KR101941354B1 - 송수신부가 절연된 배열 와전류 탐촉자 및 이를 이용한 와전류 탐상 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

송수신부가 절연된 배열 와전류 탐촉자 및 이를 이용한 와전류 탐상 검사 방법을 제공한다. 배열 와전류 탐촉자는 몸체, 상기 몸체의 둘레를 따라 하나의 열로 배치되는 복수개의 자기여기용 소자 및 상기 하나의 열 상에서 상기 자기여기용 코일과 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 배치되는 복수개의 자장검출용 소자를 포함할 수 있다.

Description

송수신부가 절연된 배열 와전류 탐촉자 및 이를 이용한 와전류 탐상 검사 방법 {ARRAY EDDY CURRENT PROBE WITH ISOLATED TRANSMIT/RECEIVE PART AND EDDY CURRENT INSPECTION METHOD USING THEREOF}
본 발명의 실시예들은 열교환기 전도성 튜브의 원주 방향 균열과 튜브 외면에 존재하는 잔류물질을 검출할 수 있는 송수신부가 절연된 배열 와전류 탐촉자와 이를 이용한 와전류 탐상 검사 방법에 관한 것이다.
원자력 발전소에서 사용되는 열교환기의 튜브는 열교환 성능을 향상시키기 위해 열전달율이 좋고 부식에 강하며 두께가 얇은 세관들로 제작된다. 이 세관들은 압력경계를 유지하고 있고 매우 열악한 환경에 노출되어 있기 때문에 고온/고압에 의한 균열, 관과 관지지대 사이의 마모, 덴트(dent) 등 다양한 종류의 결함들이 발생한다. 따라서, 열교환기 튜브의 건전성 진단을 위해서는 주기적으로 비파괴 검사를 수행할 필요가 있다. 열교환기 튜브의 재질은 대부분 비자성체이므로, 이러한 두께가 얇은 비자성체 튜브의 비파괴 검사를 위해 와전류 탐상 검사가 주로 사용된다.
열교환기 튜브에 대한 와전류 탐상 검사는 튜브 내부에 삽입된 와전류 탐촉자의 코일에 고주파(수십 내지 수백㎑) 전류를 흘려 튜브에 와전류를 형성시키고, 튜브의 기하학적 형상 변화, 재료의 전도도, 결함 등에 의한 와전류의 변화를 감지하여 결함의 유무 및 크기를 측정하는 방법으로 수행된다. 이러한 검사를 수행하기 위한 와전류 탐촉자로서 일반적으로 보빈 탐촉자(Bobbin probe)와 회전형(Rotating Pancake Coil, RPC) 탐촉자가 이용되고 있다.
보빈 탐촉자는 코일 축이 튜브 축과 동일한 두 개의 코일을 한 개의 몸체에 환형으로 권선된 장치로, 코일 간에 일정한 간극을 가지고 있다. 보빈 탐촉자를 이용한 검사는 검사 속도가 빠르다는 장점은 있지만, 축방향 균열에는 민감한 반면 원주방향 균열 검출에는 둔감한 단점을 가지고 있다.
회전형 탐촉자는 코일 축이 튜브 면에 수직한 팬케이크(pancake) 형태의 코일을 가진 동체 구동장치에 의하여 회전하며 검사를 수행한다. 회전형 탐촉자를 이용한 검사는 축방향 및 원주방향의 결함 검출 성능이 우수하지만, 검사속도가 매우 느리다는 단점이 있다.
이 두 가지 탐촉자의 장점을 유지하고 단점을 보완한 장치가 배열 와전류 탐촉자이다. 배열 와전류 탐촉자는 코일이 원기둥 형태의 몸체에 검사대상에 따라 원주방향으로 2차원적으로 배열된다. 따라서 각각의 코일을 전자적으로 제어하여 여러 방향으로 신호를 송수신함으로써 기계적인 회전 없이 코일이 배열된 영역에 대하여 전자적 주사로 와전류 검사를 수행할 수 있다. 이와 같은 전자적인 주사에 의해, 와전류 탐촉자를 이용한 검사는 보빈 탐촉자의 빠른 검사의 장점과, 원주방향 결함 검출 및 해당부위에 대한 2차원/3차원의 입체영상을 획득할 수 있는 회전형 탐촉자의 장점을 동시에 가지게 되어 검사시간이 단축되고, 검사 신뢰도가 향상된다.
도 1은 종래의 배열 와전류 탐촉자를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 배열 와전류 탐촉자에는 복수개의 코일(100)이 배열 와전류 탐촉자의 원주 방향으로 복수개의 열로 조밀하게 서로 엇갈려 배열되어 있다. 와전류 탐상 검사 시 코일 하나가 와전류를 여기시키고 다른 코일이 와전류에 의한 자기를 검출하는 송수신 모드가 사용된다. 원주방향 균열을 탐지하기 위해서 복수개의 열 중 최소 1열이 사용되고 원주방향 균열과 축방향 균열을 검출하기 위해서 2열 또는 3열이 사용된다. 또한 전자적인 주사를 위해 송수신 코일을 선택하는 스위칭 장치인 멀티플렉서가 사용된다.
도 2는 종래의 배열 와전류 탐촉자의 동작을 설명하기 위해 도 1에 나타낸 코일배치 중 원주방향 결함검출을 위한 1열을 평면으로 전개하여 열교환기 튜브의 내면 1 바퀴분의 탐상을 위한 각 타임 슬롯별 송수신 패턴과 이를 구현하기 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 배열 와전류 탐촉자의 코일(210)은 신호 스위칭 장치(220)의 자기여기(송신)용 멀티플렉서(221)와 자장검출(수신)용 멀티플렉서(222)에 각각 연결된다. 신호 스위칭 장치(220)는 자기여기용 멀티플렉서(221), 자장검출용 멀티플렉서(222) 및 멀티플렉서 제어기(223)를 포함하며, 리드선을 통해 본체(230)와 연결된다. 따라서 전자적인 주사를 수행함에 있어 자장검출 소자로 사용된 코일이 자기여기 소자로 다시 사용된다. 그러나 이와 같이 하나의 코일(210)에 대해 자기여기를 위한 멀티플렉서(221)와 자장검출을 위한 멀티플렉서(222)가 함께 사용되기 때문에 높은 진폭의 자기여기신호에 의한 신호간섭(cross talk)을 받게 되어 신호 품질이 나빠진다. 또한 각 코일(210)은 서로 동일한 전기적 특성을 가져야 하므로, 홀 센서(Hall sensor), 거대 자기 저항 센서 등과 같은 자기 소자나 PCB(Printed Circuit Board) 형태의 코일을 자장검출 소자로 사용하기에 어려움이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 기존의 배선을 보다 간소화시킬 수 있고 자기여기신호에 의한 신호간섭을 저감시켜 신호 품질을 향상시킬 수 있는 송수신부가 절연된 배열 와전류 탐촉자 및 이를 이용한 와전류 탐상 검사 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 이종의 소자를 조합하여 사용할 수 있는 송수신부가 절연된 배열 와전류 탐촉자 및 이를 이용한 와전류 탐상 검사 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 보다 빠르게 와전류 탐상 검사를 수행할 수 있는 송수신부가 절연된 배열 와전류 탐촉자 및 이를 이용한 와전류 탐상 검사 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 배열 와전류 탐촉자는 몸체, 상기 몸체의 둘레를 따라 하나의 열로 배치되는 복수개의 자기여기용 소자 및 상기 하나의 열 상에서 상기 자기여기용 코일과 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 배치되는 복수개의 자장검출용 소자를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 자기여기용 소자는 원형, 타원형 및 사각형 형태 중 어느 하나의 형태의 코일일 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 자장검출용 소자는 상기 자기여기용 소자와 같이 원형, 타원형 및 사각형 중 어느 하나의 형태의 코일이거나, PCB(Printed Circuit Board) 형태의 코일, 홀 센서 및 거대 자기 저항 소자 중 어느 하나일 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 자기여기용 소자와 상기 자장검출용 소자는 상기 하나의 열 상에서 등간격으로 2개씩 번갈아 가며 배치될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 배열 와전류 탐촉자는 상기 자기여기용 소자에 연결되는 자기여기용 멀티플렉서, 상기 자장검출용 소자에 연결되는 자장검출용 멀티플렉서 및 와전류 검사 장치로부터 수신한 선택 신호에 따라 상기 자기여기용 소자 및 상기 자장검출용 소자 중 적어도 하나를 선택하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 자기여기용 소자와 상기 자장검출용 소자는 각각 상기 자기여기용 멀티플렉서와 상기 자장검출용 멀티플렉서에 분리되어 연결될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 자장검출용 멀티플렉서에 연결되어 상기 자장검출용 소자에 의해 검출된 자장 신호를 증폭하는 신호 증폭기를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 자장 신호는 상기 복수개의 자장검출용 소자 중 와전류를 발생시킨 자기여기용 소자로부터 상기 하나의 열 상에서 한 소자씩 이격된 위치의 자장검출용 소자에 의해 검출될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 자기여기용 소자는 상기 와전류 검사 장치로부터 수신한 교류 전류를 이용하여 와전류를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 배열 와전류 탐촉자를 이용한 와전류 탐상 검사 방법은 상기 배열 와전류 탐촉자의 둘레를 따라 하나의 열로 배치되는 복수개의 자기여기용 소자 중 적어도 하나에 교류 전류를 인가하여 와전류를 발생시키는 단계, 상기 하나의 열 상에서 상기 자기여기용 코일과 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 배치되는 복수개의 자장검출용 소자 중 상기 하나의 열 상에서 상기 와전류를 발생시킨 자기여기용 소자로부터 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 배치된 자장검출용 소자를 선택하는 단계 및 상기 선택한 자장검출용 소자를 이용하여 자기 신호를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
자기여기부와 자장검출부가 명확하게 절연되어 구분되어 있기 때문에 기존의 배선을 보다 간소화시킬 수 있고 자기여기신호에 의한 신호간섭이 저감되어 신호 품질을 향상될 수 있다.
자기여기소자군과 자장검출소자군이 명확하게 구분되어 있기 때문에 이종의 소자를 조합하여 사용할 수 있으므로, 탐촉자의 크기를 줄일 수 있고 코일을 보다 조밀하게 구성할 수 있다.
보다 적은 타임슬롯으로도 열교환기 튜브의 내면 1바퀴분을 탐상할 수 있기 때문에 채널 수가 적은 멀티플렉서를 사용할 수 있으며, 한 주기의 검사 속도가 빠르기 때문에 탐촉자의 이송속도를 높일 수 있다.
도 1은 종래의 배열 와전류 탐촉자를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 배열 와전류 탐촉자의 동작을 설명하기 위해 도 1에 나타낸 코일배치 원주방향 결함검출을 위한 1열을 평면으로 전개하여 열교환기 튜브의 내면 1 바퀴분의 탐상을 위한 각 타임 슬롯별 송수신 패턴과 이를 구현하기 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배열 와전류 탐촉자를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배열 와전류 탐촉자의 타임 슬롯별 송수신 패턴 및 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 조합 형태의 배열 와전류 탐촉자 소자의 전개도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배열 와전류 탐촉자의 타임 슬롯별 송수신 패턴 및 구성을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배열 와전류 탐촉자를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배열 와전류 탐촉자(300)는 원기둥 형태의 몸체의 둘레 즉, 원주 방향을 따라 하나의 열로 배치되는 복수개의 자기여기용 소자(310) 및 상기 하나의 열 상에서 자기여기용 코일(310)과 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 배치되는 복수개의 자장검출용 소자(320)를 포함할 수 있다. 자기여기용 소자(310)는 상기 몸체에 와전류를 발생시킬 수 있으며, 자장검출용 소자(320)는 자기를 검출할 수 있다. 여기서 자기여기용 소자(310)는 원형, 타원형 및 사각형 중 어느 하나의 형태의 코일일 수 있다. 그리고 자장검출용 소자(320)는 자기여기용 소자(310)와 같이 원형, 타원형 및 사각형 중 어느 하나의 형태의 코일이거나, PCB(Printed Circuit Board) 형태의 코일, 홀 센서 및 거대 자기 저항(GMR: Giant Magneto Resistance) 소자 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 도 3에서는 자기여기용 소자와 자장검출용 소자로서 모두 원형 코일이 이용되는 경우가 도시되어 있으나, 자기여기소자군과 자장검출소자군이 명확하게 절연되어 구별되어 있기 때문에 자장검출용 소자로서 PCB 형태의 코일, 홀 센서, 거대 자기저항 소자 등이 사용될 수 있다.
또한, 도 3에서는 배열 와전류 탐촉자에 총 16개의 자기여자 소자(310)와 자장검출 소자(320)가 하나의 열 상에서 등간격으로 2개씩 번갈아 가며 배치되는 것이 도시되어 있으나, 송수신 소자의 개수는 필요에 따라 적절히 증감될 수 있다.
또한, 도 3에는 일 예로 원자력 발전소에 구비된 열교환기 튜브 내에 삽입되는 내삽형 탐촉자가 도시되어 있으나, 도 3의 코일 구조는 관통형 와전류 탐촉자에도 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배열 와전류 탐촉자의 타임 슬롯별 송수신 패턴 및 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 복수개의 소자(410) 중 자기여기용 소자(a, b, e, f, I, j, m, n)와 자장검출용 소자(c, d, g, h, k, l, o. p)는 각각 와전류 신호 스위칭 장치(420)에 포함된 자기여기용 멀티플렉서(421)와 자장검출용 멀티플렉서(422)로 분리되어 연결될 수 있다. 와전류 신호 스위칭 장치(420)는 와전류 검사 장치의 본체(430)에 내장될 수도 있고, 별도의 장치로 구성되거나 배열 와전류 탐촉자 내부에 내삽될 수도 있다.
자기여기용 멀티플렉서(421)는 자기여기용 소자(a, b, e, f, I, j, m, n)에 연결되어 리드선을 통해 본체(430)로부터 공급되는 교류 전류를 해당하는 자기여기용 소자에 인가할 수 있다. 자기여기용 소자(a, b, e, f, I, j, m, n)는 자기여기용 멀티플렉서(421)를 통해 수신한 교류 전류를 이용하여 와전류를 발생시킬 수 있다.
자장검출용 멀티플렉서(422)는 자장검출용 소자(c, d, g, h, k, l, o. p)와 증폭기(424)에 연결되어 자장검출용 소자(c, d, g, h, k, l, o. p)에 의해 검출된 자장 신호를 신호 증폭기(424)로 제공할 수 있다. 여기서, 상기 자장 신호는 복수개의 자장검출용 소자(c, d, g, h, k, l, o. p) 중 와전류를 발생시킨 자기여기용 소자로부터 한 소자씩 이격된 위치의 자장검출용 소자에 의해 검출될 수 있다. 예를 들어, 제어기(423)는 자기여기용 소자(e)에서 와전류가 발생되도록 자기여기용 멀티플렉서(421)를 제어한 경우, 자장검출용 소자(c, g)에 의해 자기 신호가 검출되도록 자장검출용 멀티플렉서(422)를 제어할 수 있다.
제어기(423)는 와전류 검사 장치의 본체(43)로부터 수신한 선택 신호에 따라 자기여기용 소자 및 상기 자장검출용 소자 중 적어도 하나를 선택할 수 있다.
신호 증폭기(424)는 자장검출용 멀티플렉서(422)에 연결되어 자장검출용 소자(c, d, g, h, k, l, o. p)에 의해 검출된 자장 신호를 증폭할 수 있다.
예를 들어, 제어기(423)는 배열 와전류 탐촉자의 둘레를 따라 하나의 열로 배치되는 복수개의 자기여기용 소자 중 적어도 하나에 교류 전류가 인가되도록 하여 해당 자기여기용 소자에서 와전류가 발생되도록 하고, 상기 하나의 열 상에서 상기 자기여기용 코일과 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 배치되는 복수개의 자장검출용 소자 중 상기 하나의 열 상에서 상기 와전류를 발생시킨 자기여기용 소자로부터 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 배치된 자장검출용 소자를 선택하여 해당 자장검출용 소자를 통해 자기 신호를 검출되도록 할 수 있다.
구체적으로, 각 멀티플렉서(421, 422)는 본체(430)에서 자기여기용 소자 및 자장검출용 중 어느 하나의 소자를 선택하기 위한 선택 신호를 받아 제어기(423)를 통해 각 타임 슬롯별로 순차적으로 1번 채널에서 n번(여기서, n은 자연수) 채널로 스위칭할 수 있다. 이 때 상기 선택 신호는 m(여기서, m은 자연수) 비트(bit)의 신호이거나, 사각 펄스의 연속신호 형태일 수 있다. 각 멀티플렉서(421, 422)는 스위칭을 통해 도 4에 도시된 순서로 검사가 가능하도록 코일을 선택할 수 있다. 도 4에서 "T"는 송신 소자, "R"은 수신 소자를 나타낸다.
자기여기용 멀티플렉서(421)에는 리드선이 연결되어, 본체(430)로부터 자장을 여기하기 위한 교류 전류가 인가될 수 있다. 제1 타임 슬롯에서 제어기(423)에 의해 1번째 채널로 스위칭되면, 복수개의 소자(410) 중 첫번째에 배치된 자기여기용 소자(a)가 연결되고, 해당 소자(a)에 의해 와전류가 발생된다. 이 후 해당 자기여기용 소자(a, i)의 좌우로 소자 한 개가 이격된 위치의 자장검출용 소자(c, g, k, o)를 통해 변화된 와전류에 의한 자장이 감지된다. 이 때 각 자장검출용 소자(c, g, k, o)는 자장검출용 멀티플렉서(422)에 연결된다. 해당 자장검출용 소자(c, g, k, o)에 의해 검출된 자장 신호는 자장검출용 멀티플렉서(422)에 연결된 신호 증폭기(424)에 의해 증폭되고, 증폭된 신호는 리드선을 통해 본체(430)로 전달된다.
제2 타임 슬롯에서는 제어기(423)에 의해 2번째 채널로 스위칭되고, 2번째에 배치된 자기여기용 소자(b, j)에 연결되어 해당 소자에서 와전류가 발생된다. 그리고, 제1 타임 슬롯에서와 같이 해당 자기여기용 소자(b, j)의 좌우로 소자 한 개가 이격된 위치의 자장검출용 소자(d, h, l, p)를 통해 변화된 와전류에 의한 자장이 감지된다.
제3 타임 슬롯에서 제어기(423)에 의해 3번째 채널로 스위칭되면, 소자 두 개만큼 이격된 위치에 있는 자기여기용 소자(e, m)로 스위칭되고, 상기 절차와 같이 송수신이 수행된다.
상기 절차의 반복을 통해 한 주기 동안 자장검출용 멀티플렉서(422)의 스위칭을 통해 각 타임 슬롯별 출력신호를 순차적으로 하나의 리드선을 통해 본체(430)로 전달하게 된다.
따라서 본 발명의 일실시예에 따른 배열 와전류 탐촉자는 16개의 소자를 기준으로 1주기의 탐상을 위해 4개의 타임슬롯으로 열교환기 튜브의 내면 1 바퀴분을 탐상할 수 있다. 이를 통해 기존 대비 채널수가 감소된 멀티플렉서(421, 422)를 사용할 수 있으며, 한 주기 검사 속도가 빠르기 때문에 탐촉자의 이송속도를 높일 수 있다. 또한 자기여기용 소자와 해당 멀티플렉서(421)로 구성된 자기여기부와 자장검출용 소자와 해당 멀티플렉서(422)로 구성된 자장검출부가 명확하게 절열되어 구분되어 있기 때문에, 기존의 배선보다 간소화될 수 있고 자기여기신호에 의한 신호간섭을 저감하여 신호 품질을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 조합 형태의 배열 와전류 탐촉자 소자의 전개도이다. 도 5에는 일 예로, 배열 와전류 탐촉자에 자기여기용 소자(510)와는 다른 이종의 소자가 자장검출용 소자(520)로 사용되는 경우가 도시되어 있다. 이 경우, 배열 와전류 탐촉자의 크기를 줄이거나 조금 더 조밀하게 구성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배열 와전류 탐촉자의 타임 슬롯별 송수신 패턴 및 구성을 나타내는 도면이다.
도 4에서는 일 예로 송수신이 두 구역으로 나뉘는 경우가 도시되어 있으나, 필요에 따라 도 6에 도시된 것과 같이 구역을 나누지 않고 타임 슬롯을 증가시키는 것도 가능하다. 이 경우 와전류 신호 스위칭 장치(620)에 포함되는 멀티플렉서(621, 622) 및 증폭기(624)의 수가 감소되기 때문에 와전류 신호 스위칭 장치(620)를 소형화할 수 있다. 이와 같이 자장검출 소자와 멀티플렉서와의 배선 및 멀티플렉서의 채널 수는 필요에 따라 송수신 패턴만 동일하다면 변경 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
300: 배열 와전류 탐촉자
310: 자기여기용 소자
320: 자장검출용 소자

Claims (16)

  1. 배열 와전류 탐촉자에 있어서,
    몸체;
    상기 몸체의 둘레를 따라 하나의 열로 배치되는 복수개의 자기여기용 소자;
    상기 하나의 열 상에서 상기 자기여기용 소자와 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 배치되는 복수개의 자장검출용 소자;
    상기 복수개의 자기여기용 소자에 연결되는 복수개의 자기여기용 멀티플렉서;
    상기 복수개의 자장검출용 소자에 연결되는 복수개의 자장검출용 멀티플렉서; 및
    와전류 검사 장치로부터 수신한 선택 신호에 따라 상기 복수개의 자기여기용 소자 및 상기 복수개의 자장검출용 소자 중 적어도 하나를 선택하는 제어기
    를 포함하되,
    상기 복수개의 자기여기용 멀티플렉서는,
    상기 복수개의 자기여기용 소자 중 제1 자기여기용 소자군에 연결되는 제1 자기여기용 멀티플렉서 및 상기 복수개의 자기여기용 소자 중 제2 자기여기용 소자군에 연결되는 제2 자기여기용 멀티플렉서를 포함하고,
    상기 복수개의 자장검출용 멀티플렉서는,
    상기 복수개의 자장검출용 소자 중 제1 자장검출용 소자군에 연결되는 제1 자장검출용 멀티플렉서, 상기 복수개의 자장검출용 소자 중 제2 자장검출용 소자군에 연결되는 제2 자장검출용 멀티플렉서, 상기 복수개의 자장검출용 소자 중 제3 자장검출용 소자군에 연결되는 제3 자장검출용 멀티플렉서 및 상기 복수개의 자장검출용 소자 중 제4 자장검출용 소자군에 연결되는 제4 자장검출용 멀티플렉서를 포함하고,
    상기 제어기는,
    각각의 타임 슬롯마다 상기 제1 자기여기용 소자군 및 상기 제2 자기여기용 소자군 각각에서 각각 하나의 자기여기용 소자에 의해 와전류가 발생되도록 상기 제1 자기여기용 멀티플렉서와 상기 제2 자기여기용 멀티플렉서를 제어하고, 상기 제1 자장검출용 소자군 내지 상기 제4 자장검출용 소자군 각각에서 각각 하나의 자장검출용 소자에 의해 자장 신호가 검출되도록 상기 제1 자장검출용 멀티플렉서 내지 상기 제4 자장검출용 멀티플렉서를 제어하는 것을 특징으로 하는 배열 와전류 탐촉자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 자기여기용 소자는,
    원형, 타원형 및 사각형 형태 중 어느 하나의 형태의 코일인 것을 특징으로 하는 배열 와전류 탐촉자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 자장검출용 소자는,
    원형, 타원형 및 사각형 중 어느 하나의 형태의 코일이거나, PCB(Printed Circuit Board) 형태의 코일, 홀 센서 및 거대 자기 저항 소자 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 배열 와전류 탐촉자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 자기여기용 소자와 상기 복수개의 자장검출용 소자는 상기 하나의 열 상에서 등간격으로 2개씩 번갈아 가며 배치되는 것을 특징으로 하는 배열 와전류 탐촉자.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 자장검출용 멀티플렉서에 각각 연결되어 상기 자장검출용 소자에 의해 검출된 자장 신호를 증폭하는 복수개의 신호 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 와전류 탐촉자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자장 신호는,
    상기 복수개의 자장검출용 소자 중 와전류를 발생시킨 자기여기용 소자로부터 상기 하나의 열 상에서 한 소자씩 이격된 위치의 자장검출용 소자에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 배열 와전류 탐촉자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 자기여기용 소자는,
    상기 와전류 검사 장치로부터 수신한 교류 전류를 이용하여 와전류를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배열 와전류 탐촉자.
  10. 배열 와전류 탐촉자를 이용한 와전류 탐상 검사 방법에 있어서,
    상기 배열 와전류 탐촉자의 둘레를 따라 하나의 열로 배치되는 복수개의 자기여기용 소자 중 적어도 하나에 교류 전류를 인가하여 와전류를 발생시키는 단계;
    상기 하나의 열 상에서 상기 자기여기용 소자와 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 배치되는 복수개의 자장검출용 소자 중 상기 하나의 열 상에서 상기 와전류를 발생시킨 자기여기용 소자로부터 기 설정된 간격만큼 이격된 위치에 배치된 자장검출용 소자를 선택하는 단계; 및
    상기 선택한 자장검출용 소자를 이용하여 자장 신호를 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 발생시키는 단계는,
    상기 복수개의 자기여기용 소자 중 제1 자기여기용 소자군에 연결되는 제1 자기여기용 멀티플렉서 및 상기 복수개의 자기여기용 소자 중 제2 자기여기용 소자군에 연결되는 제2 자기여기용 멀티플렉서를 제어하여 각각의 타임 슬롯마다 상기 제1 자기여기용 소자군 및 상기 제2 자기여기용 소자군 각각에서 각각 하나의 자기여기용 소자에 교류 전류를 인가하는 단계를 포함하고,
    상기 선택하는 단계는,
    상기 각각의 타임 슬롯마다 상기 복수개의 자장검출용 소자 중 제1 자장검출용 소자군에 연결되는 제1 자장검출용 멀티플렉서, 상기 복수개의 자장검출용 소자 중 제2 자장검출용 소자군에 연결되는 제2 자장검출용 멀티플렉서, 상기 복수개의 자장검출용 소자 중 제3 자장검출용 소자군에 연결되는 제3 자장검출용 멀티플렉서 및 상기 복수개의 자장검출용 소자 중 제4 자장검출용 소자군에 연결되는 제4 자장검출용 멀티플렉서를 제어하여 상기 제1 자장검출용 소자군 내지 상기 제4 자장검출용 소자군 각각에서 각각 하나의 자장검출용 소자를 선택하는 단계를 포함하는 와전류 탐상 검사 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 자기여기용 소자는,
    원형, 타원형 및 사각형의 코일 중 어느 하나의 형태의 코일인 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 검사 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 자장검출용 소자는,
    원형, 타원형 및 사각형 중 어느 하나의 형태의 코일이거나, PCB(Printed Circuit Board) 형태의 코일, 홀 센서 및 거대 자기 저항 소자 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 검사 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 자기여기용 소자와 상기 복수개의 자장검출용 소자는 상기 하나의 열 상에서 등간격으로 2개씩 번갈아 가며 배치되는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 검사 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 자기여기용 소자와 상기 복수개의 자장검출용 소자는 각각 자기여기용 멀티플렉서와 자장검출용 멀티플렉서에 분리되어 연결되는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 검사 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 선택한 자장검출용 소자에 의해 검출된 자장 신호를 증폭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 검사 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는,
    상기 와전류를 발생시킨 자기여기용 소자로부터 상기 하나의 열 상에서 한 소자씩 이격된 위치에 배치된 자장검출용 소자를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와전류 탐상 검사 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110823998A (zh) * 2019-11-18 2020-02-21 中广核检测技术有限公司 一种核电站蒸发器传热管柔性旋转涡流检测传感器
CN112229903A (zh) * 2020-04-29 2021-01-15 核动力运行研究所 一种传热管用涡流阵列探头
CN113567544A (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 核动力运行研究所 一种适用于角形件检查的涡流阵列探头
CN112014458A (zh) * 2020-09-04 2020-12-01 中广核检测技术有限公司 一种用于小径管缺陷检测的涡流探头组及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000235019A (ja) * 1999-02-12 2000-08-29 Genshiryoku Engineering:Kk 渦流探傷プローブ
JP2007263946A (ja) * 2006-03-03 2007-10-11 Hitachi Ltd 渦電流探傷センサ及び渦電流探傷方法
US20100102808A1 (en) 2007-01-27 2010-04-29 Innospection Group Limited Method and apparatus for non-destructive testing

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3276294B2 (ja) * 1996-09-12 2002-04-22 三菱重工業株式会社 渦電流探傷プローブ
JP4327745B2 (ja) * 2005-02-18 2009-09-09 株式会社日立製作所 渦電流探傷プローブ及び渦電流探傷装置
JP5175513B2 (ja) * 2007-09-20 2013-04-03 株式会社原子力エンジニアリング 渦流探傷方法、渦流探傷装置及び渦流探傷プローブ
US7948233B2 (en) * 2008-10-07 2011-05-24 General Electric Company Omnidirectional eddy current array probes and methods of use
EP2864771A1 (en) * 2012-06-21 2015-04-29 Eddyfi NDT Inc. High resolution eddy current array probe
CN102841136B (zh) * 2012-09-01 2015-07-29 爱德森(厦门)电子有限公司 一种基于阵元线圈的变阵列涡流仪器设计方法
CN105806929A (zh) * 2014-12-30 2016-07-27 中核武汉核电运行技术股份有限公司 一种铁磁性薄壁管周向交流磁化漏磁检测的阵列探头

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000235019A (ja) * 1999-02-12 2000-08-29 Genshiryoku Engineering:Kk 渦流探傷プローブ
JP2007263946A (ja) * 2006-03-03 2007-10-11 Hitachi Ltd 渦電流探傷センサ及び渦電流探傷方法
US20100102808A1 (en) 2007-01-27 2010-04-29 Innospection Group Limited Method and apparatus for non-destructive testing

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