KR101812819B1

KR101812819B1 - 검사 모드 스위칭 회로

Info

Publication number: KR101812819B1
Application number: KR1020127016013A
Authority: KR
Inventors: 토마스 더블유 넨노; 리차드 엠 노보트니; 콘라드 에스 위펠스; 워렌 알 준커
Original assignee: 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2017-12-27
Also published as: JP5661122B2; KR20120094499A; US20120235675A1; US9068741B2; WO2011078942A1; US8212553B2; CA2797635C; EP2517033A4; JP2013515237A; CA2797635A1; EP2517033A1; US20110148402A1

Abstract

드라이버 픽업 모드와 임피던스 모드로 동시에 작동하도록 구성된 와류 탐침 테스트 장치가 제공된다. 와류 탐침은 두 개의 코일을 갖는다. 와류 탐침 테스트 장치는 또한 신호 발생 장치, 출력 장치 및 스위치 조립체를 구비한다. 스위치 조립체는 신호 발생 장치로부터의 입력 신호가 두 개의 코일에 제공되는 방식을 스위칭하도록 구성된다.

Description

검사 모드 스위칭 회로{INSPECTION MODE SWITCHING CIRCUIT}

본 발명은 와류 검출기를 갖는 로봇 아암 엔드 이펙터(end effector)에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 와류 검출기를 갖는 로봇 아암 엔드 이펙터가 두 개의 모드로 동시에 작동할 수 있게 하는 모드 스위칭 회로에 관한 것이다.

원자로의 가압수 용기 내에 존재하는 방사선 위험 때문에, 가압수 용기 내의 부품의 정비와 테스트는 통상 로봇 아암과 같은 원격 서비스 장비에 의해 이루어진다. 이러한 서비스 장비는 통상, 가압 용기 내의 임의의 지점에 대해 일반적으로 접근할 수 있는 로봇 아암을 구비한다. 로봇 아암은 특정 정비 또는 테스트 작업을 수행할 수 있는 엔드 이펙터와 조립될 것이다. 예를 들어, 원자로 압력 용기의 물 유입구와 유출구는 특히 표면 결함 및 표면 근처 결함에 대해 검사되어야 한다. 이러한 검사는 로봇 아암에 결합된 "슬레드(sled)"를 사용하여 이루어진다.

슬레드는 검사 장비가 결합될 수 있는 프레임을 갖는다. 검사 장비는 통상 초음파 탐침과 와류 탐침을 구비한다. 초음파 탐침은 초음파 주파수를 방출 및/또는 수용한다. 따라서, 초음파 탐침은 초음파 펄스를 송신하고, 그 반사를 검출하도록 구성된다. 즉, 초음파 펄스는 결함에서는 대체로 매끈한 표면에서와 다르게 반사될 것이다. 와류 탐침은 자기장 변화를 검출함으로써 작동한다. 즉, 와류 탐침은 그 안에 적어도 하나의 전기 코일을 갖는다. 신호, 즉 교류가 코일(들)을 통과하면, 코일(들)은 자기장을 발생시킨다. 와류 탐침이 전도성 표면 근처에 배치되면, 자기장은 표면과 상호작용하여 표면에 순환성 와류를 생성한다. 표면이 대체로 매끈하면, 와류는 암석이 연못에 떨어진 후의 연못 내의 원형 파문과 유사할 수 있다. 그러나, 신호가 와류 탐침에 제공되는 한, 와류는 반복적으로 및 주기적으로 발생된다. 보다 구체적으로, 와류의 특징은 신호의 특징, 예를 들면 주파수, 크기, 위상 등에 구속된다. 표면에서 또는 표면 근처에(이하에서는 표면"에서") 결함이 있을 때, 표면 상에서의 와류의 패턴은 교란된다. 교란된 와류 파동의 특징을 측정함으로써, 결함의 속성이 결정될 수 있다.

와류 탐침의 한 형태는 "+ 포인트 탐침" 또는 "X 코일 탐침"으로서 확인된다. "+ 포인트 탐침"은 탐침 보디 내의 대체로 수직한 두 평면에 배치되는 두 개의 전도성 코일을 구비한다(따라서 명목상 "+" 또는 "X"). 와류 탐침의 다른 형태는 구어체적으로, 두 개의 코일이 상하로 적층되거나 나란히 배치되는 "팬케이크" 탐침으로서 확인된다. 이들 구조 중에서, "+ 포인트 탐침"이 바람직하다. "+ 포인트 탐침"은 두 가지 모드, 즉 "드라이버 픽업" 모드와 "임피던스" 모드 중 하나로 사용될 수 있다. 양 모드에서 탐침은 와류를 발생시키고 그 안에서의 교란을 검출하기 위해 사용된다. 비유해서 말하자면, 이것은 알루미늄 포일 시트 상에 손전등을 비추는 것과 유사하며; 포일이 매끄러운 경우에 빛은 교란 없이 반사되지만, 구김이 있는 경우에 빛은 왜곡된다. 그러나, 개시된 방법에서, 와류 탐침은 광/전자파를 발생시키는 손전등, 및 결함을 검출하는 눈의 양자로서 작용한다.

드라이버 픽업 모드에서, 입력 신호는 두 개의 코일 중 하나에 인가된다. 이 코일은 자기장을 발생시키며, 이 자기장은 인접한 표면에 와류를 발생시킨다. 와류는 또한, 제 2 코일에 영향을 미칠 수 있는 자기장을 발생시킨다. 보다 구체적으로, 대체로 결함 없는 표면은 제 2 코일에 상당한 반응을 발생시키지 않을 것이다. 그러나, 이 표면에 결함이 존재하면, 이상 자기장이 발생되며 이는 제 2 코일에 의해 검출될 수 있다. 자기장 사이의 상호작용으로 인해, 이 구조에서, 와류 탐침은 코일의 평면에 직각으로 연장되는 결함에 대해 더 큰 감도를 갖는다.

임피던스 모드에서 신호는 양 코일에 인가된다. 각각의 코일은 자기장을 발생시키며, 이들 자기장은 인접한 표면에 와류를 발생시킨다. 추가로, 각각의 코일에 발생된 임피던스는 다른 코일 내의 임피던스에 비교될 수 있다. 탐침이 대체로 결함 없는 표면 위에 배치될 때, 양 코일 내의 임피던스는 거의 동일하다. 즉, 결함이 전혀 없을 경우, 와류에 의해 발생되는 자기장은 거의 일정하며, 따라서 양 코일로의 피드백이 동일하다. 그러나 결함은 와류에 의해 발생되는 자기장을 교란시키며, 두 코일 중 하나의 코일에 더 많은 임피던스를 발생시킨다. 두 코일의 임피던스를 비교함으로써, 결함이 확인될 수 있다. 자기장 사이의 상호작용으로 인해, 이 구조에서, 와류 탐침은 코일의 평면에 평행하게 또는 코일 평면 내에서 연장되는 결함에 대해 더 큰 감도를 갖는다.

따라서, 와류 탐침은 두 개의 구조 중 적어도 하나로 사용될 수 있다. 이들 두 구조는 각각, 코일의 평면과 정렬되거나 코일의 평면에 대해 경사지는 상이한 평면들에서의 결함을 검출할 것 같다. 따라서, 와류 탐침을 사용하는 통상적인 방법은 검사 슬레드가 각각의 검사 영역에 걸쳐서 2개의 패스를 수행하는 것을 요구하며, 하나의 패스는 와류 탐침이 드라이버 픽업 모드에 있는 것이고 다른 패스는 와류 탐침이 임피던스 모드에 있는 것이다. 이 과정은 비싸고 시간 소모적이다.

개시되고 청구되는 개념은 양 모드에서 동시에 작동하도록 구성된 와류 탐침 테스트 장치를 제공한다. 이 구조에서, 와류 탐침은 대부분의 결함을 검출하기 위해 선택된 영역에 걸쳐진 1개의 패스만을 필요로 한다. 와류 탐침은 모드 스위칭 회로의 사용에 의해 양 모드로 작동할 수 있다. 모드 스위칭 회로는 두 모드 사이에서 신속하게 순환한다. 모드 스위칭 회로는 멀티플렉서에 의해 제어될 수 있으며, 그로부터의 출력은 멀티플렉서를 통과할 수 있다. 추가로, 와류 탐침 테스트 장치를 양 모드로 동시에 작동시키는 관련 방법이 제공된다.

도 1은 원자로 압력 용기의 절취 등각도,
도 2는 엔드 이펙터 슬레드의 평면도,
도 3은 와류 탐침의 개략도,
도 4는 모드 스위칭 회로의 회로도.

본 발명의 추가적인 이해는 첨부 도면을 참조한 하기 바람직한 실시예의 설명으로부터 얻어질 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "동시에" 및 그 변형어는 거의 동시를 의미한다. 약 100 헤르츠를 초과하는 주파수로 발생하는 임의의 이벤트는 동시적 이벤트이다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "평면"은 얇은 것, 즉 다른 요소의 3차원 공간, 요소 또는 부분에서의 구조를 포함한다.

본 명세서에 개시되는 장치와 방법은 임의의 표면을 검사하기 위해 사용될 수 있으며 원자로에서의 사용에 대한 언급이 바람직한 사용임을 알아야 한다.

원자로 설비는 결함 검사가 이루어져야 하는 응력을 받는 여러 부품을 구비한다. 원자로 설비는 터빈 조립체(도시되지 않음)와 같은 다수의 부품을 구비할 수 있지만 이것에 한정되지는 않으며, 도 1에는 압력 용기(10)가 도시되어 있다. 이하의 설명은 원자로 압력 용기(10)에서의 와류 탐침 테스트 장치 사용을 논의하지만, 하기 청구범위에서 언급되는 장비는 원자로 설비의 임의의 부품에 사용될 수도 있음을 알아야 한다. 원자로 압력 용기(10)는 핵연료봉(도시되지 않음)을 수용하도록 구성된 핵연료 조립체(도시되지 않음)를 둘러싼다. 원자로 압력 용기(10)는 밀폐된 공간을 형성하는 보디(12)이다. 원자로 압력 용기(10)는 물 유입구(14)와 물 유출구(16)를 갖는다. 원자로 압력 용기 보디(12)뿐 아니라 유입구(14)와 유출구(16) 각각은 표면(18)을 갖는다. 물은 물 유입구(14)에서 원자로 압력 용기(10)에 유입되고 하나 이상의 배플(도시되지 않음)에 의해 핵연료 조립체의 바닥으로 하향 유동된다. 물은 핵연료 조립체 위로 상승하며 그에 따라 가열된다. 고온의 물은 물 유출구(16)를 통해서 원자로 압력 용기(10)를 빠져나간다.

가동 중인 원자로 압력 용기(10)는 위험한 환경이므로, 보수 및 검사 작업은 통상 로봇이나 기타 자동화 장비에 의존한다. 따라서, 원자로 압력 용기(10)는 통상 적어도 하나의 로봇 아암(20)을 구비한다. 로봇 아암(20)의 먼 단부가 원자로 압력 용기(10) 내의 다수의 영역에 접근할 수 있도록 로봇 아암(20)은 피봇/회전하도록 관절연결되고 구성된다. 원자로 압력 용기(10) 내의 다양한 위치에서 여러가지 다른 형태의 검사/보수가 이루어져야 하기 때문에, 로봇 아암(20)은 교환 가능한 엔드 이펙터(30)를 지지하도록 구성된다. 엔드 이펙터(30)는 로봇 아암(20)의 먼 단부에 결합되는 장비이며, 선택된 임무를 수행하도록 구성된 공구를 구비한다. 로봇 아암(20)과 엔드 이펙터(30)가 이동 가능하므로, 선택된 임무, 이하 검사는 연장된 표면 위에서 이루어질 수 있다.

엔드 이펙터(30)의 한 형태는 "슬레드"(40)로서 확인된다. 슬레드(40)는 통상, 다른 장비가 그 위에 장착될 수 있는 프레임이다. 예를 들어, 도 2에 도시하듯이, 검사 슬레드(42)는 물 유입구(14)와 물 유출구(16)를 검사하도록 구성된다. 검사 슬레드(42)는 복수의 커플링(46)을 갖는 관절형 프레임(44)을 구비하는 것이 바람직하다. 커플링(46)은 와류 탐침(60)용 마운트(48)를 결합시키도록 구성된다. 도시하듯이, 마운트(48)는 와류 탐침(60)을 지지하도록 구성된 적어도 하나의 짐발(gimbal) 조립체(52)를 구비한다. 적어도 하나의 짐발 조립체(52)는 프레임(44)에 피봇 결합된다. 이 구조에서, 적어도 하나의 짐발 조립체(52)는 와류 탐침(60)을 용기 보디 표면(18)과 인접하여 또는 접촉하여 지지하도록 구성된다. 슬레드(40)는 초음파 탐침(54) 및 기타 테스트/검사 장비와 같은, 하지만 이것에 한정되지는 않는 다른 장비를 지지할 수도 있다.

와류 탐침(60)은 와류 탐침 테스트 장치(56)의 일부이다. 와류 탐침 테스트 장치(56)는 로봇 아암(20)과 엔드 이펙터 슬레드(40)(둘 다 전술함), 모드 스위칭 회로(80), 접지 버스(ground bus)(109), 신호 발생 장치(110), 출력 장치(120)를 구비한다. 접지 버스(109)는 접지된 전도체이다. 신호 발생 장치(110)는 적어도 하나의 교류 테스트 신호를 발생하도록 구성된다. 신호 발생 장치(110)는 발생된 각각의 신호의 특징, 예를 들어 주파수, 진폭, 위상 등을 제어하도록 구성된다. 신호 발생 장치(110)는 다중 출력부를 구비할 수 있다. 신호 발생기와 출력부 사이에 배치되고 이들과 전기 통신하는 전도체 조립체 또는 버스(도시되지 않음)는 하나 이상의 저항(도시되지 않음)을 구비할 수 있다. 신호 발생 장치(110) 내의 이러한 저항, 또는 신호 발생 장치(110)의 외부에 있지만 신호 발생 장치(110) 출력부와 전기 통신하는 저항은 신호의 특징을 변화시킬 수 있다. 따라서, 두 개의 개별 신호가 요구되면, 신호 발생 장치(110)는 분할 및 변경되는 신호를 발생할 수 있거나, 또는 신호 발생 장치(110)는 다중 원 신호(multiple original signal)가 발생되도록 다중 신호 발생기(도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 신호 발생 장치(110)에 의해 발생되는 각각의 신호는 교류이며, 전도체를 거쳐서 와류 탐침(60)에 통신될 수 있다.

출력 장치(120)는 와류 탐침(60)으로부터의 출력 신호를 수신하도록 구성되며, 이 출력 신호를 기록할 수 있다. 와류 탐침(60)으로부터의 출력 신호는 또한 전기 신호이며, 전도체를 거쳐서 출력 장치(120)에 통신될 수 있다. 출력 장치(120)는 사람이 판독/관찰할 수 있는 형태의 데이터를 제시하도록 구성될 수 있다. 와류 탐침(60)을 위한 이러한 출력 장치(120)는 공지되어 있다. 신호 발생 장치(110)와 출력 장치(120)뿐 아니라 다른 전자 부품은 단일 하우징에 조합될 수 있음을 알아야 한다.

와류 탐침(60)은 "+ 포인트 탐침"인 것이 바람직하다. 와류 탐침(60)은 전도성 재료, 바람직하게는 구리선(모두 개략 도시됨)의 제 1 및 제 2 코일(64, 66)을 둘러싸는 보디(62)를 갖는다. 탐침 보디(62)는 대체로 편평한 검사면(68)을 구비한다. 검사면(68)은 검사되는 표면과 인접하여 또는 접촉하여 배치되도록 구성된다. 두 개의 코일(64, 66)은 대체로 장방형의 단면을 갖는 것이 바람직하며, 각각의 코일은 탐침 보디(62) 내의 편평한 부분에 또는 일반적으로 "평면" 내에 배치된다. 양 코일(64, 66)은 검사면(68)의 평면에 대체로 수직한 평면 내에서 연장된다. 따라서, 작동 중에, 코일(64, 66)은 통상적으로, 검사되는 표면, 즉 용기 보디 표면(18)의 평면에 대체로 수직하게 배치된다. 각각의 코일(64, 66)은 제 1 단자 및 제 2 단자를 구비한다. 즉, 제 1 코일의 제 1 단자(70), 제 1 코일의 제 2 단자(72), 제 2 코일의 제 1 단자(74) 및 제 2 코일의 제 2 단자(76)가 제공된다.

모드 스위칭 회로(80)는 스위치 조립체(82) 및 전도체 조립체(90)를 구비한다. 스위치 조립체(82)는 복수의 스위치(84)를 구비하며, 보다 바람직하게는 제 1 스위치(86A), 제 2 스위치(86B), 및 제 3 스위치(86C)를 구비한다. 바람직한 실시예에서, 각각의 스위치(86A, 86B, 86C)는 개방되거나 폐쇄되도록 구성되는 "단투(single throw)" 스위치로서 작용한다. 따라서, 각각의 스위치(86A, 86B, 86C)는 이를 통해서 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성된다. 즉, 스위치(86A, 86B, 86C)가 개방 위치에 있을 때 전류는 스위치(86A, 86B, 86C)를 통해서 흐르지 않을 수 있으며, 스위치(86A, 86B, 86C)가 폐쇄 위치에 있을 때 전류는 스위치(86A, 86B, 86C)를 통해서 흐를 수 있다. 각각의 스위치(86A, 86B, 86C)는 약 1 내지 1000 KHz 의 주파수에서 상태를 변화시킬 수 있는 전기 제어식 스위치인 것이 바람직하다.

전도체 조립체(90)는 복수의 전도체(92)를 구비하고, 선택된 전도체(92)는 신호 발생 장치(110)로부터 제 1 코일(64) 및 제 2 코일(66)로 전기 신호를 제공하도록 구성되며, 선택된 전도체(92)는 제 1 코일(64) 및 제 2 코일(66)로부터 출력 장치(120)로 전기 신호를 제공하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 전도체 조립체(90)는 제 1 입력 신호 전도체(94), 제 2 입력 신호 전도체(96), 제 1 출력 전도체(98), 제 2 출력 전도체(100) 및 접지 전도체(102)를 구비한다. 제 1 입력 신호 전도체(94)와 제 2 입력 신호 전도체(96)는 신호 발생 장치(110)에 결합되어 그와 전자 통신된다. 따라서, 적어도 하나의 신호가 제 1 입력 신호 전도체(94) 및 제 2 입력 신호 전도체(96) 양자에 제공될 수 있다. 제 1 입력 신호 전도체(94)는 추가로 제 1 코일의 제 1 단자(70)에 결합되어 그와 전자 통신된다. 접지 전도체(102)는 접지 버스(109)에 결합되며 그와 전자 통신된다. 추가로, 접지 전도체(102)는 제 1 코일의 제 2 단자(72) 및 제 2 코일의 제 2 단자(76) 양자에 결합되며 그와 전자 통신된다. 제 1 출력 전도체(98)는 제 2 코일의 제 1 단자(74)에 결합되며 그와 전자 통신된다. 제 1 출력 전도체(98)와 제 2 출력 전도체(100)는 각각 출력 장치(120)에 결합된다. 알려져 있듯이, 출력 장치(120)는 수신된 신호를 저장하고 및/또는 이를 사람이 읽을 수 있는 형태로 변환한다. 제 1 입력 신호 전도체(94)는 임피던스 모드에 있을 때 두 개의 코일(64, 66) 사이의 임피던스를 밸런싱시키도록 구성된 저항(99)을 구비할 수 있음에 유의해야 한다.

제 1 스위치(86A)는 접지 버스(109)와 제 2 출력 전도체(100)에 결합되며, 그 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성된다. 제 2 스위치(86B)는 제 2 입력 신호 전도체(96)와 제 1 출력 전도체(98)에 결합되며, 그 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성된다. 제 3 스위치(86C)는 제 1 입력 신호 전도체(94)와 상기 제 2 출력 전도체(100)에 결합되며, 그 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성된다. 제 1 및 제 3 스위치(86A, 86C)는 전환(changeover) 스위치(도시되지 않음)로 조합될 수 있음에 유의해야 한다.

전도체(92) 및 스위치(84)의 이 구조에 의해, 스위치 조립체(82) 및 따라서 와류 탐침(60)은 이 와류 탐침(60)이 드라이버 픽업 모드로 작용하는 제 1 구조와, 와류 탐침(60)이 임피던스 모드로 작용하는 제 2 구조 사이에서 스위칭될 수 있다. 즉, 제 1 구조에서, 제 1 스위치(86A)는 폐쇄되어 제 2 출력 전도체(100)를 접지시키며, 제 2 및 제 3 스위치(86B, 86C)는 개방된다. 따라서, 제 1 입력 신호 전도체(94)는 제 1 코일의 제 1 단자(70)에 결합되고 제 1 코일(64)은 신호 발생 장치(110)로부터의 신호를 수신한다. 제 2 스위치(86B)가 개방될 때, 제 2 입력 신호 전도체(96)와 제 1 출력 전도체(98) 사이에는 폐쇄된 연결이 없다. 따라서, 신호 발생 장치(110)와 제 2 코일(66) 사이에는 연결이 없다. 이 구조에서, 제 1 코일(64)은 신호를 수신하고 제 2 코일(66)은 접지된다. 이 구조는 드라이버 픽업 모드에 있는 와류 탐침(60)에 대한 구조에 합치된다.

스위치 조립체(82)의 제 2 구조에서, 제 1 스위치(86A)는 개방 위치로 이동되고 제 2 및 제 3 스위치(86B, 86C)는 폐쇄 위치로 이동된다. 따라서, 제 2 입력 신호 전도체(96)뿐 아니라 제 2 코일의 제 1 단자(74)는 제 2 스위치(86B)를 거쳐서 제 1 출력 전도체(98)에 결합되고 그와 전기 통신된다. 추가로, 제 1 입력 신호 전도체(94)뿐 아니라 제 1 코일의 제 1 단자(70)는 제 3 스위치(86C)를 거쳐서 제 2 출력 전도체(100)에 결합되고 그와 전기 통신된다. 이 구조는 임피던스 모드에 있는 와류 탐침(60)에 대한 구조에 합치된다.

스위치 조립체(82)는 두 개의 확인된 구조 사이를 신속히 이동하도록 구성된다. 스위치 조립체(82)가 구조를 변화시키는 속도는, 검사 슬레드(42)가 보디 표면(18) 위를 이동하는 속도(후술됨) 및 와류 테스트 신호의 주파수 양자에 관련된다. 가능한 테스트 신호 주파수 및 관련 스위치 주파수를 나타내는 표 1이 하기에 나타나 있다.

와류 테스트 주파수 KHz	최대 스위치 주파수 KHz
10	1
100	10
200	20
500	49
1,000	96
10,000	714

바람직하게, 스위치 조립체(82)는 이들 구조 사이를 약 1 내지 714 KHz의 주파수로 이동하며, 보다 바람직하게는 테스트 신호 주파수의 약 십분의 일로 이동한다. 따라서, 와류 탐침(60)은 동시에 양 모드로 작용하도록 구성된다.

스위치 조립체(82)는 멀티플렉서(130)(개략 도시됨)에 의해 제어될 수 있다. 멀티플렉서(130)는 스위치 제어 신호를 발생하고 스위치 조립체(82)의 구조를 검출하도록 구성된다. 멀티플렉서(130)는, 멀티플렉서(130)와 스위치 조립체(82) 내의 각 스위치(86A, 86B, 86C) 사이로 연장되고 그 사이에 전기 통신을 제공하는 멀티플렉서 입력 전도체(132)를 구비한다. 스위치 제어 신호는 스위치 조립체(82)가 전술한 구조 사이를 이동하게 한다. 전술했듯이, 와류 탐침(60)으로부터의 출력 신호는 멀티플렉서(130)를 통과할 수도 있다.

따라서, 개시된 와류 탐침 테스트 장치(56)는 기판의 싱글 패스 검사를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 피검사 영역 위에서 검사 슬레드(42)를 두 번 이동, 구체적으로 한 번은 드라이버 픽업 모드로 그리고 다시 임피던스 모드로 이동시키는 대신에, 검사 슬레드(42)는 영역을 한 번만 이동하면 된다. 따라서, 와류 탐침 테스트 장치(56)는 적어도 하나의 와류 탐침(60)을 갖는 엔드 이펙터 슬레드(40)를 적어도 하나의 와류 탐침(60)이 원자로 압력 용기 보디(12)에 인접하여 배치되는 상태에서 원자로 압력 용기(10) 내에 위치시키는 단계(200), 및 드라이버 픽업 모드와 임피던스 모드로 동시에 작용하는 적어도 하나의 와류 탐침(60)을 사용하여 원자로 압력 용기 보디(12)의 검사를 수행하는 단계(202)를 포함하는 방법에 사용될 수 있다. 검사를 수행하는 단계(202)는 검사 슬레드(42)를 보디 표면(18) 위에서 이동시키는 단계를 구비한다. 바람직하게, 검사 슬레드(42)는 보디 표면(18) 위를 약 0.25 내지 2.5 m/s, 보다 바람직하게는 약 1.0 m/s의 속도로 이동한다. 본 발명의 특정 실시예를 상세히 설명했지만, 당업자에 의하면 개시된 전체 교시에 비추어 이들 상세에 대한 다양한 수정 및 변경이 개발될 수 있음을 알 것이다. 따라서, 개시된 특정 실시예는 단지 예시적이도록 의도되며, 청구범위 및 그 임의의 모든 균등물의 폭을 제공하는 발명의 범위를 제한하지 않도록 의도된다.

Claims

와류 탐침 테스트 장치를 위한 모드 스위칭 회로로서, 상기 와류 탐침 테스트 장치는 신호 발생 장치, 출력 장치, 접지 버스 및 와류 탐침을 가지며, 상기 신호 발생 장치는 상기 와류 탐침에 대해 주파수를 갖는 적어도 하나의 테스트 신호를 발생하도록 구성되고, 상기 출력 장치는 상기 와류 탐침으로부터의 적어도 하나의 출력 신호를 표시 가능한 포맷으로 변환하도록 구성되며, 상기 와류 탐침은 보디 표면의 결함을 검출하기 위해 드라이버 픽업 모드와 임피던스 모드로 작동하도록 구성되고, 상기 와류 탐침은 제 1 코일과 제 2 코일을 가지며, 상기 제 1 코일은 보디 표면에 수직한 평면에서 연장되고, 상기 제 2 코일은 상기 보디 표면과 상기 제 1 코일에 수직한 평면에서 연장되며, 상기 제 1 코일은 제 1 단자와 제 2 단자를 갖고, 상기 제 2 코일은 제 1 단자와 제 2 단자를 갖는, 모드 스위칭 회로에 있어서,
상기 모드 스위칭 회로는,
복수의 스위치를 갖는 스위치 조립체, 및
복수의 전도체를 갖는 전도체 조립체를 포함하고,
선택된 전도체는 상기 신호 발생 장치로부터의 테스트 신호를 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일에 제공하도록 구성되며, 선택된 전도체는 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일로부터의 출력 신호를 상기 출력 장치에 제공하도록 구성되고,
상기 복수의 전도체 중 선택된 전도체는 상기 복수의 스위치 중 적어도 하나의 스위치에 결합되고 그와 전자 통신되며, 각각의 상기 스위치는 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 중 적어도 하나에 추가로 결합되고 그와 전기 통신되며,
상기 스위치 조립체는 상기 복수의 스위치를, 선택된 전도체는 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 중 하나에 결합되고 그와 전기 통신되어 상기 와류 탐침이 드라이버 픽업 모드로 작용하는 제 1 구조와, 선택된 전도체는 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 모두에 결합되고 그와 전기 통신되어 상기 와류 탐침이 임피던스 모드로 작용하는 제 2 구조 사이에서 스위칭시키도록 구성됨으로써, 상기 와류 탐침이 싱글 패스 검사에서 양 모드로 작용하는
모드 스위칭 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 전도체 조립체는 제 1 입력 신호 전도체, 제 2 입력 신호 전도체, 제 1 출력 전도체, 제 2 출력 전도체 및 접지 전도체를 구비하고,
상기 스위치 조립체는 스위치를 통한 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성된 적어도 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 가지며,
상기 제 1 입력 신호 전도체와 상기 제 2 입력 신호 전도체는 상기 신호 발생 장치에 결합되고 그와 전자 통신됨으로써, 적어도 하나의 신호가 상기 제 1 입력 신호 전도체와 상기 제 2 입력 신호 전도체 양자에 제공되고,
상기 제 1 입력 신호 전도체는 상기 제 1 코일의 제 1 단자에 결합되고 그와 전자 통신되며,
상기 접지 전도체는 상기 접지 버스에 결합되고 그와 전자 통신되며,
상기 접지 전도체는 상기 제 1 코일의 제 2 단자 및 상기 제 2 코일의 제 2 단자에 결합되고 이들과 전자 통신되며,
상기 제 1 출력 전도체는 상기 제 2 코일의 제 1 단자에 결합되고 그와 전자 통신되며,
상기 제 1 스위치는 상기 접지 버스와 상기 제 2 출력 전도체에 결합되고, 이들 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성되며,
상기 제 2 스위치는 상기 제 2 입력 신호 전도체와 상기 제 1 출력 전도체에 결합되고, 이들 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성되며,
상기 제 3 스위치는 상기 제 1 입력 신호 전도체와 상기 제 2 출력 전도체에 결합되고, 이들 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성되는
모드 스위칭 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 스위치 조립체는 상기 제 1 구조와 상기 제 2 구조 사이를 1 내지 714 KHz의 주파수로 이동하도록 구성되는
모드 스위칭 회로.
제 3 항에 있어서,
상기 스위치 조립체는 상기 제 1 구조와 상기 제 2 구조 사이를 상기 테스트 신호의 주파수의 십분의 일의 주파수로 이동하도록 구성되는
모드 스위칭 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 와류 탐침 테스트 장치는,
스위치 제어 신호를 생성하고 상기 스위치 조립체의 구조를 검출하도록 구성된 멀티플렉서, 및
상기 멀티플렉서와 상기 스위치 조립체 내의 각 스위치 사이에서 연장되고, 이들 사이에 전기 통신을 제공하는 멀티플렉서 입력 전도체를 추가로 포함하며,
이에 의해 상기 멀티플렉서는 상기 스위치 조립체의 구조를 제어하고 상기 스위치 조립체의 상태를 검출하는
모드 스위칭 회로.
와류 탐침 테스트 장치를 위한 모드 스위칭 회로로서, 상기 와류 탐침 테스트 장치는 신호 발생 장치, 출력 장치, 접지 버스 및 와류 탐침을 가지며, 상기 신호 발생 장치는 상기 와류 탐침에 대해 적어도 하나의 테스트 신호를 발생하도록 구성되고, 상기 출력 장치는 상기 와류 탐침으로부터의 적어도 하나의 출력 신호를 표시 가능한 포맷으로 변환하도록 구성되며, 상기 와류 탐침은 보디 표면의 결함을 검출하기 위해 드라이버 픽업 모드와 임피던스 모드로 작동하도록 구성되고, 상기 와류 탐침은 제 1 코일과 제 2 코일을 가지며, 상기 제 1 코일은 보디 표면에 수직한 평면에서 연장되고, 상기 제 2 코일은 상기 보디 표면과 상기 제 1 코일에 수직한 평면에서 연장되며, 상기 제 1 코일은 제 1 단자와 제 2 단자를 갖고, 상기 제 2 코일은 제 1 단자와 제 2 단자를 갖는, 모드 스위칭 회로에 있어서,
상기 모드 스위칭 회로는 제 1 입력 신호 전도체, 제 2 입력 신호 전도체, 제 1 출력 전도체, 제 2 출력 전도체 및 스위치 조립체를 포함하고,
상기 제 1 입력 신호 전도체와 상기 제 2 입력 신호 전도체는 상기 신호 발생 장치에 결합되고 그와 전자 통신됨으로써, 신호가 상기 제 1 입력 신호 전도체와 상기 제 2 입력 신호 전도체 양자에 제공되고,
상기 제 1 입력 신호 전도체는 상기 제 1 코일의 제 1 단자에 결합되고 그와 전자 통신되며,
접지 전도체는 상기 접지 버스에 결합되고 그와 전자 통신되며,
상기 접지 전도체는 상기 제 1 코일의 제 2 단자 및 상기 제 2 코일의 제 2 단자에 결합되고 이들과 전자 통신되며,
상기 제 1 출력 전도체는 상기 제 2 코일의 제 1 단자에 결합되고 그와 전자 통신되며,
상기 스위치 조립체는 적어도 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 갖고, 각각의 상기 스위치는 스위치를 통한 전기 통신이 전혀 없는 개방 위치와 스위치를 통한 전기 통신이 존재하는 폐쇄 위치 사이를 스위칭함으로써 상기 스위치를 통한 선택적 전기 통신을 제공하고 상기 와류 탐침이 드라이버 픽업 모드와 임피던스 모드 사이에서 스위칭하도록 구성되며,
상기 제 1 스위치는 상기 접지 버스와 상기 제 2 출력 전도체에 결합되고, 이들 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성되며,
상기 제 2 스위치는 상기 제 2 입력 신호 전도체와 상기 제 1 출력 전도체에 결합되고, 이들 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성되며,
상기 제 3 스위치는 상기 제 1 입력 신호 전도체와 상기 제 2 출력 전도체에 결합되고, 이들 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성되는
모드 스위칭 회로.
제 6 항에 있어서,
상기 스위치 조립체는, 상기 제 1 스위치가 폐쇄되고 상기 제 2 및 제 3 스위치가 개방되는 제 1 구조와, 상기 제 1 스위치가 개방되고 상기 제 2 및 제 3 스위치가 폐쇄되는 제 2 구조 사이를 1 내지 714 KHz의 주파수로 이동하도록 구성되는
모드 스위칭 회로.
제 7 항에 있어서,
상기 스위치 조립체는 상기 제 1 구조와 상기 제 2 구조 사이를 상기 테스트 신호의 주파수의 십분의 일의 주파수로 이동하도록 구성되는
모드 스위칭 회로.
원자로 압력 용기용 와류 탐침 테스트 장치에 있어서,
상기 원자로 압력 용기는 표면을 갖는 보디이며,
상기 와류 탐침 테스트 장치는,
상기 원자로 압력 용기 내에 배치되고 엔드 이펙터 슬레드에 연결되는 로봇 아암으로서, 상기 엔드 이펙터 슬레드는 복수의 커플링을 갖는 보디를 갖는, 상기 로봇 아암과,
보디 표면의 결함을 검출하기 위해 드라이버 픽업 모드와 임피던스 모드로 작동하도록 구성된 적어도 하나의 와류 탐침으로서, 상기 와류 탐침은 제 1 코일과 제 2 코일을 가지며, 상기 제 1 코일은 보디 표면의 일부에 수직한 평면에서 연장되고, 상기 제 2 코일은 상기 보디 표면 및 상기 제 1 코일에 수직한 평면에서 연장되며, 상기 제 1 코일은 제 1 단자와 제 2 단자를 갖고, 상기 제 2 코일은 제 1 단자와 제 2 단자를 갖는, 상기 적어도 하나의 와류 탐침과,
상기 적어도 하나의 와류 탐침에 대해 적어도 하나의 테스트 신호를 발생하도록 구성된 신호 발생 장치와,
상기 적어도 하나의 와류 탐침으로부터의 적어도 하나의 출력 신호를 표시 가능한 포맷으로 변환하도록 구성된 출력 장치와,
접지 버스와,
스위치 조립체와 전도체 조립체를 갖는 모드 스위칭 회로를 포함하고,
상기 스위치 조립체는 복수의 스위치를 가지며,
상기 전도체 조립체는 복수의 전도체를 갖고,
선택된 전도체는 상기 신호 발생 장치로부터의 테스트 신호를 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일에 제공하도록 구성되며, 선택된 전도체는 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일로부터의 출력 신호를 상기 출력 장치에 제공하도록 구성되고,
상기 복수의 전도체 중 선택된 전도체는 상기 복수의 스위치 중 적어도 하나의 스위치에 결합되고 그와 전자 통신되며, 각각의 스위치는 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 중 적어도 하나에 추가로 결합되고 그와 전기 통신되며,
상기 스위치 조립체는 상기 복수의 스위치를, 선택된 전도체는 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 중 하나에 결합되고 그와 전기 통신되어 상기 와류 탐침이 드라이버 픽업 모드로 작용하는 제 1 구조와, 선택된 전도체는 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 모두에 결합되고 그와 전기 통신되어 상기 와류 탐침이 임피던스 모드로 작용하는 제 2 구조 사이에서 스위칭시키도록 구성됨으로써, 상기 와류 탐침이 싱글 패스 검사에서 양 모드로 작용하는
와류 탐침 테스트 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 전도체 조립체는 제 1 입력 신호 전도체, 제 2 입력 신호 전도체, 제 1 출력 전도체 및 제 2 출력 전도체를 구비하고,
상기 스위치 조립체는 스위치를 통한 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성된 적어도 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 가지며,
상기 제 1 입력 신호 전도체와 상기 제 2 입력 신호 전도체는 상기 신호 발생 장치에 결합되고 그와 전자 통신됨으로써, 신호가 상기 제 1 입력 신호 전도체와 상기 제 2 입력 신호 전도체 양자에 제공되고,
상기 제 1 입력 신호 전도체는 상기 제 1 코일의 제 1 단자에 결합되고 그와 전자 통신되며,
접지 전도체는 상기 접지 버스에 결합되고 그와 전자 통신되며,
상기 접지 전도체는 상기 제 1 코일의 제 2 단자 및 상기 제 2 코일의 제 2 단자에 결합되고 이들과 전자 통신되며,
상기 제 1 출력 전도체는 상기 제 2 코일의 제 1 단자에 결합되고 그와 전자 통신되며,
상기 제 1 스위치는 상기 접지 버스와 상기 제 2 출력 전도체에 결합되고, 이들 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성되며,
상기 제 2 스위치는 상기 제 2 입력 신호 전도체와 상기 제 1 출력 전도체에 결합되고, 이들 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성되며,
상기 제 3 스위치는 상기 제 1 입력 신호 전도체와 상기 제 2 출력 전도체에 결합되고, 이들 사이에 선택적 전기 통신을 제공하도록 구성되는
와류 탐침 테스트 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 스위치 조립체는 상기 제 1 구조와 상기 제 2 구조 사이를 1 내지 714 KHz의 주파수로 이동하도록 구성되는
와류 탐침 테스트 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 스위치 조립체는 상기 제 1 구조와 상기 제 2 구조 사이를 상기 테스트 신호의 주파수의 십분의 일의 주파수로 이동하도록 구성되는
와류 탐침 테스트 장치.
제 9 항에 있어서,
스위치 제어 신호를 생성하고 상기 스위치 조립체의 구조를 검출하도록 구성된 멀티플렉서; 및
상기 멀티플렉서와 상기 스위치 조립체 내의 각 스위치 사이에서 연장되고 이들 사이에 전기 통신을 제공하는 멀티플렉서 입력 전도체를 추가로 포함하며,
이에 의해 상기 멀티플렉서는 상기 스위치 조립체의 구조를 제어하고 상기 스위치 조립체의 상태를 검출하는
와류 탐침 테스트 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 엔드 이펙터 슬레드는 상기 적어도 하나의 와류 탐침을 지지하도록 구성된 적어도 하나의 짐발 조립체를 구비하며,
상기 적어도 하나의 짐발 조립체는 엔드 이펙터 슬레드 보디에 결합되는
와류 탐침 테스트 장치.
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