KR102633842B1 - 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치 및 이를 이용한 비파괴검사 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드론을 이용하여 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사를 안전하게 실시하기 위하여, 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 비파괴검사 장치에 있어서, 상기 블레이드에 대한 위상배열초음파탐상검사를 수행하기 위해 드론에 설치되며, 위상배열초음파탐상검사의 수행을 제어하며 상기 드론에 설치되는 본체; 위상배열초음파탐상검사가 수행되는 검사부; 및 상기 본체와 상기 검사부를 연결하며 상기 검사부를 상기 블레이드에 접근시키기 위한 검사부이송부재;를 포함하고, 상기 검사부이송부재는 상기 검사부를 상기 블레이드의 검사체표면에 수직으로 접근시키기 위해 복수 개의 부재를 포함하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치와 이를 이용한 위상배열초음파탐상검사 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 드론을 이용한 위상배열초음파탐상검사 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치 및 이를 이용한 비파괴검사 방법에 관한 것이다.
최근 지구 온난화 이슈에 따라 지속가능한 에너지의 획득을 위하여 풍력발전 설비의 설치가 증가하고 있다.
풍력발전 설비는 효과적인 발전을 위하여 대형의 블레이드가 장착되는 경우가 대부분이며, 설치 위치도 인가가 드문 산지나, 해상에 설치되게 된다.
이에 따라, 풍력발전기의 블레이드는 장기간 사용과, 벼락과 같은 천재지변에 의해 손상이 발생할 수 있으며, 블레이드의 손상은 큰 안전사고를 유발할 수 있어 주기적인 점검이 필요하다.
그러나, 풍력발전기 및 블레이드의 크기가 매우 커, 블레이드를 점검하기 위한 작업자가 접근하기 쉽지 않으며, 작업자가 고소사다리 또는 크레인 등을 이용하여 직접 해당 블레이드에 접근하여도, 고소 작업에 따른 안전사고 발생의 위험이 있으며, 많은 작업시간 및 비용이 발생한다.
또한, 원거리에서 망원경 등을 통한 블레이드의 검사는 표면 검사만 수행 가능하며, 검사의 정확성이 떨어진다.
이에 따라, 최근 다양한 산업에서 활용되는 드론(Drone, 원격 조정 또는 자율 운행이 가능한 무인 항공기를 의미)을 이용하여 풍력발전기의 블레이드를 검사하는 방법이 개시되고 있으나, 현재까지는 드론의 카메라를 이용하여 외관만 검사하는 수준에 머무르고 있다.
이에 따라, 드론을 이용하여 풍력발전기에 설치된 블레이드의 비파괴검사에 있어서 안전하고 정확한 검사를 위한 방법이 필요한 실정이다.
본 발명은 풍력발전기에 설치된 블레이드의 안전하고 정확한 검사가 가능하도록, 드론을 이용한 위상배열초음파탐상검사 장치 및 이를 이용한 비파괴검사 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 비파괴검사 장치에 있어서, 상기 블레이드에 대한 위상배열초음파탐상검사를 수행하기 위해 드론에 설치되며, 위상배열초음파탐상검사의 수행을 제어하며 상기 드론에 설치되는 본체; 위상배열초음파탐상검사가 수행되는 검사부; 및 상기 본체와 상기 검사부를 연결하며 상기 검사부를 상기 블레이드에 접근시키기 위한 검사부이송부재;를 포함하고, 상기 검사부이송부재는 상기 검사부를 상기 블레이드의 검사체표면에 수직으로 접근시키기 위해 복수 개의 부재를 포함하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치를 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 방법에 있어서, 상기 위상배열초음파탐상검사 장치는, 상기 블레이드에 대한 위상배열초음파탐상검사를 수행하기 위해 드론에 설치되되, 위상배열초음파탐상검사의 수행을 제어하는 본체 위상배열초음파탐상검사가 수행되는 검사부, 및 상기 본체와 상기 검사부를 연결하며 상기 검사부를 상기 블레이드에 접근시키기 위한 검사부이송부재를 포함하고, 상기 검사부이송부재는 검사부제1이송부재 및 검사부제2이송부재를 포함하며, 상기 검사부제1이송부재의 길이가 조절되어 상기 검사부를 상기 블레이드의 검사체표면에 수직으로 접근키는 것과 상기 검사부제2이송부재의 길이가 조절되어 상기 검사부의 높이를 조절하는 것; 및 상기 검사부에 설치된 흡착부로 상기 블레이드에 상기 검사부를 고정하는 것;을 포함하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 드론을 이용하여 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사를 안전하게 실시할 수 있다.
또한 발명의 일 실시예에 따르면, 드론을 이용하여 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사를 정확한 위치에 실시할 수 있다.
또한 발명의 일 실시예에 따르면, 드론을 이용하여 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사를 블레이드의 손상을 최소화하여 실시할 수 있다.
또한 발명의 일 실시예에 따르면, 드론을 이용하여 풍력발전기에 설치된 블레이드 표면에 대한 육안검사를 지상에서도 안정적으로 정확하게 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 시스템을 나타낸 모식도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치를 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치의 연결부를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치를 나타낸 것이며, 도 7은 도 6에서 촬영부재가 케이싱에 설치된 것을 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 각 실시예에 따른 검사이송부재와 연결부를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 검사부와 연결부를 나타낸 것이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열초음파탐상검사 방법을 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 검사부에서 마킹수단을 나타낸 것이다.
도 16 내지 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열초음파탐상검사부를 나타낸 것이며, 이중 도 18은 검사체표면에 대한 육안검사를 수행하기 위한 카메라가 설치된 것을 나타낸 것이다.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 접촉매질도포/회수부재를 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치를 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치의 연결부를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치를 나타낸 것이며, 도 7은 도 6에서 촬영부재가 케이싱에 설치된 것을 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 각 실시예에 따른 검사이송부재와 연결부를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 검사부와 연결부를 나타낸 것이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열초음파탐상검사 방법을 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 검사부에서 마킹수단을 나타낸 것이다.
도 16 내지 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열초음파탐상검사부를 나타낸 것이며, 이중 도 18은 검사체표면에 대한 육안검사를 수행하기 위한 카메라가 설치된 것을 나타낸 것이다.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 접촉매질도포/회수부재를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
이하 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 시스템을 나타낸 모식도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명은 풍력발전설비(1)에 설치된 블레이드(2)의 비파괴검사 장치에 관한 것으로, 드론(11)을 이용하여 블레이드(2)에 접근한 후 위상배열초음파탐상검사를 수행하기 위한 장치를 제공한다.
본 발명의 위상배열초음파탐상검사 장치(10)는 드론(11), 본체(15), 검사부(100) 및 검사부이송부재(270)를 포함한다.
즉, 위상배열초음파탐상검사 장치(10)는, 위상배열초음파탐상검사의 수행을 제어하며 드론(11)에 설치되는 본체(15), 위상배열초음파탐상검사가 수행되는 검사부(100) 및 본체(15)와 검사부(100)를 연결하며 검사부(100)를 블레이드(2)에 접근시키기 위한 검사부이송부재(270)를 포함한다.
본체(15)는 검사부(100)와 탐촉자케이블(19)에 의해 전기적으로 연결되어 검사부(100)를 제어할 수 있다.
이때, 검사부이송부재(270)는 검사부(100)를 블레이드(2)의 검사체표면(4)에 수직으로 접근시키기 위해 복수 개의 부재를 포함한다.
예를 들어, 검사부이송부재(270)는, 블레이드(2)와 검사부(100)의 수직거리를 조절하여 블레이드(2)에 검사부(100)를 안착시키기 위한 검사부제1이송부재(271), 검사부(100)의 높이를 조절하기 위한 검사부제2이송부재(272), 검사부제1이송부재(271)와 반대방향으로 연장되어 검사부(100)가 블레이드(2)에 수직으로 접근하도록 균형을 유지하기 위한 검사부제3이송부재(273)를 포함한다.
예를 들어, 검사부제3이송부재(273)는 말단에 소정 중량을 갖는 균형수단(274)이 설치될 수 있다.
예를 들어, 검사부이송부재(270)는 실린더 형상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 검사부제1이송부재(271)의 말단부에 완충부재(275)가 설치되어, 검사부(100)가 블레이드(2)에 안착 시 충격을 흡수할 수 있고, 탐촉자가 곡면 형상 인 블레이드(2)의 검사체표면(4)에 밀착되도록 할 수 있다. 일 예로, 완충부재(275)는 공지의 스프링, 공압구동수단 등이 적용될 수 있다.
이러한 구조가 적용됨에 따라 본 발명은, 검사부제1이송부재(271)의 길이가 조절되어 검사부(100)를 블레이드(2)의 검사체표면(4)에 수직으로 접근키는 것과 검사부제2이송부재(272)의 길이가 조절되어 검사부(100)의 높이를 조절하는 것, 및 검사부(100)에 설치된 흡착부(105)로 블레이드(2)에 검사부(100)를 고정하는 것을 포함하는, 드론(11)을 이용한 풍력발전설비(1)에 설치된 블레이드(2)의 위상배열초음파탐상검사 방법을 제공할 수 있다.
한편, 위상배열초음파탐상검사 장치(10)는 지상에 착륙 시 검사부(100)의 손상을 방지하기 위한 착륙수단(13)을 더 포함할 수 있다.
한편, 위상배열초음파탐상검사 장치(10)는 풍력발전설비(1)에 드론고정부(12), 예를 들어, 와이어로 연결되어 지상으로 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치의 연결부를 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 검사부(100)는 검사부이송부재(270)와 체결되기 위한 연결부(280)를 포함할 수 있다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이 블레이드(2)에 검사부(100)가 안착 및 고정된 후 검사부이송부재(270)가 이격될 때 연결부(280)와 검사부제1이송부재(271)는 검사부연결와이어(277)로 연결되는 구조가 적용될 수 있다.
예를 들어, 검사부연결와이어(277)는 후술하는 도킹구(282) 또는 검사부제1이송부재 말단(276) 중 적어도 어느 한 위치에서 권취된 구조를 가질 수 있다. 또는, 검사부연결와이어(277)는 본체(15)에 권취되고 검사부이송부재(270)를 따라 연장되고 도킹구(282)에 고정되는 구조를 가질 수도 있다.
연결부(280)는, 연결부 본체(271) 및 검사부제1이송부재 말단(276)이 삽입되는 도킹구(282)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도킹구(282)와 검사부제1이송부재 말단(276)은 서로 대응되는 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 도킹구는 내측에 검사부제1이송부재 말단 가이드부(283)가 마련되어 검사부제1이송부재(271)의 회전을 방지할 수 있다.
일 예로, 검사부제1이송부재 말단 가이드부(283)는 도킹구(282) 내측으로 돌출된 형상을 가질 수 있고, 검사부제1이송부재 말단(276)은 이에 대응되는 오목한 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 풍력발전설비(1)의 블레이드(2)에 대한 위상배열초음파탐상검사를 수행하기 위해 150m 이상의 상공에서 비행 시에도 검사부(100)가 검사부이송부재(270)로부터 회전하는 것이 방지되어 바람에 의한 토션발생 및 변위발생을 방지하여 검사부(100)를 안정적으로 블레이드(2)에 안착시킬 수 있다.
일 예로, 도 5(b), 도 5(c)에 도시된 바와 같이 도킹구(282b, 282c)는 다각형 구조를 가질 수 있고, 검사부제1이송부재 말단(276)은 이와 대응되는 구조를 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치를 나타낸 것이며, 도 7은 도 6에서 촬영부재가 케이싱에 설치된 것을 나타낸 것이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 드론(11)에는, 본체(15)에서 수행된 위상배열초음파탐상검사 결과가 디스플레이되는 모니터(18), 모니터(18)를 촬영하는 촬영부재(16), 및 촬영부재(16)에 의해 촬영된 영상을 실시간으로 지상의 작업자에게 송신하기 위한 통신부재(17)가 더 설치될 수 있다. 이에 따라, 작업자는 지상에서 실시간으로 위상배열초음파탐상 검사상황 및 결과를 확인할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 각 실시예에 따른 검사이송부재와 연결부를 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 연결부(280)에는 연결부완충부재(284)가 마련되어 검사부(100)가 블레이드(2)에 안착 시 충격을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 연결부완충부재(284)는 공지의 스프링, 공압구동수단 등이 적용될 수 있다. 이에 따라, 검사부(100)가 블레이드(2)에 안정적으로 안착되며 블레이드(2)의 손상을 방지할 수 있다.
이때, 도 8에 도시된 바와 같이 검사부제1이송부재(271)의 말단부에 완충부재(275)가 설치될 수도 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 검사부제1이송부재(271)의 말단부에 완충부재(275)가 설치되지 않는 구조가 적용될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 검사부와 연결부를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 검사부(100)와 연결부(280)는 연결봉(290)으로 연결될 수 있고, 예를 들어, 연결봉(290)은 대략 직사각형 형상인 검사부(100)의 네 모서리부에 설치될 수 있다. 일 예로, 연결봉(290)은 검사부(100)에서 흡착부(105) 상부에 설치될 수 있다.
검사부(100)는, 검사부(100)가 블레이드(2)에 안정적으로 부착되도록 하기 위한 흡착부(105), 블레이드(2)의 검사체표면(4)에서 위상배열초음파탐상검사를 수행하기 위한 위상배열초음파탐상검사부(200), 위상배열초음파탐상검사부(200)에 의한 검사 수행 중 이동방향을 가이드하기 위한 제1프레임(101), 제1프레임(101)의 이동방향을 가이드하기 위한 제2프레임(102), 및 한 쌍의 제2프레임(102)을 연결하며 제1프레임(101)과 평행하게 배치되는 연결프레임(103)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1프레임(101)은 위상배열초음파탐상검사를 수행하는 방향으로 설치되고, 제2프레임(102)은 제1프레임(101)에 수직이 되도록 설치될 수 있다.
예를 들어, 연결프레임(103)은 한 쌍의 제2프레임(102)을 연결하여 제2프레임(102)과 함께 검사부(100)의 테두리를 정의할 수 있다.
예를 들어, 흡착부(105)는 음압생성부(285)에 의해 진공으로 구동될 수 있다. 일 예로, 음압생성부(285)는 연결부본체(281)에 설치될 수 있다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열초음파탐상검사 방법을 나타낸 것으로, 도 10에서 연결부 및 연결봉의 도시를 생략하여 나타낸 것이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 위상배열초음파탐상검사부(200)가 제1프레임(101)을 따라 이동하면서 제1영역에 대한 위상배열초음파탐상검사를 수행할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 제1영역에 대한 위상배열초음파탐상검사 수행이 완료되면, 제1프레임(101)이 이송부(104)에 의해 제2프레임(102)을 따라 이동하여, 위상배열초음파탐상검사부(200)가 제2영역에 배치될 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 위상배열초음파탐상검사부(200)가 제1프레임(101)을 따라 이동하면서 제1영역에 인접한 제2영역에 대한 위상배열초음파탐상검사를 수행할 수 있고, 제2영역에 대한 위상배열초음파탐상검사가 완료되면 제1프레임(101)이 이송부(104)에 의해 제2프레임(102)을 따라 이동할 수 있고, 도 11 및 도 12를 들어 설명한 위상배열초음파탐상검사 방법이 연속될 수 있다.
즉, 본 발명의 위상배열초음파탐상검사 방법에 의할 때, 위상배열초음파탐상검사부(200)가 제1프레임(101)을 따라 이동하는 방향은 제1영역과 제2영역에서 반대 방향, 즉, 양방향으로 이동하면서 위상배열초음파탐상검사를 수행할 수 있어 종전 일 방향으로만 가능했던 위상배열초음파탐상검사 방법에 비해 시간을 현저하게 단축시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 검사부에서 마킹수단을 나타낸 것이다.
도 15를 참조하면, 검사부(100a)는, 마킹수단을 포함하여 지시된 검사부를 정확하게 확인 및 이동하면서 검사를 수행할 수 있다. 즉, 본 발명이 적용되는 검사체인 풍력발전설비용 블레이드(2)는 길이와 폭은 넓으나 검사부(100a)의 폭은 제한되어 있으므로, 상기 마킹수단을 활용하여 검사의 기준점을 설정하고 그 기준점을 시작으로 연속된 면적에 대한 검사를 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 마킹수단은 상기 블레이드의 검사체표면에 마킹액을 분사 및 검출하기 위한 것으로서, 블레이드(2)의 검사체표면(4)에 마킹액을 분사하기 위한 마킹노즐(262), 마킹액을 검출하기 위한 마킹센서(263), 및 마킹노즐(262)을 통해 분사되는 마킹액이 저장되는 마킹액저장부(260)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 마킹노즐(262)은 흡착부(105)에서 소정 거리 이격되어 배치될 수 있고, 마킹센서(263)는 마킹노즐(262)과 흡착부(105) 사이에 배치될 수 있다.
예를 들어, 미리 설정된 검사체의 검사영역으로 드론이 도달한 후, 모니터링 결과 검사시작점에 검사부(100a)를 안착시킨 후 마킹노즐(262)에서 마킹액을 분사하여 마킹을 실시하고, 검사가 완료되면 마킹센서(263)가 상기 마킹을 센싱하여 그곳부터 후속검사가 진행될 수 있다.
도 16 내지 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열초음파탐상검사부를 나타낸 것이며, 이중 도 18은 검사체표면에 대한 육안검사를 수행하기 위한 카메라가 설치된 것을 나타낸 것으로, 도 16은 평면도를, 도 17은 측면도를, 도 18은 정면도를 나타낸 것이다.
전술한 바와 같이, 위상배열초음파탐상검사부(200)는 도 16과 도 17에서 도시한 제1프레임(101)을 따라 양방향으로 이동하며 위상배열초음파탐상검사의 수행이 가능한 구조가 적용된다.
구체적으로 도 16 내지 도 18을 참조하면, 위상배열초음파탐상검사부(200)는, 제1프레임(101)을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공하는 이송수단(201), 이송수단(201) 상부에 배치되고 검사체표면(4)에 분사되기 위한 접촉매질이 저장되는 접촉매질분사수단(210), 이송수단(201) 상부에 배치되고 회수되는 접촉매질이 저장되는 접촉매질회수수단(220), 이송수단(201) 하부에 배치되며 탐촉자가 내부에 설치되는 탐촉자홀더(230), 위상배열초음파탐상검사부(200)의 이동방향을 기준으로 전방에 배치되며 접촉매질분사수단(210)과 연결되어 접촉매질을 분사하는 접촉매질분사노즐(211) 및 탐촉자홀더(230)와 접촉매질분사노즐(211) 사이에 배치되어 접촉매질을 도포하거나 회수하는 접촉매질도포/회수부재(240)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 접촉매질분사수단(210)은 분사하기 위한 접촉매질을 저장하기 위한 탱크와 분사펌프를 포함할 수 있다.
예를 들어, 접촉매질회수수단(220)은 회수된 접촉매질을 저장하기 위한 탱크와 진공펌프를 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 위상배열초음파탐상검사부(200)는, 이송수단(201) 하부에 장착되어 검사체 표면(4)을 촬영하는 카메라(251), 제1프레임(101) 상부에 배치되는 카메라본체(250) 및 카메라본체(250)와 카메라(251)를 전기적으로 연결하는 카메라연결와이어(252)를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 검사체표면(4)에 대한 육안검사를 병행하여 지상의 검사자에게 검사체표면(4) 상태를 실시간으로 송신할 수 있다.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 접촉매질도포/회수부재를 나타낸 것이다.
도 20 내지 도 22를 참조하면, 접촉매질도포/회수부재(240)는 도포/회수부재(242), 도포/회수부재(242)가 장착된 도포/회수부재홀더(241), 및 접촉매질이 이동하기 위한 접촉매질튜브(243)를 포함한다.
도포/회수부재(242)는 위상배열초음파탐상검사부(200)의 이동방향에 따라 도포 기능과 회수 기능을 선택적으로 수행한다.
예를 들어, 도포/회수부재(242)는 도포 기능을 수행하기 위한 브러쉬를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 브러쉬는 실리콘 또는 고무소재로 제작된 중공의 사각형 형태를 포함하여, 검사체표면(4)을 손상시키지 않고 접촉매질을 균일하게 도포할 수 있다.
예를 들어, 도포/회수부재(242)는 회수 기능을 수행하기 위한 진공흡수수단이 포함될 수 있다. 일 예로, 상기 진공흡수수단은 상기 중공에 연결된 접촉매질튜브(243)를 포함할 수 있고, 접촉매질튜브(243)는 접촉매질회수수단(220)에 연결될 수 있다.
예를 들어, 도포/회수부재(242)는 도포/회수부재홀더(241)에서 용이하게 체결 및 해제되어 교체될 수 있다.
도 16 내지 도 20을 참조하면, 위상배열초음파탐상검사부(200)가 전방을 따라 이동하면서 위상배열초음파탐상검사가 수행되는 경우, 전방에 배치된 접촉매질분사노즐(211)에서 접촉매질이 분사되는 것, 전방에 배치된 접촉매질도포/회수부재(240)에 의해 접촉매질이 검사체표면(4)에 도포되는 것, 탐촉자홀더(230)에 배치된 탐촉자에 의해 위상배열초음파탐상검사가 수행되는 것, 및 후방에 배치된 접촉매질도포/회수부재(240)에 의해 접촉매질을 회수하는 것을 포함할 수 있고, 이때 후방에 배치된 접촉매질분사노즐(211)은 off 상태에서 구동될 수 있다.
이때, 전방에 배치된 접촉매질도포/회수부재(240)는 접촉매질을 검사체표면(4)에 균일하게 도포하기 위해 도 21에 도시된 바와 같이 검사체표면(4)과 소정 거리가 유지될 수 있고, 후방에 배치된 접촉매질도포/회수부재(240)는 도 22에 도시된 바와 같이 소정 각도로 틸팅되고 검사체표면(4)에 밀착되어 접촉매질을 효과적으로 흡수할 수 있도록 구동될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.
1: 풍력발전설비
2: 블레이드
3: 지지대
4: 검사체표면
5: 도포된 접촉매질
10: 위상배열초음파탐상검사 장치
11: 드론
12: 드론고정부
13: 착륙수단
14: 케이싱
15: 본체
16: 촬영부재
17: 통신부재
18: 모니터
19: 탐촉자케이블
100, 100a: 검사부
101: 제1프레임
102: 제2프레임
103: 연결프레임
104: 이송부
105: 흡착부
200: 위상배열초음파탐상검사부
201: 이송수단
210: 접촉매질분사수단
211: 접촉매질분사노즐
220: 접촉매질회수수단
230: 탐촉자홀더
240: 접촉매질도포/회수부재
241: 도포/회수부재홀더
242: 도포/회수부재
243: 접촉매질튜브
250: 카메라본체
251: 카메라
252: 카메라연결와이어
260: 마킹액저장부
261: 마킹액이송관
262: 마킹노즐
263: 마킹센서
270: 검사부이송부재
271: 검사부제1이송부재
272: 검사부제2이송부재
273: 검사부제3이송부재
274: 균형수단
275: 완충부재
276: 검사부제1이송부재 말단
277: 검사부연결와이어
280, 280a, 280b, 280c, 280d: 연결부
281: 연결부본체
282, 282a, 282b, 282c: 도킹구
283: 검사부제1이송부재 말단 가이드부
284: 연결부완충부재
285: 음압생성부
290: 연결봉
2: 블레이드
3: 지지대
4: 검사체표면
5: 도포된 접촉매질
10: 위상배열초음파탐상검사 장치
11: 드론
12: 드론고정부
13: 착륙수단
14: 케이싱
15: 본체
16: 촬영부재
17: 통신부재
18: 모니터
19: 탐촉자케이블
100, 100a: 검사부
101: 제1프레임
102: 제2프레임
103: 연결프레임
104: 이송부
105: 흡착부
200: 위상배열초음파탐상검사부
201: 이송수단
210: 접촉매질분사수단
211: 접촉매질분사노즐
220: 접촉매질회수수단
230: 탐촉자홀더
240: 접촉매질도포/회수부재
241: 도포/회수부재홀더
242: 도포/회수부재
243: 접촉매질튜브
250: 카메라본체
251: 카메라
252: 카메라연결와이어
260: 마킹액저장부
261: 마킹액이송관
262: 마킹노즐
263: 마킹센서
270: 검사부이송부재
271: 검사부제1이송부재
272: 검사부제2이송부재
273: 검사부제3이송부재
274: 균형수단
275: 완충부재
276: 검사부제1이송부재 말단
277: 검사부연결와이어
280, 280a, 280b, 280c, 280d: 연결부
281: 연결부본체
282, 282a, 282b, 282c: 도킹구
283: 검사부제1이송부재 말단 가이드부
284: 연결부완충부재
285: 음압생성부
290: 연결봉
Claims (16)
- 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 비파괴검사 장치에 있어서,
드론;
위상배열초음파탐상검사의 수행을 제어하며 상기 드론에 설치되는 본체;
위상배열초음파탐상검사가 수행되는 검사부; 및
상기 본체와 상기 검사부를 연결하며 상기 검사부를 상기 블레이드에 접근시키기 위한 검사부이송부재;
를 포함하고,
상기 검사부이송부재는 상기 검사부를 상기 블레이드의 검사체표면에 수직으로 접근시키기 위해 복수 개의 부재를 포함하고,
상기 검사부이송부재는, 상기 블레이드와 상기 검사부의 수직거리를 조절하여 상기 블레이드에 상기 검사부를 안착시키기 위한 검사부제1이송부재 및 상기 검사부의 높이를 조절하기 위한 검사부제2이송부재를 포함하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 검사부제1이송부재의 말단부에 완충부재가 설치되어, 상기 검사부가 상기 블레이드에 안착 시 충격을 흡수하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 검사부는, 상기 검사부이송부재와 체결되기 위한 연결부를 포함하고,
상기 블레이드에 상기 검사부가 안착 및 고정된 후 상기 검사부이송부재가 이격될 때 상기 연결부와 상기 검사부제1이송부재는 검사부연결와이어로 연결되는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 연결부는, 연결부 본체 및 상기 검사부제1이송부재 말단이 삽입되는 도킹구를 포함하고,
상기 도킹구와 상기 검사부제1이송부재 말단은 서로 대응되는 형태를 갖는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 도킹구는 내측에 검사부제1이송부재 말단 가이드부가 마련되어 상기 검사부제1이송부재의 회전을 방지하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 드론에는,
상기 본체에서 수행된 위상배열초음파탐상검사 결과가 디스플레이되는 모니터;
상기 모니터를 촬영하는 촬영부재; 및
상기 촬영부재에 의해 촬영된 영상을 실시간으로 지상의 작업자에게 송신하기 위한 통신부재;
를 포함하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 연결부에는 연결부완충부재가 마련되어 상기 검사부가 상기 블레이드에 안착 시 충격을 흡수하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 검사부는,
상기 검사부가 상기 블레이드에 안정적으로 부착되도록 하기 위한 흡착부;
상기 블레이드의 검사체표면에서 위상배열초음파탐상검사를 수행하기 위한 위상배열초음파탐상검사부;
상기 위상배열초음파탐상검사부에 의한 검사 수행 중 이동방향을 가이드하기 위한 제1프레임; 및
상기 제1프레임의 이동방향을 가이드하기 위한 제2프레임;
을 포함하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 검사부는, 상기 블레이드의 검사체표면에 마킹액을 분사 및 검출하기 위한 마킹수단을 포함하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치.
- 청구항 9에 있어서,
상기 위상배열초음파탐상검사부는,
상기 제1프레임을 따라 이동하기 위한 구동력을 제공하는 이송수단;
상기 이송수단 상부에 배치되는, 검사체표면에 분사되기 위한 접촉매질이 저장되는 접촉매질분사수단과 회수되는 상기 접촉매질이 저장되는 접촉매질회수수단;
상기 이송수단 하부에 배치되며 탐촉자가 내부에 설치되는 탐촉자홀더;
상기 위상배열초음파탐상검사부의 이동방향을 기준으로 전방에 배치되며 상기 접촉매질분사수단과 연결되어 상기 접촉매질을 분사하는 접촉매질분사노즐; 및
상기 탐촉자홀더와 상기 접촉매질분사노즐 사이에 배치되어 상기 접촉매질을 도포하거나 회수하는 접촉매질도포/회수부재;
를 포함하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치.
- 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치를 이용한 풍력발전설비에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 방법에 있어서,
상기 위상배열초음파탐상검사 장치는, 상기 블레이드에 대한 위상배열초음파탐상검사를 수행하기 위해 드론에 설치되되, 위상배열초음파탐상검사의 수행을 제어하는 본체, 위상배열초음파탐상검사가 수행되는 검사부, 및 상기 본체와 상기 검사부를 연결하며 상기 검사부를 상기 블레이드에 접근시키기 위한 검사부이송부재를 포함하고,
상기 검사부이송부재는 검사부제1이송부재 및 검사부제2이송부재를 포함하며,
상기 검사부제1이송부재의 길이가 조절되어 상기 검사부를 상기 블레이드의 검사체표면에 수직으로 접근시키는 것과 상기 검사부제2이송부재의 길이가 조절되어 상기 검사부의 높이를 조절하는 것; 및
상기 검사부에 설치된 흡착부로 상기 블레이드에 상기 검사부를 고정하는 것;
을 포함하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 방법.
- 청구항 12에 있어서,
상기 검사부는, 상기 블레이드의 검사체표면에서 위상배열초음파탐상검사를 수행하기 위한 위상배열초음파탐상검사부, 상기 위상배열초음파탐상검사부의 이동을 가이드하기 위한 제1프레임, 및 상기 제1프레임의 이동방향을 가이드하기 위한 제2프레임을 포함하고,
상기 위상배열초음파탐상검사부가 상기 제1프레임을 따라 이동하면서 제1영역에 대한 위상배열초음파탐상검사를 수행하는 것;
상기 제1프레임이 상기 제2프레임을 따라 이동하는 것; 및
상기 위상배열초음파탐상검사부가 상기 제1프레임을 따라 이동하면서 상기 제1영역에 인접한 제2영역에 대한 위상배열초음파탐상검사를 수행하는 것;
을 포함하되,
상기 위상배열초음파탐상검사부가 상기 제1프레임을 따라 이동하는 방향은 상기 제1영역과 상기 제2영역에서 반대 방향인, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 위상배열초음파탐상검사부는 양방향으로 이동하면서 위상배열초음파탐상검사를 수행하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 방법.
- 청구항 14에 있어서,
상기 위상배열초음파탐상검사부는, 검사체표면에 분사되기 위한 접촉매질이 저장되는 접촉매질분사수단과 회수되는 상기 접촉매질이 저장되는 접촉매질회수수단, 이송수단 하부에 배치되며 탐촉자가 내부에 설치되는 탐촉자홀더, 상기 위상배열초음파탐상검사부의 이동방향을 기준으로 한 쌍이 각 전방에 배치되며 상기 접촉매질분사수단과 연결되어 상기 접촉매질을 분사하는 접촉매질분사노즐, 및 상기 탐촉자홀더와 상기 접촉매질분사노즐 사이에 배치되어 상기 접촉매질을 도포하거나 회수하는 접촉매질도포/회수부재를 포함하고,
상기 위상배열초음파탐상검사부가 상기 전방을 따라 이동하면서 위상배열초음파탐상검사가 수행되는 경우,
상기 전방에 배치된 상기 접촉매질분사노즐에서 접촉매질이 분사되는 것;
상기 전방에 배치된 상기 접촉매질도포/회수부재에 의해 상기 접촉매질이 검사체표면에 도포되는 것;
상기 탐촉자홀더에 배치된 탐촉자에 의해 위상배열초음파탐상검사가 수행되는 것; 및
후방에 배치된 상기 접촉매질도포/회수부재에 의해 상기 접촉매질을 회수하는 것;
을 포함하는, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 방법.
- 청구항 14에 있어서,
상기 위상배열초음파탐상검사부는, 이송수단 하부에 장착되어 상기 검사체표면을 촬영하는 카메라를 더 포함하여 상기 검사체표면에 대한 육안검사의 병행이 가능한, 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230180302A KR102633842B1 (ko) | 2023-12-13 | 2023-12-13 | 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치 및 이를 이용한 비파괴검사 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230180302A KR102633842B1 (ko) | 2023-12-13 | 2023-12-13 | 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치 및 이를 이용한 비파괴검사 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102633842B1 true KR102633842B1 (ko) | 2024-02-07 |
Family
ID=89872948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020230180302A KR102633842B1 (ko) | 2023-12-13 | 2023-12-13 | 드론을 이용한 풍력발전기에 설치된 블레이드의 위상배열초음파탐상검사 장치 및 이를 이용한 비파괴검사 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102633842B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017166382A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | Ntn株式会社 | 無人移動体および無人移動体を用いた検査方法 |
| US20200057002A1 (en) * | 2017-05-12 | 2020-02-20 | Pro Drones Usa, Llc | Apparatus and method for non-destructive in situ testing of windmill blades using penetrating dye |
| KR102245359B1 (ko) * | 2019-11-13 | 2021-04-28 | 군산대학교산학협력단 | 풍력발전기의 블레이드를 따라 이동 가능한 구조를 포함하는 풍력발전기 점검용 드론 |
| JP7188832B1 (ja) * | 2022-08-19 | 2022-12-13 | 株式会社amuse oneself | 無人飛行体、および、風力発電設備の点検システム、並びに、風力発電設備の点検方法 |
-
2023
- 2023-12-13 KR KR1020230180302A patent/KR102633842B1/ko active IP Right Grant
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