KR20160072540A - Ultrasonic testing device for detecting defect of steel plate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치 관한 것이다. 더욱 상세하게는 수주(水柱)를 형성하는 복수 개의 단위 노즐을 이용하여 강판의 내부 결함을 검출하기 위한 초음파 탐상 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an ultrasonic inspection apparatus for detecting a steel plate defect. And more particularly, to an ultrasonic inspection apparatus for detecting internal defects of a steel sheet by using a plurality of unit nozzles forming a water column.
제철소 후판 공장에서는 생산 완료된 강판의 내부 결함을 검출하기 위하여 생산 제품의 출하 전 정정라인에서 초음파 탐상을 실시하고 있다. 초음파 탐상은 강판에 초음파를 송신하여 강판으로부터 반사된 초음파를 수신 및 분석함으로써 강판 내에 크랙, 개재물, 편석 등의 결함이 존재하는지 여부를 진단하는 방법이다. In steel mills, steel plates are subjected to ultrasonic inspection at the pre-shipment correction line of the products to detect internal defects in the finished steel sheet. Ultrasonic flaw detection is a method of diagnosing whether or not defects such as cracks, inclusions and segregation exist in a steel sheet by transmitting ultrasonic waves to the steel strip and receiving and analyzing the ultrasonic waves reflected from the steel strip.
초음파 탐상은 초음파 탐촉자(probe)와 강판 표면 사이의 접촉 유무에 따라 접촉식 탐상방식과 비접촉식 탐상방식으로 나눌 수 있다.Ultrasonic flaw detection can be classified into contact flaw detection and non-contact flaw detection depending on whether there is contact between the ultrasonic probe and the surface of the steel sheet.
접촉식 탐상방식의 경우 강판의 표면 상태 및 형상에 따른 노이즈 발생에 의해 오검출이 빈번하게 발생하고 있으며, 초음파 탐촉자와 강판 사이의 마찰에 의해 탐촉자의 탐상면에 마모가 발생하여 탐상 성능 저하 및 탐촉자의 수명 단축의 문제가 발생하고 있다.In the case of the contact type test method, erroneous detection is frequently caused by noise due to the surface state and shape of the steel sheet, and wear on the test surface of the probe due to friction between the ultrasonic probe and the steel sheet occurs, There is a problem of shortening the life of the battery.
이와 같은 접촉식 탐상방식의 문제점을 해결하기 위하여 비접촉식 탐상방식을 통한 탐상 방법이 다각도로 고려되고 있다. 비접촉식 탐상방식의 경우 초음파 탐촉자(probe)에서 발진된 초음파 에너지를 강판에 전달하기 위하여 반드시 접촉 매질이 필요하며, 대표적인 매질로서 초음파 전송 효율이 우수한 물을 들 수 있다.In order to solve the problems of the contact-type flaw detection method, a non-contact flaw detection method is considered as a multi-angle detection method. In case of the non-contact type test method, a contact medium is required to transmit the ultrasonic energy generated from the ultrasonic probe to the steel plate. As a representative medium, water having excellent ultrasonic transmission efficiency can be mentioned.
도 1은 비접촉식 초음파 탐상방식을 이용한 강판 결함 검출 방법 중 수침식 초음파 탐상방식을 나타내고 있다.FIG. 1 shows a water erosion type ultrasonic inspection method among steel plate defect detection methods using a non-contact type ultrasonic inspection method.
도 1에 도시된 바와 같이 물이 채워진 수조(2)에 강판(3)을 침적하고, 침적식 초음파 탐촉자(4)를 이용하여 강판(3)의 상부에서 초음파 탐상을 실시하는 것이다. 이에 따르면 강판(3)의 전체가 물에 침적되어 있기 때문에 초음파 탐촉자(4)가 이동하더라도 항상 일관된 초음파 송수신 효율을 유지할 수 있는 장점이 있다.The
그러나 수침식 초음파 탐상방식을 제철소의 후판 공정에 적용하는 경우 롤(5)을 통해 이송되는 강판(3)을 침적시키기 위한 대형 수조(2)와, 강판(3)을 수조(1) 내에서 상하 이동시키기 위한 상하 이동 장치(6)가 필요하며, 이를 위해서는 제철소 정정 라인의 설비를 구조적으로 변경하기 위한 대규모 공사가 필요한 문제가 있다. However, when the water-immersion ultrasonic inspection method is applied to the steel plate process of a steel mill, a
도 2는 비접촉식 초음파 탐상방식을 이용한 강판 결함 검출 방법 중 워터젯 방식을 나타내고 있다.FIG. 2 shows a water jet method among steel plate defect detection methods using a non-contact type ultrasonic inspection method.
워터젯 방식은 강판에 물을 분사하여 수직 하방의 수로를 확보한 후 수로를 통하여 초음파를 송수신하는 방식이다. 이와 같은 워터젯 방식은 강판 전체를 수조에 침적시킬 필요가 없으므로 수침식 초음파 탐상방식에 비해 설비의 구현이 용이한 장점이 있다.In the water jet method, water is sprayed on a steel plate to secure a downwardly downward channel, and ultrasound is transmitted and received through a water channel. Such a water jet method does not require the entire steel plate to be immersed in a water tank, which is advantageous in that the facility can be easily implemented as compared with the water erosion type ultrasonic inspection method.
도 2에 따르면, 강판(3)의 길이 방향을 따라 초음파 탐촉자(4)의 전후방에 물저장 롤(7)을 설치하고, 노즐(8)과 물공급배관(9)을 통해 물을 공급하여 일정량의 물을 저장한 후 강판(3)의 상부에서 초음파 탐상을 실시한다. 이 경우 강판이 이송되더라도 물 저장롤(6)의 회전을 통해 초음파 탐상이 가능한 이점이 있다.2, a water storage roll 7 is provided in front of and behind the
그러나 이러한 방식의 경우에도 강판(3)의 선단부와 후단부 진입시에는 물을 저장할 수 없으므로 해당 부위에 대한 탐상이 불가능하며, 강판의 폭이 변하는 경우 저장된 물이 강판의 양쪽 에지 부분을 통해 낙하하는 현상이 발생하는 문제가 있다.However, even in such a case, it is impossible to store water at the front end and the rear end of the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수주(水柱)를 형성하는 복수 개의 단위 노즐을 이용하여 강판의 내부 결함을 검출하기 위한 초음파 탐상 장치를 제공하는데에 있다.An object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection apparatus for detecting internal defects of a steel sheet by using a plurality of unit nozzles forming a water column.
상기 과제는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 이송 중인 강판의 하측에 설치되어 상기 강판을 향해 매질 기둥이 형성되게 매질을 분사하고, 상기 매질 기둥을 통해 상기 강판의 결함을 검출하도록 초음파를 송수신하는 복수 개의 단위 노즐을 구비하는 노즐 어레이; 상기 노즐 어레이의 외곽에 설치되어 상기 매질 기둥 형성 후 낙하되는 매질을 받는 매질받이; 및 낙하된 상기 매질을 회수하여 상기 단위 노즐로 순환시키는 매질 순환 유닛을 포함하는 초음파 탐상 장치에 의하여 달성된다. According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a steel sheet, comprising the steps of: spraying a medium on a lower side of a steel sheet being conveyed to form a medium column toward the steel sheet; A nozzle array having a plurality of unit nozzles; A medium receiver installed on an outer periphery of the nozzle array to receive a medium to be dropped after forming the medium column; And a medium circulation unit that recovers the dropped medium and circulates the medium to the unit nozzle.
상기 단위 노즐 각각은, 상기 매질을 분사하는 분사 노즐; 및 상기 분사 노즐의 내부에 설치되어 상기 매질 기둥을 통해 초음파를 송수신하는 초음파 탐촉자를 포함할 수 있다.Wherein each of the unit nozzles includes: a spray nozzle for spraying the medium; And an ultrasonic probe installed inside the injection nozzle and transmitting and receiving ultrasonic waves through the medium column.
그리고, 상기 분사 노즐은 대칭형으로 마련될 수 있다. The injection nozzles may be symmetrical.
또한, 상기 단위 노즐은 강판의 폭 방향을 따라 적어도 2개의 열로 배치되되, 지그재그로 설치될 수 있다.In addition, the unit nozzles may be arranged in at least two rows along the width direction of the steel plate, but may be zigzag.
이때, 하나의 열을 구성하는 상기 초음파 탐촉자 사이의 이격 간격(d)을 커버하도록 다른 하나의 열에 상기 초음파 탐촉자가 설치될 수 있다.At this time, the ultrasonic probe may be installed in another column so as to cover the separation distance d between the ultrasonic probes constituting one column.
그리고, 상기 초음파 탐촉자의 길이(T)는 상기 이격 간격(d) 보다 큰 것을 특징으로 한다.The length (T) of the ultrasonic probe is larger than the separation distance (d).
또한, 상기 분사 노즐은 원통형의 형상인 것을 특징으로 한다.Further, the injection nozzle has a cylindrical shape.
한편, 상기 매질 순환 유닛은, 상기 매질받이에 연결되며, 상기 매질받이 내의 매질이 회수되는 회수배관; 상기 회수배관의 매질을 상기 분사 노즐에 공급하기 위한 공급배관; 및 상기 회수배관과 상기 공급배관 사이에 설치되어 상기 분사 노즐에 분사압을 공급하는 분사압 공급 유닛을 포함할 수 있다.Meanwhile, the medium circulation unit includes a recovery pipe connected to the medium receiver and through which the medium in the medium receiver is recovered; A supply pipe for supplying the medium of the recovery pipe to the injection nozzle; And an injection pressure supply unit installed between the recovery pipe and the supply pipe to supply the injection pressure to the injection nozzle.
여기서, 상기 분사압 공급 유닛은, 상기 매질의 분사시 상기 매질 기둥이 상기 분사 노즐의 분사구와 상기 강판의 하면 사이의 거리(D)보다 높은 높이를 갖도록 분사압을 공급할 수 있다.The injection pressure supply unit may supply the injection pressure such that the medium column has a height higher than a distance (D) between the injection port of the injection nozzle and the lower surface of the steel sheet when the medium is injected.
그리고, 상기 분사 노즐의 내측 폭은 상기 매질 기둥의 높이와 동일한 것을 특징으로 한다. The inner width of the injection nozzle is the same as the height of the medium column.
또한, 상기 회수배관에는 상기 매질받이에서 배출된 매질을 필터링하기 위한 필터가 더 설치될 수 있다. The recovery pipe may further include a filter for filtering the medium discharged from the medium receiver.
또한, 상기 노즐 어레이는 상기 강판의 폭 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 한다. Further, the nozzle array has a length equal to or longer than the width of the steel plate.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치는, 강판 하부에 매질 기둥을 형성하도록 최적화된 복수 개의 단위 노즐을 구비하는 노즐 어레이를 이용하여 안정적 초음파 탐상을 가능하게 한다.According to a preferred embodiment of the present invention having the above-described structure, the ultrasonic inspection apparatus for detecting a steel plate defect includes a nozzle array having a plurality of unit nozzles optimized to form a medium column under the steel plate, .
또한, 상기 노즐 어레이는 복수 개의 단위 노즐을 지그재그 형상으로 형성되게 2열로 배열함으로써, 강판의 폭 방향으로 미측정 영역없이 강판의 전폭(全幅)을 동시에 초음파 탐상하면서도 노즐 어레이의 크기 및 단위 노즐의 배치를 최적화할 수 있다. In addition, the nozzle array has a plurality of unit nozzles arranged in two rows so as to form a zigzag shape so that the entire width of the steel sheet is simultaneously ultrasonically inspected without a measurement area in the width direction of the steel sheet, Can be optimized.
또한 매질 기둥에서 낙하한 매질을 재사용할 수 있도록 매질 순환 유닛을 구비함으로써, 매질이 지면으로 낙하되는 것을 방지하고 초음파 탐상을 위한 매질을 지속적으로 공급할 필요가 없는 이점이 있다.Further, by providing the medium circulation unit so that the medium dropped in the medium column can be reused, there is an advantage that the medium is prevented from falling down to the ground and the medium for the ultrasonic inspection is not continuously supplied.
도 1은 종래 기술에 따른 수침식 초음파 탐상방식을 나타내는 도면이고,
도 2는 종래 기술에 따른 워터젯 방식을 이용한 초음파 탐상방식을 나타내는 도면이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치의 개념을 나타내는 도면이고,
도 6은 도 5에 도시된 분사 노즐을 통한 매질 기둥 형성 방법을 나타내는 도면이고,
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치의 대칭형 분사 노즐의 횡단면 형상을 나타내는 도면이고,
도 8은 비대칭 분사 노즐의 횡단면 형상을 나타내는 도면이고,
도 9는 비대칭 직선형 분사 노즐에 의하여 형성되는 수주를 나타내는 개략도 및 실시예를 나타내는 도면이고,
도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치에 2열로 배열된 단위 노즐의 실시예를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a water erosion type ultrasonic inspection method according to the related art,
2 is a view showing an ultrasonic inspection method using a water jet method according to the related art,
3 and 4 are views showing an ultrasonic inspection apparatus for steel plate defect detection according to a preferred embodiment of the present invention,
5 is a view showing a concept of an ultrasonic inspection apparatus for detecting a steel plate defect according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a view showing a method of forming a medium column through the injection nozzle shown in FIG. 5,
FIG. 7 is a view showing a cross-sectional shape of a symmetrical injection nozzle of an ultrasonic flaw detection apparatus for steel plate defect detection according to a preferred embodiment of the present invention,
8 is a view showing the cross-sectional shape of the asymmetric injection nozzle,
9 is a schematic view and an embodiment showing an order formed by the asymmetric linear injection nozzle,
10 and 11 are views showing an embodiment of a unit nozzle arranged in two rows in an ultrasonic inspection apparatus for steel plate defect detection according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 3 내지 도 11을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치(1)는 복수 개의 단위 노즐(100)을 구비하는 노즐 어레이(A), 매질받이(200) 및 매질 순환 유닛(300)을 포함할 수 있다. 여기서, 단위 노즐(100)은 분사 노즐(110)과 분사 노즐(110)의 내부에 설치되는 초음파 탐촉자(120)를 포함할 수 있다.3 to 11, an
노즐 어레이(A)는 이송 중인 강판(3)의 하측에 설치되어 강판(3)을 향해 매질 기둥이 형성되게 매질을 분사하고, 매질 기둥(10)을 통해 초음파를 송수신하여 강판(3)의 결함을 검출할 수 있다. 여기서, 매질로는 물이 이용될 수 있으며, 그에 따라 매질 기둥인 수주(水柱)가 형성될 수 있다.The nozzle array A is provided below the
또한, 노즐 어레이(A)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 강판(3)의 폭(W) 이상의 길이(L)를 갖는 것이 바람직하다. 좀 더 상세하게는 노즐 어레이(A)에 일측에 설치되는 초음파 탐촉자(120)와 타측에 설치되는 초음파 탐촉자(120) 사이의 길이(L)는 강판(3)의 폭(W) 이상으로 마련되어야 한다.It is preferable that the nozzle array A has a length L equal to or larger than the width W of the
따라서, 강판(3)의 폭 방향으로 미측정 영역없이 강판(3)의 전폭(全幅)을 동시에 초음파 탐상할 수 있다.
Therefore, the entire width of the
도 3 내지 도 5를 참조하여 살펴보면, 노즐 어레이(A)는 각각 초음파를 송수신하면서도 매질을 분사하는 복수 개의 단위 노즐(100)을 구비하며, 복수 개의 단위 노즐(100) 각각은 분사 노즐(110)과 분사 노즐(110)의 내부에 설치되는 초음파 탐촉자(120)를 포함할 수 있다.3 to 5, the nozzle array A includes a plurality of
분사 노즐(110)은 강판(3)을 향해 매질(예를 들면 물)을 분사하여 매질 기둥(10, 예를 들면 수주(水柱))을 형성한다. 매질 기둥(10)은 분사 노즐(110)의 분사구로부터 수십 밀리미터(mm)의 높이를 갖도록 형성될 수 있으며, 이는 안정적인 초음파 송수신이 가능케 한다.The
도 6에 도시된 바와 같이 매질 기둥(10)의 높이(h)를 분사 노즐(110)의 분사구와 강판(3)의 하면 사이의 거리(D)보다 높게 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 매질 기둥(10)이 분사 노즐(110)의 분사구와 강판(3)의 하면 사이의 거리(D)보다 높은 높이(h)를 갖도록 매질 기둥(10)을 형성함으로써 매질 기둥(10)을 강판(3)에 밀착시킬 수 있으며, 이로써 안정적인 초음파 송수신을 위한 매질 기둥(10)의 형성이 가능하다.
It is preferable that the height h of the
한편, 강판(3) 하면을 향하여 수주를 형성시키는 분사 노즐(110)은 다양한 형태를 가질 수 있으나, 초음파 탐상이 가능할 정도로 안정적인 수주를 형성시킬 수 있는 분사 노즐(110)의 형상은 제한적이다. 즉, 초음파 탐상을 위하여 수직상방으로 수주를 형성시키는 분사 노즐(110)의 크기와 형상은 제한적이다. On the other hand, the
이하, 분사 노즐(110)의 내측 폭의 크기와 분사 노즐(110)의 형상에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the size of the inner width of the
강판(3) 하면에서 수주를 이용하여 비접촉식 초음파 탐상을 실시할 경우 강판(3)의 형상이나 진동 등의 영향을 저감하기 위해 수주의 높이, 즉 분사 노즐(110)의 선단과 강판(3) 간의 거리(D)는 수십 밀리미터(mm) 이상이 되어야 한다. In order to reduce the influence of the shape and vibration of the
그리고, 노즐의 분사구의 크기가 커지면 수주의 부피와 무게가 같이 커지므로 중력에 의해 수주를 형성하기 어렵기 때문에, 분사 노즐(110)의 크기가 커질수록 안정적인 수주의 높이는 작아진다. When the size of the injection port of the nozzle becomes larger, the volume and weight of the nozzle become larger, so that it is difficult to form an order by gravity. Therefore, the larger the size of the
상술된 바와 같이, 분사 노즐(110)과 강판(3) 간의 거리(D)가 수십 밀리미터(mm)의 높이를 갖도록 형성되어야 하는바, 분사 노즐(110)의 내측 폭은 분사 노즐(110)과 강판(3) 간의 거리(D)와 동일하거나 유사한 길이로 형성되게 함으로써 가장 안정적으로 수주를 형성하고 유지할 수 있다. 즉, 안정적으로 수주를 형성하고 유지할 수 범위는 0.95D < 분사 노즐(110)의 내측 폭 < 1.05D에 해당한다.
The distance D between the
또한, 안정적 수주 형성을 위해 분사 노즐(110)의 형상은, 도 7에 도시된 바와 같이, 원형 또는 정사각형과 같이 대칭적인 구조가 되어야 한다. In addition, the shape of the
도 8에 도시된 바와 같이, 비대칭 분사 노즐의 경우 수주 내부에 균일한 분사압 형성이 어렵고 장축 방향으로 압력이 보다 많이 작용하기 때문에, 도 9에 도시된 바와 같이, 안정적인 수주 형성이 어려운 문제점이 있다. As shown in FIG. 8, in the case of the asymmetric injection nozzle, it is difficult to uniformly form injection pressure within a few weeks and the pressure acts more in the long axis direction, so that it is difficult to form a stable order as shown in FIG. 9 .
따라서, 분사 노즐(110)로는 안정적인 초음파 탐상을 위하여 일정한 크기의 대칭형 구조가 적용되어야 한다. Therefore, a symmetrical structure having a predetermined size should be applied to the
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 수주를 형성하는 분사 노즐(110)은 내측 폭(2R, ℓ)의 크기가 상호 동일하면서도 수십 미리미터(mm) 정도인 대칭형 형상이 되어야 한다.
That is, as shown in FIG. 7, the
초음파 탐촉자(120)는 분사 노즐(110)의 내부에 설치되며, 매질 기둥(10)을 통해 강판(3)의 결함 검출을 위한 초음파를 송수신한다. The
초음파 탐촉자(120)는 분사 노즐(110) 내부의 지지 구조에 의해 지지되며, 매질에 의해 침적되는 침적식 탐촉자의 형태를 갖는다. The
초음파 탐촉자(120)는 강판(3)으로부터 수신된 초음파 신호를 처리 및 연산하여 강판(3)의 결함 유무를 분석하는 데이터 처리부(미도시)와 유선 또는 무선 연결 방식을 통해 연결된다. 무선 연결 방식이 적용된 경우 초음파 탐촉자(120)는 초음파 신호를 데이터 처리부로 무선 전송하기 위한 무선통신모듈이 내장된 형태로 마련될 수 있다.
The
매질받이(200)는 노즐 어레이(A)의 외곽에 설치되며, 매질 기둥(10)을 형성한 후 자중에 의하여 매질 기둥(10)으로부터 낙하한 매질을 받도록 구성된다. 여기서, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 매질받이(200)는 분사 노즐(110)을 한정하는 실린더 또는 박스의 형태로 형성이 가능하다. The
매질받이(200)는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(110)의 외곽을 한정하는 사각형의 박스 형태로 예시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 낙하되는 매질을 수용하는 다양한 형태로 변형 실시가 가능함은 물론이다.
As shown in FIGS. 3 and 5, the
매질 순환 유닛(300)은 단위 노즐(100)로 분사되어 매질받이(200)로 낙하된 매질을 회수하여 다시 단위 노즐(100)로 순환시킨다. The
매질 순환 유닛(300)은, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 회수배관(310), 공급배관(320), 분사압 공급 유닛(330) 및 필터(340)를 포함할 수 있다.The
회수배관(310)은 매질받이(200)에 연결되며, 매질받이(200) 내의 매질을 회수하도록 구성된다. 매질 기둥(10)에서 낙하하여 매질받이(200)로 떨어진 매질은 회수배관(310)으로 공급된다. The
회수배관(310)에는 매질받이(200)에서 배출된 매질을 필터링하기 위한 필터(340)가 설치될 수 있으며, 이를 통해 불순물이 제거된 매질을 분사 노즐(110)로 재공급할 수 있다.The
공급배관(320)은 회수배관(310)의 매질을 분사 노즐(110)에 공급하기 위한 것으로서, 분사 노즐(110)과 회수배관(310)에 각각 연통된다.The
공급배관(320)과 회수배관(310)의 사이에는 분사 노즐(110)에 분사압을 공급 위한 분사압 공급 유닛(330)이 설치될 수 있다. 분사압 공급 유닛(330)의 압력 공급에 따라 분사 노즐(110)이 일정 압력으로 매질을 분사함으로써 매질 기둥(10)이 형성되게 된다. Between the
분사압 공급 유닛(330)으로서 순환 펌프가 사용될 수 있으며, 순환 펌프의 제어를 통해 분사 노즐(110)의 분사압을 제어할 수 있다.
A circulation pump can be used as the injection
도 10 내지 도 11을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치(1)에 설치되는 복수 개의 단위 노즐(100)은 강판(3)의 폭 방향을 따라 적어도 2열로 배치되되 지그재그 형상으로 설치될 수 있다.10 to 11, a plurality of
단위 노즐(100) 각각은 상호 소정의 간격으로 이격되어 설치되며, 그에 따라, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(110) 내부에 설치되는 초음파 탐촉자(120) 사이에는 소정의 이격 간격(d)이 존재하게 된다.As shown in FIGS. 10 and 11, the unit nozzles 100 are spaced apart from each other by a predetermined distance, so that the
따라서, 강판(3)의 폭 방향을 따라 이격 간격(d)으로 설치되는 초음파 탐촉자(120) 사이에는 강판(3) 결함을 탐상할 수 없는 영역이 발생하게 되는바, 상기 초음파 탐상장치(1)는 복수 개의 단위 노즐(100)을 지그재그 형상으로 설치되게 2열로 배열하여 강판(3)의 폭 방향으로 미측정 영역없이 강판의 전폭(全幅)을 동시에 초음파 탐상할 수 있다. Therefore, the
이때, 초음파 탐촉자(200)의 길이(T, 강판(3)의 폭 방향의 길이)는 이격 간격(d)을 커버할 수 있는 길이이어야 한다. 그에 따라, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 강판의 전폭(全幅)을 동시에 초음파 탐상될 수 있도록 단위 노즐(100)은 상기 초음파 탐상 장치(1)에 배치되어야 한다.At this time, the length (T, length in the width direction of the steel strip 3) of the
따라서, 상기 초음파 탐상 장치(1)에 설치되는 복수 개의 단위 노즐(100)은 강판(3)의 폭 방향을 따라 적어도 2열로 배치되되, 하나의 열을 구성하는 초음파 탐촉자(120) 사이의 이격 간격(d)를 커버할 수 있도록 다른 하나의 열을 구성하는 초음파 탐촉자(200)가 상호 엇갈리게 설치될 수 있다.Accordingly, the plurality of
여기서, 하나의 열을 구성하는 초음파 탐촉자(120) 사이의 소정의 이격 간격(d)보다 다른 하나의 열을 구성하는 초음파 탐촉자(200)의 길이(T)는 큰 것이 바람직하다.
Here, it is preferable that the length T of the
한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(110)은 원통형으로 형성될 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 11, the
따라서, 원통형의 분사 노즐(110)을 구비하는 단위 노즐(100)을 지그재그 형상으로 2열 배열함으로써, 노즐 어레이(A)의 크기 및 단위 노즐(100)의 배치는 최적화될 수 있다.
Therefore, the size of the nozzle array A and the arrangement of the unit nozzles 100 can be optimized by arranging the unit nozzles 100 having the
종합해보면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치(1)는 강판 하부에 매질 기둥을 형성하도록 최적화된 복수 개의 단위 노즐(100)을 구비하는 노즐 어레이(A)를 이용하여 강판의 폭 방향으로 미측정 영역없이 강판의 전폭을 동시에 초음파 탐상할 수 있다.In summary, the
또한, 상기 초음파 탐상 장치(1)는 대칭형의 분사 노즐(110)의 형상과 크기를 최적화하여 초음파 탐상을 위한 안정적인 매질 기둥(10)을 형성할 수 있다.
In addition, the ultrasonic
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.As used in this embodiment, the term " portion " refers to a hardware component such as software or an FPGA (field-programmable gate array) or ASIC, and 'part' performs certain roles. However, 'part' is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors. Thus, by way of example, 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components. In addition, the components and components may be implemented to play back one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
1 : 강판 결함 검출을 위한 초음파 탐상 장치
3 : 강판 10 : 매질 기둥
100 : 단위 노즐 110 : 분사 노즐
120 : 초음파 탐촉자 200 : 매질받이
300 : 매질 순환 유닛 310 : 회수배관
320 : 공급배관 330 : 분사압 공급 유닛
340 : 필터
A : 노즐 어레이1: Ultrasonic flaw detector for steel plate defect detection
3: steel plate 10: medium column
100: unit nozzle 110: jet nozzle
120: Ultrasonic probe 200:
300: medium circulation unit 310: recovery pipe
320: supply pipe 330: injection pressure supply unit
340: filter
A: Nozzle array
Claims (12)
상기 노즐 어레이의 외곽에 설치되어 상기 매질 기둥 형성 후 낙하되는 매질을 받는 매질받이; 및
낙하된 상기 매질을 회수하여 상기 단위 노즐로 순환시키는 매질 순환 유닛을 포함하는 초음파 탐상 장치. A plurality of unit nozzles disposed under the conveyed steel sheet for spraying a medium to form a medium column toward the steel sheet and transmitting and receiving ultrasonic waves to detect defects of the steel sheet through the medium column;
A medium receiver installed on an outer periphery of the nozzle array to receive a medium to be dropped after forming the medium column; And
And a medium circulation unit which recovers the dropped medium and circulates the medium to the unit nozzle.
상기 단위 노즐 각각은,
상기 매질을 분사하는 분사 노즐; 및
상기 분사 노즐의 내부에 설치되어 상기 매질 기둥을 통해 초음파를 송수신하는 초음파 탐촉자를 포함하는 초음파 탐상 장치.The method according to claim 1,
Wherein each of the unit nozzles includes:
A spray nozzle for spraying the medium; And
And an ultrasonic probe installed in the injection nozzle to transmit and receive ultrasonic waves through the medium column.
상기 분사 노즐은 대칭형으로 마련되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the jetting nozzles are symmetrically arranged.
상기 단위 노즐은 강판의 폭 방향을 따라 적어도 2개의 열로 배치되되, 지그재그로 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the unit nozzles are disposed in at least two rows along the width direction of the steel plate, and are provided in a zigzag manner.
하나의 열을 구성하는 상기 초음파 탐촉자 사이의 이격 간격(d)을 커버하도록 다른 하나의 열에 상기 초음파 탐촉자가 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치.5. The method of claim 4,
Characterized in that the ultrasonic probe is installed in another column so as to cover a spacing d between the ultrasonic probes constituting one column.
상기 초음파 탐촉자의 길이(T)는 상기 이격 간격(d) 보다 큰 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치.6. The method of claim 5,
And the length (T) of the ultrasonic probe is larger than the separation distance (d).
상기 분사 노즐은 원통형의 형상인 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the injection nozzle has a cylindrical shape.
상기 매질 순환 유닛은,
상기 매질받이에 연결되며, 상기 매질받이 내의 매질이 회수되는 회수배관;
상기 회수배관의 매질을 상기 분사 노즐에 공급하기 위한 공급배관; 및
상기 회수배관과 상기 공급배관 사이에 설치되어 상기 분사 노즐에 분사압을 공급하는 분사압 공급 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the medium circulation unit comprises:
A recovery pipe connected to the medium receiver for recovering the medium in the medium receiver;
A supply pipe for supplying the medium of the recovery pipe to the injection nozzle; And
And an injection pressure supply unit installed between the recovery pipe and the supply pipe to supply the injection pressure to the injection nozzle.
상기 분사압 공급 유닛은,
상기 매질의 분사시 상기 매질 기둥이 상기 분사 노즐의 분사구와 상기 강판의 하면 사이의 거리(D)보다 높은 높이를 갖도록 분사압을 공급하는 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the injection pressure supply unit comprises:
Wherein the jetting pressure is supplied such that the medium column has a height higher than a distance (D) between an injection port of the jetting nozzle and a bottom surface of the steel sheet when the medium is jetted.
상기 분사 노즐의 내측 폭은 상기 매질 기둥의 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치.10. The method of claim 9,
Wherein an inner width of the jet nozzle is equal to a height of the medium column.
상기 회수배관에는 상기 매질받이에서 배출된 매질을 필터링하기 위한 필터가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치. 9. The method of claim 8,
Wherein a filter for filtering the medium discharged from the medium receiver is further installed in the recovery pipe.
상기 노즐 어레이는 상기 강판의 폭 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치.The method according to claim 1,
Wherein the nozzle array has a length longer than a width of the steel plate.
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