KR101465075B1 - 수침 초음파 탐상시험 장치 - Google Patents

수침 초음파 탐상시험 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수침 초음파 탐상시험 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 수침 초음파 탐상시험 장치는 시험체의 결함을 검출하는 수침 초음파 탐상시험 장치에 있어서, 관통부가 형성되는 베이스 플레이트; 상기 관통부에 설치되며 회전력을 인가받아 회전하는 볼스크류; 상기 볼스크류에 회전력을 인가하는 모터; 상기 볼스크류가 수용되며 상기 볼스크류의 회전에 의해 직선이동하는 너트; 한 쌍으로 마련되어 각각 초음파를 송신 및 수신하여 상기 시험체의 결함을 검출하는 탐촉자; 상기 탐촉자가 설치되며, 상기 너트와 연결되어 상기 탐촉자의 위치를 이동시키거나, 상기 탐촉자의 기울기를 조절하는 탐촉자 조절부;를 포함한다. 이에 의하여, 베이스 플레이트의 측면에 가해지는 하중의 크기를 줄이며 모터를 이용하여 탐촉자 조절부의 위치를 보다 정밀하게 이동함으로써, 검출된 시험체 상의 결함의 오차를 줄일 수 있으며 탐상시험에 소요되는 시간을 단축하여 신속한 시험을 할 수 있는 수침 초음파 탐상시험 장치가 제공된다.

Description

수침 초음파 탐상시험 장치{APPARATUS FOR DETECTING WATER IMMERSION ULTRASONIC FLAW }
본 발명은 수침 초음파 탐상시험 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베이스 플레이트의 측면에 가해지는 하중의 크기를 줄이며 모터를 이용하여 탐촉자 조절부의 위치를 보다 정밀하게 이동함으로써, 검출된 시험체 상의 결함의 오차를 줄일 수 있으며 탐상시험에 소요되는 시간을 단축하여 신속한 시험을 할 수 있는 수침 초음파 탐상시험 장치에 관한 것이다.
제품의 신뢰성을 보증하기 위하여 실험적 데이터의 확보 수단으로는 크게 2가지 방법이 있다. 이는 재료·기기·구조물을 직접 파단면의 관찰, 인장시험을 통해 기계적 강도를 평가하는 파괴시험과 재료나 시험체의 원형과 기능을 전혀 변화시키지 않고 성질·상태·내부구조 등을 알아내는 비파괴시험으로 분류된다.
현재는 신뢰성 향상·제조기술의 개량 도모·원가 절감 등의 장점이 있는 비파괴시험이 널리 보급되고 있으며, 특히 시험체의 두께가 두꺼워도 쉽게 시험이 가능하며, 결함의 위치 및 크기를 즉시 알 수 있는 초음파 탐상 시험이 널리 이용된다.
일반적으로 초음파 탐상 시험이란 초음파를 시험체 내로 입사하여 시험체 내에 존재하는 불연속 또는 결함을 검출하는 방법을 말한다. 초음파 탐상 시험은 시험체 내에 존재하는 불연속의 크기 및 위치측정은 물론 시험체의 크기·두께·재질·균일도 등 광범위하게 적용된다.
한편, 초음파 탐상 시험에 사용되는 초음파를 발생시키는 방법에는 진동자를 이용하는 방식이 널리 이용된다. 이는 양 전극 사이에 전압을 가하여 전압의 크기와 전하 등에 따라 진동자가 신축하여 진동으로 바뀌어 초음파가 발생하게 되는 방식이다.
초음파 탐상 시험 중에서도 결함 선단에서 발생하는 초음파 회절 신호를 수신하여 평가하며, 용접부 검사를 위해 개발된 TOFD(Time Of Flight Diffraction)기법은 현재 정밀도가 높은 결함깊이 탐상기술로 인정되고 있다.
도 1은 TOFD법에 의한 초음파 탐상 시험 원리를 나타내는 도면이다. TOFD법은 시험체 표면에 2개의 탐촉자를 일정한 간격으로 대향시키고 탐촉자 사이를 직접 전달하는 측면파(Lateral wave,LW) 또는 시험체 저면에서의 저면반사파와 결함 선단에서의 회절파의 전반시간차를 이용하여 결함높이를 측정하는 방법이다. 그러나, TOFD법은 시험체의 두께가 얇은 경우에 측면파와 저면반사파의 간격이 짧아서 결함의 회절파가 합쳐질 수 있다. 즉, 결함 단부가 탐상면측 또는 저면측에 근접한 경우 측면파 또는 저면반사파와 간섭하여 결함 단부의 위치가 명확하게 측정되지 않는 불감대가 발생하는 문제점이 있다.
이에, TOFD법의 문제점을 보완하고자 I-TOFD(Immersion Time Of Flight Diffraction)법이 제안되었다. 도 2는 I-TOFD법에 의한 초음파 탐상 시험 원리를 나타내는 도면이다. I-TOFD법은 시험체에 직접 2개의 탐촉자를 접촉하여 반사파의 시간차를 이용하여 결함을 검출해내는 TOFD법과 달리 액체 접촉 매질 속에서 파가 굴절이 되는 현상을 이용하는 방법이다. 즉, I-TOFD법은 2개의 탐촉자를 직접 시편에 접촉하지 않고 공기 중에서 초음파를 입사한 뒤 시편을 물 속에 넣은 후 각도와 위치를 조절하여 그 펄스를 분석하여 결함을 찾아내는 방법이다.
도 3은 종래의 수침 초음파 탐상시험 장치를 나타내는 도면이다. 종래의 수침 초음파 탐상시험 장치(10)는 베이스 플레이트(11)의 하면에 탐촉자(110) 및 탐촉자 조절부(12)가 설치되며, 조절나사(13)의 작동에 의해 한 쌍의 탐촉자(110) 상호 간의 거리가 조절된다. 이때, 탐촉자 조절부(12) 및 탐촉자(110)의 무게에 의하여 베이스 플레이트(11)의 일부가 하방으로 처지는 처짐 현상이 발생하여 검출된 시험체 상의 결함의 오차가 발생하는 문제점이 있다. 또한, 조절나사(13)를 수동으로 조이고 푸는 동작에 의하여 탐촉자(110) 상호 간의 간격을 조절할 때, 수동적인 동작에 의하여 검출된 시험체 상의 결함의 오차가 발생하며, 탐상시험에 소요되는 시간이 길어지는 문제점이 있다.
용접 구조물을 현장에서 건설하거나 조립하는 경우 외에 가동 중인 부품이나 재료의 수명예측 및 건전성 평가에 있어서 결함의 깊이에 대한 정보는 매우 중요한바, 결함의 오차를 최소화 할 수 있는 수침 초음파 탐상시험장치가 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 베이스 플레이트의 측면에 가해지는 하중의 크기를 줄이며 모터를 이용하여 탐촉자 조절부의 위치를 보다 정밀하게 이동함으로써, 검출된 시험체 상의 결함의 오차를 줄일 수 있으며 탐상시험에 소요되는 시간을 단축하여 신속한 시험을 할 수 있는 수침 초음파 탐상시험 장치를 제공함에 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 시험체의 결함을 검출하는 수침 초음파 탐상시험 장치에 있어서, 관통부가 형성되는 베이스 플레이트; 상기 관통부에 설치되며 회전력을 인가받아 회전하는 볼스크류; 상기 볼스크류에 회전력을 인가하는 모터; 상기 볼스크류가 수용되며 상기 볼스크류의 회전에 의해 직선이동하는 너트; 한 쌍으로 마련되어 각각 초음파를 송신 및 수신하여 상기 시험체의 결함을 검출하는 탐촉자; 상기 탐촉자가 설치되며, 상기 너트와 연결되어 상기 탐촉자의 위치를 이동시키거나, 상기 탐촉자의 기울기를 조절하는 탐촉자 조절부;를 포함하는 수침 초음파 탐상시험 장치에 의하여 달성된다.
삭제
여기서, 상기 모터의 작동 여부를 제어하여 상기 탐촉자 조절부의 위치를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 베이스 플레이트에 설치되는 리니어 가이드와, 일면은 상기 리니어 가이드를 따라 이동하며 타면에는 상기 탐촉자 조절부가 장착되는 슬라이더를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 탐촉자 조절부는, 상기 탐촉자를 상기 시험체의 표면과 나란하게 이동시키는 이동부; 상기 이동부에 설치되며, 회동가능하게 마련되어 상기 탐촉자의 기울기를 조절하는 기울기 조절부; 상기 기울기 조절부에 설치되며 상기 탐촉자를 고정하는 지그;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기울기 조절부는, 회동하여 상기 탐촉자의 기울기를 조절하는 회동부; 일면은 상기 이동부에 결합하고 타면은 상기 회동부에 결합하여 상기 회동부를 지지하는 지지부;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기울기 조절부는, 상기 회동부의 회동을 조절하며, 상기 회동부를 회동한 상태로 고정시키는 조절부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 탐촉자는 상기 초음파의 송신 기능과 수신 기능을 각각 수행하도록 한 쌍이 마련되고, 상기 탐촉자 조절부는 한 쌍이 이웃하게 마련되어 각각 상기 탐촉자를 이동시키거나 상기 탐촉자의 기울기를 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 베이스 플레이트의 길이방향을 따라 형성된 관통부에 설치된 볼스크류를 따라 탐촉자 조절부가 이동함으로써 탐촉자 이동을 보다 정교하게 하여 검출된 시험체 상의 결함의 오차를 줄일 수 있다.
또한, 모터를 이용하여 볼스크류에 회전력을 인가함으로써, 볼스크류에 가해지는 회전력의 크기를 정밀하게 조절할 수 있으며, 자동적인 회전력의 공급에 의하여 탐상시험에 소요되는 시간이 감소된다.
또한, 모터의 작동여부를 제어하는 제어부를 더 포함함으로써 볼스크류에 가해지는 회전력의 크기를 정밀하게 조절할 수 있으며, 자동적인 회전력의 공급에 의하여 탐상시험에 소요되는 시간이 감소된다.
또한, 베이스 플레이트에 설치되는 리니어 가이드 및 탐촉자 조절부에 장착되는 슬라이더에 의하여 탐촉자 조절부가 보다 용이하게 이동된다.
또한, 탐촉자를 수평이동 시키는 이동부 및 탐촉자의 기울기를 조절하는 기울기 조절부가 지지부 상에 함께 설치됨으로써 장치를 보다 간단하게 구성할 수 있다.
또한, 회동부가 회동한 상태에서 고정시키는 고정부를 채택함으로써 검출된 결함의 오차를 줄일 수 있다.
또한, 탐촉자를 초음파를 송신하는 탐촉자와 초음파를 수신하는 탐촉자 한쌍으로 마련하며, 각각을 이동시키거나 기울기를 조절함으로써 검출된 결함의 오차를 줄일 수 있다.
도 1은 TOFD법에 의한 초음파 탐상 시험 원리를 나타내는 도면이다.
도 2는 I-TOFD법에 의한 초음파 탐상 시험 원리를 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 수침 초음파 탐상시험 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수침 초음파 탐상시험 장치의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4의 수침 초음파 탐상시험 장치의 분해사시도이다.
도 6은 도 4의 수침 초음파 탐상시험 장치의 측면도이다.
도 7은 도 4의 수침 초음파 탐상시험 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 4의 수침 초음파 탐상시험 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 4의 수침 초음파 탐상시험 장치를 이용하여 시험체의 결함을 검출하는 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 수침 초음파 탐상시험 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수침 초음파 탐상시험 장치의 개략적인 사시도이며, 도 5는 도 4의 수침 초음파 탐상시험 장치의 분해사시도이며, 도 6은 도 4의 수침 초음파 탐상시험 장치의 측면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 수침 초음파 탐상시험 장치는 베이스 플레이트의 측면에 가해지는 하중의 크기를 줄이며 모터를 이용하여 탐촉자 조절부의 위치를 보다 정밀하게 이동함으로써, 검출된 시험체 상의 결함의 오차를 줄일 수 있으며 탐상시험에 소요되는 시간을 단축하여 신속한 시험을 할 수 있는 수침 초음파 탐상시험 장치에 관한 것이다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 보면, 본 발명의 일실시예에 따른 수침 초음파 탐상시험 장치(100)는, 탐촉자(110)와, 베이스 플레이트(120)와, 베이스 플레이트(120)의 관통부(121)에 설치되는 볼스크류(130)와, 베이스 플레이트(120)의 관통부(121)에 위치하며 볼스크류(130)가 관통되는 너트(140)와, 너트(140)에 장착되는 탐촉자 조절부(150)와, 볼스크류(130)에 연결되는 모터(160)와, 모터(160)를 제어하는 제어부(170)와, 베이스 플레이트(120)의 일면에 설치되는 리니어 가이드(180) 및 탐촉자 조절부(150)에 장착되어 리니어 가이드(180) 상에서 이동하는 슬라이더(190)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 수침 초음파 탐상시험 장치(100)는 I-TOFD법에 관한 것으로서, 수침법에 의한 TOFD법에 사용되는 수침 초음파 탐상시험 장치(100)에 사용되는 것이다. 여기서 수침법이란, 시험체(S) 및 탐촉자(110)를 액체 접촉 매질(L) 속에 넣고 초음파를 시험체(S)에 전달하여 시험체(S) 내의 정보를 알아내는 방법이다. 이때, 액체 접촉 매질(L)은 일반적으로 물방울이 생기는 것을 방지하기 위하여 수적방지제를 첨가한 것을 주로 사용한다. 수침법은 후술하는 바와 같이, 탐촉자(S)의 각도를 임의로 변화시킬 수 있기 때문에 종파의 초음파를 발생시키는 탐촉자(110) 만으로도 입사각을 변경시켜 종파 또는 횡파 탐상이 가능하다. 또한, 탐촉자(110)와 시험체(S) 사이가 액체 접촉 매질(L)로 채워져 빈 공간이 없기 때문에 탐촉자(100) 표면의 접촉상태가 균일할 뿐만 아니라 탐촉자(110)를 시험체(S)에 직접 접촉시키지 않기 때문에 접촉압력의 변화에 따른 반사파의 강도가 달라지지 않는 장점이 있다.
탐촉자(110)는 초음파를 송신 또는 수신하여 시험체(S) 내에 존재하는 결함 등의 정보를 검출하기 위한 것이다. 수침 초음파 탐상시험은 탐촉자(110)의 수에 따라 1탐촉자법과 2탐촉자법 및 다탐촉자법 등으로 분류된다. 본 실시예에서는 2탐촉자법에 의한 수침 초음파 탐상시험에 관한 장치이므로 초음파를 송신하는 탐촉자(110)와 초음파를 수신하는 탐촉자(110) 한 쌍이 이용된다. 한편, 본 실시예에서 탐촉자(110)를 구성하는 요소 중 진동자(미도시)에 의하여 초음파를 발생시키는 방법을 이용한다. 이는 양 전극 사이에 전압을 가하여 전압의 크기와 전하 등에 따라 진동자가 신축하여 진동으로 바뀌어 초음파가 발생하게 되는 방식이다. 일반적으로 진동자는 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변형시키고, 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변형시키는 압전재료로 구성된다. 또한, 탐촉자(110)는 초음파가 시험체(10)에 입사하는 각도를 조절하기 위하여 내부에 쐐기(미도시)를 포함할 수도 있다.
탐촉자(110)는 탐촉자(110)와 시험체(S) 사이의 거리인 물간거리(water distance)를 조절하기 위하여 연장가능하도록 마련된다. 즉, 탐촉자(110)는 시험체(S)와의 거리를 조절할 수 있는 별도의 구성(미도시)에 연결된다.
종래의 수침 초음파 탐상시험 장치(10)는 탐촉자(110)와 시험체(S) 사이의 거리를 조절할 수 있도록 수직 방향으로도 이동할 수 있도록 마련되었으나, 이 경우 수직 방향으로 이동할 수 있는 조절 나사(13)를 조절하는 과정에서 오차가 발생할 수 있으며, 장치의 무게에 의하여 베이스 플레이트(11)가 휨 현상이 발생하여 오차가 발생하며, 탐상시험에 소요되는 시간이 길어지는 문제점이 있었다. 이에 본 실시예에서는 탐촉자(110)가 시험체(S)와의 간격을 조절할 수 있도록 연장 가능하게 마련되는 것을 채택함으로써 상기의 문제점을 해결할 수 있다.
베이스 플레이트(120)는 판 형상으로 마련되며 길이방향을 따라 관통부(121)가 형성된다. 본 실시예에서 베이스 플레이트(120)는 한 쌍의 탐촉자 조절부(150)가 개별적으로 이동될 수 있도록 관통부(121)는 2개가 형성된다. 한편, 베이스 플레이트(120)는 지지봉에 연결되어 고정된다. 지지봉은 외부장비(미도시)와 연결되며 상하방향 및 베이스 플레이트(120)의 길이방향과 수직방향을 따라 이동할 수 있다. 즉, 베이스 플레이트(120)는 지지봉에 연결되어 지지봉의 이동에 따라 상하방향 및 베이스 플레이트(120)의 길이방향과 수직방향으로 이동가능하다.
볼스크류(130)는 한 쌍의 탐촉자(110) 상호 간의 간격을 조절하기 위한 것으로서 관통부(121)에 설치된다. 볼스크류(130)는 길게 마련되며, 베이스 플레이트(120)의 길이방향을 따라 형성된 관통부(121)에 설치된다. 즉, 볼스크류(130)는 관통부(121)의 길이방향을 따라서 관통부(121)에 설치된다. 길게 마련되는 볼스크류(130)가 관통부(121)에 설치됨으로써, 베이스 플레이트(120)에 가해지는 하중이 분산되어 장치가 쳐지는 문제점이 해결된다.
너트(140)는 탐촉자 조절부(150)가 설치되어 볼스크류(130)의 회전에 따라 탐촉자 조절부(150)를 이동시키기 위한 구성이다. 너트(140)는 볼스크류(130)가 삽입되는 관통공이 형성되며, 관통부(121) 상에 설치된다. 또한, 너트(140)에는 탐촉자 조절부(150)가 장착된다. 즉, 너트(140)는 관통부(121)에 설치되어 관통공에 삽입된 볼스크류(130)의 회전에 따라 베이스 플레이트(120)의 길이방향을 따라 이동함으로써 탐촉자 조절부(150)를 베이스 플레이트(120)의 길이방향을 따라 이동시킨다.
탐촉자 조절부(150)는 탐촉자(110)의 위치를 이동시키며 초음파가 시험체(S)로 입사되는 각도를 조절하기 위하여 탐촉자(110)의 기울기를 조절하기 위한 것으로서, 이동부(151)와 기울기 조절부(152)와 지그(153)를 포함한다.
이동부(151)는 탐촉자(110)의 위치를 이동시키기 위하여 베이스 플레이트(120)의 길이방향을 따라 이동하는 구성이다. 이동부(151)는 판 형상으로 마련되며, 일면에는 너트(140) 및 슬라이더(190)가 설치되며, 타면에는 기울기 조절부(152)가 설치된다.
기울기 조절부(152)는 탐촉자(110)의 기울기를 조절함으로써 탐촉자(110)가 수신 또는 송신하는 초음파의 입사각을 조절하기 위한 것으로서, 회동부(152a)와 지지부(152b)와 조절부(152c)를 포함한다.
회동부(152a)는 회동가능하게 마련되는 것으로서 지지부(152b)에 연결되어 회동함으로써 탐촉자(110)의 기울기를 조절한다. 본 실시예에서는 회동부(152a)는 원판형인 것을 사용하였으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 회동하여 탐촉자(110)의 기울기를 조절할 수 있다면 그 형상은 제한되지 않는다.
지지부(152b)는 일면에는 이동부(151)가 연결되며 타면에는 회동부(152a)가 연결되어 기울기 조절부(152)와 이동부(151)가 위치 이동을 함께 할 수 있도록 하는 장치로서 판 형태로 마련된다.
조절부(152c)는 회동부(152a)를 고정시켜 탐촉자(110)의 기울기에 오차가 생기지 않도록 하는 것으로서, 지지부(152b)에 설치된다. 본 실시예에서 조절부(152c)는 조절나사를 이용하여 고정하는 방법을 이용하였으나, 회동부(152a)를 고정시켜 탐촉자(110)의 기울기에 오차가 생기지 않도록 하는 것이라면 그 위치 및 방법은 제한되지 않는다.
지그(153)는 탐촉자(110)를 고정시키기 위한 것으로서, 관통공(153b)이 형성되는 지그 몸체(153a)를 포함한다. 즉, 탐촉자(110)는 지그 몸체(153a)에 형성된 관통공(153b)를 관통하여 설치되며, 지그 몸체(153a) 측면에 마련된 고정나사에 의하여 고정된다. 이때, 관통공(153b)으로부터 일 방향으로 형성된 절개부에 의하여 탐촉자(110)를 관통공(153b)에 설치하는 것이 용이하며, 고정나사에 의하여 절개부의 간격이 좁아짐으로써 탐촉자(110)가 고정된다. 즉, 절개부에 의하여 관통공(153b)에 탐촉자(110)가 용이하게 삽입되며, 고정나사를 통하여 관통공(143b)의 단면적의 크기를 줄임으로써 탐촉자(110)가 용이하게 고정된다.
모터(160)는 볼스크류(130)를 회전시키기 위한 것으로서 스텝모터로 마련된다. 즉, 모터(160)는 전압에 의하여 일정각도 회동하며, 회동하는 각도는 정밀하게 제어 가능하다. 볼스크류(130)의 회전에 의하여 탐촉자 조절부(150)가 이동하며, 회전각도가 정밀하게 제어되는 모터(160)에 의하여 탐촉자 조절부(150)의 이동을 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 수동으로 탐촉자 조절부(150)를 이동하는 것이 아닌 모터(160)에 의하여 자동으로 정밀하게 제어하므로 시험체(S)에 검출되는 결함의 오차를 줄일 수 있다.
제어부(170)는 모터(160)의 작동 여부를 제어하는 구성이다. 즉, 사용자가 탐촉자(110) 간의 간격을 조절하는 경우, 제어부(170)를 통하여 모터(160)의 작동 여부 및 회전각도를 제어한다. 제어부(170)에 의하여 모터(160)를 정밀하게 제어함으로써 시험체(S)에 검출되는 결함의 오차를 보다 줄일 수 있다.
리니어 가이드(180)는 탐촉자 조절부(150)의 이동을 보다 용이하게 하기 위한 구성으로서 베이스 플레이트(120)의 측면에 설치된다. 리니어 가이드(180)는 베이스 플레이트(120)의 길이방향을 따라 길게 마련되며, 한 쌍으로 마련되어 관통부(121) 상·하측에 각각 설치된다.
슬라이더(190)는 리니어 가이드(180)를 따라 이동함으로써 탐촉자 조절부(150)의 이동을 보다 용이하게 하기 위한 구성이다. 슬라이더(190)의 일면에는 탐촉자 조절부(150)의 이동부(151)가 설치된다. 슬라이더(190)의 타면에는 탐촉자 조절부(150) 측으로 함몰되는 함몰부가 형성된다. 함몰부는 리니어 가이드(180)의 폭에 대응되도록 형성된다. 즉, 함몰부에 리니어 가이드(180)가 수용되도록 장착되며, 이로 인해 슬라이더(190)는 리니어 가이드(180)를 따라 베이스 플레이트(120)의 길이방향을 따라 이동한다. 즉, 슬라이더(190)의 일면에는 이동부(151)가 설치되며, 타면은 리니어 가이드(180)와 접촉한다.
지금부터는 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 수침 초음파 탐상시험 장치의 작동에 대하여 설명한다.
도 7은 도 4의 수침 초음파 탐상시험 장치의 탐촉자 간의 간격을 조절하는 동작을 나타내는 도면이며, 도 8은 도 4의 수침 초음파 탐상시험 장치의 탐촉자의 기울기를 조절하는 작동을 나타내는 도면이다.
먼저, 탐촉자(110)를 지그(153)의 관통공(153b)에 삽입한 뒤 고정나사를 잠금으로써 탐촉자(110)를 고정한다.
도 7을 참조하여 보면, 이 후 시험체(S) 상의 결함의 위치에 따라 탐촉자 조절부(150)의 이동거리 등의 정보를 제어부(170)에 입력한다. 제어부(170)의 제어에 따라 모터(160)가 작동하며, 스텝모터로 마련되는 모터(160)가 일정간격 회전한다.
모터(160)의 회전에 따라 볼스크류(130)가 회전하며, 이로 인해 너트(140)가 베이스 플레이트(120)의 길이방향을 따라 이동한다. 너트(140)에 장착되는 탐촉자 조절부(150)의 이동부(151)가 이동하면서 한 쌍의 탐촉자(110) 상호 간의 간격이 조절된다. 이때, 이동부(151)에 설치되는 슬라이더(190)가 리니어 가이드(180)를 따라 이동함으로써 보다 용이하게 탐촉자 조절부(150)가 베이스 플레이트(120)의 길이방향을 따라 이동한다.
도 8을 참조하여 보면, 이 후 기울기 조절부(150)의 회동부(152)를 회동시킴으로써 탐촉자(110)의 기울기를 조절한다. 본 실시예에서는 탐촉자(110)로부터 수신 또는 송신되는 초음파가 시험체(S)에 입사되기 전에 액체 접촉 매질을 통과하며, 이때 입사각이 변화되므로 회동부(152)를 회동시킴으로써 시험체(S)의 결함부분에 초음파가 입사될 수 있도록 조절한다.
회동부(152)를 회동시켜 탐촉자(110)의 기울기가 변화되면, 오차가 발생하지 않도록 조절부(153)를 이용하여 회동부를 고정한다.
도 9는 도 4의 수침 초음파 탐상시험 장치를 이용하여 시험체의 결함을 검출하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 이 후, 탐촉자(110)에서 초음파를 송신 및 수신함으로써, 시험체(S)의 저면에서의 반사파와 결함의 단부에서의 회절파의 시간차에 의하여 결함의 깊이 등을 파악할 수 있다.
이 때, 초음파를 수신하는 탐촉자(110)와 초음파를 송신하는 탐촉자(110) 한 쌍을 이용함으로써, 결함의 형상으로 인해 초음파의 반사파가 입사방향으로 되돌아 오지 않아 탐촉자(110)에 반사파가 수신되지 않을 때에도 용이하게 탐상시험을 할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 베이스 플레이트의 측면에 가해지는 하중의 크기를 줄이며 모터를 이용하여 탐촉자 조절부의 위치를 보다 정밀하게 이동함으로써, 검출된 시험체 상의 결함의 오차를 줄일 수 있으며 탐상시험에 소요되는 시간을 단축하여 신속한 시험을 할 수 있는 수침 초음파 탐상시험 장치가 제공된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 수침 초음파 탐상시험 장치 11 : 베이스 플레이트
12 : 탐촉자 조절부 13 : 조절나사
100 : 수침 초음파 탐상시험 장치 120 : 베이스 플레이트
121 : 관통부 130 : 볼스크류
140 : 너트 150 : 탐촉자 조절부
151 : 이동부 152 : 기울기 조절부
152a : 회동부 152b : 지지부
152c : 조절부 153 : 지그
153a : 지그몸체 153b : 관통공
160 : 모터 170 : 제어부
180 : 리니어 가이드 190 : 슬라이더
S : 시험체 L : 액체

Claims (8)

  1. 시험체의 결함을 검출하는 수침 초음파 탐상시험 장치에 있어서,
    관통부가 형성되는 베이스 플레이트;
    상기 관통부에 설치되며 회전력을 인가받아 회전하는 볼스크류;
    상기 볼스크류에 회전력을 인가하는 모터;
    상기 볼스크류가 수용되며 상기 볼스크류의 회전에 의해 직선이동하는 너트;
    한 쌍으로 마련되어 각각 초음파를 송신 및 수신하여 상기 시험체의 결함을 검출하는 탐촉자;
    상기 탐촉자가 설치되며, 상기 너트와 연결되어 상기 탐촉자의 위치를 이동시키거나, 상기 탐촉자의 기울기를 조절하는 탐촉자 조절부;를 포함하는 수침 초음파 탐상시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터의 작동 여부를 제어하여 상기 탐촉자 조절부의 위치를 제어하는 제어부를 더 포함하는 수침 초음파 탐상시험 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트에 설치되는 리니어 가이드와, 일면은 상기 리니어 가이드를 따라 이동하며 타면에는 상기 탐촉자 조절부가 장착되는 슬라이더를 더 포함하는 수침 초음파 탐상시험 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탐촉자 조절부는,
    상기 탐촉자를 상기 시험체의 표면과 나란하게 이동시키는 이동부; 상기 이동부에 설치되며, 회동가능하게 마련되어 상기 탐촉자의 기울기를 조절하는 기울기 조절부; 상기 기울기 조절부에 설치되며 상기 탐촉자를 고정하는 지그;를 포함하는 수침 초음파 탐상시험 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기울기 조절부는,
    회동하여 상기 탐촉자의 기울기를 조절하는 회동부; 일면은 상기 이동부에 결합하고 타면은 상기 회동부에 결합하여 상기 회동부를 지지하는 지지부;를 포함하는 수침 초음파 탐상시험 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기울기 조절부는,
    상기 회동부의 회동을 조절하며, 상기 회동부를 회동한 상태로 고정시키는 조절부를 더 포함하는 수침 초음파 탐상시험 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탐촉자는 상기 초음파의 송신 기능과 수신 기능을 각각 수행하도록 한 쌍이 마련되고,
    상기 탐촉자 조절부는 한 쌍이 이웃하게 마련되어 각각 상기 탐촉자를 이동시키거나 상기 탐촉자의 기울기를 조절하는 수침 초음파 탐상시험 장치.
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