KR101270178B1 - 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치 - Google Patents

자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101270178B1
KR101270178B1 KR1020120155113A KR20120155113A KR101270178B1 KR 101270178 B1 KR101270178 B1 KR 101270178B1 KR 1020120155113 A KR1020120155113 A KR 1020120155113A KR 20120155113 A KR20120155113 A KR 20120155113A KR 101270178 B1 KR101270178 B1 KR 101270178B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnet
magnetic force
sensor device
base
pole
Prior art date
Application number
KR1020120155113A
Other languages
English (en)
Inventor
노용우
유휘룡
구성자
조성호
김동규
Original Assignee
한국가스공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국가스공사 filed Critical 한국가스공사
Priority to KR1020120155113A priority Critical patent/KR101270178B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101270178B1 publication Critical patent/KR101270178B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
    • G01N27/87—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields using probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07—Hall effect devices
    • G01R33/072—Constructional adaptation of the sensor to specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/091—Constructional adaptation of the sensor to specific applications

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

본 발명은 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치에 관한 것이다. 이는 도관의 내부를 주행하면서 그 주변으로 자기력을 방출하여 도관의 이상 유무를 검사하는 것으로서, 주행방향으로 연장되며 자력이 통과하는 자로(magnetic path)의 역할을 하는 베이스와; 상기 베이스의 연장방향 상부에 위치하며 다수의 홀센서를 구비한 센싱부와; 상기 센싱부의 일측에 설치되는 판상 자석으로서, N극과 S극이 두께방향으로 착자되되, N극 또는 S극이 베이스를 향하도록 배치되며 수평 이동 가능한 제 1자석부와; 상기 센싱부를 기준으로 제 1자석부의 반대편에 설치되는 판상자석으로, N극과 S극이 두께방향으로 착자되되 S극 또는 N극이 베이스를 향하도록 배치되며 수평 이동 가능한 제 2자석부와; 상기 제 1자석부와 제 2자석부를, 센싱부를 사이에 두고 진퇴운동시켜 출력되는 자기력의 세기를 조절하는 구동부와; 상기 제 1,2자석부를 커버하는 커버부와; 상기 커버부에 장착되며 도관의 내주면에 접한 상태로 구름운동하는 다수의 휠을 포함한다.

Description

자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치{Sensor device for Magnetic Flux Leakage Inspection having intensity of magnetic force modulating function}
본 발명은 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치에 관한 것이다.
소재나 제품 등의 내부 조직이나 균열 상태 등을 검사하기 위한 비파괴검사(Non-Destructive Inspection)에는, 방사선투과검사, 초음파탐상, 자기탐상, 자기누설, 전자유도검사법 등이 알려져 있다.
상기한 여러 가지 비파괴 검사법 중, 자기누설검사법은, 센서시스템의 자세나 진동 또는 이동속도가 불안정하더라도 출력신호의 일정 품질을 유지할 수 있어, 유체가 흐르고 있는 이를테면 가스관이나 송유관과 같은 철재질의 도관 검사에 가장 많이 적용되는 검사기법이다.
특히 상기 자기누설검사법은 초음파의 전파에 필수적인 접촉매질(couplant)이 없는 가스배관의 검사에 적용할 수 있는 유일한 방법이다.
상기한 자기누설검사를 위한 센서장치는 도관에 자기력를 최대한 많이 인가할 수 있는 구조를 가지며, 기본적으로 두 개의 영구자석과, 상기 영구자석을 연결하여 자로(magnetic path)를 제공하는 요크와, 상기 영구자석의 사이에 설치되며 결함부위에서 누설되는 자기장의 밀도를 측정하는 홀(Hall)센서로 구성된다.
상기 홀센서는, 자기장의 방향과 크기를 알아내는데 사용되는 소자로서, 자기장의 세기에 비례하는 출력을 발생한다.
한편, 상기한 센서장치를 이용해 도관을 검사하기 위해서는, 도관의 내부를 주행하는 배관검사용 주행로봇에 센서장치를 탑재하여야 한다. 상기 주행로봇은, 다수의 휠이 구비되어 있는 견인수단으로서, 외부로부터 전달된 신호에 따라 주행하며 센서장치를 견인한다.
상기 센서장치는 주행로봇에 연결된 상태로 도관의 내부를 이동하면서 자기력을 연속 방출하여 검사를 수행한다.
그런데, 상기 센서장치에서 발생하는 자기력은 매우 강력하므로, 검사 내내 강력한 자기력을 발생하는 센서장치를 움직이는 데에는 상당한 견인력을 필요로 한다. 이에 따라 센서장치에도 휠이 설치되는 것이다.
그러나, 센서장치에 휠을 적용한다 하더라도, 센서장치가 도관의 휘어진 부분이나 연결부분을 통과하는 경우에는 휠이 도관의 내벽면에 닿지 못하여 센서장치의 본체가 도관에 달라붙게 된다. 이럴 경우 주행로봇을 움직이지 못하여 더 이상의 검사를 수행할 수 없게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 미국특허공보 제8,232,796호에, 출력되는 자기력의 세기를 조절할 수 있는 도관센서디바이스가 개시된 바 있다.
그러나 상기 미국특허공보에 개시된 도관센서디바이스는 그 성능이 좋지 않다는 단점이 있었다. 그 이유는 자기력이 통과하는 자로(磁路, magnetic path)에 자기장을 교란하거나 자기누설을 야기할 수 있는 기어나 샤프트나 샤프트를 수용하는 공간부 등과 같은 방해물이 위치하기 때문이다.
비파괴 검사용 센서시스템에 있어서 배관의 착자 및 포화는 센서시스템의 성능을 결정하는 매우 중요한 요소이고, 착자레벨의 증감은 자기장이 통과하는 자로의 단면적에 비례하는데, 상기와 같이 종래의 센서디바이스는 자기회로의 단면적이 좁아 그만큼 성능이 떨어지는 것이다.
이와같이, 종래의 센서디바이스는 자기력이 통과하는 단면적이 좁으므로, 자기력의 최대치와 최소치의 차이가 얼마나지 않아, 센서디바이스 외부로 출력되는 자기력의 감쇄율도 크지 않다. 필요시 센서디바이스 외부로 인가되는 자기력을 크게 줄일 수 없는 것이다. 예컨대 센서디바이스가 도관의 내벽면 달라붙은 경우 도관으로부터 센서디바이스를 떼어내기 힘든 것이다.
또한 상기 미국특허공보의 도관센서디바이스는, 두 개의 회전자석과, 상기 회전자석을 중심에 둔 두 개씩의 고정자석을 내장하는데, 일단 그 구조가 복잡하고, 특히 자석의 출력면적이 좁다는 한계가 있었다. 즉, 자석의 물리적인 면적이 작아 출력되는 자기량이 작다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 자기력이 통과하는 자기회로(magnetic path)의 단면적이 넓고 특히 자석의 면적이 넓어, 착자레벨을 최대로 유지할 수 있어 그만큼 검사성능이 뛰어남은 물론 필요시 자기력을 충분히 작게 감소시켜 도관의 굴곡부위나 연결부위 등에서도 거침없이 주행할 수 있는 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치는, 도관의 내부를 주행하면서 그 주변으로 자기력을 방출하여 도관의 이상 유무를 검사하는 것으로서, 주행방향으로 연장되며 자력이 통과하는 자로(magnetic path)의 역할을 하는 베이스와; 상기 베이스의 연장방향 상부에 위치하며 다수의 홀센서를 구비한 센싱부와; 상기 센싱부의 일측에 설치되는 판상 자석으로서, N극과 S극이 두께방향으로 착자되되, N극 또는 S극이 베이스를 향하도록 배치되며 수평 이동 가능한 제 1자석부와; 상기 센싱부를 기준으로 제 1자석부의 반대편에 설치되는 판상자석으로, N극과 S극이 두께방향으로 착자되되 S극 또는 N극이 베이스를 향하도록 배치되며 수평 이동 가능한 제 2자석부와; 상기 제 1자석부와 제 2자석부를, 센싱부를 사이에 두고 서로에 대해 진퇴운동시켜 출력되는 자기력의 세기를 조절하는 구동부와; 상기 제 1,2자석부를 커버하는 커버부와; 상기 커버부에 장착되며 도관의 내주면에 접한 상태로 구름운동하는 다수의 휠을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1자석부와 제 2자석부는 동일한 사이즈를 갖는 사각판 형태의 자석으로서, 베이스상의 동일 평면상에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동부는; 상기 베이스상에 축회전 가능하게 지지되며 베이스의 주행방향으로 연장된 것으로서, 길이방향 중간지점을 중심으로, 서로 다른 방향의 나선홈을 갖는 제 1스크류축부 및 제 2스크류축부로 구성된 스크류부와, 상기 제 1자석부에 고정된 상태로, 상기 제 1스크류축부에 동력이음되어 스크류부의 축회전시 제 1스크류축부의 길이방향으로 직선운동 하는 제 1너트부와, 상기 제 2자석부에 고정된 상태로, 상기 제 2스크류축부에 동력이음되어 스크류부의 축회전시 제 2스크류축부의 길이방향으로 직선운동 하는 제 2너트부와, 외부로부터 전력을 공급받아 회전력을 발생하는 토크발생기와, 상기 토크발생기의 회전력을 상기 스크류부로 전달하는 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전동수단은; 상기 토크발생기의 구동샤프트에 고정되는 구동기어와, 상기 구동기어에 치합하며 상기 스크류부의 일단에 고정되는 종동기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 베이스의 상부에는; 상기 스크류부와 평행하게 연장되며 제1,2자석부의 직선운동을 가이드 하는 가이드로드가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1,2자석부에는 상기 가이드로드를 그 내부로 통과시키는 가이드구멍이 형성되고, 상기 가이드로드는, 상기 가이드구멍을 통과한 상태로 양단부가 상기 커버부의 내측에 고정된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스의 상부에는; 상기 센싱부를 그 내부에 수용하고 그 일부가 상기 제 1,2자석부의 사이에 개재되는 중앙프레임이 더 구비되며, 상기 가이드로드는 상기 중앙프레임을 관통하여 제 1,2자석부의 접촉을 차단하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치는, 자기력이 통과하는 자기회로(magnetic path)의 단면적이 넓고 특히 자석의 면적이 넓어, 착자레벨을 최대로 유지할 수 있어 그만큼 검사성능이 뛰어남은 물론 필요시 자기력을 충분히 작게 감소시켜 도관의 굴곡부위나 연결부위 등에서도 거침없이 주행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴 검사용 센서장치의 사시도이다.
도 2는 상기 도 1에 도시한 센서장치의 내부 구조를 나타내 보인 절제 사시도이다.
도 3은 상기 도 1에 도시한 센서장치의 부분 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5는 상기 도 1에 도시한 센서장치의 자기력 세기 조절원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴 검사용 센서장치(11)의 외부 모습을 나타낸 사시도이고, 도 2는 상기 도 1에 도시한 센서장치의 내부 구조를 도시한 도면이다. 또한, 도 3은 상기 센서장치의 부분 분해 사시도이다.
도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 비파괴 검사용 센서장치(11)는, 도관 내 주행방향으로 연장되며 역사다리꼴의 단면형태를 갖는 베이스(13)와, 상기 베이스(13)의 길이방향 중앙 상부에 설치되는 중앙프레임(25)과, 상기 중앙프레임(25)의 내측부에 설치되며 상부로 개방된 센싱부(19)와, 상기 베이스(13)의 상부에 수평으로 설치되는 것으로서, 상기 센싱부(19)를 가운데 두고 대칭으로 배치되는 제 1자석부(41) 및 제 2자석부(42)와, 상기 제 1,2자석부(41,42)를 진퇴운동시키기 위한 스크류부(33)와 전동수단과 토크발생기(17)와, 상기 제 1,2자석부(41,42)를 커버하는 커버부를 포함한다.
상기 베이스(13)는 그 내부로 자기력선을 유도하여 통과시키는 자기력의 통로 역할을 한다. 이러한 역할을 위하여 베이스(13)의 내부에는 자기누설을 야기할 수 있는 방해물이나 빈 공간이 없다. 이른바 솔리드형 블록인 것이다.
상기 베이스(13)의 일단부에는 기어홈(13a)이 마련되어 있다. 상기 기어홈(13a)은 구동기어(27)를 수용하기 위한 홈이다. 상기 구동기어(27)는 토크발생기(17)의 구동샤프트(17a)에 고정된 상태로 기어홈(13a) 내에서 양방향으로 회전한다.
또한 상기 구동기어(27)에는 종동기어(29)가 치합한다. 상기 종동기어(29)는 후술할 스크류부(33)의 일단에 고정된 상태로 구동기어(27)와 치합한 상태로 구동기어로부터 회전력을 전달받아 스크류부(33)를 시계방향 또는 그 반대방향으로 축회전 시킨다.
본 실시예에서는 전동수단으로서 구동기어(27)와 종동기어(29)를 예로 들었지만, 상기 스크류부(33)를 회전시킬 수 있는 한에서 구동기어와 종동기어 이외의 다른 전동수단, 가령 벨트나 체인 등을 얼마든지 적용할 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 베이스(13)의 상부에는 스크류부(33)가 축회전 가능하게 설치된다. 상기 스크류부(33)는 베이스(13)의 길이방향으로 연장되며 그 외주면에 나선홈(33c,33d)이 형성되어 있는 환봉형 부재로서, 다수의 베어링을 통해 수평지지된다. 상기 베어링에는 중간베어링(37)과 단부베어링(39)도 포함된다.
상기 중간베어링(37)은 도 4에 도시한 바와같이, 상기 스크류부(33)의 중간부위를 지지하는 것으로서, 상기 센싱부(19)의 연직 하부에 위치한다.
상기 스크류부(33)에 있어서, 중간베어링(37)의 일측부와 그 반대편인 타측부에 형성되어 있는 나선홈은, 상호 반대방향으로 형성된다. 가령 도면상 중간베어링(37)의 좌측에 위치한 제 1나선홈(33c)은 오른나사방향으로 형성되고, 우측에 위치한 제 2나선홈(33d)은 왼나사방향으로 연장된 것이다. 제 1나선홈(33c)을 왼나사방향, 제 2나선홈(33d)을 오른나사방향으로 형성할 수 도 있음은 물론이다.
상기 제 1나선홈(33c)이 형성되어 있는 부분은 제 1스크류축부(33a)이고, 제 2나선홈(33d)이 형성되어 있는 부분은 제 2스크류축부(33b)이다.
상기 제 1스크류축부(33a)의 상부에는 제 1자석부(41)가 위치하고, 제 2스크류축부(33b)의 상부에는 제 2자석부(42)가 설치된다. 상기 제 1,2자석부(41,42)는 동일사이즈를 갖는 일정두께의 사각판형 자석으로서 동일평면상에서 상호 진퇴운동 한다.
상기 제 1자석부(41)는 N극(41a)과 S극(41b)이 두께 방향으로 착자된 자석으로서, S극(41b)이 베이스(13)를 향하도록 배치된다. 또한 제 2자석부(42)도 N극(42a)과 S극(42b)이 두께방향으로 착자된 것으로서, N극(42a)이 베이스(13)를 향하도록 설치된다.
제 1,2자석부(41,42)가 상기한 배치구조를 가지므로, 제 1자석부(41)의 N극(41a)에서 나온 자기력선은 센싱부(19)의 홀센서(19a) 상부를 통과해 제 2자석부(42)의 S극(42b)으로 이동하고, 제 2자석부(42)의 N극(42a)에서 나온 자기력선은 베이스(13)를 통해 제 1자석부(41)의 S극(41b)로 들어가는 자기력 패턴이 형성된다.
상기한 자기력이 구현하는 자기장은, 제 1,2자석부(41,42)의 거리가 어느 한도 내에서 넓을수록 크게 돌고 좁을수록 작게 형성된다. 이러한 자기장의 최대 확장범위는, 자속이 검사하는 도관(A)의 내부를 통과할 수 있을 정도로 설계된다.
아울러 상기 제 1,2자석부(41,42)의 테두리부에는 하우징(45)이 장착된다. 상기 하우징(45)은 사각틀의 형태를 취하며 그 내부에 상기 제 1,2자석부(41,42)를 각기 수용한다. 상기 제 1,2자석부(41,42)는 각자의 하우징(45)에 수용된 상태로 서로에 대해 진퇴운동 하는 것이다.
또한 각 제 1,2자석부(41,42)의 상면과 저면에는 지지판(47,49)이 고정된다. 상기 지지판(47,49)은 일정두께를 갖는 사각판으로서 제 1,2자석부(41,42)를 그 사이에 수용한다.
상기 지지판 중 자석부 저면에 고정되는 지지판(49)에는 제 1,2너트부(35a,35b)가 각각 구비된다. 제 1자석부(41)의 지지판(49)에는 제 1너트부(35a)가, 제 2자석부(42)의 지지판(49)에는 제 2너트부(35b)가 고정되는 것이다.
또한 상기 제 1너트부(35a)는 제 1스크류축부(33a)에 동력이음되고, 제 2너트부(35b)는 제 2스크류축부(33b)에 동력 이음된다. 동력이음이란 의미는, 제 1너트부(35a)가 제 1스크류축부(33a)를 완전히 감싸 제 1스크류축부(33a)가 축회전 할 때 제 1너트부(35a)가 직선운동한다는 뜻이고, 마찬가지로 제 2너트부(35b)가 제 2스크류축부(33b)를 감싸 제 2스크류축부(33b)가 축회전 할 때 제 2너트부(35a)가 직선운동 한다는 의미이다.
결국 상기 스크류부(33)가 축회전함에 따라 상기 제 1자석부(41) 및 제 2자석부(42)가 서로에 대해 진퇴운동 되는 것이다.
아울러 상기 제 1,2자석부(41,42)의 슬라이딩 운동을 보다 원활하게 구현할 수 있도록 가이드로드(51)가 더 추가될 수 있다. 상기 가이드로드(51)는 그 양단부가 사이드커버(15)에 고정되며 상기 스크류부(33)와 평행하게 연장된 부재로서, 제 1,2자석부(41,42)가 직선운동을 부드럽게 가이드한다.
상기 가이드로드(51)가 자신의 역할을 할 수 있도록, 상기 제 1자석부(41)와 하우징(45)에는 가이드구멍(53)과 관통구멍(45a)이 형성된다. 상기 가이드구멍(53)은 제 1,2자석부(41,42)를 수평으로 통과한 구멍으로서 그 내부에 상기 가이드로드(51)를 통과시킨다. 상기 가이드구멍(53)의 내주면에 대해 가이드로드(51)는 미끄럼 운동한다.
한편, 상기 제 1,2자석부(41,42)의 측부에는 사이드커버(15)가 구비되고, 사이드커버(15)의 상부에는 상기 중앙프레임(25)을 사이에 두고 한 쌍의 아우터커버(23)가 구비된다. 상기 사이드커버(15)와 아우터커버(23)는 상호 결합되어 제 1,2자석부를 수용하며 보호한다.
또한 상기 사이드커버(15)의 양단부에는 휠(21)이 설치된다. 상기 휠(21)은 센서장치(11)의 사용시 도관의 내주면에 접하며 구름운동한다.
도 4 및 도 5는 상기 도 1에 도시한 센서장치(11)의 자기력 세기 조절원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 센서장치(11)가 도관(A)의 내벽면에 최대한 밀착한 상태로 자기력을 발생하고 있다. 이 때 상기 센싱부(19)의 홀센서(19a)가 도관(A)의 내벽면에 접함은 물론이다.
기본적으로, 상기 센서장치(11)를 통해 도관(A)의 상태를 검사하기 위해서는, 검사 대상인 도관(A)에 되도록 많은 자속(magnetic flux)을 통과시켜야 한다. 전체 자속밀도가 클수록 결함부위에서 누설되는 자속 밀도의 절대값도 크고 홀센서(19a)가 보다 미세한 결함부위까지 감지할 수 있기 때문이다.
도 4는 최대의 자기력을 출력하는 상태로서, 상기 제 1자석부(41)와 제 2자석부(42)가 최대한 멀리 이격되어 있다. 이와같이 제 1,2자석부(41,42)의 거리가 떨어져 있으므로, 제 1자석부(41)의 N극(41a)에서 출력된 자기력이 크게 돌아 도관(A)의 내부를 통과한 후 제 2자석부(42)의 S극(42b)로 유도되고, 마찬가지로, 제 2자석부(42)의 N극(42a)에서 발출한 자기력이 베이스(13)를 통해 반대편 제 1자석부(41)의 S극(41b)으로 들어간다.
특히 도시한 바와같이, 베이스(13)가 제공하는 자기력의 통로에, 빈공간이나 다른 방해물이 없으므로 제 2자석부(42)에서 제 1자석부(41)로 이동하는 자기플럭스는 거의 누설되지 않고 온전히 베이스(13)를 통과한다. 베이스(13)를 통과하는 자속밀도가 크다는 의미는, 도관(A)을 통과하는 자속밀도가 크다는 의미이다. 만약 베이스(13)를 통과한 자기력의 자속밀도가 작다면, 도관(A)을 통과하는 자속밀도도 작다.
싱기와 같이 베이스(13)에서의 자기누설이 없다는 것은, 도관(A)을 통해 좌측에서 우측으로 이동하는 자기플럭스의 값이 크다는 의미이다. 즉 홀센서(19a)를 지나가는 자기플럭스 값이 큰 것이다. 홀센서(19a)를 통과하는 자기플럭스의 값 자체가 크므로, 도관의 결함부위가 아무리 미세하더라도 결함부위에서 누설된 자기력의 절대값이 크므로 결함부위를 정확하게 발견할 수 있다.
상기한 자기장 패턴을 유지한 상태로 도관(A)의 내부를 주행하다가, 가령 엘보우나 T자 연결부위를 만나 휠(21)이 도관(A)의 내주면으로부터 떨어질 경우에는, 주행을 계속할 수 없기 때문에 센서장치(11)의 외부로 출력되는 자기력을 감쇄시킨다.
휠(21)이 도관의 내주면으로부터 떨어진다는 말은 상기 아우터커버(23)가 도관 내벽면에 달라붙는다는 의미이다. 상기 아우터커버(23)도 자기력이 통과하는 통로로서 그 자체가 자기력을 가지므로 도관에 달라붙으면 자기력을 감쇄 내지 제거하지 않는 이상 도관으로부터 떨어지지 않는다.
이러한 경우, 토크발생기(17)를 구동하여 도 5에 도시한 바와같이 제 1,2자석부(41,42)를 상호 근접시켜 외부로 출력되는 자기력을 감쇄시킨다.
도 5를 참조하면, 상기 제 1자석부(41)가 최대한 가깝게 근접하고 있음을 알 수 있다. 상기와 같이 제 1자석부(41)와 제 2자석부(42)가 가까이 위치하게 됨에 따라, 제 1자석부(41)와 제 2자석부(42)사이에 형성되는 자기장은, 멀리 돌지 않고 매우 좁은 영역에 밀집되어 센서장치(11) 외부로 거의 나가지 않아 주변에 영향을 미치지 않는다.
상기와 같이 제 1,2자석부(41,42)를 근접시켜 도관(A)에 미치는 자기력을 감쇄시킨 상태로 주행로봇을 주행시키면 주행로봇의 추진력만으로 도관으로부터 센서장치(11)를 분리할 수 있다.
상기 센서장치(11)가 도관(A)에서 분리된 후, 휠(21)이 다시 멀리 이격시킨 후 검사를 계속한다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
11:센서장치 13:베이스 13a:기어홈
15:사이드커버 17:토크발생기 17a:구동샤프트
19:센싱부 19a:홀센서 21:휠
23:아우터커버 25:중앙프레임 27:구동기어
29:종동기어 33:스크류부 33a:제 1스크류축부
33b:제 2스크류축부 33c:제 1나선홈 33d:제 2나선홈
35a:제 1너트부 35b:제 2너트부 37:중간베어링
39:단부베어링 41:제 1자석부 41a:N극
41b:S극 42:제 2자석부 42a:N극
42b:S극 43:공간부 45:하우징
45a:관통구멍 47:지지판 49:지지판
51:가이드로드 53:가이드구멍

Claims (7)

  1. 도관의 내부를 주행하면서 그 주변으로 자기력을 방출하여 도관의 이상 유무를 검사하는 것으로서,
    주행방향으로 연장되며 자력이 통과하는 자로(magnetic path)의 역할을 하는 베이스와;
    상기 베이스의 연장방향 상부에 위치하며 다수의 홀센서를 구비한 센싱부와;
    상기 센싱부의 일측에 설치되는 판상 자석으로서, N극과 S극이 두께방향으로 착자되되, N극 또는 S극이 베이스를 향하도록 배치되며 수평 이동 가능한 제 1자석부와;
    상기 센싱부를 기준으로 제 1자석부의 반대편에 설치되는 판상자석으로, N극과 S극이 두께방향으로 착자되되 S극 또는 N극이 베이스를 향하도록 배치되며 수평 이동 가능한 제 2자석부와;
    상기 제 1자석부와 제 2자석부를, 센싱부를 사이에 두고 서로에 대해 진퇴운동시켜 출력되는 자기력의 세기를 조절하는 구동부와;
    상기 제 1,2자석부를 커버하는 커버부와;
    상기 커버부에 장착되며 도관의 내주면에 접한 상태로 구름운동하는 다수의 휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1자석부와 제 2자석부는 동일한 사이즈를 갖는 사각판 형태의 자석으로서, 베이스상의 동일 평면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 구동부는;
    상기 베이스상에 축회전 가능하게 지지되며 베이스의 주행방향으로 연장된 것으로서, 길이방향 중간지점을 중심으로, 서로 다른 방향의 나선홈을 갖는 제 1스크류축부 및 제 2스크류축부로 구성된 스크류부와,
    상기 제 1자석부에 고정된 상태로, 상기 제 1스크류축부에 동력이음되어 스크류부의 축회전시 제 1스크류축부의 길이방향으로 직선운동 하는 제 1너트부와,
    상기 제 2자석부에 고정된 상태로, 상기 제 2스크류축부에 동력이음되어 스크류부의 축회전시 제 2스크류축부의 길이방향으로 직선운동 하는 제 2너트부와,
    외부로부터 전력을 공급받아 회전력을 발생하는 토크발생기와,
    상기 토크발생기의 회전력을 상기 스크류부로 전달하는 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 전동수단은;
    상기 토크발생기의 구동샤프트에 고정되는 구동기어와,
    상기 구동기어에 치합하며 상기 스크류부의 일단에 고정되는 종동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 베이스의 상부에는;
    상기 스크류부와 평행하게 연장되며 제1,2자석부의 직선운동을 가이드 하는 가이드로드가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1,2자석부에는 상기 가이드로드를 그 내부로 통과시키는 가이드구멍이 형성되고,
    상기 가이드로드는, 상기 가이드구멍을 통과한 상태로 양단부가 상기 커버부의 내측에 고정된 것을 특징으로 하는 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 베이스의 상부에는;
    상기 센싱부를 그 내부에 수용하고 그 일부가 상기 제 1,2자석부의 사이에 개재되는 중앙프레임이 더 구비되며,
    상기 가이드로드는 상기 중앙프레임을 관통하여 제 1,2자석부의 접촉을 차단하는 것을 특징으로 하는 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치.
KR1020120155113A 2012-12-27 2012-12-27 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치 KR101270178B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120155113A KR101270178B1 (ko) 2012-12-27 2012-12-27 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120155113A KR101270178B1 (ko) 2012-12-27 2012-12-27 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101270178B1 true KR101270178B1 (ko) 2013-05-31

Family

ID=48667303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120155113A KR101270178B1 (ko) 2012-12-27 2012-12-27 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101270178B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190052734A (ko) * 2017-11-08 2019-05-17 한국로봇융합연구원 회전형 비파괴 탐상장치
KR102200583B1 (ko) * 2020-01-28 2021-01-11 한국로봇융합연구원 Mfl 배관 검사장치
CN114344703A (zh) * 2021-12-13 2022-04-15 深圳核心医疗科技有限公司 磁力测试工装

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101209451B1 (ko) 2010-12-15 2012-12-07 한국기계연구원 비파괴 검사를 위한 자기탐상 장치 및 이에 의한 비파괴 검사방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101209451B1 (ko) 2010-12-15 2012-12-07 한국기계연구원 비파괴 검사를 위한 자기탐상 장치 및 이에 의한 비파괴 검사방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190052734A (ko) * 2017-11-08 2019-05-17 한국로봇융합연구원 회전형 비파괴 탐상장치
KR101986428B1 (ko) * 2017-11-08 2019-09-30 한국로봇융합연구원 회전형 비파괴 탐상장치
KR102200583B1 (ko) * 2020-01-28 2021-01-11 한국로봇융합연구원 Mfl 배관 검사장치
CN114344703A (zh) * 2021-12-13 2022-04-15 深圳核心医疗科技有限公司 磁力测试工装

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107064289B (zh) 多模式电磁超声与漏磁检测的方法、装置和系统及传感器
JP4789947B2 (ja) 磁気的に引付けられた検査機器用位置合わせ補償器および方法
KR101270178B1 (ko) 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치
US8596130B2 (en) Inspection vehicle for a turbine disk
WO2015194629A1 (ja) 非破壊検査装置
KR101986428B1 (ko) 회전형 비파괴 탐상장치
WO2018109824A1 (ja) ワイヤロープの損傷検出方法，ならびにワイヤロープの損傷検出に用いられる信号処理装置および損傷検出装置
US7528561B2 (en) Linear drive apparatus
US20220171403A1 (en) In-situ detection robot for loess geological information
Zhan et al. Study of the sensor for on-line lubricating oil debris monitoring
JP2009236613A (ja) 配管の検査装置及びその検査方法
JP2015172496A (ja) 管内走行超音波検査装置
KR101270177B1 (ko) 자기력 세기 조절 기능을 갖는 비파괴검사용 센서장치
CN108802169A (zh) 一种油气输送管道内检测装置
KR20110000526A (ko) 경사형 자화기를 갖는 파이프라인 검사 도구
CN103486999B (zh) 一种热真空环境下的高精度角度和扭矩测试装置
RU2619826C1 (ru) Устройство для внутренней дефектоскопии стенок трубопроводов
JP2013092505A (ja) 配管厚測定装置
CN103486981B (zh) 一种热真空环境下的高精度角度测试装置
KR20130059932A (ko) 배관 비파괴 검사로봇용 앵커장치
Choi Robot design for leak detection in water-pipe systems
KR20230030322A (ko) 모듈형 배관 검사 로봇
JP5392692B2 (ja) 電池外装ケースの傷の検査装置
RU2759875C1 (ru) Система измерительная магнитная внутритрубная
JP2016075483A (ja) 自動探傷装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160427

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170412

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180403

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190326

Year of fee payment: 7