KR101663221B1 - 비파괴 검사장치 - Google Patents

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Abstract

경사지거나 복잡한 형상을 가진 피검사물에 접촉이 용이하도록 검사모듈의 위치가 정밀하게 조절가능하도록 한 본 발명에 따른 비파괴 검사장치는 베이스, 상기 베이스에 지지되어 상기 베이스를 제 1방향으로 이송하는 제 1구동부, 상기 베이스에 연결되고 상기 제 1방향에 교차되는 제 2방향으로 연장되는 가이드, 상기 가이드에 지지되고 상기 가이드를 따라 상기 제 2방향으로 검사모듈을 이송하는 제 2구동부 및 상기 베이스와 상기 가이드를 연결하고 상기 베이스에 대한 상기 가이드의 자유도를 부여하는 링크부를 포함하므로, 피검사물의 형상이 복잡하거나 경사면이 형성된 다양한 환경에서 검사모듈이 피검사물에 손쉽게 접촉할 수 할 수 있으며, 비파괴 검사의 정밀성을 향상시키고 비파괴 검사결과의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

비파괴 검사장치{APPARATUS FOR NON-DESTRUCTIVE INSPECTIONS}
본 발명은 비파괴 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자력발전소 및 일반 산업계의 구조물 또는 배관 용접부 등과 같은 피검사물을 비파괴 검사하는 데 사용되는 비파괴 검사장치에 관한 것이다.
원자력발전소 및 일반 산업계의 구조물 또는 배관 용접부 등과 같은 피검사물을 검사하기 위해 사용되고 있는 초음파탐상검사는 비파괴검사기법중의 하나로써, 피검사물에 초음파에너지를 전달하고 피검사물로부터 반사된 초음파의 파형을 관찰하여 재질 내부의 상태를 진단하는 비파괴검사 방법 중 하나이다.
초음파검사는 검사자가 초음파탐촉자를 직접 검사대상에 접촉하고 검사를 하는 수동검사와, 원격으로 제어되는 스캐너 장치에 초음파탐촉자를 부착하고 자동으로 접촉면을 검사하는 자동검사로 분류할 수 있다.
자동 초음파검사는 검사자의 접근이 용이하지 않거나 열악한 환경에서 검사자를 대신하여 검사할 수 있도록 스캐너에 초음파탐촉자를 부착함으로써 특정 영역의 검사가 가능하도록 제어할 수 있고 검사 결과를 디지털로 저장할 수 있다는 장점이 있어 다양한 산업계에서 그 적용이 확대되고 있다.
이러한 자동 초음파검사장치에 대해서는 이미 '대한민국 등록특허 제097531호;초음파 탐촉자 조립체'에 의해 개시된 바 있다. 상기 등록특허는 탐촉자가 피검사물의 표면 굴곡을 따라 자동 높낮이 조절되도록 하는 슬라이딩장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
하지만 상기 등록특허는 탐촉자 조립체를 이송하기 위한 기체가 탐촉자 조립체를 직선 이송하도록 구성된다. 따라서 상기 등록특허는 복잡한 형상의 피검사물을 검사하기 위해 탐촉자 조립체를 이송하기에는 곤란한 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제097531호
본 발명의 목적은 경사지거나 복잡한 형상을 가진 피검사물에 접촉이 용이하도록 검사모듈의 위치가 정밀하게 조절가능하도록 한 비파괴 검사장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 비파괴 검사장치는 베이스, 상기 베이스에 지지되어 상기 베이스를 제 1방향으로 이송하는 제 1구동부, 상기 베이스에 연결되고 상기 제 1방향에 교차되는 제 2방향으로 연장되는 가이드, 상기 가이드에 지지되고 상기 가이드를 따라 상기 제 2방향으로 검사모듈을 이송하는 제 2구동부 및 상기 베이스와 상기 가이드를 연결하고 상기 베이스에 대한 상기 가이드의 자유도를 부여하는 링크부를 포함할 수 있다.
상기 링크부는 상기 제 2방향으로 배치되어 상기 베이스에 결합되는 제 1회전축 및 상기 제 1회전축을 중심으로 회전되는 제 1링크를 포함할 수 있다.
상기 링크부는 상기 제 2방향으로 배치되어 상기 제 1링크와 상기 가이드에 연결되는 제 2회전축을 더 포함하며, 상기 가이드는 상기 제 2회전축을 중심으로 회전될 수 있다.
상기 링크부는 상기 제 2회전축과 상기 가이드를 연결하는 제 2링크 및 상기 제 2방향에 수직 교차되는 제 3방향으로 배치되고 상기 제 2링크와 상기 가이드에 결합되는 제 3회전축을 더 포함하며, 상기 가이드는 상기 제 3회전축을 중심으로 회전될 수 있다.
상기 제 1링크에는 상기 제 1회전축과 상기 제 2회전축이 각각 결합되는 제 1결합공과 제 2결합공이 형성되고, 상기 제 2링크에는 상기 제 3회전축이 결합되는 제 3결합공이 형성되며, 상기 제 1링크에는 상기 제 1결합공과 상기 제 2결합공이 지름방향으로 개방되도록 하고, 상기 제 2링크에는 상기 제 3결합공이 지름방향으로 개방되도록 하는 개방선이 각각 형성될 수 있다.
상기 제 1결합공, 상기 제 2결합공 및 상기 제 3결합공은 상기 제 1링크 및 상기 제 2링크에 각각 체결되는 볼트에 의해 폐쇄되며, 상기 제 1회전축, 상기 제 2회전축 및 상기 제 3회전축에는 상기 제 1결합공, 상기 제 2결합공 및 상기 제 3결합공으로부터 이탈되는 것이 방지되도록 이탈방지턱이 각각 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 비파괴 검사장치는 검사모듈의 2차원 이송뿐만 아니라, 높낮이, 각도를 자유롭게 변경할 수 있으므로 경사지거나 복잡한 형상을 가진 피검사물에 손쉽게 접촉할 수 할 수 있으며, 비파괴 검사의 정밀성을 향상시키고 비파괴 검사결과의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치를 나타낸 분해사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치 중 제 1링크가 제 1회전축을 중심으로 회전되는 동작을 나타낸 작동도이다.
도 5 및 도 6은 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치 중 제 2링크가 제 2회전축을 중심으로 회전되는 동작을 나타낸 작동도이다.
도 7 및 도 8은 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치 중 제 2링크가 제 2회전축을 중심으로 회전되는 동작을 나타낸 작동도이다.
도 9 및 도 10은 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치가 설치된 상태를 나타낸 사용상태도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 비파괴 검사장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치를 나타낸 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치는 검사모듈(10), 베이스(110), 제 1구동부(120), 가이드(130), 제 2구동부(140) 및 링크부(150)를 포함할 수 있다.
검사모듈(10)로는 원자력 발전소 및 산업계의 구조물, 또는 배관의 용접부 등을 초음파로 검출할 수 있는 초음파 탐촉자가 사용될 수 있다. 초음파 탐촉자는 본 기술 분야에서 이미 널리 알려진 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
베이스(110)는 함체 형상으로 마련될 수 있다. 제 1구동부(120)는 베이스(110)에 지지될 수 있다. 제 1구동부(120)는 제 1구동모터(121) 및 구동휠(122)의 조합으로 이루어질 수 있다. 제 1구동모터(121)는 베이스(110)의 내부에 배치될 수 있다. 구동휠(122)은 제 1구동모터(121)의 회전축에 체결되고 일부가 베이스(110)의 저면으로 노출될 수 있다. 구동휠(122)은 제 1구동모터(121)에 의해 회전될 수 있다. 따라서 제 1구동부(120)는 도 1에 표기된 바와 같은 제 1방향으로 베이스(110)를 이송할 수 있다.
가이드(130)는 직선 막대 형상으로 마련될 수 있다. 가이드(130)는 도 1에 표기된 바와 같은 제 2방향, 즉 제 1방향에 교차되는 방향으로 배치될 수 있다. 가이드(130)는 링크부(150)에 의해 베이스(110)에 연결될 수 있다. 따라서 가이드(130)는 베이스(110)와 함께 제 1방향으로 이송될 수 있다. 가이드(130)에는 검사모듈(10)이 지지될 수 있다. 물론 검사모듈(10)은 가이드(130)로부터 독립적으로 힌지핀을 기준으로 회전 가능하게 설치되어 피검사물(1)의 표면에 따라 유연하게 접촉될 수 있다.
제 2구동부(140)는 가이드(130)에 지지된다. 제 2구동부(140)는 제 2구동모터(141), 구동풀리(142), 종동풀리(143) 및 이송벨트(144)의 조합으로 이루어질 수 있다. 제 2구동모터(141)는 가이드(130)의 일측에 배치되고 가이드(130)의 일면에 고정될 수 있다. 제 2구동모터(141)의 회전축은 가이드(130)를 관통하여 가이드(130)의 이면에 노출되고, 구동풀리(142)는 가이드(130)의 이면에 노출된 제 2구동모터(141)의 회전축에 체결될 수 있다. 종동풀리(143)는 가이드(130)의 타측에 배치되고 가이드(130)의 이면에 회전가능하게 설치될 수 있다. 이송벨트(144)는 구동풀리(142)와 종동풀리(143)에 연결될 수 있다. 이송벨트(144)는 구동풀리(142)의 회전구동에 따라 이송될 수 있다. 검사모듈(10)은 이송벨트(144)에 고정되어 이송벨트(144)와 함께 그 위치가 가변될 수 있다. 따라서 검사모듈(10)은 제 1방향으로 이송되는 베이스(110)를 따라 제 1방향으로의 이송이 가능하며, 제 2구동부(140)에 의해 가이드(130)를 따라 제 2방향으로의 이송이 가능하다.
이와 같이 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치는 검사모듈(10)의 2차원 이송이 가능하다.
한편, 링크부(150)는 제 1링크(151), 제 2링크(152), 제 1회전축(153), 제 2회전축(154) 및 제 3회전축(155)을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치 중 제 1링크가 제 1회전축을 중심으로 회전되는 동작을 나타낸 작동도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 제 1링크(151)는 장방형의 판상으로 마련될 수 있다. 제 1링크(151)는 제 1방향으로 배치될 수 있다. 제 1링크(151)에는 제 1결합공(151a)과 제 2결합공(151b)이 형성될 수 있다. 제 1회전축(153)과 제 2회전축(154)은 원통형으로 마련될 수 있다. 제 1회전축(153)과 제 2회전축(154)은 제 2방향으로 배치될 수 있다. 제 1회전축(153)은 베이스(110)와 제 1결합공(151a)에 결합될 수 있다. 따라서 제 1링크(151)는 제 1회전축(153)을 중심으로 회전될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치 중 제 2링크가 제 2회전축을 중심으로 회전되는 동작을 나타낸 작동도이다.
도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제 2링크(152)는 장방향의 판상으로 마련될 수 있다. 제 2링크는 제 2방향으로 배치될 수 있다. 제 2회전축(154)은 제 2결합공(151b)과 제 2링크(152)에 결합될 수 있다. 따라서 제 2링크(152)는 제 2회전축(154)을 중심으로 회전될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치 중 제 2링크가 제 2회전축을 중심으로 회전되는 동작을 나타낸 작동도이다.
도 2, 도 7 및 도 8을 참조하면, 제 2링크(152)에는 제 3결합공(152a)이 형성될 수 있다. 제 3회전축(155)은 원통형으로 마련될 수 있다. 제 3회전축(155)은 제 2방향에 수직교차하는 제 3방향으로 배치될 수 있다. 제 3회전축(155)은 제 3결합공(152a)과 가이드(130)에 결합될 수 있다. 따라서 가이드(130)는 제 3회전축을 중심으로 회전될 수 있다.
결국 가이드(130)는 제 1회전축(153), 제 2회전축(154), 제 3회전축(155)을 중심으로 각각 회전될 수 있으므로, 가이드(130)에 지지되는 검사모듈(10)은 3축 자유도를 가질 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치는 검사모듈(10)이 제 1구동부(120)와 제 2구동부(140)에 의해 2차원으로 이송될 수 있으며, 링크부(150)에 의해 가이드(130)에 자유도가 부여되어 3차원 회전이 가능하여 3차원 이송이 가능하다.
한편, 제 1링크(151)는 제 1결합공(151a)의 중심과 제 2결합공(151b)의 중심에 연결되는 절개선(151c)에 의해 제 1결합공(151a)과 제 2결합공(151b)이 개방될 수 있다. 따라서 제 1결합공(151a)과 제 2결합공(151b)에 제 1회전축(153)과 제 2회전축(154)의 결합이 용이하다. 제 1회전축(153)과 제 2회전축(154)이 제 1결합공(151a)과 제 2결합공(151b)에 각각 결합된 이후에는 제 1, 2결합공(151a, 151b)의 지름방향으로 체결되는 볼트(151d)에 의해 제 1결합공(151a)과 제 2결합공(151b)은 폐쇄될 수 있다. 이때, 제 1회전축(153)과 제 2회전축(154)에는 제 1결합공(151a)과 제 2결합공(151b)으로부터 제 1회전축(153)과 제 2회전축(154)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방턱(153a, 154a)이 형성될 수 있다.
마찬가지로, 제 2링크(152)는 제 3결합공(152a)의 중심에 연결되는 절개선(152b)에 의해 개방될 수 있다. 따라서 제 3결합공(152a)에 제 3회전축(155)의 결합이 용이하다. 마찬가지로 제 3회전축(155)이 제 3결합공(152a)에 결합된 이후에는 제 3결합공(152a)의 지름방향으로 체결되는 볼트(152c)에 의해 제 3결합공(152a)은 폐쇄될 수 있다. 이때, 제 3회전축(155)에는 제 3결합공(152a)으로부터 제 3회전축(155)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지턱(155a)이 형성될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치의 작용에 대하여 설명하도록 한다.
도 9 및 도 10은 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치가 설치된 상태를 나타낸 사용상태도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치는 원자력 발전소 및 산업계의 구조물, 또는 배관의 용접부 등과 같은 피검사물(1)의 비파괴 검사를 위하여 피검사물(1)의 내부, 또는 피검사물(1)의 외부에 투입되기 전, 피검사물(1)의 형태에 따라 검사모듈(10)의 위치가 조절될 수 있다.
즉, 제 1회전축(153)을 중심으로 하는 제 1링크(151)의 회전각도, 제 2회전축(154)을 중심으로 하는 제 2링크(152)의 회전각도 및 제 3회전축(155)을 중심으로 하는 가이드(130)의 회전각도를 조합하여 피검사물(1)의 형태에 따른 가이드(130)의 각도가 조절되어 검사모듈(10)의 위치가 정밀하게 조절될 수 있다.
이와 같이 피검사물(1)의 형태에 따른 검사모듈(10)의 위치가 조절되면, 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치는 피검사물(1)에 투입될 수 있다. 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치는 피검사물(1)의 검사를 위해 제 1구동부(120)에 의한 제 1방향으로의 이송과, 제 2구동부(140)의 제 2방향으로의 이송이 조합되어 피검사물(1)에 대한 비파괴 검사를 수행할 수 있다.
상술된 바와 같이 본 실시예에 따른 비파괴 검사장치는 검사모듈이 피검사물의 표면에 접하기 용이하도록 가이드(130)로부터 독립적으로 회전가능하게 설치될 뿐만 아니라, 가이드(130)가 제 1, 2, 3회전축(153, 154, 155)을 기준으로 각각 독립적으로 회전이 가능하므로 경사지거나 복잡한 형상을 가지는 피검사물(1)에 대하여 원활한 비파괴 검사를 수용할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.
1 : 피검사물 10 : 검사모듈
110 : 베이스 120 : 제 1구동부
130 : 가이드 140 : 제 2구동부
150 : 링크부 151 : 제 1링크
152 : 제 2링크 153 : 제 1회전축
154 : 제 2회전축 155 : 제 3회전축

Claims (6)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 지지되어 상기 베이스를 제 1방향으로 이송하는 제 1구동부;
    상기 베이스에 연결되고 상기 제 1방향에 교차되는 제 2방향으로 연장되는 가이드;
    상기 가이드에 지지되고 상기 가이드를 따라 상기 제 2방향으로 검사모듈을 이송하는 제 2구동부;및
    상기 베이스와 상기 가이드를 연결하고 상기 베이스에 대한 상기 가이드의 자유도를 부여하는 링크부;를 포함하되,
    상기 링크부는
    상기 제 2방향으로 배치되어 상기 베이스에 결합되는 제 1회전축;
    상기 제 1회전축을 중심으로 회전되는 제 1링크;
    상기 제 2방향으로 배치되어 상기 제 1링크와 상기 가이드에 연결되는 제 2회전축;
    상기 제 2회전축과 상기 가이드를 연결하는 제 2링크;및
    상기 제 2방향에 수직 교차되는 제 3방향으로 배치되고 상기 제 2링크와 상기 가이드에 결합되는 제 3회전축;을 포함하며,
    상기 가이드는 상기 제 2회전축과 제 3회전축을 중심으로 회전되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1링크에는 상기 제 1회전축과 상기 제 2회전축이 각각 결합되는 제 1결합공과 제 2결합공이 형성되고, 상기 제 2링크에는 상기 제 3회전축이 결합되는 제 3결합공이 형성되며,
    상기 제 1링크에는 상기 제 1결합공과 상기 제 2결합공이 지름방향으로 개방되도록 하고, 상기 제 2링크에는 상기 제 3결합공이 지름방향으로 개방되도록 하는 개방선이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1결합공, 상기 제 2결합공 및 상기 제 3결합공은 상기 제 1링크 및 상기 제 2링크에 각각 체결되는 볼트에 의해 폐쇄되며,
    상기 제 1회전축, 상기 제 2회전축 및 상기 제 3회전축에는 상기 제 1결합공, 상기 제 2결합공 및 상기 제 3결합공으로부터 이탈되는 것이 방지되도록 이탈방지턱이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치.
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