KR101069459B1 - The Measurement Method and Apparatus of Ultrasound Re-direction Offset using Normal and Angled Ultrasonic Transducers - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파를 이용하여 이방성 조직 또는 고 감쇄인 재질을 검사할 경우 초음파가 재질내에서 굴절되어 정확한 위치 평가가 어려울 경우 해당 재질에서 초음파가 얼마나 굴절되어 진행되는지를 측정할 수 있는 수직 및 사각 초음파탐촉자를 이용한 초음파 굴절량 측정방법 및 장치에 관한 것이다. According to the present invention, when examining anisotropic tissue or a material having high attenuation using ultrasonic waves, when the ultrasonic wave is refracted in the material and it is difficult to accurately estimate the position, vertical and square ultrasonic waves can measure how the ultrasonic wave is refracted in the material. The present invention relates to a method and an apparatus for measuring ultrasonic refractive index using a probe.
초음파검사의 사각검사법에서 결함의 위치를 정확하게 평가하기 위해서는 사용되는 탐촉자의 정확한 굴절각도를 아는 것이 무엇보다 중요하다. 만일 검사자가 잘못된 굴절각을 알고 있다면 검출된 결함의 위치 및 깊이가 전혀 다른 결과를 나타내게 되어 검사 신뢰성에 문제를 유발하게 된다. 그러나 현재까지 초음파검사에서 이방성 재질내의 굴절량을 측정할 수 있는 방법 및 장치가 존재하지 않아 결함의 위치 및 크기를 평가하는데 어려움이 있어왔다.Knowing the exact angle of refraction of the transducer used is important to accurately assess the location of defects in the ultrasonography. If the inspector knows the wrong angle of refraction, the location and depth of the detected defects will result in totally different results, leading to problems in inspection reliability. However, to date, there has been a difficulty in evaluating the location and size of defects because there is no method and apparatus for measuring the amount of refraction in anisotropic materials by ultrasound.
따라서 본 발명에서는 이방성 재질 및 고감쇠 재질에 대한 검사를 수행하기 전에 해당 재질에서 진행되는 초음파의 굴절 정도를 측정하여 검사중에 검출된 결함에 굴절량을 반영하여 결함의 위치 및 크기를 평가함으로써 초음파 검사시 초음파의 결함평가를 더욱 정밀하게 수행하도록 하였다. Therefore, in the present invention, before performing the inspection for the anisotropic material and the high attenuation material, the ultrasonic wave is measured by measuring the degree of refraction of the ultrasonic wave proceeding in the material and reflecting the amount of refraction to the defect detected during the inspection to evaluate the position and size of the defect. The defect evaluation of ultrasonic waves was performed more precisely.
초음파 굴절량 측정방법. 초음파 굴절량 측정장치. 수직 및 사각 초음파탐촉자. Ultrasonic Refraction Measurement Method. Ultrasonic Refraction Measurement Device. Vertical and square ultrasonic transducers.
Description
본 발명은 초음파를 이용하여 이방성 조직 또는 고 감쇄인 재질을 검사할 경우 초음파가 재질내에서 굴절되어 정확한 위치 평가가 어려울 경우 해당 재질에서 초음파가 얼마나 굴절되어 진행되는지를 측정할 수 있는 수직 및 사각 초음파탐촉자를 이용한 초음파 굴절량 측정방법 및 장치에 관한 것이다. According to the present invention, when examining anisotropic tissue or a material having high attenuation using ultrasonic waves, when the ultrasonic wave is refracted in the material and it is difficult to accurately estimate the position, vertical and square ultrasonic waves can measure how the ultrasonic wave is refracted in the material. The present invention relates to a method and an apparatus for measuring ultrasonic refractive index using a probe.
일반적으로 산업설비의 이상유무 또는 건전성을 검사하는 초음파검사는 초음파를 발생하는 초음파 탐촉자를 검사대상에 접촉하고 검사대상과 초음파탐촉자 센서 사이의 계면에 초음파의 전달이 원활하게 이루어지도록 접촉매질을 적절하게 도포하고 검사를 수행한다. In general, an ultrasonic test for inspecting an abnormality or soundness of an industrial facility is suitable for contacting the ultrasonic probe generating ultrasonic waves to the inspection target and to properly transfer the ultrasonic wave to the interface between the inspection target and the ultrasonic probe sensor. Apply and perform inspection.
그러나 이러한 검사를 수행하기에 앞서 검사시스템에 대한 교정을 수행하여야 한다. However, before performing these tests, the inspection system should be calibrated.
검사전에 수행되는 교정작업에는 초음파를 발생시키는 초음파 장비에 대한 장비의 시간축 선형성, 진폭 조절능에 대하여 점검을 하며, 탐촉자에서 초음파가 검사대상에 입사되는 정확한 탐촉자의 위치를 결정하는 입사점 측정, 그리고 초음파가 검사대상에서 얼마나 굴절되어 진행하는지에 대한 굴절각 측정등이 있다. 이러한 교정작업은 검사에 대한 검사시스템의 일관성을 확인하기 위한 것으로 검사기간 동안 검사시스템의 성능이 일관되게 유지되었다는 것을 확인하는 작업이다. The calibration work performed before the inspection involves checking the time-base linearity and amplitude of the equipment for the ultrasonic equipment that generates the ultrasonic waves, measuring the point of incidence to determine the exact position of the transducer where the ultrasonic waves enter the inspection object, and the ultrasonic waves. The angle of refraction measures how much refraction progresses in the test object. This calibration is to confirm the consistency of the inspection system for the inspection and to confirm that the performance of the inspection system was consistent throughout the inspection period.
또한 검사 중 결함이 발견되었다면 결함의 정확한 위치와 크기 평가가 필요한데 결함의 위치와 크기를 정확하게 평가하기 위해서는 탐촉자 교정 기간에 수행된 입사점과 굴절각의 측정이 무엇보다 중요한 영향을 미치게 된다. [도 1]에서 나타난것과 같이 검사중 발견된 결함(120)의 깊이 및 위치는 교정 작업에 의하여 측정된 입사점과 굴절각(θ)에 의하여 결정되므로 이의 정확한 측정은 검사결과의 정밀도와 직접적인 영향을 미치게 된다. In addition, if a defect is found during the inspection, accurate position and size evaluation of the defect is required. In order to accurately estimate the position and size of the defect, the measurement of the incident point and the refraction angle performed during the transducer calibration period has an important effect. As shown in FIG. 1, since the depth and position of the
그러나 재질의 조직이 방향성을 가지고 있을 경우에는 교정에 의하여 측정한 굴절각을 이용하여 결함의 위치와 크기를 평가할 경우에는 발견된 결함의 위치 측정이 부정확하게 되고 크기 평가가 정확하지 않다는 문제점이 있어 왔다. However, when the texture of the material has a directionality, when evaluating the position and size of the defect using the angle of refraction measured by the calibration, there is a problem that the position measurement of the found defect is inaccurate and the size evaluation is not accurate.
[도 3]에서와 같이 조직의 방향성을 가지고 있는 재질에서 검사를 수행할 경우 초음파 탐촉자(100)의 실제 굴절각도로 초음파를 입사하여도 실제로 초음파가 재질내에서 진행한 경로는 (130)과 같은 경로로 진행이 되지만 검사자는 초음파가 직진하여 (140)의 경로로 진행한 것으로 인지하고 있으므로 검사자가 (180)의 위치에 있는 결함을 (190)에 있는 것으로 평가를 하게 될 뿐만 아니라 발견된 결함의 깊이 측정에도 오차가 발생하게 된다. 일반적으로 중요한 설비의 검사에서 결함이 발생될 경우 결함의 위치와 크기를 이용하여 파괴역학평가를 수행하여 설비의 안정 성과 수명을 평가하게 되나 초음파 빔의 굴절으로 인하여 결함의 정확한 정보를 취득하지 못할 경우에는 설비의 수명평가에 사용되는 결함정보가 부정확하게 되어 대중의 안전에 위협을 가져다 줄 수도 있다.When the inspection is performed on the material having the directionality of the tissue as shown in FIG. 3, even though the ultrasonic wave is incident at the actual refraction angle of the
기타, 국내등록특허공보 등록번호 제10-248589호에는 송신 신호에 의해 구동되어 초음파 펄스를 시험체의 탐상면(探傷面)에 대해 경사지게 송신함과 동시에 상기 시험체 속의 음향적 불연속부에 의해 반사된 상기 초음파 펄스를 에코(echo)로서 수신하는 탐촉자(探觸子)와, 상기 탐촉자를 상기 시험체 상의 소정의 주사 범위에 걸쳐 이동시킴과 동시에 상기 탐촉자의 공간적 위치를 출력하는 주사 기구 수단과, 상기 송신 신호를 발생시켜 상기 탐촉자로 출력하고, 상기 탐촉자로부터 상기 수신된 에코를 입력하여 기억함과 동시에 상기 주사 기구 수단으로부터 상기 초음파 펄스를 송신했을 때 및 상기 에코를 수신했을 때의 상기 탐촉자의 공간적 위치를 입력하여 기억하며, 상기 탐촉자의 공간적 위치 및 상기 에코에 기초하여 초음파 빔의 회절에 의한 퍼짐을 고려하여 상기 음향적 불연속부를 검출하는 송수신 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 초음파 탐상 장치가 공개되어 있으며,In addition, in Korean Patent Publication No. 10-248589, the ultrasonic wave pulse is transmitted obliquely to the flaw face of the test body while being driven by a transmission signal and reflected by the acoustic discontinuity in the test body. A transducer for receiving an ultrasonic pulse as an echo, scanning mechanism means for moving the transducer over a predetermined scanning range on the test body and outputting a spatial position of the transducer, and the transmission signal Generates and outputs the signal to the probe, inputs and stores the received echo from the probe, and inputs the spatial position of the transducer when the ultrasonic pulse is transmitted from the scanning mechanism means and when the echo is received. Memory, and a fur by diffraction of an ultrasonic beam based on the spatial position of the transducer and the echo And the by the ultrasonic flaw detection apparatus characterized in that it includes transmission and reception means for detecting parts of the acoustical discontinuity are considered public,
동 공보 등록번호 제10-278774호에는 압전체1와, 음파를 일정각도로 탐상체6에 입사시키기 위해 압전체1의 전면에 접합시키는 에폭시수지층2, 전기적 신호를 입,출력하기 위해 탐상기와 연결하는 콘넥터3로 구성되는 비파괴용 초음파 탐상기의 탐촉자에 있어서,상기 탐촉자는, 다수개가 선형배열(Linear Array) 형태로 결합되고 탐상체6 방향으로 볼록한 곡률을 갖는 압전체1와, 압전체1의 회전축12과 결합되어 탐촉자 내부에서 탐상체6로의 음파의 입사각도를 가변시킬 수 있도록 하는 조 절핸들7과, 탐상체6로의 음파의 출입이 원할히 이루어질 수 있도록 압전체1의 앞면에 위치되는 음향정합층8과, 나누어진 각각의 압전체1에 연결하여 전기적 신호가 원활히 전달될 수 있게 하는 신호선9과, 신호선9과 연결되어 탐상장비와의 외부신호선을 콘넥터3를 통하여 연결하게 하는 회로기판10과, 후측방향으로의 음파의 흡음을 위하여 압전체1 후측에 위치되는 후면층11으로 구성된 것을 특징으로 하는 비파괴용 초음파 탐상기가 기술되어 있고,Korean Patent Publication No. 10-278774 discloses a piezoelectric body 1, an epoxy resin layer 2 which bonds sound waves to the front surface of the piezoelectric body 1 to inject a sound wave into the flaw body 6 at a predetermined angle, and connects the flaw detector to input and output electrical signals. In the transducer of the non-destructive ultrasonic flaw detector composed of the connector 3, the transducer is coupled to the piezoelectric member 1 and the rotary shaft 12 of the piezoelectric member 1 is coupled to the plurality of linear array (Linear Array) form having a convex curvature in the direction of the specimen 6 And an adjustment handle 7 for varying the angle of incidence of the sound waves into the probe 6 inside the transducer, and an acoustic
동 공보 등록번호 제10-441757호에는 다수의 탐촉자를 이격시켜 배치하고, 용접부의 두께방향에 대해 전체적으로 초음파를 주사할 수 있도록 주사라인을 가변시키도록 된 탐촉자조합케이스와, 상기 각각의 탐촉자 일측에 접속되어 초음파신호에 관련된 정보를 전송할 수 있도록 양측에 어댑터가 구비된 탐촉자케이블과, 상기 각각의 탐촉자케이블의 일측에 구비된 어댑터와 접속되어 원하는 탐촉자를 선택하여 해당 초음파신호를 전달시킬 수 있도록 형성된 탐촉자선택스위치로 구성된 초음파 탐상 장치에 있어서, Publication No. 10-441757 has a plurality of transducers spaced apart from each other, and the transducer combination case for varying the scanning line to scan the ultrasonic wave as a whole in the thickness direction of the weld portion, and each of the transducers on one side A probe cable connected to an adapter provided at both sides to be connected to transmit information related to an ultrasonic signal, and an adapter connected to an adapter provided at one side of each probe cable to select a desired transducer to transmit a corresponding ultrasonic signal In the ultrasonic flaw detection apparatus composed of a selection switch,
상기 탐촉자는 3개로 하되, 제1탐촉자와 제2탐촉자와의 간격을 15 mm로 하고, 제2탐촉자와 제3탐촉자와의 간격을 16 mm로 하고, 각각의 탐촉자는 70 의 경사각을 갖도록 배치함으로써 15 mm 두께의 시험재의 종단부를 주사할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 용접부에 대한 초음파 다중 스캐닝 탐상장치.가 공개되어 있음을 알 수 있다.The probes are three, but the distance between the first transducer and the second transducer is 15 mm, the distance between the second transducer and the third transducer is 16 mm, and each transducer is disposed to have an inclination angle of 70. Ultrasonic multiple scanning flaw detection apparatus for a welded part, characterized in that it is possible to scan the end of the 15 mm thick test piece.
현재까지 검사를 수행할 경우 재질의 조직이 방향성을 가지고 있을 경우에는 검사자가 초음파 빔이 재질내에서 굴절한다는 것을 인지하고 있기만 할 뿐 정량적인 측정을 하여 검사결과에 반영할 수 있는 기법과 측정장치가 존재하지 않아 정확한 정보를 취득하지 못할 경우에는 설비의 수명평가에 사용되는 결함정보가 부정확하게 되는 문제점을 개선시키고자 하는 것이 본 발명의 해결하고자 하는 과제인 것이다.When the inspection is performed up to now, if the tissue of the material has a direction, the inspector only recognizes that the ultrasonic beam is refracted in the material, but the technique and the measuring device that can reflect the result of the measurement by quantitative measurement It is a problem to be solved by the present invention to improve the problem that the defect information used in the life evaluation of a facility becomes inaccurate when it does not exist and cannot obtain accurate information.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 검사하고자 하는 재질의 내부적 특성으로 인하여 초음파가 재질내에서 진행되면서 굴절될 경우 굴절되는 정도를 측정하여 결함이 발견되었을 경우 굴절된 정도를 반영함으로써 더욱 신뢰성있는 검사를 수행할 수 있는 수직 및 사각 초음파탐촉자를 이용한 초음파 굴절량 측정방법 및 장치를 제공하는데 본 발명이 이루고자 하는 과제 해결 수단인 것이다. Therefore, the present invention was invented to solve the above conventional problems, and the degree of refraction when the defect is found by measuring the degree of refraction when the ultrasonic wave is refracted while proceeding in the material due to the internal characteristics of the material to be inspected The present invention provides a method and apparatus for measuring the amount of refraction of ultrasonic waves using vertical and square ultrasonic probes capable of performing a more reliable inspection.
본 발명은 이방성 재질의 검사에서 빈번하게 발생하였던 초음파 빔의 굴절정도를 검사자가 측정하지 못함으로써 검출된 결함의 위치와 크기 평가에 오차가 존재하였던 문제점이 상존하고 있었으나, 본 발명에서 제시한 굴절량 측정 방법 및 장치를 이용함으로써 초음파가 재질내에서 진행하면서 발생하는 굴절량을 정확하게 측정함으로써 초음파 검사 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 결함의 발견 및 평가를 용이하게 할 수 있는 매우 유용한 기술이다. In the present invention, there was a problem that an error existed in the evaluation of the location and size of the detected defect because the inspector could not measure the refraction of the ultrasonic beam, which was frequently generated in the inspection of the anisotropic material. By using the measuring method and apparatus, it is a very useful technique to accurately measure the amount of refraction generated as the ultrasonic waves progress in the material, thereby improving the reliability of the ultrasonic inspection results and facilitating the detection and evaluation of defects. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도 [4] 및 [5]와 같은 구성으로 이루어 졌다. 굴절량 측정을 위한 방법의 기본적 개념은 도[2]와 같다. 수직 탐촉자(101)와 사각 탐촉자(102)를 검사하고자 하는 면의 동일한 위치에 부착하고 고정한다. 수신 탐촉자(103)를 반대쪽 면에 부착하고 수직 탐촉자와 사각 탐촉자로부터 송신된 초음파를 수신하여 수직 탐촉자로부터 수신된 신호의 최대 진폭과 사각 탐촉자로부터 수신된 신호의 최대 진폭 사이의 거리를 측정함으로써 굴절량을 측정할 수 있는 원리이다.The present invention for achieving the above object was made of the configuration as shown in [4] and [5]. The basic concept of the method for measuring the amount of refraction is shown in FIG. The
이러한 원리는 도[3]에 더욱 상세하게 나타내었다. 수직 탐촉자(101)은 재질내에서 굴절없이 진진하므로 수직으로 입사할 경우 반대쪽 저면으로 예상된 경로(135)로 진행한다. 그러나 사각탐촉자(102)는 검사대상으로 입사되어 진행하면서 재질의 방향성으로 인하여 굴절되므로 예상된 경로(140)가 아닌 굴절된 경로(130)으로 진행한다. 따라서 굴절된 위치(180)와 수직으로 입사된 위치(135)의 거리를 측정하므로써 굴절량을 평가할 수 있다. 일반적으로 초음파가 균일하게 진행하는 등방성 재질일 경우 초음파가 진행하여 검사대상의 내부 또는 내부에서 시작된 결함과 탐촉자와의 거리/위치는 탐촉자 교정에서 측정한 초음파의 굴절각(θ)과 검사 대상의 두께(t)에 의하여 다음과 같이 계산한다. This principle is shown in more detail in FIG. Since the
결함의 위치 = Fault location =
그러나 빔이 굴절되었을 경우 [도3]에서와 같이 (180)의 위치에 빔이 도달함으로 계산에 의해 얻은 "C"의 값에서 굴절량 측정 장치로 측정한 거리 "A"의 차이인 "B"만큼이 실제 빔이 굴절되어 진행한 거리가 된다. However, when the beam is refracted, as shown in FIG. 3, the beam reaches the position of 180, and thus the difference between the distance A measured by the refraction measuring device and the value "C" obtained by the calculation is calculated as "B". This is the distance traveled by the actual beam being refracted.
본 발명에서는 이러한 굴절량을 정밀하게 측정하기 위한 장치로 도 [4]와 같은 굴절량 측정장치(300)를 발명하였다. In the present invention, the apparatus for measuring the amount of refraction precisely invented the device for measuring the amount of
본 발명의 장치는 기어가 가공된 수직축(340)을 가진 사각형 틀에 수직축과 90도로 배치된 수평축(350)을 주요 구조로 하고 있다. 전체 측정장치는 흡착판(330)에 의하여 측정 대상에 흡착되고 엔코더와 모터를 구비한 수직축 구동장치와 수평축 구동장치에 의하여 수신 탐촉자(103)를 이동하게 된다. The apparatus of the present invention has a main structure with a
즉 수직축모터/엔코더(310)와 수평축모터/엔코더(320)(탐촉자구동장치)에 의하여 본 장치가 부착된 피측정체 반대면의 수직 탐촉자(101)와 사각 탐촉자(102)에서 송신한 초음파를 수신 탐촉자(103)가 자동으로 해당 영역을 전체적으로 이동하면서 수신한다. That is, the ultrasonic waves transmitted from the
본 발명의 굴절량 측정장치(300)는 전체 측정 시스템을 구성하기 위하여 [도5]와 같이 구성이 된다. 굴절량 측정장치(300)를 구동하기 위하여 수평축모터/엔코더(320)가 연결되어 모터를 구동하고, 수평축모터엔코더(320)로부터 수신 탐촉자(103)의 위치를 기록하여 컴퓨터(410)로 전달한다. 그리고 수직탐촉자(101)와 사각 탐촉자(102)에 초음파를 발생하게 하고 굴절량 측정장치(300)에 부착된 수신 탐촉자(103)로부터 초음파를 수신하는 초음파 펄스 리시버(400)를 구비하고 있다. 본 발명의 초음파 펄스 리시버(400)는 수신 탐촉자(103)로부터 수신된 초음파의 진폭값(150)을 [도5]와 같이 게이트(160)를 사용하여 측정하고 측정된 초음파의 진폭값(150)을 컴퓨터(410)로 전달한다. 컴퓨터에서는 엔코더에서부터 수신된 위치값과 초음파 펄스 리시버에서 수신한 진폭값으로 수평-수직축에 진폭값을 진폭값에 따른 색상의 변화를 도시화하여 [도 7]과 같은 결과를 측정한다. [도7]에는 수직 탐촉자(101)에서 수신한 진폭값(210)과 사각 탐촉자(102)에서 수신한 진폭값(220)이 표시되며 각 두개의 진폭값에서 최대 값을 얻어서 거리를 측정하여 [도3]에서 "A"값에 해당하는 값을 얻음으로써 굴절량 측정이 완료된다. 측정 결과를 나타내는 [도7]에는 빔이 굴절되지 않았을 경우 정상적으로 진행된 빔의 진행 예상위치(230)를 나타내고 있으며, 수신된 진폭값의 크기에 따라 색상이 다르게 표시되도록 색상맵(26)을 구비하고 있다. The refractive
결과적으로 기존에 빔이 굴절되는 초음파검사에서 검사자가 굴절량을 측정 할 수 없어 결함의 위치측정에 에로가 있었던 문제점을 해결하기 위하여 수직 탐촉자와 사각 탐촉자를 사용하여 수직으로 전파한 초음파와 사각으로 초음파를 입사하여 굴절되어 진행된 초음파와의 거리를 실질적으로 측정할 수 있는 방법과 장치를 발명함으로써 일반 산업계에서 초음파를 이용한 비파괴검사시 정확하게 초음파검사를 수행하고 결함을 평가할 수 있게 된다. As a result, in order to solve the problem that the inspector was unable to measure the amount of refraction in the conventional ultrasonic examination where the beam is refracted, there was an error in measuring the position of the defect. By inventing a method and apparatus that can substantially measure the distance from the ultrasonic wave that has been refracted by the incident light, it is possible to accurately perform ultrasonic inspection and to evaluate defects during nondestructive inspection using ultrasonic waves in the general industry.
이하 본 발명을 실시예를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
실시예Example
측정하고자 하는 피측정체에 기어가 가공된 수직축(340)을 가진 사각형 틀을 설치하고, 그 모서리 하부에 흡착판(330)을 위치하여 고정 시킨 다음, After installing a rectangular frame having a
상기 수직축(340) 중간 일측에 수평으로 연결되는 수평축(350) 일측에 설치되어 수평축(350) 전체를 수직으로 이동시키는 수직축모토/엔코더(310)를 설치하고, A vertical shaft moto /
상기 수평축(350)의 중앙 일측에 설치되어 수평으로 이동시키는 수평축모터/엔코더(320)를 설치하고, A horizontal shaft motor /
상기 수평축모터/엔코더(320)에 부착된 탐촉자홀더(360) 내에 수신 탐촉자(103)를 설치한 다음, After installing the receiving
수직축 모터/엔코더(310)와 수평축 모터/엔코더(320)를 작동시켜, 수신 탐촉자(103)를 피측정체 상하로 이동시켜 측정하되, The vertical axis motor /
피측정체 반대면에서 수동으로 수직 탐촉자(101)와 사각 탐촉자(102)(통상 한쌍으로 구성됨)를 수신 탐촉자(103)를 따라 이동하면서 수신하면, When receiving the
수평축 모터/엔코더(320)로부터 수신 탐촉자(103)의 위치를 기록하여 컴퓨터(410)으로 전달하고, Record the position of the receiving
수직탐촉자(101)와 사각 탐촉자(102)에 초음파를 발생하게 하고 수신 탐촉자(103)에서 수신된 초음파 신호를 초음파 펄스 리시버(400)로 보내고, Generate ultrasonic waves to the
초음파 펄스 리시버(400)는 수신된 초음파의 진폭값(150)을 [도6]과 같이 게이트(160)를 사용하여 측정하고, 측정된 초음파의 진폭값(150)을 컴퓨터(410)로 전달하면, 컴퓨터(410)에서는 수평축 모터/엔코더(320)로부터 수신된 위치값과 초음파 펄스 리시버(400)에서 수신한 진폭값으로 수평-수직축에 진폭값을 진폭값에 따른 색상의 변화를 도시화하여 [도 7]과 같은 결과를 측정한다. The
[도7]에는 수직 탐촉자(101)에서 수신한 진폭값(210)과 사각 탐촉자(102)에서 수신한 진폭값(220)이 표시되며 각 두개의 진폭값에서 최대 값을 얻어서 거리를 측정하여 [도3]에서 "A"값에 해당하는 값을 얻음으로써 굴절량 측정하여 수직 및 사각 초음파탐촉자를 이용하여 초음파 굴절량을 측정하였다.7 shows the
측정 결과를 나타내는 [도7]에는 빔이 굴절되지 않고 정상적으로 진행된 빔의 진행 예상위치(230)를 나타내고 있으며, 수신된 진폭값의 크기에 따라 색상이 다르게 표시되도록 색상맵(26)을 구비하고 있다. In FIG. 7 showing the measurement result, the beam predicted
이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
구조를 설명하면, 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수직 및 사각 초음파탐촉자를 이용한 초음파 굴절량 측정장치는 Referring to the structure, as shown in Figure 3, the ultrasonic refractive index measuring device using the vertical and square ultrasonic transducer of the present invention
기어가 가공된 4개의 수직축(340)으로 구성된 사각형 틀과, 상기 수직축(340) 중간 일측에 수평으로 슬라이더(370)에 의해 연결되는 수평축(350)과, A rectangular frame composed of four
상기 4개의 수직축(340)의 사각형틀 모서리 하부에 설치된 4개의 흡착판(330)과,Four
상기 수평축(350) 일측에 설치되어 수평축(350)을 수직으로 이동시키는 수직축모토/엔코더(310)와,A vertical shaft motto /
상기 수평축(350)의 중앙 일측에 설치되어 수평으로 이동시키는 수평축모터/엔코더(320)와,A horizontal shaft motor /
상기 수평축모터/엔코더(320)에 부착된 탐촉자홀더(360) 내에 설치된 수신 탐촉자(103)과, A receiving
상기 탐촉자홀더(360)에 부착되어 이동시 수신 탐촉자(103)의 충격을 완화시키는 탐촉자지지용스프링(390)과,A
피측정체 반대편에 설치되며 수신 탐촉자(103)의 이동에 따라 수동으로 이동시키는 수직탐촉자(101)및 사각탐촉자(102)로 구성되어 있음을 알 수 있다.It can be seen that it is installed on the opposite side of the object to be measured is composed of a
도 1은 초음파탐상시의 굴절각을 이용한 결함의 위치측정 원리를 나타낸 도면 1 is a view showing the principle of location measurement of defects using the refraction angle during ultrasonic examination
도 2는 굴절량 측정을 위한 탐촉자의 위치 개념도2 is a conceptual diagram of the position of the transducer for measuring the amount of refraction
도 3은 초음파가 굴절되었을 경우와 직진하였을 경우 발생되는 편차3 is a deviation generated when the ultrasound is refracted and when going straight
도 4는 본 발명의 수직 및 사각 초음파탐촉자를 이용한 초음파 굴절량 측정장치 상세도Figure 4 is a detailed view of the ultrasonic refractive index measuring device using the vertical and square ultrasonic transducer of the present invention
도 5는 본 발명의 수직 및 사각 초음파탐촉자를 이용한 초음파 굴절량 측정장치 구성도5 is a block diagram of the ultrasonic refractive index measuring device using the vertical and square ultrasonic transducer of the present invention
도 6은 본 발명의 수신 탐촉자에서 수신된 진폭 측정을 위한 게이트 설정 그라피Figure 6 is a gate setting graph for the amplitude measurement received by the receiving probe of the present invention
도 7은 본 발명의 굴절량 측정 장비를 이용하여 측정한 굴절량 측정 결과를 나타낸 도면 7 is a view showing a result of measuring the amount of refraction measured using the refraction measurement device of the present invention
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100- 초음파 탐촉자 101-수직 탐촉자 100- ultrasonic transducer 101-vertical transducer
102- 사각 탐촉자(45도, 60도 또는 70도)102- square transducer (45 degrees, 60 degrees or 70 degrees)
103- 수신 탐촉자103- receive transducer
110- 검사하고자 하는 대상110- What to test
120- 결함 130- 굴절되어 진행되는 초음파120- Defect 130- Ultrasonically Refracted Ultrasound
135- 수직으로 진행된 초음파 140- 직선으로 진행된 초음파135- Vertically Ultrasound 140- Straight Ultrasound
150- 초음파신호의 진폭 160- 진폭값 검출을 위한 게이트150- Amplitude of Ultrasonic Signal 160- Amplitude Gate
170- 수신용 초음파 탐촉자 180- 실제 결함의 위치170- Ultrasonic transducer for reception 180- Location of actual defect
190-검사자가 인지하게 되는 결함의 위치190-The location of the defect as perceived by the inspector
210-수직 탐촉자로부터 수신된 진폭값 Amplitude value received from 210-vertical transducer
220-사각 탐촉자로부터 수신된 진폭값Amplitude value received from 220-square transducer
230-사각 탐촉자가 정상적으로 진행하였을 경우의 신호 발생 위치 Signal generation position when 230-square transducer proceeds normally
240, 250-수신된 신호의 단면도240, 250-cross section of received signal
260-진폭값에 따른 색상의 변화260-color variation with amplitude
300- 굴절량 측정 장치 310- 수직축 모터/엔코더 300- Refractive Meter 310- Vertical Motor / Encoder
320- 수평축 모터/엔코더 330- 흡착판320- horizontal motor / encoder 330- suction plate
340- 수직축 350- 수평축340- vertical axis 350- horizontal axis
360- 탐촉자 홀더 370- 슬라이더360- transducer holder 370- slider
380- 앤코더 구동용 기어 390-탐촉자 지지용 스프링 380- Encoder Drive Gear 390-Probe Support Spring
400-초음파펄스리시버 410- 컴퓨터400-Ultrasonic Pulse Receiver 410- Computer
420- 모터 구동 및 제어기420- motor drive and controller
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