KR20160113069A - A fatigue degree inspection apparatus and an inspection method thereof using an electromagnetic induction sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자기 유도 센서를 활용한 비파괴 피로 검사 장치 및 그 검사 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로 전자기 유도 센서를 활용함으로써 선박, 차량, 대형 구조물 등의 용접, 접합 부위 등의 재질에 따른 비파괴 검사 방법으로 피로도를 검사하는 장치 및 그 검사 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a non-destructive fatigue testing apparatus using an electromagnetic induction sensor, and more particularly, to a non-destructive fatigue testing apparatus using electromagnetic induction sensors, And a method of inspecting the apparatus.
선박구조물은 운항항로가 결정되어도 자연환경에 의해 발생하는 다양한 파랑하중에 의해 매우 복잡한 손상을 입기 때문에, 이러한 운항 중에 받는 하중에 구조물의 손상 정도를 정확히 예측하기는 매우 어렵다. 선박의 사고는 대형 인명 사고, 재물 손괴 등을 초래할 수 있기 때문에, 선박 구조물의 피로도를 정확히 예측하여 선박의 수명, 안전진단 시기 등을 판단하는 것은 매우 중요하다. It is very difficult to precisely predict the degree of structural damage to the load received during such operations, because ship structures are subject to very complicated damage due to various wave loads caused by the natural environment even if the navigation route is determined. It is very important to accurately predict the fatigue of the ship structure and determine the life span of the ship and the timing of the safety diagnosis, because accidents on the ship can lead to large-scale human accidents and property damage.
이와 같이 한 예로 선박 구조물의 피로도를 측정하기 위하여 아래와 같은 비파괴 검사 방법들이 사용될 수 있다. For example, the following non-destructive testing methods can be used to measure the fatigue of a ship structure.
1. 방사선 비파괴검사(RT)방식의 경우, 원리는 투과성 방사선을 제품에 조사했을때 투과 방사선의 강도의 변화, 즉, 건전부와 결함부의 투과선 양의 차에 의한 필름상의 농도의 차를 이용하여 제품의 불량 유무를 검사하는 방법이다. 이 검사방법의 경우 방사선 자체가 [국가 방사선 위험물 취급관리 규정]에 의하여 고도의 숙력된 기술공만이 검사작업에 투입할 수 있으며, 취급이 어렵고 시간과 비용이 증가되어 선박의 피로 검사에는 거의 사용 할 수 없는 방법이다.1. In the case of the radiation nondestructive inspection (RT) method, the principle is to use the difference in the intensity of the transmitted radiation when irradiating the product with transmissive radiation, that is, the difference in the concentration of the film on the basis of the difference in the amount of transmitted light between the dry part and the defective part To check whether the product is defective or not. In the case of this inspection method, only the highly skilled technician can put the radiation itself into the inspection work according to the [National Radiation Dangerous Goods Handling Regulations], and it is difficult to handle and the time and cost are increased. It is not a way.
2. 초음파탐상 검사(UT)의 경우 원리는 초음파를 제품에 전달하여 내부에 존재하는 불연속 부분으로부터 반사한 초음파 에너지량, 초음파의 진행시간 등을 CRT Screen표시, 분석하여 불연속(결함)의 위치 및 크기를 탐지하는 검사방법으로 세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 비파괴검사 방법 중 하나이다. 그러나, 이 방법 역시 초음파 에너지의 손실을 최소화 하기 위해 초음파 탐촉자에 젤을 도포하여 측정하여야 하고, 젤의 도포량, 탐촉자의 측정각도 및 위치, 주위의 환경 및 온도 등의 영향에 의해 데이터의 왜곡 현상으로 인하여 선박의 피로도를 측정하는데 적용하기 어려운 한계점이 있다.2. The principle of Ultrasonic Inspection (UT) is to transmit the ultrasound to the product and display the amount of ultrasonic energy reflected from the discontinuity in the inside and the time of the ultrasonic wave to display the CRT screen and analyze the position of the discontinuity It is one of the most widely used non-destructive inspection methods in the world. However, in order to minimize the loss of ultrasonic energy, this method should also be applied by applying the gel to the ultrasonic probe, and the data may be distorted due to the application amount of the gel, the measurement angle and position of the probe, There are limitations that are difficult to apply to the measurement of ship fatigue.
3. 자분탐상 비파괴검사(MT)의 원리는 강자성체 표면 또는 표면하에 있는 불연속부(결함)를 검출하기 위하여 강자성체를 자화시키고 자분을 적용하여 누설자장에 의해 자분이 모이거나, 불어서 결함부의 윤곽을 형성, 그 위치, 크기, 형태 및 넓이 등을 검사하는 방법으로 표면의 균열만 측정이 가능하고, 데이터화 수치화 할 수 없어 유관검사로만 이루어지고 있다.3. Magnetic Particle Inspection The principle of non-destructive testing (MT) is to magnetize the ferromagnetic material to detect discontinuities (defects) on the surface or surface of the ferromagnetic material and to form the outline of defects , It is possible to measure only the cracks on the surface by inspecting the position, size, shape, and width of the surface.
4. 침투탐상 비파괴검사(PT)의 원리는 제품의 표면에 침투액을 도포한 후 충분한 시간이 경과하면 불연속부(결함)에 침투하지 못하고 시험체 표면에 남아있는 과잉의 침투제를 제거, 거 위에 현상제를 도포하여 침투제를 빨아 올림으로서 결함의 위치, 크기 및 지시모양을 검출하는 방법이다. 이 방법역시 제품의 표면의 결함만 측정이 가능하고, 데이터화 수치화를 할 수 없어 선박의 피로도 검사에 적용하기 어렵다.4. Penetration test The principle of non-destructive testing (PT) is to remove the excess penetrant remaining on the surface of the test specimen without penetrating into the discontinuity (defect) after a sufficient time has elapsed after application of the penetrant onto the surface of the product. And the position of the defect, size, and designation of the defect are detected by sucking the penetrating agent. This method can also measure only defects on the surface of the product, and it is difficult to quantify the data so that it can not be applied to ship fatigue inspection.
5. 와전류 비파괴검사(ET)의 원리는 금속 등의 시험체에 가까이 가져가면 도체의 내부에는 와전류라는 교류전류가 발생하고, 그 와전류는 결함이나 재질 등의 영향에 의해 그 크기와 분포가 변화함으로 그 변화량을 측정하여 검사체 표면의 균열이나 결함을 측정하는 검사방법이다. 그러나 이 역시 표면검사는 가능하지만 제품의 내부 및 심층부의 검사는 불가능하여 정확한 피로도를 판별하기 어렵다는 단점이 있다.5. Eddy current The principle of non-destructive testing (ET) is that when an electric current is brought close to a specimen such as a metal, an eddy current is generated inside the conductor, and the eddy current is changed in size and distribution by the influence of defects or materials. This is an inspection method for measuring cracks or defects on the surface of a test object by measuring the amount of change. However, it is also possible to inspect the surface of the product, but it is impossible to inspect the inside and the deep part of the product, so that it is difficult to accurately determine the fatigue.
종래의 기술(한국 공개 특허 제10-2009-0066853호)에 따르면, 선박용 멤브레인 피로 시편에 대하여 피로시험을 수행하는 피로 시험기에 사용되되, 상기 피로 시편의 일 측에 위치하며, 상기 피로 시편을 향하여 광을 비추는 조명 장치; 및 상기 피로 시편을 사이에 두고 상기 조명 장치와 마주 보도록 위치하며, 상기 피로 시편의 균열을 통해 상기 조명 장치의 광을 감지하는 광 감지 장치를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 광 감지 장치로부터 광 감지 신호를 전송받고, 상기 피로 시험기로 상기 피로 시험기의 가동 중단 신호를 전송하는 제어 컴퓨터를 더 포함하고, 상기 광 감지 장치는 CCD 카메라인 피로 균열 감지 장치를 도시하고 있다. According to the conventional technique (Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0066853), a fatigue test apparatus for use in a fatigue testing apparatus for performing a fatigue test on a membrane membrane fatigue specimen for marine use is provided. The fatigue specimen is located on one side of the fatigue specimen, A lighting device for illuminating light; And a light sensing device positioned to face the illumination device with the fatigue specimen therebetween and to sense light of the illumination device through the crack of the fatigue specimen, Further comprising a control computer for receiving a signal and transmitting a shutdown signal of the fatigue testing machine to the fatigue testing machine, wherein the light sensing device is a CCD camera.
그러나, 이와 같은 종래의 기술에 의하더라도 CCD 카메라를 이용하여 피로를 감지하는 것으로써 검사체의 두께 및 깊이에 따른 피로를 정확하게 측정하기는 어려웠다. However, even with this conventional technique, it is difficult to accurately measure the fatigue according to the thickness and depth of the inspection object by sensing the fatigue using the CCD camera.
본 발명은 선박, 차량, 대형 건물 등의 피로도를 정확히 측정하기 위한 것으로서, 비파괴 검사의 일종인 전자 유도 센서를 활용하여 피로도 검사를 용이하게 실시하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to accurately measure the fatigue of a ship, a vehicle, a large building, and the like, and to easily conduct fatigue testing by using an electromagnetic induction sensor, which is a kind of nondestructive inspection.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자기 유도 센서부를 활용한 피로도 검사 장치가 개시된다. 상기 검사 장치는 전자기 유도 코일을 포함하며 상기 전자기 유도 코일에서 발생된 자속선을 검사 부위에 투과시킨 후 수신하기 위한 전자기 유도 센서부, 측정자의 손떨림을 측정하여 보정 하기 위한 가속도 센서부를 포함하는 프로브부; 상기 수신한 자속선에 대한 정보에 상기 가속도 센서에 의해 측정된 손떨림 정보를 반영하기 위한 제어부; 및 상기 손떨림 정보가 반영된 자속선에 대한 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부;를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a fatigue testing apparatus using an electromagnetic induction sensor unit. Wherein the inspection apparatus includes an electromagnetic induction sensor unit including an electromagnetic induction coil for transmitting a magnetic flux line generated from the electromagnetic induction coil to a region to be inspected and receiving the probe, and an acceleration sensor unit for measuring and correcting the shaking motion of the measurer, ; A controller for reflecting the shaking motion information measured by the acceleration sensor on information about the received magnetic flux line; And a display unit for displaying information on a magnetic flux line on which the shaking motion information is reflected.
상기 검사 장치는 정상 상태의 시편을 기준으로 피로도를 판단 함으로 측정 검사체와 재질 및 성분이 같은 기준 시편을 미리 측정하여 데이터를 저장하거나 어느 공간에 측정 대상체의 표준 시편을 수납할 수 있는 공간; 및 상기 정상 상태의 시편을 측정하기 위한 기준 센서를 포함하는 기준 센서부를 더 포함할 수 있다. The inspection apparatus judges the fatigue based on the specimen of the steady state. Therefore, it is possible to store the data of the reference specimen having the same material and component and to store the standard specimen of the specimen in any space. And a reference sensor unit including a reference sensor for measuring the steady state specimen.
상기 제어부는, 검사 시작 후 미리 결정된 시간 동안 상기 자속선의 주파수를 미리 결정된 범위 내에서 자동 변경함으로써 상기 검사 부위의 재질, 두께 또는 온도에 따라 상기 검사 부위에 통과되는 자속선의 주파수를 자동으로 결정할 수 있다 알고리즘 분석 소프트웨어를 더 포함할 수 있다. The control unit may automatically determine the frequency of the magnetic flux line passing through the inspection site according to the material, thickness, or temperature of the inspection site by automatically changing the frequency of the magnetic flux line within a predetermined range for a predetermined time after the start of the inspection Algorithm analysis software.
본원 발명의 다른 실시예에 따르면, 전자기 유도 센서부를 활용한 피로도 검사 방법이 개시된다. 상기 검사 방법은 검사 부위에 대하여 프로브부 내에 포함된 전자기 유도 센서부를 이용하여 자속선을 투과시킨 후 수신하는 단계; 상기 프로브부 내에 포함된 가속도 센서를 이용하여 측정자의 손떨림을 측정하는 단계; 제어부에 의해 상기 수신한 자속선에 대한 정보에 상기 가속도 센서에 의해 측정된 손떨림 정보를 반영하는 단계; 및 상기 제어부에 의해 상기 손떨림 정보가 반영된 자속선에 대한 정보를 기준센서에서 측정된 정상 상태의 시편의 자속선에 대한 정보와 비교하여 상기 검사 부위가 정상인지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a fatigue testing method using an electromagnetic induction sensor unit is disclosed. Transmitting the magnetic flux line through the electromagnetic induction sensor unit included in the probe unit to the inspection site and receiving the magnetic flux line; Measuring a shaking motion of a measurer using an acceleration sensor included in the probe unit; Reflecting the shaking information measured by the acceleration sensor on the information on the magnetic flux line received by the control unit; And comparing the information on the magnetic flux line reflecting the shaking information with the information on the magnetic flux line of the steady-state specimen measured by the reference sensor to determine whether the inspection area is normal.
상기 검사 방법은 디스플레이부에 상기 손떨림 정보가 반영된 자속선에 대한 정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다. The inspection method may further include displaying information on a magnetic flux line on which the shaking motion information is reflected on a display unit.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피로도 검사 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피로도 검사 장치의 개념도를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기 유도 센서에서 자속선을 발생시켜 피로 및 크랙 등이 없는 검사 대상물에 투과시킨 후 수신하는 모습을 도시한다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기 유도 센서에서 자속선을 발생시켜 피로 및 크랙 등이 존재하는 검사 대상물에 투과시킨 후 수신하는 모습을 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이부에서 디스플레이되는 그래프들을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피로도 검사 방법의 흐름도를 도시한다. 1 shows a schematic diagram of a fatigue testing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a fatigue testing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3A illustrates a state in which a magnetic flux line is generated in an electromagnetic induction sensor according to an embodiment of the present invention, and then transmitted to an object to be inspected free from fatigue and cracks and then received.
FIG. 3B illustrates a state in which a magnetic flux line is generated in an electromagnetic induction sensor according to an embodiment of the present invention, and is transmitted after passing through a test object in which fatigue and cracks exist.
4A and 4B show graphs displayed in the display unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows a flowchart of a fatigue testing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 진공 카세트에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태 (펜타입, 도넛 모양, 말굽모양 등)를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a vacuum cassette according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is capable of various modifications and may have various forms (pen type, donut shape, horseshoe shape, etc.), and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the 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 first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, 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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피로도 검사 장치의 개략도를 도시한다. 1 shows a schematic diagram of a fatigue testing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 전자기 유도 센서부를 활용한 피로도 검사 장치는 프로브(101) 및 본체(102)로 구성된다. 피로도를 검사하고자 하는 측정자가 피로도 검사 장치를 휴대하고, 프로브(101)를 이용하여 검사 부위를 스캐닝하면서 자속선을 투과시킨 후 수신하고 본체(102)에서 자속선 정보를 디스플레이하고, 검사 부위의 정상 여부를 판단한다. Referring to FIG. 1, a fatigue testing apparatus using an electromagnetic induction sensor unit includes a probe 101 and a
피로도 검사 장치의 상세한 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 아래에서 추가적으로 설명한다. The detailed configuration of the fatigue testing apparatus will be further described below with reference to Fig.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피로도 검사 장치의 개념도를 도시한다. 2 is a conceptual diagram of a fatigue testing apparatus according to an embodiment of the present invention.
피로도 검사 장치는 측정자의 손떨림을 측정하기 위한 가속도 센서(201) 및 내부에 전자기 유도 코일을 포함하며 상기 전자기 유도 코일에서 발생된 자속선을 상기 검사 부위에 투과시킨 후 수신하기 위한 전자기 유도 센서부(202)를 포함하는 프로브부(203); 상기 수신한 자속선에 대한 정보에 상기 가속도 센서에 의해 측정된 손떨림 정보를 반영하기 위한 제어부(204); 및 상기 손떨림 정보가 반영된 자속선에 대한 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(205)를 포함할 수 있다. The fatigue testing apparatus includes an
검사 부위를 측정자가 프로브(203)로 스캔을 할 때에 손떨림이 발생하는 경우 전자기 유도 센서(202)에서 수신한 자속선에 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 측정자의 손떨림을 보정하는 것이 필요하다. 본원 발명에서는 측정자의 손떨림을 측정하기 위한 가속도 센서(201)를 포함함으로써, 측정자의 손떨림을 측정하고 이를 이용하여 손떨림에 의한 자속선의 오차를 보정할 수 있다. An error may occur in the magnetic flux line received by the
전자기 유도 센서부(202)는 내부에 전자기 유도 코일을 포함하며 상기 전자기 유도 코일에서 발생된 자속선을 검사 부위에 투과시킨 후 수신한다. The electromagnetic
제어부(204)에서는 전자기 유도 센서부(202)에서 수신한 자속선에 대한 정보에 가속도 센서(201)에 의해 측정된 손떨림 정보를 반영하여 손떨림으로 인한 오차를 보정한다. The
제어부(204)에 의해 손떨림으로 인한 오차가 보정된 자속선에 대한 정보는 디스플레이부(205)에 디스플레이된다. The information about the magnetic flux lines whose error due to the camera-shake is corrected by the
검사 장치는 정상 상태의 시편 (기준 시편)을 수납할 수 있는 공간(206); 및 상기 정상 상태의 시편을 측정하기 위한 기준 센서(207)를 포함하는 기준 센서부(208)를 더 포함할 수 있다. The inspection apparatus includes a
피로도가 정상인지 비정상인지를 판단하기 위해서는 현재 프로브로 스캔하고 있는 검사 부위가 정상 상태일 때의 자속선에 대한 정보와 현재 프로브로 스캔하고 있는 검사 부위의 자속선에 대한 정보가 필요하다. In order to determine whether the fatigue is normal or abnormal, information on the magnetic flux line when the inspection area currently being scanned with the probe is in a normal state and information on the flux line of the inspection area being scanned with the current probe are required.
이와 같은 정상 상태일 때의 자속선에 대한 정보를 얻기 위해서 검사 장치는 기준 센서부(208)를 포함한다. 기준 센서부(208)에는 정상 상태의 시편을 수납할 수 있는 공간(206)이 마련된다. 공간(206)에 피로도를 검사할 재질과 동일한 재질의 시편(예를 들어, 철, SUS, 알루미늄, 주철, 구리 등)을 수납한 후 기준 센서(207)로 정상 상태에서의 자속선의 정보를 측정할 수 있다. In order to obtain information on the magnetic flux lines in such a steady state, the testing apparatus includes a
디스플레이부(205)에서는 검사 부위의 자속선에 대한 정보 및 정상 상태의 시편의 자속선에 대한 정보를 나타낼 수 있다. The
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기 유도 센서에서 자속선을 발생시켜 피로 등이 없는 검사 대상물에 투과시킨 후 수신하는 모습을 도시한다. FIG. 3A illustrates a state in which a magnetic flux line is generated in an electromagnetic induction sensor according to an embodiment of the present invention, and is transmitted after being transmitted to an object to be inspected without fatigue.
도 3a를 참조하면, 전자기 유도 센서부(202)로부터 출력된 자속선은 검사 대상물(302)을 투과한 후 전자기 유도 센서부(202)로 수신된다. 도 3a에서는 검사 대상물에 피로, 크랙, 도금 박리 등의 불균일상이 존재하지 않기 때문에, 자속선의 모습이 변화되지 않고 전자기 유도 센서부(202)에 수신되고 있다. 3A, the magnetic flux line output from the electromagnetic
검사 대상물에 투과된 자속선은 검사 대상물에 크랙, 피로, 도금 박리 등의 불균일상이 존재하는 경우 자속선의 모습이 변화되어 전자기 유도 센서부(202)에 수신된다. The magnetic flux line passing through the object to be inspected is changed in the shape of the magnetic flux line and received by the electromagnetic
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기 유도 센서에서 자속선을 발생시켜 피로, 크랙 등이 존재하는 검사 대상물에 투과시킨 후 수신하는 모습을 도시한다. FIG. 3B shows a state in which a magnetic flux line is generated in an electromagnetic induction sensor according to an embodiment of the present invention to transmit the magnetic flux line to an object to be inspected where fatigue, cracks, etc. are present and then received.
도 3b를 참조하면, 전자기 유도 센서부(202)로부터 출력된 자속선은 검사 대상물(302)을 투과한 후 전자기 유도 센서부(202)로 수신된다. 도 3b에서는 검사 대상물에 크랙, 피로, 도금 박리 등의 불균일상이 존재하기 때문에, 자속선의 모습이 변화되어 전자기 유도 센서부(202)에 수신되고 있다. Referring to FIG. 3B, the magnetic flux line output from the electromagnetic
전자기 유도 센서부(202)에서 수신한 자속선에 의해 전자기 유도 코일에 발생하는 전압의 진폭 및 위상차을 분석함으로써, 검사 대상물에 크랙, 피로, 도금 박리 등의 불균일 상이 존재하는지 여부를 판단해 검사 대상물의 합격 여부를 결정할 수 있다. By analyzing the amplitude and phase difference of the voltage generated in the electromagnetic induction coil by the magnetic flux line received by the electromagnetic
예를 들어, 정상 부위의 전압이 진폭 및 위상 그래프를 미리 획득하고, 이를 기초로 하여, 전압의 진폭 및 위상 그래프에서 미리 결정된 범위 이상의 차이가 발생하는 경우 피로도가 크다고 결정할 수 있다. For example, it can be determined that the voltage at the steady-state portion is obtained in advance of the amplitude and phase graphs, and based on this, the fatigue is large when a difference of more than a predetermined range occurs in the amplitude and phase graph of the voltage.
전자기 유도 센서부(202) 내의 전자기 유도 코일의 형상 및 권선수를 조절하거나, 전자기 유도 코일에 가하는 전류를 조절함으로써 자속선을 변화시킬 수 있고, 자속선의 변화에 따라 검사 대상물로의 투과 거리를 조절할 수 있다. The magnetic flux line can be changed by adjusting the shape and winding shape of the electromagnetic induction coil in the electromagnetic
상기 제어부(204)는, 검사 시작 후 미리 결정된 시간 동안 상기 자속선의 주파수를 미리 결정된 범위 내에서 변경함으로써 검사 부위의 재질, 두께 또는 온도에 따라 상기 검사 부위에 통과되는 자속선의 주파수를 자동으로 결정할 수 있다.The
예를 들어, 제어부(204)는 전자기 유도 센서부(202)의 자속선의 주파수를 10hz부터 1000MHz까지 순차적으로 변경해 나가면서 검사 부위를 검사하기에 가장 적합한 주파수를 자동으로 결정할 수 있다. For example, the
제어부(204)에서 자속선에 대한 정보를 디스플레이부(205)에서 디스플레이하도록 처리할 수 있다. 예를 들어, 제어부(204)는 디스플레이부(205)에서, x축을 기준점으로부터의 검사 대상물의 회전각도로 놓고, 수신된 자속선에 의해 전자기 유도 코일에 발생하는 전압을 y축으로 논 그래프를 디스플레이하도록 수신한 자속선의 전압 정보를 가공할 수 있다. The
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이부에서 디스플레이되는 그래프들을 도시한다. 4A and 4B show graphs displayed in the display unit according to an embodiment of the present invention.
도 4a를 참조하면, 그래프에서 x축은 검사 대상물을 스캔한 거리를 표시하고, y축은 전자기 유도 센서부에 수신된 자속선에 의해 자기 유도 코일에 발생하는 전압을 표시한다. Referring to FIG. 4A, in the graph, the x axis represents the distance at which the object is scanned, and the y axis represents the voltage generated at the magnetic induction coil by the magnetic flux line received by the electromagnetic induction sensor unit.
401로 표시된 그래프는 미리 측정해 놓거나 기준 센서부에서 측정한 정상 부위의 출력 파형이고, 402로 표시된 그래프는 피로 부위의 출력 파형으로써, 진폭 및 위상에 있어서 미리 결정된 기준 이상의 차이가 있기 때문에 402로 표시된 그래프를 생성시킨 검사 대상물은 피로 부위로 구분된다. The graph indicated by 401 is the output waveform of the normal part measured in advance or measured by the reference sensor part and the graph indicated by 402 is the output waveform of the fatigue part and the difference between the amplitude and the phase indicated by
4b를 참조하면, 도 4a에서 정상 부위와 피로 부위의 그래프의 위상 및 진폭의 차를 절대치로 변환하여 표시한 그래프가 도시되어 있다. Referring to FIG. 4A, a graph is shown in which the difference between the phase and the amplitude of the graph of the normal region and the fatigue region is converted into an absolute value and displayed.
도 4a에서 얻은, 각도에 따른 정상 부위와 피로 부위의 전압-거리 그래프 간의 위상차 및 진폭차를 수치화하여 도 4b에서와 같은 그래프로 표시하면, 특정 수치값(예를 들어, 1.0 내지 -1.0) 내에 값이 표시되는 부분은 용접부위의 피로가 발생하지 않았고, 이를 벗어나는 부분은 용접 부위의 피로가 발생하고 있는 것으로 판단할 수 있다. The phase difference and the amplitude difference between the normal portion and the fatigue portion graph of the normal portion and the fatigue portion according to the angle obtained in FIG. 4A are numerically expressed as a graph as shown in FIG. 4B, and within a specific numerical value (for example, 1.0 to -1.0) The portion where the value is displayed does not cause the fatigue of the welded portion, and the portion where the value appears may be judged that the fatigue of the welded portion is occurring.
예를 들어, 도 4b의 그래프에서 1 내지 3, 6 내지 14 등에 해당하는 부분은 그래프가 1.0 내지 -1.0 사이의 y값을 가지고 있기 때문에, 이 부분은 용접부위의 피로가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있으나, 4, 15 부분은 1.0 내지 -1.0 을 벗어난 y값을 가지고 있기 때문에, 이 부분에 용접부위의 피로가 발생하였다고 판단할 수 있다. For example, in the graph of FIG. 4B, the portions corresponding to 1 to 3, 6 to 14, and the like have a y value between 1.0 and -1.0, so that the portion is judged to be free from fatigue of the welded portion However, since the
따라서, 위와 같은 그래프에 따르면 피로 부위를 판단할 수 있으며 정기적으로 발생한 부위의 피로도를 측정하다 보면 어느 순간 피로에 의한 파괴로 인하여 크랙이 발생하게 되는데 크랙의 발생되지 전의 시점에서 보강을 하거나 안전을 위해 교체할 수 있게 된다.Therefore, according to the above graph, it is possible to judge the fatigue site, and when the fatigue of the site generated regularly is measured, cracks are generated due to fatigue failure at any moment. When the crack is generated, And can be replaced.
도 4b에서 y값은 예를 들어, 전압-거리 그래프의 위상차 및 진폭차를 1:1로 반영하고, 위상차가 +20도 및 진폭차가 +0.001볼트인 경우를 1.0으로 설정하여 이에 따라 y값을 정할 수 있다. In FIG. 4B, for example, the value of the phase difference and the amplitude of the voltage-distance graph is 1: 1, the value of the phase difference is +20 degrees and the amplitude difference is +0.001 volt is set to 1.0, Can be determined.
이는 예시일 뿐, 용접물의 종류, 용접물을 사용할 분야 등에 따라서, 위 값은 자유롭게 정할 수 있다. This is only an example, and the above value can be freely determined depending on the kind of the welding material, the field in which the welding material is used, and the like.
도 4a 및 4b에서 x축이 거리인 것으로 나타내었으나, 이는 시간 등일 수 있다. 시간인 경우에도 도 4a의 데이터를 도 4b의 데이터로 변환하는 것은 원하는 설정에 따라 용이하게 변환할 수 있다. In Figures 4A and 4B, the x-axis is shown as a distance, but it may be time or the like. Time, the conversion of the data of FIG. 4A into the data of FIG. 4B can be easily converted according to a desired setting.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피로의 품질 검사 방법의 흐름도를 도시한다. 5 shows a flowchart of a method for checking the quality of fatigue according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 우선, 검사부에 대하여 프로브부 내에 포함된 전자기 유도 센서부를 이용하여 자속선을 투과시킨 후 수신하는 단계를 포함한다(1). 그 다음에, 상기 프로브부 내에 포함된 가속도 센서를 이용하여 측정자의 손떨림을 측정하는 단계를 포함한다(2). 그 다음에, 제어부에 의해 상기 수신한 자속선에 대한 정보에 상기 가속도 센서에 의해 측정된 손떨림 정보를 반영하는 단계(3)를 포함한다. Referring to FIG. 5, first, a step of transmitting a magnetic flux line to an inspection unit using an electromagnetic induction sensor unit included in the probe unit and receiving the magnetic flux line is (1). And then measuring the camera shake using an acceleration sensor included in the probe unit (2). And then (3) reflecting the shaking motion information measured by the acceleration sensor on the information on the magnetic flux line received by the control unit.
마지막으로, 상기 제어부에 의해 상기 손떨림 정보가 반영된 자속선에 대한 정보를 기준센서에서 측정된 정상 상태의 시편의 자속선에 대한 정보와 비교하여 검사 부위가 정상인지를 판단하는 단계(4)를 포함할 수 있다. Finally, the step (4) includes comparing the information on the magnetic flux line reflecting the shaking information with the information on the flux line of the steady-state specimen measured by the reference sensor to determine whether the inspection region is normal can do.
상기 검사 방법은 디스플레이부에 상기 손떨림 정보가 반영된 자속선에 대한 정보를 디스플레이하는 단계(5)를 더 포함할 수 있다. The inspection method may further include a step (5) of displaying information on a magnetic flux line reflecting the shaking information on the display unit.
단계(1) 전에, 미리 결정된 시간동안 미리 결정된 범위 내에서 주파수를 자동으로 변경하여 검사 부위에 가장 적합한 주파수로 자속선을 투과하도록 자동으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include automatically changing the frequency automatically within a predetermined range for a predetermined period of time before step (1) to automatically transmit the magnetic flux line to the most suitable frequency for the region to be inspected.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
Claims (5)
센서 내부에 전자기 유도 코일을 포함하며 상기 전자기 유도 코일에서 발생된 자속선을 검사 부위에 투과시킨 후 수신하기 위한 전자기 유도 센서부 및 측정자의 손떨림을 측정하기 위한 가속도 센서를 포함하는 프로브부;
상기 수신한 자속선에 대한 정보에 상기 가속도 센서에 의해 측정된 손떨림 정보를 반영하기 위한 제어부
상기 손떨림 정보가 반영된 자속선에 대한 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부;
를 포함하는, 전자기 유도 센서부를 활용한 피로도 검사 장치.
A fatigue testing apparatus using an electromagnetic induction sensor unit,
A probe unit including an electromagnetic induction coil inside the sensor and including an electromagnetic induction sensor unit for transmitting a magnetic flux line generated from the electromagnetic induction coil to an inspection site and receiving the electromagnetic flux, and an acceleration sensor for measuring a camera shake;
A controller for reflecting the shaking information measured by the acceleration sensor on the information on the received magnetic flux line;
A display unit for displaying information on a magnetic flux line on which the camera shake information is reflected;
And an electromagnetic induction sensor unit.
측정 대상 재료와 똑 같은 정상 상태의 시편을 수납할 수 있는 공간; 및 상기 정상 상태의 시편을 측정하기 위한 기준 센서
를 포함하는 기준 센서부를 더 포함하는, 전자기 유도 센서부를 활용한 피로도 검사 장치.
The method according to claim 1,
A space in which a specimen of the same steady state as the material to be measured can be accommodated; And a reference sensor for measuring the steady state specimen
And a reference sensor unit including the electromagnetic induction sensor unit.
상기 제어부는,
검사 시작 후 미리 결정된 시간 동안 상기 자속선의 주파수를 미리 결정된 범위 내에서 변경함으로써 상기 검사 부위의 재질, 두께 또는 온도에 따라 상기 검사 부위에 통과되는 자속선의 주파수를 자동으로 결정하는, 알고리즘 분석 소프트웨어가 포함된 피로도 검사 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
And automatically determines the frequency of the flux line passing through the region to be inspected according to the material, thickness or temperature of the region to be inspected by changing the frequency of the flux line within a predetermined range for a predetermined time after the start of the inspection Fatigue testing device.
검사 부위에 대하여 프로브부 내에 포함된 전자기 유도 센서부를 이용하여 자속선을 투과시킨 후 수신하는 단계;
상기 프로브부 내에 포함된 가속도 센서를 이용하여 측정자의 손떨림을 측정하는 단계;
제어부에 의해 상기 수신한 자속선에 대한 정보에 상기 가속도 센서에 의해 측정된 손떨림 정보를 반영하는 단계; 및
상기 제어부에 의해 상기 손떨림 정보가 반영된 자속선에 대한 정보를 기준센서에서 측정된 정상 상태의 시편의 자속선에 대한 정보와 비교하여 상기 검사 부위가 정상인지를 판단하는 단계
를 포함하는, 전자기 유도 센서부를 활용한 피로도 검사 방법.
A fatigue testing method using an electromagnetic induction sensor unit,
Transmitting the magnetic flux line through the electromagnetic induction sensor unit included in the probe unit to the inspection site and receiving the magnetic flux line;
Measuring a shaking motion of a measurer using an acceleration sensor included in the probe unit;
Reflecting the shaking information measured by the acceleration sensor on the information on the magnetic flux line received by the control unit; And
Comparing the information on the magnetic flux line reflecting the shaking information with the information on the flux line of the steady-state specimen measured by the reference sensor to determine whether the inspection area is normal
Wherein the electromagnetic induction sensor portion is used to measure the degree of fatigue.
디스플레이부에 상기 손떨림 정보가 반영된 자속선에 대한 정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 전자기 유도 센서부를 활용한 피로도 검사 방법.5. The method of claim 4,
Further comprising the step of displaying information on a magnetic flux line on which the shaking motion information is reflected on a display unit.
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|---|---|---|---|---|
| KR20220017747A (en) * | 2020-08-05 | 2022-02-14 | 한국철도기술연구원 | Defect detecting apparatus and system |
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|---|---|---|---|---|
| KR20090066853A (en) | 2007-12-20 | 2009-06-24 | 주식회사 포스코 | Apparatus for detecting fatigue cracks |
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