KR102277276B1 - 금속 물성 측정 시스템 및 그 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 물성 측정 시스템 및 그 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다양한 주파수를 금속 부품에 가하여 금속에서 반사되는 자기장 신호를 이용하여 임피던스 단층 촬영을 할 수 있어, 열처리된 금속 부품에 대한 경화도, 깊이 등을 측정할 수 있는 금속 물성 측정 시스템 및 그 측정 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 금속 물성 측정 시스템 및 그 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 주파수를 금속 부품에 가하여 금속에서 반사되는 자기장 신호를 이용하여 임피던스 단층 촬영(측정)을 할 수 있어, 열처리된 금속 부품에 대한 경화도, 깊이 등을 측정할 수 있는 금속 물성 측정 시스템 및 그 측정 방법에 관한 것이다.
전세계적으로 보온재 등에 의한 대형폭발사고가 자주 발생하고 있어, 매년 전세계적으로 2600조원의 천문학적인 손실이 초래될 뿐 아니라, 많은 인명 손실이 일어나고 있다.
이에 따라, 최근들어 노후 배관의 부식 및 두께 측정으로 노후화된 배관의 교체가 중요한 이슈로 대두되고 있다. 특히, 배관의 보온재에 대한 비해체 방식에 의한 배관 비파괴 검사 기술이 요구되고 있다.
이러한 비파괴 검사 기술로는, 와전류 검사 등을 제안할 수 있으나, 와전류 검사의 경우, 전도체에 와전류를 발생시켜서 임피던스의 변화를 측정하는 방법으로 가장 큰 애로사항은 자기장의 침투 깊이이다. 표피 효과d[ 의해, 코일의 자기장은 전도체 표면만을 흐르게 되고, 특정 주파수의 저주파만을 이용할 경우, 다른 깊이의 결함을 검출하는데 어려움이 있다.
이러한 요구를 해소하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템 및 그 측정 방법에서는, 정상품 뿐 아니라 다양한 조건의 비정상품(불량품 등)에 대한 신뢰할 만한 비교 데이터(기준 데이터)를 통해서, 측정 데이터의 비교 분석을 통해서 열경화 처리 과정에 대한 검증을 수행하는 시스템을 개시하고 있다.
이와 관련해서, 국내공개특허 제10-2002-0011662호("레이저 유도 초음파를 이용하여 금속재의 내부 결함을 측정하는 방법")에서는 피측정 금속재에 레이저를 투사하여 금속재의 내부에 초음파를 발생시키고, 금속재가 레이저와 부딪히는 면과 반대쪽 면에서 일정 거리를 두고 비접촉 초음파 탐촉자를 설치하고, 금속재를 통과한 초음파를 피접촉 초음파 탐촉자에 의해 수신하고, 비접촉 초음파 탐촉자에 의해 수신된 초음파를 분석하여 금속재의 내부 결함을 측정하는 방법을 개시하고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 다양한 주파수를 금속 부품에 가하여 금속에서 반사되는 자기장 신호를 이용하여 임피던스 단층 촬영(측정)을 할 수 있어, 열처리된 금속 부품에 대한 경화도, 깊이 등을 측정할 수 있는 금속 물성 측정 시스템 및 그 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템은, 금속 재질로 이루어지는 시험체(10)에, 입력받은 멀티 주파수의 전류를 인가하여 임피던스를 측정하는 전극(110)을 포함하는 금속 측정부(100) 및 상기 금속 측정부(100)에서 측정한 상기 임피던스를 이용하여 상기 시험체(10)의 물성정보를 분석하는 금속 분석부(200)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 금속 분석부(200)는 기설정된 양식에 따라, 상기 시험체(10)의 기본정보를 입력받아, 상기 금속 측정부(100)에서 인가하는 하나 이상의 주파수를 선정하는 주파수 선정부(210)를 더 포함하여 구성되며, 상기 주파수 선정부(210)에서 선정한 멀티 주파수를 상기 금속 측정부(100)로 입력하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 금속 분석부(200)는 기저장되어 있는 기준 임피던스 정보들을 이용하여, 상기 금속 측정부(100)에서 측정한 상기 임피던스를 비교하여, 상기 시험체(10)의 물성정보를 분석하는 비교 분석부(220)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 금속 측정부(100)는 상기 시험체(10)에 흐르는 자기장을 측정하는 자기센서 수단(120)을 더 포함하여 구성되며, 상기 금속 분석부(200)는 상기 자기센서 수단(120)에서 측정한 상기 자기장 정보를 이용하여 상기 임피던스에 대한 오차를 보정하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 금속 측정부(100)는 상기 자기센서 수단(120)과 연결되어, 상기 자기센서 수단(120)에 의해 측정된 상기 자기장의 세기로부터 노이즈를 제거하는 필터수단(130) 및 상기 필터수단(130)로부터 출력되는 자기장의 세기를 증폭시켜 상기 금속 분석부(200)로 전달하는 증폭수단(140)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 금속 물성 측정 시스템은 모니터링 수단을 포함하여 구성되어, 상기 금속 분석부(200)에서 분석한 상기 시험체(10)의 물성정보를 보여주는 출력부(300)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 방법은, 금속 분석부에서, 기설정된 양식에 의해 금속 재질로 이루어진 시험체에 대한 기본정보를 입력받는 기본정보 입력단계(S100), 금속 분석부에서, 상기 기본정보 입력단계(S100)에 의해 입력된 상기 기본정보를 이용하여 상기 시험체에 인가하기 위한 하나 이상의 주파수를 선정하는 최적 주파수 선정단계(S200), 금속 측정부에서, 상기 시험체로 상기 최적 주파수 선정단계(S200)에 의해 선정한 멀티 주파수의 전류를 인가하여 임피던스를 측정하는 임피던스 측정단계(S300) 및 금속 분석부에서, 상기 임피던스 측정단계(S300)에서 측정한 상기 임피던스를 이용하여 상기 시험체의 물성정보를 분석하는 물성정보 분석단계(S400)로 이루어지는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 금속 물성 측정 방법은 금속 측정부에서, 물성정보를 알고 있는 기준 시험체에 대한 임피던스를 측정하여, 금속 분석부에서, 기준 임피던스 정보를 생성하는 기준 데이터베이스 생성단계(S500)를 더 포함하여 구성되며,
상기 물성정보 분석단계(S400)는 상기 기준 데이터베이스 생성단계(S500)에 의해 생성한 상기 기준 임피던스 정보를 이용하여, 상기 임피던스 측정단계(S300)에서 측정한 상기 임피던스를 비교하여 상기 시험체의 물성정보를 분석하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 금속 물성 측정 시스템 및 그 측정 방법은, 금속 재질로 이루어진 시험체에 대한 비파괴 검사를 수행함에 있어서, 융착 등으로 인해 표면이 거칠어서 정확한 검사를 수행하기 어려운 문제점을 극복하기 위하여, 미리 설정된 저주파수의 전류를 다양하게 인가하여 시험체에 단층을 촬영할 수 있는 장점이 있다.
특히, 금속 소재 성분에 따라 다양한 주파수가 이용될 수 있기 때문에, 이에 대한 최적 주파수 선정을 통해서 시험체의 단층 촬영의 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 사전에 정상품 뿐 아니라, 다양한 문제를 포함하고 있는 시험체(비정상품 등)들을 이용하여 측정한 단층 촬영 정보 등을 기준값들로 두고, 측정값을 기준값들을 이용하여 분류시켜 결과값을 도출함으로써, 복잡한 제어 없이도 용이하게 시험체가 갖고 있는 문제점을 정확하게 판단할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템의 구성 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템에서 이용하는, 정상품과 비정상품의 주파수 응답 차이를 나타낸 그래프 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템에 의한 결과 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템에서 이용하는, 정상품과 비정상품의 주파수 응답 차이를 나타낸 그래프 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템에 의한 결과 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 방법의 순서도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 금속 물성 측정 시스템 및 그 측정 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템 및 그 측정 방법은 금속 재질로 이루어진 시험체에 대한 비파괴 검사를 수행함에 있어서, 융착 등으로 인해 표면이 거칠어서 정확한 검사를 수행하기 어려운 문제점을 극복하기 위하여, 미리 설정된 저주파수의 전류를 다양하게 인가하여 시험체에 단층을 촬영할 수 있는 시스템 및 그 측정 방법에 관한 것이다.
특히, 금속 소재 성분에 따라 다양한 주파수가 이용될 수 있기 때문에, 이에 대한 최적 주파수 선정을 통해서 시험체의 단층 촬영의 정확도를 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 사전에 정상품 뿐 아니라, 다양한 문제를 포함하고 있는 비정상품들을 이용하여 측정한 단층 촬영 정보 등을 기준값들로 두고, 측정값을 기준값들을 이용하여 분류시켜 결과값을 도출함으로써, 복잡한 제어 없이도 용이하게 시험체가 갖고 있는 문제점을 정확하게 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 금속 측정부(100) 및 금속 분석부(200)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 금속 측정부(100)는 금속 재질로 이루어지는 시험체(10)에, 상기 금속 분석부(200)로부터 입력받은 멀티 주파수, 즉, 다수의 주파수에 해당하는 전류를 인가하여 상기 시험체(10)로부터 반사되는 임피던스를 측정하는 전극(110)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 시험체(10)로 다수의 주파수에 해당하는 전류를 동시에 인가하는 것이 아니라, 다수 번 각각의 주파수에 해당하는 전류를 인가하는 것이 바람직하며, 즉, 다양한 특정 주파수를 각각 입력받아 해당하는 전류를 각각 인가하여 반사되는 임피던스를 측정하는 것이 바람직하다.
상기 금속 분석부(200)는 상기 금속 측정부(100)에서 측정한 상기 시험체(10)의 임피던스를 이용하여 상기 시험체(10)의 물성정보를 분석하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 임피던스를 분석하여 단층을 촬영함으로써 경화도값(HRC)과 경화 깊이(경화 패턴)값을 분석할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템은 상기 금속 분석부(200)를 통해서 상기 금속 측정부(100)에서 상기 시험체(10)로 인가할 멀티 주파수를 선정하며, 각각의 주파수에 해당하는 자기장을 상기 시험체(10)에 인가함으로써 각각의 주파수마다 상기 시험체(10)로의 자기장 침투 깊이가 다름을 이용하여 상기 시험체(10)로부터 반사되는 자기장 신호를 이용하여 임피던스 단층 촬영을 할 수 있어 이를 분석하여 상기 시험체(10)의 경화도값과 경화 깊이값을 판단할 수 있다.
이를 통해서, 상기 시험체(10)의 불량 여부를 매우 높은 정확도로 판단할 수 있다.
이를 위해, 상기 금속 분석부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 양식에 따라, 상기 시험체(10)의 기본정보를 입력받는 주파수 선정부(210)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 주파수 선정부(210)는 상기 시험체(10)의 기본정보를 입력받아 상기 금속 측정부(100)에서 상기 시험체(10)로 인가하는 하나 이상의 주파수를 선정하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 금속 측정부(100)는 상기 주파수 선정부(210)에서 선정한 멀티 주파수(하나 이상의 주파수)를 이용하여 상기 시험체(10)로 인가하는 것이 바람직하다.
상세하게는, 상기 주파수 선정부(210)에서는, 상기 멀티 주파수(하나 이상의 주파수)를 선정하기 위하여, 사전에 시험체(10)에 자기 센서를 비접촉 방식으로 접근시킨 후 다양한 주파수에 대한 임피던스 값을 측정하되, 임피던스 값이 최대로 발생하는 하나 이상의 주파수를 선정하게 된다. 이 때, 선정한 하나 이상의 주파수를 측정한 상기 시험체(10)의 기본정보와 매칭시켜, 저장함으로써, 추후에, 상기 주파수 선정부(210)로 상기 시험체(10)의 기본정보가 입력될 경우, 이에 매칭되는 하나 이상의 주파수를 선정하게 된다.
여기서, 상기 주파수 선정부(210)는 상기 시험체(10)에 주파수를 10Hz에서 최대 주파수까지 변화시키며 상기 시험체(10)로 인가하면서, 임피던스를 측정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속 분석부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 비교 분석부(220)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 비교 분석부(220)는 미리 저장되어 있는 기준 임피던스 정보들을 이용하여, 상기 금속 측정부(100)에서 측정한 상기 임피던스를 비교하여, 상기 시험체(10)의 물성정보를 분석할 수 있다.
상세하게는, 상기 비교 분석부(220)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이미 경화도값과 경화 깊이값을 알고 있는 기준 시험체에 대해서, 멀티 주파수를 인가하고 반사되는 임피던스를 측정하여 기준 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 것이 바람직하다.
이 때, 기준 시험체로는 정상품 뿐 아니라, 다양하게 존재할 수 있는 비정상품들(불량품들, 예를 들자면, 크랙 발생, 형상 상이, 열처리 상태 상이, 임피던스 상이 등등)에 대해서도 기준 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 것이 바람직하다.
이를 통해서, 상기 금속 측정부(100)에서 측정한 상기 시험체(10)의 임피던스를 상기 기준 데이터베이스 정보들과 비교하여, 상기 시험체(10)가 해당하는 그룹을 판단할 수 있다.
특히, 단순히 그룹을 판단하여 정상인지 불량인지 만을 판단하는 것이 아니라, 상술한 바와 같이, 다수의 주파수, 즉 멀티 주파수를 통해서 단층 촬영 결과값을 통해서, 경화 깊이값까지 판단할 수 있어, 불량 발생시 좀 더 신속하게 이에 대한 대응을 준비할 수 있는 장점이 있다.
상세하게는, 상기 비교 분석부(220)는 도 2에 도시된 바와 같이, 정상품과 비정상품에 대한 각각의 주파수에 따른 상이한 임피던스 값을 측정하여 저장 및 관리하여, 추후에 상기 시험체(10)가 해당하는 그룹을 판단할 수 있다.
이를 위해, 상기 비교 분석부(220)는 상술한 바와 같이, 기준 시험체(정상품과 비정상품 모두)를 통해, 기준 임피던스 정보를 생성함에 있어서, 각각의 기준 시험체에 선정되어 있는 각각의 주파수를 인가하면서, 임피던스값을 측정하여, 이를 기준 임피던스로 생성하는 것이 바람직하다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 금속 측정부(100)에 자기센서 수단(120)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 자기센서 수단(120)은 상기 시험체(10)에 흐르는 자기장을 측정하는 구성으로서, 좀 더 정확하게는 상기 시험체(10)에 흐르는 자기장의 크기를 측정할 수 있다.
상기 금속 측정부(100)는 상기 자기센서 수단(120)에서 측정한 자기장의 세기에 대응하는 전류 신호를 출력할 수 있어, 상기 금속 측정부(100)를 통해서 실제로 인가한 주파수의 전류와 상기 시험체(10)로 인가된 전류를 비교하여, 상기 금속 측정부(100)에서 측정한 상기 임피던스에 대한 오차를 보정할 수 있다.
이를 통해서, 상기 금속 분석부(200)에서의 측정값의 정확도를 좀 더 향상시킬 수 있다.
물론, 상기 금속 측정부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 자기센서 수단(120)과 연결되어 상기 자기센서 수단(120)에 의해 측정된 상기 자기장의 세기로부터 노이즈를 제거하는 필터수단(130)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 필터수단(130)은 노이즈 제거를 위해 저역 통과 필터(LPF, Low Pass Filter) 또는 고역 통과 필터(HPF, High Pass Filter)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속 측정부(100)는 상기 필터수단(130)으로부터 출력되는 상기 자기장의 세기를 증폭시켜 상기 금속 분석부(200)로 전달하는 증폭수단(140)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 금속 분석부(200)는 상기 금속 측정부(100)로부터 전송받은 보정된 상기 임피던스를 이용하여, 미리 저장되어 있는 기준 임피던스 정보들과 비교 분석하여, 상기 시험체(10)가 해당하는 그룹을 판단할 수 있으며, 단층 촬영 결과값을 통해서, 경화 깊이값까지 판단할 수 있어, 불량 발생시 좀 더 신속하게 이에 대한 대응을 준비할 수 있는 장점이 있다.
상세하게는, 상기 금속 분석부(200)는 상기 금속 측정부(100)로부터 전송받은 보정된 상기 임피던스를 이용하여, 임피던스 값이 미리 저장되어 있는 기준 임피던스 정보들과 비교하여, 차이가 발생하는 주파수를 선정, 이 때, 주파수는 최소 8개에서, 16개, 32개, 64개 등을 선정하게 된다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 시스템은 도 1이 도시된 바와 같이, 출력부(300)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 출력부(300)는 모니터링 수단을 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 금속 분석부(200)에서 분석한 상기 시험체(10)의 물성정보, 다시 말하자면, 결과값들을 보여주는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 기본정보 입력단계(S100), 최적 주파수 선정단계(S200), 임피던스 측정단계(S300) 및 물성정보 분석단계(S400)로 이루어지는 것이 바람직하다.
각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 기본정보 입력단계(S100)는 상기 금속 분석부(200)에서 미리 설정된 양식에 의해 금속 재질로 이루어진 시험체(10)에 대한 기본정보를 입력받게 된다.
상기 최적 주파수 선정단계(S200)는 상기 금속 분석부(200)에서, 상기 기본정보 입력단계(S100)에 의해 입력된 상기 기본정보를 이용하여 상기 시험체(10)에 인가하기 위한 하나 이상의 주파수를 선정하게 된다.
상세하게는, 상기 기본정보 입력단계(S100)는 상기 금속 분석부(200)의 주파수 선정부(210)에서, 상기 시험체(10)에 대한 기본정보를 입력받은 후, 상기 시험체(10)로 인가하는 하나 이상의 주파수를 선정하게 된다.
이를 위해, 상기 주파수 선정부(210)에서는, 상기 멀티 주파수(하나 이상의 주파수)를 선정하기 위하여, 사전에 시험체(10)에 자기 센서를 비접촉 방식으로 접근시킨 후 다양한 주파수에 대한 임피던스 값을 측정하되, 임피던스 값이 최대로 발생하는 하나 이상의 주파수를 선정하게 된다. 이 때, 선정한 하나 이상의 주파수를 측정한 상기 시험체(10)의 기본정보와 매칭시켜, 저장함으로써, 추후에, 상기 주파수 선정부(210)로 상기 시험체(10)의 기본정보가 입력될 경우, 이에 매칭되는 하나 이상의 주파수를 선정하게 된다.
여기서, 상기 주파수 선정부(210)는 상기 시험체(10)에 주파수를 10Hz에서 최대 주파수까지 변화시키며 상기 시험체(10)로 인가하면서, 임피던스를 측정하는 것이 바람직하다.
상기 임피던스 측정단계(S300)는 상기 금속 측정부(100)에서, 상기 시험체(10)로 상기 최적 주파수 선정단계(S200)에 의해 선정한 멀티 주파수의 전류를 인가하여 임피던스를 측정하게 된다.
상세하게는, 상기 금속 측정부(100)의 전극(110)을 통해서, 입력받은 멀티 주파수, 즉, 다수의 주파수에 해당하는 전류를 인가하여 상기 시험체(10)로부터 반사되는 임피던스를 측정하게 된다. 이 때, 상기 시험체(10)로 다수의 주파수에 해당하는 전류를 동시에 인가하는 것이 아니라, 다수 번 각각의 주파수에 해당하는 전류를 인가하는 것이 바람직하며, 해당하는 전류를 각각 인가하여 반사되는 임피던스를 측정하는 것이 바람직하다.
상기 물성정보 분석단계(S400)는 상기 금속 분석부(200)에서, 상기 임피던스 측정단계(S300)에서 측정한 상기 임피던스를 이용하여 상기 시험체(10)의 물성정보를 분석하게 된다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 물성 측정 방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 기준 데이터베이스 생성단계(S500)를 더 수행하는 것이 바람직하다.
상기 기준 데이터베이스 생성단계(S500)는 상기 금속 측정부(100)에서 물성정보를 알고 있는 기준 시험체에 대한 임피던스를 측정하여, 상기 금속 분석부(200)에서 기준 임피던스 정보를 생성하여, 기준 데이터베이스 정보를 생성하게 된다.
이를 통해서, 상기 물성정보 분석단계(S400)는 상기 기준 데이터베이스 생성단계(S500)에 의해 생성한 상기 기준 임피던스 정보를 이용하여, 상기 임피던스 측정단계(S300)에서 측정한 상기 임피던스를 비교하여 상기 시험체(10)의 물성정보를 분석하게 된다.
상세하게는, 상기 기준 데이터베이스 생성단계(S500)는 상기 금속 측정부(100)에서 이미 경화도값과 경화 깊이값을 알고 있는 기준 시험체에 대해서, 멀티 주파수를 인가하고 반사되는 임피던스를 측정하여 기준 데이터베이스화하여 상기 기준 임피던스 정보를 생성하는 것이 바람직하다.
이 때, 기준 시험체로는 정상품 뿐 아니라, 다양하게 존재할 수 있는 비정상품들(불량품들, 예를 들자면, 크랙 발생, 형상 상이, 열처리 상태 상이, 임피던스 상이 등등)에 대해서도 기준 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 물성정보 분석단계(S400)는 상기 기준 데이터베이스 생성단계(S500)에 의해 생성한 상기 기준 임피던스 정보를 이용하여, 상기 임피던스 측정단계(S300)에서 측정한 상기 임피던스의 시험체(10)가 해당하는 그룹을 판단할 수 있다.
특히, 단순히 그룹을 판단하여 정상인지 불량인지 만을 판단하는 것이 아니라, 상술한 바와 같이, 다수의 주파수, 즉 멀티 주파수를 통해서 단층 촬영 결과값을 통해서, 경화 깊이값까지 판단할 수 있어, 불량 발생시 좀 더 신속하게 이에 대한 대응을 준비할 수 있는 장점이 있다.
상세하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 정상품과 비정상품에 대한 각각의 주파수에 따른 상이한 임피던스 값을 측정하여 저장 및 관리하여, 추후에 상기 시험체(10)가 해당하는 그룹을 판단할 수 있다.
이를 위해, 상기 비교 분석부(220)는 상술한 바와 같이, 기준 시험체(정상품과 비정상품 모두)를 통해, 기준 임피던스 정보를 생성함에 있어서, 각각의 기준 시험체에 선정되어 있는 각각의 주파수를 인가하면서, 임피던스값을 측정하여, 이를 기준 임피던스로 생성하는 것이 바람직하다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 다른 금속 물성 측정 방법은, 측정값의 정확도를 좀 더 향상시키기 위하여, 상기 시험체(10)에 흐르는 자기장의 크기를 측정하여 실제로 인가한 주파수의 전류와 비교하여, 상기 금속 측정부(100)에서 측정한 상기 임피던스에 대한 오차를 보정할 수 있다.
또한, 상기 필터수단(130)을 통해서 측정된 상기 자기장의 세기로부터 노이즈를 제거하고, 상기 증폭수단(140)을 통해서 상기 자기장의 세기를 증폭시킨 후, 상기 금속 분석부(200)에서 상기 물성정보 분석단계(S400)를 수행하도록 하는 것이 바람직하다.
물론, 외부 관리자의 요청에 따라, 상기 물성정보 분석단계(S400)에서 분석한 결과값을 출력하는 모니터링 단계(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 시험체
100 : 금속 측정부
110 : 전극 120 : 자기센서 수단
130 : 필터수단 140 : 증폭수단
200 : 금속 분석부
210 : 주파수 선정부 220 : 비교 분석부
100 : 금속 측정부
110 : 전극 120 : 자기센서 수단
130 : 필터수단 140 : 증폭수단
200 : 금속 분석부
210 : 주파수 선정부 220 : 비교 분석부
Claims (8)
- 금속 재질로 이루어지는 시험체(10)에, 입력받은 멀티 주파수의 전류를 인가하여 임피던스를 측정하는 전극(110)을 포함하는 금속 측정부(100); 및
상기 금속 측정부(100)에서 측정한 상기 임피던스를 이용하여 상기 시험체(10)의 물성정보를 분석하는 금속 분석부(200);
를 포함하여 구성되며,
상기 금속 분석부(200)는
기설정된 양식에 따라, 상기 시험체(10)의 기본정보를 입력받아, 상기 금속 측정부(100)에서 인가하는 하나 이상의 주파수를 선정하는 주파수 선정부(210);를 더 포함하여 구성되며,
상기 주파수 선정부(210)에서 선정한 하나 이상의 주파수인 멀티 주파수를 상기 금속 측정부(100)로 입력하고, 상기 전극(110)은 입력된 상기 멀티 주파수에 해당하는 전류를 하나씩 상기 시험체(10)로 인가하여, 각 주파수 별로 반사되는 임피던스를 측정하고, 측정한 임피던스 분석을 통해 상기 시험체(10)의 단층 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 금속 물성 측정 시스템.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 금속 분석부(200)는
기저장되어 있는 기준 임피던스 정보들을 이용하여, 상기 금속 측정부(100)에서 측정한 상기 임피던스를 비교하여, 상기 시험체(10)의 물성정보를 분석하는 비교 분석부(220);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 물성 측정 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 금속 측정부(100)는
상기 시험체(10)에 흐르는 자기장을 측정하는 자기센서 수단(120);
을 더 포함하여 구성되며,
상기 금속 분석부(200)는
상기 자기센서 수단(120)에서 측정한 상기 자기장 정보를 이용하여 상기 임피던스에 대한 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 금속 물성 측정 시스템.
- 제 4항에 있어서,
상기 금속 측정부(100)는
상기 자기센서 수단(120)과 연결되어, 상기 자기센서 수단(120)에 의해 측정된 상기 자기장의 세기로부터 노이즈를 제거하는 필터수단(130); 및
상기 필터수단(130)로부터 출력되는 자기장의 세기를 증폭시켜 상기 금속 분석부(200)로 전달하는 증폭수단(140);
을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 물성 측정 시스템.
- 제 5항에 있어서,
상기 금속 물성 측정 시스템은
모니터링 수단을 포함하여 구성되어, 상기 금속 분석부(200)에서 분석한 상기 시험체(10)의 물성정보를 보여주는 출력부(300);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 물성 측정 시스템.
- 금속 분석부에서, 기설정된 양식에 의해 금속 재질로 이루어진 시험체에 대한 기본정보를 입력받는 기본정보 입력단계(S100);
금속 분석부에서, 상기 기본정보 입력단계(S100)에 의해 입력된 상기 기본정보를 이용하여 상기 시험체에 인가하기 위한 하나 이상의 주파수를 선정하는 최적 주파수 선정단계(S200);
금속 측정부에서, 상기 시험체로 상기 최적 주파수 선정단계(S200)에 의해 선정한 멀티 주파수에 해당하는 전류를 하나씩 인가하여, 각 주파수 별로 반사되는 임피던스를 측정하는 임피던스 측정단계(S300); 및
금속 분석부에서, 상기 임피던스 측정단계(S300)에서 측정한 상기 임피던스를 이용하여 상기 시험체의 단층 분석을 수행하여 물성정보를 분석하는 물성정보 분석단계(S400);
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 물성 측정 방법.
- 제 7항에 있어서,
상기 금속 물성 측정 방법은
금속 측정부에서, 물성정보를 알고 있는 기준 시험체에 대한 임피던스를 측정하여, 금속 분석부에서, 기준 임피던스 정보를 생성하는 기준 데이터베이스 생성단계(S500);
를 더 포함하여 구성되며,
상기 물성정보 분석단계(S400)는
상기 기준 데이터베이스 생성단계(S500)에 의해 생성한 상기 기준 임피던스 정보를 이용하여, 상기 임피던스 측정단계(S300)에서 측정한 상기 임피던스를 비교하여 상기 시험체의 물성정보를 분석하는 것을 특징으로 하는 금속 물성 측정 방법.
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