KR101266321B1 - 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법으로서, 그 레일헤드(1)에는 상측부(T), 하측부(B), 및 상측부(T)와 하측부(B) 간에 연장된 세로부(S)가 제공되고, 적어도 하나의 초음파 제1 신호(10)가 상기 헤드 상측부(T)를 통하여 레일헤드(1) 내로 발신되며, 그 신호(10)는: 레일헤드 세로부(S)에 의하여는 반사되지 않되 레일헤드 하측부(B)에 의하여는 일 회만 반사되고; 적어도 하나의 실질적인 중앙의 레일헤드 부분(C)에 도달하며; 헤드 상측부(T)를 거쳐서 레일헤드(1)를 이탈할 수 있도록; 전달경로(9)를 횡단하고, 상기 헤드 상측부(T)를 이탈하는 초음파 제1 신호는 검출되며, 적어도 제1 신호(10)의 전달경로(9)는 가상의 전달평면에서 연장되고, 그 전달평면은 레일의 길이방향(L)에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장된다. 추가적으로, 본 발명은 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치를 제공한다. 본 발명은 위치결정 방법에도 관련된다.

Description

레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for detecting flaws in a railhead}
본 발명은 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
특히 발신-모드(transmission-mode) 방법을 포함하는 그러한 방법은 국제특허공개공보 WO82/03920 호에 의하여 알려져 있다. 즉, 이 국제특허공개공보의 도 1 내지 도 3 에는 어떻게 초음파의 방사(radiation)가 변환기들(751c, 752c)에 의하여 레일헤드 내로 전달되고 레일헤드 내에서의 반사 후에 다시 레일헤드 외부에서 수신되는지가 도시되어 있다. 여기서, 상기 방사는 전달경로(40)를 횡단하는데, 그 전달경로는 레일 길이방향으로 연장된 것이다.
또한, 국제특허공개공보 WO82/03920 호에는, 초음파의 에너지를 제1 각도로 평행한 경로로 그리고 레일헤드 내로 전달하기 위하여 변환기의 제1 시리즈(series)가 제1 휠(wheel)에 제공될 수 있다는 것이 개시되어 있고, 또한 그 에너지를 수신하기 위하여 제1 시리즈로부터 거리를 두고 레일을 따라서 길이방향으로 측정되어 배치된 변환기의 제2 시리즈가 제2 휠에 제공될 수 있다는 것이 개시 되어 있다.
이 방법의 장점은, 예를 들어 흠결 및/또는 크랙(crack)과 같은 결함이 있는지를 알아보기 위하여 레일헤드를 비-파괴적인 방식으로 체크할 수 있다는 것이다. 알려진 방법의 단점은, 전달경로가 상대적으로 길고, 그 결과로 간섭에 상대적으로 취약하다는 것이다. 따라서, 많은 경우에 있어서, 무엇이 레일 내로 전달된 초음파의 방사의 간섭 또는 검출된 변화를 야기하는지, 예를 들어 방사에 의하여 어떤 형태의 결함이 검출되는지가 정확히 알려지지 않는다. 나아가, 상기 알려진 방법은, 특히 레일헤드 내에 있는 실질적으로 수직인 길이방향의 결함을 검출하기에 그다지 적절하지 않다.
국제특허공개공보 WO82/03920 호에서는, 레일헤드를 관통하는 "Z자 경로"로 초음파 방사(radiation)를 발신하는 변환기에 의하여, 수직의 레일 길이방향 결함("수직으로 쪼개진 헤드(vertical split heads)"로 불린다)을 검출할 것이 제안되었다. 레일헤드의 실질적으로 모든 수직 평면에서 그러한 결함을 검출하는 것이 WO82/03920 호의 목적이다. 그러한 Z-형상의 전달경로의 단점은, 그것들이 또한 상대적으로 길고, 그러므로 간섭에 상대적으로 취약한 측정으로 귀결된다는 것에 있다. 또한 Z 경로를 횡단할 때, 상기 방사는 레일헤드 내에서 레일헤드의 세로부와 하측부 상에서 수차례 반사되는데, 이것은 추가적인 간섭과 신호의 흐트러짐을 야기할 수 있는 것이다.
또한 미국특허 제3,215,220호에는, 전단파(shear wave)를 이용함으로써 횡방향의 레일헤드 결함을 검출하는 것이 알려져 있다. 이 방법은 레일헤드의 표면 손 상에 특히 민감하고, 그러므로 레일 표면의 바로 아래, 즉 레일헤드 내에 있는 결함을 검출하는 데에는 적합하지 않다.
또한, 미국특허 제4,700,574호는, 레일 상의 중앙에 배치되고 레일의 길이방향으로 그리고 하향 경사진 방향의 레일 내로 초음파 신호를 전달하는 변환기들로써 횡방향의 결함을 검출하는 것에 관한 것이다. 여기서, 레일의 길이방향 중앙 평면과 빔(beam)의 수평 돌출부 간의 각도는 α1 = 20°이고, 레일의 수직방향 중앙 평면과 빔의 수직 돌출부 간의 각도는 α2=70°이다. 이 방법은 반향-모드(echo-mode) 측정을 사용하는 것이다. 이 방법은 레일헤드 내의 실질적으로 수직인 길이방향의 결함을 검출하는 데에 적합하지 않다는 단점이 있다.
본 발명의 일 형태는 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법에 관한 것인데, 그 레일헤드에는 상측부(top side), 하측부(bottom side), 및 상측부와 하측부 간에 연장된 세로부(longitudinal side)가 제공되고, 적어도 하나의 초음파인(ultrasonic) 제1 신호가 이 헤드 상측부를 통하여 레일헤드 내로 전달되며, 그 신호는:
앞서 언급된 레일헤드 세로부에 의하여는 반사되지 않되 레일헤드 하측부에 의하여는 일 회만 반사되고;
적어도 하나의 실질적인 중앙의 레일헤드 부분에 도달하며;
헤드 상측부를 거쳐서 레일헤드를 이탈할 수 있는; 전달경로(9)를 횡단하고,
상기 헤드 상측부를 이탈하는 초음파인 제1 신호는 검출된다.
본 발명은 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법의 개선을 도모하기 위한 것이다. 일 형태로서, 본 발명은 실질적으로 수직인 레일헤드의 종방향 결함이 상대적으로 신뢰성있게 검출될 수 있는 방법을 도모한다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 방법은 적어도 제1 신호의 전달경로가 가상의 전달평면으로 연장되는 것을 특징으로 하는데, 그 전달평면은 레일의 길이방향에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장된다.
이와 같은 방식으로, 언급된 제1 초음파 신호는 Z 경로를 횡단하지 않는다. 따라서, 제1 신호는 레일헤드를 관통하는 상대적으로 짧은 거리만을 횡단할 필요가 있게 되며, 또한 그 신호는 레일헤드의 일 측부에 의하여 단 일회만 반사된다. 따라서 놀랍도록 신뢰성있고 정확한 결함 검출이 가능하게 되는데, 이로써 특히 실질적으로 수직인 레일헤드의 종방향 결함이 잘 검출될 수 있게 된다. 여기서 '수직'이라는 단어는, 레일헤드에 대하여 수직이라는 것으로서 또는 레일헤드의 상측부에 대하여 실질적으로 직각인 각도를 이룬다는 것으로서 이해될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 또한 본 명세서에서 "일 측부에 의한 반사"는 "일 측부 상에서의 반사"와 동일한 의미라는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확할 것이다.
나아가, 대부분의 수직인 레일헤드의 종방향 결함들은 중앙의 레일헤드 부분에 정확히 또는 그에 가깝게 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서 본 발명에 따르면, 레일헤드는 이러한 상대적으로 중앙에 있는 수직의 레일 종방향 결함들을 찾기 위하여 확인되는 것이 바람직하고, 레일헤드의 양 측부에 가까이 위치하는 수직의 종방향 결함을 검출하는 것(Z 경로 검출에 의하여 의도된 것)은 2번째의 중요성을 갖는다.
본 발명의 다양한 단계들이 다양한 순서로 수행될 수 있다. 따라서, 앞서 언급된 전달경로를 횡단하기 위하여, 먼저 적어도 하나의 초음파인 제1 신호가 언급된 헤드 상측부를 거쳐서 레일헤드 내로 발신될 수 있다. 상기 전달경로는, 예를 들어 레일헤드에 대해 실질적으로 횡단하는 방향으로 연장된다. 그 후, 상기 제1 신호는 레일헤드 하측부에 의하여 반사될 수 있는데, 그 후에는 그 신호가 적어도 실질적으로 중앙인 레일헤드 부분에 도달할 수 있다. 중앙의 레일헤드 부분에 수직의 종방향 결함이 없다면, 제1 신호 또는 그것의 적어도 실질적인 일 부분은 헤드 상측부를 거쳐서 다시 레일헤드를 벗어날 수 있는데, 이로써 초음파 변환기 또는 다른 적합한 검출기와 같은 적합한 검출 수단에 의하여 검출된다. 중앙의 레일헤드 부분에 수직의 종방향 결함이 있는 경우, 제1 신호의 전달은 그 결함에 의하여 간섭받을 수 있다. 그러한 간섭도 언급된 검출수단에 의하여 검출될 수 있는데, 그것은 예를 들어 관련된 레일헤드 위치와 조합되어 저장된다.
역순으로, 예를 들어 제1 신호는 앞서 언급된 전달경로를 횡단하기 위하여, 언급된 헤드 상측부를 거쳐서 레일헤드 내로 전달될 수 있다. 그러면, 그 신호는 적어도 실질적으로 중앙인 레일헤드 부분에 도달할 수 있고, 레일헤드 하측부에 의하여 반사되며, 레일헤드 상측부로 되돌아간다. 이와 같은 방식으로, 중앙의 레일헤드 부분도 수직의 종방향 결함이 있는지 잘 검사될 수 있다.
또한, 본 발명의 틀 안에서, 예를 들어 상이한 제1 신호들이 레일헤드를 정확히 관통하여 반대의 방향으로 연속적으로 전달될 수 있는데, 이것은 언급된 수직의 종방향 결함을 검출하기 위하여 헤드를 시험하기 위한 것이다.
본 발명의 일 형태로서, 상측부와 하측부가 제공된 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법은, 먼저 적어도 하나의 초음파인 종방향 음향 신호가 레일헤드 상측부로부터 중앙의 레일헤드 부분으로 전달되어 레일헤드 하측부에 도달할 수 있고, 종방향 음향 신호의 전달경로는 수직의 전달평면으로 연장되며, 그 전달평면은 레일의 길이방향에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되고, 헤드 상측부를 이탈하는 초음파 신호는 적어도 하나의 검출기에 의하여 검출되는 것을 특징으로 한다.
레일헤드 상측부를 이탈하는 초음파 신호의 검출은, 레일헤드의 중앙 부분에 종방향 결함이 존재한다는 것을 의미할 것이다. 중앙의 레일헤드 부분에 수직의 종방향 결함이 존재한다면, 언급된 종방향 음향 신호는, 그 결함의 영향 하에서 예를 들어 전환 및/또는 반사되고, 그 전환 및/또는 반사된 신호는 예를 들어 중앙의 레일헤드 부분에 가까운 레일 상측부를 거쳐서 다시 이탈하여 검출기에 의하여 검출될 수 있다. 이런 방식으로, 레일헤드의 종방향 결함의 검출이 신뢰성 있게 이루어질 수 있다. 또한 종방향 음향(longitudinal sound)은, 횡방향 음향(transverse sound)과는 달리, 레일헤드 상측부로부터 그리고 전달 평면에서 결함 검출을 위한 목적의 적합한 각도로 상기 중앙의 레일헤드 부분을 횡단하기에 특히 적합한 것으로 밝혀졌다.
여기서, "종방향 음향"은 레일의 길이방향에 직접적으로 관련된 것이라기 보다는, 음향의 모드(mode of the sound)에 관련된 것이라는 것에 유의하여야 한다. 종방향 음향에 있어서는, 그 음향의 음파가 종방향의 파동인데; 여기서 그 신호는 파동의 이동방향에 대하여 종방향인 진동을 통하여 전파된다. 음향의 다른 모드는, 예를 들어 횡방향 모드가 있는데, 여기서 음향은 전단파동(shear wave)에 의하여 형성된다.
상기 종방향 음향 신호가 예를 들어 레일헤드 하측부에 의하여 반사되고, 그 반사된 신호 부분이 중앙의 레일 부분으로부터 이격된 위치에서 레일헤드를 이탈하며, 그 신호가 전술된 검출기에 의하여 실질적으로 수신되지 않는 때가 유익하다. 그 경우, 검출기의 보조를 받아, 결함에 의하여 반사 또는 전환된 신호가 검출기에 의해 수신되는 결함 검출의 경우와, 검출기에 의하여 실질적으로 신호가 수신되지 않는 결함 비검출의 경우가 잘 구별될 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 상측부가 제공된 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법은, 적어도 하나의 초음파인 종방향 음향 신호가 헤드 상측부를 거쳐서 레일헤드 내로 전달되고, 그 종방향 음향 신호의 적어도 일 부분이 헤드 상측부에 근접한 크리프 파(creep wave)로서 레일헤드를 관통하여 전파되며, 레일헤드로부터 되돌아 반사된 후 헤드 상측부를 이탈하는 적어도 크리프 파 부분이 검출되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 방식으로, 레일헤드의 레일 상측 표면에 가깝게 위치하는 횡방향의 결함이 잘 검출될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 상기 크리프 파는 레일 길이방향에 실질적으로 평행한 방향으로 전파될 수 있는데, 그 방향은 상기 헤드 상측부에 실질적으로 평행한 것이다. 특히, 이 크리프 파는 자동적으로 레일 표면에 평행하게 전파될 수 있고, 예를 들어 레일 표면상의 파인 부분(indentation) 또는 다른 손상에 의하여 놀랍도록 방해받지 않는 것으로 밝혀졌다. 상기 크리프 파는 레일 표면의 바로 아래를 통하여 전파된다. 그러므로, 상기 크리프 파는 표면파(surface wave)아 혼동되어서는 안되는데, 표면파는 표면에만 존재하는 것이다. 여기서, 상기 크리프 파에 추가하여, 다른 종방향 음향 신호도 횡방향 결함의 검출을 위한 목적으로 레일헤드를 통하여 다양한 각도로 전달될 수 있다. 이를 위하여, 예를 들어, 다양한 음향원들이 사용될 수 있다. 추가적으로, 일 음향원으로부터의 신호는, 예를 들어 분기성이 성질을 가질 수 있는데, 특히 그 음향원이 상대적으로 작은 크리스탈을 구비한 변환기를 포함할 때 그러하다. 그 경우, 분기하는 음향의 일 부분은 레일헤드 상측부에 평행하게 전파되는 상기 크리프 파를 형성할 수 있고, 그 음양의 다른 부분은 레일헤드 상측부로부터 멀리 이동할 수 있다. 본 방법은, 예를 들어 하나 이상의 변환기를 이용할 수 있는데, 그것은 예를 들어 단일 모드 및/또는 듀얼 모드(즉 전달 모드)로 작동할 수 있다.
또한, 본 발명은 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치를 제공한다. 그러한 장치는 국제특허공개공보 WO82/03920호로부터 알려져 있다. 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 명백히 의도되고 구성(배치)됨으로써 신뢰성있는 검출 장치가 제공된다.
본 발명의 일 형태는, 레일의 레일헤드 내에 있는 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체에 관한 것인데, 상기 레일헤드에는 상측부와 하측부가 제공된다. 본 발명에 따르면, 상기 장치는 레일헤드의 상측부 위, 특히 레일 길이방향에 평행한 이동방향으로 이동가능할 때 유리한데, 그 장치의 적어도 하나의 제1 음향원은 작동시 제1 음향원에 의하여 발신된 제1 초음파 신호가:
헤드 상측부를 거쳐서 레일헤드 내로 들어가고;
레일헤드의 세로부에 의하여는 반사되지 않되, 레일헤드 하측부에 의하여 단 일회만 반사되며;
적어도 하나의 실질적인 중앙의 레일헤드 부분에 도달하고;
헤드 상측부를 거쳐서 레일헤드를 이탈할 수 있는; 위치로 이동될 수 있고,
상기 장치의 적어도 하나의 제1 검출기는 헤드 상측부를 이탈하는 초음파인 제1 신호를 검출하도록 구성된다.
상기 제1 음향원 및 제1 검출기는, 예를 들어 각각 단순히 상기 이동방향의 가상적 횡단 평면과 동일한 평면을 따라서 배치될 수 있다. 상기 각 음향원은, 예를 들어 초음파 변환기, 초음파 레이저 공급원(ultrasonic laser source), 또는 다른 적합한 초음파 음향원을 포함할 수 있다. 각 음향 검출기는 상이한 방식으로 설계될 수도 있고, 예를 들어 적합한 변환기 또는 다른 적합한 초음파 음향 검출기를 포함할 수 있다.
제1 초음파 음향원은, 예를 들어 작동시 개별의 발신 방향이 레일 길이방향에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되도록 하는 개별의 발신 위치로 이동될 수 있고, 중앙의 레일헤드 부분으로부터 약간 벗어나도록 지향된다. 제1 검출기는, 예를 들어 작동시 개별의 수신 방향이 레일 길이방향에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되도록 하는 개별의 수신 위치로 이동될 수 있고, 중앙의 레일헤드 부분을 약간 향하도록 지향된다.
앞서 언급된 음향원 각각은, 작동시 제1 신호를 발신할 수 있는데, 상기 제1 신호는 상대적으로 짧은 전달경로를 횡단하고, 레일헤드 측부, 즉 하측부에 의하여 일 회만 반사된다. 그러므로, 상기 장치는 간섭에 대해 상대적으로 취약하지 않은데, 예를 들어 레일 외부의 오염에 대해 덜 취약하다. 상기 장치에 의하면, 특히 레일헤드의 수직인 종방향 결함이 잘 발견될 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 레일의 레일헤드 내에 있는 결함을 검출하기 위한 장치 및 레일이 제공된 결합체, 예를 들어 앞서 언급된 결합체가 제공되는데, 상기 레일헤드에는 상측부와 하측부가 제공되고, 상기 장치는 레일헤드의 상측부 위로, 특히 레일 길이방향에 평행한 이동방향으로 이동가능하며, 상기 장치에는 초음파의 종방향 음향을 발신하도록 설계된 적어도 하나의 음향원이 제공되고, 상기 장치에는 적어도 초음파 음향을 검출하도록 설계된 적어도 하나의 수신기가 제공되며, 상기 종방향 음향의 음향원과 검출기는 작동시, 개별의 발신 방향과 개별의 수신 방향 각각이 레일 길이방향에 실질적으로 횡방향으로 연장되도록 하는 개별의 발신 위치 및 수신 위치로 이동될 수 있고, 중앙의 레일헤드 부분을 향하여 지향된다.
상기 종방향 음향의 음향원과 검출기는, 예를 들어 독립적으로 사용되거나 또는 상기 제1 음향원 및 제1 검출기와 조합되어 사용될 수도 있다. 레일 길이방향에 대한 실질적인 횡방향으로 종방향 초음파 음향을 사용하는 것은, 앞서 언급된 장점들을 가지며, 수직의 레일 종방향 결함에 대한 신뢰성있는 검출을 제공할 수 있다. 상기 결합체에는, 예를 들어 하나 이상의 변환기들이 제공될 수 있는데, 이 변환기들은, 예를 들어 단일 모드 및/또는 듀얼 모드로 작동한다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 레일의 레일헤드 내에 있는 결함을 검출하기 위한 장치 및 레일이 제공된 조립체가 제공되는데, 이 조립체는, 상기 장치에 상기 헤드 상측부를 거쳐서 레일헤드 내로 적어도 하나의 초음파 종방향 음향 신호를 발신하도록 구성된 적어도 하나의 음향원이 제공되고, 상기 종방향 음향 신호의 적어도 일 부분은 상기 헤드 상측부에 가까운 크리프 파로서 레일헤드를 관통하여 전파될 수 있다는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 방식에 의하면, 레일 길이방향에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되는 레일헤드의 실질적인 수직형 종방향 결함이 놀랍도록 신뢰성있게 잘 검출될 수 있는 것으로 나타난다.
또한, 본 발명은 청구항 28 의 사항들에 의하여 특징지워지는 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 장치는 상대적으로 적은 음향원들 및 검출기들, 즉 예를 들어 변환기들을 포함할 수 있고, 소형으로 설계될 수 있으며, 그러면서도 다양한 형태의 레일헤드 결함을 신뢰성있고 정확하게 검출할 수 있다. 또한 이 방식으로, 상기 장치는 상대적으로 작은 변환기들을 구비하도록 설계될 수 있다.
나아가, 본 발명은 레일에 대하여 장치를 위치결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 그러한 방법은, 국제특허공개공보 WO82/03920호의 7쪽 마지막 문단에 기술되어 있고, 레일의 웹(web)을 통하여 레일의 하측부로 신호를 발신하는 단계를 포함한다. 여기서 '레일 필렛(rail fillet)'의 반사는 비-정확한(non-correct) 위치결정을 포함한다. 상기 신호가 웹을 거쳐서 진행하는 한, 그 장치는 정확하게 위치결정된다.
본 발명에 따르면, 위치결정의 방식은 청구항 33 의 사항들에 의하여 유리하게 특징지워진다.
제1 발신기는 레일헤드 상측부를 거쳐서 레일헤드 내로 적어도 하나의 제1 위치결정 신호를 발신하고, 그 제1 위치결정 신호는 레일헤드의 일 하측부 부분에 의하여 반사되어 제1 수신기를 향한다. 상기 제1 위치결정 신호는 제1 수신기에 의하여 수신된다. 제2 발신기는 레일헤드 상측부를 거쳐서 레일헤드 내로 적어도 하나의 제2 위치결정 신호를 발신하고, 그 제2 위치결정 신호는 레일헤드의 다른 하측부 부분에 의하여 반사되어 제2 수신기를 향한다. 상기 제2 위치결정 신호는 제2 수신기에 의하여 수신된다. 특히, 제1 위치결정 신호와 제2 위치결정 신호의 전달 시간이 측정되고 서로에 대해 비교됨으로써, 레일헤드에 대한 장치의 적어도 일 부분이 위치결정되고 그리고/또는 레일헤드의 중앙의 길이방향 평면의 위치가 판정된다.
이 방식으로, 예를 들어 초음파 음향원들 및 검출기들, 예를 들어 제1 변환기 및 제2 변환기가, 레일헤드에 대하여 간단하고 정확하게 위치결정될 수 있고, 이로써 예를 들어 후속하여 결함 검출을 수행할 수 있다. 상기 위치결정 방법은, 예를 들어 전술된 결함 검출 방법 중에 반복되거나, 또는 결함 검출의 시작 시에 한 번만 수행될 수도 있다. 또한 상기 위치결정은 예를 들어 실질적으로 연속적으로 수행될 수도 있다.
본 발명의 추가적인 상세사항들은 종속 청구항들에 기술되어 있다. 본 발명은 하기의 첨부된 도면들을 참조하고 예시적인 실시예들에 근거하여 보다 상세히 설명된다.
도 1 에는 본 발명의 예시적인 일 실시예의 개략적인 측면도인데, 여기에는 초음파 신호의 전달경로들이 개략적으로 도시되어 있다.
도 2 는 도 1 에 도시된 측면도의 개략적인 평면도이다.
도 3 은 도 1 의 III-III선을 따라 취한 개략적 단면도이다.
도 4 는 도 1 의 IV-IV선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 5 는 도 1 의 V-V선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 6 은 도 1 의 VI-VI선을 따라 취한 개략적인 단면도인데, 여기에는 제5 변환기(transducer)가 발신기(transmitter)로서 작동하고 제6 변환기가 수신기(receiver)로서 작동한다.
도 7 은 도 6 에 유사한 도면인데, 여기에서는 제6 변환기가 발신기로서 작동하고 제5 변환기가 수신기로서 작동한다.
도 8 은 도 2 에 유사한 평면도인데, 이것은 위치결정 조립체가 제공된 예시적인 일 실시예를 도시하는 것이다.
도 9a 및 도 9b 는 각각 도 8 의 IXA-IXA선과 IXB-IXB선을 따라 취한 단면도이다.
본 출원에서 명시적으로 달리 기재되지 않는 한, '대략', '대략적으로', '실질적으로' 또는 이와 유사한 용어는 적어도 주어진 각 값의 ±20% 이내의 값을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서는 동일하거나 또는 대응되는 사항들은 동일하거나 또는 대응되는 참조기호로서 표시된다. 도 1 및 도 2 에는 본 발명에 따른 장치의 예시적인 일 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 예시적인 실시예는 레일(R)의 레일헤드(1)의 상측부(T) 위로 이동가능하고, 점선에 의하여 개략적으로 도시된 측정장치(measuring apparatus; U)를 포함한다. 레일은 특히 열차를 위한 레일이다. 화살표(K)에 의하여 표시된 일 방향을 포함하는, 측정장치(U)의 이동방향은 레일(R)의 길이방향(L)에 평행하다.
측정장치(U) 자체는 알려진 실제예로부터 다양한 방식으로 설계될 수 있고, 예를 들어 측정열차(measuring train) 또는 그것의 일 부분과, 레일 위로 수동으로(manually) 이동가능한 장치 등을 포함할 수 있다. 상기 장치(U)는, 예를 들어, (국제공개공보 WO82/03920호에 개시된 바와 같이) 하나 이상의 롤러탐침(roller probe)들을 포함할 수 있지만, 그것이 필수적인 것은 아니다.
측정장치(U)에는 다수의 변환기들(31, 32, 31', 32', 33, 34, 35, 36, 37, 38)이 제공되는데, 이들은 초음파 신호들을 레일헤드(1)로 도입시키고, 그 신호들로부터 반사되어 나오는 신호들 및/또는 반향들을 픽업(pick up)하도록 배치된다. 변형적으로는, 예를 들어, 다른 음향원(sound source)들 및/또는 음향 검출기들이 사용되어 초음파 신호들을 생성 및 검출할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 레이저 음향원이 초음파 신호를 생성시키기 위하여 사용될 수 있다.
사용 중에, 변환기들(31 내지 38)은 적합한 방식, 예를 들어 액체를 통하거나 공기를 통하거나 또는 다른 방식을 통하여 직접적으로 또는 간접적으로 레일헤드(1)의 상측부(T)와 접촉한다. 예를 들어 변환기들은 (도 1 에 개략적으로만 도시된) 제어부(8)에 연결된다. 제어부(8)는, 예를 들어, 변환기들의 제어 및/또는 변환기들에 의하여 수신된 신호의 처리를 위하여 구성된다. 제어부(8)는, 예를 들어, 변환기들에 의하여 검출된 종방향 음향 신호(longitudinal sound signal)들을 검출된 횡방향 음향 신호(transverse sound signal)들로부터 구별하기 위하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(8)는, 변환기들에 의하여 검출된 초음파 신호들에 근거하여, 대상물에 결함, 크랙(crack), 결점 또는 다른 불규칙성이 있는지, 있다면 어디에 있고 그 결함의 형태는 어떤 것인지를 판정(determining)하기 위하여 구성될 수 있다. 상기 예시적인 실시예에는, 예를 들어, 하나 이상의 제어 프로그램이 제공될 수 있는데, 그 프로그램에는, 적어도 상기 제어부(8)에 제어 프로그램이 설치된 후에는 제어부(8)를 적어도 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합하게 만드는 프로그램 코드들이 제공된다. 도 1 내지 도 3 에 개략적으로 도시된 바와 같 이, 레일헤드(1)에는 상측부(T), 하측부(B), 및 상측부(T)와 하측부(B) 간에 연장된 세로부(S)들이 제공된다. 레일헤드(1)의 중앙에 있는 중앙부(C)의 아래에는, 레일(R)의 수직 플랜지(vertical flange; F)(레일 웹(rail web)으로도 불린다)가 연장되는데, 그 플랜지(F)에는 레일헤드(1)로부터 이격된 단부에 있는 레일 베이스(rail base; G)가 제공된다. 언급된 헤드 하측부(B)는 수직 플랜지(F)에 의하여 두 개의 하측부 부분들(B(1), B(2))로 나누어진다(도 3 참조). 특히, 레일(R)은 표준의, 대칭적인 레일단면을 갖는데, 중앙의 레일헤드 부분(C)으로부터 멀어지는 방향으로 보면, 레일헤드 하측부(B)의 연장선과 레일헤드 상측부(T)의 연장선은 대략 20°인 각도(φ)를 이룬다(도 3 참조). 특히, 중앙의 레일헤드 부분(C)은, 레일헤드 상측부(T)와 레일 웹(F) 간에 연장되는 레일헤드 부분에 의하여 실질적으로 형성된다.
도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예에는, 레일헤드 상측부(T)를 거쳐서 레일헤드(1)로 제1 신호(10)를 전달하는 제1 초음파 변환기(31)가 제공된다. 예를 들어, 제1 신호(10)는 적어도 레일헤드(1)를 횡단할 때, 횡방향 음향 신호 및/또는 종방향 음향 신호를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에는, 언급된 레일 헤드(1)로부터의 제1 신호(10)의 적어도 일부분을 수신하는 제2 초음파 변환기(32)가 더 제공된다. 도면들에 도시된 바와 같이, 상기 제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)는, 예를 들어, 장치(U)의 가상적 횡단 평면(transverse plane)을 따라서 각각 배치된다. 이 횡단 평면은, 이동방향(K)에 대해 실질적으로 수직인 각도로 연장되고, 레일(R)의 가상적 횡단 평면(V)에 대해 작동 면에서 실질적으로 평행하며(도 1 및 도 2 참조), 따라서 레일(R)과 실질적으로 수직인 각도로 교차한다. 상기 장치(U)의 이 가상적 횡단 평면을 따라서 변환기들(31, 32)이 배치될 수 있으며, 그 가상적 횡단 평면은 예를 들어, 레일(R)의 외측부와 대략적으로 90°의 각도를 이룰 수 있다. 특히, 상기 예시적인 실시예는 전달 모드 측정(transmission mode measurements)에 의하여 결함들을 검출하도록 구성될 수 있다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 제1 초음파 변환기(31)는 작동 면에서 바람직하게는 각각의 제1 발신/수신 위치에 배치되어, 각각의 제1 발신/수신 장치는 레일의 길이방향에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되고 중앙의 레일헤드 부분(C)으로부터 약간 멀어지게 지향된다. 제2 초음파 변환기(32)는 바람직하게는 각각의 제2 발신/수신 위치에 배치되어, 각각의 제2 발신/수신 장치는 레일의 길이방향에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되고 중앙의 레일헤드 부분(C)을 향해 약간 가깝게 지향된다. 예를 들어 각 변환기(31, 32)는 상이한 위치들 간에, 예를 들어 적합한 위치결정(positioning)을 위한 위치(position)들(도 9a 및 도 9b 참조) 간에, 이동 또는 배치될 수 있도록 구성될 수 있는데, 이 때 위치판정을 위한 위치들 중의 하나는 예를 들어 도 3 에 도시된 결함 검출 발신/수신 위치와 실질적으로 동일하다. 이 위치결정을 위한 위치에서, 변환기들(31, 32)은, 예를 들어, 변환기 자신들과 같은 측정장치(U)의 적어도 일 부분을 레일의 중심선 또는 중앙의 길이방향 평면(W)에 대해 위치결정하기 위한 방법에서 사용될 수 있다.
이와 같은 방식으로, 제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)는 예를 들어 레일 결함 검출을 수행하는데, 여기에서 제1 신호(10)는 전달평면(transmission plane)에서 실질적으로 레일을 횡단하는 방향으로만 레일헤드(1)를 횡단 및 뻗어가는데, 상기 전달평면은, 예를 들어 앞서 언급된 레일의 가상적 횡단 평면과 상대적으로 작은 각도를 이루고, 그 각도는 예를 들어 대략적으로 -10°내지 10°의 범위 내에 있다. 이 전달평면은 상기 레일(R)과 예를 들어 실질적으로 횡방향으로 교차할 수 있다.
제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)는 서로의 옆에 또는 서로 가깝게 배치되는 것이 바람직한데, 그 사이의 거리는 예를 들어 레일헤드(1)의 폭 보다 짧다(도 2 및 도 3 참조).
특히, 제1 변환기는 작동시에 제1 변환기(31)에 의하여 발신되는 제1 신호(10) 각각이:
- 헤드 상측부(T)를 통하여 레일헤드(1)로 들어가고;
- 레일헤드 하측부(B)에 의해서 한 번만 반사되되, 레일헤드(1)의 세로부(S)에 의하여는 반사되지 않으며;
-적어도 하나의 실질적인 중앙의 레일헤드 부분(M)에 도달하고;
-헤드 상측부(T)를 통하여 레일헤드(1)를 이탈할 수 있는 위치에 배치될 수 있는데, 언급된 제2 변환기(32)는 헤드 상측부(T)를 이탈하는 초음파의 제1 신호(10)를 검출하도록 배치된다. 이것은 도 3 을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.
도 1, 2, 및 4 에 도시된 바와 같이, 장치(U)에는 변환기들(31', 32')이 더 제공될 수 있는데, 이들은 제1 및 제2 변환기들(31, 32)에 대하여 약간 옆인 위치에 있다. 이 변환기들(31', 32')의 작동은 도 4 를 참조하여 아래에서 설명된다.
또한, 예시적인 실시예에는 제3 초음파 변환기(33) 및 제4 초음파 변환기(34)가 제공되는데, 이들은 작동 면에서 각각 발신 위치 및 수신 위치로 배치되어, 각각의 발신방향과 각각의 수신방향 각각이 레일의 길이방향(L)에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되고 중앙의 레일헤드 부분(C)으로 지향된다(도 5 참조). 또한 제3 변환기(33) 및 제4 변환기(34) 각각은 언급된 이동방향(K)의 가상적인 횡단 평면(transverse plane)을 따라 배치되는 것이 바람직하다. 나아가, 제3 변환기(33) 및 제4 변환기(34)는 작동 면에서 서로의 옆에 또는 서로에 가깝게, 예를 들어 레일헤드(1)의 폭보다 짧은 거리를 두고 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 제3 변환기(33) 및 제4 변환기(34) 각각은 레일헤드(1)를 통하여 종방향 음향 신호를 전달하고 레일헤드(1)로부터 나오는 초음파 신호를 수신하도록 구성된다.
또한, 제3 변환기(33) 및 제4 변환기(34)의 사용 중에 그 변환기(33, 34)의 영향 하에서 횡방향 음향 신호가 레일헤드(1)를 통하여 전파될 수 있다는 점이 유의된다. 그러나, 이러한 횡방향 음향 신호는 도 5 에 도시되지 않았다. 임의의 횡방향 신호는, 예를 들어 제어부(8)에 의하여 그리고/또는 자동적으로, 종방향 음향 신호로부터 쉽게 식별될 수 있다. 먼저, 그러한 식별은, 전술된 종방향 음향 신호와 동일한 음향원으로부터 나오는 횡방향 음향이 레일헤드(1)를 전혀 또는 거의 이탈하지 않거나, 또는 상이한 각도로 이탈한다는 점에서 자동적으로 달성될 수 있다. 나아가, 종방향 음향 신호는 (상이한 음향 속도 때문에) 임의의 대응하는 횡방향 음향 신호보다 훨씬 먼저 레일헤드(1)를 이탈할 것이라는 사실을 이용하여, 제어부(8)에 의하여 그러한 식별이 이루어질 수 있다. 제어부(8)는, 예를 들어 음향원(33)에 의하여 음향 신호를 발신할 때마다, 상대적으로 짧은 측정 시간(period)을 결정할 수 있는데, 더 빠른 종방향 음향 신호가 그 측정 시간 내에 검출기(34)에 도달할 수 있다는 것은 이미 알려진 것이다. 상기 측정 시간 외의 시간에서 검출기(34)에 의하여 수신된 신호, 예를 들어 느린 횡방향 음향 신호는, 제어부(8)에 의하여 받아들여지지 않을 수 있다. 임의의 횡방향 음향 신호는 도 5 에 관한 설명에서 실질적으로 고려되지 않을 것이다.
제3 변환기(33) 및 제4 변환기(34)에 관하여는, 예를 들어 제1 변환기와 제2 변환기에 의하여 수행된 측정치를 확인하기 위하여 확인측정이 수행될 수 있다. 다른 한편으로는, 제3 변환기(33) 및 제4 변환기(34)는 예를 들어 제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)와는 독립적으로 사용될 수 있다. 추가적으로, 그와는 반대로, 제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)가 제3 변환기 및 제4 변환기에 의하여 수행된 측정치를 확인하기 위하여 사용될 수 있다.
추가적으로, 상기 예시적인 실시예에는 제5 변환기(35)가 제공된다. 상기 제5 변환기(35)는 적어도 하나의 초음파인 제2 신호(20)를 앞서 언급된 헤드 상측부(T)를 통하여 앞서 언급된 헤드 상측부(T)에 실질적으로 평행한 특정의 각도로 레일헤드(1)로 전달하기 위하여 구성되는데, 이로써 제2 초음파 신호의 적어도 일 부분이 작동 시에 헤드 상측부(T)에 가까운 크리프 파(creep wave)로서 레일헤드를 관통하여 전파될 수 있다. 이를 위하여, 제2 신호(20)는 미국특허 제3,251,220호 에 기술된 횡방향(transverse)의 (전단 파형; shear wave) 음향(sound)과 반대를 이루는 종방향의 음향(longitudinal sound)을 포함한다. 상기 장치에는 예를 들어 제6 변환기(36)와 제8 변환기(38)가 더 제공될 수 있다. 제6 변환기(36)는 종방향 음향 신호를 약간 작은 각도로 레일헤드(1) 내로 전달하도록 구성된다. 제8 변환기(38)는 종방향 음향 신호를 약간 더 작은 각도로 레일헤드(1) 내로 전달하도록 구성된다. 또한 제5 변환기(35), 제6 변환기(36), 제8 변환기(38) 각각은, 예를 들어 헤드 상측부(T)를 이탈하는 초음파 음향을 검출하기에 적합하다.
예를 들어, 제5 변환기(35) 및 제6 변환기(36)는, 제1, 제2, 제3, 및 제4 변환기(31 내지 34)와는 독립적으로 사용될 수 있고, 또는 그들과 조합되어 사용되어 레일헤드(1)의 결함을 검출할 수도 있다.
도 1 및 도 2 에는 하나 이상의 제7 변환기(37)들의 사용이 도시되어 있는데, 제7 변환기들 각각은 크리프 파를 형성하기 위하여 적어도 하나의 다른 제2 신호(20")를 실질적으로 반대의 레일 길이방향으로 그리고 레일헤드(1) 속으로 전달하도록 구성된다. 이 다른 신호(20")도 종방향 음향을 포함한다. 예를 들어, 상이한 방향으로 연장된 결함들을 검출하기 위하여, 그리고/또는 예시적인 실시예가 레일(R)에 대하여 반대의 방향으로 작동적으로 이동될 때에, 적어도 하나의 제7 변환기(37)는 제5, 제6 및/또는 제8 변환기 대신에 사용되거나, 또는 제5, 제6 및/또는 제8 변환기와 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 제7 변환기(37)는, 예를 들어 제5, 제6, 및/또는 제8 변환기에 의하여 수행된 측정치에 관한 확인측정을 수행할 수 있고, 그 역도 가능하다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 언급된 상이한 변환기 쌍들은 각각 서로에 대하여 적절한 종방향의 거리(레일의 길이방향으로 측정된 거리)를 두고 배치되어, 장치(U)가 그 레일 부분 위로 이동될 때에, 변환기 쌍들은 동일한 레일 부분에 대해 결함 시험(test) 연속적으로 수행할 수 있다.
상기 예시적인 실시예의 사용 중에, 레일(R)의 레일헤드(1)는 예를 들어 크랙(crack)과 같은 결함이 있는지 장치(U)에 의하여 시험된다. 여기서, 장치(U)는 도시된 이동방향(K) 또는 그 반대방향으로 레일(R)에 대해 요망되는 속도로 이동될 수 있다.
도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 초음파 제1 신호(10)는 작동적으로, 언급된 헤드 상측부(T)를 통하여 레일헤드(1) 내로 전달되는데, 이것은 예를 들어 제1 변환기(31)에 의하여 수행된다. 도 3 에는 제1 신호(10)가 어떻게 제1 변환기(31)에 의하여 레일헤드(1) 내로 전달되는가가 도시되어 있는데, 그 전달은 중앙의 레일 부분(C)로부터 약간 멀리 지향된 방향으로 그리고 레일헤드 하측부(B)를 향하여 이루어지며, 이것은 제1 신호가 레일헤드 하측부(B)에 의하여 반사되어 중앙의 레일헤드 부분(C)로 향하게 하기 위한 것이다. 이와 같이 전달된 신호(10)는 레일헤드에서 아직 반사되지 않은 상류 경로 부분(9a)과 레일헤드에서 반사된 하류 경로 부분(9b)을 포함하는 전달경로(9)를 횡단하는데, 상류 경로 부분(9a)은 레일헤드 상측부(T)로부터 레일헤드 하측부(B)로 연장되고(중앙의 레일헤드 부분(C)의 실질적인 외측), 하류 경로 부분(9b)은 레일헤드 하측부(B)로부터 중앙의 레일헤드 부분(C)을 통하여 헤드 상측부(T)로 연장된다. 전달경로(9)는 전술 된 가상의 전달평면 내에서 연장되는데, 그 전달평면은 레일(R)의 길이방향(L)에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장된다.
도 3 에 명백히 도시된 바와 같이, 제1 신호(10)이 전달경로(9)를 횡단할 때, 그것은 레일헤드 하측부(B)에 의하여 한 번만 반사되고 레일헤드 세로부(S)에 의하여는 반사되지 않는다. 여기서, 제1 신호(10)의 반사된 후의 경로 부분(9b)은 중앙의 레일헤드 부분(C)으로 지향된다. 제1 신호(10)가 헤드 상측부(T)를 이탈하면, 그 신호(10) 또는 그의 일 부분은 제2 변환기(32)에 의하여 검출될 수 있다.
본 발명의 일 형태에 있어서, 아직 반사되지 않은 신호 부분(9a)과 레일헤드 상측부(T)의 법선(N1)은, 레일헤드 상측부(T)와 레일헤드 하측부(B)의 연장선에 의하여 형성되는 각도(φ)보다 작은 출구각도(exit angle; β)를 형성한다. 이 아직 반사되지 않은 신호 부분(9a)은, 레일헤드(1) 내에 있는 것으로서, 레일헤드(1)의 하측부(B)에 아직 도달하지 않은 신호 부분이다. 이 아직 반사되지 않은 신호 부분(9a)과 레일헤드 상측부(T)의 법선(N1)은 예를 들어 대략적으로 20°보다 작은 출구각도(β)를 이룰 수 있다. 상기 언급된 출구각도(β)는, 예를 들어 레일헤드 상측부(T)의 연장선과 레일헤드 하측부(B)의 연장선에 의하여 형성되는 각도(φ)의 대략적으로 절반에 해당될 수 있는바, 예를 들어 대략적으로 10°일 수 있다. 이 출구각도에 의하면, 표준형 레일 단면을 갖는 레일에 관하여 특히 우수한 결과가 얻어진다는 것을 알게 되었다. 여기서 제1 신호(10)는 단 한 번만의 시험을 위하여 레일헤드의 중앙부(C)를 횡단하고 특별히 짧은 거리를 커버(cover)한다. 추가적으로, 이와 같은 방식으로, 제1 신호(10)는 레일 상측부를 거쳐서 상대적으로 단 순하게 레일헤드(1) 내부로 도입될 수 있다.
대체적으로(Alternatively), 전달경로(9)는 제1 신호(10)에 의해 역순으로 횡단될 수 있는데, 이 때 제2 변환기(32)는 발신기로서 사용되고, 제1 변환기(31)는 수신기로서 사용된다. 이 경우에, 제1 신호(10)는 레일헤드 상측부(T)로부터 전달되어 중앙 레일헤드 부분(C)로 가고, 그 후에 반사를 위하여 레일헤드 하측부(B)에 도달할 수 있다. 그러면, 제1 신호(10)의 아직 반사되지 않은 신호 부분과 그 레일헤드 상측부(T)의 법선(N2)은 예를 들어 출구각도(β')를 형성하는데, 이 출구각도(β')는 레일헤드 상측부(T)의 연장선과 레일헤드 하측부(B)의 연장선에 의하여 형성되는 각도(φ)보다 약간 크다. 후자의 출구각도(β')는, 예를 들어 대략적으로 30°또는 다른 적합한 각도를 이룰 수 있다(도 3 참조).
도 3 에 도시된 바와 같이, 레일 길이방향으로 연장되고 실질적으로 수직인 레일헤드의 종방향 결함(6)은 제1 초음파 신호(10)의 전달의 간섭을 야기할 수 있고, 그것은 제2 변환기(또는 대체적으로는 제1 변환기)에 의하여 검출되고 완전히 또는 부분적으로 흩어지는 신호로 귀결될 수 있다. 이런 방식으로, 그러한 결함이 정확하게 검출될 수 있다. 상기 결함 검출의 정확도는 상대적으로 높은데, 이것은 제1 신호(10)가 레일헤드(1)를 통하여 상대적으로 짧은 거리를 커버(cover)할 필요가 있을 뿐이기 때문이며, 또한 추가적으로 제1 신호가 레일헤드 측부, 즉 레일헤드 하측부(B) 상에서 일회만 반사되기 때문이다.
바람직하게는, 확인측정이 이루어지는 것이 바람직한데, 이것은 예를 들어 변환기들(31', 32')에 의하여 이루어질 수 있고, 그들의 위치는 도 4 에 도시된 바 와 같이 제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)에 대한 수평의 횡단방향(X)으로 약간 이동된 위치이다. 이 이동된 변환기들(31', 32')에 의하여 발신 및 수신된 신호(10')는 그에 대응하여 이동된 전달경로(9')를 따라 횡단하는바, 이로써 중앙의 레일헤드(C)의 약간 상이한 부분에 대한 결함이 시험되고, 이로써 예를 들어 주된 신호(10)를 수단으로 하여 제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)에 의하여 수행된 결함 검출을 확인할 수 있다. 나아가, 제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)의 위치와 약간 상이한 위치를 갖는 이 변환기들(31', 32')은, 앞서 설명된 장점들을 유지하면서도, 예를 들어 중앙의 레일헤드 부분(C)의 다른 부분, 및/또는 중앙 부분(C)의 바로 옆에 위치된 레일헤드 부분에 대한 결함 시험을 위하여 사용될 수 있다.
도 5 에는 중앙의 레일헤드 부분(1)에 있는 결함을 검출하기 위한 상이한 방법이 도시되어 있는데, 이 방법은 예를 들어 제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)에 의하여 수행되는 결함 검출을 확인하기에 적합하다. 또한, 도 5 에 도시된 방법은, 예를 들어 제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)와는 독립적일 수 있다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 이를 위하여, 제1 종방향 음향 신호(10")가 제3 변환기(33)에 의하여 중앙의 헤드 부분(C)을 향하여 레일헤드(1) 내로 발신된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 종방향 음향 신호(10")의 아직 반사되지 않은 부분과 레일헤드 상측부(T)의 법선(N3)은 출구각도(γ; gamma)를 형성하는데, 출구각도는 대략적으로 30°인 것이 바람직하다. 그러한 출구각도(γ)는 놀랍도록 좋고 신뢰할만한 결과를 낳는다는 것이 드러났다. 이 경우, 수직의 종방향 결함이 중앙의 레일헤드 부분(C)에 존재하지 않는다면, 제1 종방향 음향 신호(10")는 반사되기 위하 여 예를 들어 헤드 하측부(B)에 도달하여, 예를 들어 그 반사된 신호 부분은 제1 변환기에 의하여 검출될 수 있다. 그 경우, 신호(10")가 발신된 후에 제4 변환기에 도달하기 전에 어느 정도의 전달 시간이 소요될 것이다. 결함(6)이 있는 경우에는, 제1 확인 신호(10")의 적어도 일 부분이 결함(6)에 의하여 반사 및/또는 전환되고 제4 변환기(34)를 향하여 전달될 수 있는데, 이것은 예를 들어 앞서 언급된 전달 시간보다 짧은 시간으로 귀결되어 쉽게 검출될 수 있게 된다.
다른 한편, 상기 언급된 종방향 음향 신호는 레일헤드 하측부(B)에 의하여 반사되어, 그 반사된 신호 부분이 앞서 언급된 중앙의 레일 부분(C)으로부터 먼 위치에서 레일헤드(1)를 이탈할 수 있는데, 그 신호는 예를 들어 변환기/검출기(34)에 의하여 실질적으로 수신되지 않는다. 이것은 도 5 에 개략적으로 도시되어 있다. 그 경우, 이탈하는 신호(10")의 검출은 수직의 종장형 결함(6)이 레일헤드(1) 내의 그 위치에 존재한다는 것을 나타내는 유효한 신호이다. 그리고 제4 변환기(34)가 초음파 음향을 수신하지 않는 것은, 수직의 종장형 결함이 존재하지 않는다는 것을 나타낸다.
전술된 바와 같이, 임의의 발생하는 횡방향 신호는, 예를 들어 신호의 결과적인 출구각도와 같이 자동적으로 그리고/또는 제어부(8)에 의하여, 작동 면에서 종방향 음향 신호(10")로부터 쉽게 구별될 수 있다.
제3 변환기(33) 및 제4 변환기(34)에 의하여 얻어진 측정 데이터는, 예를 들어 제1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)로부터의 측정 데이터와 조합되어, 서로를 보완할 수 있어서, 수직의 길이방향 결함(6)의 최적 검출결과가 얻어질 수 있다. 제 1 변환기(31) 및 제2 변환기(32)에 의하여 생성 및 수신된 신호(10)는, 예를 들어 주 검출 신호(main detection signal)를 이룰 수 있는데, 이 경우에는 제3 변환기(33) 및 제4 변환기(34)에 의하여 사용되는 신호(10")가 확인 신호로서 기능할 수 있다. 물론, 이 변환기 쌍들(31, 32)(33, 34)은 순서 및/또는 기능 면에서 역으로 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 언급된 제5 변환기(35) 및 제6 변환기(36)는 수직의 횡방향 결함(16)을 검출하기 위하여 사용된다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 여기에서는, 제5 변환기(35)가 적어도 하나의 초음파인 제2 종방향 음향 신호(20)를 헤드 상측부(T)를 통하여 레일헤드(1) 내로 헤드 하측부(B)에 실질적으로 평행하게 그리고 길이방향의 레일 방향으로 전달하여, 초음파인 제2 종방향 음향 신호(20)의 적어도 일 부분이 헤드 상측부(T)에 가깝운 크리프 파(21)로서 레일헤드(1)를 관통하여 전파된다. 크리프 파(21)의 아직 반사되지 않은 또는 변환되지 않은 신호 부분은 레일헤드 상측부(T)의 법선(N4)와 함께 90°의 출구각도(α1)를 형성한다. 크리프 파(21)는 레일 표면(B)의 간섭에 의하여 별로 방해받지 않는다. 크리프 파(21)는 횡방향의 레일 결함(16)에 대해 실질적으로 직각으로 입사할 수 있는데, 그 후 예를 들어 레일 결함(16)에 의하여 제6 변환기(36)로 되돌려 반사될 수 있다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 제5 변환기(35)는, 예를 들어 제3 종방향 음향 신호들(22, 23)을 90°보다 작은 출구각도(αl)로 레일헤드 내로 전달할 수 있다.
그 후에 그러한 신호들(22, 23)도 수직의 횡방향 결함(16)에 의하여 반사될 수 있고, 예를 들어 - 이탈한 후에 - 제6 변환기(36)에 의하여 검출될 수 있다. 후자의 신호들(22, 23)의 이탈은 도 6 에서 화살표(24)에 의하여 도시되었다. 제5 변환기(35)는, 예를 들어 분기성(divergent) 종방향 음향 신호(20)을 전달할 수 있는데, 그 음향 신호의 일정 부분은 언급된 크리프 파(21)를 형성하고 다른 부분들은 언급된 제3 종방향 음향 신호들(22, 23)을 형성할 수 있다. 그러한 분기성 신호(20)의 주축(main axis; O)은, 예를 들어 대략적으로 85°또는 다른 각도의 출구각도(α2)를 레일헤드 상측부(T)의 법선(N4)와 함께 형성할 수 있다. 그러한 제5 변환기(35)에는, 예를 들어 상대적으로 작은 크리스탈(crystal)이 제공될 수 있는데, 이것은 크리프 파 형태에 적합한 분기성을 갖는 신호(20)에 개별의 출구각도(α2)를 제공하기 위한 것이다. 제5 변환기(35)에 의하여 전달되는 신호(20)의 분기는 도 6 및 도 7 에서 점선(d)에 의하여 표시되었다.
바람직하게는, 적어도 두 개의 상이한 초음파 분기성 제2 신호들(20, 20')은 상이한 각도로 레일헤드 상측부(T) 내로 전달되는 바, 이것은 도 6 및 도 7 에 도시되어 있다. 따라서, 제6 변환기(36)는, 예를 들어 제5 변환기(35)에 의하여 전달되는 신호(20)의 입사각도보다 약간 작은 입사각도로 분기성의 제2 신호(20')를 레일헤드 내로 전달하는데, 이로써 제2 신호(20')의 부분들(21', 22', 23')은 횡방향 결함(16)의 영향 하에서 반사될 수 있고, 그 후에 - 이탈 후 - 예를 들어 제5 변환기(35) 및/또는 제6 변환기(36)에 의하여 검출될 수 있다. 그러한 분기성 신호의 주축(O')은, 예를 들어 레일헤드 상측부(T)의 법선(N4)과 함께 출구각도(α2')를 형성하는데, 그 출구각도는 대략적으로 70°또는 이와 상이한 각도이다.
바람직하게는, 제6 변환기(36)에 의하여 전달되는 신호도 레일헤드(1) 내의 '보통의' 종방향 음향 부분들(22', 23')과 크리프 파 부분(21')으로 귀결되도록 분기하는 것이 바람직하다(도 7 참조). 그 경우, 예를 들어 반사된 파동 부분은 다시, 제5 변환기(35), 제6 변환기(36), 또는 제8 변환기(38)에 의하여 검출될 수 있다(도 7 참조).
추가적으로, 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 레일헤드(1) 내부로의 초음파인 종방향 음향 신호의 전달 및/또는 그 헤드로부터 반사된 초음파 신호의 수신을 위하여, 보다 많은 변환기들(그들 중의 하나가 38 로서 표시됨)이 제5 변환기(35) 및 제6 변환기(36) 근처에 배치될 수 있다. 나아가, 매 시기마다, 하나의 변환기(35, 36, 또는 37, 38)가 신호를 전달하고, 레일헤드(1) 내에서 반사된 그 중의 일 부분이 가까운 변환기(36, 35, 또는 38, 36)에 의하여 수신될 수 있다. 이것은, 횡방향 결함(16)의 검출에 대해 특별히 신뢰성있는 검출 방법을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 한편으로는, 변환기(35, 36, 37, 38)에 의하여 전달된 신호는, 예를 들어 횡방향 결함(16)에 의하여 반사되어 부분적으로 다시 그 변환기로 되돌아 갈 수 있다.
도 6 및 도 7 의 예시적인 실시예에서, 레일헤드(1)를 이탈하는 초음파 신호의 검출은 횡방향의 수직 결함(16)이 레일헤드(1) 내에 존재한다는 것을 나타내는 유효한 신호일 수 있다. 추가적으로, 크리프 파들(21, 21')이 그와 함께 사용되기 때문에, 레일 표면의 바로 아래에 위치하여 통상적으로 검출이 어려운 횡방향 결함이 용이하게 검출될 수 있다.
전술된 바와 같이, 사용 중에, 추가적으로, 예를 들어 전술된 제7 변환기(37)는 각각의 크리프 파를 형성하기 위하여 실질적으로 반대측의 레일 길이방향으로 레일헤드 내로 적어도 하나의 다른 제2 신호(20")를 전달하도록 사용될 수 있는데, 예를 들어 이것은 측정장치(U)가 반대측 방향(도 2 참조)으로 레일(R) 위로 이동되는 때 및/또는 특정 방향으로 연장된 결함을 검출하기 위하여 이동되는 때에 수행될 수 있다.
도 8, 도 9a, 도 9b 에는 위치결정 수단이 제공된 측정장치(U)의 설계안이 개략적으로 도시되어 있는데, 상기 위치판정 수단은, 예를 들어: 레일헤드 중심에 대한 측정장치의 구성부품들 및/또는 측정장치의 위치결정; 및/또는 레일헤드의 중심, 적어도 중앙 평면(W)의 위치를 정확히 판정;하기 위한 것이다. 도 8 내지 도 9 에 도시된 측정장치(U)에는, 예를 들어, 레일(R)에 있는 결함을 검출하기 위한 것으로서 도 1 내지 도 7 에 도시되고 앞서 설명된 수단들(8, 31 내지 38) 중의 하나 이상이 제공될 수 있다. 도면의 명확화를 위하여, 그러한 수단들(8, 31 내지 38)은 도 8 에 도시되지 않았다.
도 8 내지 도 9 에는 위치결정 조립체의 사용이 특정적으로 도시되어 있는데, 위치결정 조립체에는 다수의 발신기들과 수신기들, 바람직하게는 변환기들이 제공되는데, 이들은 레일헤드 내부로 초음파인 위치결정 신호들(110a, 110b)을 전달하고 다시 레일헤드로부터 그들을 수신한다. 본 예시적인 실시예에서, 상기 조립체에는 제1 발신기(131A) 및 제1 수신기(132A)와, 그들로 부터 이격되어 배치된 제2 발신기(131B) 및 제2 수신기(132B)가 제공된다. 바람직하게는, 제1 발신 기(131A) 및 제1 수신기(132A) 상호 간의 거리가 제2 발신기(131B) 및 제2 수신기(132B) 상호 간의 거리와 실질적으로 동일하다. 또한 상기 발신기들(131A, 131B) 및 수신기들(132A, 132B)은, 사용 중에, 레일 표면(T) 위로 실질적으로 동일한 수직 거리에 있는 것이 바람직하다.
특히, 작동시 제1 위치결정 신호(110a)가 제1 발신기(131A)에 의하여 발신되어 레일헤드 하측부 부분 (B(1))을 거쳐서 제1 수신기(131B)로 전달될 수 있도록 상기 조립체가 설계되는데, 이것은 도 9a 에 도시되어 있다. 도 9b 에는, 제2 위치결정 신호(110b)가 제2 발신기(132A)에 의하여 발신되어 레일헤드 하측부 부분 (B(2))을 거쳐서 제2 수신기(132B)로 전달될 수 있음이 도시되어 있다. 바람직하게는, 레일헤드를 관통하는 제2 위치결정 신호(110b)의 전달경로(119)는, 적어도 예를 들어 레일에 대한 장치(U)의 원하는 위치결정에 관하여는, 제1 위치결정 신호(110a)의 전달경로(109)의 레일 중앙 길이방향 평면(W)에 대한 대칭적 이미지(mirror image)가 된다.
위치결정 조립체에는, 제1 위치결정 신호와 제2 위치결정 신호의 전달 시간을 비교하기 위한 프로세서(processor) 또는 제어부(8)가 제공되는 것이 바람직하다. 발신기들 및 수신기들(131A, 131B, 132A, 132B)은, 예를 들어, 이 전달 시간의 비교에 근거하여 레일 중심에 대해 위치결정될 수 있다.
발신기들 및 수신기들(131A, 131B, 132A, 132B)은 다양한 방식으로 제공될 수 있고, 또한 예를 들어 각각 적합한 변환기를 포함할 수 있다. 본 발명에 관하여 더 나아가, 예를 들어 도 3 또는 도 4 에 도시된 변환기 쌍은 앞서 언급된 제1 위치결정 신호를 레일 내부로 발신하고 그것을 다시 레일로부터 수신하기 위한 발신기/수신기 쌍(131, 132)으로도 사용될 수 있다. 결함 검출의 목적을 위한 것으로서 앞서 언급된 제1 신호(10)는, 예를 들어 전술된 위치결정 신호(110)로서도 기능할 수 있다.
도 9a 에 도시된 바와 같이, 제1 발신기(131A)가 제1 위치결정 신호(110a)를 레일헤드 내부로 발신할 수 있고 제1 위치결정 신호(110a)가 레일헤드의 일 하측부 부분(B(1); 도 9 의 좌측 부분)을 거쳐서 반사되어 제1 수신기(132A)를 향할 수 있도록 하기 위하여, 제1 발신기(131A) 및 제1 수신기(132A)는 제1 위치결정 위치에 있는 것이 바람직하다. 그 후 제1 위치결정 신호는 제1 수신기(132A)에 의하여 수신될 수 있다.
도 9b 에 도시된 바와 같이, 제2 발신기(131B) 및 제2 수신기(132B)는 제2 위치결정 신호(110b)를 레일헤드의 다른 하측부 부분(B(2); 도 9 의 우측 부분)을 거쳐서 전달하기 위하여 배치될 수 있다. 여기서, 제2 발신기(131B)는 제2 위치결정 신호(110b)가 레일헤드 상측부(T)의 법선(N)과 함께 출구각도(β, β')를 형성하도록 제2 위치결정 신호를 레일헤드 내부로 발신하는 것이 바람직한데, 그 출구각도는 레일헤드 상측부(T)의 법선(N)과 제1 위치결정 신호 간의 각도와 동일하다(도 9a 및 도 9b 참조). 레일의 상측부(T)에 대한 제2 위치결정 신호(110b)의 입사각도는 그 상측부(T)에 대한 제1 위치결정 신호(110a)의 입사각도와 동일한 것이 바람직하다. 또한, 예를 들어 제1 위치결정 신호(110a)가 도 3 에 도시된 제1 신호(10)의 전달경로(109)와 동일할 수 있다는 것을, 도 3 및 도 8a 로부터 알 수 있 다.
도 9b 에 도시된 바와 같이, 제2 발신기(131B)는, 예를 들어, 레일헤드 내부로 제2 수신기(132B)를 향하는 제2 위치결정 신호(110b)를 발신할 수 있다. 제2 위치결정 신호(110b)는, 예를 들어 제1 위치결정 신호(110a)에 대해 실질적인 반대의 방향으로 레일헤드를 횡단할 수 있다. 여기서, 제2 위치결정 신호는 레일헤드의 다른 하측부 부분(B(2); 도 9 의 우측 부분)을 거쳐서 반사되어 제2 수신기(132B)를 향하고 또한 제2 수신기(132B)에 의하여 수신될 수 있다.
각 위치결정 신호(110a, 110b)는 레일헤드 세로부(S)가 아닌 레일헤드 하측부(B)에 의하여 실질적으로 단 일회만 반사되고 반사 후에는 헤드 상측부(T)를 거쳐서 이탈할 수 있도록 전달되는 것이 바람직하다. 아직 반사되지 않은 위치결정 신호 부분들 및 레일헤드 상측부(T)의 법선(N)들은 예를 들어 언급된 출구각도(β 또는 β')를 형성할 수 있는데, 이 각도들은 각각 레일헤드 상측부(T)의 연장선과 레일헤드 하측부(B)의 연장선에 의하여 형성되는 각도(φ)보다 약간 작고 약간 크다.
위치결정 신호들(110a, 110b)은, 예를 들어, 앞서 언급된 초음파의 제1 신호(10)와 유사하게, 레일의 길이방향(L)에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장된 전달경로를 횡단한다.
레일에 대한 위치결정 발신기들 및 위치결정 수신기들(131a, 132A, 131B, 132B)의 특정한 위치(도 8 내지 도 9 에 도시됨)에 있는 경우, 즉 이 발신기들 및 수신기들이 예를 들어 레일의 중앙의(도면들에서 수직의) 길이방향 평면(W)에 대하 여 실질적으로 동일한 측방향의(도면들에서 수평의) 거리를 두고 위치하며, 레일 상측부(T) 위로 실질적으로 동일한 (수직으로의) 거리를 두고 위치되는 경우에는, (적어도 실질적으로 대칭적인 레일헤드에 관하여, 그리고 예를 들어 제1 발신기와 제2 발신기가 실질적으로 동일할 때, 그리고 제1 수신기와 제2 수신기가 실질적으로 동일할 때) 제1 위치결정 신호(110a) 및 제2 위치결정 신호(110b)의 전달경로들은 통상적으로 동등한 길이를 가질 것이다. 레일에 대한 위치가 상이한 경우, 즉 발신기들 및 수신기들(131, 132)은 예를 들어 레일의 중앙의 길이방향 평면(W)에 대하여 동일한 측방향의 거리를 두고 위치하지 않지만, 레일 상측부(T) 위로는 여전히 실질적으로 동일한 거리에 위치되는 경우에는, 이 위치결정 신호들(110a, 110b)의 전달경로들이 동등한 길이를 갖지 않는 것이 통상적일 것인데, 이것은 전달 시간 측정에 의하여 간단히 측정될 수 있다.
위치결정 신호들(110a, 110b)의 검출은, 예를 들어 앞서 언급된 제어부 또는 프로세서(8)에 의하여, 각 측정장치(U) 또는 그것의 일 부분, 레일헤드에 대하여 언급된 검출기들 및/또는 언급된 초음파의 음향원들의 위치결정을 위하여 간단히 이용될 수 있다. 특히, 제1 위치결정 신호 및 제2 위치결정 신호의 전달 시간은, 간단히 측정될 수 있고, 그러한 프로세서에 의하여 서로 비교되어, 예를 들어 상기 장치의 위치결정, 앞서 언급된 변환기들의 위치결정 및/또는 위치결정 수단의 레일헤드에 대해 실질적으로 대칭적인 위치결정, 또는 이들의 다른 방식으로의 위치결정을 위하여 이용될 수 있다. 나아가, 상기 위치결정 신호들은 레일헤드의 중심선의 위치결정을 판정 또는 추적하기 위하여 이용될 수 있다. 또한, 상기 장치는 위 치결정 신호들로부터 레일헤드의 높이를 판정하도록 그리고/또는 레일헤드의 높이 변화를 검출하도록 설계될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어 레일 마모(rail wear)가 측정될 수 있다.
도 8 내지 도 9 에 도시된 위치결정 방법은, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치(U)에 의하여 또는 그 장치(U)에서 사용되기에 매우 적합하지만, 그 방법은 다른 용도를 위하여 사용될 수도 있다. 이 위치결정 방법은, 예를 들어 도 1 내지 도 7 에 도시되고 앞서 설명된 결함 검출이 수행되기 전에 수행될 수 있고, 그리고/또는 그 결함 검출 방법의 일 부분일 수도 있다. 상기 위치결정 방법은, 예를 들어, 앞서 언급된 제1 변환기와 제2 변환기 및/또는 다른 변환기들에 의하여 수행될 수 있는데, 그 변환기들은 도 8 에 도시된 적합한 위치결정용 위치들로 배치될 수 있거나, 또는 이미 배치된 것일 수 있다.
따라서, 도 9a 내지 도 9b 에 도시된 방법은, 예를 들어 네 개 이상의 변환기들, 즉 제1 위치결정 신호(110a)를 발신 및 수신하기 위한 변환기들(131A, 132A)의 쌍 및 제2 위치결정 신호(110b)를 발신 및 수신하기 위한 변환기들(131B, 132B)의 쌍에 의하여 수행될 수 있다. 대체적으로(Alternatively), 상기 위치결정 방법은, 예를 들어 적합한 위치결정용 위치들 간에 이동가능한 한 쌍의 변환기들을 이용하여, 먼저 위치결정 신호를 레일헤드의 일 하측부 부분(B(1))을 거쳐서 서로를 향하도록 발신하고, 그 후 위치결정 신호를 레일헤드의 다른 하측부 부분(B(2))을 거쳐서 서로를 향하도록 발신할 수 있다. 그 경우, 각 변환기가 발신기 및 수신기 양자로서 기능할 수 있다.
본 발명이 위에서 설명된 예시적인 실시예들에 한정되지 않는다는 것은 두말할 필요도 없다. 다양한 변형들이 하기의 청구항들에 기재된 본 발명의 큰 틀 안에서 이루어질 수 있다.
따라서, 언급된 변화기들 등은 각각 다양한 방식으로 설계 및 배치될 수 있다. 변환기들은, 예를 들어 하나 이상의 배열 형태들(array formations)로 배치될 수 있는데, 이 경우 상이한 변환기들이, 예를 들어 다양한 각도로 신호를 발신 및/또는 수신하도록 배치될 수 있다.
변환기는, 예를 들어, (발신 또는 수신의) 단일 모드로 이용되거나 또는 (발신 및 수신의) 듀얼 모드로 이용될 수도 있는데, 이것은 예를 들어 변환기의 설계에 의존한다.
또한, 초음파 신호를 발생 및/또는 검출하기 위하여, 예를 들어 변환기들 대신에, 다른 수단이 이용될 수 있다.
나아가, 언급된 초음파 신호는, 그들 각각이 분기성(divergence) 또는 산발성(scattering)인 빔(beam)의 어떠한 형태를 보일 수 있다.
본 발명은 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위하여 이용될 수 있다.

Claims (33)

  1. 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법으로서, 그 레일헤드(1)에는 상측부(T), 하측부(B), 및 상측부(T)와 하측부(B) 간에 연장된 세로부(S)가 제공되고, 적어도 하나의 초음파 제1 신호(10)가 상기 헤드 상측부(T)를 통하여 레일헤드(1) 내로 발신되며, 상기 초음파 제1 신호(10)는:
    레일헤드 세로부(S)에 의하여는 반사되지 않되 레일헤드 하측부(B)에 의하여는 일 회만 반사되고;
    적어도 하나의 실질적인 중앙의 레일헤드 부분(C)에 도달하며;
    헤드 상측부(T)를 거쳐서 레일헤드(1)를 이탈할 수 있도록; 전달경로(9)를 횡단하고,
    상기 헤드 상측부(T)를 이탈하는 초음파 제1 신호는 검출되며, 적어도 초음파 제1 신호(10)의 전달경로(9)는 가상의 전달평면에서 연장되고, 그 전달평면은 레일의 길이방향(L)에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장된, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전달평면은 레일의 가상적 횡단 평면과 함께 대략적으로 -10°내지 10°의 범위에 있는 각도를 형성하고, 상기 전달평면은 레일의 가상적 횡단 평면인, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 초음파 제1 신호(10)의 아직 반사되지 않은 경로 부분(9a)은 중앙의 레일헤드 부분(C)으로부터 약간 벗어나도록 지향되고 상기 초음파 제1 신호(10)의 반사된 경로 부분(9b)은 중앙의 레일헤드 부분(C)을 향하도록 지향되거나, 또는 그 역으로 된, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 초음파 제1 신호(10)는 레일헤드 상측부(T)로부터 레일헤드 하측부(B)로 전달되고, 그 후 레일헤드 하측부(B)에 의하여 반사되어 중앙의 레일헤드 부분(C)으로 향하는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 초음파 제1 신호(10)의 아직 반사되지 않은 신호 부분과 상기 레일헤드 상측부(T)의 법선(N1)은, 레일헤드 상측부(T)의 연장선과 레일헤드 하측부(B)의 연장선에 의하여 형성되는 각도(φ)보다 작은 출구각도(β)를 형성하는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 초음파 제1 신호의 아직 반사되지 않은 부분과 상기 레일헤드 상측부(T)의 법선(N1)은 대략적으로 20°보다 작은 출구각도(β)를 형성하는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 출구각도(β)는 대략적으로 10°인, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  8. 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법으로서,
    레일헤드(1)에는 상측부(T) 및 하측부(B)가 제공되고, 적어도 하나의 초음파 종방향 음향 신호(10")는 먼저 레일헤드 상측부(T)로부터 중앙의 레일헤드 부분(C)으로 전달되며, 그 후 레일헤드 하측부(B)에 도달할 수 있고, 종방향 음향 신호(10")의 전달경로는 가상의 전달평면에서 연장되며, 그 전달평면은 레일의 길이방향(L)에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되고, 헤드 상측부(T)를 이탈하는 초음파 신호는 적어도 하나의 검출기(34)에 의하여 검출되는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 종방향 음향 신호의 아직 반사되지 않은 부분과 상기 레일헤드 상측부(T)의 법선(N3)은 대략적으로 30°인 출구각도(γ)를 형성하는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    반사된 신호 부분이 상기 중앙의 레일 부분(C)으로부터 이격된 위치에서 레일헤드(1)를 이탈하도록, 그 신호가 상기 검출기(34)에 의하여 실질적으로 수신되지 않도록, 상기 종방향 음향 신호가 상기 레일헤드 하측부(B)에 의하여 반사되는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    적어도 하나의 초음파 제1 신호(ultrasonic first signal; 10)는 레일헤드 상측부(T)로부터 레일헤드 하측부(B)로 전달되고 그 후 레일헤드 하측부(B)에 의하여 반사되어 실질적인 중앙의 레일헤드 부분(C)으로 향하며, 그 후 적어도 하나의 초음파 제1 확인 신호(ultrasonic first verification signal; 10'; 10")가 레일헤드 상측부(T)로부터 실질적인 중앙의 레일헤드 부분(C)으로 전달되고 그 후 레일헤드 하측부(B)에 도달할 수 있거나, 또는 그 역으로 된, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    레일헤드 하측부(B)의 연장선과 레일헤드 상측부의 연장선은, 중앙의 레일헤드 부분으로부터 먼 방향으로 볼 때, 대략적으로 20°인 각도(φ)를 형성하는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  13. 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법으로서,
    레일헤드(1)에는 상측부(T)가 제공되고, 적어도 하나의 초음파 종방향 음향 신호(20)가 상기 헤드 상측부(T)를 거쳐서 레일헤드(1) 내부로 전달되어, 상기 종방향 음향 신호(20)의 적어도 일 부분이 헤드 상측부(T)에 가까운 크리프 파(creep wave)로서 레일헤드를 관통하여 전파되며, 레일헤드(1)로부터 되돌려 반사된 후 헤드 상측부(T)를 이탈하는 적어도 크리프 파 부분이 검출되는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    적어도 두 개의 상이한 초음파 종방향 음향 신호들(20, 20')이 상이한 각도로 레일헤드 상측부(T) 내로 전달되는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    적어도 하나의 종방향 음향 신호(20)가 제1의 레일 길이방향으로 레일헤드(1) 내로 전달되어 적어도 하나의 개별적 크리프 파를 형성하고, 적어도 하나의 다른 종방향 음향 신호(20")는 실질적으로 반대측의 레일 길이방향으로 레일헤드 내로 전달되어 적어도 하나의 개별적인 크리프 파를 형성하는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  16. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    적어도 두 개의 초음파 제1 신호(10)들이 제1 및 제2 위치결정 신호들(110a, 110b)로서 이용되어, 측정장치의 적어도 일 부분을 레일헤드에 대하여 위치결정하거나, 또는 레일헤드의 중앙 평면(W)의 위치를 판정하거나, 또는 측정장치의 적어도 일 부분을 레일헤드에 대하여 위치결정하고 그리고 레일헤드의 중앙 평면(W)의 위치를 판정하는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  17. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 레일헤드 하측부(B)는 레일 플랜지(rail flange; F)에 의하여 두 개의 하측부 부분들(B(1), B(2))로 나뉘고, 제1 발신기(131A)는 제1 위치결정 신호(110a)가 레일헤드의 일 하측부 부분(B(1))을 거쳐서 반사되어 제1 수신기(132A)를 향하도록 제1 위치결정 신호(110a)를 레일헤드 내로 발신하며, 제1 위치결정 신호는 제1 수신기(132A)에 의하여 수신되고, 제2 발신기(131B)는 제2 위치결정 신호(110b)가 레일헤드의 다른 하측부 부분(B(2))을 거쳐서 반사되어 제2 수신기(132B)를 향하도록 제2 위치결정 신호(110b)를 레일헤드 내로 발신하며, 제2 위치결정 신호(110b)는 제2 수신기(132B)에 의하여 수신되고, 측정장치, 또는 발신기들 및 수신기들(131A, 132A, 131B, 132B), 또는 측정장치와 발신기들 및 수신기들(131A, 132A, 131B, 132B) 모두의 레일헤드에 대한 위치결정을 위하여 제1 위치결정 신호와 제2 위치결정 신호의 전달 시간이 측정되고 서로 비교되는, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법.
  18. 제 13 항 또는 제 14 항에 따른 방법을 수행하기 위하여 의도되고 구성된, 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치.
  19. 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체(assembly)로서, 레일헤드(1)에는 상측부(T) 및 하측부(B)가 제공되고, 상기 장치는 레일헤드의 상측부(T) 위로, 레일 길이방향(L)에 평행한 이동방향으로 이동가능하며, 상기 장치의 적어도 하나의 제1 음향원(31, 32; 33, 34)은 작동시 제1 음향원(31, 32; 33, 34)에 의하여 발신된 초음파 제1 신호(10)가:
    헤드 상측부(T)를 거쳐서 레일헤드(1) 내로 들어가고;
    레일헤드(1)의 세로부(S)에 의하여는 반사되지 않되, 레일헤드 하측부(B)에 의하여는 일회만 반사되며;
    적어도 하나의 실질적인 중앙의 레일헤드 부분(C)에 도달하고; 그리고
    헤드 상측부(T)를 거쳐서 레일헤드(1)를 이탈할 수 있도록;하는 위치로 이동될 수 있고,
    상기 장치의 적어도 하나의 제1 검출기(32, 31; 34, 33)는 헤드 상측부(T)를 이탈하는 초음파 제1 신호(10)를 검출하기 위하여 배치된, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 초음파 음향원(31, 32; 33, 34) 및 상기 제1 검출기(32, 31; 34, 33)는 각각 실질적으로 상기 이동방향의 가상적 횡단 평면을 따라서 배치된, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 제1 음향원(31, 32; 33, 34) 및 상기 제1 검출기(32, 31; 34, 33)는, 레일헤드(1)의 폭보다 짧은 거리를 두고 서로의 옆에 또는 서로에 가깝게 배치된, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    제1 초음파 음향원(31)은 개별의 발신 방향이 중앙의 레일헤드 부분(C)으로부터 약간 벗어나게 지향되게 하는 발신 위치로 이동될 수 있고, 제1 검출기(32)는 개별의 수신 방향이 중앙의 레일헤드 부분(C)을 지향하게 하는 개별의 수신 위치로 이동될 수 있는, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  23. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 레일헤드 하측부(B)는 레일 플랜지(F)에 의하여 두 개의 하측부 부분들(B(1), B(2))로 나뉘고, 적어도 상기 결합체에는 제1 및 제2 위치결정 신호들(110a, 110b)을 레일헤드 내로 발신하고 그들을 다시 레일헤드로부터 수신하는 다수의 발신기들 및 수신기들(131A, 132A, 131B, 132B)이 제공되어, 제1 위치결정 신호(110a)는 하나의 레일헤드 하측부 부분(B(1))을 거쳐서 제1 수신기(131B)를 향하도록 제1 발신기(131A)에 의하여 발신될 수 있고 제2 위치결정 신호(110b)는 다른 레일헤드 하측부 부분(B(2))을 거쳐서 제2 수신기(132B)를 향하도록 제2 발신기(132A)에 의하여 발신될 수 있으며, 상기 결합체에는 제1 위치결정 신호 및 제2 위치결정 신호의 전달 시간을 비교하는 프로세서가 제공되고, 검출 장치의 적어도 일 부분(31-39, 131, 132)은 상기 전달 시간의 비교에 근거하여 레일의 중앙에 대해 위치결정될 수 있는, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  24. 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체에 있어서,
    레일헤드(1)에는 상측부(T) 및 하측부(B)가 제공되고, 상기 장치는 레일헤드의 상측부(T) 위로, 레일 길이방향(L)에 평행한 이동방향으로 이동가능하며, 상기 장치에는 적어도 초음파 종방향 음향을 발신하도록 설계된 적어도 하나의 음향원(33, 34)이 제공되고, 상기 장치에는 적어도 초음파 음향을 검출하도록 설계된 적어도 하나의 수신기(34, 33)가 제공되며, 상기 종방향 음향의 음향원(33, 34)과 검출기(34, 33)는 작동시, 개별의 발신 방향 및 개별의 수신 방향 각각이 레일 길이방향(L)에 대해 실질적으로 횡방향으로 연장되고 중앙의 레일헤드 부분(C)을 지향하도록 하는 개별의 발신 위치 및 수신 위치로 이동될 수 있는, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 종방향 음향의 음향원(33)과 검출기(34) 각각은 상기 이동방향의 가상적 횡단 평면을 따라서 배치되고, 상기 종방향 음향의 음향원(33)과 검출기(34)는 레일헤드(1)의 폭보다 짧은 거리를 두고 서로의 옆에 또는 서로의 가까이에 작동가능하게 배치되는, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  26. 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체에 있어서,
    레일헤드(1)에는 상측부(T)가 제공되고, 상기 장치는 레일헤드의 상측부(T) 위로, 레일 길이방향(L)에 평행한 이동방향으로 이동가능하며, 상기 장치에는 적어도 하나의 음향원(35, 36, 38)이 제공되고, 상기 음향원은 상기 헤드 상측부(T)를 거쳐서 레일헤드(1) 내로 적어도 하나의 초음파 종방향 음향 신호(20)를 발신하도록 배치되어, 종방향 음향 신호(20)의 적어도 일부분은 헤드 상측부(T)에 가까운 크리프 파로서 레일헤드를 관통하여 전파되는, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  27. 제 26 항에 있어서,
    적어도 두 개의 상이한 초음파 종방향 음향 신호들(20, 20')을 상이한 각도로 레일헤드 상측부(T) 내로 발신하는 적어도 두 개의 음향원들(35, 36, 38)이 제 공된, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  28. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 장치에는, 작동시 레일헤드(1) 내에서 반사된 후 헤드 상측부(T)를 이탈하는 초음파 신호들을 검출하기 위하여 배치된 적어도 하나의 검출기(35, 36, 38)가 제공된, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  29. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 장치에는, 개별의 크리프 파를 형성하기 위하여 실질적으로 제1의 레일 길이방향으로 레일헤드(1) 내로 적어도 하나의 상기 종방향 음향 신호(20)를 전달하기 위해 배치된 적어도 하나의 음향원(35, 36, 38)이 제공되고, 개별의 크리프 파를 형성하기 위하여 실질적으로 반대측의 레일 길이방향으로 레일헤드(1) 내로 적어도 하나의 다른 종방향 음향 신호를 전달하기 위해 배치된 적어도 하나의 다른 음향원(37)이 제공된, 레일의 레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 장치와 레일이 제공된 결합체.
  30. 제어부(control)로 하여금 제 1 항, 제 2 항, 제 13 항, 및 제 14 항 중의 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하는 프로그램 코드들(program codes)이 제공된 제어 프로그램(control program)으로서, 하나 이상의 음향원들 및 검출기들을 제어하기 위한 목적으로 상기 제어부에 탑재(load)된, 제어 프로그램.
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 레일헤드에 대한 장치의 위치결정, 또는 레일헤드의 중앙의 길이방향 평면(W)의 위치판정, 또는 레일헤드에 대한 장치의 위치결정 및 레일헤드의 중앙의 길이방향 평면(W)의 위치판정을 위한 방법으로서,
    레일헤드(1)에는 상측부(T), 하측부(B), 및 상측부(T)와 하측부(B) 간에 연장되는 세로부(S)가 제공되고, 상기 레일헤드 하측부(B)는 두 개의 하측부 부분들(B(1), B(2))로 나뉘며, 제1 발신기(131A)는 적어도 하나의 제1 위치결정 신호(110a)를 레일헤드 상측부(T)를 거쳐서 레일헤드 내로 발신하여 제1 위치결정 신호(110a)가 레일헤드의 하나의 하측부 부분(B(1))을 거쳐서 반사되어 제1 수신기(132A)를 향하고, 제1 위치결정 신호는 제1 수신기(132A)에 의하여 수신되며, 제2 발신기(131B)는 적어도 하나의 제2 위치결정 신호(110b)를 레일헤드 상측부(T)를 거쳐서 레일헤드 내로 발신하여 제2 위치결정 신호(110b)가 레일헤드의 다른 하측부 부분(B(2))을 거쳐서 반사되어 제2 수신기(132B)를 향하고, 제2 위치결정 신호(110b)는 제2 수신기(132B)에 의하여 수신되고, 제1 및 제2 위치결정 신호들의 전달 시간이 측정되고 서로 비교되어, 장치의 적어도 일부분의 레일헤드에 대한 위치결정, 또는 레일헤드의 중앙의 길이방향 평면(W)의 위치판정, 또는 장치의 적어도 일부분의 레일헤드에 대한 위치결정 및 레일헤드의 중앙의 길이방향 평면(W)의 위치판정이 수행되는,
    레일헤드에 대한 장치의 위치결정, 또는 레일헤드의 중앙의 길이방향 평면(W)의 위치판정, 또는 레일헤드에 대한 장치의 위치결정 및 레일헤드의 중앙의 길이방향 평면(W)의 위치판정을 위한 방법.
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WO (1) WO2006088353A2 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9733625B2 (en) 2006-03-20 2017-08-15 General Electric Company Trip optimization system and method for a train
US10308265B2 (en) 2006-03-20 2019-06-04 Ge Global Sourcing Llc Vehicle control system and method
US9950722B2 (en) 2003-01-06 2018-04-24 General Electric Company System and method for vehicle control
US20080148853A1 (en) * 2003-09-22 2008-06-26 Hyeung-Yun Kim Gas tank having usage monitoring system
US9956974B2 (en) 2004-07-23 2018-05-01 General Electric Company Vehicle consist configuration control
US9828010B2 (en) 2006-03-20 2017-11-28 General Electric Company System, method and computer software code for determining a mission plan for a powered system using signal aspect information
US20090266166A1 (en) * 2008-04-23 2009-10-29 Pagano Dominick A Method and apparatus for detecting internal rail defects
US9010186B2 (en) 2008-04-23 2015-04-21 Nordco Rail Services & Inspection Technologies, Inc. Method and apparatus for detecting internal rail defects
US7849748B2 (en) * 2008-05-15 2010-12-14 Sperry Rail, Inc. Method of and an apparatus for in situ ultrasonic rail inspection of a railroad rail
MD89Z (ro) * 2009-03-11 2010-04-30 Научно-Производственное Предприятие "Mdr Grup" О.О.О. Procedeu de urmărire a axei longitudinale a şinei de cale ferată la defectoscopia ultrasonoră rapidă şi dispozitiv pentru realizarea acestuia
US8914171B2 (en) 2012-11-21 2014-12-16 General Electric Company Route examining system and method
CN103842998B (zh) * 2011-08-23 2018-01-19 Csir公司 用于监测结构元件的状况的系统和开发该系统的方法
US9689760B2 (en) 2011-11-10 2017-06-27 The Regents Of The University Of California Stress detection in rail
WO2013152018A1 (en) * 2012-04-06 2013-10-10 The Regents Of The University Of California Air-coupled ultrasonic inspection of rails
AU2013299501B2 (en) 2012-08-10 2017-03-09 Ge Global Sourcing Llc Route examining system and method
WO2014124050A1 (en) 2013-02-06 2014-08-14 The Regents Of The University Of California Nonlinear ultrasonic testing for non-destructive measurement of longitudinal thermal stresses in solids
US9255913B2 (en) 2013-07-31 2016-02-09 General Electric Company System and method for acoustically identifying damaged sections of a route
RU2610516C1 (ru) * 2015-12-23 2017-02-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр неразрушающего контроля "ЭХО+" Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном
CN109557177A (zh) * 2017-09-27 2019-04-02 鞍钢股份有限公司 一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100195436B1 (ko) 1996-12-20 1999-06-15 서동만 초음파 레일라이파를 이용한 나삿니의 미세 결함 검출 방법

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US417636A (en) * 1889-12-17 Sewer-trap
BE633687A (ko) 1962-06-27
US3215220A (en) 1963-05-22 1965-11-02 William A Schoeffler Safety seat belt release and ignition cutoff system
US4174636A (en) * 1977-07-25 1979-11-20 Pagano Dominick A Two wheel ultrasonic rail testing system and method
ZA822586B (en) * 1981-05-06 1983-03-30 Automation Ind Inc An ultrasonic rail testing method and system
CH665909A5 (fr) * 1985-05-15 1988-06-15 Matix Ind Sa Procede et dispositif de detection par ultrasons des defauts internes d'un rail de chemin de fer situes dans les bords du champignon de ce rail, utilisation du dispositif.
AU1994892A (en) * 1991-05-07 1992-12-21 Dapco Industries Real-time ultrasonic testing system
RU2060493C1 (ru) 1993-03-01 1996-05-20 Марков Анатолий Аркадьевич Способ ультразвукового контроля головки рельса
US5419196A (en) * 1993-03-19 1995-05-30 Pandrol Jackson Technologies, Inc. Ultrasonic side-looker for rail head flaw detection
US5578758A (en) * 1995-06-21 1996-11-26 Pandrol Jackson Technologies, Inc. Rail investigating ultrasonic transducer
CH690851A5 (fr) * 1996-11-25 2001-02-15 Speno Internat S A Dispositif de mesure des défauts internes d'un rail par ultrasons.
ES2200533T3 (es) * 1998-07-22 2004-03-01 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Dispositivo para la inspeccion ultrasonica.
CN1103449C (zh) * 1998-10-23 2003-03-19 李钢 钢轨超声探轮和探伤装置
WO2001050097A2 (en) * 2000-01-05 2001-07-12 Harsco Corporation Automatic carriage alignment
WO2002030729A1 (en) * 2000-10-10 2002-04-18 Sperry Rail, Inc. Hi-rail vehicle-based rail inspection system
US6405596B1 (en) * 2000-10-13 2002-06-18 Chicago Bridge & Iron Company Ultrasonic austenitic weld seam inspection method and apparatus
RU2184960C1 (ru) 2001-08-24 2002-07-10 ОАО "Радиоавионика" Способ ультразвукового контроля головки рельсов
CN100362344C (zh) * 2002-12-13 2008-01-16 攀枝花钢铁有限责任公司 钢轨在线超声波探伤方法及其装置
EP1447661A1 (en) * 2002-12-24 2004-08-18 Innerspec Technologies, Inc. Creeping wave technique for mill roll inspection
NL1024593C2 (nl) * 2003-10-22 2005-04-25 Sonimex B V Werkwijze alsmede inrichting voor het ultrasoon testen van een object.
US7521917B2 (en) * 2004-06-25 2009-04-21 General Electric Company Method and apparatus for testing material integrity

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100195436B1 (ko) 1996-12-20 1999-06-15 서동만 초음파 레일라이파를 이용한 나삿니의 미세 결함 검출 방법

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