KR101322100B1 - Apparatus for inspecting inner surface of pipe and method for the same - Google Patents

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채현병
박형진
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주식회사 포스코
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for inspecting the inner surface of a pipe and a method therefor are provided to obtain a profile and an image with respect to the inner surface of a pipe, thereby inspecting the surface quality with respect to the inner surface of the pipe. CONSTITUTION: An apparatus for inspecting the inner surface of a pipe includes a touch sensor unit (10), a camera unit (20), and a determining unit (30). The touch sensor unit contacts with the inner surface of a pipe, and generates the pressure signal according to the pressure that is applied from the inner surface of the pipe. The camera unit captures the inner surface of the pipe, and generates the image signal. The determining unit receives the pressure signal, and generates the profile with respect to the inner surface of the pipe, and displays the image with respect to the inner surface of the pipe by receiving the image signal. [Reference numerals] (10) Touch sensor unit; (20) Camera unit; (30) Determining unit; (40) Communication unit

Description

파이프 내면 검사 장치 및 파이프 내면 검사 방법 {Apparatus for inspecting inner surface of pipe and method for the same}Apparatus for inspecting inner surface of pipe and method for the same}

본 발명은 파이프 내면 검사 장치 및 파이프 내면 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파이프 내면에 대한 결함 발생여부를 검사할 수 있는 파이프 내면 검사 장치 및 파이프 내면 검사 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a pipe inner surface inspection apparatus and a pipe inner surface inspection method, and more particularly, to a pipe inner surface inspection device and a pipe inner surface inspection method that can inspect whether or not a defect occurs on the inner surface of the pipe.

오버레이 용접은 내마모성, 내식성이 우수한 금속재료를 저렴한 모체 표면에 다양한 방법으로 육성시켜 부품의 표면 특성을 향상시키는 용접 방법이다. 상기 오버레이 용접에는 석탄, 시멘트, 압석 등의 분새와 같이 심한 연삭, 충격, 마모 환경에서부터, 허용 오차가 작은 정밀 내마모 부품에 이르기까지 제품의 용도에 따라 다양한 용접재료가 사용되고 있다. Overlay welding is a welding method that improves the surface characteristics of parts by fostering a metal material having excellent wear resistance and corrosion resistance in various ways on an inexpensive base surface. In the overlay welding, various welding materials are used depending on the purpose of the product, ranging from severe grinding, impact, and abrasion environments such as coal, cement, and crushing to precision wear-resistant parts with small tolerances.

종래에는 파이프의 내면에 대하여 오버레이 용접을 하는 경우에도 파이프의 길이가 약 500mm 정도로 짧았기 때문에, 용접에 문제가 있어 결함이 발생하더라도 육안관찰에 의하여 보수 용접이 가능하였다. 하지만, 최근에는 파이프의 길이가 3m 이상으로 길어졌기 때문에, 상기 파이프를 절단하지 않는 이상 파이프의 내면에 위치하는 오버레이용접부를 검사할 방법이 없었다.Conventionally, even when overlay welding is performed on the inner surface of a pipe, the length of the pipe is short, about 500 mm. Therefore, repair welding is possible by visual observation even if a problem occurs due to welding. However, in recent years, since the length of the pipe is longer than 3 m, there is no way to inspect the overlay weld located on the inner surface of the pipe unless the pipe is cut.

특히, 석화화학플랜트와 같이, 고온 및 고압의 가혹한 환경에서 사용되는 파이프의 경우에는 상기 파이프의 내면에 대한 오버레이 용접에 높은 신뢰성이 요구되고 있으나, 상기 오버레이 용접부에 대한 검사를 수행할 수 없으므로, 상기 제품에 대한 신뢰도를 보장할 수 없는 문제가 있었다.
Particularly, in the case of a pipe used in a harsh environment of high temperature and high pressure, such as a petrochemical plant, high reliability is required for overlay welding on the inner surface of the pipe, but inspection of the overlay weld cannot be performed. There was a problem that can not guarantee the reliability of the product.

본 발명은 파이프 내면에 대한 결함 발생여부를 검사할 수 있는 파이프 내면 검사 장치 및 파이프 내면 검사 방법을 제공하고자 한다.
The present invention provides a pipe inner surface inspection apparatus and a pipe inner surface inspection method capable of inspecting whether a defect occurs in an inner surface of a pipe.

본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치는, 파이프 내면과 접촉하여 상기 파이프 내면으로부터 인가되는 압력에 따라 압력신호를 생성하는 촉각센서부; 상기 파이프의 내면을 촬영하여 영상신호를 생성하는 카메라부; 및 상기 압력신호를 제공받아 상기 파이프의 내면에 대한 프로파일을 생성하고, 상기 영상신호를 제공받아 상기 파이프의 내면에 대한 영상을 디스플레이하는 판별부를 포함할 수 있다. Pipe inner surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, the tactile sensor unit for generating a pressure signal in accordance with the pressure applied from the inner surface of the pipe in contact with the inner surface; A camera unit photographing an inner surface of the pipe to generate an image signal; And a determination unit configured to receive the pressure signal, generate a profile for the inner surface of the pipe, and receive the image signal to display an image of the inner surface of the pipe.

여기서 상기 촉각센서부는, 상기 촉각센서부에 인가되는 압력의 크기 및 상기 촉각센서부에 압력이 인가되는 면적의 크기 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 압력신호를 생성할 수 있다. The tactile sensor may generate the pressure signal using at least one of a magnitude of pressure applied to the tactile sensor and a magnitude of an area to which pressure is applied to the tactile sensor.

여기서 상기 촉각센서부는, 상기 파이프 내면 검사 장치의 외부에 방사형으로 복수개 구비되고, 상기 촉각센서부 사이의 각도는 0° 이상 30°이하일 수 있다. Here, the tactile sensor part may be provided in a plurality of radially outside the pipe inner surface inspection apparatus, and the angle between the tactile sensor parts may be 0 ° or more and 30 ° or less.

여기서 상기 카메라부는, 상기 파이프의 내면에 빛을 공급하는 발광부 및 시야각이 180° 이상 360°이하인 어안렌즈를 포함할 수 있다. The camera unit may include a light emitting part for supplying light to the inner surface of the pipe and a fisheye lens having a viewing angle of 180 ° or more and 360 ° or less.

여기서 상기 파이프 내면 검사장치는, 상기 압력신호 및 영상신호를 유선 또는 무선통신을 이용하여 상기 판별부로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다. The pipe inner surface inspection apparatus may further include a communication unit for transmitting the pressure signal and the image signal to the determination unit by wire or wireless communication.

여기서 상기 파이프 내면 검사 장치는, 상기 파이프의 양단을 고정하는 연동척; 및 상기 파이프의 내부를 관통하는 기준레일을 더 포함하고, 상기 촉각센서부 및 카메라부는 상기 기준레일을 따라 상기 파이프의 내부를 관통하면서 상기 파이프 내면을 검사할 수 있다.
Here, the pipe inner surface inspection apparatus, the interlock chuck for fixing both ends of the pipe; And a reference rail penetrating the inside of the pipe, wherein the tactile sensor part and the camera part may inspect the inner surface of the pipe while penetrating the inside of the pipe along the reference rail.

본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 방법은, 연동척을 이용하여 파이프 양단을 고정하고, 상기 파이프의 내부를 관통하는 기준레일을 설치하는 측정준비단계; 촉각센서부 및 카메라부를 포함하는 센서모듈을 상기 파이프에 삽입하는 삽입단계; 상기 센서모듈이 상기 파이프 내부에서 이동하면서, 상기 촉각센서부는 상기 파이프 내면으로부터 인가되는 압력을 측정하여 압력신호를 생성하고, 상기 카메라부는 상기 파이프 내면을 촬영하여 영상신호를 생성하는 측정단계; 디스플레이부에 상기 카메라부가 측정한 영상신호를 표시하는 영상표시단계; 및 상기 촉각센서부가 측정한 압력신호를 이용하여 상기 파이프의 내면에 대한 프로파일을 생성하는 프로파일 생성단계를 포함할 수 있다.
Pipe internal surface inspection method according to an embodiment of the present invention, the measurement preparation step of fixing the both ends of the pipe using an interlock chuck, and installing a reference rail penetrating the inside of the pipe; An insertion step of inserting a sensor module including a tactile sensor part and a camera part into the pipe; A measurement step of moving the sensor module inside the pipe, the tactile sensor unit measuring a pressure applied from the inner surface of the pipe to generate a pressure signal, and the camera unit photographing the inner surface of the pipe to generate an image signal; An image display step of displaying an image signal measured by the camera unit on a display unit; And generating a profile of an inner surface of the pipe by using the pressure signal measured by the tactile sensor unit.

본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치 및 파이프 내면 검사 방법에 의하면, 파이프의 내면에 대한 프로파일 및 영상을 얻을 수 있으므로 상기 파이프 내면에 대한 표면품질 검사를 수행할 수 있다. According to the pipe inner surface inspection apparatus and the pipe inner surface inspection method according to an embodiment of the present invention, since the profile and the image of the inner surface of the pipe can be obtained, it is possible to perform the surface quality inspection on the inner surface of the pipe.

또한, 파이프 내면에 대한 용접비드의 품질검사를 수행한 후, 결함이 발생한 파이프에 대하여 보수 용접을 할 수 있으므로 제품에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
In addition, after performing the quality inspection of the weld bead on the inner surface of the pipe, repair welding can be performed on the pipe in which the defect occurs, thereby increasing the reliability of the product.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치를 나타내는 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치의 센서모듈을 나타내는 개략도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치의 동작을 나타내는 개략도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram showing a pipe inner surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a sensor module of the pipe inner surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing the operation of the pipe inner surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing a pipe inner surface inspection method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치 및 파이프 내면 검사 방법은, 파이프의 내면에 존재할 수 있는 결함 등을 검출하기 위한 것으로서, 상기 파이프 내면에 수행한 용접비드의 품질검사 또는 용접불량에 따른 결함 검출에 활용될 수 있다. 상기 파이프 내면에 수행하는 용접은 오버레이 용접(Overlay welding)일 수 있으나, 파이프 내면에 수행되기 때문에 종래에는 오버레이 용접부에 결함 등이 발생하는 지 여부를 확인할 수 있는 방법이 없었다. 하지만, 상기 오버레이 용접한 파이프들은, 고온 및 고압의 가혹한 혼경에서 사용되는 석화화학 플랜트 등에서 주로 활용되는 것으로서 높은 신뢰성이 요구되므로, 상기 용접부의 품질 등을 검사할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치 및 파이프 내면 검사 방법을 이용하면, 상기 파이프 내면에 대한 용접비드 품질검사 또는 용접불량에 따른 결함 검출 등을 수행할 수 있다.
Pipe inner surface inspection apparatus and pipe inner surface inspection method according to an embodiment of the present invention is for detecting defects that may exist on the inner surface of the pipe, according to the quality inspection or poor welding of the weld bead performed on the inner surface of the pipe It can be used for defect detection. The welding performed on the inner surface of the pipe may be overlay welding. However, since the welding is performed on the inner surface of the pipe, there is no method for confirming whether a defect or the like occurs in the overlay weld. However, since the overlay welded pipes are mainly used in petrochemical plants used in harsh mixed environments of high temperature and high pressure, high reliability is required, and thus the quality of the welded parts needs to be inspected. Therefore, by using the pipe inner surface inspection apparatus and the pipe inner surface inspection method according to an embodiment of the present invention, it is possible to perform weld bead quality inspection on the inner surface of the pipe or defect detection due to poor welding.

도1은 본 발명의 일실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치를 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a pipe inner surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치는, 촉각센서부(10), 카메라부(20) 및 판별부(30)를 포함할 수 있다. 추가적으로 통신부(40)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, an apparatus for inspecting an inner surface of a pipe according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include a tactile sensor 10, a camera 20, and a determiner 30. In addition, the communication unit 40 may further include.

이하, 도1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치를 설명한다.
Hereinafter, a pipe inner surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

촉각센서부(10)는, 파이프 내면과 접촉하여 상기 파이프 내면으로부터 인가되는 압력에 따라 압력신호를 생성할 수 있다. 상기 압력신호를 이용하면, 상기 파이프 내면의 지름을 측정하는 것이 가능하다. 구체적으로, 상기 촉각센서부(10)는 상기 파이프의 내면과 직접 접촉할 수 있으며, 상기 촉각센서부(10)와 파이프 내면 사이의 거리가 가까워질수록 상기 촉각센서부(10)에 인가되는 압력의 크기가 커지고, 멀어질수록 압력의 크기가 작아질 수 있다. 또는 상기 촉각센서부(10)와 상기 파이프 내면 사이의 거리가 가까울수록 상기 촉각센서부(10)가 상기 파이프 내면과 접촉하는 면적이 증가할 수 있다. 따라서, 상기 촉각센서부(10)는 인가되는 압력의 크기 또는 파이프 내면과의 접촉하는 면적을 감지하여 상기 압력신호를 생성할 수 있으며, 이후 상기 압력신호를 이용하여 상기 파이프 내면의 지름 및 파이르 내면의 프로파일을 측정할 수 있다. The tactile sensor 10 may contact the inner surface of the pipe and generate a pressure signal according to the pressure applied from the inner surface of the pipe. Using the pressure signal, it is possible to measure the diameter of the inner surface of the pipe. Specifically, the tactile sensor 10 may be in direct contact with the inner surface of the pipe, and the closer the distance between the tactile sensor 10 and the inner surface of the pipe, the pressure applied to the tactile sensor 10. The larger the size and the farther away the smaller the pressure can be. Alternatively, as the distance between the tactile sensor unit 10 and the inner surface of the pipe is closer, an area in which the tactile sensor unit 10 contacts the inner surface of the pipe may increase. Accordingly, the tactile sensor unit 10 may generate the pressure signal by detecting the magnitude of the applied pressure or the area of contact with the inner surface of the pipe, and then using the pressure signal, the diameter and the pyre of the inner surface of the pipe may be generated. The inner profile can be measured.

상기 촉각센서부(10)는 상기 파이프 내면과 접촉할 수 있는 형태이면 어떠한 형태로도 구현할 수 있으나, 도2(a)에 도시한 바와 같이 직선형태로 구현할 수 있으며, 상기 직선형태의 촉각센서부(10)를 파이프 내면 검사 장치의 외부에 방사형으로 복수개 구비할 수도 있다. 상기 촉각센서부(10)가 많을수록 측정된 압력신호의 분해능을 높일 수 있으나, 상기 촉각센서부(10)를 배열시의 공간제약을 고려하여 상기 촉각센서부(10) 사이의 각도를 10도 이상으로 할 수 있다. 또한, 정확한 파이프 내면의 프로파일을 얻기 위해서는 적어도 30도 이하의 간격으로 촉각센서부(10)를 배치하는 것이 바람직하다. The tactile sensor unit 10 may be implemented in any form as long as it is in contact with the inner surface of the pipe, but may be implemented in a linear form as shown in FIG. 2 (a), and the tactile sensor unit of the linear form. It is also possible to provide a plurality of radially outside the pipe inner surface inspection apparatus. The more the tactile sensor unit 10 is, the higher the resolution of the measured pressure signal can be, but the angle between the tactile sensor unit 10 is greater than or equal to 10 degrees in consideration of space constraints when arranging the tactile sensor unit 10. You can do In addition, in order to obtain an accurate profile of the inner surface of the pipe, it is preferable to arrange the tactile sensor unit 10 at intervals of at least 30 degrees or less.

카메라부(20)는, 상기 파이프의 내면을 촬영하여 영상신호를 생성할 수 있다. 상기 카메라부(20)에서 생성한 영상신호를 바탕으로 검사자는 상기 파이프의 내면을 육안으로 관찰할 수 있으며, 상기 파이프 내면에 발생할 수 있는 결함들을 발견할 수 있다. 다만, 상기 파이프의 내부에는 빛이 없으므로, 상기 파이프 내면에 빛을 공급하기 위하여, 발광부를 상기 카메라부(20)에 더 포함할 수 있다. 상기 발광부는 빛을 생성하는 것이면 어떠한 것도 활용할 수 있으며, 예를들어, 형광등, 백열등이나 LED(light emitting diode) 등이 활용될 수 있다. 또한, 상기 파이프 내면에 대하여 보다 넓은 시야각을 확보하기 위하여 상기 카메라부(20)의 렌즈로 어안렌즈를 활용할 수 있다. 상기 어안렌즈는 적어도 180° 이상 360°이하의 시야각을 가지므로, 좁은 시야각을 가지는 일반 렌즈에 비하여 상기 파이프 내면에 존재할 수 있는 결함을 보다 용이하게 발견할 수 있다.The camera unit 20 may generate an image signal by photographing an inner surface of the pipe. Based on the image signal generated by the camera unit 20, the inspector can visually observe the inner surface of the pipe and can find defects that may occur on the inner surface of the pipe. However, since there is no light inside the pipe, in order to supply light to the inner surface of the pipe, a light emitting part may be further included in the camera unit 20. The light emitting unit may use anything as long as it generates light. For example, a fluorescent lamp, an incandescent lamp, or a light emitting diode (LED) may be used. In addition, a fisheye lens may be used as a lens of the camera unit 20 to secure a wider viewing angle with respect to the inner surface of the pipe. Since the fisheye lens has a viewing angle of at least 180 ° and less than 360 °, it is easier to find defects that may exist in the inner surface of the pipe compared to a general lens having a narrow viewing angle.

판별부(30)는, 상기 압력신호를 제공받아 상기 파이프의 내면에 대한 프로파일을 생성하고, 상기 영상신호를 제공받아 상기 파이프의 내면에 대한 영상을 디스플레이할 수 있다. 상기 촉각센서부(10)는 상기 파이프의 내부를 따라 이동하게 되고, 이때, 상기 촉각센서부(10)는 연속적 또는 단속적으로 상기 파이프 내면과의 압력을 측정하여 압력신호를 생성할 수 있다. 상기 압력신호는 상기 파이프 내면의 지름에 대한 정보를 포함하고 있으므로, 판별부(30)는 상기 압력신호를 이용하여 상기 파이프 내면에 대한 전체 프로파일을 얻을 수 있으며, 검사자는 상기 파이프 내면의 프로파일을 활용하여 상기 파이프 내면에 대한 용접비드 품질 등을 확인할 수 있다. The determination unit 30 may receive the pressure signal, generate a profile for the inner surface of the pipe, and receive the image signal to display an image of the inner surface of the pipe. The tactile sensor unit 10 moves along the inside of the pipe, and in this case, the tactile sensor unit 10 may continuously or intermittently measure the pressure with the inner surface of the pipe to generate a pressure signal. Since the pressure signal includes information about the diameter of the inner surface of the pipe, the determination unit 30 may obtain the overall profile of the inner surface of the pipe using the pressure signal, and the inspector utilizes the inner profile of the pipe. The weld bead quality on the inner surface of the pipe can be confirmed.

구체적으로, 상기 파이프 내면의 프로파일은 상기 파이프 내면에 대한 오버레이 용접의 품질 등에 따라 달라질 수 있다. 상기 오버레이 용접은 모재에 대하여 용접금속을 입혀서 상기 모재에 대한 내마모성, 내식성, 내열성 등을 향상하기 위한 것으로서, 상기 용접금속이 일정한 두께로 형성되면 상기 오버레이 용접의 품질이 좋은 것으로 판단할 수 있다. 반면에, 상기 용접금속이 특정한 부위에서 지나치게 얇게 형성되는 경우 등에는 상기 오버레이 용접의 품질이 불량하며, 결함이 발생한 것으로 볼 수 있다. 상기 오버레이 용접의 두께는 상기 파이프 내면의 프로파일을 통하여 판별할 수 있으므로, 상기 프로파일을 이용하여 상기 파이프 내면에 대한 용접비드 품질 등을 확인하는 것이 가능하다. 나아가, 상기 촉각센서부(10)는 방사형으로 복수개 구비되므로, 상기 파이프 내면에 대한 3차원의 입체적인 프로파일을 구할 수 있으며, 이를 이용하여 보다 정확한 용접비드 품질 확인이 가능하다. Specifically, the profile of the inner surface of the pipe may vary depending on the quality of overlay welding on the inner surface of the pipe. The overlay welding is to improve the wear resistance, corrosion resistance, heat resistance, etc. for the base material by applying a welding metal to the base material. When the weld metal is formed to a certain thickness, it may be determined that the quality of the overlay welding is good. On the other hand, in the case where the weld metal is formed too thin at a specific site, the quality of the overlay welding is poor and it can be seen that a defect has occurred. Since the thickness of the overlay welding can be determined through the profile of the inner surface of the pipe, it is possible to check the weld bead quality on the inner surface of the pipe using the profile. Furthermore, since the tactile sensor unit 10 is provided in plural in a radial manner, it is possible to obtain a three-dimensional three-dimensional profile of the inner surface of the pipe.

또한, 상기 판별부(30)는 별도의 디스플레이부를 더 포함할 수 있으며, 상기 카메라부(20)가 생성한 영상신호를 상기 디스플레이부에 전송하는 방식으로 상기 파이프의 내면에 대한 영상을 디스플레이할 수 있다. 따라서, 검사자는 상기 디스플레이부를 통하여 상기 파이프 내면에 대한 육안검사를 실시할 수 있으며, 이를 통하여 상기 파이프 내면에 대한 용접비드 품질이나 결함 발생여부 등을 확인할 수 있다.
In addition, the determination unit 30 may further include a separate display unit, and may display an image of the inner surface of the pipe by transmitting an image signal generated by the camera unit 20 to the display unit. have. Therefore, the inspector may visually inspect the inner surface of the pipe through the display unit, and thus, the weld bead quality or defect occurrence may be checked on the inner surface of the pipe.

추가적으로, 촉각센서부(10) 및 카메라부(20)는 상기 파이프의 내부로 삽입되므로, 상기 파이프의 길이 등에 따라 상기 촉각센서부(10) 및 카메라부(20)가 생성한 압력신호 및 영상신호를 상기 판별부(30)로 전송하는 것이 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 별도의 통신부(40)의 구성을 더 포함하여, 상기 압력신호 및 영상신호를 유선 또는 무선통신을 이용하여 상기 판별부(30)로 전송할 수 있다.
In addition, since the haptic sensor unit 10 and the camera unit 20 are inserted into the pipe, the pressure signal and the image signal generated by the tactile sensor unit 10 and the camera unit 20 according to the length of the pipe. It may not be easy to transmit to the determination unit 30. Therefore, the communication unit 40 may further include a configuration, and transmit the pressure signal and the image signal to the determination unit 30 by using wired or wireless communication.

여기서, 촉각센서부(10), 카메라부(20) 및 통신부(40)를 포함하여 센서모듈(S)로 할 수 있으며, 상기 센서모듈(S)은 파이프 내부로 삽입하고 상기 판별부(30)는 파이프 외부에 위치시킨 후, 상기 통신부(40)로 상기 압력신호 및 영상신호를 전송하도록 할 수 있다. 도2에는 상기 센서모듈(S)의 일 실시예가 도시되어 있으므로, 이하 도2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치의 센서모듈(S)을 설명한다. 도2(a)는 상기 센서모듈(S)의 단면도이고, 도2(b)는 상기 센서모듈(S)의 정면도이다.Here, the tactile sensor unit 10, the camera unit 20 and the communication unit 40 may be included as a sensor module (S), the sensor module (S) is inserted into the pipe and the determination unit 30 After positioned outside the pipe, it may be to transmit the pressure signal and the image signal to the communication unit 40. 2 illustrates an embodiment of the sensor module S. Hereinafter, the sensor module S of the pipe inner surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. Figure 2 (a) is a cross-sectional view of the sensor module (S), Figure 2 (b) is a front view of the sensor module (S).

도2를 참조하면, 상기 센서모듈(S)은 기준레일(50)을 따라 이동할 수 있으며, 상기 기준레일(50)이 상기 파이프 내부를 관통하도록 상기 기준레일(50)을 구비함으로써, 상기 센서모듈(S)을 상기 파이프 내부로 삽입할 수 있다. 이때, 상기 센서모듈(S)은 이송바퀴(51)를 구비하여, 상기 기준레일(50)을 따라 이동하도록 할 수 있다. Referring to FIG. 2, the sensor module S may move along the reference rail 50. The sensor module S may include the reference rail 50 to penetrate the inside of the pipe. (S) can be inserted into the pipe. In this case, the sensor module S may include a transfer wheel 51 to move along the reference rail 50.

카메라부(20)는 상기 센서모듈(S)의 전면에 위치하여, 상기 파이프 내면에 대한 영상을 촬영할 수 있으며, 발광부(22)가 상기 카메라부(20)의 측면에 위치하여 상기 카메라부(20)의 촬영을 위한 빛을 제공할 수 있다. 또한, 촉각센서부(10)는 직선형으로 구비되어 상기 센서모듈(S)의 외부에 방사형으로 부착될 수 있으며, 상기 촉각센서부(10)는 상기 기준레일(50)를 따라 이동하면서 상기 촉각센서부(10)의 단부가 상기 파이프의 내면과 접촉하게 된다. 이때, 상기 촉각센서부(10)는 탄성을 가지는 재질로 구비될 수 있으며, 상기 파이프 내면과의 거리에 따라 상기 촉각센서부(10)에 인가되는 압력 및 상기 촉각센서부(10)가 상기 파이프 내면과 접촉하는 면적 등이 달라질 수 있다. 다만, 도2는 상기 카메라부(20), 발광부(22) 및 촉각센서부(10)의 위치 및 형상을 예시하고 있으나, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형이 가능하다.
The camera unit 20 may be positioned in front of the sensor module S to capture an image of the inner surface of the pipe, and the light emitting unit 22 may be located at the side of the camera unit 20 to allow the camera unit ( 20) can provide light for shooting. In addition, the tactile sensor part 10 may be provided in a straight line to be radially attached to the outside of the sensor module S, and the tactile sensor part 10 moves along the reference rail 50 while the tactile sensor is moved. An end of the part 10 comes into contact with the inner surface of the pipe. In this case, the tactile sensor 10 may be formed of a material having elasticity, and the pressure applied to the tactile sensor 10 according to the distance from the inner surface of the pipe and the tactile sensor 10 may be applied to the pipe. The area in contact with the inner surface may vary. 2 illustrates the position and shape of the camera unit 20, the light emitting unit 22, and the tactile sensor unit 10, but the present disclosure is not limited thereto and may be modified in various forms. .

도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치의 동작을 나타내는 개략도이다. 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 장치는, 센서모듈(S) 이외에 연동척(60), 센서모듈 이송장치(70) 및 중심고정장치(80)를 더 포함할 수 있다. Figure 3 is a schematic diagram showing the operation of the pipe inner surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 3, the pipe inner surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, in addition to the sensor module (S) may further include a linkage chuck 60, sensor module transfer device 70 and the center fixing device (80). Can be.

파이프(1) 내면에 대한 검사를 수행하기 위하여, 먼저 검사하고자 하는 파이프(1)를 연동척(60)을 이용하여 고정할 수 있다. 이후, 상기 고정된 파이프(1)의 내부에 기준레일(50)을 관통시킨 후, 상기 센서모듈(S)이 상기 파이프(1)의 중심부를 지날 수 있도록 상기 중심고정장치(80)를 이용하여 상기 기준레일(50)을 조절할 수 있다. 상기 센서모듈(S)이 파이프(1)의 중심부를 지나지 않으면, 상기 촉각센서부(10)를 이용하여 계산한 파이프(1)의 프로파일에 오차가 있을 수 있으며, 상기 카메라부(20)가 생성한 영상신호에도 왜곡이 발생할 수 있으므로, 상기 중심고정장치(80)로 상기 기준레일(50)의 위치를 조절하여 상기 기준레일(50)이 파이프(1)의 중심부를 지나도록 할 수 있다. 상기 기준레일(50)에 대한 위치조절이 끝나면, 상기 센서모듈 이송장치(70)를 이용하여 상기 센서모듈(S)을 이동시켜 상기 파이프(1) 내면에 대한 검사를 수행할 수 있다. In order to perform inspection on the inner surface of the pipe 1, the pipe 1 to be inspected may be first fixed using the interlocking chuck 60. Then, after passing the reference rail 50 inside the fixed pipe (1), by using the center fixing device 80 so that the sensor module (S) can pass through the center of the pipe (1) The reference rail 50 can be adjusted. If the sensor module S does not pass through the center of the pipe 1, there may be an error in the profile of the pipe 1 calculated by using the tactile sensor unit 10, and the camera unit 20 generates the error. Since distortion may also occur in one image signal, the reference rail 50 may pass through the center of the pipe 1 by adjusting the position of the reference rail 50 with the center fixing device 80. When the position adjustment for the reference rail 50 is finished, the sensor module S may be moved using the sensor module transfer device 70 to inspect the inner surface of the pipe 1.

도시하지는 않았으나, 상기 촉각센서부(10) 및 카메라부(20)에서 생성한 압력신호 및 영상신호는 통신부(40)를 통하여, 판별부(30)로 전송될 수 있으며, 상기 판별부(30)는 상기 압력신호를 이용한 프로파일 및 상기 영상신호를 디스플레이할 수 있다. 따라서, 상기 파이프(1)의 내면 프로파일 및 파이프(1)의 내면 영상을 통하여, 상기 파이프(1)의 내면에 형성된 오버레이 용접부(W)에 대한 품질검사 및 결함 발생여부 확인을 수행할 수 있다.
Although not shown, the pressure signal and the image signal generated by the tactile sensor unit 10 and the camera unit 20 may be transmitted to the determination unit 30 through the communication unit 40, the determination unit 30 May display the profile and the image signal using the pressure signal. Therefore, through the inner profile of the pipe 1 and the inner image of the pipe 1, it is possible to perform a quality inspection and defect occurrence check for the overlay weld (W) formed on the inner surface of the pipe (1).

도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 방법을 나타내는 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing a pipe inner surface inspection method according to an embodiment of the present invention.

도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 방법은, 측정준비단계(S10), 삽입단계(S20), 측정단계(S30), 영상표시단계(S40) 및 프로파일 생성단계(S50)를 포함할 수 있다. 4, the pipe inner surface inspection method according to an embodiment of the present invention, the measurement preparation step (S10), the insertion step (S20), the measurement step (S30), the image display step (S40) and the profile generation step ( S50) may be included.

이하, 도4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프 내면 검사 방법을 설명한다.
Hereinafter, a pipe inner surface inspection method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.

측정준비단계(S10)는, 연동척을 이용하여 파이프 양단을 고정하고, 상기 파이프의 내부를 관통하는 기준레일을 설치할 수 있다. 파이프의 내면 검사시에 상기 파이프가 움직이게 되면 정확한 검사를 수행할 수 없으므로, 먼저 상기 파이프를 연동척을 이용하여 고정할 수 있다. 이후, 상기 파이프의 내부를 관통하는 기준레일을 설치하고, 상기 기준레일이 상기 파이프의 중심부를 통과하도록 상기 기준레일의 위치를 조절할 수 있다. In the measurement preparation step (S10), both ends of the pipe may be fixed using an interlocking chuck, and a reference rail may be installed to penetrate the inside of the pipe. When the pipe is moved during the inner surface inspection of the pipe, the correct inspection cannot be performed, and therefore, the pipe can be fixed by using an interlocking chuck. Thereafter, a reference rail penetrating the inside of the pipe may be installed, and the position of the reference rail may be adjusted so that the reference rail passes through the center of the pipe.

삽입단계(S20)는, 촉각센서부 및 카메라부를 포함하는 센서모듈을 상기 파이프에 삽입할 수 있다. 상기 파이프의 내면에 대한 검사를 수행하는 센서모듈을 상기 파이프 내부에 삽입하여 파이프 내면에 대한 검사를 시작할 수 있다. 이때, 상기 센서모듈은 상기 기준레일을 따라 움직일 수 있다. 상기 촉각센서는 상기 센서모듈의 외부에 방사형으로 복수개 구비될 수 있으며, 상기 파이프의 내면과 접촉할 수 있다. 또한, 상기 카메라부는 상기 센서모듈의 전면부에 위치하여, 상기 파이프의 내면에 대한 영상을 촬영할 수 있다. In the inserting step S20, a sensor module including a tactile sensor part and a camera part may be inserted into the pipe. A sensor module for inspecting the inner surface of the pipe may be inserted into the pipe to start the inspection of the inner surface of the pipe. In this case, the sensor module may move along the reference rail. The tactile sensor may be provided radially outside the sensor module, and may contact the inner surface of the pipe. In addition, the camera unit may be located on the front of the sensor module, to take an image of the inner surface of the pipe.

측정단계(S30)에서는, 상기 센서모듈이 상기 파이프 내부를 이동할 수 있다. 이때, 상기 촉각센서부는 상기 파이프 내면으로부터 인가되는 압력을 측정하여 압력신호를 생성하고, 상기 카메라부는 상기 파이프 내면을 촬영하여 영상신호를 생성할 수 있다. 상기 촉각센서부는 인가되는 압력의 크기 및 상기 파이프 내면과 접촉하는 면적의 크기 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 압력신호를 생성할 수 있으며, 이후 상기 압력신호를 이용하여 상기 파이프 내면과의 거리를 측정할 수 있다. 상기 측정된 압력신호는 유, 무선 통신을 통하여 판별부로 전송될 수 있으며, 상기 영상신호는 유, 무선 통신을 통하여 디스플레이부로 전송될 수 있다. In the measuring step (S30), the sensor module can move inside the pipe. In this case, the tactile sensor unit may generate a pressure signal by measuring the pressure applied from the inner surface of the pipe, and the camera unit may generate an image signal by photographing the inner surface of the pipe. The tactile sensor unit may generate the pressure signal using at least one of a magnitude of an applied pressure and an area in contact with the inner surface of the pipe, and then measure a distance from the inner surface of the pipe using the pressure signal. can do. The measured pressure signal may be transmitted to the discriminator through wired or wireless communication, and the video signal may be transmitted to the display unit through wired or wireless communication.

영상표시단계(S40)는, 디스플레이부에 상기 카메라부가 측정한 영상신호를 표시할 수 있다. 상기 영상신호는 유, 무선 통신을 통하여 디스플레이부로 전송될 수 있으며, 상기 카메라가 촬영한 파이프 내부가 상기 디스플레이부에 표시될 수 있다. 검사자는 상기 디스플레이부에서 표시되는 영상을 이용하여, 상기 파이프 내면의 용접품질검사 및 결함발생여부 확인을 수행할 수 있다. In the image display step S40, the image signal measured by the camera unit may be displayed on the display unit. The video signal may be transmitted to the display unit through wired or wireless communication, and the inside of the pipe photographed by the camera may be displayed on the display unit. The inspector may perform welding quality inspection and defect occurrence check on the inner surface of the pipe by using the image displayed on the display unit.

프로파일 생성단계(S50)는, 상기 촉각센서부가 측정한 압력신호를 이용하여 상기 파이프의 내면에 대한 프로파일을 생성할 수 있다. 상기 압력신호는 상기 촉각센서부가 상기 파이프 내부를 이동하면서 연속적 또는 단속적으로 측정한 것이므로, 상기 압력신호를 이용하면 상기 파이프 내부에 대한 전체 프로파일을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 프로파일 생성단계(S50)는 상기 압력신호를 이용하여 상기 파이프 내부에 대한 전체 프로파일을 생성할 수 있으며, 이는 상기 판별부에서 수행할 수 있다. 상기 생성된 프로파일은 이후, 상기 디스플레이부를 통하여, 상기 파이프 내면의 영상과 함께 표시될 수 있다.
Profile generation step (S50), it is possible to generate a profile for the inner surface of the pipe using the pressure signal measured by the tactile sensor. Since the pressure signal is measured continuously or intermittently while the tactile sensor moves inside the pipe, the pressure signal can be used to obtain an overall profile of the inside of the pipe. Therefore, the profile generation step S50 may generate the entire profile for the inside of the pipe by using the pressure signal, which may be performed by the determination unit. The generated profile may then be displayed together with the image of the inner surface of the pipe through the display unit.

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 변경이 가능하다는 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 that the scope of the invention be defined by the appended claims, and that various forms of substitution, modification, and alteration are possible without departing from the spirit of the invention as set forth in the claims. Will be self-explanatory.

1: 파이프 10: 촉각센서부
20: 카메라부 22: 발광부
30: 판별부 40: 통신부
50: 기준레일 51: 회전바퀴
60: 연동척 70: 센서모듈 이송장치
80: 중심고정장치
S: 센서모듈 W: 오버레이 용접부
S10: 측정준비단계 S20: 삽입단계
S30: 측정단계 S40: 영상표시단계
S50: 프로파일 생성단계1: pipe 10: tactile sensor
20: camera portion 22: light emitting portion
30: determination unit 40: communication unit
50: reference rail 51: rotating wheel
60: interlock chuck 70: sensor module feeder
80: center lock
S: sensor module W: overlay weld
S10: measurement preparation step S20: insertion step
S30: measuring step S40: video display step
S50: Profile creation step

Claims (7)

파이프 내면과 접촉하여 상기 파이프 내면으로부터 인가되는 압력에 따라 압력신호를 생성하는 촉각센서부;
상기 파이프의 내면을 촬영하여 영상신호를 생성하는 카메라부; 및
상기 압력신호를 제공받아 상기 파이프의 내면에 대한 프로파일을 생성하고, 상기 영상신호를 제공받아 상기 파이프의 내면에 대한 영상을 디스플레이하는 판별부를 포함하는 파이프 내면 검사 장치.
A tactile sensor unit contacting an inner surface of the pipe and generating a pressure signal according to a pressure applied from the inner surface of the pipe;
A camera unit photographing an inner surface of the pipe to generate an image signal; And
And a determination unit configured to receive the pressure signal and generate a profile of the inner surface of the pipe, and receive the image signal and display an image of the inner surface of the pipe.
제1항에 있어서, 상기 촉각센서부는
상기 인가되는 압력의 크기 및 상기 압력이 인가되는 면적의 크기 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 압력신호를 생성하는 파이프 내면 검사 장치.
The method of claim 1, wherein the tactile sensor unit
And generating at least one of the magnitude of the applied pressure and the magnitude of the area to which the pressure is applied.
제1항에 있어서, 상기 촉각센서부는
상기 파이프 내면 검사 장치의 외부에 방사형으로 복수개 구비되고, 상기 촉각센서부 사이의 각도는 0° 이상 30°이하인 파이프 내면 검사 장치.
The method of claim 1, wherein the tactile sensor unit
A plurality of radially provided on the outside of the pipe inner surface inspection apparatus, the angle between the tactile sensor unit is 0 ° or more and 30 ° or less.
제1항에 있어서, 상기 카메라부는
상기 파이프의 내면에 빛을 공급하는 발광부 및 시야각이 180° 이상 360°이하인 어안렌즈를 포함하는 파이프 내면 검사 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the camera unit
Pipe inner surface inspection apparatus including a light emitting unit for supplying light to the inner surface of the pipe and a fisheye lens having a viewing angle of 180 ° or more and 360 ° or less.
제1항에 있어서,
상기 압력신호 및 영상신호를 유선 또는 무선통신을 이용하여 상기 판별부로 전송하는 통신부를 더 포함하는 파이프 내면 검사장치.
The method of claim 1,
And a communication unit for transmitting the pressure signal and the image signal to the determination unit by wire or wireless communication.
제1항에 있어서,
상기 파이프의 양단을 고정하는 연동척; 및
상기 파이프의 내부를 관통하는 기준레일을 더 포함하고,
상기 촉각센서부 및 카메라부는 상기 기준레일을 따라 상기 파이프의 내부를 관통하면서 상기 파이프 내면을 검사하는 파이프 내면 검사 장치.
The method of claim 1,
An interlock chuck fixing both ends of the pipe; And
Further comprising a reference rail penetrating the inside of the pipe,
And the tactile sensor unit and the camera unit inspect the inner surface of the pipe while passing through the inside of the pipe along the reference rail.
연동척을 이용하여 파이프 양단을 고정하고, 상기 파이프의 내부를 관통하는 기준레일을 설치하는 측정준비단계;
촉각센서부 및 카메라부를 포함하는 센서모듈을 상기 파이프에 삽입하는 삽입단계;
상기 센서모듈이 상기 파이프 내부에서 이동하면서, 상기 촉각센서부는 상기 파이프 내면으로부터 인가되는 압력을 측정하여 압력신호를 생성하고, 상기 카메라부는 상기 파이프 내면을 촬영하여 영상신호를 생성하는 측정단계;
디스플레이부에 상기 카메라부가 측정한 영상신호를 표시하는 영상표시단계; 및
상기 촉각센서부가 측정한 압력신호를 이용하여 상기 파이프의 내면에 대한 프로파일을 생성하는 프로파일 생성단계를 포함하는 파이프 내면 검사 방법.A measurement preparation step of fixing both ends of the pipe by using an interlock chuck and installing a reference rail penetrating the inside of the pipe;
An insertion step of inserting a sensor module including a tactile sensor part and a camera part into the pipe;
A measurement step of moving the sensor module inside the pipe, the tactile sensor unit measuring a pressure applied from the inner surface of the pipe to generate a pressure signal, and the camera unit photographing the inner surface of the pipe to generate an image signal;
An image display step of displaying an image signal measured by the camera unit on a display unit; And
And a profile generation step of generating a profile for the inner surface of the pipe by using the pressure signal measured by the tactile sensor unit.
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