KR101643695B1 - 바 끝단 전용 초음파검사 장치 - Google Patents

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김영노
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박승수
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나우 주식회사
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Abstract

본 발명은 초음파 비파괴검사 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 비파괴검사 장치는, 소정의 길이를 가지는 바(bar) 형상의 검사대상물을 검사하기 위해 로딩하여 지지하는 로딩부; 상기 검사대상물의 일 측단 측에 대해 초음파를 이용하여 검사하는 제1 측정부; 상기 검사대상물의 타 측단 측에 대해 초음파를 이용하여 검사하는 제2 측정부; 및 상기 제1 측정부 또는 제2 측정부를 이동하는 이동부를 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면, 바(bar) 형상으로 형성된 검사대상물을 초음파 비파괴검사 장치에 자동으로 로딩시켜 검사대상물의 양 끝단을 검사할 수 있으므로, 검사대상물에 대한 검사누락 방지와 비파괴검사 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

바 끝단 전용 초음파검사 장치 {ULTRASONIC INSPECTION SYSTEM FOR END OF BAR}
본 발명은 초음파 비파괴검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소정의 길이를 가지는 검사 대상물의 양끝단부를 검사하기 위한 바 끝단 전용 초음파검사 장치에 관한 것이다.
비파괴검사는 검사대상물을 파괴하지 않은 상태에서 내부에 결함 등을 검사하기 위한 것으로, 초음파, 와전류, 자분탐상, X-선 투과 등과 같은 방식을 이용하여 검사대상물의 내부 결함을 검사하는 방법이다.
상기와 같은 비파괴검사 중 초음파를 이용한 비파괴검사가 주로 이루어지고 있는데, 초음파는 금속 또는 비금속 물질로 이루어지는 검사대상물의 일면을 통해 입사되면 검사대상물의 일면에 대향하는 타면으로 전파되고, 전파된 초음파가 반사되어 재입사하는 것을 측정하여 검사대상물의 결함여부를 측정할 수 있다.
이때, 검사대상물이 소정의 길이를 가지는 바(bar) 형상으로 형성된 경우, 해당 검사대상물은 바 형상의 양 끝단에서 결함이 발생하는 경우가 많기 때문에 양 끝단에 대한 검사가 이루어질 필요가 있다. 하지만, 종래에 초음파를 이용한 비파괴검사를 하기 위해서는 각 검사대상물의 양 끝단에 대해 수동으로 검사하거나 육안 또는 검사가 이뤄지지 않는 문제가 있었다.
대한민국 공개특허 제2011-0077218호(2011.07.07)
본 발명이 해결하고자 하는 과제 중 하나는, 바(bar) 형상의 검사대상물의 양끝단부에 존재하는 내부 결함을 확인하기 위한 바 끝단 전용 초음파검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 비파괴검사 장치는, 소정의 길이를 가지는 바(bar) 형상의 검사대상물을 검사하기 위해 로딩하여 지지하는 로딩부; 상기 검사대상물의 일 측단 측에 대해 초음파를 이용하여 검사하는 제1 측정부; 상기 검사대상물의 타 측단 측에 대해 초음파를 이용하여 검사하는 제2 측정부; 및 상기 제1 측정부 또는 제2 측정부를 이동하는 이동부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 이동부는, 상기 제1 측정부를 상기 검사대상물의 길이 방향으로 이동시키는 제1 이동부; 및 상기 제2 측정부를 상기 검사대상물의 길이 방향으로 이동시키는 제2 이동부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1 측정부 및 제2 측정부 각각은, 상기 검사대상물의 표면에 접촉하여 상기 검사대상물을 검사하는 제1 검사부; 상기 제1 검사부와 소정의 각도를 이루면서 상기 제1 검사부의 일 측에 형성되며, 상기 검사대상물을 검사하는 제2 검사부; 및 상기 제1 검사부와 일정의 각도를 이루면서 상기 제1 검사부의 타 측에 형성되고, 상기 검사대상물을 검사하는 제3 검사부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 검사부 및 제3 검사부는 상기 제1 검사부를 기준으로 동일한 각도를 이루도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 내지 제3 검사부는 상기 검사대상물과 접촉하여 상기 검사대상물을 스캔하는 하나 이상의 검사센서를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제2 및 제3 검사부 각각은, 상기 하나 이상의 검사센서가 상기 검사대상물에 접촉할 때의 충격을 흡수하기 위한 완충부재를 더 포함할 수 있다. 상기 완충부재는 소정의 면이 형성되고, 상기 면의 x축 방향 및 y축 방향 중 어느 하나 이상의 방향을 기준으로 회전될 수 있다.
이때, 상기 하나 이상의 검사센서는 상기 완충부재와 상기 검사대상물 사이의 위치에 배치되도록 상기 완충부재가 결합될 수 있다.
본 발명에 의하면, 바(bar) 형상으로 형성된 검사대상물을 초음파 비파괴검사 장치에 자동으로 로딩시켜 검사대상물의 양 끝단을 검사할 수 있으므로, 검사대상물에 대한 수동검사 및 육안검사로 인한 검사 누락 등의 문제를 해결할 수 있으며 이로 인해 검사대상물에 대한 검사누락 방지와 비파괴검사 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 검사대상물의 비파괴검사를 위한 검사센서가 검사대상물에 접촉될 때의 충격을 완충부재를 이용하여 완충할 수 있어 검사대상물 및 초음파 비파괴검사 장치가 검사되는 동안 손상을 입는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 비파괴검사 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 비파괴검사 장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1에서 제1 이동부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에서 제2 이동부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에서 제1 측정부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 비파괴검사 장치의 제1 측정부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 측정부의 완충부재를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 비파괴검사 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 비파괴검사 장치를 도시한 측면도이다. 그리고 도 3은 도 1에서 제1 이동부를 확대하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 1에서 제2 이동부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 비파괴검사 장치(100)는, 로딩부(110), 제1 이동부(120), 제2 이동부(130), 제1 측정부(140) 및 제2 측정부(150)를 포함한다. 본 발명에 대해 설명하면서, 도 2를 참조하여 설명한다.
로딩부(110)는 검사하고자 하는 검사대상물(200)을 초음파 비파괴검사 장치(100)에 로딩하여 로딩된 검사대상물(200)을 지지한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 검사대상물(200)은 초음파 비파괴검사 장치(100)의 일 측에서 반대편인 타 측으로 나란하게 이송되면서 하나씩 로딩부(110)에 로딩될 수 있다. 이때, 검사대상물(200)의 이송은 다양한 방법으로 이송될 수 있다. 그리고 본 발명의 일 실시예에서 검사대상물(200)은 소정의 길이를 가지는 바(bar) 형상을 가질 수 있고, 검사대상물(200)의 단면은 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있다.
이렇게 검사대상물(200)이 도 2에 도시된 바와 같이, 초음파 비파괴검사 장치(100)에 로딩되면, 그 다음으로 검사대상물(200)에 대한 검사가 이루어진다. 이때, 검사대상물(200)의 길이가 일정하지 않을 수 있다. 그에 따라 검사대상물(200)에 대해 검사를 하기 위해 제1 측정부(140) 및 제2 측정부(150)가 검사대상물(200)로 이동될 필요가 있고, 이를 위해 제1 이동부(120) 및 제2 이동부(130)가 구비될 수 있다.
제1 이동부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 측정부(140)를 이동시키기 위해 구비된다. 즉, 제1 이동부(120)에 의해 제1 측정부(140)는 검사대상물(200)의 길이 방향으로 이동시킬 수 있고, 그에 따라 제1 측정부(140)는 검사대상물(200)의 검사 위치에 이동될 수 있다. 이때, 제1 이동부(120)에는 검사대상물(200)의 위치를 감지할 수 있는 위치감지 센서가 추가로 구비될 수 있으며, 위치감지 센서는 검사대상물(200)의 끝단의 위치를 감지할 수 있는 레이저 센서 등일 수 있다.
제2 이동부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 측정부(150)를 이동시키기 위해 구비되며, 제1 이동부(120)와 마찬가지로 제2 측정부(150)를 검사대상물(200)의 길이 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 제2 이동부(130)는 제1 이동부(120)에 비해 짧은 거리가 이동될 수 있다. 즉, 제1 이동부(120)가 검사대상물(200)의 길이에 따라 제1 측정부(140)를 이동시킬 때 큰 거리를 이동시키면, 제2 이동부(130)는 제2 측정부(150)를 상대적으로 짧은 거리만큼 이동시킨다. 그에 따라 제1 측정부(140)와 제2 측정부(150)는 각각 검사대상물(200)의 양 끝단에 위치할 수 있다. 여기서, 제1 이동부(120)와 제2 이동부(130)의 상대적인 이동거리를 고려하여 로딩부(110)에서 검사대상물(200)이 로딩되는 위치가 조절될 수 있다.
제1 이동부(120) 및 제2 이동부(130)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각 체인 등이 포함되어 체인이 회전함에 따라 동작될 수 있고, 그에 따라 제1 측정부(140)와 제2 측정부(150)가 각각 이동될 수 있다.
제1 측정부(140) 및 제2 측정부(150)는 각각 검사대상물(200)의 양 끝단에 대응되는 위치에 배치되어 검사대상물(200)의 내부 결함을 측정한다. 이를 위해 제1 측정부(140) 및 제2 측정부(150)는 각각, 제1 검사부(142), 제2 검사부(144) 및 제3 검사부(146)를 포함한다. 제1 측정부(140) 및 제2 측정부(150)는 동일한 구조로 형성되고, 검사대상물(200)을 기준으로 서로 대향된 상태로 설치된다. 그러므로 본 발명의 일 실시예에서 제1 측정부(140)에 대해서만 설명한다.
도 5는 도 1에서 제1 측정부를 확대하여 도시한 도면이다. 그리고 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 비파괴검사 장치의 제1 측정부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
제1 측정부(140)는 상기에서 설명한 바와 같이, 제1 검사부(142), 제2 검사부(144) 및 제3 검사부(146)를 포함하고, 각각에는 검사대상물(200)을 초음파로 스캔할 수 있는 검사센서가 구비된다. 제1 검사부(142)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 중앙에 배치되고, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 검사부(142)는 제1 검사센서(142a) 및 제2 검사센서(142b)가 포함될 수 있다. 제1 검사센서(142a) 및 제2 검사센서(142b)는 제1 검사부(142)의 하단 끝단에 나란하게 배치될 수 있다. 이렇게 제1 검사센서(142a) 및 제2 검사센서(142b)를 이용하여 검사대상물(200)에 대한 비파괴검사를 수행할 수 있다.
제2 검사부(144)는 중앙에 배치된 제1 검사부(142)를 기준으로 좌측에 형성되고, 제1 검사부(142)와 소정의 각도를 가지도록 형성될 수 있다. 제2 검사부(144)의 끝단에는 제3 검사센서(144a)가 형성될 수 있다.
제3 검사부(146)는 중앙에 배치된 제1 검사부(142)를 기준으로 우측에 형성되되, 제2 검사부(144)가 제1 검사부(142)와 이루는 각도와 동일한 각도를 가지도록 형성될 수 있다. 그리고 제3 검사부(146)의 끝단에는 제4 검사센서(146a)가 형성될 수 있다.
다시 설명하면, 제1 검사부(142)를 기준으로 제2 검사부(144) 및 제3 검사부(146)는 서로 대향된 위치에 대향된 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 여기서, 각각 제1 검사부(142)의 하부에 검사대상물(200)이 위치할 때, 제2 검사부(144) 및 제3 검사부(146)는 검사대상물(200)에 인접한 위치의 끝단에 각각 제3 검사센서(144a) 및 제4 검사센서(146a)가 배치되도록 형성될 수 있다.
이렇게 제1 내지 제3 검사부(142, 144, 146)가 형성됨에 따라 검사대상물(200)에 제1 내지 제3 검사부(142, 144, 146)가 검사대상물(200)에 접촉될 수 있고, 그에 따라 제1 내지 제4 검사센서(142a, 142b, 144a, 146a)가 검사대상물(200)에 직접 접촉된 상태로 검사대상물(200)에 대한 비파괴검사가 이루어질 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 제2 검사부(144)는 제1 검사부(142)와 이루는 각도가 약 45도 내지 55도일 수 있다. 그리고 제2 검사부(144) 및 제3 검사부(146)는 각각 길이 방향으로 이동되도록 형성될 수 있다. 제2 검사부(144) 및 제3 검사부(146)가 각각 길이 방향으로 이동할 수 있게 형성된 것은, 검사대상물(200)의 직경이 언제나 동일하지 않을 수 있기 때문이며, 검사대상물(200)의 직경에 따라 제3 및 제4 검사센서(144a, 146a)가 검사대상물(200)에 직접 접촉될 수 있게 길이 방향으로 이동될 필요가 있다.
즉, 제1 측정부(140)는 제1 이동부(120)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있고, 다시 수직방향으로 이동될 수 있다. 제1 측정부(140)는 제1 이동부(120)에 의해 검사대상물(200)의 끝단의 위치에 배치되도록 수평 방향으로 이동된 상태에서 제1 검사부(142)가 검사대상물(200)의 표면에 접촉할 수 있도록 수직 방향으로 이동될 수 있다.
그리고 제2 검사부(144) 및 제3 검사부(146)는 검사대상물(200)의 직경에 따라 자신의 길이 방향으로 이동되어 검사대상물(200)의 표면에 제3 및 제4 검사센서(144a, 146a)가 접촉될 수 있다. 그에 따라 제1 측정부(140)는 제1 측정부(140)가 수직 방향으로 이동하여 검사대상물(200)의 표면에 제1 검사부(142)가 접촉할 수 있도록 수직 방향의 거리를 측정할 수 있도록 수직 방향의 위치감지 센서를 더 포함할 수 있다. 또한, 제2 검사부(144) 및 제3 검사부(146)도 각각 검사대상물(200)까지의 거리를 측정할 수 있는 위치감지 센서를 더 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 측정부의 완충부재를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제2 검사부(144) 및 제3 검사부(146)는 앞서 설명한 바와 같이, 길이 방향으로 이동하여 검사 대상물의 표면에 접촉될 수 있다. 이때, 제2 및 제3 검사부(144, 146)가 검사대상물(200) 측으로 이동하여 검사대상물(200) 접촉되는 과정에서 검사대상물(200) 도는 제2 및 제3 검사부(144, 146)에 충격이 가해질 수 있는데, 이를 위해 제2 및 제3 검사부(144, 146)는 각각 완충부재(144b)가 구비될 수 있다. 그리고 도시되지 않았으나, 제3 검사센서(144a) 및 제4 검사센서(146a)는 각각 완충부재(144b) 하부에 형성될 수 있다.
도 8을 참조하며, 제2 검사부(144)의 완충부재(144b)에 대해 설명한다. 제3 검사부(146)의 완충부재는 제2 검사부(144)의 완충부재(144b)와 동일한 구조를 가지므로 자세한 설명은 생략한다. 완충부재(144b)는 제2 검사부(144)의 끝단에 형성되고, 제2 검사부(144)의 길이 방향을 z축이라 정의할 때, x축 방향 및 y축 방향으로 각각 틸팅(tilting)될 수 있게 형성될 수 있다.
여기서, 완충부재(144b)가 틸팅되는 것에 대해 설명하면, 완충부재(144b)가 소정의 면적을 가지는 플래이트 형상으로 형성될 때, 플레이트 형상의 완충부재(144b)가 x축과 y축이 이루는 평면상에 배치된다. 이 상태에서 완충부재(144b)가 x축 방향으로 틸팅되는 것은 완충부재(144b)의 중앙을 지나는 x축 방향의 회전축을 기준으로 완충부재(144b)가 소정의 범위 각도 내에서 회전되는 것을 의미한다. 그리고 완충부재(144b)가 y축 방향으로 틸팅되는 것은 완충부재(144b)의 중앙을 지나는 y축 방향의 회전축을 기준으로 완충부재(144b)가 소정의 범위 각도 내에서 회전되는 것을 의미한다.
상기와 같이, 완충부재(144b)가 x축 및 y축 방향으로 회전됨에 따라 제3 검사센서(144a)가 검사대상물(200)에 접촉하는 과정에서 제3 검사센서(144a) 및 검사대상물(200)에 가해지는 충격을 흡수할 수 있다. 이를 위해 완충부재(144b)는 제2 검사부(144)와 고무나 스프링 등의 탄성체를 통해 결합될 수 있다.
더욱이, 완충부재(144b)가 상기에서 설명한 바와 같이, 틸팅되도록 형성됨에 따라 검사대상물(200)의 표면과 제2 검사부(144)가 수직하게 배치되지 않더라도 제3 검사센서(144a)가 검사대상물(200)의 표면에 접촉될 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 검사대상물(200)의 직경이 적당한 크기로 형성되어 제2 검사부(144)가 검사대상물(200)의 표면에 수직한 방향에서 검사대상물(200)과 접촉할 수 있으면, 제2 검사부(144)에 형성된 제3 검사센서(144a)가 검사대상물(200)의 표면에 정확히 접촉할 수 있다. 즉, 제3 검사센서(144a)와 검사대상물(200)의 접촉되는 표면의 수직 방향과 제2 검사부(144)의 길이 방향이 일치하면, 완충부재(144b) 없이도 제3 검사센서(144a)가 검사대상물(200)의 표면에 정확히 접촉할 수 있다.
하지만, 검사대상물(200)의 직경이 상대적으로 크거나 작으면, 제3 검사센서(144a)가 검사대상물(200)의 표면에 정확히 접촉하지 못하는 경우가 발생할 수 있는데, 상기에서 설명한 바와 같이, 완충부재(144b)가 틸팅될 수 있게 형성됨에 따라 제2 검사부(144)의 길이 방향과 접촉되는 검사대상물(200)의 표면이 일치하지 않더라도 제3 검사센서(144a)가 검사대상물(200)의 표면에 접촉될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 초음파 비파괴검사 장치
110: 로딩부 120: 제1 이동부
130: 제2 이동부 140: 제1 측정부
142: 제1 검사부 142a: 제1 검사센서
142b: 제2 검사센서 144: 제2 검사부
144a:제3 검사센서 144b: 완충부재
146: 제3 검사부 146a: 제4 검사센서
150: 제2 측정부
200: 검사대상물

Claims (7)

  1. 소정의 길이를 가지는 바(bar) 형상의 검사대상물을 검사하기 위해 로딩하여 지지하는 로딩부;
    상기 검사대상물의 일 측단 측에 대해 초음파를 이용하여 검사하는 제1 측정부;
    상기 검사대상물의 타 측단 측에 대해 초음파를 이용하여 검사하는 제2 측정부;
    상기 제1 측정부를 상기 검사대상물의 길이 방향으로 이동시키는 제1 이동부; 및
    상기 제2 측정부를 상기 검사대상물의 길이 방향으로 이동시키는 제2 이동부를 포함하며,
    상기 제1 측정부 및 제2 측정부 각각은,
    상기 검사대상물의 표면에 접촉하여 상기 검사대상물을 검사하는 제1 검사부; 상기 제1 검사부와 소정의 각도를 이루면서 상기 제1 검사부의 일 측에 형성되며, 상기 검사대상물을 검사하는 제2 검사부; 및 상기 제1 검사부와 일정의 각도를 이루면서 상기 제1 검사부의 타 측에 형성되고, 상기 검사대상물을 검사하는 제3 검사부를 포함하고,
    상기 제2 검사부 및 제3 검사부는 각각 길이방향으로 이동가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 바 끝단 전용 초음파 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 검사부 및 제3 검사부는 상기 제1 검사부를 기준으로 동일한 각도를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 바 끝단 전용 초음파 검사 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 검사부는 상기 검사대상물과 접촉하여 상기 검사대상물을 스캔하는 하나 이상의 검사센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 바 끝단 전용 초음파 검사 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 및 제3 검사부 각각은,
    상기 하나 이상의 검사센서가 상기 검사대상물에 접촉할 때의 충격을 흡수하기 위한 완충부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바 끝단 전용 초음파 검사 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 완충부재는 소정의 면이 형성되고, 상기 면의 x축 방향 및 y축 방향 중 어느 하나 이상의 방향을 기준으로 회전되는 것을 특징으로 하는 바 끝단 전용 초음파 검사 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 하나 이상의 검사센서는 상기 완충부재와 상기 검사대상물 사이의 위치에 배치되도록 상기 완충부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 바 끝단 전용 초음파 검사 장치.
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