KR101253909B1 - Method and apparatus for measuring plastic deformation ratio using laser ultrasonic - Google Patents

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Abstract

레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 방법 및 장치가 제공된다. 레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 장치는, 이송중인 피검사체의 측정점을 기준으로, 상기 피검사체의 이송 방향에 위치한 제1 지점, 폭 방향에 위치한 제2 지점, 및 상기 이송 방향과 소정의 각도를 가진 방향에 위치한 제3 지점에 직선 형태의 펄스 레이저를 조사하여 측정점으로 향하는 초음파를 발생시키는 초음파 발생부와, 제1 지점으로부터의 제1 초음파, 제2 지점으로부터의 제2 초음파, 및 제3 지점으로부터의 제3 초음파가 도달하는 측정점에 초음파 검출용 레이저를 조사하는 검출용 레이저 발생부와, 측정점에서 반사되는 초음파 검출용 레이저로부터 해당 초음파 진동에 의해 발생되는 초음파 검출용 레이저의 주파수 변화를 검출하는 주파수 변화 검출부와, 주파수 변화 검출부에서 검출한 초음파 검출용 레이저의 주파수 변화를 나타내는 파형 데이터에 기초하여, 해당 방향의 제1 초음파, 제2 초음파, 및 제3 초음파의 속도를 연산하고, 연산된 제1 초음파의 속도, 제2 초음파의 속도, 및 제3 초음파의 속도로부터 피검사체의 소성 변형률을 구하는 연산부를 포함하여 구성된다. 이를 통해 굴곡이나 진동이 있는 강판의 경우에도 소성률을 측정할 수 있으며, 이송 중인 강판에도 적용할 수 있는 기술적 효과가 있다.Provided are a method and apparatus for measuring plastic strain using laser ultrasound. An apparatus for measuring plastic strain using laser ultrasound has a first point located in a conveying direction of the inspected object, a second point located in a width direction, and a predetermined angle with the conveying direction, based on a measurement point of the inspected object being conveyed. Ultrasonic generator for irradiating linear pulsed laser to the third point located in the direction to generate the ultrasonic wave toward the measuring point, the first ultrasonic wave from the first point, the second ultrasonic wave from the second point, and from the third point A detection laser generator that irradiates the laser for detecting the ultrasonic wave to the measuring point at which the third ultrasonic wave arrives, and a frequency for detecting a change in the frequency of the ultrasonic detecting laser generated by the ultrasonic vibration from the ultrasonic detecting laser reflected from the measuring point. Shows the frequency change of the change detection unit and the ultrasonic detection laser detected by the frequency change detection unit. Calculates the speeds of the first ultrasonic waves, the second ultrasonic waves, and the third ultrasonic waves in the corresponding direction based on the waveform data, and checks from the calculated speeds of the first ultrasonic waves, speeds of the second ultrasonic waves, and speeds of the third ultrasonic waves. It includes a calculation unit for calculating the plastic strain of the carcass. Through this, even in the case of steel sheet with bending or vibration can be measured the firing rate, there is a technical effect that can be applied to the steel sheet being transferred.

Description

레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING PLASTIC DEFORMATION RATIO USING LASER ULTRASONIC}METHOD AND APPARATUS FOR MEASUREMENT OF Plastic Strain Using Laser Ultrasonics {METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING PLASTIC DEFORMATION RATIO USING LASER ULTRASONIC}

본 발명은 레이저 초음파 기술을 이용하여 강판의 소형 변형율을 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for measuring small strain of a steel sheet using laser ultrasonic technology.

일반적으로 강판의 소성 변형률(plastic strain ratio)은 강판의 성형성(pressibility) 및 가공성(formability)에 영향을 미치는 주요 인자이다. 제철 공정에서 최종 제품 중 하나인 강판은 고온의 슬라브를 압연하여 생산한다. 즉, 고온의 슬라브를 열간 압연(hot-rolling)하여 열연 강판을 생산하며, 이 열연 강판을 냉간 압연(cold-rolling)하여 냉연 강판을 생산한다. 이와 같은 냉연 또는 열연 강판은 압연 과정에서 조직(texture)을 갖게 된다. 특히, 특정한 방향(강판의 길이 방향)으로 압연되는 과정에서 강판의 결정립(grain)들이 방향성을 갖게 되며, 이로 인해 조직(texture)이 형성된다. 이와 같은 조직은 강판의 물성에 방향성을 부여한다. 강판에 있어서 방향성을 갖는 물성은 성형성 및 가공성에 영향을 미치며, 그 특성은 소성 변형률로 표시될 수 있다. 따라서, 이러한 소성 변형률은 강판의 주요 품질 항목 중 하나이다.
In general, the plastic strain ratio of the steel sheet is a major factor influencing the pressability and formability of the steel sheet. In the steelmaking process, one of the final products is produced by rolling hot slabs. In other words, hot-rolled hot slabs are hot-rolled to produce hot-rolled steel sheets, and cold-rolled hot-rolled steel sheets to produce cold-rolled steel sheets. Such cold rolled or hot rolled steel sheet has a texture during the rolling process. In particular, in the process of rolling in a specific direction (the longitudinal direction of the steel sheet), the grains (grain) of the steel sheet becomes directional, thereby forming a texture (texture). Such structure gives directionality to the physical properties of the steel sheet. In the steel sheet, the oriented physical properties affect the formability and workability, and the properties may be expressed by plastic strain. Therefore, this plastic strain is one of the main quality items of the steel sheet.

종래에는 생산된 강판의 일부를 채취한 후, 인장 실험을 통해 소성 변형률을 측정하였다. 그러나 이와 같은 시편 채취에 의한 파괴적 방법은 긴 스트립 형태를 갖는 강판 전체의 품질을 대표할 수 없으며, 시편 채취 및 측정에 많은 시간이 소요되어 측정 결과를 생산 라인에 피드백하여 품질을 향상시키기 어렵다.
In the prior art, a portion of the produced steel sheet was taken, and then the plastic strain was measured through a tensile test. However, such a destructive method of specimen collection cannot represent the quality of the entire steel sheet having a long strip shape, and it takes a lot of time to collect and measure the specimen, and it is difficult to improve the quality by feeding back the measurement result to the production line.

이와 같은 기존의 측정 방식의 한계를 극복하기 위해 온라인 조직 및 소성 변형률을 측정하는 방법이 시도되고 있다. 소성 변형률을 측정하기 위한 방법 중 하나는 인용문헌 1(미국 등록 특허 제4,790,188호)에 개시된 접촉식 압전 소자를 이용하는 방법이다. 하지만, 상술한 인용문헌 1에 개시된 발명은 이송 중인 강판에는 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.In order to overcome the limitations of such conventional measurement methods, a method of measuring online structure and plastic strain has been attempted. One of the methods for measuring the plastic strain is a method using a contact piezoelectric element disclosed in Reference 1 (US Patent No. 4,790,188). However, the invention disclosed in the above-mentioned reference 1 has a problem that it is difficult to apply to the steel sheet being transferred.

또 다른 방법으로, 인용문헌 2(미국등록특허 제5,154,081호)에 개시된 것으로, EMAT를 이용하는 방법이 있다. 하지만, 인용 문헌 2에 개시된 발명은 측정 대상(강판)과의 거리("standoff"로 표기됨)를 수 mm 이내로 유지하여야 하기 때문에, 강판에 파형 굴곡(wave)이 있으며, 강판의 진동이 있는 생산 라인, 특히 압연 라인에는 적용이 불가능하다는 문제점이 있다.As another method, disclosed in Citation 2 (US Patent No. 5,154,081), there is a method using EMAT. However, the invention disclosed in Cited Reference 2 has to maintain the distance to the measurement object (steel plate) (denoted as "standoff") within several mm, so that the steel sheet has a wave shape and produces vibrations of the steel sheet. There is a problem that it is impossible to apply to the line, especially the rolling line.

1. 인용문헌 1(미국등록특허 제4,790,188호)1. Reference 1 (US Patent No. 4,790,188) 2. 인용문헌 2(미국등록특허 제5,154,081호)2. Reference 2 (US Patent No. 5,154,081)

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 굴곡이나 진동이 있는 강판의 경우에도 소성률을 측정할 수 있는 레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to one embodiment of the present invention, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring plastic strain using laser ultrasonic waves, which can measure a firing rate even in a steel sheet with bending and vibration.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 이송 중인 강판에 적용할 수 있는 소성 변형률을 측정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to another embodiment of the present invention, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring plastic strain that can be applied to a steel sheet being transferred.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 압전 소자나 EMAT와 같은 고가의 부품을 대체할 수 있는 소성 변형률을 측정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, according to one Embodiment of this invention, it is an object to provide the method and apparatus which measure the plastic strain which can replace expensive components, such as a piezoelectric element and EMAT.

본 발명의 제1 실시 형태에 의하면,According to the first embodiment of the present invention,

이송중인 피검사체의 측정점을 기준으로, 상기 피검사체의 이송 방향에 위치한 제1 지점, 폭 방향에 위치한 제2 지점, 및 상기 이송 방향과 소정의 각도를 가진 방향에 위치한 제3 지점에 직선 형태의 펄스 레이저인 제1 레이저 빔을 조사하여 초음파를 발생시키는 초음파 발생부;On the basis of the measuring point of the object under test, a straight line is formed at a first point located in the conveying direction of the inspected object, a second point located in the width direction, and a third point located in a direction having a predetermined angle with the conveying direction. An ultrasonic generator for generating ultrasonic waves by irradiating a first laser beam which is a pulse laser;

상기 제1 지점으로부터의 제1 초음파, 상기 제2 지점으로부터의 제2 초음파, 및 상기 제3 지점으로부터의 제3 초음파가 도달하는 상기 측정점에 제2 레이저 빔을 조사하는 검출용 레이저 발생부;A detection laser generator for irradiating a second laser beam to the measurement point at which the first ultrasound from the first point, the second ultrasound from the second point, and the third ultrasound from the third point arrive;

상기 측정점에서 반사되는 상기 제2 레이저빔으로부터 해당 초음파 진동에 의해 발생되는 상기 제2 레이저 빔의 주파수 변화를 검출하는 주파수 변화 검출부; 및A frequency change detector for detecting a frequency change of the second laser beam generated by the ultrasonic vibration from the second laser beam reflected by the measurement point; And

상기 주파수 변화 검출부에서 검출한 상기 제2 레이저 빔의 주파수 변화를 나타내는 파형 데이터에 기초하여, 상기 제1 초음파, 상기 제2 초음파, 및 상기 제3 초음파의 속도를 연산하고, 연산된 상기 제1 초음파의 속도, 상기 제2 초음파의 속도, 및 상기 제3 초음파의 속도로부터 상기 피검사체의 소성 변형률을 구하는 연산부를 포함하는 레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 장치를 제공한다.
The first ultrasonic waves, the second ultrasonic waves, and the third ultrasonic waves are calculated based on waveform data indicating a frequency change of the second laser beam detected by the frequency change detection unit, and the calculated first ultrasonic waves. It provides a plastic strain measurement apparatus using a laser ultrasonic wave including a calculation unit for calculating the plastic strain of the test object from the speed of, the speed of the second ultrasound, and the speed of the third ultrasound.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 측정점으로부터 상기 제1 지점, 상기 제2 지점, 및 상기 제3 지점까지의 각 거리는 서로 상이하게 설정함으로써, 상기 제1 내지 제3 초음파의 상기 측정점으로의 도달 시간이 서로 다르도록 할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the distances from the measurement point to the first point, the second point, and the third point are set differently from each other, so that the first to third ultrasonic waves reach the measurement point. You can make these different.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 초음파, 상기 제2 초음파 및 상기 제3 초음파는,According to an embodiment of the present invention, the first ultrasound, the second ultrasound, and the third ultrasound,

P파를 포함할 수 있다.
It may include a P wave.

본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, According to the second embodiment of the present invention,

이송중인 피검사체의 측정점을 기준으로, 상기 피검사체의 이송 방향에 위치한 제1 지점, 폭 방향에 위치한 제2 지점, 및 상기 이송 방향과 소정의 각도를 가진 방향에 위치한 제3 지점에 직선 형태의 펄스 레이저인 제1 레이저 빔을 조사하여 초음파를 발생시키는 단계;On the basis of the measuring point of the object under test, a straight line is formed at a first point located in the conveying direction of the inspected object, a second point located in the width direction, and a third point located in a direction having a predetermined angle with the conveying direction. Irradiating a first laser beam which is a pulse laser to generate ultrasonic waves;

상기 제1 지점으로부터의 제1 초음파, 상기 제2 지점으로부터의 제2 초음파, 및 상기 제3 지점으로부터의 제3 초음파가 도달하는 상기 측정점에 제2 레이저 빔을 조사하는 단계;Irradiating a second laser beam to the measurement point at which a first ultrasound from the first point, a second ultrasound from the second point, and a third ultrasound from the third point arrive;

상기 측정점에서 반사되는 상기 제2 레이저빔으로부터 해당 초음파 진동에 의해 발생되는 상기 제2 레이저 빔의 주파수 변화를 검출하는 단계; 및Detecting a frequency change of the second laser beam generated by the corresponding ultrasonic vibration from the second laser beam reflected at the measurement point; And

상기 주파수 변화 검출부에서 검출한 상기 제2 레이저 빔의 주파수 변화를 나타내는 파형 데이터에 기초하여, 해당 방향의 상기 제1 초음파, 상기 제2 초음파, 및 상기 제3 초음파의 속도를 연산하고, 연산된 상기 제1 초음파의 속도, 상기 제2 초음파의 속도, 및 상기 제3 초음파의 속도로부터 상기 피검사체의 소성 변형률을 구하는 단계를 포함하는 레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 방법을 제공한다.
The speed of the first ultrasonic wave, the second ultrasonic wave, and the third ultrasonic wave in a corresponding direction is calculated based on waveform data indicating a frequency change of the second laser beam detected by the frequency change detection unit, and the calculated It provides a plastic strain measurement method using laser ultrasonic waves comprising the step of obtaining the plastic strain of the object under test from the speed of the first ultrasound, the speed of the second ultrasound, and the speed of the third ultrasound.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 측정점으로부터 상기 제1 지점, 상기 제2 지점, 및 상기 제3 지점까지의 각 거리는 서로 상이하게 설정함으로써, 상기 제1 내지 제3 초음파의 상기 측정점으로의 도달 시간이 서로 다르도록 할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the distances from the measurement point to the first point, the second point, and the third point are set differently from each other, so that the first to third ultrasonic waves reach the measurement point. You can make these different.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 초음파, 상기 제2 초음파 및 상기 제3 초음파는,According to an embodiment of the present invention, the first ultrasound, the second ultrasound, and the third ultrasound,

P파를 포함할 수 있다.It may include a P wave.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 비접촉식으로 소성률을 측정할 수 있기 때문에, 굴곡이나 진동이 있는 강판의 경우에도 소성률을 측정할 수 있는 기술적 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, since the firing rate can be measured in a non-contact manner, there is a technical effect that the firing rate can be measured even in a steel sheet with bending and vibration.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 소성 변형률을 구할 때 강판의 이송 속도를 고려함으로써, 이송 중인 강판에도 적용할 수 있는 기술적 효과가 있다.According to another embodiment of the present invention, there is a technical effect that can be applied to the steel sheet being transferred by considering the feed rate of the steel sheet when calculating the plastic strain.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 하나의 센싱 파트를 통해 다수의 초음파를 센싱함으로써, 압전 소자나 EMAT와 같은 고가의 부품을 대체할 수 있는 기술적 효과가 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, by sensing a plurality of ultrasonic waves through one sensing part, there is a technical effect that can replace expensive components such as piezoelectric elements and EMAT.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 소성 변형률을 측정하는 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 레이저 빔에 의해 발생될 수 있는 초음파의 종류를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 제1 레이저빔에 의해 발생될 수 있는 초음파의 속도를 비교한 도면이다.
도 4는 (a) 제1 레이저 빔을 원형 스폿 형태의 펄스로 조사하는 경우와 (b) 본 발명의 일 실시 형태에 따라 제1 레이저 빔을 직선 형태의 펄스로 조사하는 경우 초음파 신호의 세기를 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 초음파 내지 제3 초음파의 측정점까지의 도달 시간을 비교하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 소성 변형률을 측정하기 위한 방법을 설명하는 흐름도이다.1 is an overall configuration diagram of an apparatus for measuring plastic strain according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the types of ultrasonic waves that may be generated by a first laser beam according to an embodiment of the present invention.
3 is a view comparing speeds of ultrasonic waves that may be generated by a first laser beam according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 illustrates the intensity of an ultrasonic signal when (a) irradiates a first laser beam with a circular spot pulse and (b) irradiates a first laser beam with a linear pulse according to an embodiment of the present invention. It is a figure for comparative description.
5 is a view for comparing the arrival times to the measurement points of the first to third ultrasound waves in accordance with one embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for measuring plastic strain according to one embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 소성 변형률을 측정하는 장치의 전체 구성도이다. 한편, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 레이저 빔에 의해 발생될 수 있는 초음파의 종류를, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 제1 레이저빔에 의해 발생될 수 있는 초음파의 속도를 비교한 도면이다. 그리고 도 4는 (a) 제1 레이저 빔을 원형 스폿 형태의 펄스로 조사하는 경우와 (b) 본 발명의 일 실시 형태에 따라 제1 레이저 빔을 직선 형태의 펄스로 조사하는 경우 초음파 신호의 세기를 비교 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 초음파 내지 제3 초음파의 측정점까지의 도달 시간을 비교하기 위한 도면이다.
1 is an overall configuration diagram of an apparatus for measuring plastic strain according to an embodiment of the present invention. 2 is a type of ultrasonic waves that may be generated by a first laser beam according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an ultrasonic wave that may be generated by a first laser beam according to an embodiment of the present invention. Figures comparing the speed of. 4 shows the intensity of an ultrasonic signal when (a) irradiating a first laser beam with a circular spot pulse and (b) irradiating a first laser beam with a linear pulse according to an embodiment of the present invention. 5 is a view for comparing the arrival time to the measurement point of the first ultrasound to the third ultrasound according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 1의 실시예에 따른 소성 변형률 측정 장치는 이송중인 피검사체(강판)(S)의 측정점(P0)을 기준으로, 피검사체(S)의 이송 방향(D1)에 위치한 제1 지점(P1), 폭 방향(D2)에 위치한 제2 지점(P2), 및 제1 방향(D1)과 소정의 각도(θ)를 가진 방향(D3)에 위치한 제3 지점(P3)에 직선 형태의 펄스 레이저인 제1 레이저빔(B1)을 조사하여 초음파를 발생시키는 초음파 발생부(100); 제1 지점(P1)으로부터의 제1 초음파, 제2 지점(P2)으로부터의 제2 초음파, 및 제3 지점(P3)으로부터의 제3 초음파가 도달하는 측정점(PO)에 초음파 검출용 레이저인 제2 레이저 빔(B2)을 조사하는 검출용 레이저 발생부(110); 측정점(P0)에서 반사되는 제2 레이저 빔(B2)으로부터 해당 초음파 진동에 의해 발생되는 제2 레이저 빔(B2)의 주파수 변화를 검출하는 주파수 변화 검출부(120); 및 주파수 변화 검출부(120)에서 검출한 제2 레이저 빔(B2)의 주파수 변화를 나타내는 파형 데이터에 기초하여, 해당 방향의 제1 초음파, 제2 초음파, 및 제3 초음파의 속도를 연산하고, 연산된 제1 초음파의 속도, 제2 초음파의 속도, 및 제3 초음파의 속도로부터 피검사체(S)의 소성 변형률을 구하는 연산부(121)를 포함할 수 있다.First, the plastic strain measuring apparatus according to the embodiment of FIG. 1 has a first point (located in the conveying direction D1 of the inspected object S based on the measuring point P0 of the inspected object (steel plate) S being conveyed). P1), the second point P2 located in the width direction D2, and the linear pulse at the third point P3 located in the direction D3 having the predetermined angle θ with the first direction D1. An ultrasonic wave generator 100 for generating ultrasonic waves by irradiating a first laser beam B1 that is a laser; A laser for ultrasonic detection at the measuring point PO at which the first ultrasonic waves from the first point P1, the second ultrasonic waves from the second point P2, and the third ultrasonic waves from the third point P3 arrive. A detection laser generator 110 for irradiating 2 laser beams B2; A frequency change detector 120 for detecting a frequency change of the second laser beam B2 generated by the ultrasonic vibration from the second laser beam B2 reflected at the measurement point P0; And the speeds of the first ultrasonic waves, the second ultrasonic waves, and the third ultrasonic waves in the corresponding directions based on the waveform data indicating the frequency change of the second laser beam B2 detected by the frequency change detection unit 120. And a calculation unit 121 for calculating a plastic strain of the inspected object S from the speed of the first ultrasonic wave, the speed of the second ultrasonic wave, and the speed of the third ultrasonic wave.

한편, 연산부(121)는 주파수 변화 검출부(120)에서 검출한 제2 레이저 빔(B2)의 주파수 변화를 나타내는 파형 데이터에 기초하여, 해당 방향의 제1 초음파, 제2 초음파, 및 제3 초음파의 속도를 연산하는 제1 연산부(121a)와, 연산된 제1 초음파의 속도, 제2 초음파의 속도, 및 제3 초음파의 속도로부터 피검사체(S)의 소성 변형률을 구하는 제2 연산부(121b)를 포함할 수 있다.
On the other hand, the calculation unit 121 based on the waveform data indicating the frequency change of the second laser beam (B2) detected by the frequency change detection unit 120, the first ultrasonic wave, the second ultrasonic wave, and the third ultrasonic wave in the corresponding direction The first calculating unit 121a for calculating the speed, and the second calculating unit 121b for calculating the plastic strain of the inspected object S from the calculated speed of the first ultrasonic wave, speed of the second ultrasonic wave, and speed of the third ultrasonic wave It may include.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 소성 변형률 측정 장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a plastic strain measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 초음파 발생부(100)는 이송중인 피검사체(강판)(S)의 측정점(P0)을 기준으로, 피검사체(S)의 이송 방향(D1)에 위치한 제1 지점(P1), 폭 방향(D2)에 위치한 제2 지점(P2), 및 제1 방향(D1)과 소정의 각도(θ)를 가진 방향(D3)에 위치한 제3 지점(P3)에 직선 형태의 펄스 레이저인 제1 레이저 빔(B1)을 조사하여 초음파를 발생시킨다.Referring to FIG. 1, the ultrasonic wave generating unit 100 is a first point P1 positioned in the conveying direction D1 of the inspected object S based on the measuring point P0 of the inspected object (steel plate) S being conveyed. ), The second point P2 located in the width direction D2, and the third point P3 located in the direction D3 having a predetermined angle θ with the first direction D1, and a pulse laser of a straight line shape. The first laser beam B1 is irradiated to generate ultrasonic waves.

구체적으로, 초음파 발생부(100) 중 초음파 발생용 레이저(101)는 피검사체(S)의 표면에서 초음파를 여기시키기 위한 레이저로, 예를 들면 야그(YAG) 레이저나 이산화탄소(CO2) 등 고에너지 펄스 레이저가 사용될 수 있다. 초음파 발생용 레이저(101)에서 발생된 레이저는 광학부(102)로 전달될 수 있다.
Specifically, the ultrasonic wave generation laser 101 of the ultrasonic wave generation unit 100 is a laser for exciting the ultrasonic waves on the surface of the object S, for example, a high energy such as a yag laser or a carbon dioxide (CO 2) Pulsed lasers can be used. The laser generated by the ultrasound laser 101 may be transmitted to the optical unit 102.

한편, 광학부(102)는 소정의 분할 비율(반사광량/투과광량)을 갖는 복수의 빛살 가르개들(103a, 103b)과, 입사된 레이저를 전반사하는 복수의 전반사 거울들(104a, 104b) 그리고 입사된 레이저 빔을 직선형태의 레이저 빔으로 변환하는 복수의 원통형 렌즈(cylindrical lens)(105a, 105b, 105c)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the optical unit 102 includes a plurality of light splitters 103a and 103b having a predetermined split ratio (reflected light amount / transmitted light amount) and a plurality of total reflection mirrors 104a and 104b for totally reflecting the incident laser beam. And a plurality of cylindrical lenses 105a, 105b, and 105c for converting the incident laser beam into a linear laser beam.

상술한 구성을 가진 광학부(102)에 의해, 초음파 발생용 레이저(101)에서 발생된 제1 레이저 빔(B1)은 빛살 가르개들(103a), 103b) 및 전반사 거울들(104a, 104b)에 의해 3개의 레이저 빔으로 분할될 수 있으며, 각각의 분할된 레이저 빔은, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 원통형 렌즈(cylindrical lens)(105a, 105b, 105c)를 거치면서 직선 형태의 제1 레이저 빔(B1)으로 변환되어 제1 내지 제3 지점(P1 내지 P3)에 조사될 수 있다.
By the optical unit 102 having the above-described configuration, the first laser beam B1 generated by the ultrasonic wave generating laser 101 is the light splitters 103a and 103b and the total reflection mirrors 104a and 104b. It can be divided into three laser beams, each divided laser beam, as shown in Figure 1, through the cylindrical lens (cylindrical lens) 105a, 105b, 105c 1 may be converted into a laser beam (B1) and irradiated to the first to third points (P1 to P3).

이후 펄스 레이저인 제1 레이저 빔(B1)에 의한 융발 효과(ablation effect)나 열탄성 효과(thermo-elastic effect)에 의해 피검출체(S)로부터, 도 2에 도시된 바와 같은, 다양한 형태의 초음파가 발생될 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 2, from the detected object S by the ablation effect or the thermo-elastic effect by the first laser beam B1, which is a pulse laser, as shown in FIG. Ultrasound may be generated.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 초음파는 종파 및 횡파(200), 횡파-종파 모드 변환파(201), 표면파(Rayleigh wave)(202), 및 P파(203)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 다양한 초음파 중 P파(203)를 사용할 수 있는데, 이는 P파(203)가 초음파 발진점(P1 내지 P3)으로부터 초음파 측정점(P0)까지 가장 최단 거리를 전파하기 때문이다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, P파(203)는 다른 파들, 예컨대 종파 및 횡파(200)에 비해 전파 속도가 빠르기 때문에, 다른 파(200)에 비해 초음파 측정점(P0)에 제일 먼저 도착할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 제1 레이저 빔(B1)에 의해 발생된 초음파 중 P파를 사용할 수 있다.
Specifically, as shown in FIG. 2, the ultrasonic waves may include longitudinal and transverse waves 200, transverse-to-wave mode conversion waves 201, rayleigh waves 202, and P waves 203. . According to one embodiment of the present invention, P waves 203 may be used among various ultrasonic waves, in which the P waves 203 propagate the shortest distance from the ultrasonic oscillation points P1 to P3 to the ultrasonic measuring point P0. Because. In addition, as shown in FIG. 3, since the P wave 203 has a higher propagation speed than other waves, for example, the longitudinal wave and the transverse wave 200, the P wave 203 may arrive at the ultrasonic measuring point P0 first than the other wave 200. Can be. Therefore, according to one embodiment of the present invention, P waves among the ultrasonic waves generated by the first laser beam B1 can be used.

또한, 도 4는 (a) 제1 레이저 빔을 원형 스폿 형태의 펄스로 조사하는 경우와 (b) 본 발명의 일 실시 형태에 따라 제1 레이저 빔을 직선 형태로 조사하는 경우 초음파 신호의 세기를 비교 설명하기 위한 도면이다.4 illustrates the intensity of an ultrasonic signal when (a) irradiating a first laser beam with a circular spot pulse and (b) irradiating a first laser beam with a straight line according to an embodiment of the present invention. It is a figure for comparative description.

도 4에 도시된 바와 같이, (a)와 같은 원형 스폿 형태의 펄스를 피검사체(S)의 표면(P1)에 조사하는 경우, 피검사체(S)의 표면(P1)에 대해 여러 방향으로 진행하는 초음파(400)가 발생한다. 하지만, 이러한 원형 스폿 형태의 펄스에 의해 발생된 초음파(400)는 최종 측점점(P0)에서 그 세기가 매우 작을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 직선 형태로 조사함으로써, 발생되는 초음파(401)의 세기를 (a)에 비해 증가시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
As shown in FIG. 4, when a pulse having a circular spot shape as shown in (a) is irradiated onto the surface P1 of the test object S, the light travels in various directions with respect to the surface P1 of the test object S. Ultrasound 400 is generated. However, the ultrasonic wave 400 generated by the pulse of the circular spot form may have a very small intensity at the last station point P0. Therefore, according to one embodiment of the present invention, as shown in (b) of FIG. 4, the technical effect of increasing the intensity of the generated ultrasonic wave 401 by (a) as compared with (a) have.

한편, 도면부호 D1은 피검사체(강판)(S)의 이송 방향을, D2는 피검사체(S)의 폭 방향을, D3는 피 검사체의 이송 방향(D1)을 기준으로 소정의 각도(θ)를 가진 방향이며, 제1 지점(P1)은 측정점(P0)을 기준으로 D1 방향으로 L1만큼 떨어진 지점을, 제2 지점(P2)은 D2 방향으로 L2만큼 떨어진 지점을, 제3 지점(P3)은 D3 방향으로 L3만큼 떨어진 지점을 의미한다. L1, L2, L3의 거리를 서로 다르게 함으로써, 측정점까지의 제1 초음파 내지 제3 초음파의 측정점까지의 도달 시간을 구분할 수 있는데, 이에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다.On the other hand, reference numeral D1 denotes a conveying direction of the inspected object (steel plate) S, D2 denotes a width direction of the inspected object S, and D3 denotes a predetermined angle (θ) relative to the conveyance direction D1 of the inspected object. ), The first point P1 is a point away from the measuring point P0 by L1 in the D1 direction, and the second point P2 is a point away from L2 in the D2 direction, and the third point P3 ) Means a point separated by L3 in the D3 direction. By differentiating the distances of L1, L2, and L3, it is possible to distinguish the arrival time to the measurement point of the first to third ultrasound waves to the measurement point, which will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 초음파 내지 제3 초음파의 측정점까지의 도달 시간을 비교하기 위한 도면이다.5 is a view for comparing the arrival times to the measurement points of the first to third ultrasound waves in accordance with one embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, L1, L2, L3의 거리가 L3>L2>L1의 관계가 있다고 가정하면, 측정점(P0)으로부터 L1만큼 떨어진 제1 지점(P1)에 도달하는 초음파의 도달 시간(△t1), 측정점(P0)으로부터 L2만큼 떨어진 제2 지점(P2)에 도달하는 초음파의 도달 시간(△t2), 측정점(P0)으로부터 L3만큼 떨어진 제3 지점(P3)에 도달하는 초음파의 도달 시간(△t3)의 순으로 빨리 도달함을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, assuming that the distances of L1, L2, and L3 have a relationship of L3> L2> L1, the arrival time of the ultrasonic wave reaching the first point P1 separated by L1 from the measuring point P0 ( Δt1, arrival time of the ultrasonic wave reaching the second point P2 separated by L2 from the measuring point P0, and arrival of the ultrasonic wave reaching the third point P3 separated by L3 from the measuring point P0. It can be seen that it arrives quickly in the order of time DELTA t3.

이와 같이 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, L1, L2, L3의 거리를 서로 다르게 하는데, 이와 같이 L1, L2, L3의 거리를 서로 다르게 함으로써, 각 지점(P1, P2, P3)으로부터 측정점(P0)에 도달하는 초음파의 도달 시간을 구분할 수 있다.
As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the distances of L1, L2, and L3 are different from each other. In this way, the distances of L1, L2, and L3 are different from each other, so that the measurement points P0 from the points P1, P2, and P3 are different. The arrival time of the ultrasonic wave reaching) can be distinguished.

다시 도 1을 참조하면, 초음파 검출용 레이저(110)는 초음파 발생용 레이저(101)로부터의 레이저 빔의 조사에 의해 피검사체(S)의 표면에서 발생하여 피검사체(S) 내를 전파해 온 초음파를 검출하기 위한 레이저이다. 이러한 초음파 검출용 레이저(110)는 단일 주파수의 레이저 빔을 발생하는 것을 이용할 수 있다. 이러한 초음파 검출용 레이저(110)는 제1 지점(P1)으로부터의 제1 초음파, 제2 지점(P2)으로부터의 제2 초음파, 및 제3 지점(P3)으로부터의 제3 초음파가 도달하는 측정점(P0)에 제2 레이저 빔(B2)을 조사한다.
Referring again to FIG. 1, the ultrasonic laser for detection 110 is generated on the surface of the object S by irradiation of a laser beam from the ultrasonic wave generation laser 101 and propagates within the object S. It is a laser for detecting ultrasonic waves. The ultrasonic laser for detection 110 may be used to generate a laser beam of a single frequency. The ultrasound detection laser 110 measures a measurement point at which the first ultrasonic waves from the first point P1, the second ultrasonic waves from the second point P2, and the third ultrasonic waves from the third point P3 arrive. The second laser beam B2 is irradiated to P0).

주파수 변화 검출부(120)는 주파수 변화를 검출하는 주파수 변화 검출부로, 특정 주파수만을 진동시켜 투과시키는 필터로서 동작한다. 주파수 변화 검출부(120)는 예를 들면, 파브리-페롯 간섭계(Fabry-Ferot Interferometer)가 이용될 수 있다. 이러한 파브리-페롯 간섭계는 초음파 진동에 의해 생기는 제2 레이저 빔(B2)의 주파수 변화를 검출한다. 검출된 주파수 변화는 연산부(121)로 전달된다.
The frequency change detector 120 is a frequency change detector that detects a change in frequency and operates as a filter that vibrates and transmits only a specific frequency. The frequency change detection unit 120 may use, for example, a Fabry-Ferot Interferometer. This Fabry-Perot interferometer detects the frequency change of the second laser beam B2 caused by the ultrasonic vibration. The detected frequency change is transmitted to the calculator 121.

연산부(121)는 제1 연산부(121a)와 제2 연산부(121b)를 포함하여 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제1 연산부(121a)는 주파수 변화 검출부(120)로부터 전달받은 주파수 변화를 나타내는 파형 데이터에 기초하여 해당 초음파(제1 내지 제3 초음파)가 피검사체(S)의 내부를 전파하여 측정점(P0)까지 도달하는 도달 시간을 구한다. 이후 제1 내지 제3 초음파의 도달 시간에 기초해서 해당 초음파의 속도를 연산한다. 연산된 초음파의 속도를 제2 연산부(121b)로 전달될 수 있다.
The calculating unit 121 may include a first calculating unit 121a and a second calculating unit 121b. Specifically, the first calculation unit 121a is based on the waveform data indicating the frequency change received from the frequency change detection unit 120, the corresponding ultrasonic waves (first to third ultrasonic waves) propagates the inside of the test object (S) measuring point Find the arrival time to reach (P0). Then, the speed of the corresponding ultrasonic waves is calculated based on the arrival times of the first to third ultrasonic waves. The calculated speed of the ultrasound may be transmitted to the second calculator 121b.

마지막으로, 제2 연산부(121b)는 제1 연산부(121a)로부터 전달받은 제1 초음파 내지 제3 초음파의 속도로부터 피검사체(S)의 소성 변형률을 구한다. 소형 변형률은 하기의 수학식:Finally, the second calculator 121b calculates the plastic strain of the inspected object S from the speeds of the first to third ultrasound waves transmitted from the first calculator 121a. Small strain is the following equation:

[수학식][Mathematical Expression]

R(θ) = f(V(θ), Vsheet), Rave = f(Vrd, Vwd, V(45°), Vsheet)R (θ) = f (V (θ), Vsheet), Rave = f (Vrd, Vwd, V (45 °), Vsheet)

에 의한 함수로 표현될 수 있다. 수학식에서 R(θ)는 방향별(이송 방향, 폭 방향, 이송 방향과 소정의 각도를 가진 방향) 소성률, Rave는 방향별 소성률을 모두 고려한 평균 소성률, V(θ)는 특정 방향에서 도달하는 초음파의 속도, Vsheet는 피검사체(강판)의 이동 속도, Vrd는 이송 방향(Rolling Direction, RD)에 위치한 지점에서 도달하는 초음파의 속도를, Vwd는 폭 방향(Width Direction, WD)에 위치한 지점에서 도달하는 초음파의 속도를, V(45°)는 측정점을 기준으로 이송 방향과 45도를 이루는 방향의 지점에서 도달하는 초음파의 속도를 의미한다. 특히, 피검사체(강판)의 이동 속도(Vsheet)는 초음파 속도 보정용으로 사용될 수 있다. It can be expressed as a function by. In the equation, R (θ) is the firing rate for each direction (the direction having a predetermined angle with the feeding direction, the width direction, the feeding direction), Rave is the average firing rate considering all the firing rates for each direction, and V (θ) is for the specific direction. The speed of ultrasonic waves reached, Vsheet is the speed of movement of the object (steel plate), Vrd is the speed of ultrasonic waves reached at the point located in the feeding direction (RD), and Vwd is located in the width direction (Width Direction, WD). The speed of the ultrasonic waves reached at the point, V (45 °) means the speed of the ultrasonic waves reached at the point in the direction of 45 degrees to the feed direction relative to the measuring point. In particular, the moving speed (Vsheet) of the inspected object (steel sheet) may be used for ultrasonic speed correction.

한편, 수학식에서는 소성률을 구하는데 필요한 변수들만을 도시하였으며, 구체적인 소성률의 값은 이론적으로 또는 실험적으로 도출할 수 있는바, 본 명세서에서는 구체적인 수식으로 표현하지는 않았다.
Meanwhile, only the variables necessary for obtaining the firing rate are shown in the equation, and the specific firing rate values may be derived theoretically or experimentally.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 비접촉식으로 소성률을 측정할 수 있기 때문에, 굴곡이나 진동이 있는 강판의 경우에도 소성률을 측정할 수 있는 기술적 효과가 있다. 또한, 소성 변형률을 구할 때 강판의 이송 속도를 고려함으로써, 이송 중인 강판에도 적용할 수 있으며, 하나의 센싱 파트(120, 121)를 통해 다수의 초음파를 센싱함으로써, 압전 소자나 EMAT와 같은 고가의 부품을 대체할 수 있는 기술적 효과가 있다.
As described above, according to one embodiment of the present invention, since the firing rate can be measured in a non-contact manner, there is a technical effect that the firing rate can be measured even in the case of a steel sheet with bending or vibration. In addition, by considering the feed rate of the steel sheet when calculating the plastic strain, it can be applied to the steel sheet being transferred, and by sensing a plurality of ultrasonic waves through one sensing part (120, 121), expensive such as piezoelectric elements or EMAT There is a technical effect to replace parts.

도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 소성 변형률을 측정하기 위한 방법을 설명하는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method for measuring plastic strain according to one embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 우선 초음파 발생부(100)는 이송중인 피검사체(강판)(S)의 측정점(P0)을 기준으로, 피검사체(S)의 이송 방향(D1)에 위치한 제1 지점(P1), 폭 방향(D2)에 위치한 제2 지점(P2), 및 제1 방향(D1)과 소정의 각도(θ)를 가진 방향(D3)에 위치한 제3 지점(P3)에 직선 형태의 펄스 레이저인 제1 레이저 빔(B1)을 조사하여 초음파를 발생시킨다(S700).
Referring to FIG. 6, first, the ultrasonic wave generator 100 may have a first point located in the conveying direction D1 of the inspected object S based on the measurement point P0 of the inspected object (steel plate) S being conveyed. P1), the second point P2 located in the width direction D2, and the linear pulse at the third point P3 located in the direction D3 having the predetermined angle θ with the first direction D1. Ultrasonic waves are generated by irradiating the first laser beam B1, which is a laser (S700).

다음, 초음파 검출용 레이저(110)는 제1 지점(P1)으로부터의 제1 초음파, 제2 지점(P2)으로부터의 제2 초음파, 및 제3 지점(p3)으로부터의 제3 초음파가 도달하는 측정점(P0)에 제2 레이저 빔(B2)을 조사한다(S701).
Next, the ultrasound detection laser 110 measures a point at which the first ultrasonic waves from the first point P1, the second ultrasonic waves from the second point P2, and the third ultrasonic waves from the third point p3 arrive. The second laser beam B2 is irradiated to P0 (S701).

이후, 주파수 변화 검출부(120)는 초음파 진동에 의해 생기는 제2 레이저 빔(B2)의 주파수 변화를 검출한다(S702). 검출된 주파수 변화는 제1 연산부(121a)로 전달된다.
Thereafter, the frequency change detector 120 detects a frequency change of the second laser beam B2 generated by the ultrasonic vibration (S702). The detected frequency change is transmitted to the first calculator 121a.

다음으로, 제1 연산부(121a)는 주파수 변화 검출부(120)로부터 전달받은 주파수 변화를 나타내는 파형 데이터에 기초하여 해당 초음파(제1 내지 제3 초음파)가 피검사체(S)의 내부를 전파하여 측정점(P0)까지 도달하는 도달 시간을 구한다. 이후 제1 내지 제3 초음파의 도달 시간에 기초해서 해당 초음파의 속도를 연산한다(S703). 연산된 초음파의 속도를 제2 연산부(121b)로 전달될 수 있다.
Next, the first calculating unit 121a transmits the ultrasonic waves (first to third ultrasonic waves) to the inside of the inspected object S based on the waveform data indicating the frequency change received from the frequency change detecting unit 120. Find the arrival time to reach (P0). Thereafter, the speed of the corresponding ultrasound is calculated based on the arrival times of the first to third ultrasound waves (S703). The calculated speed of the ultrasound may be transmitted to the second calculator 121b.

마지막으로, 제2 연산부(121b)는 제1 연산부(121a)로부터 전달받은 제1 초음파 내지 제3 초음파의 속도로부터 피검사체(S)의 소성 변형률을 구한다(S704). 소형 변형률은 하기의 수학식:Finally, the second calculating unit 121b obtains the plastic strain of the inspected object S from the speeds of the first to third ultrasonic waves transmitted from the first calculating unit 121a (S704). Small strain is the following equation:

[수학식][Mathematical Expression]

R(θ) = f(V(θ), Vsheet), R (θ) = f (V (θ), Vsheet),

Rave = f(Vrd, Vwd, V(45°), Vsheet)Rave = f (Vrd, Vwd, V (45 °), Vsheet)

에 의한 함수로 표현될 수 있다. 수학식에서 R(θ)는 방향별(이송 방향, 폭 방향, 이송 방향과 소정의 각도를 가진 방향) 소성률, Rave는 방향별 소성률을 모두 고려한 평균 소성률, V(θ)는 특정 방향에서 도달하는 초음파의 속도, Vsheet는 피검사체(강판)의 이동 속도, Vrd는 이송 방향(Rolling Direction, RD)에 위치한 지점에서 도달하는 초음파의 속도를, Vwd는 폭 방향(Width Direction, WD)에 위치한 지점에서 도달하는 초음파의 속도를, V(45°)는 측정점을 기준으로 이송 방향과 45도를 이루는 방향의 지점에서 도달하는 초음파의 속도를 의미한다. 특히, 피검사체(강판)의 이동 속도(Vsheet)는 초음파 속도 보정용으로 사용될 수 있다. It can be expressed as a function by. In the equation, R (θ) is the firing rate for each direction (the direction having a predetermined angle with the feeding direction, the width direction, the feeding direction), Rave is the average firing rate considering all the firing rates for each direction, and V (θ) is for the specific direction. The speed of ultrasonic waves reached, Vsheet is the speed of movement of the object (steel plate), Vrd is the speed of ultrasonic waves reached at the point located in the feeding direction (RD), and Vwd is located in the width direction (Width Direction, WD). The speed of the ultrasonic waves reached at the point, V (45 °) means the speed of the ultrasonic waves reached at the point in the direction of 45 degrees to the feed direction relative to the measuring point. In particular, the moving speed (Vsheet) of the inspected object (steel sheet) may be used for ultrasonic speed correction.

한편, 수학식에서는 소성률을 구하는데 필요한 변수들만을 도시하였으며, 구체적인 소성률의 값은 이론적으로 또는 실험적으로 도출할 수 있는바, 본 명세서에서는 구체적인 수식으로 표현하지는 않았다.
Meanwhile, only the variables necessary for obtaining the firing rate are shown in the equation, and the specific firing rate values may be derived theoretically or experimentally.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 비접촉식으로 소성률을 측정할 수 있기 때문에, 굴곡이나 진동이 있는 강판의 경우에도 소성률을 측정할 수 있는 기술적 효과가 있다. 또한, 소성 변형률을 구할 때 강판의 이송 속도를 고려함으로써, 이송 중인 강판에도 적용할 수 있으며, 하나의 센싱 파트(120, 121)를 통해 다수의 초음파를 센싱함으로써, 압전 소자나 EMAT와 같은 고가의 부품을 대체할 수 있는 기술적 효과가 있다.
As described above, according to one embodiment of the present invention, since the firing rate can be measured in a non-contact manner, there is a technical effect that the firing rate can be measured even in the case of a steel sheet with bending or vibration. In addition, by considering the feed rate of the steel sheet when calculating the plastic strain, it can be applied to the steel sheet being transferred, and by sensing a plurality of ultrasonic waves through one sensing part (120, 121), expensive such as piezoelectric elements or EMAT There is a technical effect to replace parts.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings. It is intended to limit the scope of the claims by the appended claims, and that various forms of substitution, modification and change can be made without departing from the spirit of the present invention as set forth in the claims to those skilled in the art. Will be self explanatory.

100: 초음파 발생부 101: 초음파 발생용 레이저
102: 광학부 103a, 103b: 빛살 가르개
104a, 104b: 전반사 거울 105a, 105b, 105c: 원통형 렌즈
110: 초음파 검출용 레이저 120: 주파수 변화 검출부 121: 연산부 121a: 제1 연산부
121b: 제2 연산부 200: 종파 및 횡파
201: 횡파-종파 변환모드 202: 표면파
203: P파 P0: 측정점
S: 피검사체(강판) B1: 제1 레이저 빔
B2: 제2 레이저 빔 D1:이송 방향
D2: 폭 방향
D3: 이송 방향과 소정의 각도를 가진 방향
P1, P2, P3: 제1 지점 내지 제3 지점100: ultrasonic generator 101: the ultrasonic laser generation
102: optics 103a, 103b: light shield
104a, 104b: total reflection mirrors 105a, 105b, 105c: cylindrical lenses
Reference numeral 110 is a laser for ultrasonic detection 120: frequency change detector 121: calculator 121a: first calculator
121b: second calculation unit 200: longitudinal wave and transverse wave
201: Shear-Long Wave Conversion Mode 202: Surface Wave
203: P wave P0: measuring point
S: Test object (steel plate) B1: First laser beam
B2: second laser beam D1: transfer direction
D2: width direction
D3: direction with a certain angle to the feed direction
P1, P2, P3: first to third points

Claims (6)

이송중인 피검사체의 측정점을 기준으로, 상기 피검사체의 이송 방향에 위치한 제1 지점, 폭 방향에 위치한 제2 지점, 및 상기 이송 방향과 소정의 각도를 가진 방향에 위치한 제3 지점에 직선 형태의 펄스 레이저인 제1 레이저 빔을 조사하여 초음파를 발생시키는 초음파 발생부;
상기 제1 지점으로부터의 제1 초음파, 상기 제2 지점으로부터의 제2 초음파, 및 상기 제3 지점으로부터의 제3 초음파가 도달하는 상기 측정점에 제2 레이저 빔을 조사하는 검출용 레이저 발생부;
상기 측정점에서 반사되는 상기 제2 레이저빔으로부터 해당 초음파 진동에 의해 발생되는 상기 제2 레이저 빔의 주파수 변화를 검출하는 주파수 변화 검출부; 및
상기 주파수 변화 검출부에서 검출한 상기 제2 레이저 빔의 주파수 변화를 나타내는 파형 데이터에 기초하여, 상기 제1 초음파, 상기 제2 초음파, 및 상기 제3 초음파의 속도를 연산하고, 연산된 상기 제1 초음파의 속도, 상기 제2 초음파의 속도, 및 상기 제3 초음파의 속도로부터 상기 피검사체의 소성 변형률을 구하는 연산부를 포함하는 레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 장치.
On the basis of the measuring point of the object under test, a straight line is formed at a first point located in the conveying direction of the inspected object, a second point located in the width direction, and a third point located in a direction having a predetermined angle with the conveying direction. An ultrasonic generator for generating ultrasonic waves by irradiating a first laser beam which is a pulse laser;
A detection laser generator for irradiating a second laser beam to the measurement point at which the first ultrasound from the first point, the second ultrasound from the second point, and the third ultrasound from the third point arrive;
A frequency change detector for detecting a frequency change of the second laser beam generated by the ultrasonic vibration from the second laser beam reflected by the measurement point; And
The first ultrasonic waves, the second ultrasonic waves, and the third ultrasonic waves are calculated based on waveform data indicating a frequency change of the second laser beam detected by the frequency change detection unit, and the calculated first ultrasonic waves. And a calculation unit for calculating a plastic strain of the inspected object from the speed of the beam, the speed of the second ultrasound, and the speed of the third ultrasound.
제1항에 있어서,
상기 측정점으로부터 상기 제1 지점, 상기 제2 지점, 및 상기 제3 지점까지의 각 거리는 서로 상이하게 설정하는 레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 장치.
The method of claim 1,
An apparatus for measuring plastic strain using laser ultrasonic waves, wherein the distances from the measuring point to the first point, the second point, and the third point are different from each other.
제1항에 있어서,
상기 제1 초음파, 상기 제2 초음파 및 상기 제3 초음파는,
P파를 포함하는 레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 장치.
The method of claim 1,
The first ultrasound, the second ultrasound and the third ultrasound,
An apparatus for measuring plastic strain using laser ultrasonic waves containing P waves.
이송중인 피검사체의 측정점을 기준으로, 상기 피검사체의 이송 방향에 위치한 제1 지점, 폭 방향에 위치한 제2 지점, 및 상기 이송 방향과 소정의 각도를 가진 방향에 위치한 제3 지점에 직선 형태의 펄스 레이저인 제1 레이저 빔을 조사하여 초음파를 발생시키는 단계;
상기 제1 지점으로부터의 제1 초음파, 상기 제2 지점으로부터의 제2 초음파, 및 상기 제3 지점으로부터의 제3 초음파가 도달하는 상기 측정점에 제2 레이저 빔을 조사하는 단계;
상기 측정점에서 반사되는 상기 제2 레이저빔으로부터 해당 초음파 진동에 의해 발생되는 상기 제2 레이저 빔의 주파수 변화를 검출하는 단계; 및
상기 주파수 변화 검출부에서 검출한 상기 제2 레이저 빔의 주파수 변화를 나타내는 파형 데이터에 기초하여, 상기 제1 초음파, 상기 제2 초음파, 및 상기 제3 초음파의 속도를 연산하고, 연산된 상기 제1 초음파의 속도, 상기 제2 초음파의 속도, 및 상기 제3 초음파의 속도로부터 상기 피검사체의 소성 변형률을 구하는 단계를 포함하는 레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 방법.
On the basis of the measuring point of the object under test, a straight line is formed at a first point located in the conveying direction of the inspected object, a second point located in the width direction, and a third point located in a direction having a predetermined angle with the conveying direction. Irradiating a first laser beam which is a pulse laser to generate ultrasonic waves;
Irradiating a second laser beam to the measurement point at which a first ultrasound from the first point, a second ultrasound from the second point, and a third ultrasound from the third point arrive;
Detecting a frequency change of the second laser beam generated by the corresponding ultrasonic vibration from the second laser beam reflected at the measurement point; And
The first ultrasonic waves, the second ultrasonic waves, and the third ultrasonic waves are calculated based on waveform data indicating a frequency change of the second laser beam detected by the frequency change detection unit, and the calculated first ultrasonic waves. And calculating a plastic strain of the object under test from a speed of the beam, a speed of the second ultrasound, and a speed of the third ultrasound.
제4항에 있어서,
상기 측정점으로부터 상기 제1 지점, 상기 제2 지점, 및 상기 제3 지점까지의 각 거리는 서로 상이하게 설정하는 레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 방법.
5. The method of claim 4,
The plastic strain measurement method using laser ultrasonic waves, the distance from the measurement point to the first point, the second point, and the third point is set differently from each other.
제4항에 있어서,
상기 제1 초음파, 상기 제2 초음파 및 상기 제3 초음파는,
P파를 포함하는 레이저 초음파를 이용한 소성 변형률 측정 방법.5. The method of claim 4,
The first ultrasound, the second ultrasound and the third ultrasound,
Plastic strain measurement method using a laser ultrasonic wave containing a P wave.
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