KR100950572B1 - Head device of ultrasonic testing apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중심공 초음파 탐상장치의 헤드장치에 관한 것으로서, 축에 가공된 중심공을 따라 이동 및 회전되면서 이에 설치된 탐촉자를 통해 중심공을 탐상하는 헤드장치를 포함하는 초음파 탐상장치에 있어서, 상기 헤드장치는, 헤드와; 상기 헤드에 회전가능하게 설치되어 펴지고 접히는 헤드암과; 상기 헤드암 중 일측의 헤드암에 회전가능하게 설치되고 이에 설치된 탐촉자를 중심공의 내면에 접촉되게 하는 홀더와; 상기 헤드암 중 나머지 헤드암에 회전가능하게 설치되어 중심공의 내면에 접촉되어 지지되는 지지링크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 축에 가공된 중심공 내에 삽입된 탐촉자가 헤드암과 지지링크에 의해 중심공의 내면에 일정한 압력으로 접촉 지지된 상태로 이동 및 회전되면서 탐상할 수 있게 된다.
축, 중심공, 초음파, 탐상장치, 탐촉자, 헤드장치, 헤드암, 지지링크, 홀더
The present invention relates to a head device of a center hole ultrasonic flaw detector, comprising: a head device for scanning a center hole through a probe installed therein while moving and rotating along a center hole processed in an axis, wherein the head The apparatus includes a head; A head arm rotatably installed and extended to the head; A holder rotatably installed on one of the head arms and allowing the transducer installed to contact the inner surface of the central hole; And a support link rotatably installed on the remaining head arms of the head arms to be in contact with the inner surface of the center hole. It can be inspected while being moved and rotated in a state of being supported in contact with a constant pressure on the inner surface of the central hole.
Axle, center hole, ultrasonic wave, flaw detector, transducer, head device, head arm, support link, holder
Description
본 발명은 중심공 초음파 탐상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 축에 가공된 중심공에 탐촉자를 삽입하여 이동 및 회전시키면서 초음파로 축의 결함여부를 신속하고 정확하게 측정하는 초음파 탐상장치의 헤드장치에 관한 것이다.The present invention relates to a center hole ultrasonic flaw detector, and more particularly, to a head apparatus of an ultrasonic flaw detector for rapidly and accurately measuring a defect in a shaft by an ultrasonic wave while inserting and moving and rotating a probe into a center hole processed in a shaft. will be.
일반적으로, 초음파 탐상검사란, 재료의 표면 또는 내부에 존재하는 불연속부를 검출하기 위해, 발생된 초음파를 피검사체에 발생시켜 결함을 탐상하는 비파괴검사의 일종이다.In general, ultrasonic flaw detection is a type of non-destructive inspection in which a generated ultrasonic wave is generated on an inspected object to detect a discontinuity existing on the surface or inside of a material.
이러한 초음파 탐상검사는 통상적으로 초음파 탐촉자를 피검사체에 접촉시킨 후에 탐촉자에서 초음파를 발생시키고, 반사된 초음파를 받아들여 피검사체 내부의 결함을 검출하게 된다.In such an ultrasonic flaw detection, ultrasonic waves are generated by the transducer after contacting the ultrasonic probe with the inspected object, and the reflected ultrasonic wave is received to detect defects inside the inspected object.
이와 같은 초음파 탐상검사는 피검사체를 파괴하지 않고서 피검사체 내부의 결함을 측정할 수 있는 장점이 있지만, 초음파 탐상검사를 수행하기 위해서는 초음파 탐촉자를 피검사체에 접촉시켜야 한다. 이와 같이 탐촉자를 피검사체에 접촉시 킴에 있어서, 탐촉자와 피검사체의 사이에 공간이 형성되지 않아야 한다. 만약 탐촉자와 피검사체의 사이에 공간이 형성되면, 그 공간이 불연속부 즉 결함으로 오인되기 때문이다.Such an ultrasonic flaw test has the advantage of measuring defects inside the subject without destroying the subject, but in order to perform the ultrasonic flaw inspection, the ultrasonic probe must be brought into contact with the subject. As described above, in contacting the probe with the inspected object, a space should not be formed between the probe and the inspected object. If a space is formed between the probe and the object under test, the space is mistaken for a discontinuity or defect.
그러나, 전술한 바와 같은 초음파 탐상검사는 대부분이 작업자에 의한 수작업으로 이루어지기 때문에, 피검사체가 평탄한 경우에는 탐촉자의 접촉이 용이하여 탐촉자와 피검사체 간에 공간이 형성되지 않지만, 피검사체가 중심공으로 가공된 곡면인 경우에는 탐촉자를 피검사체의 표면에 접촉시킴에 있어 많은 어려움이 있다.However, since most of the ultrasonic flaw inspections as described above are performed by hand by a worker, when the inspected object is flat, the contact of the probe is easy and a space is not formed between the probe and the inspected object, but the inspected object is processed into a central hole. In the case of a curved surface, there are many difficulties in contacting the probe with the surface of the test object.
특히, 축에 가공된 중심공에 탐촉자를 진입시켜 축의 결함여부를 측정하고자 하는 경우에는, 탐촉자가 중심공 내에 스프링으로 지지되게 설치된 상태에서 중심공을 따라 이동 및 회전되면서 탐상검사를 하게 되는데, 이때 탐촉자의 위치가 변경됨에 따라 스프링에 순간적으로 가해지는 하중이 달라지게 되므로 탐촉자를 지지하는 스프링의 탄성력 즉 지지력이 균일하게 유지되지 못하고 달라져 탐촉자가 견고히 지지되지 못하므로 인해, 중심공의 내면에 접촉되는 탐촉자의 접촉상태가 불량하여 탐촉자와 피검사체인 중심공의 내면 사이에는 일시적으로 이격된 공간이 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.Particularly, in the case of measuring the defect of the shaft by entering the transducer into the center hole machined on the shaft, the probe is inspected while being moved and rotated along the center hole while being installed to be supported by a spring in the center hole. As the position of the transducer changes, the load applied to the spring changes instantaneously, so that the elastic force, that is, the bearing force, of the spring supporting the transducer is not maintained uniformly and the transducer cannot be firmly supported, thereby contacting the inner surface of the central hole. Due to the poor contact state of the transducer, there was a problem that a temporary space was frequently generated between the transducer and the inner surface of the center hole.
이와 같은 문제점으로 인해 초음파 탐상검사를 수행하더라도 초음파 탐상 결과치에 대한 신뢰성이 떨어진다는 단점이 있었다.Due to this problem, there was a disadvantage in that the reliability of the ultrasonic flaw detection result was deteriorated even when the ultrasonic flaw test was performed.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로, 축에 가공된 중심공 내에 삽입되어 이동 및 회전되는 탐촉자를 중심공의 내면에 일정한 압력으로 지속적으로 접촉되게 함으로써 탐촉자와 중심공의 내면 사이에 공간이 형성되지 않도록 하고, 탐상검사에 따른 탐상 결과치에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 초음파 탐상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, the probe is inserted into the center hole machined in the shaft to move and rotate the transducer by continuously contacting the inner surface of the center hole at a constant pressure It is an object of the present invention to provide an ultrasonic flaw detector to prevent the formation of a space between and the inner surface of the central hole and to improve the reliability of the flaw detection result according to the flaw inspection.
상술한 목적은, 축에 가공된 중심공을 따라 이동 및 회전되면서 이에 설치된 탐촉자를 통해 중심공을 탐상하는 헤드장치를 포함하는 초음파 탐상장치에 있어서, 상기 헤드장치는, 헤드와; 상기 헤드에 회전가능하게 설치되어 펴지고 접히는 헤드암과; 상기 헤드암 중 일측의 헤드암에 회전가능하게 설치되고 이에 설치된 탐촉자를 중심공의 내면에 접촉되게 하는 홀더와; 상기 헤드암 중 나머지 헤드암에 회전가능하게 설치되어 중심공의 내면에 접촉되어 지지되는 지지링크;를 포함하여 구성된 초음파 탐상장치에 의해 달성된다.The above-described object, the ultrasonic flaw detection apparatus including a head device for scanning the center hole through a probe installed thereon while moving and rotating along the center hole machined in the shaft, the head device comprising: a head; A head arm rotatably installed and extended to the head; A holder rotatably installed on one of the head arms and allowing the transducer installed to contact the inner surface of the central hole; It is achieved by the ultrasonic flaw detection apparatus including a; support rotatably installed on the remaining head arm of the head arm in contact with the inner surface of the central hole.
그리고, 상기 헤드암에는 기어가 형성되고, 상기 기어에는 모터에 의해 회전되는 웜기어가 치합되어, 상기 웜기어의 정.역회전 구동에 따라 헤드암이 펴지고 접히도록 구성된다.In addition, a gear is formed in the head arm, and the gear is engaged with the worm gear rotated by the motor, and the head arm is configured to be unfolded and folded according to the forward and reverse rotation driving of the worm gear.
또한, 상기 홀더와 지지링크의 양측에는 중심공의 내면에 접한 상태로 구름되는 구름베어링이 설치되고, 상기 지지링크는 탐촉자의 용이한 탐상검사를 위해 중심공의 내면에 접촉매질을 도포하도록 구성된다.In addition, the rolling bearing rolling in contact with the inner surface of the center hole is installed on both sides of the holder and the support link, the support link is configured to apply a contact medium to the inner surface of the center hole for easy inspection of the probe .
본 발명의 초음파 탐상장치의 헤드장치에 따르면, 축에 가공된 중심공 내에 삽입된 탐촉자가 헤드암과 지지링크에 의해 중심공의 내면에 일정한 압력으로 접촉 지지된 상태를 유지하면서 탐상하게 됨으로써, 탐촉자와 중심공의 내면 사이에는 이격된 공간이 형성되지 않아 탐상검사가 신속하면서도 정확하게 이루어지고, 탐상검사에 따른 탐상 결과치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the head apparatus of the ultrasonic flaw detector according to the present invention, the probe inserted into the center hole machined on the shaft is inspected while maintaining the state in which the head arm and the support link are in contact with the inner surface of the center hole at a constant pressure. Since no space is formed between the inner surface and the central hole, the inspection is made quickly and accurately, and the reliability of the inspection result according to the inspection is improved.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부도면 도 1 내지 도 5b는 본 발명에 따른 초음파 탐상장치 및 헤드장치를 도시한 도면이다.1 to 5b are views illustrating an ultrasonic flaw detector and a head device according to the present invention.
본 발명의 초음파 탐상장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 탐촉자(미도시)가 설치되는 헤드장치(100)와, 상기 헤드장치(100)를 전개시키는 전개장치(200)와, 상기 전개장치(200) 및 헤드장치(100)를 회전시키는 회전장치(300)와, 상기 헤드장치(100)와 전개장치(200) 및 회전장치(300)를 지지하는 지지장치(400)와, 상기한 장치들을 이송시키는 이송장치(500) 및 푸쉬풀러장치(600)와, 상기 탐촉자에 접속되는 케이블이 권취되어 탐촉자의 이송에 따라 케이블을 인출시켜 내는 릴장치(700)와, 상기한 장치들의 높이를 조절하는 유압식 높이조절장치(800)와, 상기한 장치들이 설치된 베이스프레임(900)을 포함하여 구성된다.1 and 2, the
여기서, 본 발명은 상기와 같이 구성된 탐상장치(10) 중 헤드장치(100)에 관한 것이므로, 이하에서는 헤드장치(100)에 대해서만 상세히 설명하기로 한다.Here, since the present invention relates to the
상기 헤드장치(100)는, 축(1)에 가공된 중심공(2)을 따라 이송장치(500)와 푸쉬풀러장치(600)에 의해 이동됨과 아울러 회전장치(300)에 의해 회전되면서 이에 설치된 탐촉자를 통해 중심공(2)을 탐상하는 장치이다.The
이와 같은 헤드장치(100)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전개장치(200)의 회전축(222)과 연결되는 헤드(110)와, 상기 헤드(110)에 회전가능하게 결합되어 전개장치(200)의 회전축(222) 회전에 의해 펴지고 접히는 헤드암(120)과, 상기 헤드암(120) 중 일측의 헤드암에 회전가능하게 설치되고 이에 설치된 탐촉자를 중심공(2)의 내면에 접촉되게 하는 홀더(140)와, 상기 헤드암(120) 중 나머지 헤드암에 회전가능하게 설치되어 중심공(2)의 내면에 접촉되는 지지링크(130)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
상기 헤드(110)는, 전개장치(200)의 일단부에 결합 고정되는 한편 전개장치(200)의 회전축(222)이 삽입되는 중공의 연결축부(111)와, 상기 연결축부(111)의 외측면에 일정간격 즉 대략 120도 간격으로 이격 형성되고 헤드암(120)이 각각 회전가능하게 결합되는 돌출부(112)를 포함한다.The
따라서, 상기 헤드(110)는 헤드장치(100)를 전개장치(200)에 연결하여 지지하는 역할을 한다.Therefore, the
그리고, 상기 헤드암(120)은 3개로 구비되고, 그 일단부는 헤드(110)의 각 돌출부(112)에 회전가능하게 결합됨과 아울러 타단부에는 지지링크(130) 또는 홀더(140)가 각각 회전가능하게 결합된다.In addition, the
즉, 상기 3개의 헤드암(120) 중에서 2개의 헤드암(120)에는 지지링크(130)가 설치되고, 나머지 하나의 헤드암(120)에는 일면이 개구된 대략 "ㄷ"자 단면형상의 홀더(140)가 설치된다.That is, two
특히, 상기 헤드(110)의 돌출부(112)에 힌지(121)된 헤드암(120)의 일단부에는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 돌출부(112) 내로 삽입되어 헤드(110) 내부에 위치되는 기어(122)가 일체로 형성되어 헤드암(120)과 같이 일체로 회전된다.In particular, as shown in FIGS. 5A and 5B, one end of the
그리고, 상기 기어(122)에는 전개장치(200)의 회전축(222)에 일체로 형성된 웜기어(223)가 치합되어, 상기 웜기어(223)의 정.역회전 구동에 따라 기어(122)가 회전되어 상기 헤드암(120)이 펼쳐지거나 또는 접히게 된다.The
또한, 상기 2개의 헤드암(120) 선단부에 회전가능하게 힌지(133)된 지지링크(130)는, 그 양측단부에 중심공(2)의 내면에 접한 상태로 구름되는 구름베어링(131)이 설치되고, 중심공(2)의 내면과 접하는 일면에는 중심공(2)의 내면에 젤(gel) 형태의 접촉매질을 도포하는 도포부(132)가 형성되어, 탐촉자에 의한 탐상검사가 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.In addition, the
상기 도포부(132)에는 중심공(2)의 내면으로 접촉매질을 도포할 수 있도록 된 다수의 구멍이 천공되고, 도시되지는 않았지만 상기 지지링크(130) 내에는 접촉매질이 저장됨과 아울러 피스톤에 의해 접촉매질을 도포부(132)의 구멍을 통해 분출시킬 수 있도록 구성됨이 바람직하다.A plurality of holes are formed in the
그리고, 상기 홀더(140)는 지지링크(130)가 결합되지 않은 나머지 헤드암(120)의 선단부에 회전가능하게 힌지(142)되고, 상기 힌지부(142) 양편의 홀 더(140)에는 중심공(2)의 내면에 접한 상태로 구름되는 구름베어링(141)이 설치된다.In addition, the
한편, 상기와 같이 헤드암(120)에 회전가능하게 결합된 홀더(140)와 지지링크(130)는 곡면으로 이루어진 중심공(2)의 내면을 따라 자유롭게 회전됨으로써 중심공(2)의 내면에 접촉된 상태를 견고히 유지할 수 있게 된다.On the other hand, the
따라서, 상기 헤드(110)는 중심공(2)의 내면에 2개의 지지링크(130)와 하나의 홀더(140)를 통해 3점 지지된 형태로서 중심공(2)의 중앙부에 견고히 위치될 수 있고, 상기 홀더(140)는 2개의 지지링크(130)에 의해 지지됨으로써 상기 홀더(140)에 삽입된 탐촉자가 중심공(2)의 내면과 접촉된 상태를 견고히 유지할 수 있으므로 탐촉자와 중심공(2) 사이에 발생될 수 있는 공간의 형성을 사전에 방지할 수 있는 한편 이와 같이 중심공(2)의 내면에 견고히 접촉된 상태로 이동 및 회전되면서 중심공(2)을 탐상함으로써 보다 정확한 탐상검사를 할 수 있게 된다.Accordingly, the
한편, 상기와 같이 구성된 헤드장치(100)에 연결되어 헤드암(120)을 전개시키는 전개장치(200)를 설명하면, 외관을 이루는 케이스(210)의 내측 선단부에는 헤드(110)의 연결축부(111)가 삽입 고정되는 중공의 클램프(224)가 설치되고, 상기 케이스(210)의 내측 후방부에는 모터(220)가 설치되며, 상기 모터(220)와 클램프(224) 사이에는 모터(220)의 동력을 감속시키는 감속기(221)가 설치된다.Meanwhile, referring to the
그리고, 상기 감속기(221)에는 클램프(224)를 관통한 회전축(222)이 설치되되, 상기 회전축(222)의 선단부는 클램프(224)를 관통하여 헤드장치(100)의 헤 드(110)에 삽입됨과 아울러 전술한 헤드암(120)의 기어(122)와 치합되는 웜기어(223)가 일체로 형성된다.In addition, the
또한, 상기와 같이 형성된 전개장치(200)의 후단부에는 전개장치(200)를 회전시키기 위한 회전장치(300)가 연결되되, 상기 전개장치(200)의 케이스(210)에는 전개장치(200)의 용이한 회전과 아울러 회전장치(300)와의 저항을 최소화하기 위한 베어링이 설치될 수 있다.In addition, a
따라서, 상기 전개장치(200)는 회전장치(300)의 내부에 구성된 모터(미도시)가 회전됨에 따라 헤드장치(100)와 같이 회전된다.Therefore, the
한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 초음파 탐상장치(10)에 구성된 헤드장치(100)의 작동을 설명한다.On the other hand, the operation of the
먼저, 탐상하고자 하는 축(1)의 중심공(2)에 헤드장치(100)를 삽입시킨 상태에서 전개장치(200)가 작동된다.First, the
즉, 전개장치(200)의 모터(220)가 작동되면, 모터(220)의 동력이 감속기(221)를 통해 감속되어 회전축(222)을 회전시키고, 회전축(222)의 회전에 의해 이의 선단부에 형성된 웜기어(223)가 회전된다.That is, when the
그러면, 웜기어(223)에 치합된 각 헤드암(120)의 기어(122)가 회전됨으로써 헤드(110) 상에서 헤드암(120)이 회전되면서 펼쳐지고, 이와 같이 펼쳐진 헤드암(120)의 선단부에 힌지(133)(142)된 지지링크(130)와 홀더(140)의 구름베어링(131)(141)은 중심공(2)의 내면에 일정한 압력으로 접촉된다.Then, as the
이때, 홀더(140)에 삽입된 탐촉자 역시도 중심공(2)의 내면에 일정한 압력으로 접촉되고, 중심공(2)에 접촉된 지지링크(130)의 도포부(132)에서는 중심공(2)의 내면으로 접촉매질을 도포하게 된다.At this time, the transducer inserted into the
한편, 상기와 같이 2개의 지지링크(130)와 홀더(140)에 의해 탐촉자가 중심공(2)의 내면에 견고히 접촉되고, 이와 같이 접촉된 상태에서 전개장치(200)의 후방에 연결된 회전장치(300)가 작동되어, 전개장치(200) 및 헤드장치(100)를 회전시키게 된다.Meanwhile, as described above, the transducer is firmly contacted with the inner surface of the
그러면, 헤드장치(100)의 지지링크(130)와 홀더(140)는 구름베어링(131)(141)에 의해 중심공(2)의 내면에 접촉된 상태로 회전되면서 중심공(2)의 내부를 탐상하게 되고, 회전장치(300) 후방의 이송장치(500)와 푸쉬풀러장치(600)가 작동되어 헤드장치(100) 및 전개장치(200), 회전장치(300)를 전후로 이동시키게 된다.Then, the
따라서, 탐촉자는 헤드장치(100)를 통해 중심공(2)의 내면에 견고히 접촉된 상태로서 원주방향으로 회전됨과 아울러 전진 이동되면서 중심공(2)을 탐상하게 됨으로써, 보다 정확한 탐상검사가 이루어져 탐상 결과치의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, the probe is in a state of being firmly in contact with the inner surface of the
한편, 탐상검사를 완료한 후에는 회전장치(300)의 동작이 정지되고, 전개장치(200)의 모터(220)가 역구동되어 회전축(222)의 웜기어(223)를 역회전시킴으로써 이에 치합된 기어(122)의 역회전에 의해 펼쳐져 있던 헤드암(120)은 헤드(110)측으로 접히게 된다.On the other hand, after the inspection is completed, the operation of the
도 1은 본 발명에 따른 초음파 탐상장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing an ultrasonic flaw detector according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 탐상장치의 탐상부를 도시한 분해사시도이다.2 is an exploded perspective view showing a flaw detector of the ultrasonic flaw detector according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 탐상부 중 헤드장치와 전개장치를 확대 도시한 결합사시도이다.Figure 3 is an enlarged perspective view showing the expansion of the head apparatus and the deployment apparatus of the flaw detection unit according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 헤드장치와 전개장치를 확대 도시한 분리사시도이다.Figure 4 is an exploded perspective view showing an enlarged head device and the deployment device according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 헤드장치의 기어와 웜기어를 도시한 도면으로서, 도 5a는 결합단면도이고, 도 5b는 도 5a의 "A" 방향에서 바라본 도면이다.Figure 5 is a view showing a gear and a worm gear of the head device according to the present invention, Figure 5a is a cross-sectional view, Figure 5b is a view seen from the "A" direction of Figure 5a.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 축 2 : 중심공1
10 : 탐상장치 100 : 헤드장치10: flaw detection device 100: head device
110 : 헤드 111 : 연결축부110: head 111: connecting shaft
112 : 돌출부 120 : 헤드암112: protrusion 120: head arm
121 : 힌지 122 : 기어121: hinge 122: gear
130 : 지지링크 131 : 구름베어링130: support link 131: rolling bearing
132 : 도포부 133 : 힌지132: coating portion 133: hinge
140 : 홀더 141 : 구름베어링140: holder 141: rolling bearing
142 : 힌지 200 : 전개장치142: hinge 200: deployment device
210 : 케이스 220 : 모터210: case 220: motor
221 : 감속기 222 : 회전축221: reducer 222: rotating shaft
223 : 웜기어 224 : 클램프223: worm gear 224: clamp
300 : 회전장치 400 : 지지장치300: rotating device 400: supporting device
500 : 이송장치 600 : 푸쉬풀러장치500: feeder 600: push puller
700 : 릴장치 800 : 높이조절장치700: reel device 800: height adjustment device
900 : 베이스프레임900: base frame
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JPH05209864A (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Hitachi Ltd | Ultrasonic flaw detector |
JPH1026615A (en) * | 1996-07-10 | 1998-01-27 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Ultrasonic inspection probe |
JP2001065778A (en) * | 1999-08-19 | 2001-03-16 | Framatome Technologies Inc | Piping inspection probe |
-
2008
- 2008-02-13 KR KR1020080013060A patent/KR100950572B1/en active IP Right Grant
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