KR101250337B1 - Apparatus and method for index point and incident angle measurement of ultrasonic transducer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원전 설비의 건전성을 비파괴적으로 진단하는 초음파탐상 기법에서 검사를 시행하기에 앞서 검사에 사용되는 초음파탐상기, 초음파탐촉자, 케이블, 검사자를 포함하는 검사 시스템에 대한 교정에서 검사결과에 가장 많은 영향을 미치는 초음파 탐촉자에 대한 굴절각 및 입사점 측정을 보다 정확하게 수행할 수 있도록 이루어진 초음파탐촉자의 입사점 및 굴절각 측정 장치 및 이를 이용한 측정방법에 관한 것이다.
The present invention has the largest number of test results in the calibration of an inspection system including an ultrasonic flaw detector, an ultrasonic probe, a cable, and an inspector used before the inspection in the ultrasonic flaw detection technique for nondestructively diagnosing the integrity of a nuclear power plant. The present invention relates to an apparatus for measuring an incident point and an angle of refraction of an ultrasonic probe, and a measuring method using the same, capable of more accurately performing an angle of refraction and an incident point of an ultrasonic transducer.
산업설비의 건전성을 확인하기 위하여 사용되고 있는 초음파탐상검사는, 검사대상에 초음파에너지를 전달하고 검사대상으로부터 반사된 초음파의 파형을 관찰하여 재질 내부의 상태를 진단하는 비파괴검사 방법이다. 초음파탐상검사에서는 검사를 시작하기에 앞서 교정작업을 통하여 검사 대상에 적합하도록 사용되는 초음파탐상 시스템의 장비 설정값을 결정한다. 그리고 검사를 수행하는 동안 장비의 상태가 동일한 상태가 유지되었다는 것을 확인하기 위하여 검사전에 설정한 조건과 검사후의 설정을 동일하게 두고 교정 시험편의 반사체로부터 반사된 신호가 검사전과 검사후에 동일하게 나타나는지를 점검함으로써 검사시스템의 연속성이 유지되었음을 확인한다.Ultrasonic flaw detection, which is used to check the health of industrial facilities, is a non-destructive inspection method that delivers ultrasonic energy to an inspection object and observes the waveform of ultrasonic waves reflected from the inspection object to diagnose the condition inside the material. In the ultrasonic examination, prior to the start of the examination, calibration is performed to determine the equipment settings of the ultrasonic inspection system used to suit the inspection object. And during the inspection, to make sure that the condition of the equipment is kept the same, the condition set before the inspection and the setting after the inspection are the same, and check whether the signal reflected from the reflector of the calibration specimen is the same before and after the inspection. This ensures that the continuity of the inspection system is maintained.
이러한 교정작업에서 가장 최초에 수행되는 측정 작업은 사용되는 초음파탐촉자의 입사점과 굴절각에 대한 측정이다. 입사점은 초음파탐촉자에서 검사대상으로 초음파가 입사되는 위치를 나타내며, 굴절각은 경사각 초음파탐상시에 초음파가 검사대상의 내부에서 진행하는 각도로서 스넬의 법칙에 의하여 검사하는 대상이 바뀌면 재질 내에서 초음파가 진행되는 굴절각도도 달라지게 된다. 입사점과 굴절각은 초음파탐상에서 결함이 발생될 경우에 결함의 위치를 결정하는 중요한 변수에 해당하므로 정확한 입사점과 굴절각의 측정은 초음파탐상결과의 정확성을 결정짓는 중요한 작업이라고 할 수 있다.The first measurement performed in this calibration is the measurement of the incident point and the refraction angle of the ultrasonic probe used. The point of incidence indicates the position where the ultrasonic wave is incident from the ultrasonic probe to the object to be inspected. The angle of refraction is the angle at which the ultrasonic wave proceeds inside the object during the tilt angle ultrasonic examination. When the object to be inspected is changed according to Snell's law, the ultrasonic wave in the material changes. The angle of refraction is also changed. Since the incident point and the refraction angle correspond to the important variables for determining the position of the defect when the defect is generated in the ultrasonic scanning, the accurate measurement of the incident point and the refractive angle is an important task for determining the accuracy of the ultrasonic scanning result.
일반적으로 교정작업을 위해서는 초음파탐상기와 초음파탐촉자이외에 교정시험편을 필요로 한다. 도 1은 초음파탐상검사에서 가장 일반적으로 사용되는 미국용접학회(IIW, International Institute of Welding)에서 제안한 IIW 교정시험편(110)을 나타내었다.In general, calibration work requires calibration specimens in addition to the ultrasonic flaw detector and the ultrasonic probe. Figure 1 shows the IIW
IIW 교정시험편은 초음파탐촉자에 대한 입사점과 굴절각 그리고 시간축 교정을 위하여 가장 보편적으로 사용되는 교정시험편으로 검사하고자 하는 대상의 재질과 동일한 재질로 제작된다. IIW 교정시험편(110)은 100mm 반경으로 가공된 반경 반사체(160)가 가공되어 있고 반원의 중심점(150)이 교정시험편의 외부에 표시되어 있다. 교정작업시 이 반사원에 초음파를 입사하고 반사된 신호를 이용하여 입사점을 측정한다. IIW 교정시험편(110)에는 굴절각을 측정하기 위하여 교정시험편(110)에 아크릴로 제작된 원형 반사체(130)와 소형 측면공(140)이 가공되어 있다.IIW calibration specimens are the most commonly used calibration specimens for the point of incidence, angle of refraction, and time-base calibration of ultrasonic transducers, and are made of the same material as the material to be inspected. The IIW
입사점과 굴절각을 측정하기 위한 종래의 기술을 도 2와 도 3을 이용하여 설명하도록 한다.A conventional technique for measuring the incident point and the refraction angle will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
일반적인 교정작업에서 가장 먼저 측정하는 것은 초음파탐촉자의 몸체에서 발생된 초음파가 검사대상에 입사되는 정확한 위치를 측정하는 입사점 측정이다. 초음파탐상에서 입사점은 초음파탐촉자와 발견된 결함을 산정하는 기준점이 되기 때문에 정확하지 않은 입사각을 사용할 경우 결함의 위치 측정에 오차를 수반하게 된다. 검사 대상에 초음파를 수직으로 입사하는 수직 탐촉자(210)는 대부분 압전소자의 중심점을 초음파탐촉자의 입사점으로 간주하지만 경사각으로 초음파를 입사하는 사각 탐상에서는 특정 각도를 가진 웨지(220)를 초음파 탐촉자와 결합하여 사용된다. 웨지와 결합된 사각 초음파탐촉자일 경우에는 웨지(220)로 인하여 입사점이 탐촉자의 중심점에서 벗어나게 된다.In the general calibration, the first measurement is the incident point measurement, which measures the exact position of the ultrasonic wave generated in the ultrasonic probe's body. Since the incidence point is the reference point for estimating the defects detected with the ultrasonic probe, when the incidence angle is used incorrectly, the measurement of the position of the defect is accompanied by an error. Most of the
먼저 입사점을 측정하기 위해서는 초음파탐촉자(210)를 초음파탐상기(350)에 케이블(360)을 통하여 연결하고 초음파탐촉자(210)와 웨지(220)가 결합된 탐촉자를 IIW 교정시험편(110)의 반원 반사체(160) 중심점(150)이 있는 면에 접촉을 한다. 이 위치에서 초음파탐촉자(210)를 전후로 이동을 시키면서 반원반사체(160)로부터 초음파가 반사되어 돌아오는 반사 신호(340)를 초음파탐상기의 화면(310)을 통하여 관찰한다.First, in order to measure the incidence point, the
도 3에 나타낸 그림은 초음파탐상 장치(350)에서 일반적으로 나타나는 탐상화면의 구성이다. 초음파탐상 화면(310)의 수평축(320)은 초음파가 재질내에서 진행한 거리 또는 시간을 표시하며 수직축(330)은 반사된 신호의 크기를 나타낸다. 반사신호(340)는 초음파탐촉자의 입사점이 IIW 교정시험편(110)의 반원 반사체(160)의 중심에 있을때 신호의 크기가 가장 크게 나타난다. 따라서 신호의 진폭이 최고가 되는 위치에서 초음파탐촉자(210)를 고정한다. 이때 IIW 블락(110)의 반사원 반사체의 중심(150)이 표시되어 있는 위치를 초음파탐촉자(210)의 몸체에 표시함으로써 입사점의 측정이 완료된다. 이때 몸체에 나타낸 표시선이 현재의 초음파탐상 조건에서의 초음파탐촉자(210)의 입사점에 해당한다. 그리고 향후에 진행되는 굴절각 측정과 실제 검사에서 표시된 입사점이 검사의 기준점으로 사용이 된다.3 is a configuration of a flaw detection screen generally shown in the
굴절각 측정은 IIW 교정시험편(110)에서 입사점을 측정한 위치가 아니라 원형 반사체(130) 또는 측면공(140)을 이용하여 측정하므로 굴절각이 표시된 굴절각측정점(180, 190)에서 진행이 된다. 초음파탐촉자(210)의 공칭 굴절각이 60도 또는이보다 낮은 굴절각을 측정할 때는 낮은 굴절각 측정점(180)에서 측정을 하고 60도이상의 굴절각은 높은 굴절각 측정점(190)에서는 측정을 한다. 굴절각을 측정하기 위하여 초음파탐촉자(210)를 굴절각 측정점(180, 190)에 두고 탐촉자를 좌우로 이동시키면서 입사점 측정에서와 동일한 방법으로 초음파탐상기(310)에서 최대점이 나타나는 위치에서 초음파탐촉자(210)의 이동을 멈춘다. 이때 입사점이 표시된 초음파탐촉자(210)의 눈금과 일치되는 IIW 교정시험편(110)의 눈금(180, 190)을 읽으면 굴절각 측정이 완료된다.Since the refraction angle is measured using the
현재까지 입사점과 굴절각 측정에서는 검사자가 초음파탐촉자(210)를 잡고 수동으로 초음파탐촉자 접촉면에서 전후로 이동하여 최대 진폭이 나타나는 위치에 서 측정을 하는 것이었다. 그러나 이러한 방법의 문제점은 검사자가 측정할 때마다IIW 교정시험편(110)의 동일한 위치에서 측정을 할 수 없다는 문제점이 있다.Until now, in the incidence point and refraction angle measurement, the inspector grabbed the
이러한 문제점을 도 4를 이용하여 설명한다. IIW 교정시험편(110)에서 초음파탐촉자(210)가 접촉하는 접촉면을 보면 도 4(a)와 같이 초음파탐촉자(210)가 위치하게 된다. 그러나 가장 이상적이고 진폭이 양호하게 나타나는 위치는 초음파탐촉자(210)가 시험편의 중심에서 정확하게 반원 반사체에 수직으로 향하면서 초음파가 입사되었을때 반사된 초음파도 수직으로 반사가 되어 가장 큰 진폭을 얻을 수 있다.This problem will be described with reference to FIG. 4. Looking at the contact surface of the
그러나 도 4의 (b)와 (c)에서와 같이 초음파탐촉자가 IIW 블락의 방향과 어긋나게 되면 초음파가 진행하는 경로가 달라 진폭의 크기가 감소하게 된다. 교정을 수행하는 검사자가 검사전과 검사후에 동일한 조건으로 수행하지 않고 검사전에 수행한 교정과 후에 실시한 교정에서 초음파탐촉자의 위치나 방향이 일정하지 않으면 검사전후의 교정에 대하여 일정한 결과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라 장시간 동안 수행한 검사결과에 대하여 신뢰성을 인정할 수가 없어 재검사를 수행해야 할 경우가 발생하게 된다.However, as shown in (b) and (c) of FIG. 4, when the ultrasonic transducer is shifted from the direction of the IIW block, the path of the ultrasonic wave is different so that the magnitude of the amplitude is reduced. If the inspector who performs the calibration does not perform the same condition before and after the test, and if the position or direction of the ultrasonic probe is not constant in the calibration performed before and after the test, the result of the calibration before and after the test cannot be obtained. Reliability cannot be recognized for the test results that have been performed for a long time.
또한 상기에 의하여 측정된 굴절각은 검사 도중에 발견된 결함의 크기 평가를 위한 산술식에 사용된다. 도 4를 이용하여 결함의 정량적인 크기를 평가하는 방법을 설명하기로 한다.The angle of refraction measured by the above is also used in the arithmetic formula for the evaluation of the size of the defect found during the inspection. A method of evaluating the quantitative size of defects will be described with reference to FIG. 4.
초음파탐촉자(210)의 굴절각을 θ라고 하고 검사대상의 두께를 t로하고 초음파가 반사된 거리를 w라고 했을 때 결함의 깊이는 d=t-w·cosθ로 계산되며 탐촉자 입사점에서 결함까지의 거리 s는 s=w·sinθ로 계산한다.When the refractive angle of the
따라서 굴절각θ을 이용하여 결함의 깊이와 거리를 계산하게 되므로 입사점과 굴절각 측정은 그만큼 초음파탐상 검사에서 중요한 교정작업에 해당한다.Therefore, since the depth and distance of the defect are calculated using the refraction angle θ, the measurement of the incident point and the refraction angle corresponds to the important calibration work in the ultrasonic examination.
이와 같이 초음파탐상검사의 교정작업에서 초음파탐촉자의 입사점과 굴절각측정시에 초음파탐촉자의 위치와 방향이 일정하게 유지할 수가 없어서 측정값에 대한 반복성과 정밀도를 확보할 수 없으므로 이러한 영향을 최소화하기 위한 개선이 필요하다.
As such, the position and direction of the ultrasonic probe cannot be kept constant during the measurement of the incident point and the refraction angle of the ultrasonic probe in the calibration work of the ultrasonic probe, so that the repeatability and precision of the measured value cannot be secured. This is necessary.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 입사점과 굴절각 측정 작업에서 초음파탐촉자가 교정시험편의 일정한 위치에서 이동할 수 있도록 하고 교정시험편의 반사체에 대한 초음파의 방향을 수직으로 유지하게 하여 검사자가 언제 입사점과 굴절각을 측정하여도 동일한 측정 결과를 나타낼 수 있고 검사자가 변경되었다 하더라고 측정오차를 최소화 할 수 있는 입사점과 굴절각 측정장치 및 이를 이용한 측정방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been invented to solve the conventional problems as described above, so that the ultrasonic probe can move at a certain position of the calibration test piece in the measurement of the incident point and the refraction angle, and maintain the direction of the ultrasonic wave relative to the reflector of the calibration test piece vertically. The present invention provides an incidence point and refraction angle measuring device and a measuring method using the same, which can minimize the measurement error even when the inspector has changed the inspector even if the inspector changes. There is this.
본 발명은, 초음파탐상 검사에서 교정시험편을 이용한 초음파탐촉자의 교정작업중 입사점과 굴절각 측정 장치에 있어서,The present invention is an apparatus for measuring the incident point and the refraction angle during the calibration operation of the ultrasonic probe using the calibration test piece in the ultrasonic inspection,
투명 재질로 제작된 몸체에 탐촉자의 유격을 최소화할 수 있도록 단을 두고 교정시험편의 모교정면 모서리 부에 몸체가 안착할 수 있도록 수직면이 가공된 입사점 및 굴절각 측정장치와 초음파탐촉자가 결합되어 교정시험편의 교정면에 안착되고, 초음파탐촉자가 전후로 이동할 때 초음파탐촉자가 반사체에 대하여 일정한 위치와 방향으로 이동하게 함으로써 교정시험편의 반사체로부터 균일한 크기의 반사파를 얻을 수 있도록 구성된 입사점 및 굴절각 측정 장치를 제공함에 특징이 있다.In order to minimize the play of the probe on the body made of transparent material, the vertical test surface is combined with the incident point and the refraction angle measuring device and the ultrasonic probe so that the body can be seated at the edge of the mother surface of the calibration test piece. It provides an incidence point and refraction angle measuring device which is mounted on the calibration surface of and configured to obtain a uniformly sized reflected wave from the reflector of the calibration specimen by moving the ultrasonic transducer in a fixed position and direction with respect to the reflector when the ultrasonic transducer moves back and forth. It is characterized by.
본 발명의 입사점 및 굴절각 측정장치는, 입사점 측정을 위하여 사용하는 측정장치에 입사점의 위치를 확인하고 입사점을 표시 할 수 있도록 보조 창이 구비된것을 특징으로 한다. The incident point and refraction angle measuring device of the present invention is characterized in that an auxiliary window is provided in the measuring device used for measuring the incident point so as to check the position of the incident point and display the incident point.
본 발명의 입사점 및 굴절각 측정장치는, 측면의 입사점 표시창을 통한 입사점측정이 용이하게 하도록 슬라이드 바를 구비하고 슬라이드 바가 초음파 탐촉자의 입사점을 지시하고 입사점을 표시할 수 있도록 구성됨에 특징이 있다.The incidence point and refraction angle measuring device of the present invention is characterized in that the slide bar is provided to facilitate the measurement of the incidence point through the incidence point display window on the side, and the slide bar is configured to indicate the incidence point of the ultrasonic probe and display the incidence point. have.
본 발명의 입사점 및 굴절각 측정장치는, 측정하고자 하는 초음파 탐촉자의 이동을 최소화하기 위하여 측면과 전면에 초음파탐촉자 지지 단을 설치한것을 특징으로 한다.
The incidence point and refraction angle measuring device of the present invention is characterized in that the ultrasonic transducer support stages are installed on the side and the front side to minimize the movement of the ultrasonic probe to be measured.
본 발명은 산업설비 및 발전설비의 초음파탐상 검사에서 필수적으로 수반되는 교정작업에서 검사 결과에 결정적인 영향을 미치게 되는 입사점과 굴절각도 측정을 정확하게 수행하기 위한 것이다.The present invention is to accurately perform the measurement of the incident point and the refraction angle which will have a decisive influence on the inspection result in the calibration work that is essential in the ultrasonic inspection of the industrial facilities and power generation facilities.
본 발명에서는 입사점과 굴절각 측정시에 발생되는 초음파탐촉자의 위치 및 방향 변화오차를 최소화하기 위하여 특정 위치와 방향으로 일정하게 움직일 수 있도록 가이드를 제작하고 입사점과 굴절각 측정을 위한 부가 장치들을 부가하였다.In the present invention, in order to minimize the position and direction change error of the ultrasonic transducer generated during the measurement of the incident point and the refraction angle, a guide was made to move constantly in a specific position and direction, and additional devices for measuring the incident point and the refraction angle were added. .
본 발명을 적용함으로써 동일한 검사자일 경우에도 측정 시점마다 변하는 입사점과 굴절각 측정의 반복 측정 정밀도를 향상하여 검사자가 달라졌을 경우에도 동일한 측정결과를 도출할 수 있도록 입사점과 굴절각의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.By applying the present invention, even in the same inspector, it is possible to improve the measurement accuracy of the incident point and the refraction angle that change every measurement time point, so that the measurement accuracy of the incident point and the refraction angle can be improved so that the same measurement result can be derived even if the inspector is changed. Can be.
또한 일반적으로 초음파 검사 시행전에 초음파검사 시스템의 감도를 설정하고 검사가 종료된 후에 동일한 조건에서 검사전에 수행한 감도와 비교하여 검사 시스템의 동질성을 점검하는 감도 점검시에도 본 장치를 사용함으로써 검사전과 후에 감도점검 작업에서 검사자가 측정시 발생할 수 있는 감도 차이로 인한 변수를 최소화함으로써 검사결과 신뢰성을 확보할 수 없는 문제점을 제거할 수 있으므로 검사후에 불필요한 재검사를 없앨 수 있다.
In addition, the sensitivity of the ultrasound system is usually set before the ultrasound examination and the device is used to check the homogeneity of the inspection system in comparison with the sensitivity performed before the examination under the same conditions. By minimizing the variable due to the difference in sensitivity that the inspector can make during the measurement, the problem that the reliability of the test result cannot be secured can be eliminated. Therefore, unnecessary re-testing can be eliminated after the test.
도 1은 일반적인 입사점 및 굴절각 측정용 교정 시험편 구성도
도 2는 교정시험편을 이용한 통상의 입사점 및 굴절각 측정 설명도.
도 3은 입사점 및 굴절각 측정시 초음파신호의 최대 진폭 결정 설명도.
도 4는 입사점과 굴절각 결과를 이용한 결함의 위치 결정 방법 설명도.
도 5는 교정시험편에서 초음파탐촉자의 위치와 방향에 따른 영향 설명도.
도 6은 본 발명에 의한 입사점 및 굴절각 측정 장치의 분해도.
도 7은 본 발명에 의한 입사점 및 굴절각 측정장치 조립도.
도 8은 본 발명에 따라 발명된 입사점 및 굴절각 측정용 장치가 측정을 위하여 교정시험편에 안착된 예시도.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따라 발명된 입사점 및 굴절각 측정장치를 이용한 측정 설명도.1 is a configuration of a calibration test piece for measuring the general incident point and the refraction angle
2 is an explanatory diagram of measurement of normal incidence point and refraction angle using a calibration test piece;
3 is an explanatory diagram for determining the maximum amplitude of an ultrasonic signal at the time of incidence point and refraction angle measurement.
4 is an explanatory diagram of a method for positioning a defect using an incident point and a refractive angle result.
5 is an explanatory view of the influence of the position and direction of the ultrasonic probe in the calibration test piece.
6 is an exploded view of an incident point and a refraction angle measuring device according to the present invention.
7 is an assembly point of the incident point and the refraction angle measuring device according to the present invention.
8 is an exemplary view of the apparatus for measuring the incident point and the refraction angle invented according to the present invention seated on a calibration test piece for measurement.
9 and 10 are explanatory diagrams of measurement using the incident point and the refraction angle measuring device invented according to the present invention.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명에 의한 입사점 및 굴절각 측정 장치의 분해도이고, 도 7은 본 발명에 의한 입사점 및 굴절각 측정장치 조립도이며, 도 8은 본 발명에 따라 발명된 입사점 및 굴절각 측정용 장치가 측정을 위하여 교정시험편에 안착된 예시도이다. 이에 도시된 바와 같이,6 is an exploded view of the incident point and refractive angle measuring device according to the present invention, Figure 7 is an assembly view of the incident point and refractive angle measuring device according to the present invention, Figure 8 is a device for measuring the incident point and refractive angle invented according to the present invention Is an illustration seated on a calibration specimen for measurement. As shown therein,
입사점 및 굴절각에 대해 미리 설정되어 표시되어 있는 웨지(220)와 초음파 탐촉자(210)를 결합하여 교정시험편(110)의 교정면 상에서 이동시키면서 초음파 탐상기를 통해 출력되는 측정된 초음파신호가 최대치가 되는 위치에서 웨지(220)와 교정시험편(110)의 일치되는 표시눈금을 찾아서 초음파 탐촉자(210)의 입사점 및 굴절각 교정치를 측정하기 위한 장치에 있어서,The measured ultrasonic signal output through the ultrasonic flaw detector is maximum when the
교정 대상이 되는 초음파탐촉자(210)가 교정시험편(110)의 교정면(120)에서 일정한 방향과 일정한 위치에서 교정작업이 이루어지도록 가이드 작용을 할 수 있는 지그를 제공한다.The
평판의 상단부에 돌출부(575)가 형성되어 교정시험편(110)의 교정면에 걸리도록 안착시켜 이동시킬 수 있는 측정장치 몸체(510)와;A measuring
상기 측정장치 몸체(510)의 돌출부(575)에 형성된 슬라이드 바 홈(570)과;A
상기 슬라이드 바 홈(570)의 끝단부를 막고 돌출되어 교정시험편(110)의 교정면 상에서 초음파 탐촉자(210)와 결합시킨 웨지(220)의 측면과 접하여 밀착시키기 위한 탐촉자 스토퍼(520)와;A
상기 슬라이드 바 홈(570)에 슬라이드 가능하게 삽입되어 상기 초음파 탐촉자(210)의 측정신호를 표시하는 초음파 탐상기에서 최대 신호가 측정되는 위치에서 상기 웨지(220)의 표시눈금과 상기 교정시험편(110)의 표시눈금이 일치되는 위치를 마킹하여 표시하기 위한 슬라이드 바(530)와;The display scale of the
상기 슬라이드 바(530)에 핀(540)을 결합하여 고정노브(550)로 슬라이드 바(530)의 위치를 고정시키도록 상기 슬라이드 바 홈(570) 내에 상기 측정장치 몸체(510)를 관통하여 형성되는 슬라이드 고정홈(561)과;The
상기 슬라이드 고정홈(561)과 이웃하게 형성되어 초음파 탐촉자(210)의 입사점의 측정위치를 슬라이드 바(530)에 마킹하기 위한 입사점 표시 보조창(560)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 한다.It is formed adjacent to the
본 발명에 의한 입사점 및 굴절각 측정장치의 몸체(510)는 측정되는 초음파탐촉자의 상황을 쉽게 관찰할 수 있도록 투명한 재질로 구성이 되어 교정시험편(110)에 기록된 눈금을 읽을 수 있도록 구성된다. 투명재질이 아닌 경우는, 해당되는 위치 즉, 교정시험편(110)의 눈금표시가 있는 영역에 투명창 또는 개방된 보기 창을 형성하여 교정시험편(110)의 눈금과 웨지(220)의 눈금을 읽을 수 있도록 구성한다. The
측정 장치의 몸체(510)는 "F"자 형상을 하고 있어서 몸체가 교정시험편(110)의 교정면(120)에 안착되어 직선 운동을 할 수 있는 형상으로 제작된다. 또한 초음파 탐촉자(210)가 측정장치에 안착이 되었을 때 입사점 및 굴절각 측정장치와 초음파탐촉자(210)가 일체로 교정면(120) 상으로 이동할 수 있도록 전단에 탐촉자 스토퍼(520)를 구비하였다. The
즉, 웨지(220)에 결합시킨 초음파 탐촉자(210)를 교정면(120)의 상면에 위치시키고, 본 발명의 입사점 및 굴절각 측정장치를 교정면(120)에 걸리도록 안착시켜탐촉자 스토퍼(520)의 내측에 웨지(220)를 밀착시켜 손으로 잡고 함께 이동시키면서 측정위치를 찾게 된다. That is, the
또한 초음파탐촉자(210)가 측정을 위하여 측정 장치와 결합이 되어 입사점을 측정할 때 교정시험편(110)에 표시된 입사점을 확인하고 해당 위치를 슬라이드 바(530) 몸체에 입사점을 표시를 용이하도록 보조 창(560)을 설치하고 확인된 위치에 입사점을 표시하도록 슬라이드 바(530)를 슬라이드시켜 해당 위치에 고정시키도록 핀(540)과 고정 노브(550)가 체결된다.In addition, when the
슬라이드바(530)는 측정장치의 몸체에 가공된 슬라이드 바 홈(570)을 통하여 전후로 이동할 수 있으며 입사점이 측정되면 슬라이드 바를 고정 노브(550)을 이용하여 고정한다.The
본 발명에 의한 입사점 및 굴절각 측정장치를 이용한 초음파 탐촉자의 입사점 및 굴적각 측정방법은,The method of measuring the incident point and the flexural angle of the ultrasonic probe using the incident point and the refraction angle measuring device according to the present invention,
입사점 및 굴절각 측정장치를 교정면에 안착시킨 후, 웨지(220)에 결합시킨 초음파 탐촉자(210)를 교정시험편(100)의 교정면(120) 중심위치에 올려놓고 상기 입사점 및 굴절각 측정장치의 탐촉자 스토퍼에 밀착시킨 상태에서 좌우로 이동시키면서, 상기 초음파 탐촉자(210)를 구동시켜 초음파 탐상기를 통해 초음파신호를 검출하여 최대신호가 검출되는 위치를 찾는 입사점 측정과정과;After the incident point and the refraction angle measuring device is seated on the calibration surface, the
상기 입사점 측정과정에서 최대신호가 검출되는 위치에서 웨지(220)와 교정시험편(110)의 일치되는 입사점 위치로 입사점 및 굴절각 측정장치의 슬라이드 바를 이동시켜 슬라이드 바의 위치를 고정시킴과 아울러 해당 위치를 슬라이드 바에 수기로 표기하는 입사점 마킹 과정과;At the position where the maximum signal is detected in the incident point measurement process, the slide bar of the incident point and the refraction angle measuring device is moved to the coincidence point position of the
상기 입사점 마킹이 완료된 후, 상기 교정시험편(110)의 굴절각 측정을 위한 교정면 위에 입사점 및 굴절각 측정장치와 웨지(220)에 결합시킨 초음파 탐촉자(210)를 안착시켜 이동시키면서 초음파 탐촉자(210)를 구동시켜 초음파 탐상기를 통해 검출되는 초음파 펄스의 최대 신호가 검출되는 위치를 찾고, 해당 위치에서 상기 슬라이드 바에 마킹된 입사점 표시와 일치되는 교정시험편(110)의 굴절각 표시눈금을 읽어서 굴절각을 측정하는 굴절각 측정과정을 수행하도록 이루어짐을 특징으로 한다.After the incidence point marking is completed, the
도 9와 도 10을 이용하여 실시 예를 예로 들어 설명하기로 한다. 측정하고자 하는 탐촉자(210)와 웨지(220)를 체결하고 초음파탐촉자(210)를 탐촉자 스토퍼(520)에 밀착하고 교정시험편(110)의 교정면(120)에 접촉을 한다. 이때 초음파탐촉자는 교정면(120)의 중심에 위치하게 되며 방향은 교정 반사면(160)에 수직으로 향하게 된다.An embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. The
이 상태에서 초음파탐촉자(210)와 측정 장치를 함께 전후로 이동하면서 초음파탐상기(350)의 탐상화면(310)을 관찰하면서 최대 신호가 나타나는 위치에서 탐촉자와 측정장치를 정지한다. 정지한 상태에서 교정시험편(110)에 표시된 입사점까지 슬라이드 바 노브(550)을 밀어서 슬라이드 바(530)가 입사점과 일치할 때 정지한다.In this state, the probe and the measuring device are stopped at the position where the maximum signal appears while observing the
슬라이드 바 고정 노브(550)를 돌려서 슬라이드 바(530)가 이동하지 못하도록 고정하고 슬라이드 바(530)의 수직 부분에 필기구를 이용하여 입사점(580)을 표시함으로써 입사점 측정을 완료한다.The slide
입사점 측정이 완료되면 다음 단계로 초음파의 굴절각 측정을 위하여 측정장치(510)와 탐촉자(210)를 굴절각 측정 위치(180, 190)에 안착한다. 굴절각 측정시에도 입사점 측정과 동일한 방법으로 굴절각이 표시된 굴절각 측정위치(180, 190)에서 전후로 측정장치(510)와 초음파탐촉자(210)를 이동하면서 초음파탐상기(350)의 화면(310)을 관찰하면서 초음파 펄스의 최대 신호가 나타나는 지를 관찰한다.When the incident point measurement is completed, the measuring
최대 펄스가 나타나는 위치에서 측정장치와 초음파탐촉자(210)를 정지하고 앞서 측정한 입사점의 눈금(580)과 교정시험편의 굴절각 측정위치(180,190)에서의 눈금과 일치되는 곳의 굴절각 측정점(590)의 눈금을 읽음으로써 굴절각 측정이 완료된다.
The measuring device and the
110 : 통상의 초음파 교정 시험편 120 : 초음파탐촉자 접촉면
130 : 원형 반사체 140 : 측면 공
150 : 입사점 측정 위치(100mm 반경 중심점) 160-100mm 반경 반사체
170 : 저면 180 : 낮은 굴절각 측정 위치
190 : 높은 굴절각 측정 위치 210 : 초음파탐촉자
220 : 웨지 230 : 초음파 탐촉자 입사점 눈금
310 : 탐상기 화면 320 : 시간축/거리축
330 : 진폭 축 340 : 최대 진폭 초음파 신호
350 : 초음파 탐상장치 360 : 케이블
410 : 검사 대상 420 : 결함
430 : 초음파 빔 440 : 중심 선
510 : 입사점, 굴절각 측정용 지그 520 : 탐촉자 스톱퍼
530 : 슬라이더 바 540 : 핀
550 : 고정 노브 560 : 입사점 표시 보조창
570 : 슬라이더 바 홈 575 : 돌출부
580 : 입사점 590 : 굴절각 측정 점110: normal ultrasonic calibration test piece 120: ultrasonic transducer contact surface
130: circular reflector 140: side ball
150: incident point measuring position (100mm radius center point) 160-100mm radius reflector
170: bottom 180: low refractive angle measurement position
190: high refractive angle measurement position 210: ultrasonic transducer
220: wedge 230: ultrasonic transducer incident point scale
310: flaw detector screen 320: time axis / distance axis
330: amplitude axis 340: maximum amplitude ultrasonic signal
350: ultrasonic flaw detector 360: cable
410: inspection target 420: defect
430: ultrasonic beam 440: center line
510: Jig for measuring the point of incidence, angle of refraction 520: Probe stopper
530: slider bar 540: pin
550: fixed knob 560: incident point display auxiliary window
570: slider bar groove 575: protrusion
580: incident point 590: refraction angle measurement point
Claims (4)
평판의 상단부에 돌출부(575)가 형성되어 교정시험편(110)의 교정면에 걸리도록 안착시켜 이동시킬 수 있는 측정장치 몸체(510)와;
상기 측정장치 몸체(510)의 돌출부(575)에 형성된 슬라이드 바 홈(570)과;
상기 슬라이드 바 홈(570)의 끝단부를 막고 돌출되어 교정시험편(110)의 교정면 상에서 초음파 탐촉자(210)와 결합시킨 웨지(220)의 측면과 접하여 밀착시키기 위한 탐촉자 스토퍼(520)와;
상기 슬라이드 바 홈(570)에 슬라이드 가능하게 삽입되어 상기 초음파 탐촉자(210)의 측정신호를 표시하는 초음파 탐상기에서 최대 신호가 측정되는 위치에서 상기 웨지(220)의 표시눈금과 상기 교정시험편(110)의 표시눈금이 일치되는 위치를 마킹하여 표시하기 위한 슬라이드 바(530)와;
상기 슬라이드 바(530)에 핀(540)을 결합하여 고정노브(550)로 슬라이드 바(530)의 위치를 고정시키도록 상기 슬라이드 바 홈(570) 내에 상기 측정장치 몸체(510)를 관통하여 형성되는 슬라이드 고정홈(561)과;
상기 슬라이드 고정홈(561)과 이웃하게 형성되어 초음파 탐촉자(210)의 입사점의 측정위치를 슬라이드 바(530)에 마킹하기 위한 입사점 표시 보조창(560)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자의 입사점 및 굴절각 측정장치.In the device for measuring the incident point and the refraction angle of the ultrasonic transducer 210 using the calibration test piece 110,
A measuring unit body 510 which is formed at the upper end of the flat plate 575 so as to be seated on the calibration surface of the calibration test piece 110 and moved;
A slide bar groove 570 formed in the protrusion 575 of the measuring device body 510;
A probe stopper 520 for blocking and contacting the end of the slide bar groove 570 to be in contact with the side of the wedge 220 coupled with the ultrasonic probe 210 on the calibration surface of the calibration test piece 110;
The display scale of the wedge 220 and the calibration test piece 110 at a position where a maximum signal is measured in an ultrasonic flaw detector inserted slidably into the slide bar groove 570 to display a measurement signal of the ultrasonic probe 210. A slide bar 530 for marking and displaying a position at which a display scale of the coincides;
The pin 540 is coupled to the slide bar 530 to penetrate the measuring device body 510 in the slide bar groove 570 to fix the position of the slide bar 530 with the fixing knob 550. Slide fixed groove 561 and;
The ultrasonic probe is formed adjacent to the slide fixing groove 561 and comprises an incident point display auxiliary window 560 for marking the measurement position of the incident point of the ultrasonic probe 210 on the slide bar 530. Incident point and refraction angle measuring device of.
투명재질로 이루어져 교정시험편(110)상에 표시되어 있는 입사점 표시눈금 및 굴절각 표시눈금을 읽을 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자의 입사점 및 굴절각 측정장치.The method of claim 1, wherein the measuring device body 510,
The incident point and the refraction angle measuring apparatus of the ultrasonic probe, characterized in that made of a transparent material made to read the incident point display scale and the refraction angle display scale displayed on the calibration test piece (110).
교정시험편(110)상에 표시되어 있는 입사점 표시눈금 및 굴절각 표시눈금을 읽을 수 있도록 해당되는 위치 영역에 투명창 또는 개방된 보기 창이 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자의 입사점 및 굴절각 측정장치.The method of claim 1, wherein the measuring device body 510,
Device for measuring the incident point and the refraction angle of the ultrasonic probe, characterized in that the transparent window or an open viewing window is formed in a corresponding position area to read the incident point display scale and the refraction angle display scale displayed on the calibration test piece 110 .
입사점 및 굴절각 측정장치를 교정면에 안착시킨 후, 웨지(220)에 결합시킨 초음파 탐촉자(210)를 교정시험편(100)의 교정면(120) 중심위치에 올려놓고 상기 입사점 및 굴절각 측정장치의 탐촉자 스토퍼에 밀착시킨 상태에서 좌우로 이동시키면서, 상기 초음파 탐촉자(210)를 구동시켜 초음파 탐상기를 통해 초음파신호를 검출하여 최대신호가 검출되는 위치를 찾는 입사점 측정과정과;
상기 입사점 측정과정에서 최대신호가 검출되는 위치에서 웨지(220)와 교정시험편(110)의 일치되는 입사점 위치로 입사점 및 굴절각 측정장치의 슬라이드 바를 이동시켜 슬라이드 바의 위치를 고정시킴과 아울러 해당 위치를 슬라이드 바에 수기로 표기하는 입사점 마킹 과정과;
상기 입사점 마킹이 완료된 후, 상기 교정시험편(110)의 굴절각 측정을 위한 교정면 위에 입사점 및 굴절각 측정장치와 웨지(220)에 결합시킨 초음파 탐촉자(210)를 안착시켜 이동시키면서 초음파 탐촉자(210)를 구동시켜 초음파 탐상기를 통해 검출되는 초음파 펄스의 최대 신호가 검출되는 위치를 찾고, 해당 위치에서 상기 슬라이드 바에 마킹된 입사점 표시와 일치되는 교정시험편(110)의 굴절각 표시눈금을 읽어서 굴절각을 측정하는 굴절각 측정과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자 측정장치를 이용한 입사점 및 굴절각 측정방법.In the method of measuring the incident point and the flexural angle of the ultrasonic probe using the incident point and the refraction angle measuring device,
After the incident point and the refraction angle measuring device is seated on the calibration surface, the ultrasonic transducer 210 coupled to the wedge 220 is placed on the center of the calibration surface 120 of the calibration test piece 100 and the incident point and refraction angle measuring device An incidence point measuring process of finding a position at which the maximum signal is detected by detecting an ultrasonic signal through an ultrasonic flaw detector while driving the ultrasonic probe 210 while moving from side to side while being in close contact with the transducer stopper of the ultrasonic wave detector;
At the position where the maximum signal is detected in the incident point measurement process, the slide bar of the incident point and the refraction angle measuring device is moved to the coincidence point position of the wedge 220 and the calibration test piece 110 to fix the position of the slide bar. An incident point marking process of manually marking the corresponding position on the slide bar;
After the incidence point marking is completed, the ultrasonic transducer 210 is seated and moved by mounting the ultrasonic transducer 210 coupled to the incidence point and refraction angle measuring device and the wedge 220 on the calibration surface for measuring the refraction angle of the calibration test piece 110. Drive to find the position where the maximum signal of the ultrasonic pulse detected by the ultrasonic flaw detector is detected, and measure the refraction angle by reading the refraction angle indication scale of the calibration test piece 110 corresponding to the indication of the incident point marked on the slide bar at the corresponding position. An incident point and a refraction angle measuring method using an ultrasonic probe measuring device, characterized in that to perform a refraction angle measuring process.
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