KR101002435B1 - 형광 자분 탐상 장치 - Google Patents

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KR101002435B1
KR101002435B1 KR1020100095366A KR20100095366A KR101002435B1 KR 101002435 B1 KR101002435 B1 KR 101002435B1 KR 1020100095366 A KR1020100095366 A KR 1020100095366A KR 20100095366 A KR20100095366 A KR 20100095366A KR 101002435 B1 KR101002435 B1 KR 101002435B1
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Abstract

본 발명은 형광 자분 탐상 장치에 관한 것으로서, 철심; 상기 철심의 양단부에 권선된 코일; 상기 코일에 전기적으로 연결되어 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 코일에 인가하는 커넥터부; 절연 재료로 이루어지며, 상기 철심 및 코일을 둘러싸도록 형성된 절연 코팅부; 상기 철심의 양단에 각각 형성되는 철심 연장부; 및 자외선을 조사하는 자외선 LED 모듈을 포함하며, 상기 철심 연장부에 설치되는 자외선 조명부를 포함하며, 상기 철심 연장부는 회동 가능하게 상호 연결된 다관절 부재를 포함하는 형광 자분 탐상 장치가 제공된다.

Description

형광 자분 탐상 장치 {FLUORESCENT MAGNETIC PARTICLE TESTING APPARATUS}
본 발명은 형광 자분 탐상 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자외선 LED 조명장치가 부착된 형광 자분 탐상 장치에 관한 것이다.
피검사체를 파괴하지 않고 그 제품의 결함유무를 확인하는데는 일반적으로 비파괴 검사가 사용되고 있으며, 이러한 비파괴 검사의 종류에는 방사선검사법, 초음파검사법, 육안검사법, 자분탐상법 등 다양한 검사방법이 있다.
자분 탐상 검사는 피검사체를 교류 또는 직류로 자화시키면서 자분을 적용시키면 피검사체의 결함부위에 자분이 밀집하여 결함의 모양대로 지시하여 육안으로 판정하는 검사법이다. 이와 같은 자분 탐상 검사는 결함검출이 용이하고 간단하므로 단조품, 주조품, 용접부, 가공품 등의 모든 산업분야의 제작검사, 가동중 검사 또는 최종 품질관리에 광범위하게 적용되고 있다.
도 1은 자분 탐상 장치의 작동 원리를 나타낸 개념도이다. 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 자분 탐상 장치는 ㄷ자 형태의 철심(1)의 양단에 코일(2)을 권선하여 전원을 공급하면 자기장이 발생되고, 자기장은 피검사체의 내부 깊숙이 침투한다. 이때, 만약 피검사체에 결함이 존재한다면, 결함의 벌어진 틈이나 공간 때문에 피검사체에 서로 다른 자극이 발생하여 자기장이 바로 통과하지 못하고 돌아갈려는 왜곡현상이 발생하게 되며, 이 때문에 자극이 둘로 나누어지게 되므로 자극과 자극 사이에 자분이 집중적으로 끌려서 모이게 되며, 이를 검출하여 피검사체의 표면 또는 표면 부근에 있는 결함을 검출하게 된다.
일반적으로 자분 탐상 검사는 형광물질이 도포된 자분을 사용하는 형광법과 일반 도료를 도포한 자분을 사용하는 비형광법으로 구분된다. 형광법은 자외선을 조사하여 형광물질을 발광시켜 피검사체의 결함 위치 및 분포를 탐색하는 방식이며, 비형광법은 일반 조명장치를 조사하여 피검사체의 결함 위치 및 분포를 탐색하는 방식이다.
형광법에 의한 자분 탐상 검사를 하기 위해서는 별도의 자외선 조사 장치가 필요하기 때문에 자분 탐상 장치의 휴대성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 검사를 수행하기 위하여 1인은 자분 탐상 장치를 피검사체에 접촉시킨 상태를 유지해야 하며, 다른 1인은 자외선 조사 장치를 이용하여 피검사체 표면에 자외선을 조사해야 하므로, 자분 탐상 검사를 수행하기 위하여 최소한 2인이 필요하였다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 형광 자분 탐상 장치의 휴대성을 개선하고, 검사 효율성을 향상하기 위하여 자외선 LED 조명장치가 부착된 형광 자분 탐상 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 철심; 상기 철심의 양단부에 권선된 코일; 상기 코일에 전기적으로 연결되어 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 코일에 인가하는 커넥터부; 절연 재료로 이루어지며, 상기 철심 및 코일을 둘러싸도록 형성된 절연 코팅부; 상기 철심의 양단에 각각 형성되는 철심 연장부; 및 자외선을 조사하는 자외선 LED 모듈을 포함하며, 상기 철심 연장부에 설치되는 자외선 조명부를 포함하며, 상기 철심 연장부는 회동 가능하게 상호 연결된 다관절 부재를 포함하는 형광 자분 탐상 장치가 제공된다.
상기 전원부로부터 인가되는 전원을 상기 코일에 공급 또는 차단하는 기능을 수행하는 스위칭부를 더 포함하는 형광 자분 탐상 장치가 제공된다.
상기 자외선 조명부는 부품 실장 공간이 형성되며, 내부에는 상기 철심 연장부가 삽입되는 홀이 형성된 본체; 상기 본체의 전면부에 돌출 형성되어 상기 철심 연장부에 체결되는 체결부; 상기 본체의 일 측 단부에 회동가능하게 체결되는 자외선 조명 케이스; 상기 자외선 조명 케이스 상에 설치되며, 상기 자외선 LED 모듈이 실장되는 방열판; 및 상기 본체의 부품 실장 공간에 설치되며, 상기 자외선 LED 모듈을 구동하기 위한 구동 회로를 더 포함한다.
상기 자외선 조명부는 상기 본체 상에 설치되어, 상기 철심 연장부의 둘레에 배치되는 유도 코일을 더 포함하며, 상기 구동 회로는 상기 유도 코일에 의해 발생된 교류 전류를 인가받아 직류 전류로 변환하여 상기 자외선 LED 모듈에 인가하는 것을 특징으로 한다.
상기 철심 연장부는 상기 철심의 단부에 일 단부가 고정되는 제1 관절 부재; 및 상기 제1 관절 부재의 연장 방향과 교차하는 방향으로 설치되는 제1 회동축을 통하여 상기 제1 관절 부재의 타 단부에 회동가능하게 체결되는 제2 관절 부재를 포함한다.
상기 철심 연장부는 상기 철심 단부의 연장 방향으로 설치된 제1 회동축을 통하여 상기 철심 단부에 회동가능하게 체결되는 제1 관절 부재; 및 상기 제1 회동축과 교차하는 방향으로 설치된 제2 회동축을 통하여 상기 제1 관절 부재의 타 단부에 회동가능하게 체결되는 제2 관절 부재를 포함한다.
본 발명에 따르면, 자외선 조명장치의 발광원을 자외선 LED칩을 이용하여 구현함으로써, 형광 자분 탐상 장치에 부착가능할 정도로 소형화하였으며, 그 결과 형광 자분 탐상 장치의 휴대성이 크게 개선되는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 자외선 LED 조명장치의 전원을 유도 전류를 이용하여 별도의 전원 공급없이도 자외선 LED 조명장치가 작동될 수 있도록 하였다.
또한, 철심 연장부를 회동가능한 다수의 관절형태로 형성하여 다양한 형태의 피검사체를 효율적으로 검사할 수 있게 되었다.
도 1은 자분 탐상 장치의 작동 원리를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 자분 탐상 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 형광 자분 탐상 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4 및 도 5는 형광 자분 탐상 장치의 자외선 조명부의 전면 사시도 및 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 자분 탐상 장치의 사용예를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광 자분 탐상 장치의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 형광 자분 탐상 장치의 사용 방법을 나타낸 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 자분 탐상 장치의 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 형광 자분 탐상 장치의 개략적인 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 자분 탐상 장치의 사용예를 나타낸 도이다.
도 2, 도 3 및 도 6을 참조하면, 본 실시예예 따른 형광 자분 탐상 장치는 철심(10), 코일(20), 스위칭부(30), 커넥터부(40), 절연 코팅부(50), 철심 연장부(60), 자외선 조명부(70), 전원 케이블(80) 및 전원부(90)를 포함한다.
철심(10)은 전체적으로 ㄷ자 형태로 형성되며, 철심(10)의 양단부에는 코일(20)이 각각 권선된다. 코일(20)은 철심(10)의 일 단에 설치된 커넥터부(40)에 전기적으로 연결된다. 커넥터부(40)는 전원 케이블(80)을 통하여 전원부(90)와 연결되며, 전원부(90)로부터 형광 자분 탐상 장치의 작동에 필요한 전원을 공급받는다.
스위칭부(30)는 전원부(90)에 공급되는 전원을 코일(20)에 공급 또는 차단하는 기능을 수행한다. 절연 코팅부(50)는 철심(10) 및 코일(20)을 둘러싸도록 형성되며, 누전을 방지하기 위하여 절연 재료로 이루어진다.
철심 연장부(60)는 철심(10)의 양단에 각각 형성되며, 각 철심 연장부(60)는 회동 가능하게 상호 연결된 다관절 부재를 포함한다. 본 실시예에서 각 철심 연장부(60)는 제1 관절 부재(61), 제2 관절 부재(62), 제3 관절 부재(63), 제1 회동축(64) 및 제2 회동축(65)을 포함한다. 제1 관절 부재(61)의 일 단은 철심(10)의 단부에 고정되며, 제2 관절 부재(62)의 일 단은 제1 회동축(64)을 통하여 제1 관절 부재(61)의 타 단에 회동가능하게 체결되고, 제2 관절 부재(62)의 타 단은 제2 회동축(65)을 통하여 제3 관절 부재(63)의 일 단과 체결된다. 이와 같이, 철심 연장부(60)를 회동 가능한 다관절 부재를 사용함으로써, 다양한 형태의 피검사체에 외형에 맞게 철심 연장부의 형태를 변형시킬 수 있게 되어 검사 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
자외선 조명부(70)는 자외선을 조사하는 기능을 수행하며, 철심 연장부(60)에 설치된다. 본 실시예의 경우, 자외선 조명부(70)는 철심 연장부(60) 중 하나에만 설치되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 철심 연장부(60) 양측 모두에 자외선 조명부(70)가 설치될 수도 있다.
전원부(90)에서 공급되는 전원이 전원 케이블(80) 및 커넥터부(40)를 통하여 코일(20)에 인가되면 자기장이 발생되고, 발생된 자기장은 피검사체의 내부로 침투한다. 이때, 만약 피검사체에 결함이 존재한다면, 결함의 벌어진 틈이나 공간 때문에 피검사체에 서로 다른 자극이 발생하여 자기장이 바로 통과하지 못하고 돌아갈려는 왜곡현상이 발생하게 되며, 이 때문에 자극이 둘로 나누어지게 되므로 자극과 자극 사이에 형광 자분이 집중적으로 끌려서 모이게 된다. 자외선 조명부(70)에서 조사되는 자외선이 형광 자분에 조사되면, 이를 검출하여 피검사체의 표면 또는 표면 부근에 있는 결함을 검출하게 된다.
도 4 및 도 5는 형광 자분 탐상 장치의 자외선 조명부의 전면 사시도 및 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 자외선 조명부(70)는 본체(71), 체결부(72), 자외선 조명 케이스(73), 방열판(74), 자외선 LED 모듈(75), 유도 코일(76) 및 구동 회로(77)를 포함한다.
본체(71)는 유도 코일(76)과 구동 회로(77)가 실장될 공간을 제공하며, 내부에는 철심 연장부가 삽입되도록 홀이 형성된다. 체결부(72)는 본체(71)의 전면부에 돌출 형성되어 철심 연장부에 체결된다.
자외선 조명 케이스(73)는 본체(71)의 일 측 단부에 회동가능하게 체결되며, 자외선 조명 케이스(73) 상에 방열판(74)이 설치되고, 방열판(74) 상에 자외선 LED 모듈(75)이 설치된다. 본체(71)의 후면부에는 유도 코일(76)과 구동 회로(77)가 설치된다.
철심(10) 상에 권선된 코일(20)에 전원을 공급하면, 철심 연장부(60) 둘레에 배치된 유도 코일(76)에는 교류 전류가 유도된다. 유도 코일(76)에 의해 발생된 교류전류는 구동 회로(77)로 인가되며, 구동 회로(77)에서는 교류 전류를 직류 전류로 변환한 후, 변환된 직류 전류를 자외선 LED 모듈(75)로 인가하여 자외선 LED 모듈(75)을 구동시킨다.
본 실시예의 경우, 자외선 LED 모듈을 구동시키기 위한 전원으로 유도 전류를 사용하였으나, 전원부에서 공급되는 전원을 이용할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광 자분 탐상 장치의 개략적인 단면도이며, 도 8은 도 7에 도시된 형광 자분 탐상 장치의 사용 방법을 나타낸 도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예예 따른 형광 자분 탐상 장치는 철심(110), 코일(120), 스위칭부(130), 커넥터부(140), 절연 코팅부(150), 철심 연장부(160), 자외선 조명부(170), 전원 케이블(미도시) 및 전원부(미도시)를 포함한다.
철심(110)은 전체적으로 ㄷ자 형태로 형성되며, 철심(110)의 양단부에는 코일(20)이 각각 권선된다. 코일(120)은 철심(110)의 일 단에 설치된 커넥터부(140)에 전기적으로 연결된다. 스위칭부(130)는 전원부(미도시)에 공급되는 전원을 코일(120)에 공급 또는 차단하는 기능을 수행한다. 절연 코팅부(150)는 철심(110) 및 코일(120)을 둘러싸도록 형성되며, 누전을 방지하기 위하여 절연 재료로 이루어진다.
자외선 조명부(170)는 자외선을 조사하는 기능을 수행하며, 철심 연장부(160)에 설치된다. 본 실시예의 경우, 자외선 조명부(170)는 철심 연장부(160) 중 하나에만 설치되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 철심 연장부(160) 양측 모두에 자외선 조명부(170)가 설치될 수도 있다.
철심 연장부(160)는 철심(110)의 양단에 각각 형성되며, 각 철심 연장부(160)는 회동 가능하게 상호 연결된 다관절 부재를 포함한다. 본 실시예의 경우, 다관절 부재의 회동축의 위치를 달리하여, 각 관절 부재의 회동 방향을 서로 다르게 설치하였다.
즉, 본 실시예에서 각 철심 연장부(160)는 제1 관절 부재(161), 제2 관절 부재(162), 제3 관절 부재(163), 제1 회동축(164), 제2 회동축(165) 및 제3 회동축(166)을 포함한다. 제1 관절 부재(161)의 일 단은 z축 방향으로 설치된 제1 회동축(164)을 통하여 철심(110)의 단부에 회동가능하게 체결되며, 제2 관절 부재(162)의 일 단은 y축 방향으로 설치된 제2 회동축(165)을 통하여 제1 관절 부재(161)의 타 단에 회동가능하게 체결된다. 제2 관절 부재(162)의 타 단은 y축 방향으로 설치된 제3 회동축(166)을 통하여 제3 관절 부재(163)의 일 단과 체결된다.
본 실시예와 같이 다관절 부재의 회동축의 위치를 달리하여, 각 관절 부재의 회동 방향을 서로 다르게 설치하면, 도 8에 도시된 바와 같이 피검사체에 형광 자분 탐상 장치를 45도 각도로 비스듬하게 하여도 철심 연장부의 접지 상태를 밀접하게 유지할 수 있게 되어, 강력한 자기장을 형성할 수 있는 동시에 관찰면도 넓게 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 형광 자분 탐상 장치의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10 : 철심
20 : 코일
30 : 스위칭부
40 : 커넥터부
50 : 절연 코팅부
60 : 철심 연장부
70 : 자외선 조명부
80 : 전원 케이블
90 : 전원부

Claims (6)

  1. 형광 자분 탐상 장치에 있어서,
    철심;
    상기 철심의 양단부에 권선된 코일;
    상기 코일에 전기적으로 연결되어 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 코일에 인가하는 커넥터부;
    절연 재료로 이루어지며, 상기 철심 및 코일을 둘러싸도록 형성된 절연 코팅부;
    상기 철심의 양단에 각각 형성되는 철심 연장부; 및
    자외선을 조사하는 자외선 LED 모듈을 포함하며, 상기 철심 연장부에 설치되는 자외선 조명부를 포함하며,
    상기 철심 연장부는 회동 가능하게 상호 연결된 다관절 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 자분 탐상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원부로부터 인가되는 전원을 상기 코일에 공급 또는 차단하는 기능을 수행하는 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 자분 탐상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 조명부는,
    부품 실장 공간이 형성되며, 내부에는 상기 철심 연장부가 삽입되는 홀이 형성된 본체;
    상기 본체의 전면부에 돌출 형성되어 상기 철심 연장부에 체결되는 체결부;
    상기 본체의 일 측 단부에 회동가능하게 체결되는 자외선 조명 케이스;
    상기 자외선 조명 케이스 상에 설치되며, 상기 자외선 LED 모듈이 실장되는 방열판; 및
    상기 본체의 부품 실장 공간에 설치되며, 상기 자외선 LED 모듈을 구동하기 위한 구동 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 자분 탐상 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자외선 조명부는,
    상기 본체 상에 설치되어, 상기 철심 연장부의 둘레에 배치되는 유도 코일을 더 포함하며,
    상기 구동 회로는 상기 유도 코일에 의해 발생된 교류 전류를 인가받아 직류 전류로 변환하여 상기 자외선 LED 모듈에 인가하는 것을 특징으로 하는 형광 자분 탐상 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 철심 연장부는,
    상기 철심의 단부에 일 단부가 고정되는 제1 관절 부재; 및
    상기 제1 관절 부재의 연장 방향과 교차하는 방향으로 설치되는 제1 회동축을 통하여 상기 제1 관절 부재의 타 단부에 회동가능하게 체결되는 제2 관절 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 자분 탐상 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 철심 연장부는,
    상기 철심 단부의 연장 방향으로 설치된 제1 회동축을 통하여 상기 철심 단부에 회동가능하게 체결되는 제1 관절 부재; 및
    상기 제1 회동축과 교차하는 방향으로 설치된 제2 회동축을 통하여 상기 제1 관절 부재의 타 단부에 회동가능하게 체결되는 제2 관절 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 자분 탐상 장치.
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