KR101997993B1 - Crack inspection device and crack inspecting method using the same - Google Patents

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KR101997993B1
KR101997993B1 KR1020170165182A KR20170165182A KR101997993B1 KR 101997993 B1 KR101997993 B1 KR 101997993B1 KR 1020170165182 A KR1020170165182 A KR 1020170165182A KR 20170165182 A KR20170165182 A KR 20170165182A KR 101997993 B1 KR101997993 B1 KR 101997993B1
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Abstract

본 발명은 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 미소 크랙 검사 장치는 기 정해진 위치로 놓여진 시험객체를 지지하는 객체 지지부, 제어에 의해 상기 시험객체의 일측에 물리적 힘을 가하는 가진기, 상기 시험객체의 타측에 접하며, 상기 물리적 힘에 의해 상기 시험객체에서 생성된 진동 신호를 수집하는 센서 및 상기 가진기에 의해 가해진 물리적 힘 신호와 상기 센서에 의해 수집된 진동 신호를 주파수 도메인 신호로 변환하여 제1 주파수 응답 함수를 산출하고, 상기 제1 주파수 응답 함수에서 추출된 공진점과 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수의 공진점을 비교하여 상기 시험객체의 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 미소 크랙 검출부를 포함한다.The present invention relates to a microcracks inspection apparatus and a microcracks inspection method using the same. The microcracks inspection apparatus according to the present invention is an object support unit for supporting a test object placed at a predetermined position, and physically connected to one side of the test object by control. A force exerting force, a sensor in contact with the other side of the test object and collecting vibration signals generated by the test object by the physical force, and a physical force signal applied by the exciter and the vibration signal collected by the sensor A first frequency response function is calculated by converting the signal into a frequency domain signal, and the presence of the minute crack exists in the test object by comparing the resonance point extracted from the first frequency response function with the resonance point of the second frequency response function of the reference object. Micro crack detection unit for detecting the.

Figure 112017120813591-pat00013
Figure 112017120813591-pat00013

Description

미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법{CRACK INSPECTION DEVICE AND CRACK INSPECTING METHOD USING THE SAME}Micro crack inspection device and micro crack inspection method using same {CRACK INSPECTION DEVICE AND CRACK INSPECTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수 응답 함수를 통해 획득 가능한 대상 물체의 공진점과 기준 물체의 공진점을 비교하여 미소 크랙을 간접적으로 검출할 수 있는 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microcracks inspection apparatus and a microcracks inspection method using the same, and more particularly, microcracks can be indirectly detected by comparing a resonance point of a target object and a resonance point of a reference object that can be obtained through a frequency response function. The present invention relates to a micro crack inspection apparatus and a micro crack inspection method using the same.

냉간단조(Cold forging)는 기계제조 공법 가운데 하나로, 강성을 높인 자동차의 부품 제조를 포함한 많은 산업 분야에서 사용되고 있다. 물체에 발생하는 미소 크랙은 냉간단조 과정에서 필수불가결하게 발생되는 부작용 중 하나이다. 미소 크랙은 해당 물체의 작동 중 내구성에 심각한 영향을 주기 때문에 자동차 회사와 같은 완성품 제조 업체에서는 제조 과정에서 발생한 미소 크랙의 허용치에 엄격한 기준을 두고 있다. 예를 들어, 자동차 변속기에 사용되는 파크 기어(park gear)의 경우, 100μm 내외의 크랙 길이에 대한 기준치가 있으며, 자동차 회사는 해당 기준치를 기준으로 부품의 불량 여부를 판단한다. 통상적으로 자동차 회사는 와전류 센서(eddy current sensor)를 이용하여 해당 부품의 합격 여부를 판단하고 있으나, 와전류 센서를 이용한 검사 방법의 경우 100μm 이하의 미소 크랙까지는 검출할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 와전류 센서를 이용한 검사 방법 외 다른 비파괴 검사 방법들의 경우, 특수 센서를 사용하여 검사 장비가 고가인 문제점이 있다.Cold forging is one of the mechanical manufacturing methods and is used in many industrial fields, including the manufacturing of rigid automotive parts. Micro cracks in an object are one of the inevitable side effects of cold forging. Because microcracks have a serious impact on the durability of the object during operation, finished goods manufacturers, such as automotive companies, have strict standards on the tolerance of microcracks during manufacturing. For example, in the case of a park gear used for an automobile transmission, there is a reference value for a crack length of about 100 μm, and the automobile company determines whether a part is defective based on the reference value. Typically, automakers use the eddy current sensor to determine whether the corresponding part is passed. However, in the case of the inspection method using the eddy current sensor, there is a problem that the micro crack of 100 μm or less cannot be detected. In addition, in the case of non-destructive inspection methods other than the inspection method using the eddy current sensor, there is a problem that the inspection equipment is expensive using a special sensor.

대한민국 공개특허공보 10-2015-0061907 (2015.06.05), 3쪽 내지 4쪽Republic of Korea Patent Application Publication No. 10-2015-0061907 (2015.06.05), pages 3 to 4

본 발명은 주파수 응답 함수를 통해 획득 가능한 대상 물체의 공진점과 기준 물체의 공진점을 비교하여 미소 크랙을 간접적으로 검출할 수 있는 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법을 제공한다.The present invention provides a microcracks inspection apparatus capable of detecting microcracks indirectly by comparing a resonance point of a target object obtainable through a frequency response function and a resonance point of a reference object, and a microcracks inspection method using the same.

본 발명은 미소 크랙의 깊이에 따라 공진점의 개수가 증가하는 물리적 현상을 이용하여, 직접적인 측정이 매우 까다로운 미소 크랙이 기준치 이상을 넘어서는지 여부를 효과적으로 판단할 수 있는 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법을 제공한다.The present invention provides a microcracks inspection apparatus and microcracks using the same, which can effectively determine whether a microcracks, which are very difficult to measure directly, exceed a reference value, by using a physical phenomenon in which the number of resonance points increases with the depth of the microcracks. Provide a test method.

본 발명은 검사 장치의 구조를 간단히하여 물체의 전수 검사 및 검사의 자동화에 적합한 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법을 제공한다.The present invention provides a micro crack inspection apparatus suitable for the entire inspection of an object and automation of inspection by simplifying the structure of the inspection apparatus, and a micro crack inspection method using the same.

본 발명에 따른 미소 크랙 검사 장치는 기 정해진 위치로 놓여진 시험객체를 지지하는 객체 지지부, 제어에 의해 상기 시험객체의 일측에 물리적 힘을 가하는 가진기, 상기 시험객체의 타측에 접하며, 상기 물리적 힘에 의해 상기 시험객체에서 생성된 진동 신호를 수집하는 센서 및 상기 가진기에 의해 가해진 물리적 힘 신호와 상기 센서에 의해 수집된 진동 신호를 주파수 도메인 신호로 변환하여 제1 주파수 응답 함수를 산출하고, 상기 제1 주파수 응답 함수에서 추출된 공진점과 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수의 공진점을 비교하여 상기 시험객체의 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 미소 크랙 검출부를 포함한다.The micro-crack inspection apparatus according to the present invention includes an object support unit for supporting a test object placed at a predetermined position, an exciter for applying a physical force to one side of the test object under control, and contacting the other side of the test object, And converting the physical force signal applied by the sensor and the excitation device and the vibration signal collected by the sensor into a frequency domain signal to calculate a first frequency response function, and calculating the first frequency response function. And a small crack detector configured to detect whether the test object is present by comparing the resonance point extracted from the frequency response function with the resonance point of the second frequency response function of the reference object.

일 실시예에서, 상기 가진기는 임팩트 해머(impact hammer) 또는 전기 진동기(electrodynamic shaker)를 포함한다.In one embodiment, the exciter comprises an impact hammer or an electrodynamic shaker.

일 실시예에서, 상기 임팩트 해머는 가진 파트에 팁(tip)을 구비하되, 상기 팁은 상기 미소 크랙 존재 여부 검출에 요구되는 주파수 대역에 따라 교체될 수 있다.In one embodiment, the impact hammer is provided with a tip (tip) in the part having, the tip can be replaced according to the frequency band required for detecting the presence of the micro crack.

일 실시예에서, 상기 시험객체는 해당 객체의 구조적 특징을 기초로 놓여지는 위치가 정해질 수 있다.In one embodiment, the test object may be positioned based on the structural features of the object.

일 실시예에서, 상기 시험객체는 해당 객체에 크랙이 자주 발생하는 방향과 상기 가진기에 의해 물리적 힘이 가해지는 방향이 수직이 되도록 위치가 정해질 수 있다.In one embodiment, the test object may be positioned such that the direction in which cracks occur frequently in the object and the direction in which the physical force is applied by the exciter are perpendicular to each other.

일 실시예에서, 상기 센서는 가속 진동(acceleration vibration)을 측정하는 가속도 센서를 포함한다.In one embodiment, the sensor comprises an acceleration sensor that measures acceleration vibration.

일 실시예에서, 상기 미소 크랙 검사 장치는 상기 센서와 상기 시험객체를 밀착시키는 밀착부를 더 포함한다.In one embodiment, the micro-crack inspection apparatus further includes an adhesion part for closely contacting the sensor and the test object.

일 실시예에서, 상기 미소 크랙 검출부는 상기 미소 크랙 검출부는 상기 제1 주파수 응답 함수의 공진점에서 제1 관심 주파수 영역을 추출하고, 상기 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수의 공진점에서 제2 관심 주파수 영역을 추출하여, 상기 제1 관심 주파수 영역의 값과 상기 제2 관심 주파수 영역의 값의 코히어런스(coherence) 값을 산출한다.The micro crack detector extracts a first frequency region of interest from a resonance point of the first frequency response function, and the second micro crack detector extracts a first frequency region of interest from a resonance point of the previously measured second object. The frequency of interest is extracted to calculate a coherence value between the value of the first frequency of interest and the value of the second frequency of interest.

일 실시예에서, 상기 제1 관심 주파수 영역과 상기 제2 관심 주파수 영역은 각각 해당 주파수 응답 함수에서 0.9×N(Hz)에서 1.1×N(Hz) 사이일 수 있다. 여기에서, N은 공진점 주파수(Hz)In one embodiment, the first region of interest and the second region of interest may be between 0.9 × N (Hz) and 1.1 × N (Hz) in the corresponding frequency response function, respectively. Where N is the resonance point frequency (Hz)

일 실시예에서, 상기 미소 크랙 검출부는 하기 수학식 1을 통해 검사 지수를 산출하여 미소 크랙 존재 여부를 검출한다.In one embodiment, the micro crack detector detects the presence of micro cracks by calculating a test index through Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112017120813591-pat00001
Figure 112017120813591-pat00001

여기에서, C(i)는 주파수 i(Hz)에서의 코히어런스 값.Where C (i) is the coherence value at frequency i (Hz).

일 실시예에서, 상기 미소 크랙 검출부는 하기 수학식 2를 만족하는 시험객체를 미소 크랙이 존재하지 않는 정상 객체로 판별하는 미소 크랙 검사 장치.In an exemplary embodiment, the micro crack detection unit may determine a test object satisfying Equation 2 below as a normal object having no micro crack.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112017120813591-pat00002
Figure 112017120813591-pat00002

여기에서, Inspection은 검사 지수, α는 보정계수Where Inspection is the inspection index and α is the correction factor.

본 발명에 따른 미소 크랙 검사 방법은 가진기가 제어에 의해 시험객체의 일측에 물리적 힘을 가하는 단계, 센서가 상기 시험객체에서 생성된 진동 신호를 수집하는 단계, 미소 크랙 검출부가 상기 가진기에 의해 가해진 물리적 힘 신호와 상기 센서에 의해 수집된 진동 신호를 주파수 도메인 신호로 변환하여 제1 주파수 응답 함수를 산출하고, 상기 제1 주파수 응답 함수에서 공진점을 추출하는 단계 및 미소 크랙 검출부가 상기 제1 주파수 응답 함수에서 추출된 공진점과 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수에서 추출된 공진점을 비교하여 상기 시험객체의 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 단계를 포함한다.The micro crack inspection method according to the present invention includes the steps of applying a physical force to one side of the test object by the excitation control, a sensor to collect the vibration signal generated by the test object, the physical crack applied by the micro crack detection unit Converting the force signal and the vibration signal collected by the sensor into a frequency domain signal to calculate a first frequency response function, extracting a resonance point from the first frequency response function, and the minute crack detector by the first frequency response function And detecting the presence of micro cracks in the test object by comparing the resonance point extracted from the resonance point extracted from the second frequency response function of the reference object.

일 실시예에서, 상기 가진기는 임팩트 해머(impact hammer) 또는 전기 진동기(electrodynamic shaker)를 포함한다.In one embodiment, the exciter comprises an impact hammer or an electrodynamic shaker.

일 실시예에서, 상기 센서는 가속 진동(acceleration vibration)을 측정하는 가속도 센서를 포함한다.In one embodiment, the sensor comprises an acceleration sensor that measures acceleration vibration.

일 실시예에서, 상기 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 단계는 상기 제1 주파수 응답 함수의 공진점에서 제1 관심 주파수 영역을 추출하는 단계, 상기 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수의 공진점에서 제2 관심 주파수 영역을 추출하는 단계 및 상기 제1 관심 주파수 영역의 값과 상기 제2 관심 주파수 영역의 값의 코히어런스(coherence) 값을 산출하는 단계를 포함한다.The detecting of the presence of the minute cracks may include extracting a first frequency region of interest from a resonance point of the first frequency response function, and extracting a first frequency region of interest from the resonance point of the second frequency response function of the reference object. Extracting a frequency of interest region and calculating a coherence value of the value of the first frequency region of interest and the value of the second frequency region of interest.

일 실시예에서, 상기 제1 관심 주파수 영역과 상기 제2 관심 주파수 영역은 각각 해당 주파수 응답 함수에서 0.9×N(Hz)에서 1.1×N(Hz) 사이일 수 있다. 여기에서, N은 공진점 주파수(Hz)In one embodiment, the first region of interest and the second region of interest may be between 0.9 × N (Hz) and 1.1 × N (Hz) in the corresponding frequency response function, respectively. Where N is the resonance point frequency (Hz)

일 실시예에서, 상기 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 단계는 하기 수학식 1을 통해 검사 지수를 산출하는 단계를 더 포함한다.In an embodiment, the detecting of the presence of the micro cracks may further include calculating an inspection index through Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112017120813591-pat00003
Figure 112017120813591-pat00003

여기에서, C(i)는 주파수 i(Hz)에서의 코히어런스 값.Where C (i) is the coherence value at frequency i (Hz).

일 실시예에서, 상기 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 단계는 하기 수학식 2를 기초로 상기 시험객체의 정상 객체 여부를 판별하는 단계를 더 포함하되, 하기 수학식 2를 만족하는 시험객체를 미소 크랙이 존재하지 않는 정상 객체로 판별한다.In an exemplary embodiment, the detecting of the presence of the micro crack may further include determining whether the test object is a normal object based on Equation 2 below, wherein the micro crack of the test object satisfies Equation 2 below. Determine this as a normal object that does not exist.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112017120813591-pat00004
Figure 112017120813591-pat00004

여기에서, Inspection은 검사 지수, α는 보정계수Where Inspection is the inspection index and α is the correction factor.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법은 주파수 응답 함수를 통해 획득 가능한 대상 물체의 공진점과 기준 물체의 공진점을 비교하여 미소 크랙을 간접적으로 검출할 수 있다.As described above, the microcracks inspection apparatus according to the present invention and the microcracks inspection method using the same can detect the microcracks indirectly by comparing the resonance point of the target object and the resonance point of the reference object obtainable through the frequency response function. .

본 발명에 따른 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법은 미소 크랙의 깊이에 따라 공진점의 개수가 증가하는 물리적 현상을 이용하여, 직접적인 측정이 매우 까다로운 미소 크랙이 기준치 이상을 넘어서는지 여부를 효과적으로 판단할 수 있다.The microcracks inspection apparatus and the microcracks inspection method using the same according to the present invention effectively utilizes a physical phenomenon in which the number of resonance points increases with the depth of the microcracks, effectively determining whether or not the microcracks, which are very difficult to measure directly, exceed a reference value. You can judge.

본 발명에 따른 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법은 검사 장치의 구조를 간단히하여 물체의 전수 검사 및 검사의 자동화에 적합한 검사 장치 및 검사 방법을 제공한다.The micro-crack inspection apparatus and the micro-crack inspection method using the same according to the present invention simplify the structure of the inspection apparatus and provide an inspection apparatus and an inspection method suitable for the whole inspection of an object and automation of inspection.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미소 크랙 검사 장치의 구성을 나타내는 구성도
도 2는 시험용 샘플의 일 예를 나타내는 도면
도 3은 도 2의 시험용 샘플에 대해 측정된 주파수 응답 함수의 일 예를 나타내는 도면
도 4는 공진점 근처에서의 코히어런스(coherence) 값의 일 예를 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미소 크랙 검사 장치를 이용한 미소 크랙 검사 방법을 설명하는 흐름도
1 is a configuration diagram showing the configuration of a micro crack inspection apparatus according to an embodiment of the present invention
2 shows an example of a test sample.
3 shows an example of a frequency response function measured for the test sample of FIG.
4 is a diagram illustrating an example of coherence values near a resonance point;
5 is a flowchart illustrating a method for inspecting a minute crack using the apparatus for inspecting a minute crack according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 미소 크랙 검사 방법을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a detailed description for carrying out the micro crack inspection apparatus and the micro crack inspection method using the same according to the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미소 크랙 검사 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a micro crack inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 미소 크랙 검사 장치(100)는 객체 지지부(110), 시험객체(120), 가진기(130), 팁(tip)(140), 센서(150) 및 미소 크랙 검출부(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the microcracks inspection apparatus 100 includes an object support 110, a test object 120, an exciter 130, a tip 140, a sensor 150, and a microcracks detector 160. ) May be included.

미소 크랙 검사 장치(100)는 미소 크랙(crack)의 깊이에 따라 공진점의 개수가 증가하는 물리적 현상을 이용하여 시험객체(120)에 형성된 미소 크랙을 간접적으로 검출한다. 예를 들어, 미소 크랙 검사 장치(100)는 주파수 응답 함수를 통해 획득 가능한 시험객체(120)의 공진점과 기준객체의 공진점을 비교하여 시험객체(120)에 형성된 미소 크랙의 유무를 검출할 수 있다.The microcracks inspection apparatus 100 indirectly detects microcracks formed in the test object 120 using a physical phenomenon in which the number of resonance points increases with the depth of the microcracks. For example, the microcracks inspection apparatus 100 may detect the presence or absence of microcracks formed in the test object 120 by comparing the resonance point of the test object 120 and the reference object that can be obtained through the frequency response function. .

객체 지지부(110)는 기 정해진 위치로 놓여진 시험객체(120)를 지지한다. 시험객체(120)는 미소 크랙 존재 여부를 검출하여 정상 여부를 판별하기 위한 대상 객체이다. 일 실시예에서, 시험객체(120)는 자동 이송 장치(미도시)를 통해 객체 지지부(110)에 놓여질 수 있다. 시험객체(120)는 해당 객체의 구조적 특징을 기초로 놓여지는 위치가 정해질 수 있다. The object supporter 110 supports the test object 120 placed at a predetermined position. The test object 120 is a target object for determining whether or not the normal state by detecting the presence of a small crack. In one embodiment, the test object 120 may be placed on the object support 110 through an automatic transport device (not shown). The test object 120 may be positioned based on the structural features of the object.

예를 들어, 자동차 변속기에 사용되는 파크 기어(park gear)의 경우, 통계적으로 환형의 기어치의 Y축 방향으로 크랙이 다수 존재한다. 따라서, 시험객체(120)가 자동차 변속기에 사용되는 파크 기어인 경우, 시험객체(120)는 해당 객체에 크랙이 자주 발생하는 방향과 가진기(130)에 의해 물리적 힘이 가해지는 방향이 수직이 되도록 객체 지지부(110)에 놓여질 수 있다. 즉, 환형 기어치의 X축 방향으로 물리적 힘이 가해지도록 시험객체(120)가 객체 지지부(110)에 놓여질 수 있다. 다른 실시예에서, 객체 지지부(110)에 놓여진 시험객체(120)의 위치에 따라, 가진기(130)가 위치를 이동하여 이동하여 시험객체(120)에 물리적 힘을 가할 수도 있다. 즉, 가진기(130)가 환형 기어치의 X축 방향으로 물리적 힘이 가할 수 있도록 위치를 이동할 수 있다.For example, in the case of a park gear used for an automobile transmission, there are statistically a large number of cracks in the Y-axis direction of the annular gear teeth. Therefore, when the test object 120 is a park gear used for an automobile transmission, the test object 120 has a vertical direction in which a physical force is applied by the exciter 130 and a direction in which cracks frequently occur in the object. May be placed on the object support 110. That is, the test object 120 may be placed on the object support 110 so that a physical force is applied in the X axis direction of the annular gear tooth. In another embodiment, according to the position of the test object 120 placed on the object support 110, the exciter 130 may move and move a position to apply a physical force to the test object 120. That is, the exciter 130 can move the position so that the physical force can be applied in the X-axis direction of the annular gear teeth.

가진기(130)는 제어에 의해 상기 시험객체의 일측에 물리적 힘을 가한다. 가진기(130)는 자동으로 시험객체(120)에 임팩트를 인가할 수 있는 고정식 임팩트 장치를 활용할 수 있다. 일 실시예에서, 가진기(130)는 임팩트 해머(impact hammer) 또는 전기 진동기(electrodynamic shaker) 등을 포함할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 임팩트 해머를 가진기로 사용하는 경우를 가정하여 설명하기로 한다. 임팩트 해머는 시험객체(120)에 물리적 손상을 일으키지도 않고, 시험을 위한 사전 가공이 필요하지 않으며, 넓은 주파수에 걸쳐 시험객체(120)에 임팩트를 인가할 수 있다.The exciter 130 applies a physical force to one side of the test object under control. The exciter 130 may utilize a fixed impact device capable of automatically applying an impact to the test object 120. In one embodiment, the exciter 130 may include an impact hammer or an electrodynamic shaker or the like. Hereinafter, for convenience of explanation, it will be described on the assumption that it is used as an impact hammer. The impact hammer does not cause physical damage to the test object 120, does not require pre-processing for the test, and may apply the impact to the test object 120 over a wide frequency.

임팩트 해머의 경우, 실제 가진이 되는 부분(임팩트 부분)에는 팁(140)이 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 팁(140)은 시험객체(120)의 미소 크랙 존재 여부 검출에 요구되는 주파수 대역에 따라 자동 또는 수동으로 교체될 수 있다. 예를 들어, 시험객체(120)의 공진점 측정을 위해 고주파 대역이 요구되는 경우, 가진기(130)에는 앞쪽이 날카롭고 강성이 큰 스틸(steel) 제품의 팁이 사용될 수 있다. 저주파 대역이 요구되는 경우, 가진기(130)에는 플라스틱, 고무 등의 강성이 작은 팁이 사용될 수 있다.In the case of an impact hammer, a tip 140 may be provided at a portion (impact portion) that becomes an actual excitation. In one embodiment, the tip 140 may be replaced automatically or manually according to the frequency band required for detecting the presence of micro cracks in the test object 120. For example, when a high frequency band is required for measuring the resonance point of the test object 120, the tip of the steel product having a sharp front and a large rigidity may be used for the exciter 130. When a low frequency band is required, the tip of the exciter 130 may have a small rigidity such as plastic or rubber.

센서(150)는 시험객체(120)의 타측에 접하며, 가진기(130)에 의해 가해진 물리적 힘에 의해 시험객체(120)에서 생성된 신호를 수집한다. 센서(150)의 종류는 수집하고자 하는 물리적 신호의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 가속 진동(acceleration vibration)을 측정하는 경우 가속도 센서가 사용될 수 있고, 표면 속도(surface velocity)를 측정하는 경우 레이저 센서가 사용될 수 있으며, 변위(displacement)를 측정하는 경우 사진계측(photogrammetry)이나 스트링 팟(string pots)이 사용될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 센서(150)로 가속도 센서가 사용되어 진동 신호를 수집하는 경우를 가정하여 설명하기로 한다.The sensor 150 is in contact with the other side of the test object 120 and collects a signal generated by the test object 120 by the physical force applied by the exciter 130. The type of sensor 150 may vary depending on the type of physical signal to be collected. For example, an acceleration sensor can be used for measuring acceleration vibration, a laser sensor can be used for measuring surface velocity, and photogrammetry for measuring displacement. String pots can be used. Hereinafter, for convenience of description, it will be described on the assumption that the acceleration sensor is used as the sensor 150 to collect the vibration signal.

입력(임팩트) 신호에 따른 응답(진동) 신호는 3축 가속도이므로, 가속도 센서는 3축의 응답을 모두 측정할 수 있도록 구성된다.Since the response (vibration) signal according to the input (impact) signal is three-axis acceleration, the acceleration sensor is configured to measure the response of all three axes.

객체의 전수 검사 시, 센서(150)를 반복적으로 탈부착하는 것은 적합하지 않다. 따라서, 센서(150)는 검사장치의 객체 지지부(110)에 구비하여 일체화시킨 후, 검사 시 시험객체(120)를 센서(150)의 위쪽에 위치시켜 응답을 측정할 수 있도록 장치를 구성한다. 일 실시예에서, 시험객체(120)와 센서(150) 사이에 유격이 발생하는 경우 원하지 않는 진동이 유발될 수 있으므로 검사 장치에는 센서(150)와 시험객체(120)를 밀착시키는 밀착부가 더 포함될 수 있다. 예를 들어, 원하지 않는 진동을 방지하기 위해 강성이 약한 고무 등의 밀착부가 센서(150) 위쪽에 구비될 수 있다.During the full inspection of the object, it is not suitable to repeatedly attach and detach the sensor 150. Therefore, the sensor 150 is provided in the object support 110 of the inspection apparatus and integrated, and then configures the apparatus to measure the response by placing the test object 120 above the sensor 150 during the inspection. In one embodiment, when there is a gap between the test object 120 and the sensor 150 may cause unwanted vibration, the inspection apparatus further includes a close contact portion for close contact between the sensor 150 and the test object 120. Can be. For example, an adhesion part such as rubber having a weak rigidity may be provided above the sensor 150 to prevent unwanted vibration.

미소 크랙 검출부(160)는 가진기(130)에 의해 가해진 물리적 힘 신호와 센서(150)에 의해 수집된 진동 신호를 주파수 도메인 신호로 변환하여 주파수 응답 함수를 산출하고, 변환된 주파수 도메인 신호에서 추출된 공진점과 기 측정된 기준객체(reference object)의 주파수 도메인 신호의 공진점을 비교하여 상기 시험객체의 미소 크랙 존재 여부를 검출한다. 일 실시예에서, 기준객체(reference object)는 해당 객체에서 미소 크랙이 없는 무결점 객체에 해당할 수 있다.The micro crack detector 160 converts the physical force signal applied by the exciter 130 and the vibration signal collected by the sensor 150 into a frequency domain signal to calculate a frequency response function, and extracts it from the converted frequency domain signal. The presence of the small crack of the test object is detected by comparing the measured resonance point and the resonance point of the frequency domain signal of the previously measured reference object. In one embodiment, the reference object may correspond to a defect-free object having no microcracks in the object.

미소 크랙 검출부(160)는 가진기(130)에 의해 유발된 입력(임팩트) 신호와 센서(150)에서 측정된 응답(진동) 신호를 기초로 주파수 응답 함수(H(jw))를 산출한다.(H(jw) = Y(jw)/X(jw), 여기에서 Y(jw)는 응답 신호, X(jw) 입력 신호, w는 주파수)The minute crack detector 160 calculates a frequency response function H (jw) based on the input (impact) signal induced by the exciter 130 and the response (vibration) signal measured by the sensor 150. (H (jw) = Y (jw) / X (jw), where Y (jw) is the response signal, X (jw) input signal, w is the frequency)

도 2는 시험용 샘플의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 시험용 샘플에 대해 측정된 주파수 응답 함수의 일 예를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of a test sample, and FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a frequency response function measured for the test sample of FIG. 2.

도 2를 참조하면, 도 2의 (a)는 CT장비를 이용하여 크랙의 길이가 200μm인 시험객체를 촬영한 영상이고, 도 2의 (b)는 크랙의 길이가 230μm인 시험객체를 촬영한 영상이다.Referring to FIG. 2, (a) of FIG. 2 is an image of a test object having a crack length of 200 μm using CT equipment, and FIG. 2 (b) shows a test object of a crack length of 230 μm. It is a video.

도 3은 도 2의 각 시험객체에 대해 가진기(130)에 의해 유발된 입력(임팩트) 신호와 센서(150)에서 측정된 응답(진동) 신호를 기초로 주파수 응답 함수(H(jw))를 산출한 결과를 나타낸다. Specimen 1은 도 2의 (a)(크랙의 길이가 200μm인 시험객체)의 주파수 응답 함수를 나타내며, Specimen 2는 도 2의 (b)(크랙의 길이가 230μm인 시험객체)의 주파수 응답 함수를 나타낸다. 우측의 공진점 부근을 확대한 도면을 살펴보면, 미소 크랙의 깊이에 따라 공진점의 개수가 증가한 것을 확인할 수 있다. 즉, Specimen 2의 경우, 피크(peak) 구간에서 2개의 공진점으로 분기되는 현상이 나타난 것을 확인할 수 있다. 기존의 검사 장치 및 검사 방법의 경우 검사 한계가 최소 100μm인데 반해, 본 발명의 미소 크랙 검사 장치 및 검사 방법은 이를 이용하여 30μm 이내까지 미소 크랙을 검출할 수 있다.3 is a frequency response function H (jw) based on the input (impact) signal induced by the exciter 130 and the response (vibration) signal measured by the sensor 150 for each test object of FIG. 2. It shows the result of calculating. Specimen 1 shows the frequency response function of Fig. 2A (test object with a crack length of 200 μm), and Specimen 2 shows the frequency response function of Fig. 2B (test object with a crack length of 230 μm). Indicates. Looking at the enlarged view of the vicinity of the resonance point on the right, it can be seen that the number of resonance points increased according to the depth of the microcracks. That is, in the case of Specimen 2, it can be seen that the phenomenon of branching to two resonance points occurs in the peak period. In the case of the existing inspection apparatus and inspection method, the inspection limit is at least 100 μm, while the micro crack inspection apparatus and the inspection method of the present invention can detect the micro cracks within 30 μm using the same.

다시 도 1을 참조하면, 미소 크랙 검출부(160)는 시험객체(120)에서 산출된 제1 주파수 응답 함수의 공진점에서 제1 관심 주파수 영역을 추출하고, 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수의 공진점에서 제2 관심 주파수 영역을 추출하여, 상기 제1 관심 주파수 영역의 값과 상기 제2 관심 주파수 영역의 값의 코히어런스(coherence) 값을 산출한다. 미소 크랙 검출부(160)는 제1 관심 주파수 영역의 값과 제2 관심 주파수 영역의 값을 각각 제1 입력 값 및 제2 입력 값으로 하여 기 정의된 코히어런스 함수를 통해 코히어런스 값을 산출한다. 산출된 코히어런스 값이 1이면 2개의 입력 값은 완전한 상관관계에 있고, 코히어런스 값이 0이면 2개의 입력 값은 전연 상관이 없는 것을 나타낸다Referring back to FIG. 1, the micro crack detector 160 extracts a first frequency region of interest from the resonance point of the first frequency response function calculated by the test object 120, and then measures the second frequency response function of the reference object. A second frequency region of interest is extracted at the resonance point of, and a coherence value of the value of the first frequency region of interest and the value of the second frequency region of interest is calculated. The minute crack detection unit 160 calculates a coherence value through a predefined coherence function using the values of the first frequency region of interest and the values of the second frequency region of interest as the first input value and the second input value, respectively. do. If the calculated coherence value is 1, the two input values are completely correlated; if the coherence value is 0, the two input values are not correlated.

일 실시예에서, 제1 관심 주파수 영역과 상기 제2 관심 주파수 영역은 각각 해당 주파수 응답 함수에서 0.9×N(Hz)에서 1.1×N(Hz) 사이에 해당할 수 있다. 여기에서, N은 공진점 주파수(Hz)를 나타낸다. 시험객체의 주파수 응답 함수 특성에 따라, 관심 주파수 영역의 범위는 변경될 수도 있다.In one embodiment, the first region of interest and the second region of interest may correspond to between 0.9 × N (Hz) and 1.1 × N (Hz) in the corresponding frequency response function, respectively. Here, N represents the resonance point frequency (Hz). Depending on the frequency response function of the test object, the range of the frequency region of interest may be changed.

주파수 응답 함수의 경우 신호의 크기 특성에 의해 공진점 근처 부분에서는 코히어런스 값이 1 근처(최대가 1임)로 산출되며, 공진점에서 멀리 떨어진 부분들에서는 신호가 약하고 노이즈 신호에 쉽게 노출되어 코히어런스 값이 상대적으로 낮은 값이 산출된다. 따라서, 본 발명의 미소 크랙 검출부(160)는 공진점의 주파수를 N(Hz)라고 가정을 하면, 0.9*N(Hz)와 1.1*N(Hz) 주파수 대역 사이의 값만을 활용하여 코히어런스 값을 산출함으로써, 미소 크랙 검사의 신뢰도를 높일 수 있다.In the case of the frequency response function, the coherence value is calculated to be near 1 (maximum is 1) near the resonance point due to the magnitude characteristic of the signal, and the signal is weak and easily exposed to the noise signal in the parts far away from the resonance point. A relatively low value is calculated. Therefore, the micro-crack detection unit 160 of the present invention assumes that the frequency of the resonance point is N (Hz), and utilizes only a value between the 0.9 * N (Hz) and 1.1 * N (Hz) frequency bands and uses a coherence value. By calculating, the reliability of the micro crack inspection can be increased.

도 4는 공진점 근처에서의 코히어런스(coherence) 값의 일 예를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a coherence value near a resonance point.

도 4를 참조하면, 케이스 1은 도 3의 Specimen 2에 대해 2번 측정한 주파수 응답 함수 결과를 이용하여 공진점 근처의 코히어런스 값을 산출한 결과를 나타낸다. 케이스 2와 케이스 3은 Specimen 1의 주파수 응답 함수와 2번 측정한 Specimen 2의 주파수 응답 함수를 각각 이용하여 공진점 근처의 코히어런스 값을 산출한 결과를 나타낸다. 케이스 1에서 살펴본 바와 같이, 크랙의 깊이가 동일한 경우에는 공진점 주변에서의 코히어런스 값이 거의 1에 근접한 값이 산출된다. 반면, 케이스2와 케이스3과 같이 크랙의 깊이에 차이가 있는 경우에는 공진점 주변에서의 코히어런스 값이 1의 값에서 현저하게 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 도 4를 통해, 30μm 정도의 크랙 길이의 차이에도 공진점 근처의 코히어런스 값이 매우 민감하게 반응하고 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, Case 1 shows a result of calculating a coherence value near a resonance point using the frequency response function measured twice for Specimen 2 of FIG. 3. Case 2 and Case 3 show the results of calculating the coherence value near the resonance point using the frequency response function of Specimen 1 and the frequency response function of Specimen 2 measured twice. As discussed in Case 1, when the cracks have the same depth, the value of the coherence value near the resonance point is almost close to 1. On the other hand, if there is a difference in the depth of the cracks, such as case 2 and case 3, it can be seen that the coherence value around the resonance point is significantly lower than the value of 1. 4, it can be seen that the coherence value near the resonance point responds very sensitively to the difference in crack length of about 30 μm.

다시 도 1을 참조하면, 시험객체(120)의 주파수 응답 함수와 기준객체의 주파수 응답 함수를 이용하여 코히어런스 값이 산출된 경우, 미소 크랙 검출부(160)는 하기 수학식 1을 통해 검사 지수(Inspection)를 산출한다.Referring back to FIG. 1, when the coherence value is calculated using the frequency response function of the test object 120 and the frequency response function of the reference object, the micro crack detection unit 160 checks the index through Equation 1 below. Calculate (Inspection)

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112017120813591-pat00005
Figure 112017120813591-pat00005

여기에서, Inspection은 검사 지수, C(i)는 주파수 i(Hz)에서의 코히어런스 값.Here, Inspection is an inspection index and C (i) is a coherence value at a frequency i (Hz).

크랙이 없는 시험객체(120)가 정상 객체인 경우에는 공진점 근처 구간에서 모두 1 근처의 값을 가지므로, 검사 지수는 분석된 영역(0.9*N ~ 1.1*N)의 주파수의 개수(M)에 근접하는 값이 산출될 수 있다. 시험객체(120)와 기준객체의 크랙의 길이가 다른 경우에는 검사 지수는 주파수 개수(M)보다 현저하게 작아질 수 있다.In the case where the test object 120 without cracks is a normal object, all of the test objects 120 have a value near 1 in the section near the resonance point, and thus the test index is determined by the number of frequencies M of the analyzed regions (0.9 * N to 1.1 * N). Proximity values can be calculated. When the crack lengths of the test object 120 and the reference object are different, the test index may be significantly smaller than the frequency number (M).

검사 지수를 산출한 후, 미소 크랙 검출부(160)는 하기 수학식 2를 기초로 시험객체(120)의 정상 객체 여부를 판별한다. 일 실시예에서, 미소 크랙 검출부(160)는 하기 수학식 2를 만족하는 시험객체를 미소 크랙이 존재하지 않는 정상 객체로 판별할 수 있다.After calculating the inspection index, the micro crack detection unit 160 determines whether the test object 120 is a normal object based on Equation 2 below. In an embodiment, the micro crack detector 160 may determine a test object satisfying Equation 2 as a normal object in which no micro crack exists.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112017120813591-pat00006
Figure 112017120813591-pat00006

여기에서, Inspection은 검사 지수, α는 보정계수Where Inspection is the inspection index and α is the correction factor.

보정계수(α)는 객체의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 실험을 통해 산출된 값으로 기 설정될 수 있다. 시험객체(120)와 기준객체의 크랙의 길이가 일정 길이 이상으로 차이가 나는 경우, 검사 지수의 값이 M보다 현저하게 작아지므로, 수학식 2는 충족되지 않는다. 따라서, 미소 크랙 검출부(160)는 수학식 2를 만족하는 시험객체를 정상 객체로 판별하고, 수학식 2를 만족하지 않는 시험객체는 불량 객체로 판별할 수 있다.The correction coefficient α may vary according to the type of object and may be preset to a value calculated through experiments. When the crack lengths of the test object 120 and the reference object differ by more than a predetermined length, since the value of the test index is significantly smaller than M, Equation 2 is not satisfied. Accordingly, the micro crack detection unit 160 may determine a test object satisfying Equation 2 as a normal object, and determine a test object not satisfying Equation 2 as a defective object.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미소 크랙 검사 장치를 이용한 미소 크랙 검사 방법을 설명하는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a micro crack inspection method using the micro crack inspection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 미소 크랙 검사 장치의 가진기(130)가 제어에 의해 시험객체의 일측에 물리적 힘을 가한다(단계 S510). 일 실시예에서, 가진기(130)는 임팩트 해머(impact hammer) 또는 전기 진동기(electrodynamic shaker)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the exciter 130 of the micro crack inspection apparatus applies a physical force to one side of the test object under control (step S510). In one embodiment, the exciter 130 may comprise an impact hammer or an electrodynamic shaker.

시험객체(120)는 미소 크랙 존재 여부를 검출하여 정상 여부를 판별하기 위한 대상 객체로, 자동 이송 장치(미도시)를 통해 객체 지지부(110)에 놓여질 수 있다. 가진기(130)는 객체 지지부(110)에 놓여진 시험객체(120)에 물리적 힘을 가한다. 시험객체(120)는 해당 객체의 구조적 특징을 기초로 놓여지는 위치가 정해질 수 있다.The test object 120 is a target object for detecting the presence of micro cracks and determines whether it is normal. The test object 120 may be placed on the object support 110 through an automatic transfer device (not shown). The exciter 130 exerts a physical force on the test object 120 placed on the object support 110. The test object 120 may be positioned based on the structural features of the object.

시험객체(120)에 물리적 힘이 가해지면, 센서(150)가 상기 시험객체에서 생성된 진동 신호를 수집한다(단계 S520). 일 실시예에서, 센서(150)는 가속 진동(acceleration vibration)을 측정하는 가속도 센서를 포함할 수 있다.When a physical force is applied to the test object 120, the sensor 150 collects the vibration signal generated by the test object (step S520). In one embodiment, the sensor 150 may include an acceleration sensor that measures acceleration vibration.

미소 크랙 검출부(160)는 가진기(130)에 의해 가해진 물리적 힘 신호와 센서(150)에 의해 수집된 진동 신호를 주파수 도메인 신호로 변환하여 제1 주파수 응답 함수를 산출하고, 제1 주파수 응답 함수에서 공진점을 추출한다(단계 S530).The micro crack detector 160 converts the physical force signal applied by the exciter 130 and the vibration signal collected by the sensor 150 into a frequency domain signal to calculate a first frequency response function, and then calculates a first frequency response function. The resonance point is extracted at step S530.

미소 크랙 검출부(160)는 제1 주파수 응답 함수에서 추출된 공진점과 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수에서 추출된 공진점을 비교하여 시험객체(120)의 미소 크랙 존재 여부를 검출한다(단계 S540). 일 실시예에서, 미소 크랙 검출부(160)는 시험객체(120)에서 산출된 제1 주파수 응답 함수의 공진점에서 제1 관심 주파수 영역을 추출하고, 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수의 공진점에서 제2 관심 주파수 영역을 추출하여, 상기 제1 관심 주파수 영역의 값과 상기 제2 관심 주파수 영역의 값의 코히어런스(coherence) 값을 산출할 수 있다.The micro crack detection unit 160 detects the presence of the micro crack in the test object 120 by comparing the resonance point extracted from the first frequency response function with the resonance point extracted from the second frequency response function of the reference object. S540). In one embodiment, the micro crack detection unit 160 extracts the first frequency region of interest from the resonance point of the first frequency response function calculated by the test object 120, and the resonance point of the second frequency response function of the reference object previously measured. The coherence value of the value of the first frequency region of interest and the value of the second frequency region of interest may be calculated by extracting a second frequency region of interest from.

일 실시예에서, 제1 관심 주파수 영역과 상기 제2 관심 주파수 영역은 각각 해당 주파수 응답 함수에서 0.9×N(Hz)에서 1.1×N(Hz) 사이에 해당할 수 있다. 여기에서, N은 공진점 주파수(Hz)를 나타낸다. 시험객체의 주파수 응답 함수 특성에 따라, 관심 주파수 영역의 범위는 변경될 수도 있다.In one embodiment, the first region of interest and the second region of interest may correspond to between 0.9 × N (Hz) and 1.1 × N (Hz) in the corresponding frequency response function, respectively. Here, N represents the resonance point frequency (Hz). Depending on the frequency response function of the test object, the range of the frequency region of interest may be changed.

시험객체(120)의 주파수 응답 함수와 기준객체의 주파수 응답 함수를 이용하여 코히어런스 값이 산출된 경우, 미소 크랙 검출부(160)는 하기 수학식 1을 통해 검사 지수(Inspection)를 산출한다.When the coherence value is calculated by using the frequency response function of the test object 120 and the frequency response function of the reference object, the micro crack detector 160 calculates an inspection index through Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112017120813591-pat00007
Figure 112017120813591-pat00007

여기에서, Inspection은 검사 지수, C(i)는 주파수 i(Hz)에서의 코히어런스 값.Here, Inspection is an inspection index and C (i) is a coherence value at a frequency i (Hz).

검사 지수를 산출한 후, 미소 크랙 검출부(160)는 하기 수학식 2를 기초로 시험객체(120)의 정상 객체 여부를 판별한다. 일 실시예에서, 미소 크랙 검출부(160)는 하기 수학식 2를 만족하는 시험객체를 미소 크랙이 존재하지 않는 정상 객체로 판별할 수 있다.After calculating the inspection index, the micro crack detection unit 160 determines whether the test object 120 is a normal object based on Equation 2 below. In an embodiment, the micro crack detector 160 may determine a test object satisfying Equation 2 as a normal object in which no micro crack exists.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112017120813591-pat00008
Figure 112017120813591-pat00008

여기에서, Inspection은 검사 지수, α는 보정계수Where Inspection is the inspection index and α is the correction factor.

개시된 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법은 가진기(예를 들어, 임팩트 해머)와 응답 신호를 측정하기 위한 센서(예를 들어, 가속도 센서)만 있으면 되므로 검사 장치를 구축하는 비용이 저렴하고 구성이 간단한 장점이 있다. 또한, 미소 크랙의 존재 여부 검출 시 계산 과정에서 요구되는 주파수 응담 함수와 코히어런스 함수는 계산 시간이 다수 소요되는 복잡한 함수가 아니므로 빠른 연산이 가능한 장점이 있다. 따라서, 개시된 미소 크랙 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법은 대량생산 제품의 전수 검사에 적용하기에 적합한 장점이 있다.The disclosed micro crack inspection apparatus and inspection method using the same require only an exciter (for example, an impact hammer) and a sensor (for example, an acceleration sensor) for measuring a response signal. This has a simple advantage. In addition, the frequency coherence function and the coherence function required in the calculation process when detecting the presence of the micro cracks are not complicated functions that require a large amount of calculation time, and thus, there is an advantage in that fast operation is possible. Therefore, the disclosed micro crack inspection apparatus and the inspection method using the same have an advantage that is suitable for the entire inspection of mass-produced products.

도 1 내지 도 5을 통해 설명된 검사 장치 및 검사 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수도 있다.The inspection apparatus and inspection method described with reference to FIGS. 1 to 5 may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as an application or a module executed by a computer.

컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, computer readable media may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, modules or other data. Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transmission mechanism, and includes any information delivery media.

모듈(module)이라 함은 명세서에서 설명되는 각각의 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 또한 특정한 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또한 특정한 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예컨대 프로세서를 의미할 수 있다.A module may mean hardware capable of performing functions and operations according to each name described in the specification, and may also mean computer program code capable of performing specific functions and operations. It may also mean an electronic recording medium, eg, a processor, on which computer program code capable of performing specific functions and operations is mounted.

이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 검사 장치 및 검사 방법으로 구현할 수 있다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical idea of the present invention is not limited to the above embodiments, and may be implemented by various inspection devices and test methods in a range that does not depart from the technical idea of the present invention.

100 : 미소 크랙 검사 장치
110 : 객체 지지부
120 : 시험객체
130 : 가진기
140 : 팁
150 : 센서
160 : 미소 크랙 검출부
100: micro crack inspection device
110: object support
120: test object
130: excitation
140: tips
150 sensor
160: micro crack detection unit

Claims (18)

기 정해진 위치로 놓여진 객체를 지지하는 객체 지지부;
제어에 의해 상기 시험객체의 일측에 물리적 힘을 가하는 가진기;
시험객체의 타측에 접하며, 상기 물리적 힘에 의해 상기 시험객체에서 생성된 진동 신호를 수집하는 센서; 및
상기 가진기에 의해 가해진 물리적 힘 신호와 상기 센서에 의해 수집된 진동 신호를 주파수 도메인 신호로 변환하여 제1 주파수 응답 함수를 산출하고, 상기 제1 주파수 응답 함수에서 추출된 공진점과 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수의 공진점을 비교하여 상기 시험객체의 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 미소 크랙 검출부를 포함하고,
상기 미소 크랙 검출부는 상기 제1 주파수 응답 함수의 공진점에서 제1 관심 주파수 영역을 추출하고, 상기 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수의 공진점에서 제2 관심 주파수 영역을 추출하여, 상기 제1 관심 주파수 영역의 값과 상기 제2 관심 주파수 영역의 값이 코히어런스(coherence) 값을 산출하는 미소 크랙 검사 장치.
An object supporter supporting an object placed at a predetermined position;
An exciter for applying a physical force to one side of the test object under control;
A sensor contacting the other side of a test object and collecting a vibration signal generated by the test object by the physical force; And
Converting the physical force signal applied by the exciter and the vibration signal collected by the sensor to a frequency domain signal to calculate a first frequency response function, the resonance point extracted from the first frequency response function and the measured of the reference object A micro crack detection unit for detecting the presence of micro cracks in the test object by comparing resonance points of a second frequency response function;
The micro crack detector extracts a first region of interest from the resonance point of the first frequency response function, extracts a second region of interest from the resonance point of the second frequency response function of the reference object, and the first frequency response function. And a value of the frequency region of interest and a value of the second frequency region of interest calculate a coherence value.
제1항에 있어서,
상기 가진기는 임팩트 해머(impact hammer) 또는 전기 진동기(electrodynamic shaker)를 포함하는 미소 크랙 검사 장치.
The method of claim 1,
The exciter is a micro crack inspection device including an impact hammer or an electrodynamic shaker.
제2항에 있어서,
상기 임팩트 해머는 가진 파트에 팁(tip)을 구비하되, 상기 팁은 상기 미소 크랙 존재 여부 검출에 요구되는 주파수 대역에 따라 교체될 수 있는 미소 크랙 검사 장치.
The method of claim 2,
The impact hammer is provided with a tip (tip) on the part having, the tip is a micro crack inspection device that can be replaced according to the frequency band required for detecting the presence of the micro crack.
제1항에 있어서,
상기 시험객체는 해당 객체의 구조적 특징을 기초로 놓여지는 위치가 정해지는 미소 크랙 검사 장치.
The method of claim 1,
And the test object is positioned on the basis of the structural characteristics of the object.
제4항에 있어서,
상기 시험객체는 해당 객체에 크랙이 자주 발생하는 방향과 상기 가진기에 의해 물리적 힘이 가해지는 방향이 수직이 되도록 위치가 정해지는 미소 크랙 검사 장치.
The method of claim 4, wherein
And the test object is positioned such that the direction in which the crack frequently occurs in the object and the direction in which the physical force is applied by the exciter are perpendicular to each other.
제1항에 있어서,
상기 센서는 가속 진동(acceleration vibration)을 측정하는 가속도 센서를 포함하는 미소 크랙 검사 장치.
The method of claim 1,
The sensor is a micro crack inspection device including an acceleration sensor for measuring acceleration vibration (acceleration vibration).
제1항에 있어서,
상기 미소 크랙 검사 장치는 상기 센서와 상기 시험객체를 밀착시키는 밀착부를 더 포함하는 미소 크랙 검사 장치.
The method of claim 1,
The micro crack inspection apparatus further comprises a close contact portion for closely contacting the sensor and the test object.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 관심 주파수 영역과 상기 제2 관심 주파수 영역은 각각 해당 주파수 응답 함수에서 0.9×N(Hz)에서 1.1×N(Hz) 사이인 미소 크랙 검사 장치.
여기에서, N은 공진점 주파수(Hz)
The method of claim 1,
And the first frequency region of interest and the second frequency region of interest are each between 0.9 x N (Hz) and 1.1 x N (Hz) in a corresponding frequency response function.
Where N is the resonance point frequency (Hz)
제1항에 있어서,
상기 미소 크랙 검출부는 하기 수학식 1을 통해 검사 지수를 산출하여 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 미소 크랙 검사 장치.
[수학식 1]
Figure 112019013753733-pat00018

여기에서, Inspection은 검사 지수, C(i)는 주파수 i(Hz)에서의 코히어런스 값.
The method of claim 1,
The micro crack detection unit detects the presence of micro cracks by calculating an inspection index through Equation 1 below.
[Equation 1]
Figure 112019013753733-pat00018

Here, Inspection is an inspection index and C (i) is a coherence value at a frequency i (Hz).
제10항에 있어서,
상기 미소 크랙 검출부는 하기 수학식 2를 만족하는 시험객체를 미소 크랙이 존재하지 않는 정상 객체로 판별하는 미소 크랙 검사 장치.
[수학식 2]
Figure 112017120813591-pat00010

여기에서, Inspection은 검사 지수, α는 보정계수
The method of claim 10,
The micro crack detection unit is a micro crack inspection apparatus for determining a test object that satisfies the following equation (2) as a normal object does not exist.
[Equation 2]
Figure 112017120813591-pat00010

Where Inspection is the inspection index and α is the correction factor.
가진기가 제어에 의해 시험객체의 일측에 물리적 힘을 가하는 단계;
센서가 상기 시험객체에서 생성된 진동 신호를 수집하는 단계;
미소 크랙 검출부가 상기 가진기에 의해 가해진 물리적 힘 신호와 상기 센서에 의해 수집된 진동 신호를 주파수 도메인 신호로 변환하여 제1 주파수 응답 함수를 산출하고, 상기 제1 주파수 응답 함수에서 공진점을 추출하는 단계; 및
미소 크랙 검출부가 상기 제1 주파수 응답 함수에서 추출된 공진점과 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수에서 추출된 공진점을 비교하여 상기 시험객체의 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 단계를 포함하고,
상기 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 단계는
상기 제1 주파수 응답 함수의 공진점에서 제1 관심 주파수 영역을 추출하는 단계;
상기 기 측정된 기준객체의 제2 주파수 응답 함수의 공진점에서 제2 관심 주파수 영역을 추출하는 단계; 및
상기 제1 관심 주파수 영역의 값과 상기 제2 관심 주파수 영역의 값이 코히어런스(coherence) 값을 산출하는 단계를 포함하는 미소 크랙 검사 방법.
An exciter exerting a physical force on one side of the test object under control;
Collecting a vibration signal generated by the sensor at the test object;
A minute crack detection unit converting the physical force signal applied by the exciter and the vibration signal collected by the sensor into a frequency domain signal to calculate a first frequency response function, and extracting a resonance point from the first frequency response function; And
And detecting, by the micro crack detection unit, whether there is a micro crack present in the test object by comparing the resonance point extracted from the first frequency response function with the resonance point extracted from the second frequency response function of the reference object.
Detecting the presence of the micro cracks is
Extracting a first frequency region of interest at a resonance point of the first frequency response function;
Extracting a second frequency region of interest from a resonance point of the second frequency response function of the previously measured reference object; And
And calculating a coherence value between the value of the first frequency region of interest and the value of the second frequency region of interest.
제12항에 있어서,
상기 가진기는 임팩트 해머(impact hammer) 또는 전기 진동기(electrodynamic shaker)를 포함하는 미소 크랙 검사 방법.
The method of claim 12,
The exciter includes an impact hammer or an electrodynamic shaker.
제12항에 있어서,
상기 센서는 가속 진동(acceleration vibration)을 측정하는 가속도 센서를 포함하는 미소 크랙 검사 방법.
The method of claim 12,
The sensor comprises a micro crack inspection method for measuring the acceleration vibration (acceleration vibration).
삭제delete 제12항에 있어서,
상기 제1 관심 주파수 영역과 상기 제2 관심 주파수 영역은 각각 해당 주파수 응답 함수에서 0.9×N(Hz)에서 1.1×N(Hz) 사이인 미소 크랙 검사 방법.
여기에서, N은 공진점 주파수(Hz)
The method of claim 12,
And the first frequency region of interest and the second frequency region of interest are each between 0.9 x N (Hz) and 1.1 x N (Hz) in a corresponding frequency response function.
Where N is the resonance point frequency (Hz)
제12항에 있어서, 상기 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 단계는
하기 수학식 1을 통해 검사 지수를 산출하는 단계를 더 포함하는 미소 크랙 검사 방법.
[수학식 1]
Figure 112019013753733-pat00019

여기에서, Inspection은 검사 지수, C(i)는 주파수 i(Hz)에서의 코히어런스 값.
The method of claim 12, wherein detecting the presence of the micro cracks
The micro crack test method further comprises the step of calculating the test index through the following equation (1).
[Equation 1]
Figure 112019013753733-pat00019

Here, Inspection is an inspection index and C (i) is a coherence value at a frequency i (Hz).
제17항에 있어서, 상기 미소 크랙 존재 여부를 검출하는 단계는
하기 수학식 2를 기초로 상기 시험객체의 정상 객체 여부를 판별하는 단계를 더 포함하되, 하기 수학식 2를 만족하는 시험객체를 미소 크랙이 존재하지 않는 정상 객체로 판별하는 미소 크랙 검사 방법.
[수학식 2]
Figure 112017120813591-pat00012

여기에서, Inspection은 검사 지수, α는 보정계수


18. The method of claim 17, wherein detecting the presence of the micro cracks
The method may further include determining whether the test object is a normal object based on Equation 2 below, wherein the test object satisfying Equation 2 is determined as a normal object in which no micro crack exists.
[Equation 2]
Figure 112017120813591-pat00012

Where Inspection is the inspection index and α is the correction factor.


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