KR101922111B1 - 초음파 탐촉자 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 탐촉자 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 탐상 작업시 사람의 진입이 힘든 공간으로 탐촉자의 진입이 가능하게 할 수 있는 것은 물론, 검사대상물에 일정한 상태로 접촉이 유지되고, 접촉이 유지된 상태에서 검사 대상물의 표면을 따라 용이하게 이동 가능하게 구성됨으로써 탐촉자를 이용한 초음파 탐상 작업이 매우 신속하고 수월하게 이루어질 수 있는 것과 동시에 정확한 검사가 이루어질 수 있도록 하는 초음파 탐촉자 검사 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치는, 내벽에 수직으로 초음파를 송출하고 반사파를 수신할 수 있는 초음파 탐촉자가 내장된 탐촉부 본체와; 상기 탐촉부 본체의 측면 방향으로 일정 길이만큼 길게 연장되도록 일측 말단부가 상기 탐촉부 본체와 연결되는 연결봉과; 상기 탐촉부 본체 및 상기 연결봉을 움직일 수 있도록 상기 연결봉의 타측에 마련된 손잡이부와; 외부로부터 전원을 인가받아 상기 탐촉부 본체의 전면으로 자성이 발생되도록 상기 탐촉부 본체에 내장된 전자석과; 상기 전자석의 작동을 제어하기 위한 제어부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 탐촉자 검사 장치{ULTRASONIC PROBE INSPECTION APPARATUS}

본 발명은 초음파 탐촉자 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 탐상 작업시 사람의 진입이 힘든 공간으로 탐촉자의 진입이 가능하게 할 수 있는 것은 물론, 검사대상물에 일정한 상태로 접촉이 유지되고, 접촉이 유지된 상태에서 검사 대상물의 표면을 따라 용이하게 이동 가능하게 구성됨으로써 탐촉자를 이용한 초음파 탐상 작업이 매우 신속하고 수월하게 이루어질 수 있는 것과 동시에 정확한 검사가 이루어질 수 있도록 하는 초음파 탐촉자 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 초음파 탐촉자(ultrasonic transducer)와 초음파센서는 초음파를 이용하여 금속, 비금속으로 된 대상체 즉 재료, 부품, 구조물, 인체 등에 손상을 주지 않고 내부나 표면에 존재하는 결함을 검출하고 재질을 평가하고 진단하는 비파괴시험기술의 핵심 부품이다. 이는 철강, 조선, 중공업 산업, 항공산업, 세라믹, 반도체산업 등 다양한 제품의 공정 중이나 공정 후 품질관리에 널리 사용되고 있다.

또한, 국가 기간시설물인 원자력 및 화력발전소, 교량, 군사시설 등의 대형 구조물의 안전진단 및 상시 감시에 사용되고 있으며, 군사용 수중음파 탐지기, 상수도나 송유관 등의 유량측정기, 어군탐지기 등에도 널리 사용되고 있다.

초음파 탐촉자는 종파, 횡파, 표면파 등의 초음파의 종류에 의해서 구분되며 고주파수, 저주파수, 광대역, 협대역 등의 주파수대역에 의해서 구분된다. 또한, 직접 접촉식, 국부 접촉식, 수중식, 비접촉식 등의 접촉방법이나 접촉 여부에 의해서 구분되며 초음파의 굴절각도, 송수신부의 분리여부, 초음파의 집속(focusing)여부 및 집속거리, 지연선 유무, 대상체의 곡률 등에 따라서 종류가 구분된다.

이와 같은 초음파 탐촉자를 이용한 초음파 탐촉법은 검사자가 검사 장비에 연결된 초음파 탐촉자를 검사 대상에 접촉시킨 상태로 검사 대상에 초음파를 발진시켜 검사를 실시한다. 이때 검사자는 검사 대상에 초음파 탐촉자가 일정한 접촉력을 갖도록 압력을 가하여 검사 대상으로 발진된 초음파 신호의 진폭을 일정하게 유지해야 한다.

상기의 초음파 탐촉법은 검사 대상의 면들이 평평하거나, 일정한 형태를 가진 경우에는 초음파 탐촉자와 검사 대상 사이의 접촉력을 일정하게 유지할 수 있으나, 그렇지 못한 경우 검사 결과의 오류를 야기할 수 있는 문제점이 있다.

즉, 검사 도중 검사 대상의 표면에서 굴곡으로 인하여 접촉력이 증가하는 경우와 같이, 검사 대상의 면이 불균일한 형태인 경우, 초음파 탐촉자는 검사 대상 면 전체에 있어서 균일한 접촉력을 가질 수 없게 되는 경우가 발생한다.

또한, 초음파 탐촉자와 검사 대상 사이에 일정한 접촉력이 유지되지 않으면, 초음파의 전달 에너지에 차이가 발생되어, 검사 대상으로부터의 반사 신호가 달라지게 되므로 검사 오류가 발생되는 문제점이 있다.

또한, 최근 원자력발전소에서는 응력부식 등에 의한 균열에 의해 냉각재 상실사고 등이 발생되는 문제를 미연에 방지할 수 있도록 핵연료 교환 작업 시에 초음파 검사장비와 같은 비파괴 검사장치를 이용하여 이들 용접부의 건전성을 평가하고 있다.

이에, 종래의 기술 대한민국 등록특허공보 제10-0802315호 '두께측정용 초음파 탐촉자'와 같은 기술에서는 원전의 가압기 슬리브(sleeve) 및 각종 튜브(tube) 등과 같이 공간이 협소한 제품 내부에 삽입하여 제품의 두께를 정밀하게 측정하기 위한 초음파 탐촉자가 개시되어 있는데, 이는 대략 도 1에 도시된 바와 같은 구조의 초음파 검사장치(scanner)를 사용한다.

도 1에 도시된 바와 같은 튜브 용접부 초음파 검사장치는 일반적으로 스캐너 본체, 고정장치, 이송 및 회전장치, 탐촉자 연결장치 및 초음파 탐촉자 등을 구비하며, 이러한 초음파 검사장치를 사용하여 튜브 용접부에 크랙 등이 있는지 등의 결함을 검사할 때에는 먼저 고정장치를 이용하여 스캐너 본체를 검사대상 튜브의 외부에 견고하게 고정시킨 다음, 그 내부에 초음파 발진기가 설치된 초음파 탐촉자(probe)를 튜브의 내부에 삽입한 상태에서 스캐너 본체에 설치된 이송 및 회전장치를 이용하여 초음파 탐촉자를 튜브 길이방향으로 이송하는 동시에 회전시켜가면서 튜브 용접부의 결함 존재 여부와 용접부의 어느 부분에 결함이 존재하는지를 검사한다.

하지만, 상기와 같은 구조의 초음파 검사장치는 각종 튜브(tube) 등과 같이 공간이 협소한 제품 내부에 삽입하여 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 장점은 있다 하겠으나, 상기와 같은 초음파 검사장치를 사용하는 경우에는 고정장치를 이용하여 스캐너 본체를 검사대상 튜브의 외부에 견고하게 고정시켜야 할 뿐만 아니라 검사 수행 시에도 초음파 탐촉자를 회전시켜가면서 검사를 수행하여야 하기 때문에 검사에 많은 시간이 소요되는 단점이 있었다.

또한, 상기와 같은 초음파 검사장치는 튜브 용접부 내에 결함이 존재하는지의 여부를 검사할 때 적합한 것으로 검사 대상물의 외부 표면에 배치되도록 한 상태에서 검사를 하기 위해서는 탐촉자의 고정 상태를 일정하게 유지하는 등의 작업이 수작업으로 이루어져야 하므로 이와 같은 작업을 하는 경우 탐촉자와 검사 대상물 외부 표면과의 접촉 상태가 일정하게 유지되지 못하면서 초음파 신호가 불안정하게 되어 검사의 정확성과 신뢰성이 저하된다는 문제 또한 발생되었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 원자력 발전소, 화학플랜트 등의 배관 또는 구조물 등 응력이나 피로에 취약하거나 검사자의 접근이 어려운 장소에서 탐촉자가 내장된 탐촉부 본체를 검사 위치로 진입시켜 검사 대상면에 간편하게 고정시킨 상태로 사용이 가능함과 동시에 고정된 상태에서의 해체나 이동이 용이하여 초음파 탐촉 작업이 매우 편리하고 수월하게 진행될 수 있도록 하는 초음파 탐촉자 검사 장치를 제공하는데에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 제작이 간단하고, 구성부품들의 설치 및 해체가 용이하여 유지 보수 또한 매우 편리한 초음파 탐촉자 검사 장치를 제공하는데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치는, 내벽에 수직으로 초음파를 송출하고 반사파를 수신할 수 있는 초음파 탐촉자가 내장된 탐촉부 본체와; 상기 탐촉부 본체의 측면 방향으로 일정 길이만큼 길게 연장되도록 일측 말단부가 상기 탐촉부 본체와 연결되는 연결봉과; 상기 탐촉부 본체 및 상기 연결봉을 움직일 수 있도록 상기 연결봉의 타측에 마련된 손잡이부와; 외부로부터 전원을 인가받아 상기 탐촉부 본체의 전면으로 자성이 발생되도록 상기 탐촉부 본체에 내장된 전자석과; 상기 전자석의 작동을 제어하기 위한 제어부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치는, 상기 연결봉은, 체결부재를 통해 상기 탐촉부 본체의 측면에 일체로 연결되는 연결브라켓과, 상기 연결봉의 일측 말단부에서 일정 길이만큼 연장되고 길이방향 일단부가 상기 연결브라켓과 수직하게 일체로 연결되어 탄력적으로 굴절 가능한 탄성지지부가 구비되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치는, 상기 탐촉부 본체는, 후면의 중앙에서 상기 초음파 탐촉자가 내부로 수직하게 삽입되어 수용될 수 있는 내부수용홀이 형성되고, 후면에서 상기 내부수용홀을 덮도록 결합되며 상기 초음파 탐촉자가 상기 내부수용홀에서 전면으로 소정 돌출되게 고정하는 후면캡이 구비되며, 상기 초음파 탐촉자를 중심으로 방사상 방향으로 일정 간격 이격되어 수직하게 관통된 복수개의 외측관통홀이 형성되되, 상기 전자석은, 복수개로 구성되어 상기 외측관통홀 각각에 수직하게 삽입되어 수용되고 고정부재를 통해 착탈 가능하게 고정된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치는, 상기 탐촉부 본체는, 상기 후면캡의 내면과 상기 초음파 탐촉자의 후단부 사이에서 게재되어 상기 초음파 탐촉자가 전면으로 소정 돌출되게 탄력지지하는 탄성가압부재가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치는, 상기 제어부는, 상기 전자석의 작동을 제어하기 위한 스위치부가 구비되되, 상기 스위치부는 상기 손잡이부에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치는 원자력 발전소, 화학플랜트 등의 배관 또는 구조물 등 응력이나 피로에 취약하거나 검사자의 접근이 어려운 장소에서 탐촉자를 검사 대상면에 간편하게 고정시킨 상태로 사용이 가능함과 동시에 고정된 상태에서의 해체나 이동이 용이하여 초음파 탐촉 작업이 매우 편리한 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치는 제작이 간단하고, 구성부품들의 설치 및 해체가 용이하여 유지 보수 또한 매우 편리한 장점을 갖는다.

도 1은 종래의 초음파 검사장치의 일예를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치의 구성을 도시한 전체도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치의 주요 구성의 결합 상태를 확대 도시한 분해단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치의 후면에서의 결합 상태를 확대 도시한 결합분해도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치의 탐촉자 본체부의 전면 부분을 확대 도시한 측면확대도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치의 사용예를 도시한 사용상태도.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치의 구성을 도시한 전체도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치의 주요 구성의 결합 상태를 확대 도시한 분해단면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치의 후면에서의 결합 상태를 확대 도시한 결합분해도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치의 탐촉자 본체부의 전면 부분을 확대 도시한 측면확대도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치의 사용예를 도시한 사용상태도이다.

본 발명 초음파 탐촉자 검사 장치(1)는 사람이 진입하기 힘든 틈새 공간이나 높은 위치로 탐촉부 본체가 진입할 수 있도록 함과 동시에 초음파 탐촉자와 검사 대상 사이의 접촉력을 일정하게 유지할 수 있도록 하고, 검사 대상물의 외부 표면과 일정 거리 이격되거나 접촉된 상태를 유지한 상태에서 이동하며 검사를 수행할 수 있도록 구성된 것이 특징이다.

이에 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치(1)는, 탐촉부 본체(10)와, 연결봉(20)과, 손잡이부(30)와, 전자석(40)과, 제어부(50)를 포함하여 구성된다.

상기 탐촉부 본체(10)는 후술되는 초음파 탐촉자(11) 및 상기 전자석(40)과 같은 구성이 안정적으로 고정될 수 있도록 구성된 것이다. 이에 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 탐촉부 본체(10)는 일정 폭과 두께를 갖도록 대략 사각형 구조로 형성될 수 있으며, 이때 필요 없는 공간을 절삭 처리하여 금속 재료의 절감과 함께 중량을 최소화할 수 있도록 제작될 수 있다.

또한, 상기 탐촉부 본체(10)는 검사 대상물(W)의 표면에 배치되어 초음파 검사를 수행할 수 있는 상기 초음파 탐촉자(11)가 설치되기 위한 내부수용홀(110)이 형성된다.

상기 내부수용홀(110)은 상기 탐촉부 본체(10)의 후면 중앙으로 개구되고, 상기 초음파 탐촉자(11)의 크기에 대응하는 내경을 갖도록 일정 깊이로 형성된 원형의 내부공간을 이루게 된다.

이에 따라, 상기 초음파 탐촉자(11)는 상기 탐촉부 본체(10)의 후면의 중앙에서 상기 내부수용홀(110)에 수직하게 삽입될 수 있으며, 상기 내부수용홀(110)은 내부에 상기 초음파 탐촉자(11)가 안착된 상태로 지지될 수 있는 내부단턱(110a)이 형성된다.

이때, 상기 내부수용홀(110)은 내부에서 상기 탐촉부 본체(10)의 전면으로 일정 직경 관통된 관통구(110b)가 형성되고, 이에 상기 초음파 탐촉자(11)는 전면 즉, 초음파를 입사할 수 있는 송신부가 상기 관통구(110b)를 통해 상기 탐촉부 본체(10)의 전면으로 소정 돌출될 수 있게 된다.

또한, 상기 탐촉부 본체(10)는 후면에서 상기 내부수용홀(110)을 덮도록 결합되는 후면캡(120)이 구비된다.

상기 후면캡(120)은 상기 탐촉자(11)가 상기 내부수용홀(110)에서 전면으로 소정 돌출된 상태로 고정하기 위한 것으로, 상기 후면캡(120)은 도 3에 도시된 바와 같이 체결부재(120a)를 통해 상기 탐촉부 본체(10)의 후면으로 결합되며 상기 초음파 탐촉자(11)의 후단부를 견고하게 지지하게 된다.

이에 따라, 상기 초음파 탐촉자(11)는 검사 대상물(W)의 내벽에 수직으로 초음파를 송출하고 반사파를 수신할 수 있도록 상기 탐촉부 본체(10)에서 수직한 방향 즉, 상기 탐촉부 본체(10)의 전후 방향을 향하여 배치되도록 간편하게 설치될 수 있다.

상기 연결봉(20)은 상기 초음파 탐촉자(11)가 설치된 상기 탐촉부 본체(10)의 일측 방향으로 길게 연장되도록 길이방향의 일측 말단부가 상기 탐촉부 본체(10)와 연결되는 구성이다.

상기 연결봉(20)은 검사 대상물이 검사자의 손에 미치지 못하는 장소 예를 들면, 높은 곳이나 맞은편에 구조물이 인접하게 위치된 경우 공간이 협소한 관계로 검사자의 접근이 어려운 장소에서 상기 탐촉부 본체(10)를 검사 위치로 진입시킬 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 연결봉(20)은 상기 탐촉부 본체(10)의 측면 방향으로 일정 길이만큼 길게 연장되도록 일측 말단부가 상기 탐촉부 본체(10)와 연결되는데, 이때 상기 연결봉(20)은 상기 초음파 탐촉자(11)와 상호 수직을 이루는 방향을 향하도록 상기 탐촉부 본체(10)의 측면방향으로 일정 길이만큼 연장된다.

이에 따라 상기 연결봉(20)은 초음파 검사가 필요한 현장 상황에 따라 검사 대상면까지 진입할 수 있는 거리에 대응하는 길이로 제작될 수 있는데, 본 발명의 일실시예에서는 대략 3m 내지 4m 정도의 길이를 갖도록 형성될 수 있으며, 운반이나 휴대를 위해 조립식 또는 길이가변식으로 구성되는 실시예도 가능할 것이다.

이때, 상기 연결봉(20)은 상기 초음파 탐촉자(11)의 방향이 360° 회전될 수 있도록 상기 탐촉부 본체(10)로부터 회전될 수 있게 구성되고, 상기 초음파 탐촉자(11)의 중량을 버틸 수 있는 강도를 갖되, 검사자가 손쉽게 휴대할 수 있도록 경량의 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 손잡이부(30)는 상기 연결봉(20)을 쉽게 파지하여 상기 탐촉부 본체(10)를 이동시킬 수 있도록 구성된 것으로, 상기 손잡이부(30)는 상기 연결봉(20)의 타측 즉, 상기 탐촉부 본체(10)의 반대 방향에 마련된다.

또한, 상기 손잡이부(30)는 상기 탐촉부 본체(10)의 전면 즉, 상기 초음파 탐촉자(11)가 검사 대상물(W)의 표면에 대하여 수직하게 접촉될 수 있는 방향을 향한 상태에서 파지가 용이하도록 구성된다.

이에 상기 손잡이부(30)는 상기 연결봉(20)의 길이방향을 따라 일정 간격 이격된 양단부에서 고정되며 상기 연결봉(20)의 측면 방향으로 소정 간격 돌출되게 결합된 지지브라켓(31)과 상기 지지브라켓(31)의 외측에서 일정 간격으로 수직하게 연장된 한 쌍의 연장브라켓(32a,32b)과, 상기 한 쌍의 연장브라켓(32a,32b)에서 상기 지지브라켓(31)과 평행한 방향으로 나란하게 연장된 한 쌍의 손잡이바(33a,33b)로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 본 발명 초음파 탐촉자 검사 장치(1)를 사용하는 검사자는 한 손 또는 양손을 이용하여 상기 탐촉부 본체(10)가 수직하게 세워지거나 눕혀진 상태에서 상기 연결봉(20)을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

이때, 상기 손잡이부(30)는 상술한 바와 같이 상기 탐촉부 본체(10) 및 상기 탐촉자(11)가 상기 연결봉(20)으로부터 360° 방향으로 회전되는 구성을 통해 상기 한 쌍의 손잡이바(33a,33b)가 항상 상기 연결봉(20)의 상방을 향하도록 위치될 수 있다. 즉, 검사자는 상기 탐촉부 본체(10)의 방향이 어느 방향을 향하더라도 본 발명 초음파 탐촉자 검사 장치(1)를 상방에서 들고 있는 자세로 검사 작업을 실시할 수 있고, 일정 간격으로 양손을 이용하여 버틸 수 있기 때문에 사용이 매우 효과가 있다.

또한, 이와 같이 설치된 상기 초음파 탐촉자(11)는 상기 연결봉(20)을 따라 길게 이어져 연결되는 케이블(12)을 통해 송신진동자에 초음파를 송신시키는 초음파 탐상기 및 신호기록 처리 장치(도면미도시) 등에 접속되어 초음파 반사 신호를 전달할 수 있고, 후술되는 상기 제어부(50)로부터 입력된 제어신호에 따라 초음파를 발생시켜 구조물과 같은 검사 대상물(W)의 표면에 방사할 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 초음파 탐촉자(11)는 검사 대상물(W)의 내부 깊이 방향에 존재하는 결함 즉, 크랙 등의 물리적인 결함이나 금속의 조직적인 결합에서 반사된 반사 초음파를 수신함으로써, 검사 대상물(W)의 내부의 결함을 검출하게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치(1)는 상기 연결봉(20)이 연결브라켓(21)과, 탄성지지부(22)가 구비되어 구성된다.

상기 연결브라켓(21)은 상기 연결봉(20)이 상기 탐촉부 본체(10)의 측면에 일체로 착탈 가능하게 연결되는 구성이다.

도 4를 참조하면, 상기 연결브라켓(21)은 상기 탐촉부 본체(10)의 측면 두께 및 폭과 대응하는 크기로 형성된 판형 브라켓으로, 중앙에는 상기 초음파 탐촉자(11)와 접속되는 상기 케이블(12)이 통과할 수 있는 통과공이 형성된다.

이에, 상기 연결브라켓(21)은 상기 탐촉부 본체(10)의 일측 측면 즉, 상기 연결봉(20)과 이어지는 방향의 측면으로 체결부재(21a)를 통해 착탈 가능하게 결합된다.

상기 탄성지지부(22)는 상기 연결봉(20)과 상기 연결브라켓(21) 사이를 잇도록 상기 연결브라켓(21)과 일체로 구성된다.

상기 탄성지지부(22)는 상기 연결봉(20)과 나란한 방향으로 연장되도록 구성된 것으로, 길이방향 일단부가 상기 연결브라켓(21)과 수직하게 일체로 연결되고, 길이방향의 타단부가 상기 연결봉(20)의 일측 말단부에서 일정 길이만큼 일체로 연장된다.

따라서, 상기 탄성지지부(22)는 탄력적으로 굴절 가능하게 되면서 외부 물체와의 충돌시 상기 탐촉부 본체(10)가 유연하게 움직일 수 있도록 한다.

이에, 본 발명의 일실시예에서는 상기 탄성지지부(22)의 길이방향 양단부가 상기 연결브라켓(21)과 상기 연결봉(20)의 일측 말단부에 각각 용접 처리되어 일체로 구성될 수 있다.

이때, 상기 탄성지지부(22)는 검사자가 상기 연결봉(20) 또는 상기 손잡이부(30)를 잡고 움직이는 동작이나 특별한 외력이 가해지지 않은 상태에서는 탄성력이 작용하지 않는 것이 바람직하며, 상기 탐촉부 본체(10)가 검사 대상물(W)이나 주변 장애물에 충격되는 경우 소정의 탄성이 작용할 수 있는 정도로의 탄성력이 설정되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명 초음파 탐촉자 검사 장치(1)는 상기 연결봉(20)이 상기 탐촉부 본체(10)와 간편하게 탈부착 결합될 수 있도록 구성될 수 있는 것으로, 이와 같은 구성을 통해 상기 초음파 탐촉자(11) 또는 상기 탐촉부 본체(10)를 교체 또는 수리하는 등의 유지 보수가 매우 편리한 효과가 발생된다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 상술한 바와 같이 상기 탐촉부 본체(10)와 상기 연결봉(20)가 상호 착탈 가능하게 구성된 경우 상기 초음파 탐촉자(11)에 상기 케이블(12)의 연결이 간편하게 이루어질 수 있도록 구성된다.

도 4를 참조하면, 상기 케이블(12)은 상기 연결봉(20)을 따라 길게 이어지게 되는 것으로, 상기 케이블(12)은 상기 탐촉부 본체(10)에 내장되게 설치되는 상기 초음파 탐촉자(11)와 연결된 상태에서 상기 연결브라켓(21)을 상기 탐촉부 본체(10)로부터 해체가 어렵게 되는 것이다.

이에, 본 발명의 일실시예에서는 상기 탐촉부 본체(10)의 일측 즉, 상기 연결브라켓(21)과 결합되는 측면 중앙 부분에서 후면 부분까지 절삭 가공 처리된 케이블수용부(140)가 마련된다.

즉, 상기 케이블수용부(140)는 상기 초음파 탐촉자(11)가 상기 후면캡(120)에 의해 상기 탐촉부 본체(10) 내에 내장된 상태에서 상기 초음파 탐촉자(11)의 측면에 형성된 접속단자가 외부로 노출될 수 있도록 함으로써 상기 제어부(50)나 초음파 탐상기에 연결될 수 있는 케이블(12)을 쉽게 분리할 수 있게 된다.

이때, 상기 후면캡(120)은 일측 즉, 상기 연결봉(20)이 이어지는 측면 방향으로 절삭 가공 처리된 개구부가 형성되는데, 이와 같은 개구부는 상기 케이블(12)의 연결이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 것으로, 이를 통해 상기 탐촉부 몸체(10)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 내부수용홀(110)의 일측과 상기 케이블수용부(140)가 연통되는 구조를 이룰 수 있게 된다.

따라서, 상기 탐촉부 본체(10)에 내장되는 상기 초음파 탐촉자(11)는 측면으로 돌출된 상기 접속단자가 상기 케이블수용부(140)를 향하도록 한 상태에서 상기 내부수용홀(110)에 가이드되어 간편하게 삽입될 수 있다.

또한, 상기 탐촉부 본체(10)의 일측으로 결합된 상태의 상기 연결브라켓(21)을 분리하고자 하는 경우 상기 초음파 탐촉자(11)에 연결된 상기 케이블(12)을 쉽게 해체할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 주요 구성요소들의 유기적인 결합관계를 통해 연결구성들간의 조립이 간편해질 수 있는 것은 물론, 그로 인해 각 부품들의 교체 또는 보수 작업 또한 매우 용이해지는 효과 또한 발생될 수 있게 된다.

한편, 본 발명 초음파 탐촉자 검사 장치(1)는 상기 탐촉부 본체(10)의 상기 내부수용홀(110) 내부에 탄성가압부재(150)가 구비된 것이 특징이다.

상기 탄성가압부재(150)는 상기 후면캡(120)의 내면과 상기 초음파 탐촉자(11)의 후단부 사이에 게재되어 상기 초음파 탐촉자(11)가 전면으로 소정 돌출되게 탄력지지하도록 구성된다.

따라서, 본 발명의 일실시예에서는 상기 탐촉부 본체(10)에 내장될 수 있는 상기 초음파 탐촉자(11)는 볼트나 나사와 같은 별도의 체결부재를 통해 조립하는 별도의 작업이 필요하지 않은 장점이 있으며, 이에 따라, 상기 초음파 탐촉자(11)가 상기 내부수용홀(110)에 간편하게 수용되는 될 수 있는 것과 동시에 견고하게 고정될 수 있는 것은 물론, 검사 대상물(W)에 상기 초음파 탐촉자(11)의 돌출된 전면이 접촉시키는 작업을 반복하는 경우 상기 초음파 탐촉자(11)의 잦은 충돌로 인한 충격을 완충시키는 효과가 발생될 수 있으며, 그로 인한 상기 초음파 탐촉자(11)의 사용 수명을 최대한 연장할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 탐촉자 검사 장치(1)는 외부로부터 전원을 인가받아 상기 탐촉부 본체(10)의 전면으로 자성이 발생되도록 상기 탐촉부 본체(10)에 내장되는 상기 전자석(40)을 포함하여 구성된 것이 특징이다.

이에 본 발명의 일실시예에서는 상기 탐촉부 몸체(10)에 상기 전자석(40)이 수용될 수 있는 복수개의 외측관통홀(130)이 형성된다.

상기 외측관통홀(130)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 탐촉부 몸체(10)의 중앙에 배치되는 상기 초음파 탐촉자(11)를 중심으로 방사상 방향으로 일정 간격 이격되어 수직하게 관통 형성된다.

이에 도 5를 참조하면, 상기 전자석(40)은 복수개로 구성될 수 있는데, 본 발명의 일실시예에서는 상기 전자석(40)이 사각형상으로 이루어진 상기 탐촉부 본체(10)의 네 모서리 방향에 인접하게 배치되도록 네 개로 이루어진다.

즉, 원통형으로 이루어질 수 있는 상기 전자석(40)과 대응하는 내경을 이루도록 상기 외측관통홀(130)이 상기 탐촉부 본체(10)의 네 모서리 방향에서 상하 관통되게 형성되고, 상기 전자석(40) 각각은 상기 외측관통홀(130) 각각에 수직하게 삽입되어 수용된 상태에서 고정부재(131a)를 통해 착탈 가능하게 고정된다.

이때, 상기 외측관통홀(130)은 상기 탐촉부 본체(10) 사방의 외측으로 관통된 체결공(131)이 형성되는데, 상기 체결공(131)은 외부에서 상기 탐촉부 본체(10)의 외측면을 관통하여 외부와 상기 외측관통홀(130)이 연통될 수 있도록 형성된 것이다.

이에 따라, 상기 고정부재(131a)는 상기 외측관통홀(130) 각각의 내부에 수용된 상기 전자석(40)의 외주면을 따라 교차 방향에서 견고하게 체결 지지될 수 있으며, 이와 같은 결합 구조를 통해 상기 전자석(40) 각각의 체결 작업이 매우 간편하고 견고하게 이루어질 수 있는 것과 동시에 각각의 전자석(40)이 따로 쉽게 분리되어 교체될 수 있는 장점을 갖게 된다.

한편, 상기와 같이 복수개로 구성될 수 있는 상기 전자석(40)은 각각 상기 외측관통홀(130)에 동일한 깊이로 삽입될 수 있도록 상기 외측관통홀(130)의 내면에 상기 전자석(30)이 걸림 지지될 수 있는 단턱을 이루도록 하거나, 상기 전자석(40)의 외주면에 플랜지가 형성되도록 하는 등의 실시예가 가능할 것이다.

상기 제어부(50)는 상기 전자석(40)의 작동을 제어할 수 있도록 하는 스위치(51)가 구비되는 구성이다.

이때, 상기 제어부(50)는 상기 케이블(12)을 통해 상기 초음파 탐촉자(11)에 초음파를 송신시키는 초음파 탐상기 및 신호기록 처리 장치를 포함할 수 있다. 즉, 상기 초음파 탐촉자(11)로부터 초음파 송출신호 또는 반사 신호를 전달하도록 제어신호를 송출할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 상기 전자석(40)들의 작동 제어를 위한 상기 스위치(51)가 상기 손잡이부(30)의 주변에 설치된다.

상기 스위치(51)는 상기 전자석(40) 각각에 전원을 인가 및 차단하도록 구성된 것으로, 검사 대상물(W)의 검사면에 상기 초음파 탐촉자(11)가 접촉되거나 근접하게 위치시키고자 하는 경우 외부로부터 공급된 전원을 상기 전자석(40) 각각에 공급 또는 차단시킬 수 있도록 검사자에 의해 작동된다.

이에, 본 발명 초음파 탐촉자 검사 장치를 이용하여 검사를 수행하는 검사자는 상기 손잡이부(30)에 마련된 상기 한 쌍의 손잡이바(33a,33b)를 파지한 상태에서 상기 전자석(40)의 작동을 신속하게 제어할 수 있게 되어 보조자의 도움 없이 검사 작업을 계속하여 진행할 수 있게 되고, 다른 장소로의 이동시에도 작업을 쉽게 중단할 수 있어 검사 작업이 보다 신속하게 이루어질 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명 초음파 탐촉자 검사 장치는 다음과 같이 사용될 수 있다.

우선, 원자력 발전소, 화학플랜트 등의 배관 또는 구조물 등 응력이나 피로에 취약하거나 검사자의 접근이 어려운 장소에서 상기 초음파 탐촉자(11)가 내장된 상기 탐촉부 본체(10)를 검사 위치로 진입시키는 작업이 가능해지게 된다.

도 6을 참조하면, 검사자의 손이 미치지 못하는 틈새 공간 등에서 초음파 탐상 작업이 필요한 경우 상기 탐촉부 본체(10) 및 상기 연결봉(20)의 두께 이상의 폭이 확보되면 본 발명 초음파 탐촉자 검사 장치가 상기 틈새 공간 내부로 진입할 수 있게 된다.

이때, 검사자는 검사 대상물(W)의 검사면에 상기 탐촉부 본체(10)가 다다른 경우 상기 스위치(51)의 제어를 통해 전원을 인가한 경우 상기 전자석(40)에서는 상기 탐촉부 본체(10)의 전면으로 자성(f)이 발생되면서 상기 초음파 탐촉자(11)가 검사면에 접촉될 수 있도록 한다.

또한, 이와 같은 경우 상기 전자석(40)에서는 자성이 검사면에 대하여 수직 방향으로 작용하기 때문에 검사자가 상기 손잡이부(30)를 파지한 상태로 움직이는 경우 상기 탐촉부 본체(10)가 이동할 수 있게 되어 상기 초음파 탐촉자(11)가 검사 대상물(W)의 표면에 접촉된 상태에서 주변 방향으로 움직이며 초음파 탐상 작업을 용이하게 실시할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 전자석(40)에 자성이 발생되면서 상기 초음파 탐촉자(11)와 상기 검사 대상물(W) 서로간에 순간적으로 충격이 발생될 수 있는데, 이때 본 발명의 일실시예에서는 상술한 바와 같이 상기 내부수용홀(110)에서 상기 탄성가압부재(150)가 상기 초음파 탐촉자(11)의 후단부를 탄성 지지하도록 구성되어 완충역할을 하게 되는 것은 물론, 상기 초음파 탐촉자(11)가 상기 탐촉부 본체(10)의 전후 방향으로 유연하게 움직일 수 있도록 하여 특정 세기의 자성에도 부착력이 일정하게 유지될 수 있도록 할 수 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명 초음파 탐촉자 검사 장치는 초음파 탐상 작업시 검사 대상면에 간편하게 고정시킨 상태로 사용이 가능함에 따라 검사자로 하여금 협소한 공간에서의 작업이 용이해지게 되는 것은 물론, 상기 탐촉부 본체(10)가 검사면에 일정 높이로 고정된 상태에서의 이동이나 해체가 편리하게 되어 초음파 탐상 작업이 매우 신속하고 수월하게 진행될 수 있는 효과가 발생된다.

뿐만 아니라, 본 발명 초음파 탐촉자 검사 장치는 연결 부품들간의 조립이나 제작 작업이 매우 간편하게 이루어질 수 있으며, 구성부품들의 설치 및 해체가 용이하여 유지 보수 또한 매우 편리한 작용효과가 발생될 수 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 초음파 탐촉자 검사 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

1 검사 장치
10 탐촉부 본체
110 내부수용홀
120 후면캡
130 외측관통홀
140 케이블수용부
150 탄성가압부재
11 초음파 탐촉자
12 케이블
20 연결봉
21 연결브라켓
22 탄성지지부
30 손잡이부
40 전자석
50 제어부
51 스위치

Claims (5)

1. 내벽에 수직으로 초음파를 송출하고 반사파를 수신할 수 있는 초음파 탐촉자가 내장된 탐촉부 본체와; 상기 탐촉부 본체의 측면 방향으로 일정 길이만큼 길게 연장되도록 일측 말단부가 상기 탐촉부 본체와 연결되는 연결봉과; 외부로부터 전원을 인가받아 상기 탐촉부 본체의 전면으로 자성이 발생되도록 상기 탐촉부 본체에 내장된 전자석과; 상기 전자석의 작동을 제어하기 위한 제어부를; 포함하되,
   상기 연결봉은, 체결부재를 통해 상기 탐촉부 본체의 측면에 일체로 연결되는 연결브라켓과, 상기 연결봉의 일측 말단부에서 일정 길이만큼 연장되고 길이방향 일단부가 상기 연결브라켓에 수직하게 연결되어 탄력적으로 굴절 가능한 탄성지지부가 구비되어 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자 검사 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 탐촉부 본체는, 후면의 중앙에서 상기 초음파 탐촉자가 내부로 수직하게 삽입되어 수용될 수 있는 내부수용홀이 형성되고, 후면에서 상기 내부수용홀을 덮도록 결합되며 상기 초음파 탐촉자가 상기 내부수용홀에서 전면으로 소정 돌출되게 고정하는 후면캡이 구비되며, 상기 초음파 탐촉자를 중심으로 방사상 방향으로 일정 간격 이격되어 수직하게 관통된 복수개의 외측관통홀이 형성되되,
   상기 전자석은, 복수개로 구성되어 상기 외측관통홀 각각에 수직하게 삽입되어 수용되고 고정부재를 통해 착탈 가능하게 고정된 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자 검사 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 탐촉부 본체는, 상기 후면캡의 내면과 상기 초음파 탐촉자의 후단부 사이에서 게재되어 상기 초음파 탐촉자가 전면으로 소정 돌출되게 탄력지지하는 탄성가압부재가 구비된 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자 검사 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탐촉부 본체 및 상기 연결봉을 움직일 수 있도록 상기 연결봉의 타측에 마련된 손잡이부를; 더 포함하되,
   상기 제어부는, 상기 전자석의 작동을 제어하기 위한 스위치부가 구비되고,
   상기 스위치부는 상기 손잡이부에 설치된 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자 검사 장치.

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