KR101351315B1 - Line-contact surface wave guide wedge apparatus - Google Patents

Line-contact surface wave guide wedge apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR101351315B1
KR101351315B1 KR1020070135296A KR20070135296A KR101351315B1 KR 101351315 B1 KR101351315 B1 KR 101351315B1 KR 1020070135296 A KR1020070135296 A KR 1020070135296A KR 20070135296 A KR20070135296 A KR 20070135296A KR 101351315 B1 KR101351315 B1 KR 101351315B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wedge
wave
metal
longitudinal wave
ultrasonic
Prior art date
Application number
KR1020070135296A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090067590A (en
Inventor
송원준
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
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 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1020070135296A priority Critical patent/KR101351315B1/en
Publication of KR20090067590A publication Critical patent/KR20090067590A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101351315B1 publication Critical patent/KR101351315B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/041—Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2412—Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0423—Surface waves, e.g. Rayleigh waves, Love waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 표면파 유도 웨지 장치는, 피검사체와 선접촉되는 웨지 선단을 갖는 쐐기형태의 금속 웨지; 상기 금속 웨지 표면에 부착되고, 상기 금속 웨지 내에서의 음파 속도보다 낮은 음파 속도를 갖는 재질로 된 종파 전달용 웨지; 및 상기 종파 전달용 웨지 상에 결합된 종파형 초음파 탐촉자;를 포함한다. 상기 초음파 탐촉자에 의해 상기 종파 전달용 웨지 내부에서 발생된 초음파 종파가 상기 금속 웨지에 입사되어 금속 웨지 표면에 표면파를 발생시킨다.According to an aspect of the present invention, a surface wave guide wedge device includes: a wedge-shaped metal wedge having a wedge tip in line contact with an inspected object; A longitudinal wave wedge attached to the surface of the metal wedge and having a sound wave velocity lower than that of the sound in the metal wedge; And a longitudinal wave ultrasonic transducer coupled to the longitudinal wave wedge. The ultrasonic longitudinal wave generated inside the longitudinal wave transmitting wedge by the ultrasonic probe is incident on the metallic wedge to generate surface waves on the surface of the metallic wedge.

초음파 비파괴 검사, 초음파 탐촉자, 웨지 Ultrasonic Non Destructive Testing, Ultrasonic Probe, Wedge

Description

선접촉 표면파 유도 웨지 장치{Line-contact surface wave guide wedge apparatus}Line-contact surface wave guide wedge apparatus

본 발명은 초음파 비파괴 검사 및 평가에 사용되는 표면파(Rayleigh surface wave)를 발생시키는 표면파 유도 웨지 장치에 관한 것으로, 특히 피검사체의 크기가 매우 작거나 비파괴 검사를 위한 접근 가능한 공간이 협소하여 초음파 탐촉자와 웨지를 적용하기가 곤란한 경우 선접촉만으로 협소한 공간에서 피검사체에 표면파를 용이하게 발생시킬 수 있는 표면파 유도 웨지 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface wave guide wedge device for generating a Rayleigh surface wave for use in ultrasonic nondestructive testing and evaluation. When it is difficult to apply the wedge relates to a surface wave guide wedge device that can easily generate a surface wave to the inspected object in a narrow space by only line contact.

초음파 비파괴 검사에 사용되는 표면파는, 구조물 또는 피검사체의 표면을 따라 진행하는 초음파의 일종으로서 복잡한 형상을 가진 구조물에서도 표면을 따라 잘 전파될 수 있다. 특히, 표면파는 표면이나 표면 저하부의 상태에 따라 민감하게 반응하므로 피검사체의 표면에 존재하는 결함 탐상 등의 표면 상태를 검사할 때 널리 사용된다. 이러한 표면파를 발생시키기 위해 주로 종파형 탐촉자와 표면파를 발생시킬 수 있는 특정 재질을 갖는 웨지가 사용된다.Surface waves used in the ultrasonic non-destructive inspection is a kind of ultrasonic waves propagating along the surface of the structure or the object under test, and can be propagated well along the surface even in a structure having a complicated shape. In particular, since the surface wave reacts sensitively to the state of the surface or the surface deterioration part, the surface wave is widely used when inspecting the surface state such as flaw detection on the surface of the test object. In order to generate these surface waves, a longitudinal wave transducer and a wedge having a specific material capable of generating surface waves are mainly used.

도 1은 용접부나 강구조물 등 금속 구조물의 초음파 비파괴 검사에 사용되는 종래의 표면파 유도 웨지 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 표면파 유도 웨지 장치(1)는, 초음파를 발생 또는 수신할 수 있는 초음파 탐촉자(3)와 이로부터 발생된 초음파를 특정 입사각으로 전달하여 피검사체(5)에 표면파를 생성하는 웨지(7)를 포함한다. 1 is a view schematically showing a conventional surface wave guide wedge device used for the ultrasonic non-destructive inspection of metal structures such as welded parts or steel structures. The surface wave guide wedge device 1 includes an ultrasonic transducer 3 capable of generating or receiving ultrasonic waves and a wedge 7 for generating surface waves on the inspected object 5 by transmitting ultrasonic waves generated from the ultrasonic wave at a specific incident angle. do.

그러나 크기가 작은 부품 피검사체를 검사하거나 접근에 제한이 있어 검사 면적이 협소한 경우에는, 종래의 초음파 탐촉자와 웨지를 이용하여 피검사체에 표면파를 발생시키는 데에 한계가 있다. 특히 접근 가능한 검사 면적이 협소한 경우, 피검사 부위에서 전후로 이동하면서 검사하는 록킹(rocking) 검사가 불가능한 경우가 많다. 이러한 문제를 해결하기 위해 레이저를 이용한 비접촉 방식의 표면파 발생 기술이 개발되었으나, 레이저를 이용하여 발생시키고자 하는 표면파의 주파수를 제어하는 데에는 한계가 있다. 또한 고출력을 요할 경우 레이저에 의한 국부적인 가열로 인해 피검사체 표면이 손상될 수도 있으며 레이저 발생 장비가 고가이고 휴대용으로 사용하는 것이 불가하여 그 활용성에 제약이 많다. However, in the case of inspecting a small component inspected object or having limited access due to limited access, there is a limit in generating surface waves in the inspected object by using a conventional ultrasonic probe and wedge. In particular, when the accessible inspection area is narrow, it is often impossible to perform a rocking inspection to move back and forth from the inspection site. In order to solve this problem, a non-contact surface wave generation technology using a laser has been developed, but there is a limit in controlling the frequency of the surface wave to be generated using a laser. In addition, when high power is required, the surface of the subject may be damaged due to local heating by the laser, and the use of the laser generating equipment is expensive and it is impossible to use it portablely.

본 발명의 일 측면은, 피검사체 크기가 작거나 피검사부의 접근 가능 면적이 협소한 경우에도 표면파를 피검사체 표면에 효과적으로 발생시킬 수 있어 표면 또는 표면 저하부의 결함 탐상이나 검사를 용이하게 수행할 수 있는 표면파 유도 웨지 장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention, even when the size of the inspected object is small or the accessible area of the inspected object is narrow, the surface wave can be effectively generated on the inspected surface, so that flaw detection or inspection of the surface or the surface deterioration part can be easily performed. A surface wave guide wedge device is provided.

본 발명의 일 측면에 따르면, 표면파 유도 웨지 장치는, 피검사체와 선접촉되는 웨지 선단을 갖는 쐐기형태의 금속 웨지; 상기 금속 웨지 표면에 부착되고, 상기 금속 웨지 내에서의 음파 속도보다 낮은 음파 속도를 갖는 재질로 된 종파 전달용 웨지; 및 상기 종파 전달용 웨지 상에 결합된 종파형 초음파 탐촉자;를 포함한다. 상기 초음파 탐촉자에 의해 상기 종파 전달용 웨지 내부에서 발생된 초음파 종파가 상기 금속 웨지에 입사되어 금속 웨지 표면에 표면파를 발생시킨다.According to an aspect of the present invention, a surface wave guide wedge device includes: a wedge-shaped metal wedge having a wedge tip in line contact with an inspected object; A longitudinal wave wedge attached to the surface of the metal wedge and having a sound wave velocity lower than that of the sound in the metal wedge; And a longitudinal wave ultrasonic transducer coupled to the longitudinal wave wedge. The ultrasonic longitudinal wave generated inside the longitudinal wave transmitting wedge by the ultrasonic probe is incident on the metallic wedge to generate surface waves on the surface of the metallic wedge.

표면파를 발생시키기 위해 상기 종파 전달용 웨지에서 상기 금속 웨지로 입사되는 종파의 입사각은 상기 종파 전달용 웨지의 재질에 의해 변경될 수 있다. 상기 종파 전달용 웨지는 상기 금속 웨지의 선단으로부터 떨어져서 상기 금속 웨지 표면에 부착될 수 있다.The incident angle of the longitudinal wave incident from the longitudinal wave wedge to the metal wedge to generate the surface wave may be changed by the material of the longitudinal wave wedge. The longitudinal wave wedge may be attached to the metal wedge surface away from the tip of the metal wedge.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 종파 전달용 웨지는 아크릴 또는 플렉시글라스와 같은 플라스틱 재질로 될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the longitudinal wave wedge may be made of a plastic material such as acrylic or plexiglass.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 초음파 탐촉자와 종파 전달용 웨지 사이에는 초음파의 투과율을 높이기 위한 매질로서 커플런트(couplant)가 삽입될 수 있다. 상기 표면파 유도 웨지 장치 사용시, 상기 금속 웨지의 선단은 피검사체 표면에 직접 접촉될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a coupler may be inserted between the ultrasonic transducer and the wedge for longitudinal wave transmission as a medium for increasing the transmittance of ultrasonic waves. When using the surface wave guide wedge device, the tip of the metal wedge may be in direct contact with the surface of the object under test.

본 발명의 실시형태에 따르면, 피검사체와 선접촉되는 상기 금속 웨지의 선단의 선접촉 구간의 크기(피검사체와 선접촉되는 길이)는 상기 금속 웨지의 전체 폭과 다르게 변경될 수 있다. 특히, 피검사체의 검사 면적이 협소할 경우 상기 금속 웨지 선단은 상기 선접촉 구간의 크기가 금속 웨지 전체의 폭보다 작게 되도록 형성될 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the size of the line contact section of the tip of the metal wedge that is in linear contact with the inspected object (the length of the line contact with the inspected object) may be changed to be different from the overall width of the metal wedge. In particular, when the inspection area of the inspected object is narrow, the tip of the metal wedge may be formed such that the size of the line contact section is smaller than the width of the entire metal wedge.

본 발명에 따르면, 협소한 선접촉 확보만으로 표면파를 피검사체 표면에 유도할 수 있으며, 웨지와 피검사체 사이에 별도의 접촉 매질이 요구되지 않는다. 표면파 유도 웨지 장치의 구조가 간단하고 적용 개소의 제한이 적어서 표면파를 이용한 비파괴 검사에 유용하게 활용될 수 있다. 또한 2개의 표면파 유도 웨지를 사용하여 피검사체의 표면 및 표면 저하부의 결함 검출에도 용이하게 사용될 수 있다. According to the present invention, the surface wave can be induced on the surface of the inspected object only by securing a narrow line contact, and a separate contact medium is not required between the wedge and the inspected object. Since the structure of the surface wave inducing wedge device is simple and there are few restrictions on the application place, it can be usefully used for non-destructive inspection using surface waves. In addition, two surface wave guide wedges can be used to easily detect defects on the surface of the object and the surface deterioration portion.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 표면파 유도 웨지 장치를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 표면파 유도 웨지 장치(10)는 선단를 갖는 쇄기형태의 금속 웨지(12)와, 이에 부착된 종파 전달용 웨지(11)와, 종파 전달용 웨지(11) 상에 결합된 종파형 초음파 탐촉자(13)를 구비한다. 2 is a view showing a surface wave guide wedge device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the surface wave guide wedge device 10 includes a wedge shaped metal wedge 12 having a tip, a longitudinal wave wedge 11 attached thereto, and a longitudinal wave coupled onto the longitudinal wave wedge 11. A type ultrasonic transducer 13 is provided.

금속 웨지(12)는 철 또는 알루미늄과 같은 금속 재질로 되어 있다. 금속 웨지(12)의 선단은 강구조물 등의 피검사체(5)의 표면과 선접촉할 수 있도록 형성되어 있다. 금속 웨지(12)와 피검사체(5) 표면 사이의 선접촉부는 특정 접촉 매질을 필요로 하지 않으며 단순히 압력으로 금속 웨지(12)의 선단을 피검사면에 직접 선접촉하면 된다. 음파의 에너지 효율을 향상시키기 위해, 동작시 가능하면 금속 웨지의 선단을 피검사체(5) 표면에 밀착시키는 것이 바람직하다. The metal wedge 12 is made of a metal material such as iron or aluminum. The tip of the metal wedge 12 is formed so as to be in linear contact with the surface of the inspected object 5 such as a steel structure. The line contact portion between the metal wedge 12 and the surface of the test object 5 does not require a specific contact medium, and simply presses the tip of the metal wedge 12 directly to the test surface by pressure. In order to improve the energy efficiency of sound waves, it is preferable to bring the tip of the metal wedge into close contact with the surface of the test object 5 when possible during operation.

종파 전달용 웨지(11)는 금속 웨지(12) 내에서의 음파 전파 속도보다 낮은 속도로 음파를 전달하는 재질로 되어 있는데, 예컨대 아크릴이나 플렉시글라스(Plexiglas) 등의 가공이 용이한 플라스틱 재질로 만들어질 수 있다. 종파 전달용 웨지(11)는, 도 2에 도시된 바와 같이 금속 웨지(12)의 선단(피검사체와의 접촉부)으로부터 소정 간격만큼 떨어져 배치될 수 있다.Longitudinal wave transmission wedge 11 is made of a material that transmits sound waves at a lower speed than the sound wave propagation speed in the metal wedge 12, for example, made of a plastic material that is easy to process, such as acrylic or Plexiglas Can lose. As shown in FIG. 2, the longitudinal wedge 11 may be spaced apart from the tip of the metal wedge 12 (a contact with the inspected object) by a predetermined distance.

종파 전달용 웨지(11)의 재질에 따라 그 내부에서의 음파 속도가 달라질 수 있다. 웨지(11) 내에서의 음파 속도에 따라, 표면파 발생을 위해 웨지(11)로부터 금속 웨지(12)로 입사되는 초음파 종파(14)의 입사 각도가 달라진다. 따라서, 종파 전달용 웨지(11)의 재질을 적절히 선택하여 금속 웨지(12)로의 (표면파 발생을 위한) 종파 입사 각도를 변경할 수 있다. 종파 전달용 웨지(11)와 금속 웨지(12) 사이의 음파 투과율을 향상시키기 위해 두 웨지(11, 12) 사이의 접촉면은 접착제 등으로 영구 접착될 수 있다. Depending on the material of the longitudinal wave transmission wedge 11 may be a sound wave speed therein. Depending on the speed of sound in the wedge 11, the angle of incidence of the ultrasonic longitudinal wave 14 incident from the wedge 11 into the metal wedge 12 for surface wave generation varies. Accordingly, the longitudinal wave incident angle (for surface wave generation) to the metal wedge 12 can be changed by appropriately selecting the material of the longitudinal wave transmitting wedge 11. The contact surface between the two wedges 11 and 12 may be permanently bonded with an adhesive or the like to improve the sound wave transmittance between the longitudinal wave transmitting wedge 11 and the metal wedge 12.

초음파 종파는 종파 전달용 웨지(12) 상에 결합된 종파형 초음파 탐촉자(13)에 의해 발생된다. 이 초음파 탐촉자(13)는 그 형태와 종류에 따라서 피검사체에 유도되는 표면파의 주파수를 변화시킬 수 있다. 초음파 탐촉자(13)와 종파 전달용 웨지(11) 사이에는 초음파의 투과율을 높이기 위해 매질로서 커플런트(couplant)가 삽입될 수 있다.The ultrasonic longitudinal wave is generated by the longitudinal ultrasonic transducer 13 coupled onto the longitudinal wave wedge 12. The ultrasonic probe 13 can change the frequency of the surface wave guided to the object under test according to its shape and type. Between the ultrasonic transducer 13 and the wedge 11 for longitudinal wave transmission, a coupler may be inserted as a medium to increase the transmittance of the ultrasonic waves.

상술한 구조를 갖는 표면파 유도 웨지 장치의 작용 및 동작을 살펴보면 아래와 같다.Looking at the operation and operation of the surface wave guide wedge device having the above-described structure as follows.

초음파 탐촉자(13)에 의해 플라스틱 재질의 웨지(11) 내부에 초음파 종파(14)가 발생하면, 이 종파(14)는 웨지(12) 내부를 통해 전파되고 금속 웨지(12)와의 접촉면 또는 경계부에서 금속 웨지(12)에 입사된다. 아래 기재된 스넬의 법칙(Snell's law)에 따라, 특정 입사각(θ)으로 종파(14)가 금속 웨지(12)로 입사되면 금속 웨지(12) 표면에 표면파(15)가 발생한다. When an ultrasonic longitudinal wave 14 is generated inside the plastic wedge 11 by the ultrasonic transducer 13, the longitudinal wave 14 propagates through the internal wedge 12 and at the contact or boundary with the metal wedge 12. Is incident on the metal wedge 12. According to Snell's law described below, when the longitudinal wave 14 enters the metal wedge 12 at a specific angle of incidence θ, a surface wave 15 is generated on the surface of the metal wedge 12.

Figure 112007092048442-pat00001
Figure 112007092048442-pat00001

상기 수학식 1에서, CL은 종파 전달용 웨지(11) 내에서의 종파 속도이고, CR은 금속 웨지(12)의 표면파의 속도이고, θ는 종파 전달용 웨지(11)에서 금속 웨지(12)로의 종파 입사각(즉, 입사하는 종파와 표면의 법선(VL)이 이루는 각도)이다. In Equation 1, C L is the longitudinal wave speed in the longitudinal wave transmission wedge 11, C R is the speed of the surface wave of the metal wedge 12, θ is a metal wedge ( 12 is the angle of incidence of the longitudinal wave into (12), ie the angle between the incident longitudinal wave and the surface normal (VL).

이 표면파(15)는 금속 웨지(12) 표면을 따라 전파되고, 강 구조물 등의 피검사체와 선접촉하는 금속 웨지(12)의 선단을 통해 피검사체 또는 구조물(5)에 표면파(16)를 유도한다. 피검사체의 표면파(16)는 피검사체(5)의 표면을 따라 전파하게 된다. 금속 웨지(12)와 피검사체(5) 표면 사이에는 특정한 접촉 매질을 필요로 하지 않으며 단순히 압력으로 접촉하면 된다. 음파 에너지 효율을 높이기 위해 가능하면 금속 웨지(12)의 선단과 피검사체(5) 표면이 밀착할 수 있도록 한다. The surface wave 15 propagates along the surface of the metal wedge 12 and guides the surface wave 16 to the inspected object or structure 5 through the tip of the metal wedge 12 which is in linear contact with the inspected object such as a steel structure. do. The surface wave 16 of the inspected object propagates along the surface of the inspected object 5. There is no need for a specific contact medium between the metal wedge 12 and the surface of the inspected object 5, and simply contact with pressure. In order to increase the energy efficiency of the sound wave, the tip of the metal wedge 12 and the surface of the test object 5 may be brought into close contact with each other.

상술한 구조와 동작 특성을 갖는 표면파 유도 장치(10)를 사용함으로써, 작은 사이즈의 피검사체나 협소한 접근 개소에 대해서도 효과적으로 피검사체에 표면파를 유도할 수 있고 비파괴검사의 현장에 유용하게 활용될 수 있다. 예를 들어, 종래의 표면파 유도 웨지 장치(도 1 참조)와 달리, 장치(10)를 피검사체(5) 표면으로부터 원하는 각도(φ)로 기울여서 좁은 피검사 부위에 용이하게 접근할 수 있다.By using the surface wave induction apparatus 10 having the above-described structure and operation characteristics, it is possible to effectively induce surface waves to the inspected object even for a small sized object or a narrow access point, and can be usefully used in the field of non-destructive inspection. have. For example, unlike a conventional surface wave guide wedge device (see FIG. 1), the device 10 can be tilted from the surface of the test object 5 at a desired angle φ to easily access a narrow test site.

또한 피검사체(5)와 선접촉되는 금속 웨지(12)의 선단의 선접촉되는 길이(선접촉 구간의 크기)는 금속 웨지 본체의 폭, 즉 금속 웨지(12)의 전체 폭과 다르게 형성할 수 있고, 특히 협소한 피검사부위에 대한 검사의 용이성을 확보하기 위해, 상기 선접촉 구간이 크기를 금속 웨지(12) 전체의 폭보다 작게 되도록 금속 웨지(12)의 선단을 가공할 수 있다. In addition, the line contact length (size of the line contact section) of the tip of the metal wedge 12 in line contact with the inspected object 5 may be formed differently from the width of the metal wedge body, that is, the overall width of the metal wedge 12. In particular, the tip of the metal wedge 12 may be machined so that the line contact section is smaller than the width of the entire metal wedge 12 in order to ensure ease of inspection for a narrow inspection target area.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 표면파 유도 웨지 장치(10)를 사용한 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다. 특히, 도 3은 피검사체(5)의 표면 및/또는 표면 저하부의 결함 검출을 위해 2개의 표면파 유도 웨지(10)를 사용한 예를 나타낸다. 좌측의 표면파 유도 장치(10)를 통해 피검사체(5)의 표면에 표면파(16)를 발생시키 면, 이 표면파(16)는 피검사체(5) 표면을 따라 전파하다가 피검사체(15)의 표면 또는 표면 저하부의 결함(9)에 의해 산란될 수 있다. 이러한 결함에 의해 산란된 표면파(17)는 다른 (도면에서 우측의) 표면파 유도 장치(10)의 금속 웨지(12)에 표면파(18)로 수신되고, 결국 결함 정보를 담은 초음파 신호로서 초음파 탐촉자(13)에 전달된다. 3 is a diagram schematically showing an example of using the surface wave guide wedge device 10 according to the embodiment of the present invention. In particular, FIG. 3 shows an example in which two surface wave guide wedges 10 are used to detect defects on the surface of the test object 5 and / or the surface lowering part. When the surface wave 16 is generated on the surface of the inspected object 5 through the surface wave induction device 10 on the left side, the surface wave 16 propagates along the surface of the inspected object 5 and then the surface of the inspected object 15. Or scattered by the defect 9 in the surface deterioration portion. The surface wave 17 scattered by this defect is received as the surface wave 18 in the metal wedge 12 of the other surface wave induction device 10 (right in the drawing), and eventually the ultrasonic transducer as an ultrasonic signal containing defect information ( 13) is delivered.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims, and that various modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art.

도 1은 종래의 표면파 유도 웨지 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional surface wave guide wedge device.

도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 표면파 유도 웨지 장치를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a surface wave guide wedge device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 표면파 유도 웨지 장치를 사용한 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다.3 is a diagram schematically showing an example using the surface wave guide wedge device according to the embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 표면파 유도 웨지 장치 11: 종파 전달용 웨지10: Surface wave guide wedge device 11: Wedge for longitudinal wave transmission

12: 금속 웨지 13: 종파형 초음파 탐촉자12: metal wedge 13: longitudinal wave ultrasonic transducer

14: 하부 웨지 내에서 발생한 종파 15: 금속 웨지에서 발생한 표면파14: Longitudinal wave generated in lower wedge 15: Surface wave generated in metal wedge

16: 피검사체 표면에 유도된 표면파 17: 표면결함에 의해 산란된 표면파16: surface wave induced on the surface of a subject 17: surface wave scattered by surface defects

18: 금속 웨지에 수신된 산란 표면파 9: 표면결함 18: Scattered surface wave received in a metal wedge 9: surface defect

Claims (9)

피검사체와 선접촉되는 웨지 선단을 갖는 쐐기형태의 금속 웨지; A wedge shaped metal wedge having a wedge tip in line contact with the subject; 상기 금속 웨지 표면에 부착되고, 상기 금속 웨지 내에서의 음파 속도보다 낮은 음파 속도를 갖는 재질로 된 종파 전달용 웨지; 및 A longitudinal wave wedge attached to the surface of the metal wedge and having a sound wave velocity lower than that of the sound in the metal wedge; And 상기 종파 전달용 웨지 상에 결합된 종파형 초음파 탐촉자;를 포함하고, And a longitudinal wave ultrasonic transducer coupled on the longitudinal wave wedge. 상기 초음파 탐촉자에 의해 상기 종파 전달용 웨지 내부에서 발생된 초음파 종파가 상기 금속 웨지에 입사되어 금속 웨지 표면에 표면파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 표면파 유도 웨지 장치. Ultrasonic longitudinal wave generated by the ultrasonic transducer inside the longitudinal wave transmission wedge is incident on the metal wedge to generate a surface wave on the surface of the metal wedge. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 종파 전달용 웨지는 상기 금속 웨지의 선단으로부터 떨어져 상기 금속 웨지 표면에 부착된 것을 특징으로 하는 표면파 유도 웨지 장치.And the longitudinal wave wedge is attached to the surface of the metal wedge away from the tip of the metal wedge. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 표면파를 발생시키기 위해 상기 종파 전달용 웨지에서 상기 금속 웨지로 입사되는 종파의 입사각은 상기 종파 전달용 웨지의 재질에 의해 변경가능한 것을 특징으로 하는 표면파 유도 웨지 장치.An incidence angle of a longitudinal wave incident from the longitudinal wave transmitting wedge into the metal wedge to generate a surface wave is changeable by the material of the longitudinal wave transmitting wedge. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 종파 전달용 웨지는 플라스틱 재질로 된 것을 특징으로 하는 표면파 유도 웨지 장치.Surface wave guide wedge device, characterized in that the longitudinal wave wedge is made of a plastic material. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 종파 전달용 웨지는 아크릴 또는 플렉시글라스로 된 것을 특징으로 하는 표면파 유도 웨지 장치.The wedge for longitudinal wave transmission is surface wave guide wedge device, characterized in that the acrylic or plexiglass. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초음파 탐촉자와 종파 전달용 웨지 사이에는 초음파의 투과율을 높이기 위한 매질로서 커플런트가 삽입된 것을 특징으로 하는 표면파 유도 웨지 장치.Surface acoustic wave wedge device, characterized in that the coupling between the ultrasonic transducer and the wedge for longitudinal wave transmission as a medium for increasing the transmittance of the ultrasonic wave. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표면파 유도 웨지 장치 사용시, 상기 금속 웨지의 선단은 피검사체 표면에 직접 접촉되는 것을 특징으로 하는 표면파 유도 웨지 장치.And the front end of the metal wedge is in direct contact with the surface of the object under test. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 피검사체와 선접촉되는 상기 금속 웨지의 선단의 선접촉 구간의 크기는 상기 금속 웨지의 전체 폭과 다른 것을 특징으로 하는 표면파 유도 웨지 장치.The size of the line contact section of the tip of the metal wedge in line contact with the test object is different from the total width of the metal wedge, the surface wave guide wedge device. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 금속 웨지 선단의 선접촉 구간 크기는 금속 웨지 전체의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 표면파 유도 웨지 장치. Size of the line contact section of the tip of the metal wedge is smaller than the width of the metal wedge surface wave guide wedge device.
KR1020070135296A 2007-12-21 2007-12-21 Line-contact surface wave guide wedge apparatus KR101351315B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070135296A KR101351315B1 (en) 2007-12-21 2007-12-21 Line-contact surface wave guide wedge apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070135296A KR101351315B1 (en) 2007-12-21 2007-12-21 Line-contact surface wave guide wedge apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090067590A KR20090067590A (en) 2009-06-25
KR101351315B1 true KR101351315B1 (en) 2014-01-15

Family

ID=40995291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070135296A KR101351315B1 (en) 2007-12-21 2007-12-21 Line-contact surface wave guide wedge apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101351315B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210085698A (en) 2019-12-31 2021-07-08 한국원자력연구원 Selective excitation apparatus and method of higher order modes of plate wave

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9952183B2 (en) * 2015-09-11 2018-04-24 Olympus Scientific Solutions America Focusing wedge for ultrasonic testing
RU2697024C1 (en) * 2018-11-21 2019-08-08 Общество с ограниченной ответственностью "Нординкрафт Санкт-Петербург" Ultrasound separately-combined converter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08160022A (en) * 1994-12-05 1996-06-21 Japan Steel Works Ltd:The Two-vibrator probe
KR20050102516A (en) * 2004-04-22 2005-10-26 재단법인서울대학교산학협력재단 Magnetostrictive transducer for generating and sensing elastic ultrasonic waves, and apparatus for structural diagnosis using it
KR20070046441A (en) * 2005-10-31 2007-05-03 재단법인 포항산업과학연구원 Ultrasonic variable incident angle beam wedge
JP2008151626A (en) 2006-12-18 2008-07-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ultrasonic flaw detector and wedge for ultrasonic flaw detection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08160022A (en) * 1994-12-05 1996-06-21 Japan Steel Works Ltd:The Two-vibrator probe
KR20050102516A (en) * 2004-04-22 2005-10-26 재단법인서울대학교산학협력재단 Magnetostrictive transducer for generating and sensing elastic ultrasonic waves, and apparatus for structural diagnosis using it
KR20070046441A (en) * 2005-10-31 2007-05-03 재단법인 포항산업과학연구원 Ultrasonic variable incident angle beam wedge
JP2008151626A (en) 2006-12-18 2008-07-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ultrasonic flaw detector and wedge for ultrasonic flaw detection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210085698A (en) 2019-12-31 2021-07-08 한국원자력연구원 Selective excitation apparatus and method of higher order modes of plate wave

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090067590A (en) 2009-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101134431B1 (en) Ultrasonic scanning device and method
Satyarnarayan et al. Circumferential higher order guided wave modes for the detection and sizing of cracks and pinholes in pipe support regions
Rizzo et al. Structural health monitoring of immersed structures by means of guided ultrasonic waves
Takatsubo et al. Generation laser scanning method for the visualization of ultrasounds propagating on a 3-D object with an arbitrary shape
US20160299106A1 (en) Systems and methods for using flexural modes in non-destructive testing and inspection
Bustamante et al. Hybrid laser and air-coupled ultrasonic defect detection of aluminium and CFRP plates by means of Lamb mode
JP5420525B2 (en) Apparatus and method for ultrasonic inspection of small diameter tube
JP5311766B2 (en) Interface inspection apparatus and interface inspection method
JP3735006B2 (en) Internal microcrack detection method and apparatus using nonlinear ultrasonic waves
KR101351315B1 (en) Line-contact surface wave guide wedge apparatus
Hayashi et al. Rapid thickness measurements using guided waves from a scanning laser source
Na et al. EMAT-based inspection of concrete-filled steel pipes for internal voids and inclusions
JP4144703B2 (en) Tube inspection method using SH waves
Sharma et al. Damage detection in submerged plates using ultrasonic guided waves
Lee et al. Evaluation on defect in the weld of stainless steel materials using nondestructive technique
JP2002062281A (en) Flaw depth measuring method and its device
Vinogradov et al. New magnetostrictive transducers and applications for SHM of pipes and vessels
JP2004077292A (en) Method and device for inspecting stress corrosion cracking
Remillieux et al. Estimating the penetration depth and orientation of stress corrosion cracks using time-reversal acoustics
RU2153163C1 (en) Method of intratube ultrasonic diagnostics of condition of pipe-line
Park et al. Development of EMA transducer for inspection of pipelines
Han et al. Development of novel rail non-destructive inspection technologies
JP2007263956A (en) Ultrasonic flaw detection method and apparatus
Seo et al. Improvement of crack sizing performance by using nonlinear ultrasonic technique
Chang et al. Development of non-contact air coupled ultrasonic testing system for reinforced concrete structure

Legal Events

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

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180108

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190104

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200107

Year of fee payment: 7