KR101052800B1 - 자기변형 트랜스듀서와 광대역 다중모드 sh파 분산 특성 변화를 이용한 배관 이상 감시 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 모드의 고주파 SH파를 발생시킬 수 있어 발생된 SH파가 배관을 따라 진행할 때, SH파 분산 특성 변화를 측정함으로써, 배관의 감육 상태를 보다 정확하게 감시할 수 있게 한 자기변형 원리를 이용한 자기변형 트랜스듀서와 광대역 다중모드 SH파 분산 특성 변화를 이용한 배관 이상 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 자기변형 트랜스듀서는 판체 형상의 패치와 ; 상기 패치를 통과하는 바이어스 자기장을 형성하는 두 개의 자석과 ; 상기 자석들 사이에 배열된 코일을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같이 구성된 자기변형 트랜스듀서와 광대역 다중모드 SH파 분산 특성 변화를 이용한 배관 이상 감시 장치는 배관의 외부에 설치되어 배관을 따라 전파되는 SH파를 발생시키는 송신트랜스듀서와 ; 상기 송신트랜스듀서와 이격되게 설치되어 배관을 따라 전파된 SH파를 수신하는 수신트랜스듀서와 ; 상기 송,수신트랜스듀서의 신호를 가진 및 측정하여 감육을 감시하는 제어수단으로 구성되고, 상기 송,수신트랜스듀서는 판체 형상의 패치와 ; 상기 패치를 통과하는 바이어스 자기장을 형성하는 두 개의 자석과 ; 상기 자석들 사이에 배열된 코일을 포함하여 구성되며,

이러한 감육 감시 장치를 이용한 감육 검사방법은 위와 같이 구성된 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서로 구성된 배관 감육 감시 장치를 이용한 배관 감육 감시 방법으로써, 상기 송신트랜스듀서에서 다중 모드의 SH파를 발생시켜 배관의 길이 방향으로 전파되게 하고, 상기 수신트랜스듀서에서 배관을 따라 전파된 SH파를 측정하여 수신된 SH파의 분산 특성 변화를 감시함에 의해 배관의 감육여부를 판단함을 특징으로 한다.

배관, 감육, 트랜스듀서, 자기변형, 패치, 자석, 코일, 미앤더

Description

자기변형 트랜스듀서와 광대역 다중모드 SH파 분산 특성 변화를 이용한 배관 이상 감시 방법{Method for wall thinning monitoring of a pipe using magnetostrictive transducers and the variation of the dispersion characteristics of the broadband multimode SH waves}

본 발명은 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서를 이용한 배관 감육 감시 방법에 관한 것으로써, 상세하게는 다중 모드의 고주파 SH파(Shear horizontal wave)를 발생시킬 수 있어 발생된 SH파가 배관을 따라 진행하여 배관의 감육 상태를 보다 정확하게 감시할 수 있게 한 자기변형 트랜스듀서와 광대역 다중모드 SH파 분산 특성 변화를 이용한 배관 이상 감시 방법에 관한 것이다.

배관 감육(減肉, Wall thinning)은 부식 등의 원인으로 인해 배관의 벽이 얇아지는 현상으로서, 배관에 흐르는 유체의 누출과 관련하여 상당히 중요한 배관 관리 요소의 하나이다. 특히, 원전에 설치된 배관의 경우 배관으로 이송되는 유체가 누출될 경우 대형 사고 발생의 원인이 될 수 있으므로, 엄격한 유지 및 관리가 필요하다.

이러한 배관 감육 여부의 감시는 원전 배관 구조의 안전성 확보를 위해 필수적인 핵심기술 중 하나이고, 효율적인 배관 감육 평가를 위해서는 감육의 유무를 탐상하고, 감육의 진전 상태를 상시 감시하는 기술의 개발이 시급히 요구된다.

이러한 배관 감육의 고속 탐상 및 상시 감시를 위한 대안이 될 수 있는 방법 중 하나가 바로 유도초음파를 이용하는 것이다.

유도초음파는 장거리 전파가 가능하므로 고속/상시 진단에 여러모로 유리한 점이 있으므로 최근 유도초음파 현상을 감육 진단에 적용하고자 하는 시도가 활발히 이루어지고 있다.

그러나, 유도초음파가 배관 감육 감시에 적용되기 위해서는 적절한 트랜스듀서 개발, 모드 선택, 감육에서 유도초음파 전파 양상의 이해 등 아직 해결되어할 문제가 여전히 산재하고 있다.

유도초음파를 이용하여 감육을 감시하고자할 때, 가장 먼저 고려해 볼 수 있는 방법이 감육 부위에서 반사되는 반사파를 측정하여 감육을 진단하는 것이지만, 이 방법은 급격한 두께 변화를 가지는 배관에서는 효율적일 수 있으나, 두께가 서서히 얇아지는 점진 감육(gradual thinning)에서는 파의 반사 계수가 크지 않기 때문에 감육을 감시하기 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로써, 점진감육의 진단을 위해 유도초음파의 분산 특성 변화(Variation of dispersion characteristics) 현상을 적용할 수 있게 하기 위한 자기변형 트랜스듀서와 광대역 다중모드 SH파 분산 특성 변화를 이용한 배관 이상 감시 방법을 제공함을 목적으로 한다.

즉, 고주파의 다중 모드 유도초음파를 발생시킬 수 있는 트랜스듀서를 개발하고, 이 트랜스듀서를 이용하여 감육 감시 장치를 구현함으로써, 트랜스듀서에서 발생된 다중 모드를 갖는 유도초음파가 전파하면서 점진 감육 부위를 지날 때 모드 들의 분산 특성이 변하는 현상을 관찰함에 의해 배관의 감육을 감시할 수 있게 한 자기변형 트랜스듀서와 광대역 다중모드 SH파 분산 특성 변화를 이용한 배관 이상 감시 방법을 제공함을 목적으로 한다.

이러한 본 발명의 자기변형 트랜스듀서와 광대역 다중모드 SH파 분산 특성 변화를 이용한 배관 이상 감시 방법은,

배관의 외부에 설치되어 배관을 따라 전파되는 SH파를 발생시키는 송신트랜스듀서와 ; 상기 송신트랜스듀서와 이격되게 설치되어 배관을 따라 전파된 SH파를 수신하는 수신트랜스듀서와 ; 상기 송,수신트랜스듀서의 신호를 가진 및 측정하여 감육을 감시하는 제어수단으로 구성되고, 상기 송,수신트랜스듀서는 판체 형상의 패치와 ; 상기 패치를 통과하는 바이어스 자기장을 형성하는 두 개의 자석과 ; 상기 자석들 사이에 배열된 코일을 포함하여 구성된 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서를 이용한 배관 감육 감시 장치를 이용한 배관 감육 감시 방법에 있어서,
상기 송신트랜스듀서에서 다중 모드의 SH파를 발생시켜 배관 길이 방향 으로 배관두께 내부에서 수평방향 및 상하부 경계면에 반사되는 방향으로 전파되게 하고, 상기 수신트랜스듀서에서는 배관을 따라 진행되면서 전파되는 SH파를 감시하여 수신된 SH파 중 모드의 분산 특성이 변화하는 것을 감시하고, 수신된 SH파 중 고차모드가 사라지는 분산 특성이 감지되면 배관 감육으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다중 모드의 SH파를 가진시킬 수 있는 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서를 제공함으로써, 배감감육을 보다 정확하게 감시할 수 있는 효과가 있다.

즉, 고주파의 다중 모드 유도초음파를 발생시킬 수 있는 트랜스듀서를 개발하고, 이 트랜스듀서를 이용하여 감육 감시 장치를 구현함으로써, 트랜스듀서에서 발생된 다중 모드를 갖는 유도초음파가 전파하면서 점진 감육 부위를 지날 때 모드 들의 분산 특성이 변하는 현상을 관찰함에 의해 배관의 감육을 보다 효과적으로 감시할 수 있는 효과가 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서와 이를 이용한 감육감시방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서의 일예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서의 일예를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서의 일예를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서를 이용한 배관 감육 감시 장치의 구성도이고, 도 5는 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서에서 발생된 매질 내에서의 SH파의 전파 양상을 나타낸 것이고, 도 6은 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서에서 발생되는 SH파의 군속도 분산 곡선이고, 도 7은 배관 감육 부위에서 다중 모드 SH파의 전파 양상을 도시한 것이고, 도 8내지 도 10은 본 발명의 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서를 이용한 배관 감육 감시 장치에 의해 감시된 신호를 도시한 것으로써, 도 8은 건전평판에서의 측정된 신호이고, 도 9는 25% 감육평판에서 측정된 신호이고, 도 10은 50% 감육평판에서 측정된 신호이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서는 판체 형상의 패치(11)와 ; 상기 패치(11)를 통과하는 바이어스 자기장을 형성하는 두 개의 자석(12a, 12b)과 ; 상기 자석(12a, 12b)들 사이에 배열된 코일(13)을 포함하여 구성된다.

상기 패치(11)는 자기변형성을 지닌 강자성 물질 또는 그 합금 재질로 이루어진 얇은 박판으로 만들어진 판체 형상으로, 송신트랜스듀서에서는 상기 코일과 자석에 의해 발생된 자기장에 영향을 받아 변형하므로써 유도초음파를 발생시키는 역할을 하고, 수신트랜스듀서에서는 전파하는 유도초음파에 의해 자기장을 발생시키는 역할을 한다. 상기 패치(11)는 유연한 박판으로 구성되어 배관의 형상에 따라서 부착이 가능하다.

상기 패치(11)의 배관이 원전의 배관과 같이 고온일 경우를 대비하여 높은 온도에서도 자기변형성을 유지할 수 있는 열에 강한 철-코발트 합금으로 만들어질 수 있다.

상기 패치(11)가 배관에 설치된 상태에서 변형됨에 따라 배관에는 탄성파가 발생하여 전파되게 된다.

상기 코일(13)과 자석(12a, 12b)들은 상호 작용에 의해 SH파를 발생시키는 수단으로 상기 코일(13)은 도 1에 도시한 바와 같이, 미앤더 구조로 배열되어 있으며, 상기 자석(12a, 12b)는 미앤더 구조의 코일(13)의 양단에 각각 설치된다.

즉, 상기 자석(12a, 12b)들 사이에 코일(13)이 미앤더 구조로 배열되어 있으며, 미앤더 코일(13)의 선간격을 조절함으로써 발생되는 SH파의 파장으로 조절할 수 있게 된다.

상기 자석(12a, 12b)은 바이어스(bias) 자기장을 발생시키는 수단으로써, 영구자석 또는 전자석 중 어느 하나로 구성된 수 있으며, 이로 인해 만들어진 자기장이 상기 패치(11)를 잘 통과할 수 있도록 설치된다.

바이어스 자기장은 코일에 의한 동적 자기장과 수직을 이루도록 인가되어 상기 패치(11)에 전단 변형을 유발하여 SH파를 발생시킨다. 바이어스 자기장의 인가를 위해 영구자석 또는 전자석 대신 영구 자석을 미리 문지른 후에 상기 패치(11)에 남아있는 잔류자화를 이용하는 예자화(pre-magnetization) 방법을 이용할 수 있다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 자석(12a)이 미앤더 코일(13)을 향한 부분이 N극이 되면, 자석(12b)은 미앤더 코일을 향한 부분이 S극이 되게 배열한다.

상기 패치(11)에 상기 자석(12a, 12b)으로 발생한 바이어스 자기장을 효율적으로 인가하기 위해 소정의 요크(14)를 이용할 수 있다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 자석(12a, 12b)들 사이를 요크(14)로 연결하여 누설 자속을 감소시킴으로써 자기장 효율을 증가시킬 수 있다.

이러한 트랜스듀서를 이용하여 구성된 배관 감육 감시 장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 배관의 외부에 설치되어 배관을 따라 전파되는 SH파를 발생시키는 송신트랜스듀서(1)와 ; 상기 송신트랜스듀서(1)와 이격되게 설치되어 배관을 따라 전파된 SH파를 수신하는 수신트랜스듀서(2)와 ; 상기 송,수신트랜스듀서(1, 2)의 신호를 가진 및 측정하여 감육을 감시하는 제어수단(3)으로 구성된다.

상기 송, 수신트랜스듀서(1, 2)는 상기에서 설명한 바와 같은 구조를 갖는 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서로 구성되며, 송신트랜스듀서(1)는 공급되는 전류에 의해 SH파를 배관에 전파시키는 수단이고, 수신트랜스듀서(2)는 배관을 따라 전파된 SH파를 수신하는 트랜스듀서이다.

이들의 작동을 설명한다.

송신트랜스듀서(1)를 구성하는 상기 자석(12a, 12b)에서 발생되는 바이어스 자기장과 코일(13)에 흐르는 전류에 의해 발생된 가진 자기장이 상기 패치(11)에 동시에 형성된다.

상기 코일(13)에 가진 전류가 흐를 경우, 강자성체로 이루어진 상기 패치(11)에 바이어스 자기장과 수직 방향으로 가진 자기장이 인가되고, 이에 따라 상기 패치(11)는 자기변형 효과에 의해 전단 변형을 일으키게 되며, 이러한 변형이 배관으로 전달되어 배관에는 SH파가 발생하여 전파되게 된다.

SH파가 배관을 따라 전파되면 상기 수신트랜스듀서(2)에 부착된 패치(11)가 변형을 일으키게 되고, 자기변형 현상으로 인해 이 패치의 주변에 자기장이 발생한다. 이러한 자기장의 변화는 상기 수신트랜스듀서(2)의 코일(13)에 유도 기전력을 발생시키게 되며, 이러한 유도 기전력의 양을 측정하여 제어수단(3)에서 감시하여 신호처리 과정을 통하여 배관의 감육을 확인하게 된다.

상기 자석(12a, 12b)은 도 3에 도시한 바와 같이, 배관의 길이 방향과 수직 방향으로 설치되고, 상기 코일(13)은 상기 자석(12a, 12b)들 사이에 배관과 수직을 이루도록 미앤더 구조로 배열되어 송신트랜스듀서(1)에서 발생된 SH파의 흐름이 배관의 길이 방향으로 유도될 수 있게 하였다.

상기 제어수단(3)은 도 3에 도시한 바와 같이, 송신트랜스듀서(1)에 고출력 펄스 신호를 인가시키는 펄서(pulser)(31a)와, 수신트랜스듀서(2)에서 받은 신호를 증폭해 주는 리시버(receiver)(31b), 시간에 따른 신호의 변화를 표시하는 오실로스코프(32)와, 신호를 분석하여 배관의 감육 여부를 계산하는 컴퓨터(33)를 포함하여 구성된다.

이러한 펄서(31a)와 리시버(receiver)(31b), 오실로스코프(32)와, 컴퓨터(33)는 통상적으로 사용되는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다,

미설명 부호 34a, 34b는 증폭기이다.

이하, 상기와 같이 구성된 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서를 이용한 배관 감육 감시 장치를 이용한 배관의 감육을 감시하는 방법을 설명한다.

본 발명의 감육 감시 장치는 점진감육의 진단을 위해 유도초음파 분산 특성 변화(Variation of dispersion characteristics) 현상을 적용하였다.

여기서, 분산이란 초음파의 각 주파수 성분마다 속도가 다름으로 인해 파가 진행하면서 파의 형상이 찌그러지는 현상이다.

일반적으로 도 5에서와 같이 배관에서 SH파의 분산 특성은 잘 알려져 있지만, 배관에 감육 등 이상이 발생했을 때 이러한 분산 특성이 변하게 되고 이를 측정하여 감육의 유무 또는 감육의 정도를 판별하였다.

점진 감육의 진단 및 감시를 위해 SH파의 여러 모드를 함께 전파시키면 점진 감육 부위를 지날 때 고차 모드가 사라지는 현상을 이용하여 본 발명의 감육 감시 장치가 개발되었다.

이와 같이 본 발명의 트랜스듀서와 진단장치에서 SH파를 이용한 이유는 아래와 같다.

일반적으로 얇은 판재에 존재할 수 있는 유도초음파(guided wave)는 입자의 진동 방식에 따라 램(Lamb)파와 SH파로 나눌 수 있으며, 도 11에 도시한 바와 같이, 이중 입자가 판의 두께 방향 평면에서 진동하는 것을 램파라고 하고, 도 12에 도시한 바와 같이 판의 수평면 내에서 진동하는 것을 SH파라고 한다.

SH파의 모드 중 첫 번째 모드의 경우 판재의 상부나 하부 경계의 영향 없이 진행하기 때문에 분산현상이 없고(non-dispersive), 경계의 변위가 수평면내에서 진동하므로, 인접한 매질의 영향을 덜 받으므로 감쇄가 적고 원거리까지 전파가 가능하다. 무엇보다도, SH파는 모드들이 서로 교차하지 않는 분산특성을 가지므로, 모드 해석 및 분산 특성의 확인이 용이하다.

SH파의 각 모드는 판의 물성 및 기하학적 조건에 따라 고유한 분산 특성을 갖는다. 만약, 감육 등의 이상으로 인해 판의 경계의 기하학적 형상이 바뀌면, 각 모드의 분산 특성 또한 변화한다. 점진 감육의 경우 SH파의 고차 모드들이 감육부위를 잘 통과하지 못하는 특성이 있으므로, 고차모드가 사라지는 현상을 보인다.

즉, 다중 모드의 SH파가 배관을 따라 전파되는 과정에서, 배관에 감육이 존재할 때, 고차 모드가 사라지는 등의 분산 특성 변화를 갖으며, 이러한 분산 특성 변화를 용이하게 측정할 수 있으므로 본 발명에서는 SH파를 이용한 것이다.

실험예

본 발명의 장치를 실험하기 위해 건전평판과 감육평판에 500kHz ~ 1 MHz 사이의 SH파를 발생 및 측정하여 분산 특성 변화를 관찰하였다.

효율적인 SH파의 발생 및 측정을 위해 트랜스듀서는 상기한 바와 같이 구성하였다.

이러한 본 발명의 트랜스듀서는 SH파를 발생시키고 수신하기 위한 수단으로 상기한 바와 같이, 패치(11)는 철-코발트 합금으로 만들고, 코일(13)은 이웃하는 선 사이를 3mm 간격으로 미엔더 형상으로 구불구불하게 구성하였으며, 자석(12a, 12b)은 네오디뮴 영구자석으로 구성하였다.

이렇게 구성된 본 발명의 트랜스듀서(1, 2)에서 발생된 SH파는 도 4에 도시한 바와 같이 매질인 평판의 길이 방향으로 전파되고, 도 5에 도시한 군속도 분산 곡선을 보면 기본 모드(SH0)는 비분산파(nondispersive wave)이므로 모든 주파수 대역에서 파의 속도가 항상 일정할 뿐만 아니라, 구조물의 기하학적 형상에 영향을 받지 않는다.

또한, 기본 모드의 속도가 전체 주파수 대역에서 가장 속도가 빠른 모드이므로 측정 신호 해석 시에 모드의 식별이 매우 쉬워 다른 모드 분석의 기준으로 활용할 수 있으며, 분산선도 상에서 확인한 바와 같이 SH파는 모드들이 서로 교차하지 않으므로 단절모드를 이용하기가 용이하다.

도 7은 SH파가 매질 내에서 전파되는 것을 도시한 것이다.

위와 같이 구성된 트렌스듀서로 구성된 배관 감육 감시 장치의 SH파 전파 시험을 위한 시편으로 두께 11.75mm의 탄소강판을 사용하였다.

탄소강판은 건전평판, 최대 감육 깊이가 두께의 4분의 1인 25% 감육평판, 최대 감육 깊이가 두께의 반인 50% 감육평판을 준비하였고, 감육의 단면 형상은 포물선을 이루게 형성되었고, 가진 신호로는 500 kHz 단일 구형파(single square wave)를 이용하였다.

도 8은 건전평판에서 측정된 신호이다. 단일 펄스 가진에도 불구하고 시간 영역 측정신호는 매우 넓은 시간 영역에 걸쳐 있음을 알 수 있으며, 시간 주파수 해석 결과에 비춰보면, 측정신호의 시간 영역이 넓어지는 것은 고차모드의 분산과 속도차이로 인하여 서로 다른 시간에 도달하는 여러 모드의 파가 서로 중첩되기 때문이라는 것을 알 수 있다.

측정 신호는 약 500 kHz ~ 1 MHz 대역에 에너지가 집중되어 있고, 고차 모드로 갈수록 중심주파수가 더 높아지는데 이는 미엔더 코일을 이용한 트랜스듀서가 파장(wavelength)의 대역을 구속하는 효과가 강하기 때문이다.

상기한 바와 같이, SH파는 모드 구분이 용이하고, 모드들이 순차적으로 도달하므로 시편의 분산선도와 비교하면 비교적 쉽게 모드를 식별할 수 있다.

즉, 도 7의 스펙트로그램(spectrogram)에서는 약 1.2 MHz의 중심주파수를 가지는 SH7 까지 쉽게 확인할 수 있지만, SH0 ~ SH3 모드는 서로 속도가 비슷하기 때문에 도달 시간 차이가 적어서 잘 구분되질 않는다. 만약, 저차 모드들 간의 속도차이가 커지는 더 낮은 주파수 대역에서 가진한다면 모드간의 구분이 가능할 것이 다.

도 9과 도 10은 감육평판에서 측정한 신호를 나타낸 것이다.

도 9는 25% 감육평판이고, 도 10는 50%감육평판이다.

도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 25% 감육평판에서 저차모드의 크기는 건전평판의 경우와 거의 동일하지만 고차모드들은 사라지는 것과 같이 분산 특성 변화 현상이 발생함을 확인할 수 있다.

이 경우 희미하지만 SH4 모드까지 측정되었다. 고차 모드의 사라짐으로 인해 시간영역에서 신호의 영역이 현저히 줄어들었다. 50% 감육평판의 경우에는 저차모드의 크기도 줄고 시간영역에서 신호의 영역이 더욱 줄어들었다. 또한 25% 모드에서 관찰되었던 SH4 모드도 측정되지 않았다.

상기한 바와 같이, 점진 감육평판에서 SH파의 분산 특성 변화 현상이 발생되는 것을 알 수 있고 이렇게 점진감육에 의하여 고차모드가 사라지는 것을 관찰함으로써 배관의 감육을 감시할 수 있는 것이다.

위와 같이 구성된 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서를 이용한 배관 감육 감시 장치 및 이를 이용한 배관 감육 감시 방법은 위에서 장치에 대한 설명을 하는 과정에서 이미 설명되었으나 이를 부연하면, 송신트랜스듀서에서 다중 모드의 SH파를 발생시켜 배관의 길이 방향으로 전파되게 하고, 상기 수신트랜스듀서에서 배관을 따라 전파된 SH파를 감시하여 수신된 SH파 모드들의 분산 특성이 변한 것을 감시함에 의해 배관의 감육 여부를 판단할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자기변형 트랜스듀서의 일예를 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 자기변형 트랜스듀서의 일예를 도시한 평면도이고,

도 3는 본 발명에 따른 자기변형 트랜스듀서의 다른 일예를 도시한 평면도이고,

도 4은 본 발명에 따른 자기변형 트랜스듀서를 이용한 배관 감육 감시 장치의 구성도이고,

도 5는 자기변형 트랜스듀서에서 발생된 매질 내에서의 SH파의 전파 양상을 나타낸 것이고,

도 6은 자기변형 트랜스듀서에서 발생되는 SH파의 군속도 분산 곡선이고,

도 7은 배관 감육 부위에서 다중 모드 SH파의 전파 양상을 도시한 것이고,

도 8내지 도 10은 본 발명의 자기변형 트랜스듀서를 이용한 배관 감육 감시 장치에 의해 감시된 신호를 도시한 것으로써,

도 8은 건전평판에서의 측정된 신호이고,

도 9는 25% 감육평판에서 측정된 신호이고,

도 10은 50% 감육평판에서 측정된 신호이고

도 11은 램파가 금속판에서 전도되는 것을 도시한 것이고,

도 12는 SH파가 금속판에서 전도되는 것을 도시한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1, 2 : 트랜스듀서

11 : 패치

12a, 12b : 자석

13 : 코일(meander coil)

14 : 요크

3 : 제어수단

31a : 펄서(pulser)

31b : 리시버(receiver)

32 : 오실로스코프(oscilloscope)

33 : 컴퓨터

34a, 34b : 증폭기

Claims (11)

1. 배관의 외부에 설치되어 배관을 따라 전파되는 SH파를 발생시키는 송신트랜스듀서(1)와 ; 상기 송신트랜스듀서(1)와 이격되게 설치되어 배관을 따라 전파된 SH파를 수신하는 수신트랜스듀서(2)와 ; 상기 송,수신트랜스듀서(1, 2)의 신호를 가진 및 측정하여 감육을 감시하는 제어수단(3)으로 구성되고, 상기 송,수신트랜스듀서(1, 2)는 판체 형상의 패치(11)와 ; 상기 패치(11)를 통과하는 바이어스 자기장을 형성하는 두 개의 자석(12a, 12b)과 ; 상기 자석(12a, 12b)들 사이에 배열된 코일(13)을 포함하여 구성된 배관 감육 감시용 자기변형 트랜스듀서를 이용한 배관 감육 감시 장치를 이용한 배관 감육 감시 방법에 있어서,

   상기 송신트랜스듀서(1)에서 다중 모드의 SH파를 발생시켜 배관 길이 방향 으로 배관두께 내부에서 수평방향 및 상하부 경계면에 반사되는 방향으로 전파되게 하고,

   상기 수신트랜스듀서(2)에서는 배관을 따라 진행되면서 전파되는 SH파를 감시하여 수신된 SH파 중 모드의 분산 특성이 변화하는 것을 감시하고,

   수신된 SH파 중 고차모드가 사라지는 분산 특성이 감지되면 배관 감육으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배관 감육 감시 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

Images