KR101077043B1 - Reference Material for Nondestructive Photo-Infrared Thermography and Inspection Method of using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질 및 이를 이용한 비파괴 검사 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광-적외선 열화상 비파괴검사 장비를 최대 성능이 발휘되는 배열 및 검사 조건으로 최적화시킬 수 있고, 최적화한 상태에서 실제 피검체에 대한 결함을 용이하게 검사할 수 있도록 한 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질 및 이를 이용한 비파괴 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reference material for the non-destructive inspection of the photo-infrared thermography and a non-destructive inspection method using the same, and more particularly, it is possible to optimize the photo-infrared thermography non-destructive inspection equipment to the arrangement and inspection conditions for maximum performance In addition, the present invention relates to a reference material for photo-infrared thermography nondestructive testing and a method for nondestructive testing using the same, which facilitates inspection of defects on an actual subject under optimized conditions.
이를 위해, 본 발명은 소정 면적을 갖는 금속판의 일면에 다수의 결함부를 등간격 또는 불균일 간격으로 형성하되, 상기 결함부들은 비파과검사 장치에 의하여 검출 가능한 최소직경, 최대직경, 최소직경과 최대직경 사이의 직경으로 형성되는 동시에 비파과검사 장치에 의하여 검출 가능한 최소깊이, 최대깊이, 최소깊이와 최대깊이 사이의 깊이로 형성된 것을 특징으로 하는 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질 및 이를 이용한 비파괴검사 방법을 제공한다.To this end, the present invention is to form a plurality of defects at equal intervals or non-uniform intervals on one surface of the metal plate having a predetermined area, the defects between the minimum diameter, the maximum diameter, the minimum diameter and the maximum diameter detectable by a non-penetrating inspection device And a reference material for non-destructive inspection using a photo-infrared thermal imaging non-destructive testing method, characterized in that it is formed to a diameter of at the same time and is formed by a minimum depth, a maximum depth, a depth between a minimum depth and a maximum depth that can be detected by a non-penetration inspection apparatus. to provide.
광-적외선, 열화상, 카메라, 열원, 비파괴검사, 참조물질, 결함부, 피검체 Photo-infrared, thermal image, camera, heat source, NDT, reference material, defect, subject
Description
본 발명은 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질 및 이를 이용한 비파괴 검사 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광-적외선 열화상 비파괴검사 장비를 최대 성능이 발휘되는 배열 및 검사 조건으로 최적화시킬 수 있고, 최적화한 상태에서 실제 피검체에 대한 결함을 용이하게 검사할 수 있도록 한 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질 및 이를 이용한 비파괴 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reference material for the non-destructive inspection of the photo-infrared thermography and a non-destructive inspection method using the same, and more particularly, it is possible to optimize the photo-infrared thermography non-destructive inspection equipment to the arrangement and inspection conditions for maximum performance In addition, the present invention relates to a reference material for photo-infrared thermography nondestructive testing and a method for nondestructive testing using the same, which facilitates inspection of defects on an actual subject under optimized conditions.
최근 적외선 열화상 카메라를 이용한 비파괴 검사 기술이 개발되어 다양한 산업분야에 활용되고 있다.Recently, non-destructive inspection technology using infrared thermal imaging cameras has been developed and used in various industrial fields.
특히, 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이 피검체(14)로부터 일정 거리 떨어진 위치에 가열 열원(10)인 가열용 램프 및 적외선 열화상 카메라(12)가 배치된 상태에서 가열 열원으로 피검체(14)를 가열하면, 상기 피검체(14)의 내부에 존재하는 결함부에서의 온도분포변화 또는 위상변화가 발생하게 되며, 이때의 온도분포변화 또는 위상변화를 적외선 열화상 카메라로 측정하여 피검체의 결함을 탐지하는 광-적외선 열화상 비파괴 검사기술이 개발되어 산업분야에 활용되고 있다.Particularly, as shown in FIG. 1, a heating lamp as the
상기 광-적외선 열화상 비파괴 검사기술의 구체적인 주요 응용분야는 금속재의 감육 결함검사, 베니어 합판의 불완전 접착부 검사, 항공기 소재인 복합재 구조물의 불완전 접착검사, 코팅막 계면사이의 결함(기공, 이물질 등) 검사 등에 있다.Specific application areas of the photo-infrared thermal imaging non-destructive inspection technology include thinning defect inspection of metal materials, incomplete adhesion inspection of veneer plywood, incomplete adhesion inspection of composite structures of aircraft materials, and inspection of defects (pores, foreign objects, etc.) between coating film interfaces. It's on your back.
이러한 종래의 광-적외선 열화상 비파괴 검사기술에 대한 원리를 좀 더 구체적으로 설명하면, 할로겐 램프와 같은 가열용 열원으로 피검체를 가열하면 피검체의 결함부와 건전부의 열용량 차이로 인하여 결함부에서 온도차가 나타나게 되고, 이 온도변화를 적외선 카메라의 적외선 화상으로 표현함으로서, 사람이 결함부의 유무를 시각적으로 판단하게 되고, 또는 위상잠금, FFT 등의 신호처리 기술을 적용하여 위상을 계산하여 피검체의 결함 유무를 판단하게 된다.The principle of the conventional photo-infrared thermography non-destructive inspection technology will be described in more detail. When a subject is heated with a heat source for heating such as a halogen lamp, the defect portion is caused by a difference in heat capacity of the subject and the subject. The temperature difference appears at, and the temperature change is represented by the infrared image of the infrared camera, so that a person visually judges the presence or absence of a defect part, or calculates the phase by applying a signal processing technique such as phase lock or FFT. Will determine whether there is a defect.
그러나, 종래의 광-적외선 열화상 비파괴 검사 기법은 현장에서 적용하는데 있어 다음과 같은 문제점들이 있었다.However, the conventional photo-infrared thermography nondestructive inspection technique has the following problems in the field application.
(1) 피검체의 결함부와 건전부간의 온도차이 발생은 가열 또는 냉각 속도의 차이로 나타나는 현상이지만, 이때의 온도차이 발생은 주변온도, 풍속, 표면상태에 따라서도 다르게 나타나게 되므로, 결함부에 대한 검출가능성이 환경에 따라 좌우되어 정확성이 떨어지는 단점이 있다.(1) The temperature difference between the defective part and the healthy part of the subject is a phenomenon caused by a difference in heating or cooling rate, but the temperature difference at this time is different depending on the ambient temperature, wind speed, and surface condition. Detectable accuracy is dependent on the environment and has a disadvantage of inferior accuracy.
(2) 피검체의 결함부와 건전부간의 온도차이 발생은 가열용 열원의 입사 높낮이, 가열 지속시간, 검출하는 적외선 카메라의 성능(온도분해능)에 영향을 받게 되므로, 결함부에 대한 검출능이 서로 다르게 구축되는 검사시스템의 성능에 따라 다르게 나타나는 단점이 있다.(2) Since the temperature difference between the defective part and the healthy part of the subject is affected by the incident height of the heating heat source, the heating duration, and the performance (temperature resolution) of the infrared camera to detect, the detection capability of the defective part is mutually different. There are disadvantages that appear differently depending on the performance of differently constructed inspection system.
(3) 피검체의 결함부와 건전부간의 온도차이 발생은 검사대상체의 재질에 따라 다르게 나타나게 된다.(3) The temperature difference between the defective part and the healthy part of the subject is different depending on the material of the subject.
즉, 같은 열원, 같은 환경일지라도 검사 대상체의 물성(열전도계수, 비열, 밀도)에 따라 결함검출능이 다르게 나타나는 단점이 있다.That is, even in the same heat source and the same environment, defect detection ability is different depending on the physical properties (thermal conductivity coefficient, specific heat, density) of the test object.
(4) 종래의 광-적외선 열화상 비파괴 검사 기술은 적외선 카메라의 적외선 영상을 검사자가 직접 보면서 결함의 유무를 판단하므로, 검사자의 경험과 능력에 따라 결함 검출능이 다르게 나타나는 단점이 있다.(4) The conventional photo-infrared thermography non-destructive inspection technology determines the presence of a defect by directly inspecting the infrared image of the infrared camera, there is a disadvantage that the defect detection ability is different depending on the experience and ability of the inspector.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 광-적외선 열화상 검사기술의 영향인자중 외적인 요인(주변환경요인, 검사대상체의 물성, 검사 시스템의 성능, 검사자의 능력 등)과 내적인 요인(검사대상체의 결함 크기, 깊이 등)을 한꺼번에 고려하되, 실제 검사대상체의 검사 전에 결함의 크기, 깊이, 위치(내적요인) 등을 미리 알고 있는 참조물질을 검사하여, 실제 검사시스템을 최적화하고 외적인 요인들을 정규화시킴으로써, 검사 대상체의 결함부를 보다 정확하게 검사할 수 있도록 한 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질 및 이를 이용한 비파괴 검사방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the external factors (main conversion factors, physical properties of the test object, the performance of the inspection system, the ability of the inspector) among the factors influencing the photo-infrared thermography technology Etc.) and internal factors (defect size, depth, etc.) of the object to be examined at the same time, but before the inspection of the actual object, the reference material that knows the size, depth, and location (internal factors) of the defect in advance is examined and The object of the present invention is to provide a reference material for non-destructive inspection of photo-infrared thermography that can more accurately inspect defects of an object by optimizing an inspection system and normalizing external factors, and a non-destructive inspection method using the same.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 소정 면적을 갖는 금속판의 일면에 다수의 결함부를 등간격 또는 불균일 간격으로 형성하되, 상기 결함부들은 비파과검사 장치에 의하여 검출 가능한 최소직경, 최대직경, 최소직경과 최대직경 사이의 직경으로 형성되는 동시에 비파과검사 장치에 의하여 검출 가능한 최소깊이, 최대깊이, 최소깊이와 최대깊이 사이의 깊이로 형성된 것을 특징으로 하는 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질을 제공한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is: forming a plurality of defects on one surface of the metal plate having a predetermined area at equal intervals or non-uniform intervals, the defects are the minimum diameter detectable by the non-penetrating inspection device, For the non-destructive inspection of photo-infrared thermal imaging, which is formed with the maximum diameter, the diameter between the minimum diameter and the maximum diameter, and is formed with the minimum depth, the maximum depth, the depth between the minimum depth and the maximum depth detectable by the non-penetrating inspection device. Provide a reference substance.
바람직한 구현예로서, 상기 참조물질의 결함부의 최소직경은 Φ4mm이고, 최대직경은 Φ16mm이며, 이 최소 및 최대직경의 결함부는 Φ8mm의 결함부 및 Φ12mm의 결함부와 함께 금속판의 일면에 등간격 또는 불균일한 간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the minimum diameter of the defective portion of the reference material is Φ4mm, the maximum diameter is Φ16mm, and the minimum and maximum diameter defects are equally spaced or nonuniform on one surface of the metal plate together with the defective portion of Φ8mm and the defective portion of Φ12mm. Characterized in that formed at one interval.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 Φ16mm의 결함부, Φ12mm의 결함부, Φ8mm의 결함부, Φ4mm의 결함부를 각각 2mm, 3mm, 4mm, 5mm의 깊이로 다양화시켜 형성시킨 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the defect portion of Φ 16mm, the defect portion of Φ 12mm, the defect portion of Φ 8mm, the defect portion of Φ 4mm is characterized in that formed by varying the depth of 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, respectively.
한편, 상기 참조물질의 재질은 스테인레스 스틸인 것을 특징으로 한다.On the other hand, the material of the reference material is characterized in that the stainless steel.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 실제 피검체로부터 일정 거리 떨어진 위치에 가열 열원 및 적외선 열화상 카메라를 배치하되, 실제 피검체의 주변에 결함정보를 알고 있는 참조물질을 배열시키는 단계와; 상기 가열 열원에 의하여 가열된 참조물질의 결함부에서의 온도분포변화 또는 위상변화가 발생하는 것을 적외선 열화상 카메라로 측정하여, 상기 참조물질의 결함을 탐지하는 단계와; 상기 참조물질의 결함 탐지 결과, 상기 적외선 열화상 카메라의 화상에 미리 알고 있던 상기 참조물질의 결함정보가 제대로 탐지되었는지를 판정하는 단계와; 상기 참조물질의 결함정보가 제대로 탐지된 것으로 판정되면, 상기 가열 열원 및 적외선 열화상 카메라로 이루어진 비파과검사 장치이 최대 성능을 발휘할 수 있는 배열 및 검사 조건으로 최적화된 것으로 간주하여, 실제 피검체에 대한 결함을 탐지하는 과정을 진행하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질 을 이용한 비파괴검사 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the above object is: arranging a heating heat source and an infrared thermal imaging camera at a distance away from the actual subject, the reference material knowing the defect information around the actual subject Making a step; Detecting a defect in the reference material by measuring a temperature distribution change or a phase change in the defect portion of the reference material heated by the heating heat source, using an infrared thermal imaging camera; Determining whether the defect information of the reference material, which was previously known to the image of the infrared thermal imaging camera, is properly detected as a result of the defect detection of the reference material; If it is determined that the defect information of the reference material is properly detected, the non-penetrating inspection device consisting of the heating heat source and the infrared thermal imaging camera is regarded as optimized to the arrangement and inspection conditions that can exhibit the maximum performance, and thus the defect on the actual subject. Proceeding to detect the process; It provides a non-destructive inspection method using a reference material for photo-infrared thermal imaging non-destructive inspection comprising a.
바람직한 구현예로서, 상기 참조물질의 탐지결과와 실제 피검대상체의 탐지결과를 비교하는 평가 단계가 더 진행되는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, an evaluation step of comparing the detection result of the reference substance with the detection result of the actual test subject is further performed.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.Through the above problem solving means, the present invention can provide the following effects.
본 발명에 따르면, 결함정보(재질, 결함 형상, 깊이, 크기, 위치)를 알고 있는 참조물질을 제작하여, 실제 피검대상체에 대한 비파괴검사 전에 참조물질을 사전 검사함으로써, 참조물질에 대한 결함 검사 결과를 기반으로 광-적외선 열화상 비파괴검사 장비를 최대 성능이 발휘되는 배열 및 검사 조건으로 최적화시킬 수 있고, 최적화한 상태에서 실제 피검체에 대한 결함을 용이하게 검사할 수 있다.According to the present invention, by producing a reference material that knows the defect information (material, defect shape, depth, size, location), and pre-inspection of the reference material before the non-destructive test on the actual test object, the result of the defect test for the reference material Based on this, the photo-infrared thermography nondestructive testing equipment can be optimized to the maximum performance of the array and inspection conditions, and the optimized test can easily inspect the defects on the actual subject.
또한, 본 발명에 따른 참조물질은 주어진 검사환경에서 결함부에 대한 검출가능성, 검사 대상체의 재질에 따른 검사조건의 설정, 비파과검사 장치의 작동 상태 및 검사자의 능력을 평가하는데 활용이 가능하며, 궁극적으로 광-적외선 열화상 비파괴검사 기술의 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.In addition, the reference material according to the present invention can be used to evaluate the detectability of defects in a given inspection environment, the setting of inspection conditions according to the material of the inspection object, the operating state of the non-penetrating inspection apparatus, and the ability of the inspector. This can improve the inspection reliability of the photo-infrared thermography nondestructive testing technology.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
통상, 광-적외선 열화상 비파괴 검사기술의 결함부 검출에 있어서, 그 영향인자를 외적인 요인과 내적인 요인으로 나누어 정의할 수 있다.Usually, in the detection of defects of the photo-infrared thermography nondestructive inspection technique, the influence factor can be defined by dividing it into external factors and internal factors.
상기 외적인 요인은 피검체의 주변온도, 풍속, 표면상태 등을 포함하는 주변환경요인과, 가열용 열원의 입사 높낮이 및 가열 지속시간, 적외선 카메라의 온도분해능 등을 포함하는 검사시스템의 성능요인과, 검사대상체의 재질 및 물성요인과, 검사자의 경험과 능력요인 등을 들 수 있고, 상기 내적인 요인은 피검체의 결함부 크기, 깊이 등을 들 수 있다.The external factors include environmental factors including ambient temperature, wind speed, surface state, etc. of the subject, performance factors of the inspection system including height of incidence and duration of heating of the heat source for heating, temperature resolution of the infrared camera, and the like. The material and physical factors of the object to be inspected, the experience and ability of the inspector, etc. may be mentioned, and the internal factors may include the size and depth of the defect part of the object.
대개, 비파괴 검사라 함은 상기 외적인 요인이 정해진 상태에서 상기 내적인 요인을 찾는 과정이지만, 광-적외선 열화상 비파괴검사 기술의 경우에는 상기 외적인 요인이 검사 환경에 따라 바뀌게 된다.In general, the non-destructive test is a process of finding the internal factor in the state where the external factor is determined, but in the case of the photo-infrared thermography non-destructive test technique, the external factor is changed according to the test environment.
이에, 본 발명은 실제 검사대상체의 검사 전에 내적인 요인인 결함의 크기, 깊이, 위치(내적요인) 등을 알 수 있는 참조물질을 제공함과 더불어, 이 참조물질을 미리 검사하여 광-적외선 열화상 비파과검사 장치을 최적화시킴과 함께 상기 외적인 요인들의 영향을 평가하여 피검체의 결함부를 보다 정확하게 검사할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.Accordingly, the present invention provides a reference material which can know the size, depth, location (internal factors) of defects, which are internal factors before the inspection of the actual inspection object, and inspects the reference material in advance to examine the photo-infrared thermal image. The main focus is on optimizing the non-penetrating inspection device and evaluating the influence of the external factors to more accurately inspect the defects of the subject.
즉, 내적인 요인을 알 수 있는 참조물질을 미리 검사하여 광-적외선 열화상 비파과검사 장치의 최적화시키는 과정을 통하여, 피검체의 외적인 요인을 정규화하여 검사함으로써, 검사결과로부터 내적요인(결함크기, 깊이 등)을 평가할 수 있도록 한다.In other words, through the process of optimizing the photo-infrared thermographic non-penetrating inspection device by preliminarily examining the reference material that can know the internal factors, the external factors of the subject are normalized and inspected, and the internal factors (defect size, Depth, etc.).
여기서, 본 발명에 따른 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질에 대하여 설명하면 다음과 같다.Herein, the reference material for the non-destructive inspection for photo-infrared thermal imaging according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 참조물질은 내적 및 외적인 인자를 최적화하기 위해 사용하는 것으로서, 산업적 활용도가 가장 높은 대표적인 재질인 스테인레스 스틸(STS304)을 이용하여 설계 제작된다.The reference material according to the present invention is used to optimize internal and external factors, and is designed and manufactured using stainless steel (STS304), which is a representative material having the highest industrial utilization.
본 발명에 따른 참조물질의 설계에 있어 고려사항은 결함의 크기, 깊이, 위치이며, 각 치수는 외적인자를 변화하면서 수행한 수치해석적 기법과 실험기법을 조합하여 결함의 크기와 깊이가 결정된다.Considerations in the design of the reference material according to the present invention are the size, depth, and location of the defect, and each dimension is determined by combining the numerical and experimental techniques performed by changing the extrinsic.
보다 상세하게는, 상기 외적 인자(요인)은 주변 온도, 풍속 등이라 할 수 있고, 수치해석적 기법에는 상용프로그램(ANSYS, NASTRAN 등)을 사용하게 되는데, 이 프로그램을 통해 상기 외부 인자를 사용자가 정의할 수 있으며, 이를 바탕으로 주변 환경변화에 따라 검출 가능한 결함의 범위을 결정하게 된다.In more detail, the external factor (factor) may be referred to as ambient temperature, wind speed, etc., and a commercial program (ANSYS, NASTRAN, etc.) is used for the numerical analysis technique. The range of defects that can be detected is determined based on changes in the surrounding environment.
그러나, 상기 수치해석적 기법은 실제 환경을 정확하게 구현을 하지 못하기 때문에 단지 대략적인 예측결과이며, 대략적인 예측결과를 바탕으로 실제 실험을 하여 보다 정교하게 결함의 조건을 결정하게 된다.However, the numerical technique is only an approximate prediction result because it does not accurately implement the actual environment, and the conditions of the defect are more precisely determined by performing an actual experiment based on the approximate prediction result.
이렇게 결정된 결함의 형상은 감육 또는 박리결함에서 나타나는 일반적 형태를 모사하여 시험편의 후면에서 바닥면이 평평한 원형의 형상(back-drilled-bottom-plate hole)으로 가공하고, 가공면의 반대 방향에서 검사를 수행하게 된다.The shape of the defect thus determined is simulated by the general shape of thinning or peeling defects, and is processed into a back-drilled-bottom-plate hole in which the bottom surface is flat at the back of the specimen, and the inspection is performed in the opposite direction of the processing surface. Will perform.
이러한 참조물질 설계에서의 주안점은 결함의 깊이, 크기, 위치의 선정에 있으며, 결함의 크기와 깊이간의 관계를 살펴보면, 크기가 작은 결함은 표면에 근접한 곳에 존재하여야 검출가능하고, 크기가 큰 결함은 표면에서 더 깊은 곳에 위치하여도 검출이 가능하다. The main point of this reference material design is the selection of the depth, size, and location of the defects. Looking at the relationship between the size and the depth of the defects, small defects should be detected in close proximity to the surface, and large defects It can also be detected deeper from the surface.
따라서, 상기 참조물질에는 검출가능한 최소/최대 크기와 최소/최대 깊이가 모두 존재해야 하고, 또한 큰 결함들이 근접한 경우 결함 사이의 상호작용으로 상관이 일어나게 되므로 최소의 면적에 최대한 많은 결함이 있도록 제작하여야 하며, 이러한 사항들을 고려하여 본 발명의 참조물질은 첨부한 3에 도시된 바와 같이 설계 제작된다.Therefore, both the minimum / maximum detectable size and the minimum / maximum depth must exist in the reference material, and when the large defects are in close proximity, the correlation is caused by the interaction between the defects. In consideration of these matters, the reference material of the present invention is designed and manufactured as shown in the attached 3.
이때, 상기 큰 결함들이 근접한 경우 결함 사이의 상호작용으로 상관이 일어난다는 것은 도 4에 도시된 바와 같이, 검정색으로 표시되는 두 개의 결함이 너무 근접하게 되면 검정색들이 겹치게 되고, 이 겹쳐진 상태를 상관이 일어난다고 표현하며, 이렇게 상관이 일어난 경우에는 결함의 구별이 어렵게 된다.In this case, the correlation occurs when the large defects are close to each other. As shown in FIG. 4, when two defects indicated by black are too close to each other, the blacks overlap and the overlapped state is correlated. If this correlation occurs, it is difficult to distinguish the defect.
이에, 단순히 결함의 간격을 충분히 넓게 설정할 수도 있으나, 그렇게 되면 시험편의 전체 크기가 커져서 이동 및 검출분해능이 떨어지게 되므로, 작은 공간 내에 최대한 결함을 많이 넣는 것이 바람직하다.In this case, it is possible to simply set a sufficient gap between the defects. However, since the total size of the test specimens increases, the movement and the detection resolution are reduced, it is preferable to put as many defects as possible in a small space.
한편, 도 3을 참조하면 본 발명의 참조물질은 금속판의 일면에 바닥면이 평평한 원형의 결함부(back-drilled-bottom-plate hole)를 가공하고, 이 가공면의 반대 방향은 검사를 수행하는 검사면이 된다.Meanwhile, referring to FIG. 3, the reference material of the present invention processes a back-drilled-bottom-plate hole having a flat bottom surface on one surface of a metal plate, and the opposite direction of the processing surface performs inspection. It becomes an inspection surface.
스테인레스 스틸 재질로 만들어진 본 발명의 참조물질(16) 형상에 있어서, 결함의 최소 크기는 Φ4mm로 결정하였는 바, 그 이유는 기계적 가공에 있어 결함의 바닥면을 평평하게 가공할 수 있는 최소 직경이 Φ4mm이기 때문이다. In the shape of the
또한, 상기 결함의 최대 크기를 Φ16mm로 결정하였는 바, 결합 크기의 증가비율을 적외선 검출소자의 공간분해능(±0.7 mm/pixel)를 고려하여 4mm씩 증가시켜 최대 φ16mm까지 제작된다.In addition, since the maximum size of the defect was determined to be
따라서, 본 발명의 참조물질(16)에는 최소 크기인 Φ4mm의 결함과, Φ8mm의 결함, Φ12mm의 결함, 그리고 최대 크기인 Φ16mm의 결함이 등간격 또는 불균일한 간격으로 형성된다.Therefore, in the
이때, 본 발명의 참조물질(16)에는 결함의 크기 뿐만아니라, 해당 결함의 깊이를 달리 형성시키는 바, Φ16mm 결함의 경우 결함의 깊이를 5mm로 가공하여 Φ16mm 결함의 바닥면에서 그 이면의 검사면까지의 두께를 비파괴검사시 검출 가능한 최대두께(5mm)로 설정하고, 또한 Φ4mm의 결함의 경우 결함의 깊이를 8mm로 가공하여 Φ4mm 결함의 바닥면에서 그 이면의 검사면까지의 두께를 비파괴검사시 검출 가능한 최소두께(2mm)로 설정한 것을 기준으로 하여 각 결함의 두께(측정깊이)를 달리 가공하게 된다.At this time, the
일례로서, 본 발명의 참조물질(16)은 10mm두께를 가지되, 총 4개의 Φ16mm의 결함을 가공하는 동시에 그 깊이를 5mm, 6mm, 7mm, 8mm로 가공하여, 검사면으로부터 측정 가능한 측정두께(측정깊이)가 각각 5mm, 4mm, 3mm, 2mm가 되도록 한다.As an example, the
마찬가지로, Φ12mm의 결함, Φ8mm의 결함, Φ4mm의 결함에 그 깊이를 5mm, 6mm, 7mm, 8mm로 가공하여, 참조물질의 이면인 검사면으로부터 측정 가능한 측정두께(측정깊이)가 각각 5mm, 4mm, 3mm, 2mm가 되도록 한다.Similarly, the depth of 5mm, 6mm, 7mm, and 8mm is processed to Φ12mm defect, Φ8mm defect and Φ4mm defect, and the measurement thickness (measurement depth) is 5mm, 4mm, 3mm and 2mm.
여기서, 상기한 본 발명의 참조물질을 이용한 광-적외선 열화상 비파괴 검사방법을 설명하면 다음과 같다.Here, the non-destructive inspection method of the photo-infrared thermal image using the reference material of the present invention is as follows.
본 발명의 참조물질을 이용한 비파괴검사에 있어서, 외적인 요인을 최적화할 수 있는 방법은 실제 검사대상체를 검사하기 전에 결함정보(재질, 결함 형상, 깊이, 크기, 위치)를 알고 있는 본 발명의 참조물질을 사용하여 사전검사를 미리 수행함으로써, 광-적외선 열화상 비파괴검사 장비를 최적화시키고 최적화한 상태에서 실제 피검체에 대한 결함을 용이하게 검사할 수 있다.In the non-destructive test using the reference material of the present invention, a method for optimizing external factors is known as the reference material of the present invention that knows defect information (material, defect shape, depth, size, position) before inspecting the actual test object. By performing the preliminary inspection in advance, the defects on the actual subject can be easily inspected while optimizing and optimizing the photo-infrared non-destructive inspection equipment.
이렇게, 광-적외선 열화상 비파괴검사의 최적화 과정과 검출능 평가에 있어서 본 발명의 참조물질이 중요한 역할을 하게 된다.Thus, the reference material of the present invention plays an important role in the optimization process and the evaluation of the detection capability of the photo-infrared thermography nondestructive examination.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 참조물질을 이용한 광-적외선 열화상 비파괴 검사방법을 나타내는 순서도이다.2 is a flow chart showing a non-destructive inspection method of the photo-infrared thermal image using the reference material according to the present invention.
먼저, 광-적외선 열화상 비파과검사 장치의 설치, 즉 피검체로부터 일정 거리 떨어진 위치에 가열 열원 및 적외선 열화상 카메라를 배치한 후, 실제 피검체를 검사하기 전에 본 발명의 참조물질을 검사한다.First, a heat-heat source and an infrared thermal imaging camera are installed at a position away from the subject, that is, a photo-infrared thermographic non-penetrating apparatus, and then the reference substance of the present invention is inspected before examining the actual subject.
보다 상세하게는, 상기 참조물질을 실제 검사대상체 즉, 실제 피검체의 주변 에 설치한 후, 상기 가열 열원으로 참조물질을 가열하여 상기 참조물질의 내부에 존재하는 결함부에서의 온도분포변화 또는 위상변화가 발생하게 되면, 이때의 온도분포변화 또는 위상변화를 적외선 열화상 카메라로 측정함으로써, 참조물질의 결함을 탐지할 수 있다.More specifically, after the reference material is installed in the vicinity of the actual test object, that is, the actual test object, the temperature distribution change or phase at the defect portion existing inside the reference material by heating the reference material with the heating heat source. When a change occurs, defects in the reference material can be detected by measuring the temperature distribution change or the phase change at this time with an infrared thermal imaging camera.
이때, 상기 참조물질의 결함부(상기와 같이 Φ4mm~Φ16mm의 크기를 갖고, 2mm~5mm의 측정두께(측정깊이)를 갖는 결함)를 미리 알고 있는 상태이므로, 이러한 참조물질의 결함부를 가열 열원 및 적외선 열화상 카메라로 이루어진 비파과검사 장치가 제대로 탐지하게 되면, 최적 성능으로 결함을 검출할 수 있는 것으로 판정할 수 있다.At this time, since the defect portion of the reference material (defects having a size of Φ 4 mm to Φ 16 mm and having a measurement thickness (measurement depth) of 2 mm to 5 mm) as described above is known in advance, the defect portion of the reference material is heated as a heat source and If the non-penetrating inspection device composed of the infrared thermal imaging camera is properly detected, it can be determined that the defect can be detected with the optimum performance.
즉, 가열 열원 및 적외선 열화상 카메라로 이루어진 비파과검사 장치가 최적화된 상태에서 상기 참조물질의 결함부(결함의 크기, 깊이, 위치)를 제대로 검사한 결과는 주어진 검사환경에서 비파과검사 장치의 최대 성능이 발휘되는 것으로 간주할 수 있다.That is, the results of properly inspecting the defects (size, depth, location of the defects) of the reference material in the optimized state of the non-penetrating device composed of a heating heat source and an infrared thermal imaging camera are the maximum performance of the non-penetrating device in a given test environment. Can be considered to be exerted.
첨부한 도 4는 본 발명의 참조물질에 대한 비파괴검사 결과를 나타내는 이미지로서, 검사환경 또는 검사자의 능력, 검사장치의 검출능에 따른 결함의 검출결과가 다르다는 것을 보여주고 있다.4 is an image showing a non-destructive test result for the reference material of the present invention, showing that the detection result of the defect is different according to the test environment or the inspector's ability and the detection capability of the test apparatus.
도 4에서 (a)가 검사가 잘 수행된 경우이며, 검사된 열화상으로부터 결함의 크기와 위치를 잘 식별할 수 있고, 반면에 도 4에서 (b)의 경우는 가열원이 최적화되지 않은 경우로서 일부 결함을 검출할 수 없음을 알 수 있다.In (a) of FIG. 4, the inspection is well performed, and the size and location of the defect can be well identified from the inspected thermal image, whereas in (b) of FIG. 4, the heating source is not optimized. As can be seen, some defects cannot be detected.
도 4의 (a)결과로부터 검출 가능한 최소결함은 측정깊이가 4mm인 직경 8mm의 결함이고, 최대결함은 측정깊이가 5mm인 직경 16mm의 결함임을 알 수 있고, 도 4의 (b)결과로부터 검출 가능한 최소결함은 측정깊이가 3mm인 직경 8mm 결함이고, 최대결함은 측정깊이가 4mm인 직경 16mm의 결함임을 인지할 수 있다.It can be seen from the result of FIG. 4A that the minimum defect that can be detected is a defect having a diameter of 8 mm having a measurement depth of 4 mm, and that the maximum defect has a defect having a diameter of 16 mm having a measurement depth of 5 mm, and detected from the result of FIG. It can be appreciated that the smallest possible defect is a diameter 8 mm defect with a measurement depth of 3 mm, and the maximum defect is a defect with a diameter of 16 mm with a measurement depth of 4 mm.
이와 같은 참조물질 검사를 통해, 광-적외선 비파과검사 장치가 도 4의 (a)와 같은 결과를 얻을 수 있는 최대 성능으로 발휘되는 배치상태임을 확인한 후, 가열 열원 및 적외선 열화상 카메라로 이루어진 광-적외선 열화상 비파과검사 장치를 이용하여 실제 피검체에 대한 결함을 탐지하는 과정을 진행한다.Through the inspection of the reference material, after confirming that the photo-infrared non-penetrating apparatus is in a state of deployment at the maximum performance that can achieve the result as shown in FIG. 4 (a), the light composed of a heating heat source and an infrared thermal imaging camera- Infrared thermographic non-penetrating inspection device is used to detect defects on the actual subject.
마찬가지로, 상기 가열 열원으로 실제 피검체을 가열하여 피검체의 내부에 존재하는 결함부에서의 온도분포변화 또는 위상변화가 발생하게 되면, 이때의 온도분포변화 또는 위상변화를 적외선 열화상 카메라로 측정함으로써, 피검체의 결함을 탐지할 수 있다.Similarly, if a temperature distribution change or a phase change occurs at a defective part existing inside the subject by heating the actual subject with the heating heat source, by measuring the temperature distribution change or phase change at this time with an infrared thermal imaging camera, Defects in the subject can be detected.
이때, 상기 비파과검사 장치의 최대 성능은 앞서 설명한 바와 같이 검사 시에 발생하는 외적인 요인에 따라 다르게 되므로, 검사자의 판단에 따라 주변 환경이 변화한 경우 상기와 같이 참조물질을 활용하여 재검사를 수행할 수 있다.In this case, since the maximum performance of the non-penetrating inspection apparatus is different depending on external factors generated during the inspection as described above, when the surrounding environment changes according to the judgment of the inspector, the re-inspection may be performed using the reference substance as described above. have.
결과적으로, 검사자는 참조물질의 시험결과와 실제 피검대상체의 시험결과를 동시에 고려하여 평가함으로서, 결함부 탐지 신뢰도가 높은 검사 정보를 획득하게 된다.As a result, the examiner considers and evaluates the test result of the reference material and the test result of the actual subject at the same time, thereby obtaining inspection information with high reliability of defect detection.
보다 상세하게는, 실제 피검대상체 검사전에 참조물질을 검사하게 되면, 실제 환경에서 검출가능한 최대 크기와 깊이를 알 수 있고, 이를 기준으로 피검대상체에서 검출 가능한 결함 크기 및 깊이를 결정하게 된다.More specifically, when the reference material is inspected before the actual object inspection, the maximum size and depth that can be detected in the actual environment can be known, and the defect size and depth that can be detected in the object can be determined based on this.
예를 들어, 표준물질 검사 결과에서 검출 가능한 결함이 크기 8mm, 깊이 2 mm 였다면, 피검체 내부에 이 수치보다 작은 크기의 결함 및 깊은 결함이 있을 경우에 검출하지 못하게 되며, 검출이 되지 않았다고 해서 결함이 없다고 단정지을 수 없다.For example, if the detectable defect was 8mm in size and 2mm in depth, it would not be detected if there was a defect or a deep defect of a size smaller than this value inside the test subject. I can not conclude that there is no.
따라서, 본 발명의 참조물질 시험결과를 바탕으로 "현재 크기 8mm, 깊이 2 mm 보다 작은 결함과 깊은 결함이 없는 상태이다"라고 시험결과를 보고하여야 옳은 검사결과라 할 수 있을 것이며, 이러한 용도로 본 발명의 참조물질을 사용하게 된다.Therefore, based on the test results of the reference material of the present invention, the test results should be reported as "no defects and deep defects smaller than the current size of 8 mm and 2 mm in depth". The reference material of the invention will be used.
이와 같이, 실제 피검대상체에 대한 비파괴검사 전에 결함정보(재질, 결함 형상, 깊이, 크기, 위치)를 알고 있는 본 발명의 참조물질을 사전 검사함으로써, 광-적외선 열화상 비파괴검사 장비를 최대 성능이 발휘되는 배열 및 검사 조건으로 최적화시킬 수 있고, 최적화한 상태에서 실제 피검체에 대한 결함을 용이하게 검사할 수 있다.In this way, the pre-inspection of the reference material of the present invention that knows the defect information (material, defect shape, depth, size, position) prior to the non-destructive inspection on the actual test object, the optical-infrared thermal imaging non-destructive inspection equipment It can be optimized by the arrangement and inspection conditions exerted, and defects to the actual subject can be easily inspected in the optimized state.
도 1은 광-적외선 열화상 비파괴검사 기술을 설명하는 개략도,1 is a schematic diagram illustrating a photo-infrared thermography non-destructive testing technique,
도 2는 본 발명에 따른 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질을 이용한 비파괴검사 방법을 설명하는 순서도,Figure 2 is a flow chart illustrating a non-destructive testing method using a reference material for non-destructive testing of infrared-ray thermal image according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 광-적외선 열화상 비파괴 검사용 참조물질을 나타내는 평면도 및 단면도,3 is a plan view and a cross-sectional view showing a reference material for the non-destructive inspection of light-infrared thermography according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 참조물질에 대하여 광-적외선 열화상 비파괴 검사를 실시한 결과의 화상 이미지.4 is an image image of a result of performing a photo-infrared thermography nondestructive test on a reference material according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 가열 열원 12 : 적외선 카메라10: heating heat source 12: infrared camera
14 : 피검체 16 : 참조물질14
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