KR100585972B1

KR100585972B1 - 금속 부품 검사용 초음파 장치

Info

Publication number: KR100585972B1
Application number: KR1019997000771A
Authority: KR
Inventors: 화이트데니스에이
Original assignee: 벨로이트 테크놀로지스 인코포레이티드
Priority date: 1996-08-01
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2006-06-07
Also published as: KR20000029692A; JP2000513100A; EP0916090B1; CA2261682A1; EP0916090A1; DE69718476D1; WO1998005954A1; US5681996A; CA2261682C; ES2188951T3; ATE231241T1; DE69718476T2; JP3205936B2

Abstract

금속 플레이트 또는 금속 실린더 벽내의 결함을 검출하는 초음파 트랜스듀서가 특정 각도에서 검사되도록 표면에 조사되면, 신호의 약 10%가 표면에 대해 90도에서 검사 플레이트로 전파하는 해리스파로서 나타난다. 이 전파하는 신호는 수직으로 편광되고, 그 결과 신호는 매우 개선된 신호 대 잡음비를 갖는다. 입사 매체가 물이고 주철의 매체에서 굴절하는 전단파를 이용하는 경우, 최상의 신호 대 잡음비를 위한 특정 각도는 법선으로부터 약 33도이다. 강철에 대해서는 특정 각도가 약 31도이고, 황동에 대해서는 50도이다. 입사 매체에서의 음파의 속도에 대하여 굴절하는 매체에서의 음파의 속도의 관계에 좌우하여 변화하는 특정 각도에 의해 부표면 결함을 검출하는 데에는 전단파 또는 종파도 사용될 수 있다.

Description

금속 부품 검사용 초음파 장치{ULTRASONIC DEVICE FOR INSPECTION OF METAL PARTS}

본 발명은 일반적으로 재료를 비파괴 검사하는 초음파 장치에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 평면 플레이트 및 대형 실린더를 비파괴 검사하는 초음파 장치에 관한 것이다.

박엽지(博葉紙) 및 종이 타월의 제조시, 종이 섬유의 웨브(web)가 형성되어 양키 건조기(Yankee dryer)를 맞대어 압축된다. 건조 후의 웨브는 웨브에 대해 크레이프 조직(creped texture)을 부여하는 양키 건조기의 표면으로부터 스크랩되어 종이에 대해 그 고유의 소프트한 흡수 특성을 갖게 한다. 1개의 건조기만이 사용되기 때문에, 양키 건조기는 통상 대형으로 전형적으로는 직경이 12 내지 22 피트(FT)이다. 더욱이, 양키 건조기는 160 psig까지의 압력으로 스팀에 의해 가열된다. 양키 건조기는 길이가 400 인치이고, 전체 중량이 100 톤 이상일 수 있다. 양키 건조기의 대형 크기 및 높은 작동 압력으로 인해, 양키 건조기는 전형적으로 두께가 2인치 이상인 원통형 벽을 갖는다. 양키 건조기는 일반적으로 주철 예컨대, 클래스 60(Class 60) 즉, 표면이 적절하게 연마된 경우 양호한 릴리스 특성을 갖는 재료로 형성된다. 따라서, 양키 건조기의 표면은 적절한 표면 마감 처리를 유지하기 위해 주기적인 재연마를 필요로 한다.

양키 건조기는 압력 용기이고, 압력 용기 또는 보일러에 있어서 통상적으로 채용된 안전 예방책은 주시되어야만 한다. 본 출원인에 의한 미국 특허 제4,398,421호에서는, 스팀 보일러의 스팀 보일러 벽의 두께를 측정하는 데에 유용한 워크 피스의 두께를 측정하는 장치를 개시하고 있다. 양키 건조기의 벽 두께를 결정하는 것도 유용하지만, 건조기 벽의 두께 내에 있어서의 미소 간극을 검출하는 것 또한 요구되고 있다.

기존의 초음파 검사 시스템은, 주철 부품에서 미소 간극을 검출하거나 또는 간극을 발견하는데 있어서 그 능력이 제한되어 있다. 주철에서의 초음파 신호는 산란되어 주철에 존재하는 결정 입자들로부터 반사된다. 이 주철의 특징은 미소한 불연속을 검출하는 것을 매우 어렵게 한다. 주철의 두께를 측정하는 것 조차 어려울 수 있다. 일부 종래의 기술에서는 주철의 두께 측정에 있어서 40% 이상의 에러가 발견됨은 연구되어 있다.

양키 건조기 롤(Yankee dryer roll)에 대한 검사에 X-선 방법이 채용될 수 있지만, 이 X-선 방법은 부담이 되고 위험한 방사선 소스를 사용해야만 한다. 특히, X-선 영상은 양키 건조기의 제한된 부분에 대해서만 만들어진다. 더욱이, X-선 영상화는 불연속의 깊이를 정밀하게 판정하지 않는다. 그러나, 초음파에 있어서는 매우 미세한 균열도 초음파에 의해 통상적으로 검출 가능하다.

따라서, 재료의 결함에 대해 양키 건조기의 완벽한 검사를 수행하는 장치 및 방법이 요망되고 있다.

초음파 신호가 특정 각도에서 표면을 검사하도록 조사된다면, 약 10%의 신호가 표면에 대해 90도의 각도로 검사 플레이트로 전파하는 해리스파(Harris waves)로서 나타난다는 발견으로부터, 본 발명에 따른 금속 실린더의 금속 플레이트 또는 벽에 있어서의 결함을 검출하는 초음파 트랜스듀서가 발명되었다. 전파하는 신호가 수직으로 편광되면, 그에 따라 신호는 매우 향상된 신호 대 잡음비(S/N비)로 결함을 검출한다. 금속 플레이트의 표면에 평행하게 전파하도록 초음파 신호가 굴절되는 각도와, 초음파 신호가 검사 플레이트에 의해 반사되는 각도 사이에서 특정 각도가 정의된다. 특정 각도는 검사되는 플레이트의 표면에 대한 법선으로부터 측정되며, 스넬의 법칙(Snell's law)에 의해 결정되는 각도보다 크다.

여기에서, V₁은 제1 매체에서의 초음파 신호의 속도이고,

V₂는 제2 매체에서의 초음파 신호의 속도이고,

θ₁은 제2 매체의 표면에 대한 법선으로부터 측정되는 초음파 신호의 입사각이고,

θ₂는 제2 매체의 표면에 대한 법선으로부터 측정되는 제2 매체에 입사하는 초음파 신호의 굴절각이다.

스넬의 법칙은 초음파 빔은 저굴절률의 매체에서 고굴절률의 매체로 이동할 때 굴절한다는 광학 법칙에 따라 예측된 것이다. 스넬의 법칙에 따라 초음파 신호의 선택된 입사각에서, 신호는 검사되는 고체의 표면을 따라 굴절된다. 상기 입사각에서의 θ₂는 90도이다. θ₂가 90도일 때, 초음파 신호의 모든 에너지가 검사되는 고체의 표면을 따라 굴절하는 것은 아니다. 초음파 신호의 파워중 약 10%의 성분은 표면에서 아래로 향하여 직선으로 이동하는 편광 신호로서 나타나며, 이는 결함을 검출하는 데에 유용하다. 이 편광 또는 복굴절 신호/빔은 해리스파로 불린다. 초음파 신호의 입사각이 증가할수록, 굴절하는 신호는 신호가 전반사하도록 입사각이 충분히 커질 때까지 고체의 표면을 따라 계속 전파한다. 90도 굴절에 요구되는 각도와 전반사에 요구되는 각도 사이의 선택된 입사각에서는, 검사되는 고체의 표면 내에서의 결함 검출에 있어서의 통상의 검사 각도에 비해 5배 내지 20배 이상으로 신호 대 잡음비가 높기 때문에 특히 효율적인 해리스파를 발생시키는 각도가 존재한다.

물을 입사 매체로 하고, 주철의 굴절 매체에 전단파(剪斷波)를 사용한 경우, 특정 입사 빔 각도는 법선으로부터 대략 33도이다. 강철 예컨대, 오스테나이트계 스테인레스강(302)에 있어서, 특정 각도는 대략 31도이고, 황동에 대해서는 약 50도이다. 본 발명은 입사 매체에서 선택된 파의 속도에 대한 굴절 매체의 선택된 파의 속도의 비율에 따라 변하는 임계각에 의해 표면 내의 결함을 검출하는 데에는 전단파 또는 표면파를 사용할 수 있다.

본 발명은 양키 건조기 롤의 결함을 검출하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 또한, 주철 및 다른 금속 기판에서의 미소 간극을 검출하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 또한, 양키 건조기의 내부 상태를 검사하는 시스템을 제공한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 이하 상세히 기술된다.

도 1은 초음파 신호를 물 매체를 통해 고체로 투사하는 초음파 트랜스듀서의 개략적인 입면도이다.

도 2는 굴절 빔을 고체의 표면을 따라 이동하게 하는 입사각에서 초음파 신호를 투사하는 초음파 트랜스듀서의 개략적인 입면도이다.

도 3은 신호가 고체의 표면으로부터 반사하도록 하는 입사각에서 초음파 신호를 투사하는 초음파 트랜스듀서의 개략적인 입면도이다.

도 4는 높은 신호 대 잡음비를 갖고 고체의 표면에 수직으로 투과하는 초음파 빔을 생성하는 본 발명의 입사각에서 초음파 신호를 투사하는 초음파 트랜스듀서의 개략적인 입면도이다.

도 5는 양키 건조기 롤의 결함을 검출하는 장치를 정면에서 본 축측도이다.

도 6은 도 5의 장치에서 양키 건조기 롤의 표면을 조사하는 장치의 입면 등각도이다.

본 발명은 이하 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명되는데, 유사한 부분 에는 동일한 참조 부호가 부여된다. 도 6은 초음파 양키 건조기 검사 장치(20)를 나타낸다. 양키 건조기(22)는 검사 프레임(24)에 장착된다. 건조기(22)는 티슈 웨브가 건조되는 원통형 표면(26)을 갖는다. 양키 건조기(22)는 프레임(24) 상의 베어링(28)에 장착되어 구동 기구(도시되지 않음)에 의해 회전되어 진다. 초음파 트랜스듀서(30)는 머신 스크류(34) 상에 설치된 크로스피드(32)에 장착된다. 머신 스크류(34)는 구동 기구(도시되지 않음)에 의해 회전되어 진다. 머신 스크류(34)의 회전은 크로스피드(32)가 그 위에 장착된 초음파 트랜스듀서(30)와 함께 건조기 축(36)에 평행한 라인을 따라 건조기(22)의 표면(26)을 주사하도록 한다. 건조기(22)의 회전 움직임과 트랜스듀서(30)의 선형 움직임의 결합에 의해 트랜스듀서는 양키 건조기(22)의 표면 상에 나선형 패턴(38)을 그릴 수 있다. 나선형 패턴(38)은 도 6에서는 도시를 위해 넓은 간격으로 도시하었지만, 실제로는 매우 조밀한 나선형 패턴을 갖는데, 트랜스듀서는 건조기(22)의 표면(26)을 따라 1회전당 약 1/8 인치로 진행한다.

전달 유체(40), 통상적으로 물은 트랜스듀서로부터의 초음파 에너지를 양키 건조기(22)의 표면으로 전달시킨다. 트랜스듀서의 출력은 하드 디스크 또는 DAT(디지탈 오디오 테이프) 등과 같은 대용량 데이터 기억 장치(42) 상에 디지탈 포맷으로 기억된다. 컴퓨터 또는 오실로스코프(도시되지 않음)는 디스플레이를 위해 대용량 데이터 기억 장치(42)로부터의 데이터를 처리할 수 있다. 컴퓨터 디스플레이(46)는 건조기(22)의 원통형 표면(26)의 평면도를 나타내는데, 불연속(48)은 건조기 표면(26)의 선택된 부분에 대해서 표시된다. 컴퓨터는 특정 위치에 대한 반사된 신호의 진폭을 표시하는데 사용될 수도 있다. 모든 검출된 불연속의 깊이 및 길이를 식별하기 위해, 종래의 기술을 이용하는 분리 주사(separate scan)가 요구될 수 있다.

통상적인 방식에 채용되는 종래 초음파 트랜스듀서는 검사 장치(20)와 같은 장치에 대한 제한된 용도의 데이터를 발생시킨다. 종래의 초음파 트랜스듀서는 주철이 포함하고 초음파 에너지를 반사하는 많은 결정 입자로 인해, 주철에 사용될 때 잡음 신호를 발생시켜, 미소한 불연속의 검출을 제한하였다. 결정 입자(50)는 도 5에 도시되어 있다.

도 1은 초음파 에너지의 빔(54)을 투사하는 초음파 트랜스듀서(52)를 도시한다. 초음파 트랜스듀서(52)는 전달 유체, 통상적으로는 물에 침지된다. 초음파 빔(54)은 플레이트(62)의 표면(60)에 수직인 기준 라인(58)과 관련한 각도(57)로 위치된다. 초음파 빔(54)이 플레이트(62)를 통과할 때, 스넬의 법칙에 따라 제2 각도(61)로 플레이트 표면(60)에서 굴절하며, 이 스넬의 법칙은 제2 매체가 관련한 전파 에너지에 대해 더 높은 전파 속도를 갖는 경우, 파가 제1 매체에서 제2 매체로 통과할 때 전파 에너지의 굴절을 규정한다. 도 2는 초음파 빔(66)이 플레이트(62)의 표면(60)에 평행하게 전파하는 빔(70)을 잘 형성하도록 선택된 각도(64)에서 트랜스듀서(62)로부터의 초음파 빔(66)이 모두 굴절하는 것을 나타낸다. 다시 말해, 굴절각이 90도이면, 굴절각의 사인(sine)은 1이며, 스넬의 법칙은 이하의 수학식 2와 같이 기재될 수 있다.

V₁은 제1 매체에서의 초음파 신호의 속도이고,

V₂는 제2 매체에서의 초음파 신호의 속도이고,

θ₁은 제2 매체의 표면에 대한 법선으로부터 측정된, 초음파 신호의 입사각이다.

초음파가 2개의 매체 사이의 계면에서 모두 굴절되면, 해리스파(76)는 빔(66)이 표면(60) 상에 충돌하는 지점(70)에서 시작하여 생성된다. 해리스파(76)는 법선(58)에 대향하는 플레이트(62)로 수직 하향으로 전파한다.

해리스파(76)는 입사각이 상기 수학식 2에 의해 지배된 각도(64)로부터 증가할 때, 즉 도 3에 도시된 바와 같이 초음파 빔(80)이 반사 각도(83)에서 표면(60)으로부터 전반사될 때까지 생성된다. 전반사되는 각도(83)의 위치 또는 크기는 트랜스듀서(52)와 법선 사이의 각도가 증가함에 따라서 해리스파가 더이상 생성되지 않을 때 측정에 의해 경험적으로 결정될 수 있다. 경험적으로, 전체 반사각은 해리스파가 처음 생성되는 선택된 각도(64)의 약 120%이다.

도 3에 도시된 궁형 표시(84)는 스넬의 법칙에 의해 지배된 선택된 각도(64)와 전반사가 일어나는 각도(82) 사이를 나타낸다. 해리스파(76)는 이 궁형 표시(84) 내에서 발생된다. 궁형 표시(84) 내에는, 전형적인 초음파 검사 빔보다 5 내지 20배 더 높은 신호 대 잡음비를 갖는 것으로 알려진 도 4의 각도(86)가 존 재한다. 신호 대 잡음비는 적어도 5일 수 있으며, 10 이상일 수 있다. 도 4에 도시된 이 각도(86)는 초음파로 검사하는 것이 통상적으로 어려운 주철과 같은 고체에서 1 mm의 미소 간극을 검출할 수 있다.

전달 유체(56)가 물이고 플레이트(62)가 Class 60 주철이면, 초음파 빔(88)이 조사되어 지는 높은 신호 대 잡음비의 각도(86)는 법선(58)으로부터 대략 33도이다. 주철 예컨대, Class 60에 대해서, 음의 전단 속도는 초당 약 3,040 미터이고, 물에 있어서의 음의 속도는 초당 약 1,480 미터이다. 따라서, 전술한 수학식 2에서, V₂에 대한 V₁의 비는 0.4867이고, 이 비의 아크사인(arcsine)은 29.1도이다. 주철에 대한 전반사 각도(82)는 29.1도의 약 120%이거나 35 내지 37도이다. 최적 각도(86)는 일반적으로 주철에 대해 약 5∼10 도인 궁형 표시(84)에 의해 둘러싸인 전체 각도의 약 50%까지 연장한다.

물이 전달 유체인 경우 선택된 다른 재료에 대한 최적 각도는 강(鋼)철에 대해 약 31도이고 황동에 대해 약 50도이다. 최적 각도는 고체 플레이트(62)에서의 음의 속도에 좌우된다. 음은 강구성 고체에서 3개의 파 성분 즉, S 또는 전단파, L 또는 종파 및 표면파를 갖는다. 음의 속도는 음파의 각 타입에 따라 다르기 때문에, 최적 각도는 이용되는 파의 타입에 좌우된다. 전단파가 실제적인 잇점을 가지더라도, 종파가 사용될 수 있다. 전술한 수학식 2에 의해 나타나는 바와 같이, 종파의 빔이 V₂의 표면에 대해 굴절하여 주철 플레이트의 표면을 따라 전파하고, 또한, 해리스파를 발생시키는 경우의 각도는 법선(58)으로부터 약 16도이다.

주철 양키 건조기(22)를 검사하는데 사용되는 초음파 트랜스듀서(30)는 도 5에 도시되어 있다. 트랜스듀서(30)는 카트리지 블록(90) 상에 장착된 초음파 트랜스듀서(52)를 사용한다. 카트리지 블록(90)은 물(40) 또는 다른 전달 매체가 카트리지 블록(90)과 양키 건조기(22)의 표면(26) 사이로 공급될 수 있도록 하는 포트(92)를 갖는다. 초음파 트랜스듀서(52)는 실린더(94)에 장착되어 트랜스듀서와 표면(26) 사이의 각도는 조절될 수 있다. 나사형 조절 스크류(96)는 스크류(96)가 실린더(94)와 관련하여 회전할 수 있도록 하는 자재 이음(universal joint)에 의해 선회 가능하게 장착된다. 스크류의 회전에 의해 트랜스듀서(52)와 표면(26) 사이의 각도는 변화한다. 도 5는 초음파(98)가 양키 건조기(22)의 표면으로 투과하여 재료 깊이 곳의 미소 간극(100)으로부터 반사되어 지는 경로를 도시한다. 또한, 도 5는 초음파(102)가 표면(60)을 따라 굴절하는 것을 도시한다. 표면파(102)로부터 귀환되는 파는 양키 건조기 표면(26)의 중요한 특성인 표면 거칠기를 검출하는데 사용될 수 있다.

양키 건조기의 표면에 대해 90도로 전파하는 초음파 또는 초음파 빔은 수행되는 검사로부터 편광되어 나타나고, 이는 편광된 해리스파가 검출되는 산란을 감소하는데 효율적임을 보여준다. 그럼에도 불구하고, 최적 각도가 유일하게 높은 신호 대 잡음비를 갖는 정확한 이유는 경험적으로 관찰되며, 제시된 기구에 제한받지 않는다. 넓은 범위에 걸친 초음파 에너지가 고체 재료에 대한 초음파 검사에 사용되어 왔고, 특히, 1∼10 MHz의 주파수가 효율적임이 발견됐다.

금속 목적물을 검사하는 기술은 평탄한 금속 플레이트의 형태인 주조 금속과 함께 사용되는데 특히 적합하며, 상기 평탄한 금속 플레이트라는 용어는 편편한 플레이트 및 종이 건조기 롤과 같은 대형 실린더의 벽을 포함한다.

본 발명의 청구의 범위에 사용되는 음의 속도는 초음파 빔의 다양한 타입 또는 성분에 관련되며, 그에 따라 청구의 범위에 의해 정의되는 각도는 예컨대, 음의 속도를 측정하는 데에 종파 또는 전단파가 선택되느냐에 좌우된다.

단일 트랜스듀서가 초음파 신호를 전송하는 기능과 수신하는 기능을 모두 갖는 것으로 기술되었지만, 별법으로 전송용 트랜스듀서와 수신용 트랜스듀서를 각각 사용할 수 있다. 이러한 경우, 전송 장치는 도시된 위치에 배치되며, 수신 장치는 수직각에 대칭적으로 대향하는 각도로부터 정해지는 위치에 배치될 수 있다.

본 발명은 특정 구성 및 부품의 배치와 관련하여 기술되었지만 이에 한정되지 않으며, 첨부된 청구의 범위에 그 변형 형태를 포함한다.

어떤 초음파 트랜스듀서 주파수도 본 발명에 사용될 수 있다.

Claims

양키 건조기를 초음파로 검사하는 방법에 있어서,

양키 건조기의 표면 상에 초음파 트랜스듀서를 위치시키는 단계와,

초음파 전달 매체의 일정량을 상기 양키 건조기의 표면과 상기 트랜스듀서의 사이에 위치시키는 단계와,

상기 트랜스듀서로부터의 초음파 에너지의 제１ 빔을 상기 표면에 대한 법선으로부터 선택된 각도로 상기 표면을 향하도록 조사하는 단계로서, 상기 선택된 각도는 상기 초음파 에너지의 상기 빔이 상기 표면을 따라 이동하는 각도와 상기 초음파 에너지가 상기 표면으로부터 반사된 각도의 사이에 존재하고，이에 의해 상기 표면에 수직으로 상기 양키 건조기에 전파하는 초음파 에너지의 제２ 빔을 발생시키는, 상기 조사 단계와,

상기 양키 건조기의 결함으로부터 반사된 상기 제２ 빔의 일부를 검출하는 단계를 포함하고,

상기 선택된 각도는 적어도 ５:１의 신호 대 잡음비를 갖는 상기 제２ 빔의 검출 부분을 발생하도록 선택되는 것인, 양키 건조기 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 전달 매체는 물이며, 상기 건조기는 주철로 구성되며, 상기 선택된 각도는 표면에 대한 법선으로부터 약 33˚인 것을 특징으로 하는 양키 건조기 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 전달 매체는 물이며, 상기 건조기는 강철로 구성되며, 상기 선택된 각도는 표면에 대한 법선으로부터 약 31°인 것인, 양키 건조기 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 건조기 표면을 횡단하여, 상기 제2 빔의 검출된 부분에 응답하는 신호를 발생시키고, 상기 신호는 상기 건조기 표면의 실질적인 횡단 부분에 대하여 기록되는 것인, 양키 건조기 검사 방법.
제4항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 건조기의 원통형 표면에 의해 정의된 축 둘레로 상기 건조기를 회전시키고 상기 축에 평행하게 상기 건조기의 표면을 따라 상기 트랜스듀서를 이동시킴으로써 상기 건조기의 원통형 표면 상에 나선형 패턴을 나타내도록 상기 건조기 표면을 횡단하는 것인 양키 건조기 검사 방법.
제5항에 있어서, 상기 나선형 패턴의 둘레 방향 회전은 약 1/8 인치 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 양키 건조기 검사 방법.
표면을 갖는 평탄형 금속 플레이트를 검사하는 방법에 있어서,

평탄형 금형 플레이트 위에 초음파 트랜스듀서를 위치시키는 단계와,

상기 트랜스듀서로부터의 초음파 에너지의 빔을 전달 매체를 통해 상기 금속 플레이트의 표면으로 조사하는 단계로서, 상기 빔은 상기 매체를 통해 제1 속도로 전파하고, 상기 플레이트에서 제2 속도로 전파하며, 상기 플레이트 표면은 국소 법선을 한정하고, 상기 빔은 상기 국소 법선으로부터 측정된 제1 각도로 조사되고, 상기 국소 법선에 대한 제2 각도는 상기 전달 매체를 통과하는 상기 빔의 제1 속도를 상기 플레이트를 통과하는 상기 빔의 제2 속도로 나눈 값의 아크사인으로서 정의되며, 상기 빔이 플레이트로부터 실질적으로 반사되는 상기 국소 법선에 대하여 제3 각도가 정의되며, 상기 제2 각도와 제3 각도 사이의 각도로 궁형 각도가 정의되며, 상기 제1 각도는 대략 상기 제2 각도와 상기 궁형 각도의 50%를 더한 각도인, 상기 조사 단계와,

상기 플레이트 내에서 재료의 불연속을 나타내는 상기 빔으로부터 반사된 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것인, 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 제2 각도를 결정하는데 사용되는 상기 플레이트를 통과하는 상기 빔의 속도는 전단파에 대한 측정값인 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 제2 각도를 결정하는데 사용되는 상기 플레이트를 통과하는 상기 빔의 속도는 종파에 대한 측정값인 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 전달 매체는 물이며, 상기 플레이트는 주철이고, 상기 제1 각도는 약 33˚인 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 전달 매체는 물이며, 상기 플레이트는 강철이고, 상기 제1 각도는 약 31˚인 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 전달 매체는 물이며, 상기 플레이트는 황동이고, 상기 제1 각도는 약 50˚인 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 플레이트 표면을 따라 이동하는 상기 빔의 성분으로부터 상기 표면의 거칠기를 나타내는 반사된 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 플레이트는 양키 건조기의 롤 표면을 형성하는 실린더의 일부분인 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
제14항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 건조기의 원통형 표면에 의해 정의된 축 둘레로 상기 건조기를 회전시키고 상기 축에 평행하게 상기 건조기의 표면을 따라 트랜스듀서를 이동시킴으로써 상기 건조기의 원통형 표면 상에 나선형 패턴을 나타내도록 상기 건조기 표면을 횡단하는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
제15항에 있어서, 상기 나선형 패턴의 둘레 방향 회전은 약 1/8 인치 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 플레이트 표면을 횡단하고, 상기 트랜스듀서로부터의 신호는 상기 표면의 실질적인 횡단 부분에 대해 기록되는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 플레이트 검사 방법.
축 및 건조용 원통형 표면을 갖는 제지기용 건조기 롤을 비파괴적으로 검사하는 장치에 있어서,

상기 건조기 롤을 장착하여 건조기 축 둘레로 회전시키는 수단과;

상기 건조기 표면을 따라 상기 건조기 축과 평행하게 이동시키는 수단과;

상기 이동 수단에 장착되어 상기 건조기의 원통형 표면으로 초음파 에너지의 빔을 조사하도록 배치되는 초음파 트랜스듀서와;

상기 초음파 트랜스듀서와 상기 건조기 표면 사이에 전달 매체를 공급하는 수단을 포함하며,

상기 트랜스듀서가 상기 건조기 표면을 따라 이동될 때 상기 표면에 수직인 국소 기준 라인이 정의되고, 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 전달 매체를 통해 상기 건조기 표면으로 상기 초음파 에너지의 빔을 조사하도록 기울어지며, 상기 빔은 상기 매체를 통해 제1 속도로 전파하고 상기 건조기 롤을 통해 제2 속도로 전파하며, 상기 트랜스듀서는 상기 국소 기준 라인으로부터 측정되는 제1 각도로 빔을 조사하고, 상기 전달 매체를 통과하는 상기 빔의 제1 속도를 상기 건조기 롤을 통과하는 빔의 제2 속도로 나눈 값의 아크사인으로서 제2 각도가 정의되며, 상기 빔이 상기 롤로부터 실질적으로 반사되는 각도로 제3 각도가 정의되며, 상기 제2 각도와 상기 제3 각도 사이의 각도로 궁형 각도가 정의되며, 상기 제1 각도는 대략 상기 제2 각도와 상기 궁형 각도의 50%를 더한 각도인 것을 특징으로 하는 건조기 롤 비파괴 검사 장치.
제18항에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 건조기 표면의 초음파 주사 결과를 수신하여 기억하는 데이터 기억 장치에 접속되는 것을 특징으로 하는 건조기 롤 비파괴 검사 장치.
제18항에 있어서, 상기 건조기는 주철로 구성된 양키 건조기인 것을 특징으로 하는 건조기 롤 비파괴 검사 장치.
제18항에 있어서, 상기 국소 법선에 대하여 상기 트랜스듀서의 각도가 조절될 수 있도록 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 이동 수단에 조절 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 건조기 롤 비파괴 검사 장치.
평탄형 표면을 갖는 금속 목표물을 검사하는 방법에 있어서,

평탄형 금속 표면을 갖는 금속 목표물 위에 초음파 트랜스듀서를 위치시키는 단계와,

초음파 에너지의 일부분은 상기 목표물의 표면을 따라 전파하고, 초음파 에너지의 다른 일부분은 상기 표면에 대한 법선에 대향하여 전파하도록 상기 표면에 대한 법선으로부터 제1 각도로 상기 트랜스듀서로부터의 초음파 에너지의 빔을 전달 매체를 통해 상기 목표물로 조사하는 단계로서, 상기 표면에 대한 법선에 대향하여 전파하는 상기 에너지는 편향되는 것인, 상기 조사 단계와,

상기 목표물의 표면 거칠기를 검출하기 위해 상기 표면을 따라 전파하는 상기 에너지의 일부분으로부터 반사된 에너지를 검출하는 단계와,

상기 목표물 내의 재료 불연속성을 검출하기 위해 상기 표면에 대한 법선에 대향하여 전파하는 상기 에너지의 일부분으로부터 반사된 에너지를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 목표물 검사 방법.
제22항에 있어서, 상기 전파하는 부분으로부터 반사된 검출 에너지는 전단파인 것을 특징으로 하는 금속 목표물 검사 방법.
제22항에 있어서, 상기 전파하는 부분으로부터 반사된 검출 에너지는 종파인 것을 특징으로 하는 금속 목표물 검사 방법.
제22항에 있어서, 상기 전달 매체는 물이고, 상기 목표물은 주철로 구성되며, 상기 제1 각도는 약 33˚인 것을 특징으로 하는 금속 목표물 검사 방법.
제22항에 있어서, 상기 전달 매체는 물이고, 상기 목표물은 주조한 강철로 구성되며, 상기 제1 각도는 약 31˚인 것을 특징으로 하는 금속 목표물 검사 방법.
제22항에 있어서, 상기 전달 매체는 물이고, 상기 목표물은 황동으로 구성되며, 상기 제1 각도는 약 50˚인 것을 특징으로 하는 금속 목표물 검사 방법.
제22항에 있어서, 상기 목표물은 양키 건조기의 롤 표면을 형성하는 실린더인 것을 특징으로 하는 금속 목표물 검사 방법.
제28항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 건조기의 원통형 표면에 의해 정의된 축 둘레로 건조기를 회전시키고 상기 축에 평행하게 상기 건조기의 원통형 표면을 따라 트랜스듀서를 이동시킴으로써 상기 건조기의 원통형 표면 상에 나선형 패턴을 나타내도록 상기 건조기 표면을 횡단하는 것을 특징으로 하는 금속 목표물 검사 방법.
제29항에 있어서, 상기 나선형 패턴의 둘레 방향 회전은 약 1/8 인치 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 금속 목표물 검사 방법.
제29항에 있어서, 상기 건조기 표면 상에서의 횡단은 상기 표면의 실질적인 횡단 부분에 대해 기록되는 것을 특징으로 하는 금속 목표물 검사 방법.