KR100801281B1 - Nondestructive inspection device for detecting defect of multilayer piezo-actuator - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 내부전극이 포함된 세라믹 시트가 복수개로 적층된 상태로 외부전극을 가지는 적층형 압전 액추에이터의 결함을 측정하는 비파괴 검사 장치에 있어서, 적층형 압전 액추에이터의 표면에 충돌되면서 충격에너지를 전달시키는 충격볼; 충격볼이 시편고정대에 고정되어 있는 적층형 압전액추에이터에 충돌되도록 충격볼의 이송방향을 유도하며, 시편고정대의 상방에 설치되며 충격볼에 상하 피스톤 운동에 의한 운동에너지를 공급하여 충격볼을 적층형 압전 액추에이터 표면에 충돌시키는 피스톤운동체를 포함하는 볼유도수단; 및 적층형 압전 액추에이터의 외부전극과 전기적으로 연결되어, 충격볼의 충격에너지로 인해 적층형 압전 액추에이터에서 발생된 전기신호가 수신되면, 수신된 전기신호를 주파수 특성으로 변환 출력하는 계측수단을 포함하는 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치에 따르면, 적층형 압전 액추에이터를 파괴시키지 않고 내부결함의 측정이 가능함은 물론이며, 그 구조가 간단하고 측정이 간편하며 제작비 및 유지비용이 절감되는 효과를 제공한다.According to the present invention, in a non-destructive inspection apparatus for measuring a defect of a multilayer piezoelectric actuator having an external electrode in a state where a plurality of ceramic sheets including internal electrodes are stacked, impact energy is transmitted while impinging on the surface of the multilayer piezoelectric actuator. Impact ball; Induces the transfer direction of the impact ball so that the impact ball collides with the stacked piezoelectric actuator fixed to the specimen holder, and is installed above the specimen holder and supplies the kinetic energy by the up and down piston movement to the impact ball to stack the piezoelectric actuator. Ball guide means including a piston moving to impinge the surface; And measuring means electrically connected to an external electrode of the stacked piezoelectric actuator and converting the received electrical signal into a frequency characteristic when an electrical signal generated by the stacked piezoelectric actuator is received due to the impact energy of the impact ball. A nondestructive testing device for an actuator is provided. According to the non-destructive inspection device of the stacked piezoelectric actuator according to the present invention, it is possible to measure the internal defects without destroying the stacked piezoelectric actuators, and the structure thereof is simple, the measurement is simple, and the production cost and maintenance cost are reduced. do.

적층형 압전 액추에이터, 비파괴 검사, 충격볼, 주파수 특성, 결함 검출 Stacked Piezo Actuators, Nondestructive Testing, Impact Balls, Frequency Characteristics, Defect Detection

Description

적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치{Nondestructive inspection device for detecting defect of multilayer piezo-actuator}Nondestructive inspection device for detecting defect of multilayer piezo-actuator

본 발명은 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부전극이 포함된 세라믹 시트가 복수개로 적층된 상태로 외부전극을 가지는 적층형 압전 액추에이터에 대한 결함을 비파괴 방식으로 검사하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a non-destructive testing device for a stacked piezoelectric actuator, and more particularly, to a device for inspecting a defect on a stacked piezoelectric actuator having an external electrode in a state in which a plurality of ceramic sheets including an internal electrode are stacked in a non-destructive manner. It is about.

일반적으로 상기 적층형 압전 액추에이터는 입력되는 전계에 따라 변위가 발생되는 액추에이터로서, 적층형 압전 액추에이터를 구성하고 있는 각각의 세라믹 시트에 전기에너지가 인계되면 수축 또는 이완동작에 따라 변위가 발생될 수 있으며, 세라믹 시트의 적층수와 변위량은 서로 비례하게 된다.In general, the multilayer piezoelectric actuator is an actuator in which displacement is generated according to an input electric field. When electrical energy is turned over to each ceramic sheet constituting the multilayer piezoelectric actuator, displacement may occur due to shrinkage or relaxation. The number of sheets laminated and the amount of displacement become proportional to each other.

이러한 적층형 압전 액추에이터에 따르면, 미세변위의 정밀 제어가 가능하며 변위 발생력이 크고 응답성이 우수한 장점으로, 우주망원경, 고성능 카메라의 위치제어 소자, 잉크젯 프린터 헤드, 카메라폰, 스윙동작형 LCD 이미지 센서, 압전팬, 지능형 자동차 부품, 지능형 로봇 등의 다방면에 응용되고 있다.According to the stacked piezoelectric actuator, the micro displacement can be precisely controlled, the displacement generating force is high, and the responsiveness is excellent. The space telescope, the position control element of the high performance camera, the inkjet printer head, the camera phone, the swing-operated LCD image sensor It is applied to various fields such as piezoelectric fans, intelligent automobile parts, and intelligent robots.

이상과 같은 상기 적층형 압전 액추에이터는 컷 본드(Cut-bond) 방법 또는 테이프 캐스팅(Tape-casting) 방법에 따라 제작될 수 있으나, 일반적으로 세라믹 시트에 금속전극재료를 인쇄한 후 상기 세라믹 시트를 복수개로 압착하여 내부전극을 형성시키는 테이프 캐스팅(Tape-casting) 방법에 의하여 제작된다.The multilayer piezoelectric actuator as described above may be manufactured according to a cut-bond method or a tape casting method, but in general, a plurality of the ceramic sheets are printed after printing a metal electrode material on the ceramic sheet. It is manufactured by a tape-casting method of pressing and forming internal electrodes.

이러한 적층형 압전 액추에이터는 제조 과정상 또는 작동 중에 결함이 발생되면서 변위 특성, 신뢰성 및 수명이 저하될 수 있는데, 상기 결함에 따른 불량 유무를 판단하는 방법으로서, 임피던스 해석기를 이용하여 임피던스를 측정하는 방식, 적층형 압전 액추에이터를 파괴시켜 내부를 직접적으로 관찰하는 방식 및 적층형 압전 액추에이터에 대한 변위를 측정하는 방식이 제시되고 있다.The stacked piezoelectric actuator may have a deterioration in displacement characteristics, reliability, and lifespan as defects occur during manufacturing or during operation. As a method of determining whether defects are caused by the defect, a method of measuring impedance using an impedance analyzer, A method of directly observing the inside by breaking the stacked piezoelectric actuator and a method of measuring displacement with respect to the stacked piezoelectric actuator have been proposed.

상기 임피던스 해석기에 따르면, 장비가 고가일 뿐만 아니라 적층형 압전 액추에이터의 물리적인 결함은 검출될 수 있는 반면 상기 액추에이터의 변위에 절대적인 영향을 미치는 내부결함은 판단되기 어려운 단점이 있다.According to the impedance analyzer, not only is the equipment expensive, but physical defects of the stacked piezoelectric actuators can be detected, while internal defects which have an absolute influence on the displacement of the actuators are difficult to be determined.

또한, 상기 직접적인 파괴 방식 및 변위 측정 방식에 따르면, 결함 유무의 판단을 위해 적층형 압전 액추에이터를 일일이 파괴시켜 검사하거나 일일이 변위를 측정해야 하는 번거로움이 있으며 측정 과정 중에 정상 액추에이터도 파괴되거나 손상될 수 있다는 점에서 비효율적인 면이 적지 않은 문제점이 있다.In addition, according to the direct destruction method and the displacement measurement method, it is cumbersome to inspect or measure the displacement of the stacked piezoelectric actuators individually in order to determine whether there is a defect, and that normal actuators may be destroyed or damaged during the measurement process. In terms of inefficiency, there are many problems.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 상기 적층형 압전 액추에이터가 파괴되지 않는 상태에서 내부결함의 측정이 가능함은 물론이며 제작비 및 유지비가 절감되는 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, it is possible to provide a non-destructive inspection device of a laminated piezoelectric actuator that can measure the internal defects in the state that the laminated piezoelectric actuator is not destroyed, as well as manufacturing and maintenance costs. Has its purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치는, 내부전극이 포함된 세라믹 시트가 복수개로 적층된 상태로 외부전극을 가지는 적층형 압전 액추에이터의 결함을 측정하는 비파괴 검사 장치에 있어서, 상기 적층형 압전 액추에이터의 표면에 충돌되면서 충격에너지를 전달시키는 충격볼; 상기 충격볼이 시편고정대에 고정되어 있는 상기 적층형 압전액추에이터에 충돌되도록 상기 충격볼의 이송방향을 유도하며, 상기 시편고정대의 상방에 설치되며 상기 충격볼에 상하 피스톤 운동에 의한 운동에너지를 공급하여 상기 충격볼을 상기 적층형 압전 액추에이터 표면에 충돌시키는 피스톤운동체를 포함하는 볼유도수단; 및 상기 적층형 압전 액추에이터의 외부전극과 전기적으로 연결되어, 상기 충격볼의 충격에너지로 인해 상기 적층형 압전 액추에이터에서 발생된 전기신호가 수신되면, 수신된 전기신호를 주파수 특성으로 변환 출력하는 계측수단을 포함한다.The non-destructive inspection device for a multilayer piezoelectric actuator of the present invention for achieving the above object is a non-destructive inspection device for measuring a defect of a multilayer piezoelectric actuator having an external electrode in a state where a plurality of ceramic sheets containing internal electrodes are laminated. An impact ball for imparting impact energy while colliding with a surface of the stacked piezoelectric actuator; Induces the conveying direction of the impact ball so that the impact ball collides with the stacked piezoelectric actuator fixed to the specimen holder, installed above the specimen holder and supplying kinetic energy by vertical piston movement to the impact ball Ball guide means including a piston moving the impact ball to the surface of the stacked piezoelectric actuator; And measuring means electrically connected to an external electrode of the stacked piezoelectric actuator and converting the received electrical signal into a frequency characteristic when the electrical signal generated by the stacked piezoelectric actuator is received due to the impact energy of the impact ball. do.

또한, 상기 계측수단은, 오실로스코프일 수 있다.In addition, the measuring means may be an oscilloscope.

또한, 상기 계측수단은, 상기 적층형 압전 액추에이터의 외부전극과 전기적으로 연결되어, 상기 충격볼의 충격에너지로 인해 상기 적층형 압전 액추에이터에서 발생된 전기신호가 수신되면, 수신된 전기신호를 증폭하여 출력시키는 증폭기; 상기 증폭기에서 출력된 전기신호가 수신되면 수신된 전기신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하여 출력시키는 필터; 및 상기 필터에서 출력된 전기신호를 주파수 특성으로 변환하여 출력하는 오실로스코프를 포함할 수 있다.The measuring means may be electrically connected to an external electrode of the stacked piezoelectric actuator to amplify the received electrical signal when the electrical signal generated by the stacked piezoelectric actuator is received due to the impact energy of the impact ball. amplifier; A filter which removes and outputs a noise component included in the received electrical signal when the electrical signal output from the amplifier is received; And an oscilloscope for converting and outputting an electrical signal output from the filter into a frequency characteristic.

그리고, 본 발명은 상기 계측수단에서 주파수 특성으로 변환 출력된 전기신호를 전송받아 측정데이터로 저장시키는 컴퓨터를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a computer for receiving the electrical signal converted into the frequency characteristic by the measuring means and storing the measured electrical signal as measurement data.

한편, 상기 피스톤운동체의 피스톤 운동 방식은, 공기 압력에 따른 공압식 피스톤 운동, 오일의 압력에 따른 유압식 피스톤 운동, 또는 코일에 인가되는 전계방향에 따른 솔레노이드 벨브식 피스톤 운동 중 선택된 하나의 운동 방식일 수 있다.On the other hand, the piston movement method of the piston body, may be any one selected from pneumatic piston movement according to the air pressure, hydraulic piston movement according to the pressure of the oil, or solenoid valve-type piston movement according to the electric field applied to the coil. have.

또한, 상기 시편고정대에는, 상기 적층형 압전 액추에이터가 고정되는 고정홈이 형성되며, 상기 고정홈 내측으로는 상기 고정홈의 내벽과 스프링으로 연결되는 보조지지체가 구비되어 스프링의 탄성에 의한 홈폭의 수축 및 이완이 가능하고 상기 적층형 압전 액추에이터가 상기 고정홈 내부에 탄력적으로 고정될 수 있다.In addition, the specimen holder is formed with a fixing groove to which the laminated piezoelectric actuator is fixed, the fixing groove is provided with an auxiliary support that is connected to the inner wall of the fixing groove and the spring inside the fixing groove and shrinkage of the groove width by the elasticity of the spring and Relaxation is possible and the stacked piezoelectric actuator may be elastically fixed in the fixing groove.

본 발명에 따른 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치에 따르면, 다음과 같은 효과를 제공한다.According to the non-destructive inspection device for a stacked piezoelectric actuator according to the present invention, the following effects are provided.

첫째, 적층형 압전 액추에이터에 충격볼이 낙하 및 충돌되는 방식을 이용하 여 상기 적층형 압전 액추에이터가 파괴되지 않는 상태에서의 내부결함 측정이 가능한 장점이 있다. First, there is an advantage that the internal defect measurement in the state that the laminated piezoelectric actuator is not destroyed by using a method in which the impact ball falls and collides with the laminated piezoelectric actuator.

둘째, 적층형 압전 액추에이터에 충격볼이 충돌되는 방식으로서, 자유낙하, 피스톤 운동, 도르래의 회전 및 자동 승강된 충격볼의 경사 낙하 방식을 포함한 수동형 또는 자동형의 다양한 방식이 적용될 수 있음은 물론이며, 그 구조가 간단하고 측정이 간편하고 제작이 용이할 뿐 아니라 제작비 및 유지비가 절감될 수 있다.Secondly, as the impact ball collides with the stacked piezoelectric actuator, a variety of manual or automatic methods, including free fall, piston movement, pulley rotation, and inclined dropping of the automatically elevated impact ball, may be applied. The structure is simple, easy to measure and easy to manufacture, and manufacturing and maintenance costs can be reduced.

셋째, 충격볼의 충돌에 따라 적층형 압전 액추에이터에 전달되는 충격에너지로부터 발생된 전기신호를 주파수 특성으로 변환함으로써 적층형 압전 액추에이터의 결함 측정이 가능하며, 미약한 전기신호의 증폭과 노이즈 성분이 제거됨으로써 수신된 신호의 명확한 해석이 가능하다는 장점이 있다.Third, by converting the electrical signal generated from the impact energy delivered to the stacked piezoelectric actuator in response to the impact of the impact ball into a frequency characteristic, defect measurement of the stacked piezoelectric actuator is possible, and the amplification of the weak electrical signal and the noise component are removed. The advantage is that a clear interpretation of the signal is possible.

넷째, 검출된 데이터는 별도의 컴퓨터에 저장됨으로써 측정된 데이터의 보관, 분석 및 비교가 가능하다.Fourth, the detected data can be stored in a separate computer to store, analyze and compare the measured data.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적인 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle of definition.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 내부전극(12)이 포함된 세라믹 시트(11)가 복수개로 적층된 상태에서 양전극 및 음전극이 인가되는 두 개의 외부전극(13)을 가지는 적층형 압전 액추에이터(10)에 대한 내부 결함을 측정하는 비파괴 검사 장치에 관한 것이다.As shown in FIG. 6, the stacked piezoelectric actuator 10 having two external electrodes 13 to which a positive electrode and a negative electrode are applied in a state where a plurality of ceramic sheets 11 including the internal electrodes 12 are stacked. The present invention relates to a non-destructive inspection device for measuring internal defects.

도 1a 내지 도 1b는 이러한 본 발명의 제 1실시예에 따른 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치의 개략도이며, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 제 2실시예 내지 제 4실시예에 따른 비파괴 검사 장치의 개략도이다.1A to 1B are schematic views of a non-destructive inspection device of a stacked piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are non-destructive inspection devices according to a second embodiment to a fourth embodiment of the present invention. Schematic diagram of.

본 발명의 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치(100,200,300,400)에 따르면, 충격볼(110), 볼유도수단(120) 및 계측수단(130)을 포함한다.According to the non-destructive inspection device (100, 200, 300, 400) of the stacked piezoelectric actuator of the present invention, the impact ball 110, the ball guide means 120 and the measuring means 130.

상기 충격볼(110)은 상기 적층형 압전 액추에이터(10)의 표면에 충돌되면서 충격에너지를 전달시키는 공으로서, 상기 적층형 압전 액추에이터(10)에 대한 비탄성 충돌이 이루어지도록 견고한 재질로 구성되는 것이 바람직하다.The impact ball 110 is a ball that transmits the impact energy while colliding with the surface of the stacked piezoelectric actuator 10, it is preferably made of a rigid material so that the inelastic impact on the stacked piezoelectric actuator 10 is made.

상기 볼유도수단(120,220,320,420)은 시편고정대(140)에 고정되어 있는 상기 적층형 압전 액추에이터(10)에 상기 충격볼(110)이 충돌되도록 상기 충격볼(110)의 이송방향을 유도하는 부분으로서, 도 1a 내지 도 4에 도시된 다양한 실시예로 구성될 수 있다.The ball guide means (120, 220, 320, 420) is a part for inducing the conveying direction of the impact ball 110 so that the impact ball 110 collides with the stacked piezoelectric actuator 10 is fixed to the specimen holder 140, It may be configured with various embodiments shown in 1a to 4.

상기 계측수단(130)은 상기 적층형 압전 액추에이터(10)의 외부전극(13)과 전기적으로 연결되어, 상기 충격볼(110)의 충격에너지로 인해 상기 적층형 압전 액추에이터(10)에서 발생된 전기신호가 수신되면, 수신된 전기신호를 주파수 특성으로 변환하여 출력하는 부분이다.The measuring means 130 is electrically connected to an external electrode 13 of the stacked piezoelectric actuator 10, and the electrical signal generated by the stacked piezoelectric actuator 10 due to the impact energy of the impact ball 110 is When received, the part converts the received electric signal into a frequency characteristic and outputs the frequency characteristic.

상기와 같이 본 발명에 따르면, 상기 적층형 압전 액추에이터(10)에 전달되는 충격에너지에 의해 상기 외부전극(13)에서 전류 및 전압의 시간적 변화에 따른 전기신호가 발생되면, 발생된 전기신호가 주파수 특성으로 변환됨으로써 상기 적층형 압전 액추에이터(10)의 결함 측정이 가능하다.According to the present invention as described above, when the electrical signal is generated according to the time change of the current and voltage at the external electrode 13 by the impact energy delivered to the stacked piezoelectric actuator 10, the generated electrical signal is frequency characteristics The defect measurement of the laminated piezoelectric actuator 10 can be performed by converting to.

이러한 상기 계측수단(130)은 도 1a 내지 도 1b에 도시된 바와 같이 오실로스코프(131)일 수 있으며, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 증폭기(132), 필터(133) 및 오실로스코프(131)를 포함할 수 있다.The measuring means 130 may be an oscilloscope 131 as shown in FIGS. 1A to 1B, and the amplifier 132, the filter 133, and the oscilloscope 131 as shown in FIGS. 2 to 4. It may include.

상기 증폭기(132)는 상기 적층형 압전 액추에이터(10)의 외부전극(13)과 전기적으로 연결되어, 상기 충격볼(110)의 충격에너지로 인해 상기 적층형 압전 액추에이터(10)에서 발생된 전기신호가 수신되면, 수신된 전기신호를 증폭하여 출력시키는 부분이다.The amplifier 132 is electrically connected to an external electrode 13 of the stacked piezoelectric actuator 10 to receive an electrical signal generated by the stacked piezoelectric actuator 10 due to the impact energy of the impact ball 110. When amplified, the received electrical signal is output.

상기 필터(133)는 상기 증폭기(132)에서 출력된 전기신호가 수신되면 수신된 전기신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하여 출력시킬 수 있다.When the electric signal output from the amplifier 132 is received, the filter 133 may remove and output a noise component included in the received electric signal.

한편, 상기 오실로스코프(131)는 상기 필터(133)에서 출력된 전기신호를 주파수 특성으로 변환하여 출력할 수 있다.The oscilloscope 131 may convert an electrical signal output from the filter 133 into a frequency characteristic and output the frequency characteristic.

이상과 같이, 상기 계측수단(130)에 상기 필터(133)와 증폭기(132)가 포함됨 에 따라, 미약하게 수신된 전기신호의 증폭이 가능함은 물론이며 노이즈 성분이 제거됨으로써 수신된 신호의 명확한 해석이 가능하다는 장점이 있다.As described above, since the filter 133 and the amplifier 132 are included in the measuring means 130, amplification of the weakly received electric signal is possible, as well as a clear analysis of the received signal by removing noise components. This has the advantage of being possible.

여기서, 도 1a 내지 도 1b에 도시된 계측수단(130)의 구성은 도 2 내지 도 4의 계측수단(130)에 적용될 수 있으며, 반대로 도 2 내지 도 4에 도시된 계측수단(130)의 구성 또한 도 1a 내지 도 1b의 계측수단(130)에 적용 가능하다.Here, the configuration of the measuring means 130 shown in FIGS. 1A to 1B may be applied to the measuring means 130 of FIGS. 2 to 4, and conversely, the configuration of the measuring means 130 shown in FIGS. 2 to 4. It is also applicable to the measuring means 130 of Figs. 1A to 1B.

한편, 본 발명에 따른 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치(100,200,300,400)에는 상기 계측수단(130)과 연결되는 컴퓨터(150)가 더 포함될 수 있는데, 이러한 상기 컴퓨터(150)에 의하면 상기 계측수단(130)에서 주파수 특성으로 변환 출력된 전기신호를 전송받아 데이터로 저장시킴으로써 측정된 데이터의 보관, 분석 및 비교가 가능하다는 장점이 있다.On the other hand, the non-destructive testing device (100, 200, 300, 400) of the stacked piezoelectric actuator according to the present invention may further include a computer 150 connected to the measuring means 130, according to the computer 150 according to the measuring means 130 It is possible to store, analyze and compare the measured data by receiving the electrical signal converted into frequency characteristics and storing it as data.

한편, 도 1a 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 상기 볼유도수단(120)의 구조에 따라 제 1실시예 내지 제 4실시예의 다양한 변형이 가능하다.Meanwhile, as shown in FIGS. 1A to 4, the present invention may be variously modified in the first to fourth embodiments according to the structure of the ball guide means 120.

먼저, 도 1a 내지 도 1b에 도시된 본 발명의 제 1실시예에 따른 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치(100)에 따르면, 상기 볼유도수단(120)은 상기 충격볼(110)이 통과되는 관통로가 형성된 상태로 상기 시편고정대(140)의 상방에 수직 설치됨으로써 상기 충격볼(110)의 자유낙하를 유도하는 볼유도관(121)을 포함한다.First, according to the non-destructive inspection device 100 of the stacked piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention shown in Figures 1a to 1b, the ball guide means 120 is through the impact ball 110 is passed through It includes a ball induction pipe 121 to guide the free fall of the impact ball 110 by being installed vertically above the specimen fixing stand 140 in the state formed.

이러한 상기 볼유도관(121)은 도 1b와 같이 시편고정대(140)의 상방에 수직설치되면서 적어도 3개 이상의 기둥에 의해 외주가 둘러싸인 형태로 제작됨에 따라, 도 1a의 볼유도관(121)에 비하여 충격볼(110)이 낙하되는 동안 볼유도관(121)의 내벽과 접촉되는 면적이 축소되고 낙하시의 마찰저항이 감소될 수 있다.The ball induction pipe 121 is installed in the form of the outer periphery surrounded by at least three pillars while being installed vertically above the specimen fixture 140 as shown in Figure 1b, in the ball induction pipe 121 of Figure 1a In comparison, while the impact ball 110 falls, the area in contact with the inner wall of the ball induction pipe 121 may be reduced, and the frictional resistance during the drop may be reduced.

한편, 도 2에 도시된 본 발명의 제 2실시예에 따른 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치(200)에 따르면, 상기 볼유도수단(220)은 상기 시편고정대(140)의 상방에 설치되며, 상기 충격볼(110)에 상하 피스톤 운동에 의한 운동에너지를 공급하여 상기 충격볼(110)을 상기 적층형 압전 액추에이터(10)의 표면에 충돌시키는 피스톤운동체(221)를 포함한다.On the other hand, according to the non-destructive inspection device 200 of the stacked piezoelectric actuator according to the second embodiment of the present invention shown in Figure 2, the ball guide means 220 is installed above the specimen fixing plate 140, Supplying the kinetic energy by the up and down piston movement to the impact ball 110 includes a piston moving body 221 to impinge the impact ball 110 on the surface of the stacked piezoelectric actuator (10).

이러한 상기 피스톤운동체(221)의 피스톤 운동방식으로는 공기 압력에 따른 공압식 피스톤 운동, 오일의 압력에 따른 유압식 피스톤 운동, 또는 코일에 인가되는 전계방향에 따른 솔레노이드 벨브식 피스톤 운동 중 선택된 하나의 운동 방식이 적용될 수 있다.The piston movement method of the piston movement body 221 is a pneumatic piston movement according to the air pressure, a hydraulic piston movement according to the pressure of the oil, or a solenoid valve-type piston movement according to the electric field direction applied to the coil This can be applied.

한편, 도 3에 도시된 본 발명의 제 3실시예에 따른 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치(300)에 따르면, 상기 볼유도수단(320)은 도르래(321), 도르래벨트(322) 및 구동부(323)를 포함할 수 있다. On the other hand, according to the non-destructive inspection device 300 of the stacked piezoelectric actuator according to the third embodiment of the present invention shown in Figure 3, the ball guide means 320 is a pulley 321, pulley belt 322 and the driving unit ( 323).

상기 도르래(321)는 원주방향의 정회전 및 역회전이 가능하며, 상기 시편고정대(140)의 상방에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.The pulley 321 may be rotated forward and reverse in the circumferential direction, and may be installed at least one above the specimen holder 140.

상기 도르래벨트(322)는 일단부에 상기 충격볼(110)이 고정되며, 상기 도르래(321)의 원주를 따라 설치된다.The pulley belt 322 is fixed to the one end of the impact ball 110, is installed along the circumference of the pulley 321.

상기 구동부(323)는 상기 도르래벨트(322)의 타단부가 연결된 상태에서 정회전 또는 역회전되면서 상기 도르래벨트(322)의 일단부에 고정된 충격볼(110)을 상기 적층형 압전 액추에이터(10)의 표면으로 낙하 및 충돌시킬 수 있다. The driving unit 323 is a stacking piezoelectric actuator 10 to the impact ball 110 fixed to one end of the pulley belt 322 while the other end of the pulley belt 322 is connected to the forward or reverse rotation Can fall and collide with the surface.

여기서, 상기 구동부(323)는 상기 충격볼(110)이 낙하되는 방향과 반대되는 방향의 회전동작에 의해 상기 충격볼(110)을 충돌 대기상태로 복귀시킬 수 있다.Here, the driving unit 323 may return the impact ball 110 to the collision standby state by the rotation operation in the direction opposite to the direction in which the impact ball 110 falls.

한편, 상기 구동부(323)는 정회전 또는 역회전되는 속도의 조절이 가능함으로써 상기 충격볼(110)의 낙하 속도에 따라 상기 적층형 압전 액추에이터(10)에 전달되는 충격에너지의 크기가 조절될 수 있으며, 이러한 상기 구동부(323)의 회전속도는 상기 적층형 압전 액추에이터(10)가 파괴되지 않는 한도내에서 조절되는 것이 바람직하다.On the other hand, the driving unit 323 is capable of adjusting the speed of the forward or reverse rotation can be adjusted to the magnitude of the impact energy delivered to the stacked piezoelectric actuator 10 according to the dropping speed of the impact ball 110. In this case, the rotational speed of the driving unit 323 may be adjusted within the limit that the stacked piezoelectric actuator 10 is not destroyed.

상기 구동부(323)는 구동모터에 의해 구현될 수 있으나 구동수단이 이에 한정되지는 않으며, 정회전 또는 역회전이 가능한 타수단으로의 다양한 변형이 가능함은 물론이다.The driving unit 323 may be implemented by a driving motor, but the driving means is not limited thereto, and various modifications may be made to other means capable of forward or reverse rotation.

이상과 같은 본 발명의 제 3실시예에 따르면, 제 1실시예와 같은 수동형 충돌 방식이 아닌 상기 구동부(323)에 의한 자동형 충돌 방식이 적용됨으로써 결함 검출의 편리성이 향상됨은 물론이며, 상기 구동부(323)의 회전속도 조절에 따른 충격볼(110)의 낙하 속도 및 충돌에너지의 조절이 가능한 장점이 있다. According to the third embodiment of the present invention as described above, the convenience of defect detection is of course improved by applying the automatic collision method by the driving unit 323 instead of the manual collision method as the first embodiment. The drop speed and impact energy of the impact ball 110 according to the rotational speed control of the driving unit 323 can be adjusted.

다음으로, 도 4에 도시된 본 발명의 제 4실시예에 따른 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치(400)에 대해 상세히 설명하고자 한다.Next, a non-destructive inspection device 400 for a stacked piezoelectric actuator according to a fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 4 will be described in detail.

본 발명의 제 4실시예에 따른 상기 볼유도수단(420)은 볼승강체(421) 및 경사라인(428)을 포함할 수 있는데, 이때 상기 적층형 압전 액추에이터(10)가 고정된 시편고정대(140)의 표면은 소정 경사각으로 낙하되는 충격볼(110)의 이동방향과 대략 90°가 되도록 수평면을 기준으로 소정 각도 경사를 이루는 것이 바람직하다.The ball guide means 420 according to the fourth embodiment of the present invention may include a ball elevating body 421 and the inclined line 428, wherein the laminated piezoelectric actuator 10 is a specimen holder 140 is fixed It is preferable that the surface of) forms an angle of inclination relative to the horizontal plane such that the surface of the impact ball 110 falls at a predetermined angle of inclination of approximately 90 °.

한편, 상기 볼유도수단(420)에 포함된 상기 볼승강체(421)는 본체(422), 볼 이송라인(423) 및 회전판(424)을 구비할 수 있다. Meanwhile, the ball lifting body 421 included in the ball guide means 420 may include a main body 422, a ball transfer line 423, and a rotating plate 424.

여기서, 상기 본체(422)는 상부 및 하부 일측에 상기 충격볼(110)이 출입되는 출구(426)와 입구(427)가 형성된 원통형의 몸체이다.Here, the main body 422 is a cylindrical body formed with an outlet 426 and the inlet 427 is the entrance and exit of the impact ball 110 on one side of the upper and lower.

상기 볼이송라인(423)은 상기 본체(422) 내벽을 따라 상기 입구(427)에서 상기 출구(426) 방향으로 나선형으로 연장 설치되며 상기 충격볼(110)이 이송되는 부분이다.The ball transfer line 423 is installed in a spiral extending from the inlet 427 toward the outlet 426 along the inner wall of the main body 422 and the impact ball 110 is transferred.

또한, 상기 회전판(424)은 상기 본체(422)의 볼이송라인(423) 내측에 수직으로 설치된 상태로 모터(425)의 구동에 의해 회전되면서 상기 충격볼(110)을 상기 볼이송라인(423)을 따라 상향 이송시키는 구동력을 가지는 부분이다.In addition, the rotating plate 424 is rotated by the driving of the motor 425 in a state installed vertically inside the ball transfer line 423 of the main body 422, the impact ball 110 to the ball transfer line 423 ) Is a part having a driving force to move upward along.

이러한 상기 회전판(424)은 상기 충격볼(110)이 상기 볼이송라인(423)에서 이탈되어 추락되는 일이 없도록 일면에 상기 충격볼(110)이 지지되는 돌출부(424a)가 형성되는 것이 바람직하다.The rotating plate 424 is preferably formed with a protrusion 424a on which one side of the impact ball 110 is supported so that the impact ball 110 does not fall off from the ball transfer line 423. .

상기 경사라인(428)은 상기 볼승강체(421)와 상기 시편고정대(140) 사이에서 소정 경사각을 가지는 상태로 설치되어, 상기 볼승강체(421)의 출구(426)로부터 이탈된 충격볼(110)을 상기 시편고정대(140)에 고정된 적층형 압전 액추에이터(10)로 하향 이송되도록 유도하는 부분이다.The inclined line 428 is installed with a predetermined inclination angle between the ball lifting body 421 and the specimen fixing table 140, the impact ball is separated from the outlet 426 of the ball lifting body 421 ( 110 is a portion to guide the downward transfer to the stacked piezoelectric actuator 10 is fixed to the specimen holder (140).

한편, 본 발명의 제 4실시예에 적용되는 볼유도수단(400)에는 경사조절체(429) 및 볼복귀라인(430)이 더 포함될 수 있다.On the other hand, the ball guide means 400 applied to the fourth embodiment of the present invention may further include a tilt control member 429 and the ball return line 430.

상기 경사조절체(429)는 상기 충격볼(110)의 낙하속도 및 충격에너지의 크기가 조절되도록 시편고정대(140)의 상기 소정 각도와 경사라인(428)의 상기 소정 경 사각을 각각 조절하는 부분으로써, 상기 충격볼(110)이 상기 적층형 압전 액추에이터(10)의 표면에 대략 수직으로 충돌되도록 상기 시편고정대(140)의 표면과 상기 경사라인(428)의 길이방향이 대략 90°의 각도가 유지되도록 조절되는 것이 바람직하다.The inclined regulator 429 is a portion for adjusting the predetermined angle of the specimen fixing table 140 and the predetermined inclination of the inclined line 428 so that the falling speed and the magnitude of the impact energy of the impact ball 110 is adjusted, respectively. As such, the angle of the surface of the specimen holder 140 and the longitudinal direction of the inclined line 428 is maintained at approximately 90 ° such that the impact ball 110 collides substantially perpendicularly to the surface of the stacked piezoelectric actuator 10. It is preferable to adjust so that.

이러한 상기 경사조절체(429)는 수동 조절 또는 별도 제어부의 구동에 따른 자동 조절 방식 등이 적용될 수 있으나 경사조절 방식은 이에 한정되지 않으며 경사각이 조절되는 다양한 실시예로의 변형이 가능함은 물론이다.The inclination control body 429 may be applied to the automatic adjustment method according to the manual adjustment or the drive of a separate control unit, but the inclination adjustment method is not limited to this and can be modified to various embodiments in which the inclination angle is adjusted.

한편, 상기 볼복귀라인(430)은 상기 볼승강체(421)의 입구(427)와 상기 시편고정대(140) 사이에 설치되어, 상기 적층형 압전 액추에이터(10)에 충돌 후 낙하된 상기 충격볼(110)이 상기 볼승강체(421)의 입구(427)로 다시 유입되도록 유도하는 부분으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 경사진 이송라인 형태 또는 컨베이어에 의한 이동방식이 적용될 수 있다. On the other hand, the ball return line 430 is installed between the inlet 427 of the ball lifting body 421 and the specimen fixing stand 140, the impact ball dropped after the impact on the stacked piezoelectric actuator 10 ( As the portion 110 is guided back to the inlet 427 of the ball lifting body 421, as shown in Figure 4 can be applied to the inclined transfer line form or a moving method by a conveyor.

또한, 본 발명에서는 낙하된 충격볼(110)의 일정영역 이상의 이탈을 방지하기 위하여, 수직방향으로 소정의 높이를 가지는 가이드가 포함된 이탈방지수단(미도시)이 상기 시편고정대(140) 주변에 설치되는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, in order to prevent the separation of the impact ball 110 is dropped more than a predetermined area, the separation prevention means (not shown) including a guide having a predetermined height in the vertical direction is around the specimen fixing stand 140 It is preferable to install.

상기와 같은 본 발명의 제 4실시예에 따른 과정의 순서를 상세히 설명하면 다음과 같다. Referring to the procedure of the process according to the fourth embodiment of the present invention as described above in detail.

첫째, 상기 충격볼(110)이 상기 회전판(424)의 회전을 통해 볼이송라인(423)을 따라 상기 출구(426)까지 자동 이송된다.First, the impact ball 110 is automatically transferred to the outlet 426 along the ball transfer line 423 through the rotation of the rotating plate 424.

둘째, 출구(426)까지 이송된 상기 충격볼(110)은 상기 출구(426)를 통해 이 탈된 후 상기 경사라인(428)을 타고 하향 이송되면서 상기 시편고정대(140)에 위치하고 있는 적층형 압전 액추에이터(10)의 표면에 충돌되게 된다.Second, the impact ball 110 transferred to the outlet 426 is separated through the outlet 426 and then transported downward in the inclined line 428, the stacked piezoelectric actuator located on the specimen holder 140 ( 10) will hit the surface.

셋째, 충돌된 충격볼(110)은 볼복귀라인(430)을 통해 상기 볼승강체(421)의 입구(427)로 다시 유입된다.Third, the impact ball 110 collided flows back into the inlet 427 of the ball lifting body 421 through the ball return line 430.

상기의 과정을 통하여 다시 유입된 충격볼(110)은 대기상태로 전환됨으로써 전 측정과정이 자동화될 수 있다.The impact ball 110 introduced again through the above process is switched to the standby state, so that the entire measurement process may be automated.

상기의 과정을 통하여 피실험체인 적층형 압전 액추에이터(10)가 실험되는 주기에 따라 상기 제 4실시예의 구성수단 중 회전판(424)의 구동주기를 제어함으로써 본 발명에 의한 실험은 중단없는 연속선상의 실험을 유지할 수 있는 구성을 실현할 수 있다. By controlling the driving period of the rotating plate 424 of the constituent means of the fourth embodiment according to the cycle in which the stacked piezoelectric actuator 10, which is the test subject, is tested through the above process, the experiment according to the present invention is not continuous. Can be realized.

물론, 상기의 주기에 대응하여 본 발명에 의한 계측결과를 컴퓨터(150) 등의 저장단말에 저장할 수 있도록 구성될 수 있음은 자명하다. Of course, it is obvious that the measurement result according to the present invention may be configured to be stored in a storage terminal such as the computer 150 in response to the above cycle.

이상과 같은 본 발명의 제 1실시예 내지 제 4실시예에 따르면, 상기 적층형 압전 액추에이터를 파괴시키지 않고 내부결함의 측정이 가능함은 물론이며, 그 구조가 간단하여 제작이 용이할 뿐 아니라 측정이 간편하고 제작비 및 유지비용이 절감될 수 있다.According to the first to fourth embodiments of the present invention as described above, the internal defects can be measured without destroying the stacked piezoelectric actuators, as well as the structure is simple and easy to manufacture. And manufacturing and maintenance costs can be reduced.

한편, 도 5에는 본 발명의 시편고정대를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.On the other hand, Figure 5 is a cross-sectional view showing a specimen holder of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예 내지 제 4실시예에 적용되는 시편고정대(140)는 상기 적층형 압전 액추에이터가 고정되는 고정홈(141)이 형성될 수 있다.As shown in the drawing, the specimen holder 140 applied to the first to fourth embodiments of the present invention may have a fixing groove 141 to which the stacked piezoelectric actuator is fixed.

여기서, 상기 시편고정대(140)의 고정홈(141) 내측으로는 상기 고정홈(141)의 내벽과 스프링(143)으로 연결되는 보조지지체(142)가 구비될 수 있는데, 상기 스프링(143)의 탄성에 의한 홈폭의 수축 및 이완이 가능함에 따라 상기 적층형 압전 액추에이터(10)가 상기 고정홈(141) 내부에 탄력적으로 고정될 수 있다.Here, an auxiliary support 142 connected to the inner wall of the fixing groove 141 and the spring 143 may be provided inside the fixing groove 141 of the specimen holder 140, wherein the spring 143 of the The stackable piezoelectric actuator 10 may be elastically fixed inside the fixing groove 141 as the groove width may be contracted and relaxed by elasticity.

여기서, 상기 홈폭은 적층형 압전 액추에이터(10)가 결합되는 부분의 폭을 의미하는 것이며, 또한, 상기 보조지지체(142)는 상기 고정홈(141)의 내벽과 탄성지지되므로 상기 적층형 압전 액추에이터(10)는 상기 고정홈(141)에 탄성지지되면서 결합되게 된다.Here, the groove width refers to the width of the portion to which the stacked piezoelectric actuator 10 is coupled, and the auxiliary support 142 is elastically supported with the inner wall of the fixing groove 141, so that the stacked piezoelectric actuator 10 Is elastically supported in the fixing groove 141 is coupled.

상기 구성에서 언급된 스프링(143)은 상기 보조지지체(142)가 탄성력을 가지면서 이완, 수축되도록 하는 기능을 수행하는 구성수단이므로, 상기와 같은 기능을 수행할 수 있는 소정의 탄성력을 가지고 있는 어떠한 수단도 대체 가능함은 자명하다고 할 수 있으므로, 본 발명의 청구범위에서 권리로 요구하는 구성은 상기 스프링(143)에 국한될 수 없음은 자명하다.The spring 143 mentioned in the above configuration is a constituent means for performing a function of allowing the auxiliary support 142 to relax and contract while having an elastic force, and thus, any spring having a predetermined elastic force capable of performing the above function. It is apparent that the means can also be replaced, it is obvious that the configuration required by the claims in the present invention can not be limited to the spring (143).

이하에서는 본 발명의 제 1실시예에 따른 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치(100)를 이용한 결함 검출 결과의 예시를 나타내고자 한다.Hereinafter, an example of a defect detection result using the non-destructive inspection device 100 of the stacked piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention will be described.

본 검사에 있어서 사용된 충격볼(110)의 중량은 0.44g, 자유낙하되는 높이는 10cm이며, 이 때 상기 충격볼(110)이 가지는 충격에너지는 0.4×10-3J이다.The weight of the impact ball 110 used in this test is 0.44g, the height of free fall is 10cm, at this time the impact energy of the impact ball 110 is 0.4 × 10 -3 J.

도 6은 내부결함이 없는 일반적인 적층형 압전 액추에이터의 개략도이며, 도 7은 내부결함이 있는 적층형 압전 액추에이터의 개략도이다. 또한, 도 8과 도 9는 도 6과 도 7에 대한 각 액추에이터의 비파괴 검사에 따른 시간적 특성 그래프이며, 도 10과 도 11은 도 8과 도 9에 대한 각각의 주파수 특성 그래프이다.6 is a schematic diagram of a general stacked piezoelectric actuator without internal defects, and FIG. 7 is a schematic diagram of a stacked piezoelectric actuator with internal defects. 8 and 9 are graphs of temporal characteristics according to non-destructive testing of the actuators of FIGS. 6 and 7, and FIGS. 10 and 11 are graphs of respective frequency characteristics of FIGS. 8 and 9.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 적층형 압전 액추에이터(10)의 변위 특성, 신뢰성 및 수명 저하를 초래하는 내부 결함의 종류로는, 내부전극의 끊어짐(A), 세라믹 시트의 기공발생(B), 내부전극의 균열발생(C) 등일 수 있다. As shown in FIG. 7, types of internal defects that cause displacement characteristics, reliability, and lifespan deterioration of the stacked piezoelectric actuator 10 include breakage of internal electrodes (A), pore generation of ceramic sheets (B), It may be a crack generation (C) of the internal electrode.

먼저, 도 6의 내부결함이 없는 적층형 압전 액추에이터(10)에 대한 비파괴 검사 결과를 살펴보면, 도 8에 도시된 바와 같이 수신된 전기신호의 진폭이 시간에 따라 서서히 감소되는 정상적인 곡선을 보이는 동시에, 상기 시간적 특성이 주파수 특성으로 변환된 도 10에서는 특정 주파수에서 소정 크기의 진폭이 또렷이 존재하는 정상적인 주파수 특성을 나타낸다.First, referring to the non-destructive test result of the multilayer piezoelectric actuator 10 without internal defects of FIG. 6, as shown in FIG. 8, the amplitude of the received electric signal gradually decreases with time, and at the same time, the In FIG. 10, in which the temporal characteristic is converted into the frequency characteristic, the normal frequency characteristic in which a predetermined amplitude is clearly present at a specific frequency is shown.

그러나, 도 7의 내부결함이 있는 적층형 압전 액추에이터(10)에 대한 비파괴 검사 결과를 살펴보면, 도 9에 도시된 바와 같이 수신된 전기신호의 진폭이 시간에 따라 불안정되게 감소될 뿐 아니라 이러한 시간적 특성이 주파수 특성으로 변환된 도 11을 참고하면, 미약한 진폭을 갖는 비정상적인 주파수 특성을 갖는 신호가 출력되어 내부결함이 없는 정상적인 경우의 도 10과 비교시 대별되는 특징을 보인다.However, looking at the non-destructive test results for the multilayered piezoelectric actuator 10 having the internal defect of FIG. 7, as shown in FIG. 9, the amplitude of the received electrical signal is unstablely decreased with time, and this temporal characteristic is not shown. Referring to FIG. 11 converted to a frequency characteristic, a signal having an abnormal frequency characteristic having a weak amplitude is output, and the characteristic is distinguished when compared with FIG. 10 in a normal case without internal defects.

이상과 같이 본 발명에 따르면 상기 충격볼(110)의 충돌에 따라 적층형 압전 액추에이터(10)에서 전달되는 충격에너지로부터 발생된 전기신호를 주파수 특성으로 변환함으로써 본 발명의 구성에 의하여 적층형 압전 액추에이터(10)에서 발생될 수 있는 결함의 유무에 따른 주파수 특성을 정형화할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the piezoelectric actuator 10 according to the configuration of the present invention is converted by converting an electrical signal generated from the impact energy transmitted from the stacked piezoelectric actuator 10 into a frequency characteristic according to the impact of the impact ball 110. It is possible to standardize the frequency characteristics according to the presence or absence of defects that may occur in

상기 정형화된 결함 데이터를 기준으로 적층형 압전 액추에이터(10)의 본 발 명에 의한 실험을 수행함으로써 피실험체의 결함 유무 및 결함 유형에 대한 데이터를 자동으로 연산처리할 수 있어 결함에 관한 처리 속도 및 정확성이 더욱 향상될 수 있다.By performing the experiment according to the present invention of the stacked piezoelectric actuator 10 on the basis of the standardized defect data, data about the presence or absence of defects and types of defects can be automatically computed, and thus the processing speed and accuracy of the defects. This can be further improved.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is described by the person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Various modifications and variations are possible without departing from the scope of the appended claims.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치의 개략도,1A to 1B are schematic views of a non-destructive inspection device of a stacked piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 비파괴 검사 장치의 개략도,2 is a schematic diagram of a non-destructive inspection device according to a second embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 제 3실시예에 따른 비파괴 검사 장치의 개략도, 3 is a schematic view of a non-destructive inspection device according to a third embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 제 4실시예에 따른 비파괴 검사 장치의 개략도,4 is a schematic diagram of a non-destructive inspection device according to a fourth embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 시편고정대를 나타내는 단면도, 5 is a cross-sectional view showing a specimen holder of the present invention,

도 6은 내부결함이 없는 일반적인 적층형 압전 액추에이터의 개략도,6 is a schematic diagram of a general stacked piezoelectric actuator without internal defects,

도 7은 내부결함이 있는 적층형 압전 액추에이터의 개략도,7 is a schematic diagram of a stacked piezoelectric actuator with an internal defect,

도 8은 도 6의 액추에이터의 비파괴 검사에 따른 시간적 특성 그래프,8 is a graph of a time characteristic according to the non-destructive test of the actuator of FIG.

도 9는 도 7의 액추에이터의 비파괴 검사에 따른 시간적 특성 그래프,9 is a graph of the temporal characteristics according to the non-destructive test of the actuator of FIG.

도 10은 도 8의 주파수 특성 그래프,10 is a frequency characteristic graph of FIG.

도 11는 도 9의 주파수 특성 그래프이다.11 is a graph of frequency characteristics of FIG. 9.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10...적층형 압전 액추에이터 11...세라믹 시트10 ... Laminated Piezo Actuators 11 ... Ceramic Sheets

12...내부전극 13...외부전극12 Internal electrodes 13 External electrodes

100,200,300,400...적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치 100,200,300,400 ... Non-destructive testing device for laminated piezo actuator

110...충격볼 120,220,320,420...볼유도수단110 ... Impact Ball 120,220,320,420

121...볼유도관 130...계측수단121 Induction pipe 130 Measuring means

131...오실로스코프 132...증폭기131 Oscilloscope 132 Amplifiers

133...필터 140...시편고정대133 filter 140 specimen holder

141...고정홈 142...보조지지체141.Retaining groove 142 Auxiliary support

143...스프링 221...피스톤운동체143 ... Spring 221 ... Piston Body

321...도르래 322...도르래벨트321 Pulley 322 Pulley Belt

323...구동부 421...볼승강체323 Driving part 421 Ball body

422...본체 423...볼이송라인422 Body 423 Ball Feed Line

424...회전판 425...모터424 ... Spinner 425 ... Motor

426...출구 427...입구426 ... Exit 427 ... Entrance

428...경사라인 429...경사조절체428 Slope Line 429 Slope Regulator

430...볼복귀라인 150...컴퓨터430 Ball return line 150 Computer

Claims (6)

내부전극이 포함된 세라믹 시트가 복수개로 적층된 상태로 외부전극을 가지는 적층형 압전 액추에이터의 결함을 측정하는 비파괴 검사 장치에 있어서,A non-destructive inspection device for measuring a defect of a multilayer piezoelectric actuator having an external electrode in a state where a plurality of ceramic sheets including an internal electrode are laminated, 상기 적층형 압전 액추에이터의 표면에 충돌되면서 충격에너지를 전달시키는 충격볼;An impact ball that transmits impact energy while colliding with a surface of the stacked piezoelectric actuator; 상기 충격볼이 시편고정대에 고정되어 있는 상기 적층형 압전액추에이터에 충돌되도록 상기 충격볼의 이송방향을 유도하며, 상기 시편고정대의 상방에 설치되며 상기 충격볼에 상하 피스톤 운동에 의한 운동에너지를 공급하여 상기 충격볼을 상기 적층형 압전 액추에이터 표면에 충돌시키는 피스톤운동체를 포함하는 볼유도수단; 및Induces the conveying direction of the impact ball so that the impact ball collides with the stacked piezoelectric actuator fixed to the specimen holder, installed above the specimen holder and supplying kinetic energy by vertical piston movement to the impact ball Ball guide means including a piston moving the impact ball to the surface of the stacked piezoelectric actuator; And 상기 적층형 압전 액추에이터의 외부전극과 전기적으로 연결되어, 상기 충격볼의 충격에너지로 인해 상기 적층형 압전 액추에이터에서 발생된 전기신호가 수신되면, 수신된 전기신호를 주파수 특성으로 변환 출력하는 계측수단을 포함하는 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치.And measuring means electrically connected to an external electrode of the stacked piezoelectric actuator and converting the received electrical signal into a frequency characteristic when the electrical signal generated by the stacked piezoelectric actuator is received due to the impact energy of the impact ball. Non-destructive testing device for stacked piezo actuators. 제 1항에 있어서, 상기 계측수단은,The method of claim 1, wherein the measuring means, 오실로스코프인 것을 특징으로 하는 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치.Non-destructive testing device for a stacked piezoelectric actuator, characterized in that it is an oscilloscope. 제 1항에 있어서, 상기 계측수단은,The method of claim 1, wherein the measuring means, 상기 적층형 압전 액추에이터의 외부전극과 전기적으로 연결되어, 상기 충격볼의 충격에너지로 인해 상기 적층형 압전 액추에이터에서 발생된 전기신호가 수신되면, 수신된 전기신호를 증폭하여 출력시키는 증폭기;An amplifier electrically connected to an external electrode of the stacked piezoelectric actuator and amplifying the received electrical signal when the electrical signal generated by the stacked piezoelectric actuator is received due to the impact energy of the impact ball; 상기 증폭기에서 출력된 전기신호가 수신되면 수신된 전기신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하여 출력시키는 필터; 및A filter which removes and outputs a noise component included in the received electrical signal when the electrical signal output from the amplifier is received; And 상기 필터에서 출력된 전기신호를 주파수 특성으로 변환하여 출력하는 오실로스코프를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치. And an oscilloscope for converting the electrical signal output from the filter into a frequency characteristic and outputting the oscilloscope. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 계측수단에서 주파수 특성으로 변환 출력된 전기신호를 전송받아 측정데이터로 저장시키는 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치. And a computer for receiving the electrical signal converted into the frequency characteristic from the measuring means and storing the measured electrical signal as measurement data. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤운동체의 피스톤 운동 방식은, The method of claim 1, wherein the piston movement of the piston body, 공기 압력에 따른 공압식 피스톤 운동, 오일의 압력에 따른 유압식 피스톤 운동, 또는 코일에 인가되는 전계방향에 따른 솔레노이드 벨브식 피스톤 운동 중 선택된 하나의 운동 방식인 것을 특징으로 하는 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치.Non-destructive inspection device for a stacked piezoelectric actuator, characterized in that the pneumatic piston movement according to the air pressure, the hydraulic piston movement according to the pressure of the oil, or the solenoid valve piston movement according to the electric field applied to the coil. 제 1항에 있어서, 상기 시편고정대에는, The method of claim 1, wherein the specimen holder, 상기 적층형 압전 액추에이터가 고정되는 고정홈이 형성되며, A fixing groove to which the stacked piezoelectric actuator is fixed is formed, 상기 고정홈 내측으로는 상기 고정홈의 내벽과 스프링으로 연결되는 보조지지체가 구비되어 스프링의 탄성에 의한 홈폭의 수축 및 이완이 가능하고 상기 적층형 압전 액추에이터가 상기 고정홈 내부에 탄력적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 적층형 압전 액추에이터의 비파괴 검사 장치.Inside the fixing groove is provided with an auxiliary support connected to the inner wall of the fixing groove and the spring is possible to shrink and relax the groove width due to the elasticity of the spring and the laminated piezoelectric actuator is fixed to the inside of the fixing groove elastically Non-destructive inspection device for laminated piezoelectric actuators.
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