KR101919028B1 - Method for ultrasonic inspection and, apparatus and system for the same - Google Patents
Method for ultrasonic inspection and, apparatus and system for the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101919028B1 KR101919028B1 KR1020170079299A KR20170079299A KR101919028B1 KR 101919028 B1 KR101919028 B1 KR 101919028B1 KR 1020170079299 A KR1020170079299 A KR 1020170079299A KR 20170079299 A KR20170079299 A KR 20170079299A KR 101919028 B1 KR101919028 B1 KR 101919028B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- change
- average
- rate
- ultrasonic
- ultrasonic signal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/449—Statistical methods not provided for in G01N29/4409, e.g. averaging, smoothing and interpolation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4463—Signal correction, e.g. distance amplitude correction [DAC], distance gain size [DGS], noise filtering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4472—Mathematical theories or simulation
Abstract
Description
본 발명은 초음파 검사 방법과, 그를 위한 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파 신호의 노이즈 또는 결함을 줄이기 위한 초음파 검사 방법과, 그를 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic inspection method and apparatus and system therefor, and more particularly, to an ultrasonic inspection method for reducing noise or defects of an ultrasonic signal, and an apparatus and a system therefor.
일반적으로, 초음파 검사는 검사체 예컨대, 용접부의 비등방성 결정립과 다양한 결정 방위로 인하여 초음파 검사가 어려운 점이 있다.Generally, ultrasonic inspection is difficult in ultrasonic inspection due to anisotropic crystal grains and various crystal orientations of a specimen, for example, a welded portion.
이러하 원인은 비등방성 특징과 다양한 결정 방위로 인하여 초음파 빔이 검사체에 전파될 때, 결정입계간의 음향 임피던스가 달라져 초음파 신호가 분리 및 왜곡되는 현상이 일어나고, 부분적으로 결정입계에서 초음파 빔의 산란이 발생하기 때문이다.This is because when the ultrasonic beam propagates to the test body due to the anisotropic characteristics and the various crystal orientations, the acoustic impedance between the crystal grain boundaries is changed, so that the ultrasonic signal is separated and distorted. In addition, This is because scattering occurs.
이러한 현상들은 예컨대, 용접부 검사시 결함 검출능력이 저하되는 원인이 되며, 초음파 감쇠가 큰 초내열 합금은 일반적인 탄소강 표면에서 용접부를 검사하는 것보다 결함 검출능력이 더욱 현저히 떨어진다.These phenomena cause degradation of defect detection capability, for example, in the inspection of welds, and ultrahigh-temperature superalloy alloys with ultrasonic attenuation are far less capable of detecting defects than inspecting welds on general carbon steel surfaces.
따라서, 초내열 합금의 검사 결함 검출능력을 확보하기 위하여, 다양한 노이즈 저감의 신호 처리 기술(Moving averaging method, Spline method, Wavelet denoising method)이 등장하였다. 그러나, 전술한 기존의 신호 처리 기술은 여전히 노이즈를 저감시키는데 한계가 있었다.Therefore, in order to secure the inspection defect detection ability of the super-heat-resistant alloy, a variety of noise reduction signal processing techniques (Moving averaging method, Spline method, Wavelet denoising method) have appeared. However, the above-described conventional signal processing techniques still have limitations in reducing noise.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 다양한 노이즈 저감 기법을 응용하여 초음파 신호의 노이즈를 개선하기 위한 초음파 검사 방법과, 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultrasonic inspection method for improving noise of an ultrasonic signal by applying various noise reduction techniques, and an apparatus and a system therefor.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 초음파 검사 장치에서 초음파 신호를 검사하기 위한 방법으로서, 검사체로부터 발생된 초음파 신호를 획득하는 단계; 스프라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 상기 획득된 초음파 신호의 각 구간을 1차 선형화시키는 단계; 상기 1차 선형화된 각 구간마다 생성된 최소치와 최대치 사이에서 평균 변화율을 계산하는 단계; 상기 계산된 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 달리 적용하여 복수의 평균 변화율값을 획득하는 단계; 상기 획득된 복수의 평균 변화율값을 이동 평균화하여 복수의 이동 평균값을 획득하는 단계; 상기 획득된 복수의 이동 평균값이 적용된 각 곡선 구간을 2차 선형화시키는 단계; 및 상기 2차 선형화된 초음파 신호를 출력시키는 단계를 포함하는 초음파 검사 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of inspecting an ultrasonic signal in an ultrasonic inspection apparatus, comprising: obtaining an ultrasonic signal generated from an inspected object; Linearly linearizing each section of the obtained ultrasonic signal using spline interpolation; Calculating an average rate of change between a minimum value and a maximum value generated for each of the first linearized sections; Obtaining a plurality of average change rate values by applying different weights according to a difference of the calculated average change rates; Obtaining a plurality of moving average values by moving average a plurality of the average rate of change values obtained; Secondarily linearizing each curve section to which the obtained plurality of moving average values are applied; And outputting the second linearized ultrasonic signal.
일 실시예에서, 상기 1차 선형화시키는 단계는 상기 획득된 초음파 신호의 각 구간마다 복수의 중간점을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first linearizing step may include obtaining a plurality of intermediate points for each section of the obtained ultrasonic signal.
일 실시예에서, 상기 평균 변화율을 계산하는 단계는 상기 획득된 복수의 중감점 사이마다 생성된 최소치와 최대치 사이의 평균 변화율을 계산할 수 있다.In one embodiment, calculating the average rate of change may calculate an average rate of change between a minimum value and a maximum value generated between the obtained plurality of weighted points.
일 실시예에서, 상기 복수의 평균 변화율값을 획득하는 단계는 상기 계산된 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 확정하는 단계; 및 상기 확정된 가중치를 상기 평균 변화율에 적용하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the obtaining of the plurality of average rate of change values comprises: determining a predetermined weight based on the difference in the calculated average rate of change; And applying the determined weight to the average rate of change.
일 실시예에서, 상기 복수의 평균 변화율값을 획득하는 단계는 상기 평균 변화율의 차이가 클 수록, 초음파 신호의 변화가 큰 가중치를 상기 평균 변화율에 적용하고, 상기 평균 변화율의 차가 작을 수록, 상기 초음파 신호의 변화가 작은 가중치를 상기 평균 변화율에 적용할 수 있다.In one embodiment, the step of acquiring the plurality of average rate of change values may be such that as the difference of the average rate of change increases, a weight with a large change in the ultrasound signal is applied to the average rate of change, A small weight change in the signal can be applied to the average rate of change.
일 실시예에서, 상기 검사체는 초내열 합금으로 이루어진 용접부인 것이 바람직할 수 있다.In one embodiment, the inspecting body may be preferably a welded portion made of a super-heat resistant alloy.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 검사체로부터 발생된 초음파 신호를 수신하는 초음파 신호 획득부; 스프라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 상기 수신된 초음파 신호의 각 구간을 1차 선형화시키는 제1 선형화부; 상기 1차 선형화된 각 구간마다 생성된 최소치와 최대치 사이에서 평균 변화율을 계산하는 변화율 계산부; 상기 계산된 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 달리 적용하여 복수의 평균 변화율값을 획득하는 변화율값 획득부; 상기 획득된 복수의 평균 변화율값을 이동 평균화하여 복수의 이동 평균값을 획득하는 평균값 획득부; 상기 스프라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 상기 획득된 복수의 이동 평균값이 적용된 각 곡선 구간을 2차 선형화시키는 제2 선형화부; 및 상기 2차 선형화된 초음파 신호를 출력시키는 신호 출력부를 포함하는 초음파 검사 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: an ultrasonic signal acquiring unit receiving an ultrasonic signal generated from an inspected object; A first linearization unit for linearly linearizing each section of the received ultrasonic signal using spline interpolation; A rate of change calculation unit for calculating an average rate of change between a minimum value and a maximum value generated for each of the first linearized sections; A rate of change value acquisition unit for obtaining a plurality of average rate of change values by applying different weights according to the difference of the calculated average rate of change; An average value obtaining unit that obtains a plurality of moving average values by moving average a plurality of average rate of change values obtained; A second linearization unit that linearly transforms each of the curve segments to which the obtained plurality of moving average values are applied using the spline interpolation; And a signal output unit for outputting the secondary linearized ultrasonic signal.
다른 실시예에서, 상기 제1 선형화부는 상기 획득된 초음파 신호의 각 구간마다 복수의 중간점을 획득할 수 있다.In another embodiment, the first linearization unit may acquire a plurality of intermediate points for each section of the obtained ultrasonic signal.
다른 실시예에서, 상기 변화율 계산부는 상기 획득된 복수의 중감점 사이마다 생성된 최소치와 최대치 사이의 평균 변화율을 계산할 수 있다.In another embodiment, the rate of change calculator may calculate an average rate of change between a minimum value and a maximum value generated between the obtained plurality of intermediate points.
다른 실시예에서, 상기 변화율값 획득부는 상기 계산된 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 확정하는 가중치 설정부; 및 상기 확정된 가중치를 상기 평균 변화율에 적용하는 가중치 적용부를 포함할 수 있다.In another embodiment, the rate of change value acquisition unit may include: a weight setting unit for determining a predetermined weight according to the difference of the calculated average rate of change; And a weight applying unit for applying the determined weight to the average rate of change.
다른 실시예에서, 상기 가중치 적용부는 상기 평균 변화율의 차이가 클 수록, 초음파 신호의 변화가 큰 가중치를 상기 평균 변화율에 적용하고, 상기 평균 변화율의 차가 작을 수록, 상기 초음파 신호의 변화가 작은 가중치를 상기 평균 변화율에 적용할 수 있다.In another embodiment, the weight application unit applies a weight having a larger change in the ultrasonic signal to the average change rate as the difference in the average change rate increases, and as the difference in the average change rate becomes smaller, And can be applied to the average rate of change.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 검사체 시험편; 상기 검사체 시험편에 초음파를 방사하여 상기 검사체 시험편으로부터 반사된 초음파 신호를 탐상하는 탐촉자; 및 전술한 어느 하나의 초음파 검사 장치를 포함하는 초음파 검사 시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a test specimen, A transducer for irradiating ultrasonic waves to the test specimen to probe ultrasonic signals reflected from the test specimen; And an ultrasonic inspection system including any one of the above-described ultrasonic inspection apparatuses.
또 다른 실시예에서, 상기 탐상은 상기 초음파 신호에 대해 수직 탐상 또는 사각 탐상을 포함할 수 있다.In another embodiment, the inspection may comprise vertical or square inspection of the ultrasonic signal.
또 다른 실시예에서, 상기 검사체 시험편은 초내열 합금으로 이루어진 용접부인 것이 바람직할 수 있다.In yet another embodiment, the specimen test piece may be preferably a welded portion made of a super heat resistant alloy.
이상과 같이, 본 발명의 실시예들은 스프라인 보간법과 이동 평균 보간법 등을 함께 적용함으로써, 기존의 보간법들에 비해 초음파 신호 대 잡음비(SNR)를 개선시키는 효과를 갖는다.As described above, the embodiments of the present invention have an effect of improving the SNR (Signal to Noise Ratio) compared to the conventional interpolation methods by applying the spline interpolation method and the moving average interpolation method together.
또한, 본 발명의 실시예들은 초음파 신호의 노이즈를 저감시킬 수 있기 때문에, 초음파 신호에 대한 A-Scan시 결함 검출이 용이한 효과를 가진다.Further, since the embodiments of the present invention can reduce the noise of the ultrasonic signal, it is easy to detect defects in the A-scan with respect to the ultrasonic signal.
또한, 본 발명의 실시예들은 초음파 신호의 노이즈를 저감시킬 수 있기 때문에, 초음파 신호에 대한 B-Scan시 이미지 해상도를 향상시키는 효과를 가진다.Further, since embodiments of the present invention can reduce the noise of the ultrasonic signal, it has the effect of improving the image resolution upon B-scan with respect to the ultrasonic signal.
이상의 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.Other effects not mentioned and not mentioned above can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 검사 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 검사 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 검사 장치의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시험 대상체인 용접부 시험편의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 8은 검사 장비에서 출력된 원 신호인 초음파 신호와 기존의 노이즈 저감 기법을 적용하여 출력된 초음파 신호의 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 도 1 내지 도 3의 기술을 적용하여 검사 장비에서 출력한 초음파 신호의 일례를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 5 내지 도 9의 초음파 신호에 대한 SNR을 그래프로 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a flowchart illustrating a flow of an ultrasonic inspection method according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an ultrasonic inspection system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing an example of a test piece of a welded portion to be tested according to the present invention.
5 to 8 are views showing states of an ultrasonic signal output from an inspection device and an ultrasonic signal output by applying a conventional noise reduction technique.
9 is a diagram showing an example of an ultrasonic signal output from an inspection apparatus by applying the technique of FIGS. 1 to 3 according to the present invention.
10 is a graph showing the SNRs of the ultrasound signals of FIGS. 5 to 9. FIG.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예들에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예들에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 본 실시예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text, since the description of the present invention is only for the structural or functional description. In other words, since the embodiments can be variously modified and have various forms, the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.
한편, 이하의 실시예들 및 특허청구범위에서 개시되는 용어들은 단지 특정한 일례를 설명하기 위하여 사용된 것이지 이들로부터 제한되는 것은 아니다.It is to be understood, however, that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.
또한, 이하의 실시예들 및 특허청구범위에서 개시되는 '포함하다' 또는 '이루어지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것으로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the terms such as "comprise" or "comprising", as used in the following embodiments and claims, mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be understood to include other components as well.
또한, 이하의 실시예들 및 특허청구범위에서 개시되는 "제1"과 "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.It is also to be understood that the terms "first" and "second" as used in the following embodiments and claims are intended to distinguish one element from another, It should not be. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
이를 토대로, 이하에서는, 초음파 검사 방법 및 장치의 실시예들에 대해 설명하고자 한다.On this basis, embodiments of the ultrasonic inspection method and apparatus will be described below.
<초음파 검사 방법의 실시예>≪ Embodiment of ultrasonic inspection method >
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 검사 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a flow of an ultrasonic inspection method according to an embodiment of the present invention.
도 1를 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 검사 방법은 초음파 검사 장치에서 검사체를 대상으로 초음파 상태를 검사하여 노이즈를 저감하기 위한 목적으로서, 이를 위해 110 단계 내지 170 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an ultrasonic inspection method according to an embodiment of the present invention may include
언급된 초음파 검사 장치는 탐촉자를 통해 검사체에서 발생된 초음파 신호의 상태를 검사하거나 직접으로 검사체를 대상으로 초음파 신호의 상태를 검사할 수 있다. 이러한 초음파 검사 장치에 의해 실현되는 도 1의 110 단계 내지 170 단계는 다음과 같다.The ultrasonic inspection apparatus mentioned above can check the state of the ultrasonic signal generated from the inspection object through the probe or directly check the state of the ultrasonic signal with respect to the inspection object.
먼저, 110 단계에서, 초음파 검사 장치는 검사체로 초음파를 방사할 경우 검사체로부터 반사된(발생된) 초음파 신호를 탐촉자를 통해 수신하거나, 상기 초음파 신호를 검사체로부터 직접적으로 수신하여 초음파 신호를 획득할 수 있다.First, in
언급된 검사체는 초내열 합금으로 이루어진 용접부인 것이 바람직하다. 용접부는 예컨대 선박과 같은 임의이 부속 구조물에 정밀하게 용접된 상태 부위를 가리킬 수 있다.It is preferable that the inspection body mentioned is a welded part made of a super heat resistant alloy. The weld may refer to a portion of the weld structure, such as a ship, that is welded precisely to the accessory structure.
그러나, 전술한 검사체는 전술한 용접부에 국한되지 않으며, 다양한 비파괴 검사가 필요한 다른 유형의 구조물일 수도 있음은 물론이다.However, it goes without saying that the above-described inspection object is not limited to the above-described welded portion, and may be other types of structures requiring various nondestructive inspection.
여기서, 획득된 초음파 신호는 초음파 신호의 연속 상태를 샘플링하여 만들어진 이산 신호 형태를 가질 수 있다.Here, the obtained ultrasonic signal may have a discrete signal form that is formed by sampling the continuous state of the ultrasonic signal.
120 단계에서, 초음파 검사 장치는 알고리즘화된 스프라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 전술한 110 단계에 의해 획득된 초음파 신호, 예컨대 초음파 신호의 이산 신호의 각 구간을 1차 선형화킬 수 있다.In
언급된 스프라인 보간법은 예컨대, 초음파 검사 장치에 구비된 스프라인 필터에 의해 실현될 수도 있다. 그러나, 초음파 검사 장치는 예컨대 1차 스프라인 보간법을 알고리즘화하여 전술한 1차 선형화를 진행시킬 수 있다.The mentioned spline interpolation method may be realized by, for example, a spline filter provided in the ultrasonic inspection apparatus. However, the ultrasonic inspection apparatus can perform the above-described first-order linearization by, for example, algorithmizing the first-order spline interpolation method.
전술한 120 단계를 보다 구체적으로 설명하자면, 초음파 검사 장치는 전술한 110 단계에 의해 획득된 초음파 신호 또는 초음파 신호의 이산 신호의 각 구간(곡선 구간)마다 스프라인 필터에 의한 1차 스프라인 알고리즘을 적용하여 복수의 중간점을 획득함으로써, 초음파 신호 또는 초음파 신호의 각 구간마다 1차 선형화를 이룰 수 있다.More specifically, the ultrasonic inspection apparatus includes a primary spline algorithm by a spline filter for each section (curve section) of a discrete signal of the ultrasonic signal or the ultrasonic signal obtained by the
예를 들면, 초음파 검사 장치는 초음파 신호 또는 초음파 신호의 이산 신호의 각 구간마다 획득된 임의의 두 중간점이 주어졌을 경우, 그 임의의 두 중간점을 지나는 함수를 직선 방정식으로 변환함으로써, 초음파 신호에 대한 1차 선형화를 이룰 수 있다.For example, when an arbitrary two intermediate points obtained for each section of an ultrasonic signal or a discrete signal of an ultrasonic signal are given, the ultrasonic inspection apparatus converts a function passing through arbitrary two intermediate points to a linear equation, The first linearization can be achieved.
이때, 임의의 두 중간점 사이의 간격이 작을수록 더욱 정확한 근사해를 얻을 수 있기 때문에, 초음파 신호 또는 초음파 신호의 각 구간을 전술한 1차 선형화를 통해 궁극적으로 부드럽(평활화되)게 변환되어질 수 있다.At this time, since a more accurate approximate solution can be obtained as the interval between arbitrary two intermediate points becomes smaller, each section of the ultrasonic signal or the ultrasonic signal can be ultimately smoothed (smoothed) through the above-described first linearization .
130 단계에서, 초음파 검사 장치는 전술한 120 단계에 의해 1차 선형화된 초음파 신호 또는 이산 신호의 각 구간, 예컨대, 복수의 중감점 사이마다 생성된 최소치와 최대치 사이의 평균 변화율을 계산할 수 있다.In
언급된 평균 변화율은 예컨대 최소치와 최대치의 두 중간점을 지나는 직선의 기울기를 의미하는 것으로서, 초음파 검사 장치는 미분 계수를 이용하여 최소치와 최대치의 두 중간점을 지나는 직선의 기울기를 구할 수 있다. 상기 직선의 기울기는 최소치의 증가량에 대한 최대치의 증가량 비율을 의미할 수 있다.The mean rate of change refers to the slope of a straight line passing through two midpoints, e.g., a minimum value and a maximum value, and the ultrasonic testing apparatus can obtain the slope of a straight line passing through two midpoints of a minimum value and a maximum value using differential coefficients. The slope of the straight line may mean a rate of increase of the maximum value with respect to the increase of the minimum value.
이와 같이, 초음파 검사 장치는 초음파 신호 또는 이산 신호의 각 구간마다 평균 변화율을 계산하면, 초음파 신호 또는 이산 신호의 전 구간으로부터 복수의 평균 변화율값을 획득할 수 있다.As described above, the ultrasonic inspection apparatus can acquire a plurality of average rate of change values from all sections of the ultrasonic signal or the discrete signal by calculating the average rate of change for each section of the ultrasonic signal or the discrete signal.
140 단계에서, 초음파 검사 장치는 전술한 130 단계에 의해 계산된 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 달리 적용할 수 있다.In
예를 들면, 초음파 검사 장치는 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 확정하고, 확정된 가중치를 평균 변화율에 적용할 수 있다.For example, the ultrasonic inspection apparatus can determine a predetermined weight according to the difference of the average change rate, and apply the determined weight to the average change rate.
소정의 가중치를 확정하기 위해, 초음파 검사 장치는 소정의 가중치를 먼저 기설정하여 메모리에 저장시킬 수 있다.In order to determine a predetermined weight, the ultrasonic inspection apparatus may preset a predetermined weight and store it in a memory.
언급된 메모리는 랜덤 액세스 메모리("RAM"), 판독 전용 메모리("ROM"), 자기 또는 광학 디스크 등의 정적 저장 디바이스, 또는 임의의 기타 타입의 컴퓨터 판독 가능한 매체로 이루어질 수 있다.The memory referred to may consist of a random access memory ("RAM"), a read only memory ("ROM"), a static storage device such as a magnetic or optical disk, or any other type of computer readable medium.
여기서, 소정의 가중치는 가장 높은 제1 가중치, 상기 제1 가중치보다 작은 제2 가중치, 상기 제2 가중치보다 작은 제3 가중치, 상기 제3 가중치보다 작은 제4 가중치 및 상기 제4 가중치보다 작아 가장 낮은 가중치를 갖는 제5 가중치를 포함할 수 있다.Here, the predetermined weight is the lowest weight, the lowest weight, the lowest weight, the highest weight, the lowest weight, the lowest weight, the lowest weight, And a fifth weight having a weight.
이어서, 초음파 검사 장치는 예컨대, 초음파 신호의 각 구간이 저면반사 신호에 해당될 경우, 상기 저면반사 신호를 제1 가중치에 매칭시키고, 예컨대, 초음파 신호의 각 구간이 큰 결함에 해당될 경우, 상기 큰 결함을 제2 가중치에 매칭시키며, 예컨대, 초음파 신호의 각 구간이 일반 결함 또는 측면 반사 신호에 해당될 경우 상기 일반 결함 또는 측면 반사 신호를 제3 가중치에 매칭시키고, 예컨대, 초음파 신호의 각 구간이 미세결함, 용접부 계면 또는 조대결정립에 해당될 경우, 상기 미세결함, 용접부 계면 또는 조대결정립을 제4 가중치에 매칭시키며, 예컨대, 초음파 신호의 각 구간이 결정립 또는 전기 노이즈에 해당될 경우, 상기 결정립 또는 전기 노이즈를 제5 가중치에 매칭시킬 수 있다.When each section of the ultrasonic signal corresponds to the bottom reflection signal, the ultrasonic inspection apparatus matches the bottom reflection signal to the first weight. For example, when each section of the ultrasonic signal corresponds to a large defect, For example, when each section of the ultrasonic signal corresponds to a general defect or a side reflection signal, the general defect or the side reflection signal is matched to the third weight, and for example, each section of the ultrasonic signal When the fine defect, the weld interface or the coarse crystal are matched to the fourth weight, for example, when each section of the ultrasonic signal corresponds to a crystal grain or electric noise, Or the electrical noise may be matched to the fifth weight.
이런 경우, 140 단계에서, 초음파 검사 장치는 전술한 바와 같이 각 가중치를 확정하여 메모리에 저장시킴과 동시에 각 가중치에 매칭된 결과를 메모리에 더 저장시킬 수 있다.In this case, in
여기서 알 수 있듯이, 초음파 신호의 변화가 클 수록 제1 가중치에 해당되고, 초음파 신호의 변화가 작을 수록 제5 가중치에 해당되고 있음을 알 수 있다.As can be seen, it can be seen that the larger the variation of the ultrasonic signal is, the larger the weight corresponds to the first weight, and the smaller the variation of the ultrasonic signal is, the smaller the weight is.
이로써, 140 단계에서, 초음파 검사 장치는 복수의 평균 변화율간의 차이가 가장 크면 메모리에 저장된 제1 가중치를 차이가 가장 큰 평균 변화율에 적용시킬 수 있다. 예를 들면, 평균 변화율이 1 내지 100의 차이를 가지면, 이를 제1 가중치에 해당되는 것으로 간주하여 제1 가중치를 1 내지 100의 차이를 갖는 평균 변화율에 적용시킬 수 있다.Thus, in
이에 따라, 초음파 검사 장치는 평균 변화율의 차이가 클 수록, 초음파 신호의 변화가 큰 제1 가중치를 평균 변화율에 적용하고, 평균 변화율의 차가 작을 수록, 초음파 신호의 변화가 작은 제5 가중치를 평균 변화율에 적용함으로써, 최소치와 최대치 사이의 중간점 사이마다 노이즈를 줄인 복수의 평균 변화율값을 획득할 수 있게 된다.Accordingly, the ultrasonic inspection apparatus applies the first weight having a large change in the ultrasonic signal to the average change rate as the difference in the average change rate increases, and as the difference in the average change rate decreases, the fifth weight, It is possible to obtain a plurality of average rate of change values that reduce the noise between the midpoints between the minimum value and the maximum value.
150 단계에서, 초음파 검사 장치는 전술한 140 단계에 의해 획득된 복수의 평균 변화율값을 이동 평균화하여 복수의 이동 평균값을 획득할 수 있다. 이때, 이동 평균화는 예컨대 초음파 검사 장치에 구비된 이동 평균 필터에 의해 실현될 수 있다.In
그러나, 이동 평균 필터를 이용하지 않고, 초음파 검사 장치는 알고리즘화된 이동 평균 보간법을 이용하여 복수의 평균 변화율값을 이동 평균화하여 최소치와 최대치의 중간점 사이마다 복수의 이동 평균값을 획득할 수 있다. 평균 변화율값을 이동 평균화하면 최소치와 최대치 사이의 중간점 사이마다 노이즈 등을 줄일 수 있을 것이다.However, without using the moving average filter, the ultrasonic inspection apparatus can obtain a plurality of moving average values between the midpoints of the minimum and maximum values by moving average a plurality of average rate of change values using the algorithmized moving average interpolation method. Moving averaging of the average rate of change will reduce noise, etc., between the midpoints between the minimum and maximum values.
160 단계에서, 초음파 검사 장치는 전술한 150 단계에 의해 획득된 복수의 이동 평균값이 적용된 각 곡선 구간을 다시 스프라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 2차 선형화시킬 수 있다.In
언급된 스프라인 보간법은 예컨대, 초음파 검사 장치에 구비된 스프라인 필터에 의해 실현될 수도 있다. 그러나, 초음파 검사 장치는 예컨대 2차 스프라인 보간법을 알고리즘화하여 2차 선형화시킬 수 있다.The mentioned spline interpolation method may be realized by, for example, a spline filter provided in the ultrasonic inspection apparatus. However, the ultrasonic inspection apparatus can be secondarily linearized by, for example, algorithmizing the second-order spline interpolation method.
2차 스프라인 보간법은 복수의 이동 평균값이 적용된 각 곡선 구간마다 각각의 중간점에 동일한 기울기의 2차 미분식으로 근사화하여 2차 선형화시킬 수 있다.The second spline interpolation method can be secondarily linearized by approximating the second slice of the same slope to each intermediate point for each curve section in which a plurality of moving average values are applied.
마지막으로, 170 단계에서, 초음파 검사 장치는 전술한 160 단계에 의해 2차 선형화된 초음파 신호를 출력시킬 수 있다.Finally, in
이와 같이, 본 실시예에서는 두번의 스프라인 보간법과 이동 평균법, 평균 변화율 등을 적용하여 초음파 신호 또는 초음파 신호의 이산 신호를 검출하는 과정속에서 기존의 보간법 들에 비해 노이즈를 크게 줄여 결함 검출을 용이하게 할 수 있다.As described above, in the present embodiment, in the process of detecting discrete signals of ultrasonic signals or ultrasonic signals by applying two spline interpolation methods, a moving average method, an average rate of change, and the like, it is possible to greatly reduce noise compared to existing interpolation methods .
<초음파 검사 시스템의 실시예>≪ Embodiment of Ultrasonic Inspection System &
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 검사 시스템을 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram of an ultrasonic inspection system according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 검사 시스템은 검사체 시험편(200)과, 상기 검사체 시험편(200)에 초음파를 방사하여 검사체 시험편(200)으로부터 반사된 초음파 신호를 탐상하는 탐촉자(300) 및 상기 탐상된 초음파 신호 또는 검사체 시험편(200)으로부터 수신된 초음파 신호로부터 노이즈 및/또는 결함을 분석하는 초음파 검사 장치(400)를 포함할 수 있다.2, an ultrasonic inspection system according to an embodiment includes an inspection
일 실시예에서, 검사체 시험편(200)은 비등방성 결정립과 다양한 결정 방위를 가진 초내열 합금으로 이루어진 용접부일 수 있다. 용접부는 예컨대 선박과 같은 임의이 부속 구조물에 정밀하게 용접된 상태 부위를 가리킬 수 있다.In one embodiment, the
그러나, 전술한 검사체는 전술한 용접부에 국한되지 않으며, 다양한 비파괴 검사가 필요한 다른 유형의 구조물일 수도 있음은 물론이다.However, it goes without saying that the above-described inspection object is not limited to the above-described welded portion, and may be other types of structures requiring various nondestructive inspection.
일 실시예에서, 탐촉자(300)는 검사체 시험편으로부터 반사된 초음파 신호를 탐상하는 장치로서, 검사체의 표면에 초음파를 입사하고 검사체를 투과한 초음파를 탐상하는 역할을 한다. 언급된 탐상 기법은 검사체의 표면으로부터 발생된 초음파 신호에 대해 수직 탐상 또는 사각 탐상을 의미할 수 있다. 그러나, 이러한 탐상 기법에 한정되지는 않으며, 상기 수직 탐상 또는 사각 탐상의 각도는 임의로 각도를 가질 수 있다.In one embodiment, the
이러한 탑촉자(300)는 케이싱(310)과, 상기 케이싱(310)의 후단에 설치된 커넥터(320)와, 상기 케이싱(310)의 내부에 내설되어 상기 커넥터(320)와는 와이어를 통해 연결되는 원형의 압전소자(330)와, 상기 케이싱(310)에서 압전소자(330)의 후방에 내설되어 압전소자(330)의 진동을 제한하는 댐퍼 역할의 후면재(340)와, 검사체의 표면과 직접 접촉하게 되는 부분으로 상기 케이싱(310)의 전면에 설치되어 상기 압전소자(330)의 전방에 위치되는 전면 정합층 부재(350)를 포함할 수 있다.The
그러나, 전술한 각 구성을 갖는 탐촉자(300)는 일례에 불과할 뿐, 다른 구성들로 이루어져도 본 실시예에서 말하는 탐촉자(300)의 범주 안에 있다고 할 수 있다.However, the
일 실시예에서, 초음파 검사 장치(400)는 전술한 탐촉자(300)로부터 측정된 초음파 신호를 수신하거나 검사체 시험편(200)으로부터 직접적으로 초음파 신호를 측정하고, 복수의 스프라인 보간법, 평균 변화율 보간법, 가중치를 적용한 이동평균 보간법 등을 적용하여 초음파 상태를 검사하여 노이즈를 저감시킬 수 있다. 기존에는 스프라인 보간법과 이동 평균 보간법이 개별적으로 적용되었다고 할 수 있다.In one embodiment, the
이하에서는, 전술한 초음파 검사 장치(400)에 대해 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, the
<초음파 검사 장치의 구체적인 실시예>≪ Specific Example of Ultrasonic Testing Apparatus >
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 검사 장치의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 블럭 구성도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 검사 장치(400)는 초음파 상태를 검사하여 노이즈를 저감하기 위하여, 초음파 신호 획득부(410), 제1 선형화부(420), 변화율 계산부(430), 변화율값 획득부(440), 평균값 획득부(450), 제2 선형화부(460), 신호 출력부(470) 및 메모리(480)를 포함할 수 있다.3, the
먼저, 일 실시예에서, 초음파 신호 획득부(410)는 초음파 검사 대상인 검사체로 초음파를 방사할 경우 검사체로부터 반사된(발생된) 초음파 신호를 전술한 탐촉자(300)를 통해 수신하거나, 검사체로부터 반사된 초음파 신호를 직접적으로 측정하여 초음파 신호를 획득할 수 있다.First, in one embodiment, the ultrasound
획득된 초음파 신호는 초음파 신호의 연속 상태를 샘플링하여 만들어진 이산 신호 형태를 가질 수 있다.The acquired ultrasound signal may have a discrete signal form, which is formed by sampling the continuous state of the ultrasound signals.
일 실시예에서, 제1 선형화부(420)는 알고리즘화된 스프라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 전술한 초음파 신호 획득부(410)에 의해 획득된 초음파 신호, 예컨대 초음파 신호의 이산 신호의 각 구간을 1차 선형화킬 수 있다.In one embodiment, the
보다 구체적으로, 제1 선형화부(420)는 획득된 초음파 신호 또는 초음파 신호의 이산 신호의 각 구간(곡선 구간)마다 1차 스프라인 알고리즘을 적용하여 복수의 중간점을 획득함으로써, 초음파 신호 또는 초음파 신호의 각 구간마다 1차 선형화를 이룰 수 있다.More specifically, the
예를 들면, 제1 선형화부(420)는 획득된 초음파 신호 또는 초음파 신호의 이산 신호의 각 구간마다 획득된 임의의 두 중간점이 주어졌을 경우, 그 임의의 두 중간점을 지나는 함수를 직선 방정식으로 변환함으로써, 초음파 신호에 대한 1차 선형화를 이룰 수 있다.For example, when the arbitrary two intermediate points obtained for each section of the obtained ultrasonic signal or the discrete signal of the ultrasonic signal are given, the
이때, 임의의 두 중간점 사이의 간격이 작을수록 더욱 정확한 근사해를 얻을 수 있기 때문에, 초음파 신호 또는 초음파 신호의 각 구간을 전술한 1차 선형화를 통해 궁극적으로 부드럽(평활화되)게 변환되어질 수 있다. 이와 같은 제1 선형화부(420)는 스프라인 필터일 수 있다.At this time, since a more accurate approximate solution can be obtained as the interval between arbitrary two intermediate points becomes smaller, each section of the ultrasonic signal or the ultrasonic signal can be ultimately smoothed (smoothed) through the above-described first linearization . The
일 실시예에서, 변화율 계산부(430)는 전술한 제1 선형화부(420)에 의해 1차 선형화된 초음파 신호 또는 이산 신호의 각 구간, 예컨대, 복수의 중감점 사이마다 생성된 최소치와 최대치 사이의 평균 변화율을 계산할 수 있다.In one embodiment, the rate of
언급된 평균 변화율은 예컨대 최소치와 최대치의 두 중간점을 지나는 직선의 기울기를 의미하는 것으로서, 변화율 계산부(430)는 미분 계수를 이용하여 최소치와 최대치의 두 중간점을 지나는 직선의 기울기를 구할 수 있다. 상기 직선의 기울기는 최소치의 증가량에 대한 최대치의 증가량 비율을 의미할 수 있다.The average rate of change refers to a slope of a straight line passing through two midpoints, for example, a minimum value and a maximum value. The rate of
이와 같이, 변화율 계산부(430)는 초음파 신호 또는 이산 신호의 각 구간마다 평균 변화율을 계산하면, 초음파 신호 또는 이산 신호의 전 구간으로부터 복수의 평균 변화율값을 획득할 수 있다.As described above, the rate of
일 실시예에서, 변화율값 획득부(440)는 먼저 전술한 변화율 계산부(430)에 의해 계산된 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 달리 적용할 수 있다.In one embodiment, the rate of change
이를 위해, 변화율값 획득부(440)는 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 확정하는 가중치 설정부(441) 및 확정된 가중치를 평균 변화율에 실질적으로 적용하는 가중치 적용부(442)를 포함할 수 있다.To this end, the rate of change
일 실시예에서, 가중치 설정부(441)는 소정의 가중치를 확정하기 위한 일환으로서, 소정의 가중치를 기설정하여 메모리(480)에 저장시킬 수 있다.In one embodiment, the weight setting unit 441 may set a predetermined weight in advance and store it in the
언급된 메모리(480)는 랜덤 액세스 메모리("RAM"), 판독 전용 메모리("ROM"), 자기 또는 광학 디스크 등의 정적 저장 디바이스, 또는 임의의 기타 타입의 컴퓨터 판독 가능한 매체로 이루어질 수 있다.The
여기서, 소정의 가중치는 가장 높은 제1 가중치, 상기 제1 가중치보다 작은 제2 가중치, 상기 제2 가중치보다 작은 제3 가중치, 상기 제3 가중치보다 작은 제4 가중치 및 상기 제4 가중치보다 작아 가장 낮은 가중치를 갖는 제5 가중치를 포함할 수 있다.Here, the predetermined weight is the lowest weight, the lowest weight, the lowest weight, the highest weight, the lowest weight, the lowest weight, the lowest weight, And a fifth weight having a weight.
이런 다음, 가중치 설정부(441)는 예컨대, 초음파 신호의 각 구간이 저면반사 신호에 해당될 경우, 상기 저면반사 신호를 제1 가중치에 매칭시키고, 예컨대, 초음파 신호의 각 구간이 큰 결함에 해당될 경우, 상기 큰 결함을 제2 가중치에 매칭시키며, 예컨대, 초음파 신호의 각 구간이 일반 결함 또는 측면 반사 신호에 해당될 경우 상기 일반 결함 또는 측면 반사 신호를 제3 가중치에 매칭시키고, 예컨대, 초음파 신호의 각 구간이 미세결함, 용접부 계면 또는 조대결정립에 해당될 경우, 상기 미세결함, 용접부 계면 또는 조대결정립을 제4 가중치에 매칭시키며, 예컨대, 초음파 신호의 각 구간이 결정립 또는 전기 노이즈에 해당될 경우, 상기 결정립 또는 전기 노이즈를 제5 가중치에 매칭시킬 수 있다.Then, the weight setting unit 441 matches the bottom reflection signal to the first weight, for example, when each section of the ultrasonic signal corresponds to the bottom reflection signal. For example, when each section of the ultrasonic signal corresponds to a large defect The general defects or the side reflection signals are matched to the third weight, and the ultrasound signals are detected by, for example, ultrasonic waves If each section of the signal corresponds to a micro defect, weld interface or coarse grain, the micro defect, weld interface or coarse grain is matched to the fourth weight. For example, if each section of the ultrasonic signal corresponds to a grain or electric noise , The crystal grains or electric noise may be matched to the fifth weight.
이에 따라, 가중치 설정부(441)는 전술한 바와 같이 각 가중치를 확정하여 메모리에 저장시킴과 동시에 각 가중치에 매칭된 결과를 메모리(480)에 더 저장시킬 수 있다.Accordingly, the weight setting unit 441 can determine the weights and store them in the memory, as described above, and store the results matched to the weights in the
여기서 알 수 있듯이, 초음파 신호의 변화가 클 수록 제1 가중치에 해당되고, 초음파 신호의 변화가 작을 수록 제5 가중치에 해당되고 있음을 알 수 있다.As can be seen, it can be seen that the larger the variation of the ultrasonic signal is, the larger the weight corresponds to the first weight, and the smaller the variation of the ultrasonic signal is, the smaller the weight is.
이런 다음, 일 실시예에 따른 가중치 적용부(442)는 복수의 평균 변화율간의 차이가 가장 크면 메모리(480)에 저장된 제1 가중치를 차이가 가장 큰 평균 변화율에 적용시킬 수 있다.Then, the weight applying unit 442 according to an embodiment may apply the first weight stored in the
예를 들면, 가중치 적용부(442)는 평균 변화율이 1 내지 100의 큰 차이를 가지면, 이를 제1 가중치에 해당되는 것으로 간주하여 제1 가중치를 1 내지 100의 차이를 갖는 평균 변화율에 적용시킬 수 있고, 평균 변화율이 1 내지 10의 가장 작은 차이를 가지면, 이를 제5 가중치에 해당되는 것으로 간주하여 제5 가중치를 1 내지 10의 차이를 갖는 평균 변화율에 적용시킬 수 있다.For example, if the average change rate has a large difference of 1 to 100, the weight applying unit 442 may consider the first change weight to correspond to the first weight and apply the first weight to the average change rate having a difference of 1 to 100 If the average change rate has the smallest difference of 1 to 10, it can be regarded as corresponding to the fifth weight, and the fifth weight can be applied to the average change rate having a difference of 1 to 10.
이와 같이, 전술한 가중치 설정부(441)와 가중치 적용부(442)을 구비한 변화율값 획득부(440)는 평균 변화율의 차이가 클 수록, 초음파 신호의 변화가 큰 제1 가중치를 평균 변화율에 적용하고, 평균 변화율의 차가 작을 수록, 초음파 신호의 변화가 작은 제5 가중치를 평균 변화율에 적용함으로써, 최소치와 최대치 사이의 중간점 사이마다 노이즈를 줄인 복수의 평균 변화율값을 획득할 수 있게 된다.As described above, the rate-of-change
일 실시예에서, 평균값 획득부(450)는 전술한 변화율값 획득부(440)에 의해 획득된 복수의 평균 변화율값을 이동 평균화하여 복수의 이동 평균값을 획득할 수 있다.In one embodiment, the average
예를 들면, 평균값 획득부(450)는 알고리즘화된 이동 평균 보간법을 이용하여 복수의 평균 변화율값을 이동 평균화하여 최소치와 최대치의 중간점 사이마다 복수의 이동 평균값을 획득할 수 있다. 평균 변화율값을 이동 평균화하면 최소치와 최대치 사이의 중간점 사이마다 노이즈 등을 줄일 수 있을 것이다. 이러한 평균갑 획득부(450)는 이동 평균 필터일 수 있다.For example, the average
일 실시예에서, 제2 선형화부(460)는 전술한 평균값 획득부(450)에 의해 획득된 복수의 이동 평균값이 적용된 각 곡선 구간을 다시 2차 스프라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 2차 선형화시킬 수 있다.In one embodiment, the
언급된 2차 스프라인 보간법은 복수의 이동 평균값이 적용된 각 곡선 구간마다 각각의 중간점에 동일한 기울기의 2차 미분식으로 근사화하여 2차 선형화시킬 수 있다. 이러한 제2 선형화부(460)는 2차 스프라인 필터일 수 있다.The mentioned second spline interpolation method can be secondarily linearized by approximating the second slice of the same slope to each intermediate point for each curve section in which a plurality of moving average values are applied. The
마지막으로, 신호 출력부(470)는 전술한 제2 선형화부(460)에 의해 2차 선형화된 초음파 신호를 출력시킬 수 있다.Finally, the
이와 같이, 본 실시예에서는 두번의 스프라인 보간법과 이동 평균법, 평균 변화율 등을 적용하여 초음파 신호 또는 초음파 신호의 이산 신호를 검출하는 과정속에서 기존의 보간법 들에 비해 노이즈를 크게 줄여 결함 검출을 용이하게 할 수 있다.As described above, in the present embodiment, in the process of detecting discrete signals of ultrasonic signals or ultrasonic signals by applying two spline interpolation methods, a moving average method, an average rate of change, and the like, it is possible to greatly reduce noise compared to existing interpolation methods .
<비교 실시예><Comparative Example>
도 4는 본 발명에 따른 시험 대상체인 용접부 시험편의 일례를 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 용접부 시험편은 모재부(10)와 상기 모재부(10)의 사이에 배치된 용접부(20)를 구비한다. 상기 용접부(20)의 가공 깊이(H)와 가공 길이(L)는 하기의 [표 1]과 같다.4 is a view showing an example of a test piece of a welded portion to be tested according to the present invention. The welding portion test piece shown in Fig. 4 has a
이러한 용접부 시험편은 Alloy 263, 282 모델을 가리키며, 초음파 신호의 검사 조건은 다음과 같다. 첫번째, 검사 방법은 수직 탐상 또는 사각 탐상을 진행하며, 탐상 각도는 25°, 35°, 40°, 45°및 50°를 적용한다. 탐촉자는 5MHz와 0.25 inch 조건을 가지며, 검사 장비 및 S/W는 Focus LT, Tomoview을 적용하였다.These welding specimens refer to the Alloy 263 and 282 models, and the inspection conditions of ultrasonic signals are as follows. First, the inspection method is vertical or square, and the angle of tilt is 25 °, 35 °, 40 °, 45 ° and 50 °. The probe has 5MHz and 0.25 inch condition. Focus LT and Tomoview are applied to the test equipment and software.
이런 초음파 신호의 검사 조건 하에서 기존의 각 노이즈 저감 기술을 적용하여 검사 장비에서 초음파 신호를 출력한 결과는 도 5 내지 도 9과 같이 나타낼 수 있으며, 도 1 내지 도 3에서 실시한 기술을 적용하여 검사 장비에서 초음파 신호를 출력한 결과는 도 10과 같이 나타내었다.The results of the ultrasonic signal output from the inspection equipment by applying the existing noise reduction techniques under the inspection conditions of the ultrasonic signals can be shown in FIGS. 5 to 9, and by applying the technique of FIGS. 1 to 3, The results of the ultrasound signal output are shown in FIG.
즉, 도 5에 도시된 초음파 신호는 기존 또는 본 실시예의 기술을 적용하지 않고 검사 장비에서 출력한 결과로서, 검사 장비에서 출력된 초음파 신호의 SNR(Signal-to-Noise Ratio, 30)은 도 10에서와 같이 6.16으로 측정되었다.That is, the ultrasound signal shown in FIG. 5 is output from the test equipment without using the existing or the technique of the present embodiment, and the SNR (Signal-to-Noise Ratio) 30 of the ultrasound signal output from the test equipment is shown in FIG. 10 As measured by 6.16.
반면, 도 6에 도시된 초음파 신호는 기존의 평균 보간법을 적용하여 검사 장비에서 출력한 결과로서, 검사 장비에서 출력된 초음파 신호의 SNR(Signal-to-Noise Ratio, 40)은 도 10에서와 같이 7.44로 확인되었다.6, the signal-to-noise ratio (SNR) 40 of the ultrasound signal output from the test equipment is the result of outputting the ultrasonic signal shown in FIG. 6 using the conventional average interpolation method, 7.44.
도 7에 도시된 초음파 신호는 기존의 스프라인 보간법을 적용하여 검사 장비에서 출력한 결과로서, 검사 장비에서 출력된 초음파 신호의 SNR(Signal-to-Noise Ratio, 50)은 도 10에서와 같이 7.22로 확인되었다.As shown in FIG. 7, the ultrasonic signal output from the test equipment by applying the conventional spline interpolation method has a signal-to-noise ratio (SNR) 50 of 7.22 Respectively.
도 8에 도시된 초음파 신호는 기존의 Wavelet 보간법을 적용하여 검사 장비에서 출력한 결과로서, 검사 장비에서 출력된 초음파 신호의 SNR(Signal-to-Noise Ratio, 60)은 도 10에서와 같이 7.10로 확인되었다.The signal-to-noise ratio (SNR) 60 of the ultrasound signal output from the test equipment is 7.10 as shown in FIG. 10, as a result of outputting the ultrasonic signal shown in FIG. 8 from the test equipment using the existing Wavelet interpolation method .
그러나, 도 9에 도시된 초음파 신호는 전술한 도 1 내지 도 3에서 실시한 본 기술을 적용하여 검사 장비에서 출력한 결과로서, 검사 장비에서 출력된 초음파 신호의 SNR(Signal-to-Noise Ratio, 70)은 도 10에서와 같이 10. 28로 확인됨으로써, 전술한 도 5 내지 도 8에 의한 초음파 신호의 SNR에 비해 훨씬 개선되어, 노이즈 저감과 결함 검출이 크게 개선되었음을 알 수 있었다.However, the ultrasound signal shown in FIG. 9 is the result of outputting from the test equipment by applying the technique of FIGS. 1 to 3 described above, and the SNR (Signal-to-Noise Ratio) of the ultrasound signal output from the test equipment is 70 Is confirmed to be 10. 28 as shown in FIG. 10, the SNR of the ultrasonic signal according to the above-described FIG. 5 to FIG. 8 is much improved as compared with that of FIG. 5, and noise reduction and defect detection are greatly improved.
이상에서와 같이, 본 출원의 바람직한 실시예 들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
200 : 검사체 시험편 300 : 탐촉자
400 : 초음파 검사 장치 410 : 초음파 신호 획득부
420 : 제1 선형화부 430 : 변화율 계산부
440 : 변화율값 획득부 450 : 평균값 획득부
460 : 제2 선형화부 470 : 신호 출력부
480 : 메모리200: inspection body test piece 300: probe
400: ultrasonic inspection apparatus 410: ultrasonic signal acquisition unit
420: first linearization unit 430: rate of change calculation unit
440: rate of change value acquisition unit 450: average value acquisition unit
460: second linearization unit 470: signal output unit
480: Memory
Claims (14)
검사체로부터 발생된 초음파 신호를 획득하는 단계;
스프라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 상기 획득된 초음파 신호의 각 구간을 1차 선형화시키는 단계;
상기 1차 선형화된 각 구간마다 생성된 최소치와 최대치 사이에서 평균 변화율을 계산하는 단계;
상기 계산된 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 달리 적용하여 복수의 평균 변화율값을 획득하는 단계;
상기 획득된 복수의 평균 변화율값을 이동 평균화하여 복수의 이동 평균값을 획득하는 단계;
상기 획득된 복수의 이동 평균값이 적용된 각 곡선 구간을 2차 선형화시키는 단계; 및
상기 2차 선형화된 초음파 신호를 출력시키는 단계;
를 포함하고,
상기 복수의 평균 변화율값을 획득하는 단계는,
상기 계산된 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 확정하는 단계; 및
상기 확정된 가중치를 상기 평균 변화율에 적용하는 단계;
를 포함하는, 초음파 검사 방법.A method for inspecting an ultrasonic signal in an ultrasonic inspection apparatus,
Obtaining an ultrasonic signal generated from the inspected object;
Linearly linearizing each section of the obtained ultrasonic signal using spline interpolation;
Calculating an average rate of change between a minimum value and a maximum value generated for each of the first linearized sections;
Obtaining a plurality of average change rate values by applying different weights according to a difference of the calculated average change rates;
Obtaining a plurality of moving average values by moving average a plurality of the average rate of change values obtained;
Secondarily linearizing each curve section to which the obtained plurality of moving average values are applied; And
Outputting the secondary linearized ultrasonic signal;
Lt; / RTI >
Wherein the obtaining of the plurality of average rate of change values comprises:
Determining a predetermined weight according to the difference of the calculated average rate of change; And
Applying the determined weight to the average rate of change;
And an ultrasonic inspection method.
상기 1차 선형화시키는 단계는,
상기 획득된 초음파 신호의 각 구간마다 복수의 중간점을 획득하는 단계;
를 포함하는, 초음파 검사 방법.The method according to claim 1,
Wherein the first linearizing step comprises:
Acquiring a plurality of intermediate points for each section of the obtained ultrasonic signal;
And an ultrasonic inspection method.
상기 평균 변화율을 계산하는 단계는,
상기 획득된 복수의 중감점 사이마다 생성된 최소치와 최대치 사이의 평균 변화율을 계산하는, 초음파 검사 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the step of calculating the average rate of change comprises:
And calculates an average rate of change between a minimum value and a maximum value generated between the obtained plurality of intermediate points.
상기 복수의 평균 변화율값을 획득하는 단계는,
상기 평균 변화율의 차이가 클 수록, 초음파 신호의 변화가 큰 가중치를 상기 평균 변화율에 적용하고, 상기 평균 변화율의 차가 작을 수록, 상기 초음파 신호의 변화가 작은 가중치를 상기 평균 변화율에 적용하는, 초음파 검사 방법.The method according to claim 1,
Wherein the obtaining of the plurality of average rate of change values comprises:
Applying a weight having a large change in the ultrasonic signal to the average change rate as the difference in the average change rate is greater and applying a weight having a smaller change in the ultrasonic signal to the average change rate as the difference in the average change rate is smaller, Way.
상기 검사체는, 초내열 합금으로 이루어진 용접부인 것을 특징으로 하는, 초음파 검사 방법.The method according to claim 1,
Wherein the inspection object is a welded portion made of a super heat resistant alloy.
스프라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 상기 수신된 초음파 신호의 각 구간을 1차 선형화시키는 제1 선형화부;
상기 1차 선형화된 각 구간마다 생성된 최소치와 최대치 사이에서 평균 변화율을 계산하는 변화율 계산부;
상기 계산된 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 달리 적용하여 복수의 평균 변화율값을 획득하는 변화율값 획득부;
상기 획득된 복수의 평균 변화율값을 이동 평균화하여 복수의 이동 평균값을 획득하는 평균값 획득부;
상기 스프라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 상기 획득된 복수의 이동 평균값이 적용된 각 곡선 구간을 2차 선형화시키는 제2 선형화부; 및
상기 2차 선형화된 초음파 신호를 출력시키는 신호 출력부;
를 포함하고,
상기 변화율값 획득부는,
상기 계산된 평균 변화율의 차이에 따라 소정의 가중치를 확정하는 가중치 설정부; 및
상기 확정된 가중치를 상기 평균 변화율에 적용하는 가중치 적용부;
를 포함하는, 초음파 검사 장치.An ultrasound signal acquisition unit for receiving ultrasound signals generated from an inspected object;
A first linearization unit for linearly linearizing each section of the received ultrasonic signal using spline interpolation;
A rate of change calculation unit for calculating an average rate of change between a minimum value and a maximum value generated for each of the first linearized sections;
A rate of change value acquisition unit for obtaining a plurality of average rate of change values by applying different weights according to the difference of the calculated average rate of change;
An average value obtaining unit that obtains a plurality of moving average values by moving average a plurality of average rate of change values obtained;
A second linearization unit that linearly transforms each of the curve segments to which the obtained plurality of moving average values are applied using the spline interpolation; And
A signal output unit for outputting the secondary linearized ultrasonic signal;
Lt; / RTI >
Wherein the rate-
A weight setting unit for determining a predetermined weight according to the difference of the calculated average rate of change; And
A weight applying unit for applying the determined weight to the average rate of change;
And an ultrasonic inspection apparatus.
상기 제1 선형화부는,
상기 획득된 초음파 신호의 각 구간마다 복수의 중간점을 획득하는 것을 특징으로 하는, 초음파 검사 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the first linearization unit comprises:
And obtains a plurality of intermediate points for each section of the obtained ultrasonic signal.
상기 변화율 계산부는,
상기 획득된 복수의 중감점 사이마다 생성된 최소치와 최대치 사이의 평균 변화율을 계산하는, 초음파 검사 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the rate-
And calculates an average rate of change between a minimum value and a maximum value generated between the obtained plurality of intermediate points.
상기 가중치 적용부는,
상기 평균 변화율의 차이가 클 수록, 초음파 신호의 변화가 큰 가중치를 상기 평균 변화율에 적용하고, 상기 평균 변화율의 차가 작을 수록, 상기 초음파 신호의 변화가 작은 가중치를 상기 평균 변화율에 적용하는, 초음파 검사 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the weight applying unit comprises:
Applying a weight having a large change in the ultrasonic signal to the average change rate as the difference in the average change rate is greater and applying a weight having a smaller change in the ultrasonic signal to the average change rate as the difference in the average change rate is smaller, Device.
상기 검사체 시험편에 초음파를 방사하여 상기 검사체 시험편으로부터 반사된 초음파 신호를 탐상하는 탐촉자; 및
청구항 제7항 내지 제9항 및 제11항 중 어느 한 항에 따른 초음파 검사 장치;
를 포함하는, 초음파 검사 시스템.Inspection body test piece;
A transducer for irradiating ultrasonic waves to the test specimen to probe ultrasonic signals reflected from the test specimen; And
An ultrasonic examination apparatus according to any one of claims 7 to 9 and 11,
And an ultrasonic inspection system.
상기 탐상은, 상기 초음파 신호에 대해 수직 탐상 또는 사각 탐상을 포함하는, 초음파 검사 시스템.13. The method of claim 12,
Wherein the inspection includes a vertical inspection or a square inspection on the ultrasonic signal.
상기 검사체 시험편은, 초내열 합금으로 이루어진 용접부인 것을 특징으로 하는, 초음파 검사 시스템.13. The method of claim 12,
Wherein the inspection specimen test piece is a welded portion made of a super heat resistant alloy.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170079299A KR101919028B1 (en) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | Method for ultrasonic inspection and, apparatus and system for the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170079299A KR101919028B1 (en) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | Method for ultrasonic inspection and, apparatus and system for the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101919028B1 true KR101919028B1 (en) | 2019-01-31 |
Family
ID=65323283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170079299A KR101919028B1 (en) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | Method for ultrasonic inspection and, apparatus and system for the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101919028B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113607818A (en) * | 2021-08-04 | 2021-11-05 | 中北大学 | Ultrasonic detection device and method for multi-interface bonding quality |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0545347A (en) * | 1991-08-14 | 1993-02-23 | Nippon Steel Corp | Automatic ultrasonic flaw detecting method |
JP2006170839A (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Olympus Corp | Ultrasonic flaw detector |
US20130253325A1 (en) * | 2010-04-14 | 2013-09-26 | Josef R. Call | Systems and methods for improving ultrasound image quality by applying weighting factors |
KR20140015872A (en) * | 2012-07-26 | 2014-02-07 | 주식회사 내비오닉스코리아 | Data processing apparatus using moving standard deviation and processing method tehreof |
KR20150123602A (en) | 2014-04-25 | 2015-11-04 | 주식회사 인디시스템 | Method for reducing noise in ultrasonic inspection |
JP2015230227A (en) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Ultrasonic inspection device and ultrasonic inspection method |
-
2017
- 2017-06-22 KR KR1020170079299A patent/KR101919028B1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0545347A (en) * | 1991-08-14 | 1993-02-23 | Nippon Steel Corp | Automatic ultrasonic flaw detecting method |
JP2006170839A (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Olympus Corp | Ultrasonic flaw detector |
US20130253325A1 (en) * | 2010-04-14 | 2013-09-26 | Josef R. Call | Systems and methods for improving ultrasound image quality by applying weighting factors |
KR20140015872A (en) * | 2012-07-26 | 2014-02-07 | 주식회사 내비오닉스코리아 | Data processing apparatus using moving standard deviation and processing method tehreof |
KR20150123602A (en) | 2014-04-25 | 2015-11-04 | 주식회사 인디시스템 | Method for reducing noise in ultrasonic inspection |
JP2015230227A (en) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Ultrasonic inspection device and ultrasonic inspection method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113607818A (en) * | 2021-08-04 | 2021-11-05 | 中北大学 | Ultrasonic detection device and method for multi-interface bonding quality |
CN113607818B (en) * | 2021-08-04 | 2024-02-27 | 中北大学 | Ultrasonic detection device and method for multi-interface bonding quality |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Comparison of ultrasonic array imaging algorithms for nondestructive evaluation | |
Hay et al. | A comparison of embedded sensor Lamb wave ultrasonic tomography approaches for material loss detection | |
JP5024901B2 (en) | Non-destructive inspection method for tubular systems | |
Camacho et al. | Ultrasonic crack evaluation by phase coherence processing and TFM and its application to online monitoring in fatigue tests | |
KR101833467B1 (en) | Method for detecting and characterizing defects in a heterogeneous material via ultrasound | |
US20100121584A1 (en) | Method and apparatus for ultrasonic characterization of scale-dependent bulk material heterogeneities | |
Zhang et al. | Effect of roughness on imaging and sizing rough crack-like defects using ultrasonic arrays | |
KR101664484B1 (en) | Ultrasound inspection methods for noisy cast materials and related probes | |
JP2011027754A (en) | Circuit device for ultrasonic nondestructive test of test object | |
CN106840053B (en) | Ultrasonic nondestructive measurement method for fillet weld leg size and internal defects | |
Milne et al. | Ultrasonic non-destructive evaluation of titanium diffusion bonds | |
CA2258913C (en) | Ultrasonic technique for inspection of weld and heat-affected zone for localized high temperature hydrogen attack | |
KR101919028B1 (en) | Method for ultrasonic inspection and, apparatus and system for the same | |
Juengert et al. | Advanced ultrasonic techniques for nondestructive testing of austenitic and dissimilar welds in nuclear facilities | |
Baiotto et al. | Coherence weighting applied to FMC/TFM data from austenitic CRA clad lined pipes | |
Fendt et al. | Ultrasonic defect characterization in heavy rotor forgings by means of the synthetic aperture focusing technique and optimization methods | |
JP6479478B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method | |
US11933766B2 (en) | Material profiling for improved sizing accuracy | |
JP7196581B2 (en) | Structure inspection method of material to be inspected | |
Bertocci et al. | Design of medical ultrasound probe: Measurement system for the characterization of reverberations | |
Wuest et al. | A matched model-based synthetic aperture focusing technique for acoustic microscopy | |
Marhenke et al. | Three dimensional sound field computation and optimization of the delamination detection based on the re-radiation | |
JP5112261B2 (en) | Phased array probe and method for determining its specifications | |
Lachance et al. | High frequency austenitic stainless steel solution | |
Pangraz et al. | Non-destructive evaluation of engineering ceramics by high-frequency acoustic techniques |