KR101218399B1 - Pipe inspection device using plural channel ultra-sonic and the inspection method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배관내의 결함위치를 정확하게 파악할 수 있도록 하는 초음파를 이용한 배관 검사장치와 그 검사방법을 개시한다. 본 발명은 초음파를 이용한 배관 검사장치와 그 검사방법에 관한 것으로, 원통 형상의 배관의 원주 방향을 따라 소정간격 이격되도록 상기 배관의 외주면에 설치되어 유도초음파를 발진시키는 복수의 초음파 발진기와; 상기 초음파 발진기에서 발진되어 상기 배관을 경유하는 초음파를 수신하는 초음파 수신기와; 상기 초음파 수신기에 수신된 유도초음파의 신호를 전달 받아 정보를 수집하는 정보수집부와; 상기 정보수집부에서 발생되는 아날로그 신호를 전달받아 디지털신호로 변환시키는 디지타이저와; 상기 디지타이저에서 발생되는 디지털신호를 전달받아 상기 배관내의 결함위치를 추적할 수 있도록 상기 디지털신호를 분석하는 분석장치를 포함하여 구성됨으로써, 배관내의 작은 결함도 누락됨 없이 파악함과 동시에 그 결함이 배관의 원주 방향을 따라 어느 위치에 존재하는지를 정확하게 파악할 수 있다.The present invention discloses a pipe inspection device using an ultrasonic wave and a method of inspecting the same so as to accurately identify a defect position in a pipe. The present invention relates to a pipe inspection apparatus using ultrasonic waves and a method for inspecting the same, comprising: a plurality of ultrasonic oscillators installed on an outer circumferential surface of the pipe so as to be spaced apart by a predetermined interval along a circumferential direction of a cylindrical pipe; An ultrasonic receiver oscillated by the ultrasonic oscillator to receive ultrasonic waves via the pipe; An information collecting unit receiving the signal of the induced ultrasonic wave received by the ultrasonic receiver and collecting information; A digitizer for receiving an analog signal generated by the information collecting unit and converting the analog signal into a digital signal; It is configured to include an analysis device that analyzes the digital signal to receive the digital signal generated by the digitizer to track the location of the defect in the pipe, so that even a small defect in the pipe is not missed and the defect It can pinpoint exactly where it is located along the circumferential direction of.

유도초음파, 초음파발진기, 디지타이저 Induction Ultrasonic, Ultrasonic Oscillator, Digitizer

Description

다채널 초음파를 이용한 배관 검사장치와 그 검사방법{PIPE INSPECTION DEVICE USING PLURAL CHANNEL ULTRA-SONIC AND THE INSPECTION METHOD THEREOF}PIPE INSPECTION DEVICE USING PLURAL CHANNEL ULTRA-SONIC AND THE INSPECTION METHOD THEREOF}

본 발명은 초음파를 이용한 배관 검사장치와 그 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 배관내의 작은 결함도 누락됨 없이 파악함과 동시에 그 결함이 배관의 원주 방향을 따라 어느 위치에 존재하는지를 정확하게 파악할 수 있는 초음파를 이용한 배관 검사장치와 그 검사방법에 관한 것이다. The present invention relates to a pipe inspection apparatus using an ultrasonic wave and a method for inspecting the same, and more particularly, it is possible to grasp a small defect in a pipe without omission and to precisely determine where the defect is located along the circumferential direction of the pipe. The present invention relates to a pipe inspection apparatus using ultrasonic waves and a method of inspecting the same.

유도초음파는 구조물의 기하학적인 형상을 따라 길이방향으로 전파하는 파로서, 많은 종파와 횡파가 반사 및 중첩되어 형성된다. 이러한 유도초음파를 이용한 탐상 방법은 광범위 비파괴 탐상에 효율적으로 사용될 수 있으며, 시험 방법이 안전하고 비용이 비교적 많이 들지 않는 장점이 있다.Guided ultrasound is a wave propagating in the longitudinal direction along the geometric shape of the structure, and is formed by the reflection and overlap of many longitudinal and transverse waves. This guided ultrasonic method can be efficiently used for a wide range of non-destructive testing, and the test method is safe and relatively inexpensive.

도 1은 종래의 초음파를 이용한 배관검사 장치의 구조를 개략적으로 도시한 계략도이고, 도 2는 도 1의 초음파 입사수단이 배관에 설치되는 구조를 도시한 사시도이다. 1 is a schematic diagram schematically showing a structure of a conventional pipe inspection apparatus using ultrasonic waves, and FIG. 2 is a perspective view illustrating a structure in which the ultrasonic wave incidence means of FIG. 1 is installed in a pipe.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 초음파를 이용한 배관검사 장치는, 유도초음파를 발생시키기 위하여 유도초음파를 발생시킬 수 있는 초음파를 발생시 키고, 유도초음파 신호를 수신할 수 있는 초음파 장치(20); 상기 초음파 장치의 전기적인 출력신호를 초음파로 바꾸어주는 송신탐촉자(50); 상기 송신탐촉자(50)와 연결되는 초음파 입사수단(70); 상기 입사수단(70)에 의해 발생된 초음파가 파이프를 통해 전달되는 유도초음파를 감지하는 탐촉수단(80); 상기 탐촉수단에서 감지한 유도초음파를 전기신호로 바꾸는 수신탐촉자(60); 및 상기 초음파 장치(20)의 발진조건을 제어하고, 수신된 유도초음파 신호를 분석하는 제어장치(40)를 포함하여 구성되어 있다. As shown in these figures, the conventional pipe inspection apparatus using ultrasonic waves, the ultrasonic apparatus 20 for generating an ultrasonic wave capable of generating the induced ultrasonic waves to generate the induced ultrasonic waves, and receiving the induced ultrasonic signals; A transmission probe 50 for converting an electrical output signal of the ultrasonic device into ultrasonic waves; Ultrasonic incidence means (70) connected to the transmission probe (50); A probe means (80) for detecting an ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic wave generated by the incident means (70) through a pipe; A reception probe 60 for converting the induced ultrasonic wave detected by the probe means into an electric signal; And a control device 40 for controlling the oscillation conditions of the ultrasonic device 20 and analyzing the received induced ultrasonic signal.

입사수단 및 탐촉수단으로는 상기 파이프(10)와 소정범위의 접촉부위를 갖는 웨지를 사용하는데, 배관(10)과 초음파 입사수단(70)이 상호 접촉되는 상기 접촉부위는 도 2에 도시된 바와 같이, 배관(10)과 동일한 형상으로 형성된 반원통 형상의 접촉홈(71)으로 형성되며, 상기의 각 웨지(70, 80)의 접촉홈(71, 81)은 배관의 크기 및 형상에 따라 달라질 수 있다.As the incidence means and the probe means, a wedge having a contact portion with a predetermined range is used. The contact portion at which the pipe 10 and the ultrasonic incidence means 70 contact each other is illustrated in FIG. 2. As described above, the contact grooves 71 of the semi-cylindrical shape formed in the same shape as the pipe 10 are formed, and the contact grooves 71 and 81 of the respective wedges 70 and 80 are formed according to the size and shape of the pipe. Can vary.

유도초음파는 발진방향이나 형태에 따라서 수학적으로 수많은 모드(mode)로 표현된다. 예를 들어, L(0, n)은 모드값 n인 길이방향 모드(longitudinal mode)를 나타내는 것이다, 모드의 종류는 L모드(longitudinal mode), T모드(torsional mode) 및 F모드(flexural mode)가 있으며, 주로 T모드는 발진 및 수신이 용이하지 않으므로, 본 발명에서는 L모드 및 F모드의 유도초음파가 사용된다.Guided ultrasound is mathematically represented in many modes depending on the direction or shape of oscillation. For example, L (0, n) represents a longitudinal mode with a mode value n. The type of mode is L mode (longitudinal mode), T mode (torsional mode) and F mode (flexural mode). In the T mode, since the oscillation and reception are not easy, the induced ultrasound of the L mode and the F mode is used in the present invention.

각 모드들은 서로 다른 위상속도를 가지게 되는데, 상기 위상속도는 시간조화신호의 조합으로 이루어진 군집형신호의 개별 조화신호가 진행하는 속도를 나타낸다. 이러한 위상속도가 각 모드와 선택되는 주파수 그리고 관의 두께에 따라 달 라지게 된다.Each of the modes has a different phase speed, which represents the speed at which the individual harmonic signals of the clustered signal composed of a combination of time-balanced signals travel. These phase velocities vary with each mode, frequency selected, and tube thickness.

상기 입사웨지(70)와 파이프(10)의 접촉각도에 따라 상기 초음파 발생장치(20)에서 생성된 초음파가 상기 배관(10)에 입사되는 입사각이 정해지기 때문에, 상기 송신탐촉자(50)의 입사웨지(70)에 대한 설치각도는 유도초음파를 생성하는데 중요한 역할을 한다.Since the incident angle of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic generator 20 is incident on the pipe 10 according to the contact angle between the incident wedge 70 and the pipe 10, the incident of the transmission probe 50 is determined. The installation angle for the wedge 70 plays an important role in generating the guided ultrasonic waves.

상기 웨지들(70, 80)을 배관에 접촉시킬 때에는 상기 배관에 웨지가 밀착되도록 탐상부위의 표면을 사포 등으로 깨끗하게 처리한 후 접촉시킨다. 상기 웨지(70, 80)가 배관(10)에 밀착되지 않는 경우에는 글리세린과 같은 접촉매질을 사용하여 밀착시킨다.When the wedges 70 and 80 are brought into contact with the pipe, the surface of the flaw is cleaned by sandpaper or the like so as to be in close contact with the pipe. When the wedges 70 and 80 are not in close contact with the pipe 10, the wedges 70 and 80 are brought into close contact using a contact medium such as glycerin.

이러한 구성에 의한 종래의 초음파를 이용한 배관 검사장치는 다음과 같은 방법으로 동작한다. The conventional pipe inspection apparatus using the ultrasonic wave as described above operates in the following manner.

초음파 입사수단 및 탐촉수단을 진단하고자 하는 관에 설치하는 제1단계; 제어장치를 이용하여 주파수, 게인(gain) 및 싸이클 수 등의 초음파 발진조건을 선택하는 제2단계; 초음파 발생장치를 이용하여, 상기 조건으로 상기 초음파 입사수단으로 초음파 발생장치를 이용하여, 상기 조건으로 상기 초음파 입사수단으로 L모드 또는 F모드의 유도초음파를 발생시킬 수 있는 초음파를 입사시켜 파이프 내에 유도초음파를 발생시키는 제3단계; 상기 유도초음파를 상기 탐촉수단을 이용하여 탐지하는 제4단계; 및 상기 수신된 유도초음파를 분석하는 제5단계를 포함한다.A first step of installing the ultrasonic incidence means and the probe means in a tube to be diagnosed; A second step of selecting an ultrasonic wave oscillation condition such as frequency, gain, and cycle number using a control device; By using an ultrasonic generator, using the ultrasonic generator as the ultrasonic incidence means under the above conditions, the ultrasonic wave incident to the ultrasonic incidence means under the above conditions to induce the ultrasonic wave that can generate L-mode or F-guided ultrasonic wave guided in the pipe Generating an ultrasonic wave; A fourth step of detecting the induced ultrasonic waves using the probe means; And a fifth step of analyzing the received ultrasonic wave.

상기 제2단계에서 발진조건은, 입력 초음파의 주파수, 게인 및 싸이클 수를 변화시키도록 프로그래밍 된 상기 제어장치(40)에 의해 결정된다. 상기 발진조건은 사용 대상체 및 탐상조건에 따라 유동성 있게 변화시킨다.The oscillation condition in the second step is determined by the control device 40 programmed to change the frequency, the gain and the number of cycles of the input ultrasound. The oscillation conditions are fluidly changed according to the object to be used and the flaw detection conditions.

상기 과정에서, 초음파의 주파수 및 게인을 제어하는 것은 초음파의 에너지를 제어하는 역할을 하고, 싸이클을 제어하는 것은 한번의 버스트(burst)에 들어가는 sine파의 수를 제어하여 수신 신호의 정밀도를 높이는 역할을 한다.In the above process, controlling the frequency and gain of the ultrasonic waves controls the energy of the ultrasonic waves, and controlling the cycle increases the precision of the received signal by controlling the number of sine waves entering one burst. Do it.

상기 과정을 통해 초음파가 상기 배관(10) 내에 입사되어 유도초음파가 발생하면, 상기 탐상웨지(80)에 구비된 탐촉자(60)에서 상기 신호를 수신하여 전기신호로 바꾸게 되며, 이러한 데이터를 분석하여, 배관의 상태를 진단할 수 있다.When the ultrasonic wave is incident in the pipe 10 through the above process to generate the induced ultrasonic wave, the signal is received by the probe 60 provided in the flaw detection wedge 80 and converted into an electrical signal. The condition of the pipe can be diagnosed.

상기의 데이터들은 디스플레이 장치(30)를 통해 가시화 될 수 있다.The data may be visualized through the display device 30.

상기 제5단계의 데이터 분석과정은 프로그래밍화 되는데, 그 과정은 상기의 입사조건과 같은 조건으로 스케일이 없는 관에 적용하였을때 수신신호의 최대 진폭을 데이터화 하여, 현장에서 탐지된 수신 신호의 최대 진폭과 비교하여 그 감소량에 따라 스케일량을 정량적으로 추측할 수 있다.The data analysis process of the fifth step is programmed, which process the maximum amplitude of the received signal when it is applied to a tube without a scale under the same conditions as the incident conditions, and the maximum amplitude of the received signal detected in the field. Compared with, the scale amount can be estimated quantitatively according to the decrease amount.

그런데, 이러한 종래의 초음파를 이용한 배관 검사장치에 있어서는, 배관의 길이 방향을 따라 배관내에 존재하는 결함의 위치는 파악할 수 있지만 배관의 원주 방향을 따라 존재하는 결함의 위치를 파악할 수 없을 뿐만 아니라, 단일한 채널을 이용하여 결함의 위치를 파악하므로 작은 결함은 누락될 위험이 존재한다는 문제점이 있다. By the way, in the conventional pipe | tube inspection apparatus using ultrasonic waves, although the position of the defect which exists in a piping along the longitudinal direction of a pipe can be grasped | ascertained, it is not only able to grasp the position of the defect which exists along the circumferential direction of a piping, There is a problem that there is a risk that small defects are missing since the location of the defects is identified using one channel.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 배관내의 작은 결함도 누락됨 없이 파악함과 동시에 그 결함이 배관의 원주 방향을 따라 어느 위치에 존재하는지를 정확하게 파악할 수 있는 초음파를 이용한 배관 검사장치와 그 검사방법을 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above point is to inspect the pipe using ultrasonic waves, which can grasp the small defects in the pipe without missing them and at the same time determine exactly where the defects are located along the circumferential direction of the pipe. The present invention provides an apparatus and a method of inspecting the same.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 초음파를 이용한 배관 검사장치는, 원통 형상의 배관의 원주 방향을 따라 소정간격 이격되도록 상기 배관의 외주면에 설치되어 유도초음파를 발진시키는 복수의 초음파 발진기와; 상기 초음파 발진기에서 발진되어 상기 배관을 경유하는 초음파를 수신하는 초음파 수신기와; 상기 초음파 수신기에 수신된 유도초음파의 신호를 전달받아 정보를 수집하는 정보수집부와; 상기 정보수집부에서 발생되는 아날로그 신호를 전달받아 디지털신호로 변환시키는 디지타이저와; 상기 디지타이저에서 발생되는 디지털신호를 전달받아 상기 배관내의 결함위치를 추적할 수 있도록 상기 디지털신호를 분석하는 분석장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Pipe inspection apparatus using ultrasonic waves for achieving the object of the present invention as described above, a plurality of ultrasonic oscillators installed on the outer circumferential surface of the pipe so as to be spaced apart a predetermined interval along the circumferential direction of the cylindrical pipe; An ultrasonic receiver oscillated by the ultrasonic oscillator for receiving ultrasonic waves passing through the pipe; An information collecting unit receiving the signal of the induced ultrasonic wave received by the ultrasonic receiver and collecting information; A digitizer for receiving an analog signal generated by the information collecting unit and converting the analog signal into a digital signal; And receiving a digital signal generated by the digitizer and analyzing the digital signal to track a defect location in the pipe.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 초음파를 이용한 배관 검사방법은, 상술한 배관 검사장치를 이용하여 배관 내의 결함을 검사하는 방법으로서, 상기 초음파 발진기를 배관의 외주면에 원주방향을 따라 소정 간격으로 설치하는 제1단계와; 상기 초음파 발진기에 일정한 주기로 순차적으로 전기적인 신호를 입력하여 유도초음파를 발진시키는 제2단계와; 상기 초음파 발진기에서 발진된 유도초음파가 상기 배관을 경유하여 상기 초음파 수신기로 수신되는 제3단계와; 상기 초음파 수신기에 수신된 신호를 상기 정보수집부로 전달받아 정보를 수집하는 제4단계 와; 상기 정보수집부에 수집된 상기 유도초음파의 신호를 분석하여 상기 배관 내의 결함위치를 파악하는 제5단계를 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 한다. In addition, a pipe inspection method using ultrasonic waves for achieving another object of the present invention is a method for inspecting a defect in the pipe using the above-described pipe inspection device, the ultrasonic oscillator at a predetermined interval along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the pipe A first step of installing; A second step of oscillating the induced ultrasonic waves by sequentially inputting electrical signals to the ultrasonic oscillator at a predetermined cycle; A third step of receiving the ultrasonic wave oscillated by the ultrasonic wave oscillator through the pipe; Receiving a signal received by the ultrasonic receiver to the information collecting unit and collecting information; And analyzing the signals of the guided ultrasonic waves collected in the information collector to sequentially determine a fifth position of the defective position in the pipe.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 초음파를 이용한 배관 검사장치는 배관내의 작은 결함도 누락됨 없이 파악함과 동시에 그 결함이 배관의 원주 방향을 따라 어느 위치에 존재하는지를 정확하게 파악할 수 있는 효과가 있다.As described above, the pipe inspection apparatus using the ultrasonic wave according to the present invention has an effect of accurately grasping a small defect in a pipe without missing and at the same time accurately identifying a location along the circumferential direction of the pipe.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 배관 검사장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a pipe inspection apparatus using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 배관의 외주면에 초음파발진기가 설치된 구조를 도시한 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 배관 검사장치의 구성도를 개략적으로 도시한 개략도이며, 도 5는 초음파 발진기에서 일정한 주기를 갖는 신호가 발생됨을 보여주는 그래프이다. 3 is a longitudinal sectional view showing a structure in which an ultrasonic oscillator is installed on an outer circumferential surface of a pipe, and FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a pipe inspection apparatus using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention, and FIG. This graph shows that a signal with a certain period is generated in an ultrasonic oscillator.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 배관 검사장치는, 원통 형상의 배관(1)의 원주 방향을 따라 소정간격 이격되도록 배관(1)의 외주면에 설치되어 유도초음파를 발진시키는 복수의 초음파 발진기(100)와, 초음파 발진기(100)에서 발진되어 배관(1)을 경유하는 초음파를 수신하는 초음파 수신기(200)와, 초음파 수신기(200)에 수신된 유도초음파의 신호를 전달받아 정보를 수집하는 정보수집부(300)와, 정보수집부(300)에서 발생되는 아날로그 신호를 전달받아 디지털신호로 변환시키는 디지타이저(400)와, 디지타이저(400)에 서 발생되는 디지털신호를 전달받아 배관(1)내의 결함위치를 추적할 수 있도록 상기 디지털신호를 분석하는 분석장치(500)를 포함하여 구성되어 있다. As shown in these drawings, the pipe inspection apparatus using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention, is installed on the outer peripheral surface of the pipe 1 so as to be spaced apart by a predetermined interval along the circumferential direction of the cylindrical pipe (1) A plurality of ultrasonic oscillators 100 for oscillating ultrasonic waves, an ultrasonic receiver 200 oscillated by the ultrasonic oscillator 100 to receive ultrasonic waves via the pipe 1, and the ultrasonic wave received by the ultrasonic receiver 200 Information collector 300 for receiving information and collecting information, a digitizer 400 for receiving an analog signal generated from the information collector 300 and converting it into a digital signal, and digital generated by the digitizer 400 It is configured to include an analysis device 500 for analyzing the digital signal to receive the signal to track the location of the defect in the pipe (1).

초음파 발진기(100)와 초음파 수신기(200)는 배관(1)의 외주면에 그 원주 방향을 따라 배관(1)의 중심을 기준으로 상호 동일한 간격을 가지도록 8개 내지 16개가 설치되는데 본 발명의 일 실시예에서는 16개가 설치되어 있으며, 각각의 초음파 발진기(100)에는 서로 다른 발진시간을 갖는 신호가 입력된다. Ultrasonic oscillator 100 and the ultrasonic receiver 200 is provided on the outer peripheral surface of the pipe (1) in the circumferential direction 8 to 16 are installed to have the same distance from each other with respect to the center of the pipe (1) of the present invention In the exemplary embodiment, 16 units are installed, and signals having different oscillation times are input to each of the ultrasonic oscillators 100.

초음파 발진기(100)에 입력되는 신호는 사용자의 필요에 따라 10 ~ 1000 Khz를 갖는 신호를 선택적으로 입력하여, L모드 또는 F모드의 유도초음파를 발진하게 되며, 유도초음파 발진 방식은 압전 방식이 사용되는 것이 효과적이다. The signal input to the ultrasonic oscillator 100 selectively inputs a signal having a 10 to 1000 Khz according to the user's needs, thereby oscillating the induced ultrasonic wave in L mode or F mode, and the piezoelectric method is used as the induced ultrasonic oscillation method. It is effective.

초음파 수신기(200)는 초음파 발진기(100)에서 발진된 유도초음파를 수신하는 장치로서, 발생지점과 동일 지점에서 배관의 결함으로부터 회절되어 돌아오는 초음파 신호를 수집하며, 설치위치는 초음파 발진기(100)와 동일하게 배관(1)의 외주면에 그 원주 방향을 따라 배관(1)의 중심을 기준으로 상호 동일한 간격을 가지도록 8개 내지 16개가 설치된다.The ultrasonic receiver 200 is a device for receiving the guided ultrasonic wave oscillated by the ultrasonic oscillator 100, and collects the ultrasonic signal returned by diffraction from the defect of the pipe at the same point as the point of occurrence, the installation position is the ultrasonic oscillator 100 Similarly, 8 to 16 are installed on the outer circumferential surface of the pipe 1 to have the same distance from each other based on the center of the pipe 1 along the circumferential direction thereof.

정보수집부(300)는 초음파수신기(200)에 수신된 16 채널을 갖는 전기적인 신호를 각각 수집한 후, 아날로그 신호를 디지타이저(400)에 전달하는 역할을 하는 장치이며, 디지타이저(400)는 전달된 아날로그 신호를 디지탈 신호로 전환시킨 후, 분석장치(500)로 전달하게 된다. The information collecting unit 300 collects electrical signals having 16 channels received by the ultrasonic receiver 200, and then transmits analog signals to the digitizer 400. The digitizer 400 transmits the signals. The converted analog signal is converted into a digital signal, and then transferred to the analysis device 500.

디지타이저(400)에서 디지탈 신호로 변환된 신호는 데이터버퍼(410)에 저장된 후, 소정의 신호 처리 과정을 거쳐 이더넷(Ethernet)을 통하여 분석장치(500)로 전달되며, 분석장치(500)에서는 16개의 채널을 갖는 신호들을 분석하여 배관(1)의 길이 방향뿐만 아니라, 원주 방향을 따라 배관(1)내의 결함 위치를 파악하게 된다. The signal converted into a digital signal in the digitizer 400 is stored in the data buffer 410, and then transferred to the analysis device 500 through Ethernet through a predetermined signal processing process, 16 in the analysis device 500 Signals having two channels are analyzed to determine the position of a defect in the pipe 1 along the circumferential direction as well as the longitudinal direction of the pipe 1.

결함 탐지 능력은, 배관(1) 내의 결함이 배관(1) 두께의 10 % 이하의 미세한 두께로 흠이 생기더라도 그 위치 탐지가 가능하다. The defect detection capability is possible to detect the position of a defect in the pipe 1 even if the defect is formed to a fine thickness of 10% or less of the pipe 1 thickness.

상기와 같이 구성된 초음파를 이용한 배관 검사장치가 작동되는 과정은 다음과 같다.The operation of the pipe inspection apparatus using the ultrasonic wave configured as described above is as follows.

우선, 결함 위치를 탐지하고자 하는 배관(1)의 외주면에 초음파 발진기(100)와 초음파 수신기(200)를 그 원주 방향을 따라 동일한 간격으로 설치한 후, 초음파 발진기(100)에 일정한 주기로 순차적으로 전기적인 신호를 입력하여 유도초음파를 발진시키게 된다. First, the ultrasonic oscillator 100 and the ultrasonic receiver 200 are installed on the outer circumferential surface of the pipe 1 to detect a defect position at equal intervals along the circumferential direction thereof, and then the electrical power is sequentially supplied to the ultrasonic oscillator 100 at regular intervals. By inputting a typical signal, the guided ultrasonic wave is oscillated.

이때, 초음파 발진기(100)에 발진되는 신호는 각각의 초음파 발진기(100) 마다 다른 주파수, 즉 10 Khz ~ 1000 Khz의 주파수를 갖는 신호가 발진되며, 그 신호의 모드는 F모드 혹은 L모드를 갖는다. At this time, the signal oscillated to the ultrasonic oscillator 100 is a signal having a different frequency, that is, a frequency of 10 Khz ~ 1000 Khz for each ultrasonic oscillator 100, the mode of the signal has an F mode or L mode .

초음파 발진기(100)에서 발진된 신호는 각각의 채널별로 서로 다른 발생시간을 갖고 배관(1)의 내부를 따라 전파하면서 결함 혹은 배관의 기하학적 형상 변화에 의한 초음파의 회절신호가 반사되어 돌아와 초음파 수신기(200)에 수신된다. The oscillated signal from the ultrasonic oscillator 100 has a different generation time for each channel and propagates along the inside of the pipe 1 while reflecting the diffraction signal of the ultrasonic wave due to a defect or a change in the geometric shape of the pipe and the ultrasonic receiver ( 200).

초음파 수신기(200)로 수신된 신호는 신호수집부(300)에 의하여 그 정보가 수집되며, 수집된 정보는 아날로그 신호의 형태로 디지타이저(400)로 전달되어 디지타이저(400)에서 디지탈신호로 변환된다. The information received by the ultrasonic receiver 200 is collected by the signal collector 300, the collected information is transferred to the digitizer 400 in the form of an analog signal is converted into a digital signal from the digitizer 400 .

디지탈신호로 변환된 정보는 데이타버퍼(410)에 저장된 후, 소정의 신호 처 리 과정을 거쳐 이더넷(Ethernet)을 통하여 분석장치(500)로 전달되고 분석장치(500)에서 디지탈신호를 분석하여 배관(1) 내에 결함이 존재하는 위치를 파악하게 된다. The information converted into a digital signal is stored in the data buffer 410, and then passed to the analysis device 500 through Ethernet through a predetermined signal processing process, and the digital signal is analyzed and analyzed by the analysis device 500. The position where a defect exists in (1) is grasped | ascertained.

이러한 방법에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 배관 검사장치는, 배관(1)의 두께의 10% 이하에 해당하는 작은 결함도 누락됨 없이 파악함과 동시에 그 결함이 배관(1)의 길이 방향을 따라서는 물론이고, 배관(1)의 원주 방향을 따라 어느 위치에 존재하는지를 정확하게 파악할 수 있수 있게 된다. According to this method, the pipe inspection apparatus using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention, while the small defects corresponding to 10% or less of the thickness of the pipe (1) is not missed and the defects are the pipe (1) In addition to the longitudinal direction, it is possible to accurately determine which position is present along the circumferential direction of the pipe (1).

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.

도 1은 종래의 초음파를 이용한 배관검사 장치의 구조를 개략적으로 도시한 계략도이고, 1 is a schematic diagram schematically showing the structure of a conventional pipe inspection apparatus using ultrasonic waves,

도 2는 도 1의 초음파 입사수단이 배관에 설치되는 구조를 도시한 사시도이며, 2 is a perspective view illustrating a structure in which the ultrasonic wave incidence means of FIG. 1 is installed in a pipe;

도 3은 배관의 외주면에 초음파발진기가 설치된 구조를 도시한 종단면도이고, Figure 3 is a longitudinal sectional view showing a structure in which the ultrasonic oscillator is installed on the outer peripheral surface of the pipe,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 총므파를 이용한 배관 검사장치의 구성도를 개략적으로 도시한 개략도이며, Figure 4 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a pipe inspection apparatus using a gun mpa according to an embodiment of the present invention,

도 5는 초음파 발진기에서 일정한 주기를 갖는 신호가 발생됨을 보여주는 그래프이다. 5 is a graph showing that a signal having a certain period is generated in an ultrasonic oscillator.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

1 : 배관 100 : 초음파 발진기1: piping 100: ultrasonic oscillator

200 : 초음파 수신기 300 : 정보수집부200: ultrasonic receiver 300: information collecting unit

400 : 디지타이저 410 : 데이타버퍼400: digitizer 410: data buffer

500 : 분석장치500: Analysis device

Claims (5)

원통 형상의 배관의 외주면 상에 상기 배관의 원주 방향을 따라 소정 간격 이격되어 다수 설치되고, 각각 서로 다른 발진시간으로 일정한 주기를 갖고 순차적으로 다수의 유도초음파를 발진시키는 복수의 초음파 발진기;A plurality of ultrasonic oscillators installed on the outer circumferential surface of the tubular pipe and spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction of the pipe, each of which oscillates a plurality of guided ultrasonic waves at regular intervals at different oscillation times; 상기 배관의 외주면 상에 상기 초음파 발진기와 동일한 개수로 동일한 지점에 다수 설치되고, 상기 초음파 발진기에서 발진되어 상기 배관을 경유하다가 상기 배관의 결함에 의해 회절되어 돌아오는 다수의 상기 유도초음파를 수신하는 복수의 초음파 수신기;A plurality of ultrasonic wave oscillators are installed on the outer surface of the pipe at the same number as the same number, and receive a plurality of the guided ultrasonic waves oscillated by the ultrasonic wave oscillator and diffracted by a defect in the pipe. Ultrasonic receiver; 상기 초음파 수신기로부터 수신된 다수의 상기 유도초음파를 전달받아 하나의 아날로그 정보를 수집하는 정보수집부;An information collection unit receiving a plurality of the guided ultrasonic waves received from the ultrasonic receiver and collecting one analog information; 상기 정보수집부에서 수집한 하나의 아날로그 정보를 디지털 신호로 변환하는 디지타이저; 및A digitizer for converting one piece of analog information collected by the information collector into a digital signal; And 상기 디지타이저에서 변환된 상기 디지털 신호 정보를 전달받아 상기 배관 내의 결함 위치를 추적할 수 있도록, 상기 디지털 신호를 분석하는 분석장치;를 포함하는,And an analysis device for analyzing the digital signal to receive the digital signal information converted by the digitizer so as to track a defect location in the pipe. 다채널 초음파를 이용한 배관 검사장치.Piping inspection device using multi-channel ultrasound. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초음파 발진기는 8개 내지 16개로 구성되는 것을 특징으로 하는,The ultrasonic oscillator, characterized in that composed of 8 to 16, 다채널 초음파를 이용한 배관 검사장치.Piping inspection device using multi-channel ultrasound. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 디지타이저와 상기 분석장치는 이더넷(Ethernet)으로 연결되는 것을 특징으로 하는,The digitizer and the analysis device is characterized in that connected to the Ethernet (Ethernet), 다채널 초음파를 이용한 배관 검사장치.Piping inspection device using multi-channel ultrasound. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 다채널 초음파를 이용한 배관 검사장치를 이용하여 상기 배관 내의 결함을 검사하는 방법으로서,A method for inspecting a defect in a pipe using a pipe inspection device using multi-channel ultrasonic waves according to any one of claims 1 to 3, 상기 초음파 발진기와 상기 초음파 수신기를 배관의 외주면에 원주방향을 따라 소정 간격으로 설치하는 단계;Installing the ultrasonic oscillator and the ultrasonic receiver at predetermined intervals along the circumferential direction on an outer circumferential surface of a pipe; 상기 초음파 발진기에 일정한 주기로 순차적으로 전기적인 신호를 입력함으로써, 각각 서로 다른 발진시간으로 다수의 유도초음파를 발진시키는 단계;Oscillating a plurality of guided ultrasonic waves at different oscillation times by sequentially inputting electrical signals to the ultrasonic oscillator at regular intervals; 상기 초음파 발진기에서 발진된 다수의 상기 유도초음파가 상기 배관을 경유하다가 상기 배관의 결함에 의해 회절되어 돌아올 때 상기 초음파 수신기를 통해 수신하는 단계; Receiving by the ultrasonic receiver when the plurality of the guided ultrasonic waves oscillated by the ultrasonic oscillator pass through the pipe and are diffracted by a defect of the pipe and return; 상기 초음파 수신기로부터 수신된 다수의 상기 유도초음파를 전달받아 상기 정보수집부를 통해 하나의 아날로그 정보로 수집하는 단계;Receiving a plurality of the guided ultrasonic waves received from the ultrasonic receiver and collecting one analog information through the information collecting unit; 상기 디지타이저에 의해 상기 정보수집부에서 수집한 하나의 아날로그 정보를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및Converting one analog information collected by the information collector by the digitizer into a digital signal; And 상기 변환된 디지털 신호를 전달받아 분석함으로써 상기 배관 내의 결함 위치를 추적하는 단계;를 포함하는,And tracking the defect location in the pipe by receiving and analyzing the converted digital signal. 다채널 초음파를 이용한 배관 검사방법.Pipe inspection method using multi-channel ultrasound. 삭제delete
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