KR101749276B1 - 탄성 부재가 구비된 비파괴 검사용 콜리메이터 고정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 비파괴 검사용 콜리메이터 고정 장치는, 검사체의 표면에 자력에 의해 부착되는 메인 자석; 상기 메인 자석에 고정되며 상기 메인 자석의 상방으로 연장된 몸체 기둥; 및 상기 몸체 기둥의 상부에 고정되며 콜리메이터를 일정한 위치에 고정하는 콜리메이터 위치 고정부;를 포함하는 콜리메이터 고정 장치로서, 상기 메인 자석의 하부에 설치된 이탈 감지 센서; 상기 몸체 기둥에 회전 가능하게 결합 되는 막대 형상의 보조 지지바; 상기 보조 지지바의 자유단부에 연결된 보조 자석; 상기 보조 지지바가 상기 보조 지지바의 자유단부가 상기 검사체 쪽으로 회전하도록 탄성 복원력을 가하는 탄성 부재; 상기 보조 지지바에 일단부가 연결되고 타단부는 상기 몸체 기둥에 연결되어 상기 보조 지지바를 일정한 위치에 고정하는 고정 부재; 및 상기 고정 부재의 타단부에 연결되어 상기 이탈 감지 센서의 신호에 의해 몰입되는 트리거;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

탄성 부재가 구비된 비파괴 검사용 콜리메이터 고정 장치{Fixing apparatus for collimator for nondestructive testing equipoment provided with elastic member}

본 발명은 비파괴 검사 장비에 채용되는 콜리메이터를 측정 위치에 고정하는데 사용되는 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 예기치 않게 콜리메이터가 측정 위치에서 탈락하는 것을 방지하는 고정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 비파괴 검사라 함은 지상, 선상 등에 구축된 구조물의 결함 여부를 확인하는 것을 의미한다. 비파괴 검사의 수단은 방사선, 초음파, 레이저 등의 매체가 사용된다. 특히, 본 발명은 방사선을 사용한 비파괴 검사 장비에 관한 것이므로 방사선을 이용한 비파괴 검사 장비에 한정하기로 한다. 일반적으로 방사선을 이용한 비파괴 검사는 인체에 사용되는 방사선 검사, 예컨대 X-레이 촬영 방식과 동일한 방식이 채용된다. 즉, 방사선이 발생하는 방사선원을 측정하고자 하는 구조물의 일측면에 배치하고 그 구조물의 타측면에 상기 방사선원에서 방출된 방사선이 그 구조물을 투과한 양을 측정함으로써 그 구조물에 결함이 있는지 여부를 검사한다. 예컨대, 유체를 운송하는 배관이나 선박 등의 용접에 있어서 용접부위의 검사에 비파괴검사가 많이 이용되고 있다. 이러한 비파괴검사는 통상 방사선을 이용하여 용접부위의 결함 유무를 검사한다. 방사선을 이용한 비파괴검사란 방사성 물질에서 나오는 X선이나 감마선 등의 방사선을 검사하고자 하는 용접부위나 구조물에 투과시키고 투과된 방사선으로부터 필름이나 CRT 등에 그 상을 재생하여 피검사물의 내부결함을 검사하는 방법이다. 이러한 비파괴 검사 장비의 일 예가 등록실용신안 제0436664호에 개시되어 있다.

그런데, 일반적으로 방사선을 이용한 비파괴 검사 장비에서 방출되는 방사선은 작업자에게 유해하다. 특히, 장비에서 방출되는 방사선에 작업자가 근거리에서 피폭되는 경우 치명적인 신체의 손상을 초래할 수 있다. 따라서, 방사선을 이용한 비파괴 장비를 사용하는 작업자를 보호하는 것은 매우 중요하며, 사람이 많은 장소에 설치된 구조물을 검사하는 경우에는 그 구조물 주변을 오가는 사람들을 장비로부터 방출되는 방사선으로부터 보호할 필요가 있다.

일반적으로 방사선을 이용한 비파괴 검사 장비는 텅스텐과 같은 차폐체에 수용된 방사선원이 케이블에 의해 연결되어 그 케이블이 가이드 튜브를 타고 장비 외부로 돌출되어 필요한 위치에 세팅한 후에 상기 방사선원에서 발생된 방사선을 구조물에 조사함으로써 검사를 수행한다. 그런데 상기 방사선원에서 방출되는 방사선은 특정방향으로만 방출되는 것이 아니고 그 방사선원을 중심으로 모든 방향으로 방출된다. 이러한 방사선을 특징을 고려하여 특정한 방향으로만 방사선이 방출될 수 있도록 그 방사선의 조사방향을 한정하는 역할을 하는 부품을 콜리메이터(collimator)라 한다. 상기 콜리메이터는 납(Pb), 텅스텐(W) 등과 같이 방사선을 양호하게 차단할 수 있는 물질로 제조된다.

콜리메이터는 통상적으로 자석을 이용하여 고정한다. 콜리메이터는 검사부위에서 일정 거리 이격된 상태로 허공에 고정한다. 이와 같이 콜리메이터를 허공에 고정하기 위해 콜리메이터 고정 장치를 사용한다. 통상적으로 비파괴 검사체의 부피는 20m×20m×15m(가로×세로×높이) 이상이며, 작업 위치는 지면에서 3m 내지 12m 정도가 된다. 또한, 콜리메이터 고정 장치가 지탱해야 할 무게는 콜리메이터 무게, 방사성 동위원소, 안내 튜브 및 고정 장치 자체의 무게를 포함하여 3~8kgf에 이른다. 콜리메이터 고정장치에 설치된 자석이 바람이나 진동 등과 같은 작업 환경이 바뀜에 따라 검사체 표면에서 탈락하는 경우가 종종 발생한다. 이와 같이 콜리메이터 고정 장치가 검사체 표면에서 탈락하는 경우에는 방사성 동위원소 안내 튜브의 변형(예:협착) 또는 이송 장치의 단락이 초래되고, 방사성 동위원소가 외부 환경에 예기치 않게 노출되므로 작업자 또는 주변 사람들이 방사선 피폭사고를 당할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 콜리메이터 고정 장치의 구조를 개선함으로써 예기치 않게 콜리메이터 고정 장치가 검사체 표면으로부터 탈락 되는 것을 방지하는 콜레미이터 고정장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 비파괴 검사용 콜리메이터 고정 장치는, 검사체의 표면에 자력에 의해 부착되는 메인 자석;

상기 메인 자석에 고정되며 상기 메인 자석의 상방으로 연장된 몸체 기둥; 및

상기 몸체 기둥의 상부에 고정되며 콜리메이터를 일정한 위치에 고정하는 콜리메이터 위치 고정부;를 포함하는 콜리메이터 고정 장치로서,

상기 메인 자석의 하부에 설치된 이탈 감지 센서;

상기 몸체 기둥에 회전 가능하게 결합 되는 막대 형상의 보조 지지바;

상기 보조 지지바의 자유단부에 연결된 보조 자석;

상기 보조 지지바가 상기 보조 지지바의 자유단부가 상기 검사체 쪽으로 회전하도록 탄성 복원력을 가하는 탄성 부재;

상기 보조 지지바에 일단부가 연결되고 타단부는 상기 몸체 기둥에 연결되어 상기 보조 지지바를 일정한 위치에 고정하는 고정 부재; 및

상기 고정 부재의 타단부에 연결되어 상기 이탈 감지 센서의 신호에 의해 몰입되는 트리거;를 포함한 점에 특징이 있다.

상기 보조 자석은 상기 보조 지지바에 대해 회전 가능하게 결합된 것이 바람직하다.

상기 탄성 부재는 인장코일 스프링인 것이 바람직하다.

상기 트리거는 상기 이탈 감지 센서와 전기적으로 연결된 엑츄에이터에 의해 출몰하도록 구성된 것이 바람직하다.

상기 보조 지지바 및 상기 보조 자석은 상기 몸체 기둥의 둘레를 따라 일정한 간격으로 복수 배치된 것이 바람직하다.

상기 이탈 감지 센서는 변위 센서 또는 압력 센서인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 비파괴 검사용 콜리메이터 고정 장치는, 검사체에 메인 자석으로 부착된 콜리메이터 고정 장치는 예기치 않은 외부 환경의 변화, 즉, 바람이나 진동 등에 의해 이탈 감지 센서가 상기 메인 자석의 이탈을 감지한 경우 순간적으로 트리거나 몰입되어 보조 지지바가 펼쳐 지면서 그 보조 지지바의 자유단부에 설치된 보조 자석이 검사체에 부착됨으로써 콜리메이터 고정 장치가 검사체로부터 이탈되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 콜리메이터 고정 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 콜리메이터 고정 장치에서 트리거와 엑츄에이터의 연결관계를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 콜리메이터 고정 장치에서 보조 지지바가 펼쳐진 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 콜리메이터 고정 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 콜리메이터 고정 장치에서 트리거와 엑츄에이터의 연결관계를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 콜리메이터 고정 장치에서 보조 지지바가 펼쳐진 상태를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비파괴 검사용 콜리메이터 고정 장치(10, 이하 "콜리메이터 고정 장치"라 함)는 메인 자석(20)과, 몸체 기둥(30)과, 콜리메이터 위치 고정부(40)와, 이탈 감지 센서(25)와, 보조 지지바(50)와, 보조 자석(55)과, 탄성 부재(60)와, 고정 부재(65)와, 트리거(70)와, 엑츄에이터(75)를 포함한다.

상기 메인 자석(20)은 검사체(300)의 표면에 자력에 의해 부착된다. 상기 메인 자석(20)은 탄소강과 같은 철제 검사체에 잘 부착될 수 있도록 강자성 물질을 포함하여 제조되는 것이 바람직하다. 상기 메인 자석(20)은 원기둥 형태로 제조될 수 있다. 한편, 상기 메인 자석(20)은 강자성체가 별도의 프레임에 수용된 형태로 구성될 수도 있다.

상기 몸체 기둥(30)은 하단부가 상기 메인 자석(20)에 고정된다. 상기 몸체 기둥(30)은 막대 형상의 부재이다. 상기 몸체 기둥(30)은 상기 메인 자석(20)의 상방으로 연장된다.

상기 콜리메이터 위치 고정부(40)는 상기 몸체 기둥(30)의 상부에 고정된다. 상기 콜리메이터 위치 고정부(40)는 상기 몸체 기둥(30)과 용접, 볼트, 클램프 등과 같은 다양한 수단으로 고정될 수 있다. 상기 콜리메이터 위치 고정부(40)는 콜리메이터(100) 또는 그 콜리메이터(100)에 연결된 가이드 튜브(200)를 지지함으로써 상기 콜리메이터(100)를 검사체(300) 인근의 허공에 위치 고정한다.

상기 이탈 감지 센서(25)는 상기 메인 자석(20)의 하부에 설치된다. 더 구체적으로 상기 이탈 감지 센서(25)는 상기 메인 자석(20)의 하면 중앙에 설치될 수 있다. 상기 이탈 감지 센서(25)는 상기 메인 자석(20)이 검사체(300)에 부착된 상태로부터 이탈되는 것을 감지하여 전기적인 신호를 출력한다. 상기 이탈 감지 센서(25)는 변위센서 또는 압력센서가 채용될 수 있다. 상기 이탈 감지 센서(25)가 변위센서인 경우에는 상기 메인 자석(20)과 상기 검사체(300)의 거리가 미리 설정한 간격 이상으로 멀어지는 경우에 전기적인 신호를 발생한다. 상기 이탈 감지 센서(25)가 압력센서인 경우에는 상기 메인 자석(20)이 상기 검사체(300)에 부착된 상태에서의 압력을 기준으로 그 압력 값으로부터 일정 수치 이하로 압력이 저하되면 전기적인 신호를 발생한다.

상기 이탈 감지 센서(25)에서 발생한 전기 신호는 후술하는 엑츄에이터(75)를 작동시키는 신호로 사용된다.

상기 보조 지지바(50)는 상기 몸체 기둥(30)에 회전 가능하게 결합 된다. 상기 보조 지지바(50)는 막대 형상의 부재이다. 상기 보조 지지바(50)의 일단부가 상기 몸체 기둥(30)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 보조 지지바(50)의 회전축은 상기 메인 자석(20)의 하면과 평행인 방향으로 배치된다.

상기 보조 자석(55)은 상기 보조 지지바(50)의 자유단부에 연결 된다. 더 구체적으로 상기 보조 자석(55)은 상기 보조 지지바(50)의 자유단부에 회전 가능하게 연결 된다. 상기 보조 자석(55)의 회전축은 상기 보조 지지바(50)의 회전축과 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 상기 보조 자석(55)은 상기 메인 자석(20) 보다 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보조 자석(55)은 상기 메인 자석(20) 보다 부착력이 작게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보조 지지바(50)는 상기 몸체 기둥(30)의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되도록 복수 구비될 수 있다. 예컨대 상기 보조 지지바(50)는 상기 몸체 기둥(30)의 둘레를 따라 120°간격으로 3개가 구비될 수 있다. 상기 보조 지지바(50)가 복수 구비된 경우 상기 보조 자석(55)도 당연히 복수 구비되는 것은 자명하다.

상기 탄성 부재(60)는 상기 보조 지지바(50)가 상기 보조 지지바(50)의 자유단부가 상기 검사체(300) 쪽으로 회전하도록 탄성 복원력을 가하도록 설치된다. 상기 탄성 부재(60)는 예컨대 인장코일 스프링이 채용될 수 있다. 상기 탄성 부재(60)가 인장코일 스프링인 경우 상기 탄성 부재(60)의 일단부는 상기 몸체 기둥(30)에 결합된다. 한편, 상기 탄성 부재(60)의 타단부는 상기 보조 지지바(50)에 결합된다.

상기 고정 부재(65)는 막대 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 고정 부재(65)는 상기 보조 지지바(50)에 일단부가 연결되고 타단부는 상기 몸체 기둥(30)에 연결된다. 상기 고정 부재(65)는 상기 보조 지지바(50)를 일정한 위치에 고정하는 역할을 한다.

상기 트리거(70)는 상기 몸체 기둥(30)에 출몰 가능하게 설치된다. 상기 트리거(70)는 후술하는 엑츄에이터(75)에 기구적으로 연결되어 그 엑츄에이터(75)에 의해 상기 몸체 기둥(30) 내부로 몰입될 수 있다. 상기 트리거(70)는 상기 고정 부재(65)의 타단부가 분리 가능하게 연결된다. 상기 트리거(70)는 상기 이탈 감지 센서(25)의 신호에 의해 몰입된다.

상기 엑츄에이터(75)는 상기 트리거(70)의 몰입을 위한 구동원으로 구비된다. 상기 엑츄에이터(75)는 상기 몸체 기둥(30)의 내부에 설치될 수 있다. 상기 엑츄에이터(75)의 출력부는 상기 트리거(70)에 기구적으로 연결된다. 예컨대 상기 엑츄에이터(75)의 출력부는 상기 트리거(70)와 와이어에 의해 연결될 수 있다. 한편, 상기 엑츄에이터(75)는 상기 이탈 감지 센서(25)와 전기적으로 연결된다. 상기 엑츄에이터(75)는 상기 이탈 감지 센서(25)의 신호에 의해 상기 트리거(70)를 상기 몸체 기둥(30) 내측으로 몰입시킨다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 비파괴 검사용 콜리메이터 고정 장치(10)의 작용 효과를 상세하게 서술하기로 한다.

먼저, 도 1과 같이 본 발명에 따른 콜리메이터 고정 장치(10)를 검사체(300)의 표면에 부착한다. 상기 콜리메이터 고정 장치(10)는 상기 메인 자석(20)에 의해 검사체(300)의 표면에 부착된다. 상기 검사체(300)의 표면은 지면에 수직인 면이 될 수 있으며, 지면에 수평인 면이 될 수도 있다. 한편 상기 검사체(300)의 표면은 완만한 곡선을 이루는 면일 수도 있다. 상기 메인 자석(20)에 의해 상기 콜리메이터 고정 장치(10)는 검사체(300)의 표면에 수직으로 부착된다. 그리고 상기 콜리메이터 고정 장치(10)에 구비된 콜리메이터 위치 고정부(40)에 콜리메이터(100) 또는 그 콜리메이터(100)에 연결된 가이드 튜브를 수용하여 고정한다. 그 결과 도 1에 도시된 바와 같이 콜리메이터 고정 장치(10)가 검사체(300)의 표면에 부착되어 콜리메이터(100)가 비파괴 검사하고자 하는 부위, 예컨대 용접부(320)의 상방에 배치된다. 이제, 가이드 튜브(200)를 통해 방사선원을 이동시켜 상기 콜리메이터(100)에 장착한다. 그와 동시에 방사선이 상기 콜리메이터(100)로부터 방사되어 검사하고자 하는 용접부(320)를 관통한 후 그 용접부(320)의 배면에 배치된 감광필름(미도시)를 감광시킨다. 이와 같은 과정으로 비파괴 검사가 이루어진다. 그런데, 이 과정에서 바람이나 진동이 예기치 않게 변화되는 외부 환경에 설치된 콜리메이터 고정 장치(10)가 외력을 받아 상기 메인 자석(20)이 검사체(300)로부터 이탈되려는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우에 상기 이탈 감지 센서(25)가 상기 메인 자석(20)이 검사체(300)로부터 탈락되는 것을 사전에 감지하여 전기적인 신호를 발생한다. 상기 이탈 감지 센서에서 발생한 전기적인 신호는 상기 엑츄에이터(75)에 전송된다. 상기 엑츄에이터(75)는 상기 이탈 감지 센서(25)로부터 수신된 신호에 의해 상기 트리거(70)를 몰입시킨다. 이에 따라 상기 고정 부재(65)가 상기 몸체 기둥(30)으로부터 분리된다. 그와 동시에 상기 탄성 부재(60)에 의한 탄성 복원력에 의해 상기 보조 지지바(50)가 검사체(300) 쪽으로 펼쳐진다. 상기 보조 지지바(50)가 펼쳐짐에 따라 상기 보조 지지바(50)의 자유단부에 연결된 보조 자석(55)이 검사체(300) 표면에 부착된다. 그 결과 상기 콜리메이터 고정 장치(10)가 검사체 표면으로부터 탈락되는 것이 자동으로 방지된다.

이와 같이 본 발명에 따른 비파괴 검사용 콜리메이터 고정 장치는, 검사체에 메인 자석으로 부착된 콜리메이터 고정 장치는 예기치 않은 외부 환경의 변화, 즉, 바람이나 진동 등에 의해 이탈 감지 센서가 상기 메인 자석의 이탈을 감지한 경우 순간적으로 트리거나 몰입되어 보조 지지바가 펼쳐 지면서 그 보조 지지바의 자유단부에 설치된 보조 자석이 검사체에 부착됨으로써 콜리메이터 고정 장치가 검사체로부터 이탈되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 콜리메이터 고정 장치
20 : 메인 자석
25 : 이탈 감지 센서
30 : 몸체 기둥
40 : 콜리메이터 위치 고정부
50 : 보조 지지바
55 : 보조 자석
60 : 탄성 부재
65 : 고정 부재
70 : 트리거
75 : 엑츄에이터
100 : 콜리메이터
200 : 가이드 튜브
300 : 검사체
320 : 용접부

Claims (1)

1. 검사체의 표면에 자력에 의해 부착되는 메인 자석;
   상기 메인 자석에 고정되며 상기 메인 자석의 상방으로 연장된 몸체 기둥; 및
   상기 몸체 기둥의 상부에 고정되며 콜리메이터를 일정한 위치에 고정하는 콜리메이터 위치 고정부;를 포함하는 콜리메이터 고정 장치로서,
   상기 메인 자석의 하부에 설치된 이탈 감지 센서;
   상기 몸체 기둥의 길이 방향과 수직인 방향으로 배치된 회전축을 기준으로 상기 몸체 기둥에 회전 가능하게 결합 되는 막대 형상의 보조 지지바;
   상기 보조 지지바의 자유단부에 연결된 보조 자석;
   상기 보조 지지바의 자유단부가 상기 검사체 쪽으로 회전하도록 상기 보조 지지바에 탄성 복원력을 가하는 탄성 부재;
   상기 보조 지지바에 일단부가 연결되고 타단부는 상기 몸체 기둥에 연결되어 상기 보조 지지바를 일정한 위치에 고정하는 고정 부재; 및
   상기 고정 부재의 타단부가 트리거에 연결되고, 상기 트리거는 상기 고정 부재의 타단부에 분리 가능하게 연결되며,
   상기 트리거는 상기 몸체 기둥에 출몰 가능하게 설치되어 상기 이탈 감지 센서의 신호에 의해 상기 몸체 기둥에 몰입되며,
   상기 탄성 부재는 인장코일 스프링이며,
   상기 트리거는 상기 이탈 감지 센서와 전기적으로 연결된 엑츄에이터에 의해 상기 몸체 기둥에 대해 출몰하도록 구성된 것을 특징으로 하는 탄성 부재가 구비된 비파괴 검사용 콜리메이터 고정 장치.

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