KR101138359B1 - Nondestructive inspection apparatus generating gradient electromagnetic field - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 비파괴 검사 장치는 전자기장 발생부, 자기 센서 어레이, 신호 처리부 및 표시부를 포함한다. 전자기장 발생부는 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 진행하는 전자기장을 검사 대상에 인가한다. 자기 센서 어레이는 검사 대상으로부터의 전자기장의 세기에 대응하는 자기장 감지 신호들을 발생시킨다. 신호 처리부는 자기 센서 어레이로부터의 자기장 감지 신호들을 표시 형식에 맞도록 변환한다. 표시부는 신호 처리부로부터의 자기장 감지 신호들을 표시한다.The non-destructive testing device according to the present invention includes an electromagnetic field generating unit, a magnetic sensor array, a signal processing unit and a display unit. The electromagnetic field generating unit applies an electromagnetic field traveling in a direction different from the inflow direction of the inspection object to the inspection object. The magnetic sensor array generates magnetic field sensing signals corresponding to the strength of the electromagnetic field from the inspected object. The signal processor converts the magnetic field sensing signals from the magnetic sensor array to match the display format. The display unit displays the magnetic field sensing signals from the signal processor.
Description
본 발명은, 비파괴 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 강자성체 구조물, 상자성체 구조물, 강자성체와 상자성체가 혼재된 검사 대상의 결함을 검사하는 비파괴 검사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a non-destructive inspection device, and more particularly, to a non-destructive inspection device for inspecting a defect of a test object in which ferromagnetic structures, paramagnetic structures, ferromagnetic materials and paramagnetic materials are mixed.
전자기적 현상을 이용한 비파괴(Nondestructive) 검사 장치는 검사 대상의 표면 결함이나 표면 근방의 이면 결함 또는 내면 결함을 찾아내는 데에 유용한 장치이다.Nondestructive inspection devices using electromagnetic phenomena are useful for finding surface defects on the inspection object, back defects near the surface, or inner defects.
특히, 전자기장 발생 장치의 자극과 자극 사이에 자기 센서들을 배열하여 결함 주변에서 발생하는 누설 자속 또는 와전류를 측정하는 비파괴 검사 장치를 이용하여, 원자력 발전, 화력 발전, 화학 산업, 항공기, 제철 및 제강 등에 사용되는 대형 플랜트, 구조물 및 생산 제품의 결함을 찾아낼 수 있다. In particular, by using magnetic non-destructive testing devices that arrange magnetic sensors between magnetic poles and magnetic poles of electromagnetic field generators to measure leakage flux or eddy currents generated around defects, nuclear power generation, thermal power generation, chemical industry, aircraft, steel and steelmaking, etc. Defects in the large plants, structures and production products used can be found.
여기에서, 보다 넓은 영역에서 보다 신속하게 결함을 검출하기 위하여, 자기 센서 어레이(array)와 검사 대상의 상대적인 위치를 변화시키면서 자기장의 분포를 측정하게 된다. 또한, 자기 센서 어레이가 검사 대상의 유입 방향에 대하여 수직 방향으로 배열되면 보다 넓은 영역이 검사될 수 있다.Here, in order to detect defects more quickly in a wider area, the distribution of the magnetic field is measured while changing the relative positions of the magnetic sensor array and the inspection object. In addition, when the magnetic sensor array is arranged in a direction perpendicular to the inflow direction of the inspection object, a wider area can be inspected.
한편, 결함 부위에서의 누설 자속 또는 와전류의 발생은 결함의 길이 방향과 밀접한 관계를 가진다. 예를 들어, 검사 대상이 자기장에 의하여 영향을 받게 되는 강자성체 금속인 경우, 결함의 길이 방향이 자기장의 방향과 수직인 경우에 결함 검출 능력이 우수하다. 하지만, 결함의 길이 방향이 자기장의 방향과 나란한 경우에는 결함 검출 능력이 현저히 떨어져서 결함을 검출하지 못할 수가 있다. On the other hand, the occurrence of leakage magnetic flux or eddy current at the defect site is closely related to the longitudinal direction of the defect. For example, when the inspection object is a ferromagnetic metal that is affected by the magnetic field, the defect detection capability is excellent when the longitudinal direction of the defect is perpendicular to the direction of the magnetic field. However, when the longitudinal direction of the defect is parallel with the direction of the magnetic field, the defect detection capability may be remarkably inferior and the defect may not be detected.
또다른 예를 들면, 검사 대상이 전기장에 의하여 영향을 받게 되는 상자성체 금속인 경우, 결함의 길이 방향이 전기장의 방향과 수직인 경우에 결함 검출 능력이 우수하다. 하지만, 결함의 길이 방향이 전기장의 방향과 나란한 경우에는 결함 검출 능력이 현저히 떨어져서 결함을 검출하지 못할 수가 있다. 따라서, 비철 금속의 압연 공정에서 롤러들 사이를 통과한 판재에 결함이 있는지를 검사할 때, 판재의 유입 방향과 수직 방향으로 발생된 가느다란 결함을 정확하게 검출할 수 없는 문제점이 있다. As another example, when the inspection object is a paramagnetic metal affected by an electric field, the defect detection capability is excellent when the longitudinal direction of the defect is perpendicular to the direction of the electric field. However, if the longitudinal direction of the defect is parallel to the direction of the electric field, the defect detection capability may be remarkably inferior and the defect may not be detected. Therefore, when inspecting whether there is a defect in the plate passed through the rollers in the rolling process of the non-ferrous metal, there is a problem that can not accurately detect the thin defects generated in the direction perpendicular to the inflow direction of the plate.
또다른 예를 들면, 스테인레스 강의 응력 부식 결함(SCC, Stress Corrosion Crack)과 같은 다중 결함(multi-site crack)은 특정한 결함 길이 방향을 갖지 않으므로, 누설 자속 또는 와전류에 의하여 결함을 정확하게 검출할 수 없는 문제점이 있다. In another example, multi-site cracks, such as stress corrosion cracking (SCC) in stainless steels, do not have a specific defect length direction, making it impossible to accurately detect defects due to leakage flux or eddy currents. There is a problem.
본 발명의 목적은, 누설 자속 또는 와전류에 의하여 결함을 검출하는 비파괴 검사 장치에 있어서, 검사 대상의 유입 방향으로 발생된 가느다란 결함 및 검사 대상의 유입 방향과 수직 방향으로 발생된 가느다란 결함도 정확하게 검출할 수 있는 비파괴 검사 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is a non-destructive inspection device for detecting defects by leakage magnetic flux or eddy current, in which the narrow defects generated in the inflow direction of the inspection object and the small defects generated in the direction perpendicular to the inflow direction of the inspection object are precisely corrected. It is to provide a non-destructive inspection device that can be detected.
본 발명의 비파괴 검사 장치는 전자기장 발생부, 자기 센서 어레이, 신호 처리부 및 표시부를 포함한다.The non-destructive testing device of the present invention includes an electromagnetic field generating unit, a magnetic sensor array, a signal processing unit and a display unit.
상기 전자기장 발생부는 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 진행하는 전자기장을 상기 검사 대상에 인가한다.The electromagnetic field generating unit applies an electromagnetic field traveling in a direction different from the inflow direction of the inspection object to the inspection object.
상기 자기 센서 어레이는 상기 검사 대상으로부터의 전자기장의 세기에 대응하는 자기장 감지 신호들을 발생시킨다.The magnetic sensor array generates magnetic field sensing signals corresponding to the strength of the electromagnetic field from the inspection object.
상기 신호 처리부는 상기 자기 센서 어레이로부터의 자기장 감지 신호들을 표시 형식에 맞도록 변환한다.The signal processor converts the magnetic field sensing signals from the magnetic sensor array to match the display format.
상기 표시부는 상기 신호 처리부로부터의 자기장 감지 신호들을 표시한다.The display unit displays magnetic field detection signals from the signal processor.
본 발명의 상기 비파괴 검사 장치에 의하면, 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 진행하는 전자기장이 상기 전자기장 발생부에 의하여 상기 검사 대상에 인가된다.According to the non-destructive inspection device of the present invention, an electromagnetic field traveling in a direction different from the inflow direction of the inspection object is applied to the inspection object by the electromagnetic field generator.
이에 따라, 강자성체의 검사 대상의 유입 방향으로 발생된 가느다란 결함에 대하여 평행하지 않게 자기장이 경유하므로, 많은 양의 누설 자속들이 가느다란 결함으로부터 누설될 수 있다. As a result, the magnetic field passes through the non-parallel to the thin defect generated in the inflow direction of the test object of the ferromagnetic material, so that a large amount of leakage magnetic flux can leak from the thin defect.
또한, 상자성체의 검사 대상의 유입 방향과 수직으로 발생된 가느다란 결함에 대하여 평행하지 않게 전기장이 경유하므로, 많은 양의 와전류가 가느다란 결함 주변에서 발생될 수 있다.In addition, since the electric field is not parallel to the thin defects generated perpendicular to the inflow direction of the inspection object of the paramagnetic body, a large amount of eddy currents may be generated around the thin defects.
이에 따라, 검사 대상의 유입 방향에 대하여 평행 또는 수직인 방향으로 발생된 가느다란 결함에서 많은 양의 누설 자속들 또는 와전류가 발생하므로, 검사 대상의 유입 방향에 대하여 평행 또는 수직인 방향으로 발생된 가느다란 결함도 정확하게 검출할 수 있다. Accordingly, since a large amount of leakage fluxes or eddy currents are generated in the thin defects generated in the parallel or perpendicular direction with respect to the inflow direction of the inspection object, the thin particles generated in the direction parallel or perpendicular to the inflow direction of the inspection object are generated. Multiple defects can be detected accurately.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 비파괴 검사 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 복수의 강편들의 배열 방향을 보여주는 평면도이다.
도 3은 압연 공정에서 롤러들 사이를 통과한 강자성체의 판이 검사 대상으로서 도 1의 전자기장 발생부와 자기 센서 어레이 사이에 유입됨을 보여주는 사시도이다.
도 4는, 도 3의 검사 대상으로서의 강자성체의 판에 유입 방향과 같은 방향의 결함이 발생되고, 종래의 기술에 따라 검사 대상의 유입 방향과 같은 방향으로 진행하는 직류 자기장이 강자성체의 검사 대상에 인가되는 경우를 보여주는 평면도이다.
도 5는, 도 3의 검사 대상으로서의 강자성체의 판에 유입 방향과 같은 방향의 결함이 발생되고, 본 발명의 기술에 따라 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 진행하는 직류 자기장이 강자성체의 검사 대상에 인가되는 경우를 보여주는 평면도이다.
도 6은, 도 3의 검사 대상으로서의 상자성체의 판에 유입 방향과 수직인 방향의 결함이 발생되고, 종래의 기술에 따라 검사 대상의 유입 방향과 같은 방향으로 진행하는 교류 전자기장에 의하여 검사 대상의 유입 방향과 수직인 방향의 유도 전류가 상자성체의 검사 대상에 흐르는 경우를 보여주는 평면도이다.
도 7은, 도 3의 검사 대상으로서의 상자성체의 판에 유입 방향과 수직인 방향의 결함이 발생되고, 본 발명의 기술에 따라 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 진행하는 교류 전자기장에 의하여 검사 대상의 유입 방향과 수직이 아닌 방향의 유도 전류가 상자성체의 검사 대상에 흐르는 경우를 보여주는 평면도이다.
도 8은 종래의 기술에 따른 전자기장 발생부와 본 발명의 기술에 따른 전자기장 발생부들을 비교하여 보여주는 평면도들이다.
도 9는, 도 3의 검사 대상으로서의 강자성체의 판에 유입 방향과 같은 방향의 결함이 발생되고, 본 발명에 따른 직류 자기장의 비파괴 검사 장치를 사용한 경우의 표시 화면(a) 및 자기 센서 어레이의 출력 파형(b)을 보여주는 도면들이다.
도 10은, 도 3의 검사 대상으로서의 강자성체의 판에 유입 방향과 수직인 방향의 결함이 발생되고, 본 발명에 따른 직류 자기장의 비파괴 검사 장치를 사용한 경우의 표시 화면(a) 및 자기 센서 어레이의 출력 파형(b)을 보여주는 도면들이다.
도 11은, 도 3의 검사 대상으로서의 상자성체의 판에 유입 방향과 같은 방향의 도 9의 결함이 발생되고, 본 발명에 따른 교류 전자기장의 비파괴 검사 장치를 사용한 경우의 표시 화면(a) 및 자기 센서 어레이의 출력 파형(b)을 보여주는 도면들이다.
도 12는, 도 3의 검사 대상으로서의 상자성체의 판에 유입 방향과 수직인 방향의 도 10의 결함이 발생되고, 본 발명에 따른 교류 전자기장의 비파괴 검사 장치를 사용한 경우의 표시 화면(a) 및 자기 센서 어레이의 출력 파형(b)을 보여주는 도면들이다. 1 is a view showing a non-destructive inspection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view illustrating an arrangement direction of a plurality of steel pieces of FIG. 1.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a plate of a ferromagnetic material passing between rollers in a rolling process flowing between the electromagnetic field generating unit and the magnetic sensor array of FIG. 1 as an inspection object.
4 shows a defect in the same direction as the inflow direction on the plate of the ferromagnetic material as the inspection object of FIG. 3, and a DC magnetic field traveling in the same direction as the inflow direction of the inspection object is applied to the inspection object of the ferromagnetic material according to the conventional art. This is a plan view showing the case.
5 shows a defect in the same direction as the inflow direction on the plate of the ferromagnetic material as the inspection object of FIG. 3, and a direct current magnetic field traveling in a direction different from the inflow direction of the inspection object according to the technique of the present invention is applied to the inspection object of the ferromagnetic material. It is a top view which shows the case where it is applied.
FIG. 6 shows a defect in a direction perpendicular to the inflow direction of the paramagnetic body as an inspection object in FIG. 3, and the inspection object is introduced by an alternating electromagnetic field which proceeds in the same direction as the inflow direction of the inspection object according to the conventional art. Fig. 1 is a plan view showing a case where an induced current in a direction perpendicular to the direction flows to an inspection object of a paramagnetic body.
FIG. 7 illustrates a defect in a direction perpendicular to the inflow direction of the paramagnetic body as an inspection object in FIG. This is a plan view showing a case where an induced current in a direction not perpendicular to the inflow direction flows to an inspection object of a paramagnetic body.
8 is a plan view showing a comparison of the electromagnetic field generating unit according to the prior art and the electromagnetic field generating unit according to the prior art.
Fig. 9 shows the display screen a and the output of the magnetic sensor array when a defect in the same direction as the inflow direction is generated in the plate of the ferromagnetic material as the inspection object of Fig. 3, and a non-destructive inspection device of a direct current magnetic field according to the present invention is used. Figures showing the waveform (b).
FIG. 10 shows a display screen a and a magnetic sensor array in the case where a defect in a direction perpendicular to the inflow direction is generated in the plate of the ferromagnetic material as the inspection object of FIG. 3, and a non-destructive inspection device of a direct current magnetic field according to the present invention is used. Figures showing the output waveform (b).
FIG. 11 shows a display screen a and a magnetic sensor in the case where the defect of FIG. 9 in the same direction as the inflow direction is generated on the plate of the paramagnetic body as the inspection object of FIG. Figures showing the output waveform (b) of the array.
FIG. 12 shows a display screen a and a magnetic field in the case where the defect of FIG. 10 in a direction perpendicular to the inflow direction is generated on the plate of the paramagnetic body as the inspection object of FIG. Figures showing the output waveform (b) of the sensor array.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비파괴 검사 장치를 보여준다. 도 2는 도 1의 복수의 강편들(132)의 배열 방향을 보여준다. 도 2에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.1 shows a non-destructive inspection device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 illustrates an arrangement direction of the plurality of
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 비파괴 검사 장치는 전자기장 발생부(13), 자기 센서 어레이(12), 신호 증폭부(14), 신호 처리부(15) 및 표시부(16)를 포함한다. 1 and 2, the non-destructive testing device according to an embodiment of the present invention includes an
전자기장 발생부(13)는 검사 대상의 유입 방향(X)과 다른 방향(X1)으로 진행하는 전자기장을 검사 대상에 인가한다. 자기 센서 어레이(12)는 검사 대상으로부터의 전자기장의 세기에 대응하는 자기장 감지 신호들을 발생시킨다. The electromagnetic
선택적으로 사용될 수 있는 신호 증폭부(14)는 자기 센서 어레이(12)로부터의 자기장 감지 신호들을 미분하여 신호 처리부(15)에 입력한다.The
신호 처리부(14)는 자기 센서 어레이(12)로부터 신호 증폭부(14)를 통하여 입력된 자기장 감지 신호들을 표시 형식에 맞도록 변환한다. 표시부(16)는 신호 처리부로부터의 자기장 감지 신호들을 표시한다.The
본 발명의 일 실시예의 비파괴 검사 장치에 의하면, 검사 대상의 유입 방향(X)과 다른 방향(X1)으로 진행하는 자기장이 전자기장 발생부(13)에 의하여 검사 대상에 인가된다.According to the non-destructive inspection device of one embodiment of the present invention, the magnetic field traveling in the direction X1 different from the inflow direction X of the inspection object is applied to the inspection object by the electromagnetic
이에 따라, 검사 대상의 유입 방향으로 발생된 가느다란 결함에 대하여 평행하지 않게 자기장이 경유하므로, 많은 양의 누설 자속들이 가느다란 결함으로부터 발생할 수 있다. Accordingly, since the magnetic field is not parallel to the thin defects generated in the inflow direction of the inspection object, a large amount of leakage magnetic fluxes may occur from the thin defects.
이에 따라, 검사 대상의 유입 방향으로 발생된 가느다란 결함에서 많은 양의 누설 자속들이 발생하므로, 검사 대상의 유입 방향으로 발생된 가느다란 결함도 정확하게 검출할 수 있다.As a result, a large amount of leaking magnetic fluxes are generated from the thin defects generated in the inflow direction of the inspection object, and thus, even the thin defects generated in the inflow direction of the inspection object can be accurately detected.
전자기장 발생부(13)는 복수의 강편들(132) 및 코일(131a, 131b)을 포함한다.The electromagnetic
복수의 강편들(132)은 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 서로 평행하게 배열되어 코어를 형성한다. 코일(131a, 131b)은 복수의 강편들(132)의 양쪽 측부들에서 자속들을 발생시킨다. The plurality of
이에 따라, 코일(131a, 131b)에 직류 전류가 흐를 경우, 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 진행하는 직류 자기장이 검사 대상에 인가된다.Accordingly, when a direct current flows through the
또한, 코일(131a, 131b)에 교류 전류가 흐를 경우, 교류 전자기장이 검사 대상에 인가되어, 검사 대상에서 유도 전류가 발생된다. In addition, when an alternating current flows through the
도 3은 압연 공정에서 롤러들(31a,31b) 사이를 통과한 강자성체의 판(32)이 검사 대상으로서 도 1의 전자기장 발생부(13)와 자기 센서 어레이 사이(12)에 유입됨을 보여준다.FIG. 3 shows that the
도 4는, 도 3의 검사 대상으로서의 강자성체의 판(32)에 유입 방향(X)과 같은 방향(X)의 결함이 발생되고, 종래의 기술에 따라 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 같은 방향(X)으로 진행하는 전자기장이 검사 대상(32)에 인가되는 경우를 보여준다.4, the defect of the same direction X as the inflow direction X generate | occur | produces in the
도 5는, 도 3의 검사 대상으로서의 강자성체의 판(32)에 유입 방향(X)과 같은 방향(X)의 결함이 발생되고, 본 발명의 기술에 따라 검사 대상의 유입 방향(X)과 다른 방향(X1)으로 진행하는 전자기장이 검사 대상(32)에 인가되는 경우를 보여준다.FIG. 5 shows defects in the same direction X as the inflow direction X in the
도 3 내지 5에서 도 1 및 2와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.3 to 5, the same reference numerals as those of Figs. 1 and 2 indicate the objects of the same function.
도 3 내지 5를 참조하면, 압연 공정에서 롤러(31a)의 회전 방향으로 롤러(31a)에 결함(33a)이 발생될 경우가 많으며, 이 경우, 롤러들(31a,31b) 사이를 통과한 검사 대상(32)으로서의 강자성체의 판에 유입 방향(X)으로 가느다란 결함이 생길 수 있다.3 to 5, a
이와 같은 경우, 종래의 기술에 따라 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 같은 방향(X)으로 진행하는 전자기장이 검사 대상(32)에 인가되면, 발생된 결함(33b)에 대하여 평행하게 자속들이 경유하므로, 적은 양의 자속들이 가느다란 결함(33b)을 경유하게 된다(도 4의 경우).In such a case, when an electromagnetic field traveling in the same direction X as the inflow direction X of the
이에 따라, 검사 대상(32)의 유입 방향(X)으로 발생된 가느다란 결함(33b)에서 적은 양의 누설 자속들이 발생하므로, 검사 대상(32)의 유입 방향(X)으로 발생된 가느다란 결함(33b)이 정확하게 검출될 수 없다.Accordingly, since a small amount of leakage magnetic fluxes are generated in the
하지만, 본 발명의 기술에 따라 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 다른 방향(X1)으로 진행하는 전자기장이 검사 대상(32)에 인가되면, 발생된 결함(33b)에 대하여 평행하지 않게 자속들이 경유하므로, 많은 양의 자속들이 가느다란 결함(33b)을 경유할 수 있다(도 5의 경우).However, according to the technique of the present invention, when an electromagnetic field traveling in the direction X1 different from the inflow direction X of the
이에 따라, 검사 대상(32)의 유입 방향(X)으로 발생된 가느다란 결함(33b)에서 많은 양의 누설 자속들이 발생하므로, 검사 대상(32)의 유입 방향(X)으로 발생된 가느다란 결함(33b)이 정확하게 검출될 수 있다. Accordingly, since a large amount of leaking magnetic fluxes are generated in the
도 6은, 도 3의 검사 대상(32)으로서의 상자성체의 판에 유입 방향(X)과 수직인 방향(Y)의 결함(33c)이 발생되고, 종래의 기술에 따라 검사 대상의 유입 방향(X)과 같은 방향(X)으로 진행하는 교류 전자기장에 의하여 검사 대상의 유입 방향(X)과 수직인 방향(Y)의 유도 전류가 상자성체의 검사 대상에 흐르는 경우를 보여준다.6, the
도 7은, 도 3의 검사 대상(32)으로서의 상자성체의 판에 유입 방향과 수직인 방향의 결함(33c)이 발생되고, 본 발명의 기술에 따라 검사 대상의 유입 방향(X)과 다른 방향(X1)으로 진행하는 교류 전자기장에 의하여 검사 대상의 유입 방향(X)과 수직이 아닌 방향의 유도 전류(Y1)가 상자성체의 검사 대상(32)에 흐르는 경우를 보여준다.FIG. 7 shows a
도 6 및 7에서 도 1 및 2와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.In Figs. 6 and 7, the same reference numerals as Figs. 1 and 2 indicate the objects of the same function.
도 6 및 7을 참조하면, 도 3의 검사 대상(32)으로서의 상자성체의 판에 유입 방향과 수직인 방향의 결함(33c)이 발생될 수 있다.6 and 7, a
이와 같은 경우, 종래의 기술에 따라 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 같은 방향(X)으로 진행하는 교류 전자기장이 검사 대상(32)에 인가되면, 교류 전자기장에 의하여 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 수직인 방향(Y)의 유도 전류가 상자성체의 검사 대상(32)에 흐른다. 이에 따라, 가느다란 결함(33b)과 평행하게 유도 전류가 흐르므로, 적은 양의 유도 전류가 결함(33b)에 흐를 수 있다(도 6의 경우).In this case, when an AC electromagnetic field traveling in the same direction X as the inflow direction X of the
이에 따라, 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 수직인 방향(Y)으로 발생된 가느다란 결함(33c)에서 적은 양의 와전류가 발생하므로, 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 수직인 방향(Y)으로 발생된 가느다란 결함(33c)이 정확하게 검출될 수 없다.Accordingly, since a small amount of eddy current is generated in the
하지만, 본 발명의 기술에 따라 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 다른 방향(X1)으로 진행하는 교류 전자기장이 검사 대상(32)에 인가되면, 교류 전자기장에 의하여 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 수직이 아닌 방향(Y1)의 유도 전류가 상자성체의 검사 대상(32)에 흐른다. 이에 따라, 가느다란 결함(33b)과 평행하지 않게 유도 전류가 흐르므로, 많은 양의 유도 전류가 결함(33b)에 흐를 수 있다(도 7의 경우).However, if an alternating electromagnetic field propagating in the direction X1 different from the inflow direction X of the
이에 따라, 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 수직인 방향으로 발생된 가느다란 결함(33c)에서 많은 양의 와전류가 발생하므로, 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 수직인 방향(Y)으로 발생된 가느다란 결함(33c)이 정확하게 검출될 수 있다.Accordingly, since a large amount of eddy current is generated in the
도 8은 종래의 기술에 따른 전자기장 발생부(a)와 본 발명의 기술에 따른 전자기장 발생부들(b, c)을 비교하여 보여준다. 도 8에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.8 shows a comparison of the electromagnetic field generator (a) according to the prior art and the electromagnetic field generators (b and c) according to the technology of the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals as used in FIG. 1 indicate objects of the same function.
도 8의 (a)를 참조하면, 종래의 기술에 따른 전자기장 발생부(a)에 있어서, 복수의 강편들(622)은 검사 대상의 유입 방향(X)과 같은 방향(X)으로 서로 평행하게 배열된다.Referring to FIG. 8A, in the electromagnetic field generating unit a according to the related art, the plurality of
도 8의 (b)를 참조하면, 본 발명의 기술에 따른 전자기장 발생부(b)의 일 예에 있어서, 코일(631a, 631b)이 검사 대상의 유입 방향(X)과 다른 방향(X1)으로 기울어짐에 의하여, 복수의 강편들(622)이 검사 대상의 유입 방향(X)과 다른 방향(X1)으로 서로 평행하게 배열된다.Referring to FIG. 8B, in the example of the electromagnetic field generating unit b according to the technique of the present invention, the
하지만, 이 경우, 종래의 전자기장 발생부(a)에 비하여 검사 대상의 유입 방향(X)으로 추가적인 영역(L1 + L2)이 필요하므로, 바람직하지 못하다.However, in this case, since the additional area (L1 + L2) is required in the inflow direction (X) of the inspection object compared to the conventional electromagnetic field generating portion (a), it is not preferable.
도 8의 (c)를 참조하면, 본 발명의 기술에 따른 전자기장 발생부(b)의 바람직한 예에 있어서, 코일(131a, 131b)은 검사 대상의 유입 방향(X)과 다른 방향(X1)으로 기울어지지 않고, 복수의 강편들(132)만이 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 서로 평행하게 배열된다.Referring to FIG. 8C, in the preferred example of the electromagnetic field generating unit b according to the technique of the present invention, the
따라서, 검사 대상(32)의 유입 방향(X)과 다른 방향(X1)으로 진행하는 전자기장을 발생시키면서도 추가적인 영역(L1 + L2)이 불필요하므로, 매우 바람직하다. Therefore, the additional region L1 + L2 is unnecessary, while generating an electromagnetic field traveling in the direction X1 different from the inflow direction X of the
도 9는, 도 3의 검사 대상(도 5의 32)으로서의 강자성체의 판에 유입 방향(도 5의 X)과 같은 방향(X)의 결함(도 5의 33b)이 발생되고, 본 발명에 따른 직류 자기장의 비파괴 검사 장치를 사용한 경우의 표시 화면(a) 및 자기 센서 어레이(도 3의 12)의 출력 파형(b)을 보여준다.Fig. 9 shows a defect (33b in Fig. 5) in the same direction X as the inflow direction (X in Fig. 5) in the ferromagnetic plate as the inspection object (32 in Fig. 5) in Fig. 3, and according to the present invention. The display screen (a) and the output waveform (b) of the magnetic sensor array (12 of FIG. 3) in the case of using the non-destructive inspection apparatus of a direct current magnetic field are shown.
도 9의 시험 결과에 의하면, 검사 대상(32)으로서의 강자성체의 판에 유입 방향(도 3의 X)과 같은 방향(X)의 결함(33b)이 발생된 경우, 종래의 직류 자기장의 비파괴 검사 장치에 비하여 본 발명의 직류 자기장의 비파괴 검사 장치가 훨씬 더 정확하게 결함을 검출할 수 있었다. According to the test result of FIG. 9, when the
도 10은, 도 3의 검사 대상(도 5의 32)으로서의 강자성체의 판에 유입 방향(도 7의 X)과 수직(도 7의 Y)인 방향의 결함이 발생되고, 본 발명에 따른 직류 자기장의 비파괴 검사 장치를 사용한 경우의 표시 화면(a) 및 자기 센서 어레이(도 3의 12)의 출력 파형(b)을 보여준다.FIG. 10 shows a defect in a direction perpendicular to the inflow direction (X in FIG. 7) (Y in FIG. 7) to the ferromagnetic plate as the inspection object (32 in FIG. 5) of FIG. 3, and according to the present invention. The display screen (a) and the output waveform (b) of the magnetic sensor array (12 of FIG. 3) in the case of using the nondestructive inspection device of FIG.
도 10의 시험 결과에 의하면, 검사 대상(도 5의 32)으로서의 강자성체의 판에 유입 방향(도 7의 X)과 수직인 방향(Y)의 결함(33b)이 발생된 경우, 종래의 직류 자기장의 비파괴 검사 장치처럼 본 발명의 직류 자기장의 비파괴 검사 장치도 정확하게 결함을 검출할 수 있었다. According to the test result of FIG. 10, when the
도 11은, 도 3의 검사 대상(도 7의 32)으로서의 상자성체의 판에 유입 방향(도 7의 X)과 같은 방향(X)의 도 9의 결함이 발생되고, 본 발명에 따른 교류 전자기장의 비파괴 검사 장치를 사용한 경우의 표시 화면(a) 및 자기 센서 어레이(도 3의 12)의 출력 파형(b)을 보여준다.FIG. 11 shows the defect of FIG. 9 in the same direction X as the inflow direction (X in FIG. 7) in the paramagnetic plate as the inspection object (32 in FIG. 7) of FIG. 3, and according to the present invention. The display screen (a) and the output waveform (b) of the magnetic sensor array (12 of FIG. 3) in the case of using a non-destructive inspection device are shown.
도 11의 시험 결과에 의하면, 검사 대상(도 7의 32)으로서의 상자성체의 판에 유입 방향(도 7의 X)과 같은 방향(X)의 결함이 발생된 경우, 종래의 교류 전자기장의 비파괴 검사 장치처럼 본 발명의 교류 전자기장의 비파괴 검사 장치도 정확하게 결함을 검출할 수 있었다. According to the test result of FIG. 11, when the defect of the direction X same as an inflow direction (X of FIG. 7) generate | occur | produced in the plate of paramagnetic body as an inspection object (32 of FIG. 7), the conventional non-destructive inspection apparatus of an alternating electromagnetic field Likewise, the non-destructive inspection device of the AC electromagnetic field of the present invention was able to accurately detect defects.
도 12는, 도 3의 검사 대상(도 7의 32)으로서의 상자성체의 판에 유입 방향(도 7의 X)과 수직인 방향(도 7의 Y)의 도 10의 결함(도 7의 33c)이 발생되고, 본 발명에 따른 교류 전자기장의 비파괴 검사 장치를 사용한 경우의 표시 화면(a) 및 자기 센서 어레이(도 3의 12)의 출력 파형(b)을 보여준다.FIG. 12 shows defects in FIG. 10 (33C in FIG. 7) in a direction perpendicular to the inflow direction (X in FIG. 7) (Y in FIG. 7) in the paramagnetic plate as the inspection target (32 in FIG. 7) in FIG. 3. The display screen a and the output waveform b of the
도 12의 시험 결과에 의하면, 검사 대상(도 7의 32)으로서의 상자성체의 판에 유입 방향(X)과 수직인 방향(Y)의 결함(33c)이 발생된 경우, 종래의 교류 전자기장의 비파괴 검사 장치에 비하여 본 발명의 교류 전자기장의 비파괴 검사 장치가 훨씬 더 정확하게 결함을 검출할 수 있었다. According to the test result of FIG. 12, when the
참고로, 도 9 내지 12는 검사 대상(도 3의 32)으로부터의 자기장의 분포가 검사 대상(32)의 유입 방향(도 3의 X)에 대하여 미분된 결과이다. For reference, FIGS. 9 to 12 are results obtained by differentiating the distribution of the magnetic field from the test target 32 (FIG. 3) with respect to the inflow direction (X in FIG. 3) of the
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 비파괴 검사 장치에 의하면, 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 진행하는 전자기장이 전자기장 발생부에 의하여 검사 대상에 인가된다.As described above, according to the non-destructive inspection device according to the present invention, an electromagnetic field traveling in a direction different from the inflow direction of the inspection object is applied to the inspection object by the electromagnetic field generating unit.
이에 따라, 누설 자속을 이용하여 검사할 경우, 검사 대상의 유입 방향으로 발생된 가느다란 결함에 대하여 평행하지 않게 자속들이 경유하므로, 많은 양의 자속들이 가느다란 결함을 경유할 수 있다. 이에 따라, 검사 대상의 유입 방향으로 발생된 가느다란 결함에서 많은 양의 누설 자속들이 발생하므로, 검사 대상의 유입 방향으로 발생된 가느다란 결함도 정확하게 검출할 수 있다. Accordingly, in the case of inspecting using the leaked magnetic flux, the magnetic fluxes are not parallel to the thin defects generated in the inflow direction of the inspection object, so that a large amount of the magnetic fluxes may pass through the thin defects. As a result, a large amount of leaking magnetic fluxes are generated from the thin defects generated in the inflow direction of the inspection object, and thus, even the thin defects generated in the inflow direction of the inspection object can be accurately detected.
또한, 와전류를 이용하여 검사할 경우, 검사 대상의 유입 방향과 수직인 방향으로 발생된 가느다란 결함에 대하여 평행하지 않게 유도 전류가 흐르므로, 많은 양의 유도 전류가 가느다란 결함에 흐를 수 있다. In addition, when the inspection using the eddy current, the induced current flows not parallel to the thin defect generated in the direction perpendicular to the inflow direction of the inspection object, a large amount of induced current may flow in the thin defect.
이에 따라, 검사 대상의 유입 방향과 수직인 방향으로 발생된 가느다란 결함에서 많은 양의 와전류가 발생하므로, 검사 대상의 유입 방향과 수직인 방향으로 발생된 가느다란 결함도 정확하게 검출할 수 있다.As a result, a large amount of eddy current is generated from the thin defects generated in the direction perpendicular to the inflow direction of the inspection object, so that even the small defects generated in the direction perpendicular to the inflow direction of the inspection object can be accurately detected.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.The present invention is not limited to the above embodiments, but may be modified and improved by those skilled in the art within the spirit and scope of the invention as defined in the claims.
직류 자기장 및 교류 자기장에 반응하는 모든 대상의 결함을 찾아내는 데에 이용될 수 있다.It can be used to find faults in all objects that respond to direct and alternating magnetic fields.
12...자기 센서 어레이, 13...전자기장 발생부,
X...유입 방향, X1...자속 방향,
131a, 131b...코일, 132...강편들,
14...신호 증폭부, 15...신호 처리부,
16...표시부, 31a, 31b...로울러,
32...검사 대상, 33a...로울러 결함,
33b...대상 결함.12 ... magnetic sensor array, 13 ... electromagnetic field generator,
X ... inflow direction, X1 ... magnetic flux direction,
131a, 131b ... coil, 132 ... fragments,
14 signal amplification unit, 15 signal processing unit,
16 ... indicator, 31a, 31b ...
32 ... inspection target, 33a ... roller defect,
33b ... Target defect.
Claims (5)
상기 검사 대상으로부터의 전자기장의 세기에 대응하는 자기장 감지 신호들을 발생시키는 자기 센서 어레이;
상기 자기 센서 어레이로부터의 자기장 감지 신호들을 표시 형식에 맞도록 변환하는 신호 처리부; 및
상기 신호 처리부로부터의 자기장 감지 신호들을 표시하는 표시부를 포함하고,
상기 전자기장 발생부가,
상기 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 서로 평행하게 배열되어 코어를 형성하는 복수의 강편들; 및
상기 복수의 강편들로부터 자속들을 발생시키는 코일을 포함한 비파괴 검사 장치.An electromagnetic field generating unit for applying an electromagnetic field traveling in a direction different from an inflow direction of the inspection object to the inspection object;
A magnetic sensor array for generating magnetic field sensing signals corresponding to the strength of the electromagnetic field from the inspection object;
A signal processor converting the magnetic field sensing signals from the magnetic sensor array to match a display format; And
A display unit displaying magnetic field detection signals from the signal processor;
The electromagnetic field generating unit,
A plurality of steel pieces arranged in parallel to each other in a direction different from an inflow direction of the inspection object to form a core; And
And a coil for generating magnetic fluxes from the plurality of steel pieces.
상기 자기 센서 어레이로부터의 자기장 감지 신호들을 미분하여 상기 신호 처리부에 입력하는 신호 증폭부를 더 포함한 비파괴 검사 장치.The method of claim 1,
And a signal amplifier configured to differentiate the magnetic field sensing signals from the magnetic sensor array and input them to the signal processor.
상기 코일에 직류 전류가 흐름에 따라, 상기 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 진행하는 직류 자기장이 상기 검사 대상에 인가되는 비파괴 검사 장치.The method of claim 1, wherein in the electromagnetic field generating unit,
Non-destructive inspection device that is applied to the inspection object as a direct current flows in the coil, the direct current magnetic field traveling in a direction different from the inflow direction of the inspection object.
상기 전자기장 발생부에서 상기 코일에 교류 전류가 흐름에 따라, 상기 검사 대상의 유입 방향과 다른 방향으로 진행하는 교류 전자기장이 상기 검사 대상에 인가되어, 상기 검사 대상에서 유도 전류가 발생되는 비파괴 검사 장치. The method of claim 1,
Non-destructive testing device that the AC current generated in the direction different from the inflow direction of the inspection object is applied to the inspection object as the alternating current flows to the coil in the electromagnetic field generating unit, the induced current is generated in the inspection object.
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