasonic wave can propagate far in the longitudinal direction of the pipe.
가진 펄스 수는 피검사체에 입사되는 초음파의 에너지와 관계를 가지며, 피검사체의 표면상태에 따라 가진 펄스 수를 조절하여 사용하는 것이 효과적이다. 여기서, 표면상태는 피복 및 부식 등의 상태를 의미한다.The number of impulse pulses is related to the energy of the ultrasonic waves incident on the object, and it is effective to control the number of impulses depending on the surface state of the object. Here, the surface state means a state such as coating and corrosion.
가진 펄스 수를 높이면 입사되는 초음파의 에너지가 높지만 노이즈도 함께 증폭될 뿐만 아니라 초음파가 가진되는 시간이 길어져 서로 가까이 존재하는 여러개의 결함을 구별하기 어려운 단점을 가지고 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 4 내지 6개의 가진 펄스를 사용한다. It is difficult to distinguish a plurality of defects existing close to each other because the energy of the incident ultrasonic waves is high but the noise is also amplified and the time for excitation of the ultrasonic waves is prolonged. Therefore, in the embodiment of the present invention, Six excitation pulses are used.
이어, 피검사체의 외주면에 위치시킨 상기 탐촉자들을 통해 피검사체의 반사신호를 채널별로 수집한다(S130). 도 2와 같이 채널별로 유도 초음파를 발생한 파형을 알 수 있으며, 도3과 같이 수신되는 반사신호를 채널별로 확인할 수 있다. Next, reflection signals of the subject are collected for each channel through the transducers positioned on the outer circumferential surface of the subject (S130). As shown in FIG. 2, it is possible to know a waveform in which guided ultrasonic wave is generated for each channel, and a received reflection signal can be checked for each channel as shown in FIG.
여기서, 채널별로 수집된 반사신호를 바탕으로 반사 신호가 발생된 영역을 판단하고, 반사신호를 분석 할 수 있다. Here, the area where the reflection signal is generated can be determined based on the reflection signal collected for each channel, and the reflection signal can be analyzed.
또한, 초음파가 가진되어 전파하는 경우 유도 초음파의 특정 모드로 가진이 되어 전파 속도가 정해지므로 반사신호가 발생될 경우 탐촉자에 수신된 신호의 전파 시간과 전파 속도를 바탕으로 반사신호를 발생시키는 영역을 판단할 수 있다. In addition, when the ultrasonic wave is propagated by the ultrasonic wave, it is excited in a specific mode of the guided ultrasonic wave to determine the propagation speed. Therefore, when the reflection signal is generated, the area generating the reflection signal based on the propagation time and propagation speed of the signal received by the probe It can be judged.
이때, 반사신호를 활용하여 이후의 결함의 위치를 진단하고, 기타 결함정보를 분석할 수 있다. At this time, it is possible to diagnose the position of the subsequent defect by utilizing the reflected signal, and analyze other defect information.
예컨대, 피검사체에 결함이 없는 경우 반사되는 반사신호 장거리 배관의 특징인 용접부위만 주기적으로 나타나지만, 결함이 존재하는 경우, 장거리 배관의 구조물 외 결함이 존재하는 위치에서 반사신호가 발생한다. 검사신호에서 결함의 존재 유무는 반사신호의 차이로 구별할 수 있다. For example, when there is no defect in the inspection object, only the welded region, which is a characteristic of the reflected long-distance pipeline, is periodically displayed. However, if there is a defect, a reflection signal is generated at a position where a defect outside the structure of the long- The presence or absence of defects in the inspection signal can be distinguished by the difference of the reflection signal.
마지막으로, 채널별로 수집된 반사신호 분석을 통해 결함 유무, 결함 위치, 결함 거리, 및 결함 크기 중 어느 하나 이상을 진단한다(S140).Finally, at least one of the presence or absence of the defect, the defect position, the defect distance, and the defect size is diagnosed through the reflection signal analysis collected for each channel (S140).
여기서, 반사신호 분석을 위해 각 채널별로 수신된 신호를 주파수 필터를 통해 불필요한 고주파수 영역과 저주파수 영역의 신호를 제외하고, 힐버트 변환을 통해 검사자가 쉽게 판단할 수 있도록 신호변환을 수행한다. In order to analyze the reflected signal, a signal received for each channel is subjected to signal conversion so that an examiner can easily determine an unnecessary high frequency region and a signal in a low frequency region through a frequency filter through Hilbert transform.
검사 시스템에서는 각 채널별로 수신된 신호를 복수개의 영역으로 나누어 분석할 수 있다. In the inspection system, the received signal for each channel can be divided into a plurality of regions and analyzed.
각 채널별로 수신된 반사신호에 포함된 결함 반사 신호를 상호상관함수를 활용하여 모든 채널의 신호를 동시에 합하여 표현하고, 각 영역별로 표현하는 방법을 통해 결함의 원주방향 크기를 해석한다. The defect reflection signals included in the reflection signals received for each channel are expressed by summing signals of all the channels simultaneously using the cross correlation function and expressed in each region to analyze the circumferential size of the defect.
더욱 자세히, 결함이 있을 경우 각 채널별로 수신된 반사신호의 차이를 활용하여 신호를 분석하며, 하기 식 1에 따른 상호상관함수를 활용하여 각 채널별로 수신된 신호를 비교한다. More specifically, when there is a defect, the signal is analyzed using the difference of the reflection signal received for each channel, and the received signals are compared with each other using the cross-correlation function according to
<식 1><
여기서, n 과 m은 채널 번호이다.Here, n and m are channel numbers.
결함위치(L)는 수신된 반사 신호로부터 초음파의 전파시간(t), 전파속도(V)를 활용하여 결함위치를 계산할 수 있다. The defect position L can calculate the defect position using the propagation time (t) and propagation speed (V) of the ultrasonic wave from the received reflected signal.
<식 2><
여기서, 전파거리는 참촉자로부터 결함까지, 결함에서부터 탐촉자까지의 거리가 되므로 실제 초음파를 전파한 거리의 절반이 된다. Here, the propagation distance is half of the propagation distance of the actual ultrasonic wave, since it is the distance from the probe to the probe to the probe.
결함크기 진단은 탐촉자로부터 가진된 초음파가 전파하여 피검사체의 길이방향으로 결함이 시작하는 영역과 끝나는 영역에서 각각 반사 신호를 발생시킨다. The defect size diagnosis generates reflection signals in the region where the defect begins and the region where the defect starts in the longitudinal direction of the subject by propagating ultrasonic waves excited from the probe.
각도방향으로 결함의 경계에서 반사 신호가 발생되며, 반사 신호는 각 채널에 서로 다른 시간에 수신된다. 각 채널에 수신된 신호에서 최고점의 시간 차이를 바탕으로 결함의 길이방향 크기를 해석하고, 각도방향의 결함 크기는 각 채널에 수신된 신호에서 최고점의 크기를 기준으로 결함의 각도, 방향, 및 크기를 분석한다. A reflection signal is generated at the boundary of the defect in the angular direction, and the reflection signal is received at each channel at different times. The size of the defect in the longitudinal direction is analyzed based on the time difference of the peak in the signal received in each channel, and the size of the defect in the angular direction is determined based on the angle of the defect, .
따라서, 본 발명은 장거리 배관에서 검사된 유도초음파 진단 신호를 바탕으로 장거리 배관에 존재하는 용접 및 결함의 위치와 크기를 용이하게 진단할 수 있는 효과가 있다. Therefore, the present invention has the effect of easily diagnosing the position and size of welds and defects existing in long-distance piping based on the induced ultrasound diagnostic signal inspected in long-distance piping.
또한, 본 발명은 수신된 신호 분석을 통해 결함의 유무를 판단하고, 결함의 정밀 진단을 위한 다중 탐촉 시스템의 위상배열 집속기법을 활용하여 결함의 정량적인 해석을 통한 결함 진단 효과를 높일 수 있다.In addition, the present invention can determine the presence or absence of defects through the analysis of the received signal, and improve the defect diagnosis effect through quantitative analysis of defects by utilizing the phased array focusing technique of the multi-sensor system for precise diagnosis of defects.
상기와 같은 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The method for diagnosing a long-distance pipeline using the multi-channel ultrasonic wave is not limited to the configuration and the operation of the embodiments described above. The embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.
10 : 장거리 배관
100 : 다중채널 초음파 진단장치
110 : 탐촉자
120 : 펄스발생/신호 수신부
130 : 진단부10: Long-distance piping
100: Multi-channel ultrasonic diagnostic device
110: Transducer
120: Pulse generation / signal reception unit
130:
Claims (5)
피검사체의 정보를 입력하는 단계;
상기 피검사체의 정보에 따라 검사 주파수, 가진 펄스 수, 및 검사 거리 입력하는 단계;
상기 피검사체의 외주면에 위치시킨 상기 탐촉자들을 통해 피검사체의 반사신호를 채널별로 수집하는 단계; 및
상기 채널별로 수집된 반사신호 분석을 통해 결함 유무, 결함 위치, 결함 거리, 및 결함 크기 중 어느 하나 이상을 진단하는 단계:를 포함하고,
상기 검사 주파수는 상기 피검사체의 정보에 따라 검사 민감도를 향상시키고 상기 피검사체의 길이방향으로 전파되도록 20 내지 500kHz 사이의 주파수 대역을 사용하며, 상기 가진 펄스 수는, 노이즈의 증폭을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 초음파의 가진 시간을 감소시켜 여러 개의 결함을 구별할 수 있도록 4 내지 6개를 사용하며,
상기 채널별로 수집된 반사신호 분석은,
각 채널별로 수신된 신호를 주파수 필터를 통해 불필요한 고주파수 영역과 저주파수 영역의 신호를 제외하는 단계; 및 힐버트 변환을 통해 신호변환을 수행하는 단계;를 포함하며,
결함 유무를 진단하는 단계는,
각 채널별로 수신된 반사신호에 포함된 결함 반사 신호를 하기 <식 1>에 따른 상호상관함수를 활용하여 각 채널별로 수신된 신호를 비교하여 결함 유무를 판단하며,
<식 1>
여기서, n 과 m은 채널 번호이고,
결함 크기를 진단하는 단계는,
각 채널에 수신된 신호에서 최고점의 시간 차이를 바탕으로 결함의 길이방향 크기를 해석하고, 각도방향의 결함 크기는 각 채널에 수신된 신호에서 최고점의 크기를 기준으로 결함의 각도, 방향, 및 크기를 분석하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법.
A diagnostic method using a multi-channel ultrasonic diagnostic apparatus having a plurality of probes,
Inputting information of the object to be inspected;
Inputting an inspection frequency, an excitation pulse number, and an inspection distance in accordance with the information of the inspection object;
Collecting reflection signals of the subject through the probes positioned on the outer circumferential surface of the subject by channels; And
And diagnosing at least one of a defect presence, a defect position, a defect distance, and a defect size by analyzing a reflection signal collected for each channel,
Wherein the inspection frequency uses a frequency band of 20 to 500 kHz so as to improve inspection sensitivity and propagate in a longitudinal direction of the test subject in accordance with the information of the object to be inspected, In addition, the number of defects can be distinguished by decreasing the excitation time of ultrasonic waves by using 4 to 6,
The reflected signal analysis,
Eliminating unnecessary high frequency regions and low frequency region signals through a frequency filter through a signal received for each channel; And performing signal conversion through Hilbert transform,
The step of diagnosing the presence /
A defect reflection signal included in a reflection signal received for each channel is compared with a signal received for each channel using a cross-correlation function according to Equation (1)
<Formula 1>
Here, n and m are channel numbers,
The step of diagnosing the defect size comprises:
The size of the defect in the longitudinal direction is analyzed based on the time difference of the peak in the signal received in each channel, and the size of the defect in the angular direction is determined based on the angle of the defect, the direction and the size The method comprising the steps of: (a) diagnosing a long-distance pipeline using multichannel ultrasound.
상기 피검사체의 정보는 피검사체의 재질, 지름, 및 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the information on the subject includes material, diameter, and thickness of the subject.
상기 결함 거리는 하기의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 초음파를 이용한 장거리 배관 진단 방법.
[식]
이때, L은 결함위치, V는 전파 속도, t는 초음파의 전파시간을 의미함.
The method according to claim 1,
Wherein the defect distance is calculated by the following equation.
[expression]
Where L is the defect location, V is the propagation velocity, and t is the propagation time of the ultrasonic wave.
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|---|---|---|---|---|
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