KR100989515B1

KR100989515B1 - 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100989515B1
Application number: KR1020100041593A
Authority: KR
Inventors: 구종회
Original assignee: 부경엔지니어링주식회사
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2010-05-03
Publication date: 2010-10-26

Abstract

본 발명은 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음원 송신기와 수신기를 구비하고, 상기 송수신기 사이에 배열된 파이프를 검사하도록 구성된 관로 파이프 구간의 검사 장치에 있어서, 검사 대상의 파이프;와 상기 파이프(300)에 진동을 일으키는 송신변환기; 상기 송신변환기에 진동을 발생시키는 전압을 공급하기 위한 펄스 발진기; 상기 펄스 발진기와 상기 송신변환기를 선택적으로 연결하거나 차단하도록 구비된 리모트 스위치;와 상기 리모트 스위치를 제어하는 리모트 제어수단; 및
상기 리모트 제어수단을 구동하는 마이크로프로세서;를 구비하고, 상기 송신변환기가 위치한 일단으로부터 소정의 거리에 떨어진 상기 파이프의 타단에는 상기 파이프로 전파되는 진동을 픽업하여 전기적 신호로 변환하기 위한 수신 변환기;와 상기 수신 변환기로부터의 전기적 신호를 증폭하는 수신증폭기;와 상기 수신증폭기로부터의 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기; 및 상기 A/D 변환기로부터의 데이터를 받아 가공 분석하는 마이크로프로세서; 상기 마이크로프로세서로부터 상기 파이프의 이상 유무를 출력하는 테스트 출력 단자;로 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치와 이를 이용한 검사 방법을 제공한다.

Description

마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법{Pipe conduit block testing equipment using microprocessor and the method thereof}

본 발명은 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 관로 파이프에 대해 마이크로프로세서를 이용하여, 관로 파이프의 일정 구간에 대해 크랙, 침식 및 부식 등의 이상 유무를 단번에 검사하는 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 기계적인 이송수단 없이 관로 파이프의 일정 구간에 대한 이상 유무를 검사할 수 있으며, 매립되거나 노출되지 않은 관로 파이프에 대하여 원격 송신변환기와 수신변환기만을 일정 구간의 시작부분과 끝 부분에 배설하여 일정 구간에 대한 크랙, 침식 및 부식 등의 이상 유무를 검사하는 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 관로 파이프에 대해 일정 구간에 대한 크랙, 침식 및 부식 등의 이상 유무를 디지털 신호로 연산하고 판단함으로써 더욱 정확한 검사 결과를 제공하는 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 관로를 구성하는 파이프를 대상으로 이상 유무를 검사하는 종래의 장치들은 초음파 등의 음원 송신기와 수신기를 구비하고, 이들 송수신기의 음파 전송 경로가 일치하도록 위치시켜 송수신기 사이에 배열된 파이프를 검사하도록 구성된다.

이에 대한 기술로써, 도 1에 제시된 대한민국 등록특허공보 제10-0480966호의 유도초음파 탐지를 통한 배관 파이프의 스케일 진단방법 및 장치는; 유도초음파를 발생시킬 수 있는 초음파를 발생시키고, 유도초음파 신호를 수신할 수 있는 초음파 발진수단; 진단하고자 하는 구조물의 초음파 입사부에 구비되며, 상기 초음파 발진수단과 연결되는 초음파 입사수단; 상기 구조물 내에 발생된 유도초음파를 탐지하는 탐촉수단; 상기 초음파 발진수단의 발진조건을 제어하고, 상기 탐촉수단에서 수신한 유도초음파 신호를 분석하는 제어수단; 및 상기 초음파 신호, 제어상태 등을 작업자에게 시각화 시켜주는 디스플레이장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 기술은 수신신호의 최대 진폭을 기준으로 진단하므로 실제 수신파에서 최대 진폭을 판별하기가 용이하지 않아 진단의 신뢰도를 기대할 수 없으며, 최대진폭이 나타나는 시간을 측정하고 측정된 시간과 유도초음파의 속도를 곱하여 파이프 내의 결함의 위치를 파악하는 기술이므로 파이프를 구성하는 물질 내의 음파의 속도를 정확히 알아야 하므로 각종 합금 재료 내지는 플라스틱 화합물로 구성된 파이프는 진단이 불가능한 제약이 있다.

또한, 도 2의 대한민국 등록특허 제10-0668800호는 파이프의 균열 위치 검출장치에 관한 것으로서, 프레임 부재와, 프레임 부재의 내면에 원주방향으로 일정한 간격으로 설치되고 유압실린더에 의하여 지지되는 복수의 전방 바퀴 부재 및 전방 이동 제어부를 구비하는 전방 이동 수단과, 프레임 부재의 내면에 원주방향으로 일정한 간격으로 설치되고 유압실린더에 의하여 지지되는 복수의 후방 바퀴 부재 및 후방 이동 제어부를 구비하는 후방 이동 수단과, 상기 후방 이동 제어부에서 검출된 상기 복수의 후방 바퀴 부재의 회동수를 통하여 상기 프레임 부재의 길이방향 이송 거리를 계산하고, 상기 초음파 신호 부재 중에서 이상 신호를 센싱하는 초음파 소자의 반경방향 위치를 측정하는 제어부와, 프레임 부재에 구비되는 힌지 부재 및 고정 부재와, 제어부로부터 프레임 부재의 이송 거리와 이상 신호를 센싱하는 초음파 소자의 반경방향 위치를 수신받아 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러나 이 기술은 관로가 완전 노출된 상태에서 초음파 변환기를 이송하기 위한 기계적 수단을 통해 관로의 단면 방향에 대한 측정을 하게 되므로 일정 구간에 걸친 측정 시간이 길어지고, 이동수단 등의 구성이 복잡할 뿐만 아니라 관로가 노출되지 않은 환경에서는 사용이 불가능하며, 무엇보다도 측정을 위한 장치를 별도로 장착해야 하는 불편한 점이 있다.

또 다른 기술로써, 도 3의 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0045208호는 제조 중의 또는 완성 상태의 파이프들에 대한 비파괴 검사에 관한 것으로, 복수의 초음파 송수신기를 기계적으로 회전시키며 이 중심을 파이프가 지나가도록 구성된 파이프 비파괴검사 장치를 요지로 한다. 이 기술 역시 복수의 초음파 송수신기를 기계적으로 이동할 뿐만 아니라. 기존의 육안에 의한 비파괴 검사 판단 기술을 뉴럴 처리로 수행하도록 구성되어 시스템이 복잡해지고 기계적인 이송장치가 필수이므로 이에 따른 불편함은 여전히 존재한다.

전술한 바와 같이 관로를 구성하는 파이프를 대상으로 이상 유무를 검사하는 종래의 장치들은 초음파 등의 음원 송신기와 수신기를 구비하고, 수신신호의 최대 진폭을 기준으로 시간을 측정하고 측정된 시간과 유도초음파의 속도를 곱하여 파이프 내의 결함의 위치를 파악하는 기술이므로 파이프를 구성하는 물질 내의 음파의 속도를 정확히 알아야 하므로 각종 합금 재료 내지는 플라스틱 화합물로 구성된 파이프는 진단이 불가능한 제약이 있다.

또한, 송수신기의 음파 전송 경로가 일치하도록 위치시켜 송수신기 사이에 배열된 파이프를 검사하도록 구성되는 경우, 관로가 완전 노출된 상태에서 초음파 변환기를 이송하기 위한 기계적 수단을 통해 관로의 단면 방향에 대한 측정을 해야하며 일정 구간에 걸친 측정 시간이 길어지고, 이동수단 등의 구성이 복잡한 단점이 있다.

본 발명은 관로 파이프의 일정 구간에 대해 파이프를 구성하는 물질 내의 음파의 속도를 개략적으로만 파악하여 파이프 구간을 검사하는 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 본 발명은 관로 파이프의 일정 구간에 대한 이상 유무를 단번에 검사하는 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 본 발명은 기계적인 이송수단이 없이 관로 파이프의 일정 구간에 대한 이상 유무를 검사하는 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 본 발명은 매립되거나 하여 노출되지 않은 관로 파이프에 대해 송신변환기와 수신변환기만을 일정 구간의 시작부분과 끝부분에 배설하여 일정 구간에 대한 이상 유무를 검사하는 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 본 발명은 관로 파이프에 대해 일정 구간에 대한 이상 유무를 디지털 신호로 연산하고 판단함으로써 더욱 정확한 검사 결과를 제공하는 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

이상에서 상술한 문제점을 해결하기 위하여; 본 발명은, 검사 대상의 파이프;와 상기 파이프(300)에 진동을 일으키는 송신변환기; 상기 송신변환기에 진동을 발생시키는 전압을 공급하기 위한 펄스 발진기; 상기 펄스 발진기와 상기 송신변환기를 선택적으로 연결하거나 차단하도록 구비된 리모트 스위치;와 상기 리모트 스위치를 제어하는 리모트 제어수단; 및

상기 리모트 제어수단을 구동하는 마이크로프로세서;를 구비하고, 상기 송신변환기가 위치한 일단으로부터 소정의 거리에 떨어진 상기 파이프의 타단에는 상기 파이프로 전파되는 진동을 픽업하여 전기적 신호로 변환하기 위한 수신 변환기;와 상기 수신 변환기로부터의 전기적 신호를 증폭하는 수신증폭기;와 상기 수신증폭기로부터의 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기; 및 상기 A/D 변환기로부터의 데이터를 받아 가공 분석하는 마이크로프로세서; 상기 마이크로프로세서로부터 상기 파이프의 이상 유무를 출력하는 테스트 출력 단자;
구성된 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치에 있어서,
상기 마이크로프로세서(700)는,
수신된 파형에 대해 직접파(740) 부분을 절대값을 취하여 적분하고 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 정상상태의 제1기준값과 비교하여 직접파의 경로의 파이프 크랙(310)이나 파이프 침식(320)의 존재여부를 테스트 출력(800) 단자로 출력하는 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치를 과제의 해결 수단으로 제공한다.

또한, 본 발명은, 음원 송신기와 수신기를 구비하고, 상기 송수신기 사이에 배열된 파이프를 검사하도록 구성된 관로 파이프 구간의 검사 방법에 있어서, 관로 파이프 구간의 검사 방법이 시작되면, 마이크로프로세서의 출력 신호에 의해 리모트 제어수단으로부터 제어 신호가 발생되어 이를 수신한 리모트 스위치가 펄스 발진기와 송신변환기를 연결하여 펄스를 발생시키는 펄스 발생단계; 상기 펄스 발생단계에 이어 마이크로프로세서가 파이프의 타단에 위치한 수신 변환기와 수신증폭기에 의해 증폭된 상기 수신 변환기로부터의 전기적 신호를 A/D 변환하여 마이크로프로세서 내부의 기억장치에 데이터를 저장하는 A/D 변환 및 데이터 입력 단계; 상기 A/D 변환 및 데이터 입력 단계에 대해 샘플 수가 m이 될 때까지 A/D변환을 반복하는 단계; 상기 샘플 수가 m이 될 때까지 A/D변환을 반복하는 단계에 이어 마이크로프로세서가 저장된 A/D변환 데이터를 스캔하여 잡음레벨 이상이 되는 데이터부터 직접파에 해당하는 개수 n개의 데이터를 읽어서 절대값을 취하고 합산 즉, 적분을 한 뒤 평균값을 계산하여 직접파 계산값 y1으로 산출하는 제1 마이크로프로세서 연산 단계; 상기 제1 마이크로프로세서 연산 단계에 이어 마이크로프로세서가 직접파에 해당하는 샘플 개수 n개의 데이터 이후의 지속파의 샘플 개수 n~m까지의 데이터를 읽어서 절대값을 취하고 합산 즉, 적분을 한 뒤 평균값을 계산하여 지속파 계산값 y2로 산출하는 제2 마이크로프로세서 연산 단계; 상기 제2 마이크로프로세서 연산 단계에 이어 직접파 계산값 y1과 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1기준값 yref1 값과 비교하는 제1 비교 판단 단계; 상기 제1 비교 판단 단계에 이어 직접파 계산값 y1이 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1기준값 yref1 값에 대해 작을 경우는 상기 파이프의 내에 크랙이나 침식과 같이 진동을 감쇄시키는 요인이 존재하는 것으로서 상기 파이프가 크랙 및 침식 이상상태인 것으로 판단하는 크랙 및 침식 판단 단계;를 수행하고,

상기 제1 비교 판단 단계에 이어 직접파 계산값 y1이 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1기준값 yref1 값에 대해 작지 않을 경우는 파이프의 단면을 정상으로 판단하는 단면정상 판단단계;를 수행하며

상기 크랙 및 침식 판단 단계 또는 상기 단면정상 판단단계에 이어 상기 제2 마이크로프로세서 연산 단계에서 계산한 지속파 계산값 y2 와 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2기준값 yref2 값과 비교하는 제2 비교 판단 단계; 상기 제2 비교 판단 단계에 이어 지속파 계산값 y2가 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2기준값 yref2 값에 대해 큰 경우는 상기 파이프가 부식상태인 것으로 판단하는 파이프 부식 판단 단계;를 수행하고 상기 제2 비교 판단 단계에 이어 지속파 계산값 y2가 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2기준값 yref2 값에 대해 크지 않을 경우는 상기 파이프 내에 파이프 부식부가 존재;를 수행하는 방법을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 방법을 과제의 해결 수단으로 제공한다.

상술한 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따르면, 관로 파이프에 대해 파이프를 구성하는 물질 내의 음파의 속도를 개략적으로만 파악하여 파이프 구간을 검사할 수 있도록 하는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 관로 파이프의 일정 구간에 대한 이상 유무를 단번에 검사함으로써, 기존의 점대점(point-to-point) 방식의 검사 기술에 비해 검사 시간을 단축하는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 기계적인 이송수단 없이 관로 파이프의 일정 구간에 대한 이상 유무를 단시간에 검사할 수 있도록 하는 기술적인 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 매립되거나 노출되지 않은 관로 파이프에 대해 자왜현상(magnetostrictive effect)을 이용하는 송신변환기와 수신변환기만을 일정 구간의 시작부분과 끝부분에 배설하여 일정 구간에 대한 이상 유무를 검사할 수 있게 하는 편리성을 제공하는 효과가 있다.

다섯째, 본 발명은 관로 파이프에 대해 일정 구간에 대한 이상 유무를 디지털 신호로 연산하고 판단함으로써 더욱 정확한 검사 결과를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 유도초음파 탐지를 통한 배관 파이프의 스케일 진단방법 및 장치의 일례이고,
도 2는 종래의 파이프의 균열 위치 검출장치의 일례이고,
도 3은 종래의 제조 중의 또는 완성 상태의 파이프들에 대한 비파괴 검사의 일례이고,
도 4는 본 발명의 파이프 크랙 및 파이프 침식 검사의 개요도이고.
도 5는 본 발명의 파이프 부식 검사의 개요도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 파이프 구간의 검사 장치의 구성이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 파이프 구간의 검사 파형 설명도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 파이프 구간의 검사 방법의 플로우 차트이다.

본 발명은 검사 대상의 파이프;와 상기 파이프(300)에 진동을 일으키는 송신변환기; 상기 송신변환기에 진동을 발생시키는 전압을 공급하기 위한 펄스 발진기; 상기 펄스 발진기와 상기 송신변환기를 선택적으로 연결하거나 차단하도록 구비된 리모트 스위치;와 상기 리모트 스위치를 제어하는 리모트 제어수단; 및

상기 리모트 제어수단을 구동하는 마이크로프로세서;를 구비하고, 상기 송신변환기가 위치한 일단으로부터 소정의 거리에 떨어진 상기 파이프의 타단에는 상기 파이프로 전파되는 진동을 픽업하여 전기적 신호로 변환하기 위한 수신 변환기;와 상기 수신 변환기로부터의 전기적 신호를 증폭하는 수신증폭기;와 상기 수신증폭기로부터의 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기; 및 상기 A/D 변환기로부터의 데이터를 받아 가공 분석하는 마이크로프로세서; 상기 마이크로프로세서로부터 상기 파이프의 이상 유무를 출력하는 테스트 출력 단자;로
구성된 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치에 있어서,
상기 마이크로프로세서(700)는,
수신된 파형에 대해 직접파(740)부분을 절대값을 취하여 적분하고 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 정상상태의 제1기준값과 비교하여 직접파의 경로의 파이프 크랙(310)이나 파이프 침식(320)의 존재여부를 테스트 출력(800) 단자로 출력하는 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치를 이용한 검사 방법으로써, 관로 파이프 구간의 검사 방법이 시작되면, 마이크로프로세서의 출력 신호에 의해 리모트 제어수단으로부터 제어 신호가 발생되어 이를 수신한 리모트 스위치가 펄스 발진기와 송신변환기를 연결하여 펄스를 발생시키는 펄스 발생단계; 상기 펄스 발생단계에 이어 마이크로프로세서가 파이프의 타단에 위치한 수신 변환기와 수신증폭기에 의해 증폭된 상기 수신 변환기로부터의 전기적 신호를 A/D 변환하여 마이크로프로세서 내부의 기억장치에 데이터를 저장하는 A/D 변환 및 데이터 입력 단계; 상기 A/D 변환 및 데이터 입력 단계에 대해 샘플 수가 m 이 될 때까지 A/D변환을 반복하는 단계; 상기 샘플 수가 m 이 될 때까지 A/D변환을 반복하는 단계에 이어 마이크로프로세서가 저장된 A/D변환 데이터를 스캔하여 잡음레벨 이상이 되는 데이터부터 직접파에 해당하는 개수 n개의 데이터를 읽어서 절대값을 취하고 합산 즉, 적분을 한 뒤 평균값을 계산하여 직접파 계산값 y1으로 산출하는 제1 마이크로프로세서 연산 단계; 상기 제1 마이크로프로세서 연산 단계에 이어 마이크로프로세서가 직접파에 해당하는 샘플 개수 n개의 데이터 이후의 지속파의 샘플 개수 n~m 까지의 데이터를 읽어서 절대값을 취하고 합산 즉, 적분을 한 뒤 평균값을 계산하여 지속파 계산값 y2로 산출하는 제2 마이크로프로세서 연산 단계; 상기 제2 마이크로프로세서 연산 단계에 이어 직접파 계산값 y1과 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1기준값 yref1 값과 비교하는 제1 비교 판단 단계; 상기 제1 비교 판단 단계에 이어 직접파 계산값 y1이 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1기준값 yref1 값에 대해 작을 경우는 상기 파이프의 내에 크랙이나 침식과 같이 진동을 감쇄시키는 요인이 존재하는 것으로서 상기 파이프가 크랙 및 침식 이상상태인 것으로 판단하는 크랙 및 침식 판단 단계;를 수행하고,

상기 크랙 및 침식 판단 단계 또는 상기 단면정상 판단단계에 이어 상기 제2 마이크로프로세서 연산 단계에서 계산한 지속파 계산값 y2 와 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2기준값 yref2 값과 비교하는 제2 비교 판단 단계; 상기 제2 비교 판단 단계에 이어 지속파 계산값 y2가 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2기준값 yref2 값에 대해 큰 경우는 상기 파이프가 부식상태인 것으로 판단하는 파이프 부식 판단 단계;를 수행하고 상기 제2 비교 판단 단계에 이어 지속파 계산값 y2가 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2기준값 yref2 값에 대해 크지 않을 경우는 상기 파이프 내에 파이프 부식부가 존재하지 않거나 허용 부식범위 한도 내인 것으로 판단하는 부식 정상 판단 단계;를 수행하는 방법을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면과 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 파이프 크랙 및 파이프 침식 검사의 개요도이다.

파이프(300)의 일단에 송신변환기(200)를 설치하고 상기 송신변환기(200)에 펄스파 전압을 인가하면, 상기 송신변환기(200)는 인가 전압에 따른 진동을 발생시킨다. 이때 파이프(300)의 내부에는 인가되는 펄스파 전압과 같은 진동이 파이프(300) 내에 전달된다. 상기 파이프(300) 내에 발생되는 펄스파 진동은 종파(longitudinal wave), 횡파(transverse wave) 및 비틀림파(shear wave) 등의 성분이 있으나, 본 발명의 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법에서는 같은 물질 내에서 가장 빠른 전파 속도를 가지며 가장 큰 신호 성분으로 전달되는 진동으로서 종파(longitudinal wave)를 대상으로 측정한다. 상기 송신 변환기(200)의 펄스파 진동으로 발생되는 종파(longitudinal wave), 횡파(transverse wave) 및 비틀림파(shear wave) 등의 성분에 대해 종파(longitudinal wave)만을 대상으로 측정하기 위해서는 수신변환기(400)를 종파 모드의 변환기로 채택하거나 또는 종파(longitudinal wave), 횡파(transverse wave) 및 비틀림파(shear wave)의 전체 모드의 출력을 가지는 변환기를 수신변환기(400)로 채택하여 해당하는 진동방향의 출력만을 이용함으로써 가능하다.

도 4의 송신변환기(200)로부터 발생된 송신파의 종파 성분 진동은 상기 파이프(300)의 내부 벽을 따라 전파된다. 물론 일부의 진동은 상기 파이프(300)의 내부를 흐르는 액체나 기체 등의 유체로도 전달될 수 있으나, 파이프(300)를 구성하는 금속체의 음향 임피던스(acoustic impedance)는 액체나 기체 등의 음향 임피던스에 비해 크므로 경계조건(acoustic boundary condition)에 의해 대부분의 진동이 상기 파이프(300)의 벽 내부로 전달되게 된다. 또한, 상기 진동은 상기 파이프(300)의 벽 내부로 전달될 때 거리에 따라 진동에너지의 일부가 열로 소모되므로 자연 감쇄되는 특징이 있다.

이때, 만일 파이프(300) 내에 금이 간 곳, 즉 크랙(crack)이 존재하는 경우, 상기 크랙(310)은 파이프(300)를 구성하는 금속체의 음향 임피던스(acoustic impedance)와 다른 음향 임피던스를 가지므로 상기 여자코일(200)로부터 발생된 진동 에너지의 일부를 반사하고 일부만 통과시키게 된다. 또한, 파이프(300) 내에 침식이 있는 부분, 즉, 파이프 침식(320)이 존재하는 경우, 상기 파이프 침식(320)은 파이프(300)를 구성하는 금속체의 정상적인 단면에 비해 단면적이 감소된 형상이 되므로 정상적인 단면의 음향 임피던스(acoustic impedance)와 다른 음향 임피던스를 갖게 되어 상기 송신변환기(200)로부터 발생된 진동 에너지의 일부를 반사하고 일부만 통과시키게 된다.

따라서, 상기 송신변환기(200)로부터 발생된 진동이 아무런 이상이 없는 파이프(300)를 통해 전달될 경우 상기 송신변환기(200)로부터 소정의 거리에 떨어진 지점에는 자연 감쇄된 진동이 수신변환기(400)로 수신된다. 만약 상기 진동의 전달경로, 즉 파이프(300)의 벽에 파이프 크랙(310)이나 파이프 침식(320) 등이 존재하는 경우에는 상기 파이프 크랙(310)이나 파이프 침식(320) 등에 의한 반사로 인해 상기 송신변환기(200)로부터 소정의 거리에 떨어진 수신변환기(400)에는 자연 감쇄된 진동보다도 더 감쇄된 진동이 전달된다.

다음의 도 5는 본 발명의 파이프 부식 검사의 개요도이다. 도 5의 송신변환기(200)로부터 발생된 송신파의 종파 성분 진동은 상기 파이프(300)의 내부 벽을 따라 전파된다. 물론 일부의 진동은 상기 파이프(300)의 내부를 흐르는 액체나 기체 등의 유체로도 전달될 수 있으나, 파이프(300)를 구성하는 금속체의 음향 임피던스(acoustic impedance)는 액체나 기체 등의 음향 임피던스에 비해 크므로 경계조건(acoustic boundary condition)에 의해 대부분의 진동이 상기 파이프(300)의 벽 내부로 전달되게 된다. 또한, 상기 진동은 상기 파이프(300)의 벽 내부로 전달될 때 거리에 따라 진동에너지의 일부가 열로 소모되므로 자연 감쇄되는 특징이 있다.

이때 만일 파이프(300) 내에 부식이 된 곳, 즉, 파이프 부식부(330)이 존재하는 경우, 상기 파이프 부식부(330)는 파이프(300)를 구성하는 금속체의 음향 임피던스(acoustic impedance)와 유사한 다른 음향 임피던스를 가지므로 파이프(300)와 파이프 부식부(330)사이의 경계면에서는 상기 송신변환기(200)로부터 발생된 진동 에너지의 일부를 반사하고 나머지를 통과시키게 된다. 또한, 파이프(300) 내의 파이프 부식부(330)로 투과된 진동은 파이프 부식부(330)와 파이프 부식부(330)의 내부 유체가 흐르는 부분과의 경계면에서 반사를 일으키게 된다.

따라서, 상기 송신변환기(200)로부터 발생된 진동이 아무런 이상이 없는 파이프(300)를 통해 전달될 경우 상기 송신변환기(200)로부터 소정의 거리에 떨어진 지점에는 자연 감쇄된 진동이 수신변환기(400)로 수신되는 데 대해, 파이프(300)의 벽에 파이프 부식부(330)가 존재하는 경우에는 상기 파이프 부식부(330)에 의한 난반사로 인해 상기 송신변환기(200)로부터 소정의 거리에 떨어진 수신변환기(400)에는 송신파의 송신 시간보다도 더 지연된 난반사 진동이 중첩된 진동이 전달된다.

본 발명은 상기와 같은 물성을 이용하여 파이프(300)에 대해 상기 송신변환기(200)로써 파이프(300) 내부에 종파 진동을 전파시키고 이 진동을 소정의 거리에 떨어진 지점에서 수신변환기(400)로 픽업하고 이를 마이크로프로세서로 분석하여 파이프(300) 내부의 파이프 크랙(310), 파이프 침식(320) 및 파이프 부식부(330) 등에 의한 이상 유무를 판단하는 것을 특징으로 한다. 이때 파이프(300)에 대한 송신변환기(200)와 상기 송신변환기(200)로부터 수신변환기(400)까지의 소정의 거리는 파이프(300)의 이상이 발견될 시 상기 파이프(300)를 교체할 수 있는 단위로 설정하는 것이 적합하고, 상기의 송신변환기(200)와 수신 변환기(400)는 파이프(300)에 고정 배치될 수도 있다. 또한, 상기 송신변환기(200)와 이를 구동하는 장치는 수신 변환기(400) 및 마이크로프로세서와 무선으로 연결되어 구동되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 자성체 관로 파이프 구간의 검사 장치의 특징적 사항과 구성을 도 6을 통해 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 파이프 구간의 검사 장치의 구성을 도시한다. 본 발명의 관로 파이프 구간의 검사 장치는; 파이프(300)와 상기 파이프에 진동을 일으키는 송신변환기(200), 상기 송신변환기(200)에 진동을 발생시키는 전압을 공급하기 위한 펄스 발진기(100), 상기 펄스 발진기(100)와 상기 송신변환기(200)를 선택적으로 연결하거나 차단하도록 구비된 리모트 스위치(720)와 상기 리모트 스위치(720)를 제어하는 리모트 제어수단(710) 및 상기 리모트 제어수단(710)을 구동하는 마이크로프로세서(700)로 구성된다. 상기 리모트 스위치(720)와 상기 리모트 스위치(720)를 제어하는 리모트 제어수단(710)은 상기 마이크로프로세서(700)의 출력 신호(예를 들면 출력 포트의 신호)에 의해 리모트 제어수단(710)으로부터 제어 신호가 발생되어 이를 수신한 리모트 스위치(720)가 상기 펄스 발진기(100)와 상기 송신변환기(200)를 선택적으로 연결하거나 차단하도록 구성되며, 상기 리모트 스위치(720)와 상기 리모트 스위치(720)를 제어하는 리모트 제어수단(710)은 적외선, 전자기파 또는 필요에 따른 유무선 통신 방식을 이용할 수 있다.

또한, 상기 송신변환기(200)가 위치한 일단으로부터 소정의 거리에 떨어진 파이프(300)의 타단에는 상기 파이프(300)로 전파되는 진동을 픽업하여 전기적 신호로 변환하기 위한 수신 변환기(400)와 상기 수신 변환기(400)로부터의 전기적 신호를 증폭하는 수신증폭기(500)와 상기 수신증폭기(500)로부터의 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기(600)가 구비되고 상기 A/D 변환기(600)로부터의 데이터를 받아 상기 마이크로프로세서(700)에 의해 가공 분석하여 상기 파이프(300)의 이상 유무를 출력하는 테스트 출력(800) 단자로 구성된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 파이프 구간의 검사 장치에 있어서, 상기 송신변환기(200)가 위치한 일단으로부터 상기 파이프(300)로 전파되는 진동을 픽업하여 전기적 신호로 변환하기 위한 수신 변환기(400)까지의 소정의 거리는 파이프(300)의 이상이 발견될 시 상기 파이프(300)를 교체할 수 있는 단위로 설정되는 것을 특징으로 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 파이프 구간의 검사 파형을 도시한다. 도 7은 상기 도 6의 상기 A/D 변환기(600)로부터의 데이터를 받아 상기 마이크로프로세서(700)에 의해 가공 분석하여 상기 파이프(300)의 이상 유무를 판별하기 위한 파형의 관계를 나타낸 것으로서, 도면 상단의 시간축에 대한 파형은 도 6에서 전술한 바와 같이 송신변환기(200)로부터 발생되는 송신파(730)를 나타내고 하단의 파형은 상기 송신변환기(200)로부터 소정의 거리에 떨어진 수신 변환기(400)로 수신되는 파형을 나타낸다. 먼저, 상기 송신변환기(200)로부터 송신시간tt 동안 송신파(730)가 발생되어 전술한 파이프(300)를 통해 진동이 전파되면, 소정의 거리에 떨어진 수신 변환기(400)에는 전달시간 tp만큼 지연되어 가장 먼저 송신시간tt 동안 발생된 송신파(730)가 감쇄된 직접파(740)가 전달되고 이어 파이프 내부의 난반사 내지는 파이프 부식부(330)에 의한 난반사에 의한 지속파(750)이 지속시간 Δt에 걸쳐 수신된다.

따라서, 도 6에서 설명한 마이크로프로세서(700)는 수신된 파형에 대해 직접파(740)부분을 절대값을 취하여 신호의 크기를 계산한 뒤 정상상태의 제1 기준값과 비교한다. 만약 제1 기준값에 대해 계산된 상기 신호의 크기가 작다면 도 4에서 설명한 바와 같이 직접파의 경로에 파이프 크랙(310)이나 파이프 침식(320)이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 이때 제1기준값은 바람직하게는 정상상태 파이프의 일정구간에 걸쳐 입력된 직접파를 적분하고 평균값을 계산하여 이 값을 제1 기준값으로 하는 것이 보다 정확한 판별을 위해 바람직하다.

또한, 상기 마이크로프로세서(700)는 수신된 파형에 대해 직접파(740) 부분 이후의 지속파(750)를 절대값을 취하여 신호의 크기를 계산한 뒤 정상상태의 제2 기준값과 비교한다. 만약 제2 기준값에 대해 계산된 상기 신호의 크기가 크다면 많은 난반사가 일어난 것으로서 도 4에서 설명한 바와 같이 직접파의 경로에 파이프 부식부(330)가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 이때 제2 기준값은 바람직하게는 정상상태 파이프의 일정구간에 걸쳐 입력된 지속파를 적분하고 평균값을 계산하여 이 값을 제2 기준값으로 하며, 그 지속시간은 송신시간 Δt보다 적어도 1배 이상 길게 설정하는 것이 보다 정확한 판별을 위해 바람직하다.

상기의 파이프 크랙(310)이나 파이프 침식(320), 파이프 부식부(330) 판별은 상기 도 6에서, 상기 마이크로프로세서(700)가 입력된 신호 데이터에 대해 절대값을 취하고 일정구간에 걸쳐 입력된 파형 데이터를 적분하고 평균값을 계산하여 이 값을 기준값과 비교하여 테스트 출력(800) 단자로 상기 파이프(300)의 이상 유무를 출력하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 관로 파이프 구간의 검사 방법의 특징적 사항과 구성을 도 8을 통해 상세히 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 도 6에 도시한 관로 파이프 구간의 검사 장치에서 상기 마이크로프로세서(700)에 의해 펄스를 발생시키고 A/D 변환기(600)로부터의 데이터를 받아 가공 분석하기 위한 관로 파이프 구간의 검사 방법의 플로우 차트를 나타낸다.

관로 파이프 구간의 검사 방법이 시작되면(S100), 마이크로프로세서(700)는 도 6의 마이크로프로세서(700)의 츨력 신호에 의해 리모트 제어수단(710)으로부터 제어 신호가 발생되어 이를 수신한 리모트 스위치(720)가 상기 펄스 발진기(100)와 상기 송신변환기(200)를 연결하여 펄스를 발생시키는 펄스 발생단계(S110)를 수행한다.

상기 펄스 발생단계(S110)에 이어 마이크로프로세서(700)는 상기 파이프(300)의 타단에 위치한 수신 변환기(400)와 상기 수신증폭기(500)에 의해 증폭된 상기 수신 변환기(400)로부터의 전기적 신호를 A/D 변환하여 마이크로프로세서(700) 내부의 기억장치(도시되어 있지 않음)에 저장하는 A/D 변환 및 데이터 입력 단계(S120)를 수행하고, 상기 A/D 변환 및 데이터 입력 단계(S120)는 입력된 샘플 수가 소정의 개수 m개가 될 때까지 계속된다. 이때 입력되는 샘플의 개수 m은 상기 송신변환기(200)로부터 발생되어 상기 파이프(300)로 전파되는 진동을 수신 변환기(400)가 픽업하기까지 소요된 시간동안 A/D 변환될 수 있는 샘플 수를 기준으로 설정된다.

다시 말해서, 상기 파이프(300) 재질의 음속을 cp/sec라 할때 측정하고자 하는 송신변환기(200)로부터 수신 변환기(400)까지의 거리를 lm이라 하면 상기 송신변환기(200)로부터 발생된 진동의 전달 시간은 cp/sec/lm [sec]이다. 이에 대해 하나의 샘플을 A/D변환하는 시간을 ts라 하면 송신변환기(200)로부터 발생된 진동을 변환하기 위한 대기 샘플 수는 cp/sec/(lm * ts)로 계산될 수 있다. 이어 직접파(740)의 샘플 개수는 송신시간에 대해 tt/ts이고 지속시간의 샘플개수는 Δt/ ts가 되므로 총 샘플 수 m= [{cp/sec/(lm * ts)}+tt/ts+Δt/ ts]가 된다.

이하, 상기 샘플 수를 더욱 명확히 특정하기 위해 일예를 들어 설명하기로 한다. 측정하고자 하는 파이프(300)의 재질이 철로 구성된 경우, 통상적인 음속은 5800 [m/sec]이다. 송신변환기(200)로부터 수신 변환기(400)까지의 거리 lm이 11.6[m]라면 상기 송신변환기(200)로부터 발생된 진동의 전달 시간은 2[msec]가 되며, 이에 대해 하나의 샘플을 A/D변환하는 시간이 10[μsec]일 때 수신 파형을 A/D변환하기 위해서 필요한 대기 샘플의 개수 m은 200이 된다. 이때 도 7에서 설명한 송신파(730)의 송신시간 tt가 100 [μsec]라면 직접파의 샘플수는 10개가 되고, 지속파(750)의 지속시간 Δt를 송신시간 tt의 두배인 200 [μsec]로 설정하면 지속파의 샘플수는 20개가 되므로 총 샘플 수는 최소 230개로 설정된다. 따라서 상기 예에서는 A/D 변환 및 데이터 입력 단계(S120)의 입력된 샘플 수가 230개 이상이 될 때까지 계속되도록 설계할 수 있다.

이상에서 설명한 샘플의 개수 m은 송신변환기(200)로부터 발생된 진동을 수신 변환기(400)에서 수신하고 모두 A/D변환하기 위해서 필요한 최소한의 샘플의 개수로써 실제 실시예에서는 상기와 같이 m= [{cp/sec/(lm * ts)}+tt/ts+Δt/ ts]로 계산되는 샘플의 개수보다 많도록 적절한 샘플의 개수 m을 설정하는 것이 바람직하다.

그러므로 본 발명에서 상기 A/D변환을 반복하는 샘플 수 m은;

상기 파이프(300) 재질의 음속을 cp/sec, 측정하고자 하는 송신변환기(200)로부터 수신 변환기(400)까지의 거리를 lm, 하나의 샘플을 A/D변환하는 시간을 ts, 직접파(740)의 송신시간을 tt, 지속시간을 Δt라 할 때,

샘플 수 m= [{cp/sec/(lm * ts)}+tt/ts+Δt/ ts]로 계산되는 m보다 큰 값인 것을 특징으로 한다.

상기의 A/D 변환 및 데이터 입력 단계(S120)에서 입력된 샘플 수가 소정의 개수 m개가 되면 마이크로프로세서(700)의 내부 기억장치에는 상기 송신변환기(200)로부터 진동이 발생되는 시점부터 수신 변환기(400)에서 진동을 모두 수신하기까지의 A/D변환 데이터가 저장된다.

샘플 수가 m 이 될 때까지 A/D변환을 반복하는 단계(S130)가 완료되면 마이크로프로세서(700)는 저장된 A/D변환 데이터를 스캔하여 잡음레벨 이상이 되는 데이터부터 도 7의 직접파(740)에 해당하는 개수 n개의 데이터를 읽어서 절대값을 취하고 합산 즉, 적분을 한 뒤 평균값을 계산하여 직접파 계산값 y1으로 산출하는 제1 마이크로프로세서 연산 단계(S140)를 수행한다.

상기 제1 마이크로프로세서 연산 단계(S140)에 이어 직접파(740)에 해당하는 개수 n개의 데이터 이후의 지속파(750)의 개수 n~m 까지의 데이터를 읽어서 절대값을 취하고 합산 즉, 적분을 한 뒤 평균값을 계산하여 지속파 계산값 y2로 산출하는 제2 마이크로프로세서 연산 단계(S150)를 수행한다.

상기 제2 마이크로프로세서 연산 단계(S150)에 이어 직접파 계산값 y1과 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1기준값 yref1 값과 비교하는 제1 비교 판단 단계(S160)를 수행한다. 이때 직접파 계산값 y1이 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1기준값 yref1 값에 대해 작을 경우는 상기 파이프(300)의 내에 크랙이나 침식과 같이 진동을 감쇄시키는 요인이 존재하는 것으로서 상기 파이프(300)가 크랙 및 침식 이상상태인 것으로 판단하는 크랙 및 침식 판단 단계(S170)를 거치고, 직접파 계산값 y1이 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1 기준값 yref1 값에 대해 작지 않을 경우는 단면정상 판단단계(S18)을 거쳐 다음 단계인 제2 비교 판단 단계(S190)를 수행한다. 제2 비교 판단 단계(S190)에서는 상기 제2 마이크로프로세서 연산 단계(S150)에서 계산한 지속파 계산값 y2 와 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2기준값 yref2 값과 비교한다. 이때 지속파 계산값 y2가 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2기준값 yref2 값에 대해 큰 경우는 상기 파이프(300) 내에 파이프 부식부(330)가 존재하여 정상보다 많은 난반사가 일어난 것이므로 상기 파이프(300)가 부식상태인 것으로 판단하는 파이프 부식 판단 단계(S200)를 거치고, 지속파 계산값 y2가 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2기준값 yref2 값에 대해 크지 않을 경우는 상기 파이프(300) 내에 파이프 부식부(330)가 존재하지 않거나 허용 부식범위 한도 내인 것으로 판단하는 부식 정상 판단 단계(S200)를 거쳐 본 발명의 관로 파이프 구간의 검사 방법이 종료된다.

이상과 같이 본 발명의 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치 및 그 방법은 파이프(300)와 상기 파이프(300)에 설치된 송신변환기(200)로부터 마이크로프로세서를 이용하여 진동을 발생시키고, 이 진동을 수신 변환기(400)로 수신하여 그 파형을 마이크로프로세서(700)로써 연산 비교 판단함으로써 간단하게 관로 파이프 구간의 크랙, 침식 및 부식 등의 이상 유무를 구분하여 판단할 수 있으며, 필요에 따라서는 관로 파이프 구간의 검사 장치를 검사 대상물에 고정 설치하고 마이크로프로세서에 부가적인 통신 수단을 통해 원격으로도 검사를 수행하는 등 당업자의 필요에 따라 다양한 설계 변경이 가능하다.

본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 펄스발진기
200 : 송신변환기
300 : 파이프
310 : 파이프 크랙
320 : 파이프 침식
330 : 파이프 부식부
400 : 수신변환기
500 : 수신증폭기
600 : A/D 변환기
700 : 마이크로프로세서
710 : 리모트 제어수단
720 : 리모트 스위치
800 : 테스트 출력

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
검사 대상의 파이프(300);와
상기 파이프(300)에 진동을 일으키는 송신변환기(200);
상기 송신변환기(200)에 진동을 발생시키는 전압을 공급하기 위한 펄스 발진기(100);
상기 펄스 발진기(100)와 상기 송신변환기(200)를 선택적으로 연결하거나 차단하도록 구비된 리모트 스위치(720);와
상기 리모트 스위치(720)를 제어하는 리모트 제어수단(710); 및
상기 리모트 제어수단(710)을 구동하는 마이크로프로세서(700);
를 구비하고,
상기 송신변환기(200)가 위치한 일단으로부터 소정의 거리에 떨어진 상기 파이프(300)의 타단에는 상기 파이프(300)로 전파되는 진동을 픽업하여 전기적 신호로 변환하기 위한 수신 변환기(400);와
상기 수신 변환기(400)로부터의 전기적 신호를 증폭하는 수신증폭기(500);와
상기 수신증폭기(500)로부터의 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기(600); 및
상기 A/D 변환기(600)로부터의 데이터를 받아 가공 분석하는 마이크로프로세서(700);
상기 마이크로프로세서(700)로부터 상기 파이프(300)의 이상 유무를 출력하는 테스트 출력(800) 단자;로
구성된 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치에 있어서,
상기 마이크로프로세서(700)는,
수신된 파형에 대해 직접파(740)부분을 절대값을 취하여 적분하고 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 정상상태의 제1기준값과 비교하여 직접파의 경로의 파이프 크랙(310)이나 파이프 침식(320)의 존재여부를 테스트 출력(800) 단자로 출력하는 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치.
제 5항에 있어서,
상기 마이크로프로세서(700)는 수신된 파형에 대해 직접파(740) 부분 이후의 지속파(750)를 절대값을 취하여 적분하고 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 정상상태의 제2기준값과 비교하여 직접파의 경로의 파이프 부식부(330)의 존재여부를 테스트 출력(800) 단자로 출력하는 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 장치.
음원 송신기와 수신기를 구비하고, 상기 송수신기 사이에 배열된 파이프를 검사하도록 구성된 관로 파이프 구간의 검사 방법에 있어서,
관로 파이프 구간의 검사 방법이 시작되면(S100),
마이크로프로세서(700)의 출력 신호에 의해 리모트 제어수단(710)으로부터 제어 신호가 발생되어 이를 수신한 리모트 스위치(720)가 펄스 발진기(100)와 송신변환기(200)를 연결하여 펄스를 발생시키는 펄스 발생단계(S110);
상기 펄스 발생단계(S110)에 이어 마이크로프로세서(700)가 파이프(300)의 타단에 위치한 수신 변환기(400)와 수신증폭기(500)에 의해 증폭된 상기 수신 변환기(400)로부터의 전기적 신호를 A/D 변환하여 마이크로프로세서(700) 내부의 기억장치에 데이터를 저장하는 A/D 변환 및 데이터 입력 단계(S120);
상기 A/D 변환 및 데이터 입력 단계(S120)에 대해 샘플 수가 m 이 될 때까지 A/D변환을 반복하는 단계(S130);
상기 샘플 수가 m 이 될 때까지 A/D변환을 반복하는 단계(S130)에 이어 마이크로프로세서(700)가 저장된 A/D변환 데이터를 스캔하여 잡음레벨 이상이 되는 데이터부터 직접파(740)에 해당하는 개수 n개의 데이터를 읽어서 절대값을 취하고 합산 즉, 적분을 한 뒤 평균값을 계산하여 직접파 계산값 y1으로 산출하는 제1 마이크로프로세서 연산 단계(S140);
상기 제1 마이크로프로세서 연산 단계(S140)에 이어 마이크로프로세서(700)가 직접파(740)에 해당하는 개수 n개의 데이터 이후의 지속파(750)의 개수 n~m 까지의 데이터를 읽어서 절대값을 취하고 합산 즉, 적분을 한 뒤 평균값을 계산하여 지속파 계산값 y2로 산출하는 제2 마이크로프로세서 연산 단계(S150);
상기 제2 마이크로프로세서 연산 단계(S150)에 이어 직접파 계산값 y1과 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1 기준값 yref1 값과 비교하는 제1 비교 판단 단계(S160);
상기 제1 비교 판단 단계(S160)에 이어
직접파 계산값 y1이 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1 기준값 yref1 값에 대해 작을 경우는 상기 파이프(300)의 내에 크랙이나 침식과 같이 진동을 감쇄시키는 요인이 존재하는 것으로서 상기 파이프(300)가 크랙 및 침식 이상상태인 것으로 판단하는 크랙 및 침식 판단 단계(S170);를 수행하고
상기 제1 비교 판단 단계(S160)에 이어 직접파 계산값 y1이 정상상태에서 측정되거나 설정된 직접파 기준값인 제1 기준값 yref1 값에 대해 작지 않을 경우는 파이프(300)의 단면을 정상으로 판단하는 단면정상 판단단계(S180);를 수행하며,
상기 크랙 및 침식 판단 단계(S170) 또는 상기 단면정상 판단단계(S180)에 이어 상기 제2 마이크로프로세서 연산 단계(S150)에서 계산한 지속파 계산값 y2 와 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2 기준값 yref2 값과 비교하는 제2 비교 판단 단계(S190);
상기 제2 비교 판단 단계(S190)에 이어 지속파 계산값 y2가 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2 기준값 yref2 값에 대해 큰 경우는 상기 파이프(300)가 부식상태인 것으로 판단하는 파이프 부식 판단 단계(S200);를 수행하고
상기 제2 비교 판단 단계(S190)에 이어 지속파 계산값 y2가 정상상태에서 측정되거나 설정된 지속파 기준값인 제2기준값 yref2 값에 대해 크지 않을 경우는 상기 파이프(300) 내에 파이프 부식부(330)가 존재하지 않거나 허용 부식범위 한도 내인 것으로 판단하는 부식 정상 판단 단계(S200);를
수행하는 방법을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 방법.
제7항에 있어서,
A/D 변환 및 데이터 입력 단계(S120)에 대한 샘플 수 m 은,
상기 파이프(300) 재질의 음속을 cp/sec, 측정하고자 하는 송신변환기(200)로부터 수신 변환기(400)까지의 거리를 lm, 하나의 샘플을 A/D변환하는 시간을 ts, 직접파(740)의 송신시간을 tt, 지속시간을 Δt라 할 때,
샘플 수 m= [{cp/sec/(lm * ts)}+tt/ts+Δt/ ts]로 계산되는 m보다 큰 값인 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 관로 파이프 구간의 검사 방법.