KR101491416B1 - Magnetic Flux Leakage Pig - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기누설 피그에 관한 것이다.
The present invention relates to magnetic leaky pigs.
본 발명과 관련된 자기누설 피그는 (특허문헌 1)에서 개시하고 있다. 상기 (특허문헌 1)에 따르면, 배관의 부식으로 인해 발생하는 가스사고를 사전에 방지하기 위해서는 배관의 부식상태를 주기적으로 점검하고 교체해야 하며, 배관의 부식상태를 가장 확실하게 점검하는 방법으로는 인텔리전트 피그(Intelligent pig)를 이용하여 배관을 검사하는 것이다.
The self-leaking pigs related to the present invention are disclosed in (Patent Document 1). According to the
상기 인텔리전트 피그는 가스, 오일, 물을 포함하는 유체의 흐름을 이용하여 배관 내에 피그를 진행시키면서 배관의 상태를 파악하기 위해 개발한 장비를 지칭하는 용어로, 비파괴 검사장비 및 컴퓨터 등을 연계시켜 배관의 모든 상태를 파악할 수 있다.
The intelligent pig refers to a device developed for grasping the state of a pipe while advancing a pig in a pipe by using a flow of fluid including gas, oil, and water. The intelligent pig is connected to a non-destructive inspection device, a computer, Can be grasped.
이러한 인텔리전트 피그는 기능적으로 크게 지오메트리 피그(Geometry pig)와 자기누설 피그(Magnetic Flux Leakage Pig)로 구분하고 있다. 상기 지오메트리 피그는 배관의 찌그러짐, 관 두께 변화, 곡률반경 등을 측정하고 있으며, 상기 자기누설 피그는 배관의 부식, 외부 손상 등으로 야기된 금속 손실을 측정하고 있다.
These intelligent pigs functionally distinguish between geometry pigs and magnetic flux leaking pigs. The geometry pig measures pipe distortion, pipe thickness change, radius of curvature, etc., and the self-leakage pig measures metal loss caused by corrosion of pipe, external damage, and the like.
여기서 상기 자기누설 피그는 배관의 손상부에서의 자속 유출(flux leakage)을 측정하여 손상부위에 대한 정보를 얻어내고 있다.
Here, the magnetic leakage pigments measure flux leakage at the damaged portion of the pipe to obtain information on the damaged portion.
더욱 구체적으로 자석에 요크를 부착하면, 상기 자석의 양극(N극과 S극) 사이의 대부분의 자력선은 요크를 따라 흐르며 자석과 부착된 자기브러시에 의해 자속이 배관으로 전달된다. 이때 상기 자기브러시가 배관에 접촉하면 자속이 배관을 따라 흐른다. 반면 배관에 손상부가 있어 자속이 흐를 수 있는 자성체의 통로가 좁아지게 되면, 이 손상부에서는 자속이 다시 공간으로 흘러나오게 된다.
More specifically, when a yoke is attached to a magnet, most of the magnetic lines of force between the anode (N pole and S pole) of the magnet flow along the yoke and the magnetic flux is transferred to the pipe by the magnetic brush attached to the magnet. At this time, when the magnetic brush comes into contact with the pipe, the magnetic flux flows along the pipe. On the other hand, when the path of the magnetic body through which the magnetic flux can flow due to the damage of the pipe becomes narrow, the magnetic flux flows out to the space again in this damaged portion.
상기 자기누설 피그는 이와 같이 손상부의 공간으로 흘러나온 자속(Leakage flux)을 측정하여 손상부위를 확인하고 있으며, 측정수단으로는 (특허문헌 2) 및 (특허문헌 3)에서 개시하고 있는 센서모듈(Sensor module)을 이용하고 있다.
The self-leakage pigs measure the leakage flux by measuring the leakage flux flowing into the space of the damaged portion as described above. As the measuring means, the sensor module (disclosed in Patent Document 2) and (Patent Document 3) Sensor module).
즉 종래의 자기누설 피그는 상기 (특허문헌 2) 및 (특허문헌 3)에 개시되어 있는 것과 같이, 한 쌍의 자기장 유도부 사이에 센서모듈을 설치하여 상기 자기장 유도부에 의해 유도된 자기장이 배관으로부터 누설시 그 누설 자기장을 측정하고 있다.
That is, as disclosed in the above-mentioned
여기서 상기 센서모듈은 배관의 두께 감소에 따라 증가하는 누설 자기장의 자속밀도를 측정하는 홀 센서(Hall sensor)와, 결함의 위치가 배관의 내부인지 외부인지를 판별하는 와전류 센서를 포함하고 있다. 따라서 이러한 센서모듈을 이용하여 (특허문헌 2) 및 (특허문헌 3)은 배관에 발생한 결함을 측정하고 있다.
The sensor module includes a Hall sensor for measuring a magnetic flux density of a leakage magnetic field that increases as the thickness of the pipe decreases, and an eddy current sensor for determining whether the position of the defect is inside or outside the pipe. Therefore, using these sensor modules (Patent Literature 2) and (Patent Literature 3), defects occurring in the piping are measured.
(특허문헌 1)에 따르면, (특허문헌 2) 및 (특허문헌 3)은 홀 센서와 와전류 센서를 포함하는 센서모듈을 이용하여 배관에 발생한 결함을 측정하고 있어 몇 가지 문제점이 있음을 개시하고 있다.
According to
먼저 상기 와전류 센서는 배관에 미약한 자기장의 변화를 주고 이때 배관에서 생긴 와전류에 의해 역으로 가해지는 자기장의 변화를 측정하는 것으로, 자기장의 변화를 일으킬 수 있는 착자 시스템의 중간에 위치하고 있어 자기적 노이즈(Noise)를 피할 수 없는 문제점이 있다.
First, the eddy-current sensor measures the change of the magnetic field applied to the pipe due to the eddy current generated in the pipe, and is located in the middle of the magnetizing system which can cause the change of the magnetic field. There is a problem that noise can not be avoided.
따라서 상기 와전류 센서에 가해지는 자기적 노이즈를 저감토록 하기 위해서는 상기 와전류 센서와 홀 센서를 분리하여 상기 홀 센서는 자기장 유도부의 사이에 배치하고, 상기 와전류 센서는 착자 시스템의 후미에 배치하여 노이즈를 저감토록 하는 것이다.
Therefore, in order to reduce the magnetic noise applied to the eddy-current sensor, the eddy-current sensor and the Hall sensor are separated from each other so that the hall sensor is disposed between the magnetic field inducing parts. The eddy current sensor is disposed at the back of the magnetizing system to reduce noise .
그러나 이와 같은 구조를 통해서는 착자 시스템에서 발생하는 자기적 노이즈의 영향을 피할 수 없었으며, 특히 배관두께가 얇아 자력이 착자 시스템으로 충분히 집중되지 못할 경우에는 더욱 자기적 노이즈가 강해지고 있다.
However, through such a structure, the influence of the magnetic noise generated in the magnetizing system can not be avoided. In particular, when the magnetization is not sufficiently concentrated in the magnetizing system, the magnetic noise becomes stronger.
또한 상기 와전류 센서를 분리하여 동체의 후미에 설치하기 위해서는 (특허문헌 2) 및 (특허문헌 3)에서 개시하고 있는 거치구와 동일한 구조의 거치대를 착자 시스템의 후미에 설치해야 한다.
In addition, in order to separate the eddy current sensor and install it at the rear of the body, a cradle having the same structure as the cradle disclosed in
따라서 배관 내부에서 자기누설 피그를 구동시키기 위한 차압(差壓)을 형성하는 구동 컵을 동체의 선두에만 설치할 수밖에 없으며, 이로 인해 T자형 배관과 같은 분기배관의 경우에는 가스가 착자 시스템의 후미에 설치된 마운트 컵 사이를 자유 통과함으로써, 상기 배관의 내부에 차압이 형성되지 않아 자기누설 피그의 원활한 진행에 어려움이 발생하고 있다.
Therefore, a driving cup, which forms a differential pressure for driving the magnetic leaking pig in the piping, can only be installed at the head of the moving body. Therefore, in the case of a branch piping such as a T-shaped piping, By passing through the cups freely, no differential pressure is formed inside the pipe, and it is difficult to smoothly guide the self-leakage pig.
이를 해결하기 위하여 (특허문헌 1)은 센서모듈을 지지하는 지지홀더가 동체의 중심을 기준으로 방사상으로 형성된 거치대를 구성하고, 상기 거치대를 자기장 유도부의 사이에 배치함으로써, 상기 지지홀더에 고정된 홀 센서가 배관의 내벽에 용이하게 접촉하여 누설 자기장을 측정하도록 하고 있다. 또한 상기 동체의 후미에 거치대를 배치한 후 지지홀더에 와전류 센서를 설치하여 상기 와전류 센서와 홀 센서를 용이하게 분리함과 동시에 상기 거치대에 밀봉부를 형성함으로써, 차압이 용이하게 형성되도록 하고 있다.
In order to solve this problem (Patent Document 1), a support holder for supporting the sensor module constitutes a holder formed radially with respect to the center of the body, and the holder is disposed between the magnetic induction portions, The sensor easily contacts the inner wall of the pipe to measure the leakage magnetic field. Further, after placing a cradle at the rear of the body, an eddy current sensor is installed in the holder to easily separate the eddy current sensor and the hall sensor, and a sealing part is formed in the cradle to easily form a differential pressure.
그러나 상기 (특허문헌 1)에 따른 거치대는 등 간격으로 분기 연장되어 각기 분리 형성된 지지홀더의 간격이 일률적으로 유지되지 않는 문제점이 있으며, 이로 인해 일례로써, 배관의 내부를 자기누설 피그가 주행 중에 돌출부나 장애물을 만날 경우, 진동과 충격에 의해 센서모듈의 간격이 틀어지는 문제점을 야기하고 있다.
However, the cradle according to
또한 배관 내의 장애물을 통과한 후 상기 센서모듈의 간격이 일정하게 회복되지 않을 수도 있으며, 이러한 센서모듈의 간격이 틀어질 경우, 자기누설 피그의 배관 결함 검출 성능에 영향을 주어 정확한 데이터의 획득이 불가능해지는 문제점이 있다.
In addition, the interval of the sensor module may not be constantly recovered after passing obstacles in the piping. When the interval of the sensor module is changed, it is impossible to acquire accurate data because it affects the performance of detecting defects in the piping defects of the magnetic leaky pigs. There is a problem to be solved.
본 발명의 관점은, 센서모듈용 거치대의 구조를 개선하여 배관 내의 어떠한 조건하에서도 센싱 신뢰성을 구현할 수 있도록 한 자기누설 피그를 제공하는 데 있다.
It is an aspect of the present invention to provide a self-leaking pig which improves the structure of a holder for a sensor module so that sensing reliability can be realized under any conditions in the piping.
상기 과제를 해결하기 위해,In order to solve the above problems,
본 발명의 일 실시 예에 따른 자기누설 피그는 배관에 자기장을 유도할 수 있도록 자기장 유도부가 설치되어 상기 배관의 내부를 주행하는 동체;The self-leaking pig according to an embodiment of the present invention includes a moving body having a magnetic field inducing unit installed therein to guide a magnetic field to the piping and running inside the piping;
상기 동체의 둘레를 따라 방사상으로 배치되는 연결패널 및 이 연결패널의 끝단에 등 간격으로 분기 연장된 지지홀더로 구성되어 동체에 설치된 거치대;A support panel formed of a connection panel radially disposed along the periphery of the body and a support holder branched at equal intervals at an end of the connection panel;
상기 거치대의 지지홀더에 설치되어 배관의 두께 감소에 따라 증가하는 누설 자기장의 자속밀도를 측정하여 결함 유무를 측정하는 센서모듈; 및A sensor module installed in a support holder of the cradle and measuring a magnetic flux density of a leakage magnetic field that increases as the thickness of the pipe decreases to measure the presence or absence of a defect; And
상기 지지홀더 사이에 형성되어 지지홀더를 상호 연결하고, 간격을 탄성 유지하는 연결부;A connection portion formed between the support holders to interconnect the support holders and to maintain elasticity of the gap;
를 포함한다.
.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기누설 피그에 있어서, 상기 연결부는 양단이 서로 다른 지지홀더에 연결된 'U'자 형상으로 구성될 수 있다.
In addition, in the magnetic leaking pig according to an embodiment of the present invention, the connection portion may be formed in a U-shape having both ends connected to different support holders.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기누설 피그에 있어서, 연결부는 우레탄을 이용하여 지지홀더와 일체형으로 형성될 수 있다.
Also, in the self-leaking pig according to an embodiment of the present invention, the connection part may be integrally formed with the support holder using urethane.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기누설 피그에 있어서, 상기 연결부는 지지홀더 사이에 스프링을 개재하여 구성될 수 있다.
In addition, in the magnetic leakage-type pig according to an embodiment of the present invention, the connection portion may be formed by interposing a spring between the support holders.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기누설 피그에 있어서, 상기 거치대는 동체에 설치되어 자기장 유도부 사이에 배치된 제1 거치대; 및Further, in the self-leaking pig according to an embodiment of the present invention, the cradle may include a first cradle installed in the body and disposed between the magnetic induction portions; And
상기 동체의 후미에 설치된 제2 거치대;A second cradle installed at the rear of the body;
로 구성될 수 있다.
≪ / RTI >
또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기누설 피그에 있어서, 상기 센서모듈은 제1 걸치대의 지지홀더에 설치된 홀 센서; 및Further, in the magnetic leakage pig according to an embodiment of the present invention, the sensor module includes a Hall sensor installed in a support holder of the first stopper band; And
상기 제2 거치대의 지지홀더에 설치되어 배관의 결함위치를 판별하는 와전류 센서;An eddy current sensor provided in the support holder of the second stand to determine a defect position of the pipe;
를 포함할 수 있다.
. ≪ / RTI >
또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기누설 피그에 있어서, 상기 와전류 센서가 설치된 지지홀더의 말단에 설치되어 와전류 센서 주위의 자속을 흘려보내는 바이패서;In addition, the magnetic leaky cap according to an embodiment of the present invention includes a bi-passer installed at a distal end of a support holder provided with the eddy-current sensor to flow magnetic flux around the eddy current sensor;
를 더 포함할 수 있다.
As shown in FIG.
이러한 해결 수단들은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
These solutions will become more apparent from the following detailed description of the invention based on the attached drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor should appropriately define the concept of the term in order to describe its invention in the best way possible It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명에 따르면, 센서모듈을 지지하기 위하여 거치대의 연결패널에 각기 분리 형성된 지지홀더의 간격이 연결부로 인해 일률적으로 탄성 유지됨으로써, 배관의 내부를 자기누설 피그가 주행 중에 돌출부나 장애물을 만날 경우에도 진동과 충격에 의해 센서모듈의 간격이 틀어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
According to the present invention, since the spacing of the separately formed support holders on the connection panel of the cradle is uniformly resiliently retained by the connecting portion in order to support the sensor module, even when the self-leakage pig encounters the protruding portion or the obstacle while the self- It is possible to effectively prevent the interval of the sensor module from being changed due to vibration and impact.
한편 본 발명에 따르면, 누설 자기장의 자속밀도를 측정하는 홀 센서는 제1 거치대의 지지홀더에 설치하여 자기장 유도부 사이에 배치하고, 결합위치를 판별하는 와전류 센서의 경우, 상기 홀 센서와 분리한 후 제2 거치대의 지지홀더에 설치하여 동체의 후미에 배치함으로써, 자기적 노이즈를 저감토록 하는 것이 가능하다.
According to the present invention, the hall sensor for measuring the magnetic flux density of the leakage magnetic field is disposed in the support holder of the first holder and disposed between the magnetic field inducing portions. In the case of the eddy current sensor for discriminating the coupling position, It is possible to reduce the magnetic noise by disposing it on the support holder of the second stand and placing it at the rear of the body.
또한 상기 와전류 센서가 설치된 제2 거치대에 자성체인 바이패서가 설치됨으로써, 와전류 센서가 자기적 노이즈를 완전하게 회피토록 하여 그 기능이 저하되는 것을 효과적으로 방지하게 된다.
In addition, a bi-passer, which is a magnetic body, is provided on the second stand where the eddy-current sensor is installed, thereby effectively preventing the eddy-current sensor from completely avoiding magnetic noise and deteriorating its function.
도 1은 본 발명에 따른 자기누설 피그를 나타내 보인 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 자기누설 피그가 배관 내부를 주행하는 것을 나타내 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 자기누설 피그의 제2 거치대를 후방에서 나타내 보인 배면도.
도 4 내지 5는 본 발명에 따른 자기누설 피그의 제2 거치대를 나타내 보인 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 자기누설 피그의 배관 내 주행을 나타내 보인 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a self-contained pig according to the present invention. FIG.
FIG. 2 is a sectional view showing that a magnetic leakage pig according to the present invention travels inside a pipe; FIG.
Fig. 3 is a rear view of the second stand of the self-leakage pig according to the present invention, as seen from the rear. Fig.
4 to 5 are perspective views showing a second holder of the self-leakage pig according to the present invention.
6 is a schematic view showing running of a self-leakage pig in a pipe according to the present invention.
본 발명의 특이성 및 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어 지는 이하의 구체적인 내용과 실시 예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한 '제1', '제2', '일면', '타면' 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
The specificity and features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and examples, which are to be taken in conjunction with the accompanying drawings. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, terms such as "first", "second", "one side", "another side" and the like are used to distinguish one element from another element, and the element is not limited thereto . DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시 예에 따른 자기누설 피그는 배관 내부를 주행하면서 자기장 유도부에 의해 배관으로 유도된 자기장의 변화를 측정하여 상기 배관의 결함 유무 및 결함위치를 판별함에 있어서, 상기 자기누설 피그에 설치되는 센서모듈을 지지하기 위하여 거치대에 등 간격으로 분기 연장되어 각기 분리되어 있는 지지홀더의 간격을 배관 내 어떤 조건하에서도 일정하게 유지하여 센싱 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.
The magnetic leakage piping according to an embodiment of the present invention measures the change in the magnetic field induced in the pipe by the magnetic field inducing unit while running in the pipe to discriminate the presence or absence of the defect and the defect position of the pipe, The sensor module is divided into a plurality of support holders at equal intervals so as to support the sensor module.
이를 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기누설 피그는 상기 거치대를 유연(Flexible) 소재, 특별하기로는 우레탄을 이용하여 성형함으로써, 외력에 대한 탄성 변위를 유도하여 파손을 효과적으로 줄이면서 안정된 센싱 및 배관 내벽과의 밀착성을 보장하고, 또한 센서모듈이 설치되는 지지홀더의 간격을 상기 지지홀더 사이에 형성되는 연결부를 통해 일정하게 탄성 유지할 수 있도록 하게 된다.
For this purpose, the self-leaking pigs according to the embodiment of the present invention are formed by molding the cradle using a flexible material, in particular, urethane, thereby inducing an elastic displacement to an external force to effectively reduce damage, And the gap between the support holders on which the sensor module is mounted can be held constant through the connection portions formed between the support holders.
따라서 상기 연결부는 그 자체가 탄성력을 갖도록 하여 자기누설 피그의 주행 중에 지지홀더의 자유로운 움직임이 가능하도록 하게 된다. 이러한 연결부는 재질적 특성에 의해 탄성력을 갖도록 하거나 구조적 특성에 의해 탄성력을 갖도록 할 수 있으며, 재질적 특성의 경우, 거치대와 동일한 재질인 우레탄으로 지지홀더와 연결부를 일체로 형성함으로써 실시 가능하고, 구조적 특성의 경우, 압축코일스프링 또는 인장코일스프링을 적용함으로써 용이하게 실시 가능하다.
Therefore, the connecting portion itself has an elastic force so that the support holder can freely move during the running of the self-leakage pig. The connecting part can be made elastic by the material characteristic or can be made elastic by the structural characteristic. In case of the material characteristic, it can be realized by forming the supporting holder and the connecting part integrally with urethane which is the same material as the mounting part, In the case of the characteristic, it can be easily implemented by applying a compression coil spring or a tension coil spring.
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기누설 피그는 거치대에 설치되는 센서모듈로써, 홀 센서와 와전류 센서를 채택하되, 이들을 각기 분리 설치하여 자기적 노이즈를 저감토록 하고, 아울러 자성체인 바이패서(Bypasser)를 이용하여 상기 와전류 센서가 자기적 노이즈(Noise)를 회피할 수 있도록 하며, 나아가 배관 내부에 차압(差壓)을 형성하여 상기 자기누설 피그의 원활한 주행이 이루어질 수 있도록 하게 된다.
In the meantime, the self-leakage pig according to an embodiment of the present invention is a sensor module installed in a cradle, and adopts a Hall sensor and an eddy-current sensor, which are separately installed to reduce magnetic noises, ), The eddy current sensor can avoid magnetic noise, and furthermore, a differential pressure is formed inside the pipe, so that the self-leakage pig can be smoothly run.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 3에서 보듯이, 자기누설 피그(1)는 기본 틀(Body)에 해당하는 구성으로, 동체(2)를 포함한다. 상기 동체(2)는 자기누설 피그(1)가 배관 내부를 주행하거나, 센서모듈로서 채택되는 홀 센서(5)와 와전류 센서(6)에서 측정한 데이터를 수집할 수 있도록 파워시스템, 데이터 저장 시스템 및 관성 항법장치를 포함하는 핵심적 하드웨어가 내장된다.
As shown in Figs. 1 to 3, the self-
이러한 동체(2)의 외부에는 배관에 자기장을 유도하기 위한 자기장 유도부(3)가 설치된다. 이 자기장 유도부(3)는 동체(2)의 길이 방향을 따라 앞,뒤에 각각 설치되는 것으로, 자기장이 배관 내벽에 유도될 수 있도록 마그넷(3a)과 백요크(3b)를 포함하며, 이때의 상기 백요크(3b)에는 자기브러시(3c)가 구비된다.
On the outside of the moving
여기서 이와 같은 동체(2) 및 자기장 유도부(3)는 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)에 의해 공지된 기술에 해당하고, 이를 이용하여 실시되는 것이므로 더욱 구체적인 설명은 이하 생략함을 밝혀둔다.
Here, such a moving
본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 거치대(10) 및 제2 거치대(11)는 동체(2)가 배관의 내부를 주행하는 과정에서 내벽과의 마찰에 의해 전달되는 외력과 충격력으로부터 홀 센서(5) 및 와전류 센서(6)를 보호하면서 상기 내벽과의 접촉성을 향상시키고, 안정된 지지력을 제공하게 된다.
The first and
즉 상기 제1 거치대(10)는 자기누설 피그(1)의 전방이나 후방에서 볼 때, 동체(2)의 중심을 기준으로 방사상으로 설치되어 자기장 유도부(3)의 사이에 배치됨으로써, 홀 센서(5)가 배관의 내벽에 밀접하게 접촉되어 누설 자기장을 측정하도록 하게 된다.
That is, when viewed from the front or the rear of the magnetic
또한 상기 제2 거치대(11)는 동체(2)의 중심을 기준으로 방사상으로 설치하되, 상기 동체(2)의 후미에 설치되어 와전류 센서(6)를 배관의 내벽에 밀접하게 접촉시킴으로써, 결함위치가 상기 배관의 내부인지 외부인지를 판별하도록 하게 된다.
The
이러한 제1 거치대(10) 및 제2 거치대(11)는 탄성을 이용한 완충작용이 우수한 우레탄, 고무, 실리콘 등과 같은 소재를 이용하여 형성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에서는 우레탄을 이용하게 된다.
The first and
도 3 내지 5에서 보듯이, 상기 제1 거치대(10) 및 제2 거치대(11)는 공통적 사항으로 동체(2)의 둘레에 결합 고정되는 연결패널(12) 및 상기 연결패널(12)의 끝단에서 등 간격을 두고 방사상으로 분기 연장되어 각기 분리된 지지홀더(13)를 포함한다. 상기 연결패널(12)은 동체(2)에 통상의 브래킷을 이용하여 주로 나사 결합하게 되며, 이를 위해 적어도 하나 이상의 체결구멍(12a)이 형성된다.
3 to 5, the
이러한 연결패널(12)은 상기 동체(2) 측에 접하는 일단이 원통형의 동체(2)와 동심을 이루는 곡률로 형성되고, 이보다 큰 곡률로 형성되는 타단에는 복수의 지지홀더(13)가 일체로 분기 연장되어 각기 분리되어 있는데, 상기 지지홀더(13)를 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
One end of the connecting
상기 지지홀더(13)는 연결패널(12)과 일체형으로 등 간격을 두고 방사상으로 분기 연장되어 각기 분리 형성됨으로써, 끝단에 형성된 고정구멍(13a)에 고정 설치되는 홀 센서(5) 또는 와전류 센서(6)를 지지하게 된다. 그리고 상기 연결패널(12)과 연결되는 부위에 수직변위부(13b)와 변위유도홈(13c)을 형성하되, 이때의 상기 수직변위부(13b)는 일 방향으로 굴절 처리되고, 변위유도홈(13c)은 라운딩 처리된다.
The
또한 상기 지지홀더(13)는 배관 진행 방향에 대하여 연결패널(11)과 연결되는 하부에 경사면(13d)이 형성되는데, 이러한 경사면(13d)이 형성되는 것은 수직방향으로의 외력·충격력에 대하여 지지홀더(13)와 수직변위부(13b) 간의 전단 응력을 분산하기 위함이다.
The
한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결부(14)는 상기 제1,2 거치대(10)(11)에 등 간격으로 각기 분리되어 있는 지지홀더(13) 사이를 연결하기 위하여, 길이방향으로 연장 형성된 사각 막대기를 영문단어 또는 말발굽모양인 'U'자 형으로 벤딩한 후 양단을 서로 다른 지지홀더(13)에 연결함으로써 실시하게 된다. 여기서 상기 서로 다른 지지홀더(13)는 서로 이웃하는 지지홀더(13)를 지칭하게 된다.
Meanwhile, in order to connect between the
또한 상기 연결부(14)는 우레탄을 이용하여 지지홀더(13)와 일체형으로 형성되며, 이로 인해 상기 지지홀더(13)의 간격을 탄성 유지하게 됨으로써, 홀 센서(5)와 와전류 센서(6)가 자기누설 피그(1)의 주행 중에 배관 내의 돌출부나 장애물 등에 의해 위치가 틀어지는 것을 방지하게 된다.
The
삭제delete
여기서 배관 내부를 자기누설 피그(1)가 주행하는 과정에서의 상기 제1 거치대(10) 및 제2 거치대(11)의 작용을 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the operation of the first and
도 6에서 보인 것과 같이, 직선 또는 굴절형성된 배관 내에 위치된 자기누설 피그(1)는 후방에서 고압의 가스가 공급되면, 동체(2)의 선두에 배치된 구동 컵(4)을 통해 배관 내 차압을 형성하고, T자형 배관과 같은 분기배관 내에 위치된 자기누설 피그(1)는 후방에서 고압의 가스가 공급되면, 동체(2)의 후미에 배치된 제2 거치대(11)를 통해 배관 내 차압을 형성하게 된다.
6, when a high-pressure gas is supplied from the rear, the magnetic
상기 구동컵(4) 또는 제2 거치대(11)에 의해 형성된 차압을 이용하여 자기누설 피그(1)는 배관 내부에서 2~3m/s의 속도로 주행하게 된다. 이러한 자기누설 피그(1)의 주행으로 인해 제1 거치대(10) 및 제2 거치대(11)는 배관 내벽과의 마찰로 인해 수평, 수직 및 회전 방향으로의 외력과 충격력을 직접적으로 전달받게 되는데, 이러한 외력과 충격력은 상기 제1,2 거치대(10)(11)에 형성된 지지홀더(13)의 탄성 변위에 의해 흡수되는데, 이 과정에서 상기 지지홀더(13)의 간격은 앞서 설명한 연결부에 의해 일률적으로 탄성 유지된다.
The
따라서 상기 지지홀더(13)에 설치된 홀 센서(5) 및 와전류 센서(6)는 동체(2)의 주행으로 인한 외력과 충격력으로부터 보호받게 되어 배관의 결함 유무 및 결함위치를 정밀하게 측정하고 판별할 수 있게 되는 것이다.
Therefore, the
도 2에서 보듯이, 와전류 센서(6)는 도체에 직각으로 자기장이 걸어지면 자기장 방향에 대하여 좌회전하는 맴돌이 전류가 생겨 자기장의 증가를 방해하려고 원리를 이용한다. 즉 배관에 자속의 변화를 발생시킨 후 배관 내벽의 결함부위에 상기 와전류 센서(6)가 근접되면, 와전류가 차례로 결함부위에 유도되고 그 근접 정도에 따라 전체 자속의 변화가 비례적으로 변하게 되어 상기 와전류 센서(6)는 결함위치에 대한 정보를 획득할 수 있게 되는 것이다.
As shown in FIG. 2, the
여기서 상기 와전류 센서(6)는 홀 센서(5)와 분리한 후 동체(2)의 후미에 배치된 제2 거치대(11)를 구성하는 지지홀더(13)에 설치된다. 따라서 상기 와전류 센서(6)가 배관의 내벽에 밀착되어 결함위치가 배관의 내부인지 외부인지를 판별하는 과정에서 자기적 노이즈로부터 영향을 덜 받게 되는 것이다.
The
또한 상기 홀 센서(5)는 자기장 유도부(3) 사이에 배치된 제1 거치대(10)를 구성하는 지지홀더(13)에 설치된다. 즉 와전류 센서(6)에 의해 판별된 결함위치는 홀 센서(5)에 의해 더욱 정확한 측정이 이루어지는데, 이를 구체적으로 설명하면 홀 센서(5)는 홀소자의 양단에 일정 전류나 전압을 인가하면 소자 내의 전하가 일정 속도로 이동하게 되고, 이 상태에서 홀소자에 수직하게 자기장이 인가되면 움직이는 전하는 로렌츠힘(F=q(vㅧB))을 받게 된다.
The
이때 그 힘의 방향은 전하의 속도 방향과 자기장의 방향에 상호 수직한 방향이 되며, 길고 평평한 전도체를 자기장 속에 둔다면, 전하의 이동은 전류와 자기장의 방향에 수직한 방향으로 힘을 받아 이동하게 된다.
In this case, the direction of the force is perpendicular to the velocity direction of the charge and the direction of the magnetic field. If a long and flat conductor is placed in the magnetic field, the movement of the charge moves in a direction perpendicular to the direction of the current and magnetic field .
이 힘에 의해 전자들은 전도체의 한쪽 가장자리에 모이게 되고, 양이온은 다른 쪽 가장자리에 모이게 된다. 양쪽 가장자리에 분포한 전자와 양이온에 의해 전기장이 생겨 자기장에 의한 로렌츠힘을 상쇄시키는 방향으로 힘(F=qE)이 발생한다.
This force causes the electrons to gather at one edge of the conductor, and the cations at the other edge. An electric field is generated by electrons and cations distributed on both edges, and a force (F = qE) occurs in a direction canceling Lorentz force by the magnetic field.
이와 같이, 홀 센서(5)는 홀소자의 전극에 전류가 흐르게 한 후 수직방향으로 자기장이 인가되면 전류의 방향과 자기장 방향에 수직되게 전위차가 발생하게 되며 유도된 전위차를 이용하여 배관에 형성된 결함부위를 측정하게 되는 것이다.
When a magnetic field is applied in a vertical direction after a current flows through the
한편 본 발명에 따른 바이패서(Bypasser)는 자성을 지닌 물질인 자성체로써, 더욱 구체적으로는 강자성 성질을 갖는 강자성체(Ferromagnetic substance)로 이루어지게 된다. 즉 자기장은 자성체를 향해 흐른다는 점에 착안하여 자성을 지닌 바이패서(7)를 와전류 센서(6)가 설치되어 있는 제2 거치대(11)의 지지홀더(13)의 끝단에 설치하게 된다.
Meanwhile, the Bypasser according to the present invention is a magnetic substance which is a substance having magnetism, more specifically, a ferromagnetic substance having a ferromagnetic property. The magnetic field is directed toward the magnetic body and the
따라서 자기누설 피그(1)의 주행과정에서 발생한 자기적 노이즈는 와전류 센서(6)에 영향을 주기 전에 바이패서(7)에 모여 흘려나가게 되고, 이로 인해 상기 와전류 센서(6)가 배관의 결함위치를 정밀하게 판별할 수 있게 되는 것이다. 여기서 상기 바이패서(7)는 일 실시 예로써 접착방식을 이용하여 지지홀더(13)의 끝단에 부착하게 된다.
Therefore, the magnetic noise generated in the traveling process of the magnetic
도 5에서 보듯이, 바람직하게는 상기 지지홀더(13)에 볼팅(Bolting) 방식으로 결합하는 것이며, 이를 위해 지지홀더(13)에 삽입되는 결합부(7a)를 포함하고 있다. 즉 상기 결합부(7a)는 와전류 센서(6)를 고정하기 위한 볼트(Bolt)를 바이패서(7)의 결합에 이용할 수 있도록 지지홀더(13)에 삽입되고 있다.
As shown in FIG. 5, it is preferable to connect the
이에 따라 자기누설 피그(1)의 주행과정에서 바이패서(7)에 주행충격이 전달되더라도 지지홀더(13)로부터 상기 바이패서(7)가 분리되지 않게 되어 그 기능을 정상적으로 수행할 수 있게 된다.
Accordingly, even if a traveling impact is transmitted to the
이상 본 발명을 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 자기누설 피그는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
While the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be apparent that modifications and improvements can be made by those skilled in the art.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1 - 자기누설 피그 2 - 동체
3 - 자기장 유도부 4 - 구동 컵
5 - 홀 센서 6 - 와전류 센서
7 - 바이패서 7a - 결합부
10 - 제1 거치대 11 - 제2 거치대
12 - 연결패널 12a - 체결구멍
13 - 지지홀더 13a - 고정구멍
13b - 수직변위부 13c - 변위유도홈
13d - 경사면 14 - 연결부1 - magnetic leakage pig 2 - fuselage
3 - magnetic field induction part 4 - driving cup
5 - Hall sensor 6 - Eddy current sensor
7 -
10 - First Stand 11 - Second Stand
12 - connecting
13 -
13b -
13d - slope 14 - connection
Claims (7)
상기 동체의 둘레를 따라 방사상으로 배치되는 연결패널 및 이 연결패널의 끝단에 등 간격으로 분기 연장된 지지홀더로 구성되어 동체에 설치된 거치대;
상기 거치대의 지지홀더에 설치되어 배관의 두께 감소에 따라 증가하는 누설 자기장의 자속밀도를 측정하여 결함 유무를 측정하는 센서모듈; 및
상기 지지홀더 사이에 형성되어 서로 다른 지지홀더를 상호 연결하고, 간격을 탄성 유지하는 연결부;
를 포함하며,
상기 연결부는 우레탄을 이용하여 지지홀더와 일체형으로 형성되고, 양단이 서로 이웃하는 지지홀더에 연결되도록 길이방향으로 연장 형성되어 'U'자 형상으로 벤딩되어 구성된 것을 특징으로 하는 자기누설 피그.
A fuselage having a magnetic field inducing unit installed therein to guide a magnetic field to the piping and running inside the piping;
A support panel formed of a connection panel radially disposed along the periphery of the body and a support holder branched at equal intervals at an end of the connection panel;
A sensor module installed in a support holder of the cradle and measuring a magnetic flux density of a leakage magnetic field that increases as the thickness of the pipe decreases to measure the presence or absence of a defect; And
A connection part formed between the support holders to interconnect the different support holders and to maintain elasticity of the gap;
/ RTI >
Wherein the connecting portion is integrally formed with the support holder using urethane and is formed to extend in the longitudinal direction so that both ends thereof are connected to neighboring support holders and bent in a U-shape.
상기 거치대는 동체에 설치되어 자기장 유도부 사이에 배치된 제1 거치대; 및
상기 동체의 후미에 설치된 제2 거치대;
로 구성된 것을 특징으로 하는 자기누설 피그.
The method according to claim 1,
The cradle may include a first cradle installed in the body and disposed between the magnetic induction portions; And
A second cradle installed at the rear of the body;
Characterized in that the self-leaking pig is made of a polylactic acid.
상기 센서모듈은 제1 거치대의 지지홀더에 설치된 홀 센서; 및
상기 제2 거치대의 지지홀더에 설치되어 배관의 결함위치를 판별하는 와전류 센서;
를 포함하는 자기누설 피그.
The method of claim 5,
The sensor module includes a hall sensor installed in a support holder of the first stand; And
An eddy current sensor provided in the support holder of the second stand to determine a defect position of the pipe;
.
상기 와전류 센서가 설치된 지지홀더의 말단에 설치되어 와전류 센서 주위의 자속을 흘려보내는 바이패서(Bypasser);
를 더 포함하는 자기누설 피그.The method of claim 6,
A by-passer installed at a distal end of a support holder provided with the eddy-current sensor to flow magnetic flux around the eddy-current sensor;
Further comprising a magnetic leakage port.
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