KR102099140B1 - 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치 - Google Patents

와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102099140B1
KR102099140B1 KR1020180119171A KR20180119171A KR102099140B1 KR 102099140 B1 KR102099140 B1 KR 102099140B1 KR 1020180119171 A KR1020180119171 A KR 1020180119171A KR 20180119171 A KR20180119171 A KR 20180119171A KR 102099140 B1 KR102099140 B1 KR 102099140B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
probe
coil
sensors
eddy current
measuring
Prior art date
Application number
KR1020180119171A
Other languages
English (en)
Inventor
이진이
Original Assignee
조선대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조선대학교산학협력단 filed Critical 조선대학교산학협력단
Priority to KR1020180119171A priority Critical patent/KR102099140B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102099140B1 publication Critical patent/KR102099140B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/904Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents with two or more sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9006Details, e.g. in the structure or functioning of sensors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브는 상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 코일과 상기 권선된 코일의 축방향을 따라 환형으로 배열된 센서들을 포함하는 복수 개의 측정부들;을 포함한다.

Description

와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치{PROBE FOR EDDY CURRENT TESTING AND APPARATUS FOR NONDESTRUCTIVE TESTING USING THE SAME}
본 발명은 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치에 관한 것으로, 협폭의 측정부 및 광폭의 측정부를 포함하는 프로브를 이용하여 시험편의 결함을 검출하는 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치에 관한 것이다.
열교환기는 유체의 열을 전열관 튜브의 전열면을 통해 열전달을 일으켜 가열, 냉각, 응축 등의 기능을 수행한다. 고온, 고압, 진동, 수화학 환경 하에서 장시간 활용 한 열교환기 전열관 튜브는 부식, 점식, 침식, 공식, 마모, 감육, 피로균열, SCC, IASCC 등의 손상을 입을 수 있다. 이러한 손상에 기인하여 열교환기 본연의 기능을 수행하지 못할 경우, 발전소 정상운전에 지장을 초래할 수 있다. 따라서 열교환기 전열관의 건전성 확인을 위한 비파괴검사가 발전소 계획예방정비기간 동안 주기적으로 수행되고 있다.
열교환기 전열관의 건전성 확인을 위한 보빈형 와전류검사(ECT, eddy current testing)는 발전소 계획예방정비기간 동안 주기적으로 수행되고 있다. 내삽 보빈형 프로브(이하, 제1세대 ECT, bobbin probe)에 교류전류를 인가하면, 전열관 튜브에 유도전류가 발생한다. 유도전류의 경로에 결함이 존재하면, 유도전류의 임피던스가 증가한다. 또한, 결함의 존재가 튜브의 내벽에 위치하거나, 외벽에 위치하는 각 경우에 위상차가 발생한다. 따라서 보빈형 프로브의 임피던스와 위상차를 측정하면 결함의 위치와 깊이를 알아낼 수 있다(비특허문헌 1 내지 4).
이러한 원리에 의하여 검사한 결과에 따라 체적성 결함이 관두께 정비기준을 초과한 전열관에 대해서는 관막음 정비를 수행하게 된다.
한편, 전열관 검사결과에 대한 후속조치로서 전열관에서 균열성 결함이 발견될 경우에는 관두께 정비기준과 무관하게 관막음 조치를 취해야 한다. 이는 체적성 결함의 경우에 비하여 균열성 결함의 경우 결함이 매우 빠르게 진전하기 때문이다.
따라서 균열성 결함이 체적성 결함으로 잘못 평가되어 미보수상태로 남아 있는 경우, 발전소 정상 출력운전 중에 전열관이 파열되어 누설이 발생할 수 있는 문제가 있다.
따라서 보빈형 프로브를 사용한 열교환기 전열관 튜브의 비파괴검사에서는 결함 신호가 검출된 지점에서 별도의 수단으로 결함의 종류를 판별하는 작업을 추가해야 한다.
결함을 보다 정량적으로 평가하기 위한 수단으로서, 열교환기 전열관 튜브 내벽의 와전류분포를 측정하는 회전형 프로브(이하, 2세대 ECT, MRPC)가 개발되었다(비특허문헌 5). 2세대 ECT는 1~2개의 팬케익 코일을 열교환기 튜브 내벽을 따라 나선형으로 스캔하여 와전류 분포를 측정한다.
하지만, 나선형으로 스캔할 경우, 검사시간이 길어지기 때문에 상술한 보빈형 프로브에 의하여 결함의 존재가 확인된 영역에서 재검사하는 국한된 목적으로 활용되고 있다.
이를 보완하여, 검사시간을 단축하기 위하여 팬케익 코일을 환형으로 배열하고, 축방향으로 스캔하여 와전류 분포를 측정하는 환형 배열 와전류검사 프로브(이하, 제3세대 ECT, X-prove)가 제안되었다(비특허문헌 6).
이상의 보빈형 프로브, 회전형 프로브, 환형 배열 프로브는 코일을 이용하여 결함을 검출한다. 즉, 교류전류가 인가되는 코일을 시험편에 근접하면, 시험편에 유도전류가 발생되고, 결함이 없는 곳에서의 균일한 형태의 유도전류는 결함이 있는 곳에서 왜곡된다. 이러한 유도전류의 왜곡은 코일 주변의 시변자속밀도분포를 변화시키고, 결과적으로 코일에 발생하는 기전력을 변화시킨다. 한편, 코일에 의하여 발생하는 기전력은 아래의 수학식 1의 패러데이-렌쯔의 법칙에 의하여 표현할 수 있다.
Figure 112018098566210-pat00001
여기에서, N, Φ,
Figure 112018098566210-pat00002
, s는 각각 코일의 권수, 코일을 통과하는 총자속, 시변자속 밀도, 코일의 면적을 나타낸다. 즉, 많은 수의 권수, 높은 주파수 및 넓은 코일 면적에 의하여 보다 큰 신호를 얻을 수 있어, 결과적으로 결함 검출능이 향상된다. 하지만, 고속으로 와전류분포를 측정하는 환형배열 와전류검사 프로브는 코일센서의 조밀한 배열이 필수적이지만, 권수 및 코일면적의 증가는 공간분해능을 저하시키는 원인이 된다.
따라서 보다 많은 권수 및 넓은 코일의 면적은 환형배열 와전류검사 프로브의 결함검출능을 저하시킬 수 있다.
한편, 전자기적 간섭을 최소화하기 위해서는 센서와 센서의 간격을 이격시켜야 하며, 결과적으로 공간분해능이 저하된다. 전자기적 간섭을 최소화하기 위한 또 다른 방법으로는 센서를 조밀하게 배열한 후, 센서를 차례로 구동시키는 방법이 있다.
하지만, 이러한 경우에는 모든 센서를 동시에 구동하는 것에 비하여 스캔 속도가 저하된다는 단점이 있다. 한편, 수학식 1은 코일과 피측정체의 상대적인 위치가 고정되어 있을 경우를 상정한 것이다.
따라서 환형으로 배열된 코일센서를 이용하여, 열교환기 튜브의 축방향으로 기계식 스캔할 때, 상대적인 위치가 변화하는 경우라면 아래의 수학식 2와 같이 수정되어야 한다.
Figure 112018098566210-pat00003
여기에서, Φ1, Φ2, v(t)는 각각 유도전류에 의한 총 자속, 자화영역에서 발생하는 총 자속 및 기계식 스캔 속도를 나타낸다. ± 기호는 피측정체의 국부적인 자화(
Figure 112018098566210-pat00004
)의 방향을 나타낸다. 즉, 스캔속도가 빠를수록 δ-ferrite 조직, 강자성 이물질(ferrous foreign object) 및 튜브지지판(TSP, tube support plate)과 같은 고투자율 재질에 의한 바이어스 기전력이 발생한다. 그리고 해당 기전력은 자화의 방향에 따라 양의 값 또는 음의 값을 가질 수 있다. 따라서 결함이 아닌 곳에서 결함으로 인식하거나, 오히려 큰 신호의 경우에는 결함이 없는 것으로 오판할 수 있다.
상술한 보빈형 프로브의 제한적 정량평가, 회전형 프로브의 검사속도 제약, 환형 배열 프로브의 공간분해능 저하 등에 대한 해결책으로 원통형 배열 와전류검사 프로브가 개발되었다. 시변자계(
Figure 112018098566210-pat00005
)를 인가하여 결함 주변에서 발생하는 유도된 전류밀도(
Figure 112018098566210-pat00006
) 의 변화에 의한 자속밀도(
Figure 112018098566210-pat00007
) 분포의 변화를 원통형으로 조밀하게 배열된 자기센서에 의하여 측정하는 원통형 배열 와전류 프로브는 1개의 열을 선택하여 기계식으로 스캔하면서 연속적인 와전류 분포를 측정할 수 있다. 또한, 원통형으로 배열된 전체 센서를 전자식으로 스캔하여 정적인 상태에서도 실시간으로 와전류 분포를 측정할 수 있다. 하지만, 1개의 열을 선택하여 기계식으로 스캔할 때 얻어지는 연속적인 와전류 분포에서는 넓은 폭의 여자코일을 사용하기 때문에 도 1과 같은 고스트 신호, 즉 결함이 없음에도 불구하고 결함과 같은 지시신호가 발생한다는 한계가 있었다.
M. O. Forster Friedrich, "Eddy current system for testing tubes for defects, eccentricity, and wall thickness", US patents, US3693075A,(1969) John C. Moulder, Sunil K. Shaligram, Jay A. Bieber, James H. Rose, "Pulsed eddy current inspections and the calibration and display of inspection results", US patents, US6037768A, (1997) Gordon R. Brandly, Martin D. MacLean, Paul P. Pastushak, David E. Russell, James B. Seale, Ad A. Shatat, Jens C. B. Winslow, "Flexible device for remote field eddy current inspection of ferrous pipeline containing turns", US patents, US6087830A, (1994) Andreas Boenisch, "Partial saturation eddy current sensor apparatus and method of use", US patents, US9213018B2, (2009) Samuel Rothstein, "Tube inspection probe with rotating eddy current coil", US patents, US4625165A, (1981) Florian Hardy, Rock Samson, "Eddy current probe with multi-use coils and compact configuration ", US patents, US6344739B1, (1999)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 원통형 배열 와전류검사 프로브를 이용하여 기계식으로 스캔할 때 얻어지는 연속적인 와전류 분포에서 발생하는 고스트 신호를 제거하기 위한 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브는 상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 코일과 상기 권선된 코일의 축방향을 따라 환형으로 배열된 센서들을 포함하는 복수 개의 측정부들;을 포함할 수 있다.
상기 측정부들은, 상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 제1 코일과 상기 제1 코일의 안쪽에 부착된 센서들을 포함하는 제1 측정부; 및 상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 제2 코일과 상기 제2 코일의 안쪽에 부착된 센서들을 포함하는 제2 측정부를 포함할 수 있다.
상기 측정부들은, 상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 제3 코일 및 제4 코일과 상기 제3 코일 및 제4 코일의 사이에 부착된 센서들을 포함하는 제1 측정부; 및 상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 제2 코일과 상기 제2 코일의 안쪽에 부착된 센서들을 포함하는 제2 측정부를 포함할 수 있다.
상기 제1 측정부는 M x N1개의 센서들을 포함하고, 상기 제2 측정부는 M x N2개의 센서들을 포함하고, 여기서, M은 상기 코일의 축방향을 따라서 상기 센서들이 이루는 환형 배열의 행의 개수이고, N1 및 N2는 각각 상기 제1 측정부 및 제2 측정부에 포함된 센서들이 이루는 환형 배열의 열의 개수이다.
상기 제2 측정부에 포함된 코일의 축방향 길이는 상기 제1 측정부에 포함된 코일의 축방향 길이보다 길고, 상기 제2 측정부에 포함된 코일이 권선된 폭은, 상기 제1 측정부에 포함된 코일이 권선된 폭보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치는 피측정체의 내부에 삽입되는 상기 제1항의 와전류 검사용 프로브; 상기 프로브 내 측정부들에 포함된 코일에 교류전류를 인가하고, 상기 측정부들에 포함된 센서들에 전원을 인가하고, 상기 센서들에서 출력된 신호들을 수집하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부가 상기 코일에 교류전류를 인가하고 상기 센서들에 전원을 인가하도록 제어하고, 상기 신호처리부에서 수집한 신호들의 진폭 및 위상차의 분포에 기반하여 상기 피측정체의 결함을 검출하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 프로브 내 측정부들 중 특정 측정부에 포함된 코일에 교류전류가 인가되고, 상기 특정 측정부에 포함된 센서들에 전원이 인가되도록 상기 신호처리부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 특정 측정부에 포함된 센서들에서 출력된 신호들에 기반하여 상기 피측정체의 결함이 검출된 경우, 상기 프로브 내 측정부들 중 상기 특정 측정부를 제외한 나머지 측정부가 상기 검출된 결함 부위에 위치하면, 상기 나머지 측정부에 포함된 코일에 교류전류를 인가하고, 상기 나머지 측정부에 포함된 센서들에 전원을 인가하도록 상기 신호처리부를 제어하고, 상기 나머지 측정부에 포함된 센서들에서 출력된 신호들에 기반하여 상기 피측정체의 결함을 검출할 수 있다.
상기 특정 측정부는, 상기 프로브에 포함된 측정부들 중 포함된 센서들의 개수가 가장 적은 측정부를 포함할 수 있다.
상기 신호처리부는, 상기 센서들에서 출력된 신호들을 고대역필터 및 저대역필터를 이용하여 필터링하고, 위상차를 달리하는 구형파 신호를 생성하여 상기 필터링된 신호들과 승산시키고, 상기 승산된 신호들을 적분하고, 상기 적분된 신호들을 증폭시킨 이후 디지털 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치에 따르면, 제1세대 ECT의 제한적 정량평가, 제2세대 ECT의 검사속도 제약 및 제3세대 ECT의 공간분해능 저하 문제를 해결한 장점이 있다.
또한, 결함이 아닌 곳에서 결함으로 인식되는 고스트 신호를 필터링함으로써, 피측정체의 결함을 보다 정확하게 검출할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 고스트 신호가 발생한 예시를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 간략히 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 간략히 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브와 종래의 프로브를 비교한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치를 간략히 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치의 신호처리 과정을 간략히 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치의 성능 시험을 위한 시험편을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치에 있어서, 협폭의 측정부(제1 측정부)에서 시험편의 각 결함부위의 자속밀도분포를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치에 있어서, 협폭의 측정부(제1 측정부)에서 측정한 시험편의 각 결함부위의 진폭과 위상차 변화를 리사주선도로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치에 있어서, 광폭의 측정부(제2 측정부)에서 시험편의 각 결함부위의 자속밀도분포를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치에 있어서, 협폭의 측정부(제1 측정부)와 광폭의 측정부(제2 측정부)에서 동일한 결함을 측정한 결과를 도시한 도면이다.
본 명세서에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 즉, 구성요소들을 상기 용어들에 의해 한정하고자 함이 아니다.
본 명세서에서 '포함하다' 라는 표현으로 언급되는 구성요소, 특징, 및 단계는 해당 구성요소, 특징 및 단계가 존재함을 의미하며, 하나 이상의 다른 구성요소, 특징, 단계 및 이와 동등한 것을 배제하고자 함이 아니다.
본 명세서에서 단수형으로 특정되어 언급되지 아니하는 한, 복수의 형태를 포함한다. 즉, 본 명세서에서 언급된 구성요소 등은 하나 이상의 다른 구성요소 등의 존재나 추가를 의미할 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의하여 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다.
즉, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 간략히 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)는 서로 이격된 복수 개의 측정부(101) 및 지지부(103)를 포함할 수 있다.
측정부(101)는 프로브(100)의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 원통형 코일과 코일의 축방향을 따라 환형으로 배열된 센서들을 포함할 수 있다. 센서들은 홀센서 또는 거대자기저항(GMR)센서 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
예컨대, 측정부(101)는 원통형으로 권선된 코일과 코일의 안쪽에 부착된 센서들을 포함하거나, 원통형으로 권선된 코일들과 코일들의 사이에 부착된 센서들을 포함할 수 있다.
측정부(101)는 제1 측정부(110) 및 제2 측정부(120)로 구성되며, 제1 측정부(110)는 M x N1개의 센서들을 포함하고, 제2 측정부(120)는 M x N2개의 센서들을 포함할 수 있다. 여기서, M은 코일의 축방향을 따라 센서들이 이루는 환형 배열의 행의 개수이고, N1 및 N2는 각각 제1 측정부(110) 및 제2 측정부(120)에 포함된 센서들이 이루는 환형 배열의 열의 개수이다.
지지부(103)는 프로브(100)의 형상을 유지하며, 측정부(101)가 움직이지 않도록 측정부(101)를 프로브(100) 내에서 고정할 수 있다.
예컨대, 지지부(103)는 프로브(100)의 일단과 제2 측정부(120)의 일단 사이에 형성된 제1 지지부(141), 제2 측정부(120)의 타단과 제1 측정부(110)의 일단 사이에 형성된 제2 지지부(143), 제1 측정부(110)의 타단과 프로브(100)의 타단 사이에 형성된 제3 지지부(145)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)를 간략히 도시한 도면이다.
구체적으로 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)를 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)를 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 제1 측정부(110)는 0.2mm 두께의 에나멜동선이 12mm의 폭으로 총 120회 권선된 제1 코일(111) 및 제1 코일(111)의 축방향을 따라 1열 16행으로 배열된 제1 센서들(113)을 포함할 수 있다. 환형으로 배열된 16개의 제1 센서들(113)이 제1 코일(111)의 안쪽에 부착될 수 있다.
제2 측정부(120)는 0.2mm 두께의 에나멜동선을 61.5mm의 폭으로 총 610회 권선된 제2 코일(121) 및 제2 코일(121)의 축방향을 따라 24열 16행의 원통형(cylinder-type)으로 배열된 제2 센서들(123)을 포함할 수 있다. 즉, 1열에 2.5mm 간격씩 16개, 1행에 24개씩 원통형으로 배열된 제2 센서들(123)이 제2 코일(121)의 안쪽에 부착될 수 있다.
즉, 제2 코일(121)의 축방향 길이는 제1 코일(111)의 축방향 길이보다 길고, 제2 코일(121)이 권선된 폭은 제1 코일(111)이 권선된 폭보다 클 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제1 측정부(110)는 0.2mm 두께의 에나멜동선이 3mm의 폭으로 총 120회 권선된 제3 코일(131) 및 제4 코일(132)를 포함하고, 제3 코일(131) 및 제4 코일(132)의 사이에서 제3 코일(131) 및 제4 코일(132)의 축방향을 따라 1열 16행으로 배열된 제3 센서들(133)을 포함할 수 있다.
제2 측정부(120)는 0.2mm 두께의 에나멜동선을 61.5mm의 폭으로 총 610회 권선된 제2 코일(121) 및 제2 코일(121)의 축방향을 따라 24열 16행의 원통형(cylinder-type)으로 배열된 제2 센서들(123)을 포함할 수 있다. 즉, 1열에 2.5mm 간격씩 16개, 1행에 24개씩 원통형으로 배열된 제2 센서들(123)이 제2 코일(121)의 안쪽에 부착될 수 있다.
즉, 제2 코일(121)의 축방향 길이는 제3 코일(131) 및 제4 코일(132)의 축방향 길이의 합보다 길고, 제2 코일(121)이 권선된 폭은 제3 코일(131) 및 제4 코일(132)이 각각 권선된 폭보다 클 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)와 종래의 프로브를 비교한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 코일(111) 및 제2 코일(121)의 안쪽에 축방향을 따라 제1 센서들(113) 및 제2 센서들(123)이 각각 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)를 이용하여 시험편의 결함을 검출하는 원리를 설명하면 다음과 같다.
먼저 와전류 검사용 프로브(100)를 시험편 내부에 삽입시키고, 제1 측정부(110)에 포함된 제1 코일(111) 및 제1 센서들(113)에 교류전류를 인가하고, 와전류 검사용 프로브(100)를 축방향(z방향)으로 이동시키며 스캔한다.
도 3b에 도시된 와전류 검사용 프로브(100)를 이용하는 경우에는, 제1 코일(111) 대신 제3 코일(131) 및 제4 코일(132)에 교류전류를 인가하고, 제1 센서들(113) 대신 제3 센서들(133)에 교류전류를 인가하며 수행된다. 이하에서는 도 3a 및 도4에 도시된 와전류 검사용 프로브(100)를 이용하여 시험편의 결함을 검출하는 원리를 설명한다.
제1 코일(111)에 교류전류가 인가되면, 시험편 내부에 유도전류가 인가되고, 결함이 존재하는 경우 시변자속밀도의 변화가 유발된다. 자속밀도분포는 결함의 크기 및 위치에 따라 진폭 및 위상차가 변화된다. 시변자속밀도의 변화는 반도체 기반 자기센서인 제1 센서들(113)을 이용하여 측정되며, 제1 센서들(113)은 시변자속밀도의 변화 분포를 측정하여 결함의 유무, 위치 및 크기를 파악할 수 있다.
그 다음, 결함이 발견된 위치에 제2 측정부(120)를 위치시키고, 제2 측정부(120)에 포함된 제2 코일(121) 및 제2 센서들(123)에 교류전류를 인가하면, 결함의 존재에 기인하여 시변자속밀도의 변화가 유발된다. 위와 마찬가지로 제2 센서들(123)은 시변자속밀도의 분포를 측정하여, 결함의 유무, 위치 및 크기를 정밀하게 파악할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)는 프로브(100) 내부에 협폭의 제1 측정부(110) 및 광폭의 제2 측정부(120)를 배치함으로써, 권선된 코일의 폭이 좁은 제1 측정부(110)로 시험편에 존재하는 결함을 1차 검출하고, 결함 위치에서 제2 측정부(120)로 결함을 2차 검출함으로써, 보다 정밀하고 정확하게 결함을 검출할 수 있는 장점이 있다.
예컨대, 제1 측정부(110)를 이용해서만 결함을 검출하는 경우, 축방향(z방향) 균열이 제1 센서들(113)들 중 2개의 센서들의 사이를 통과하는 경우, 결함 검출능력이 저하될 수 있다. 이러한 문제는 제2 측정부(120)를 이용하여 원통형으로 배열된 제2 센서들(123)을 이용하여 결함을 검출함으로써 해결될 수 있다.
또한, 제1 측정부(110)를 이용해서 결함을 검출하는 경우, 피측정체의 δ-ferrite 조직, 강자성 이물질과 TSP와 같은 고투자율 재질에서 발생하는 국부적인 자화(
Figure 112018098566210-pat00008
)를 원인으로 하는 바이어스 기전력이 발생될 수 있다.
이러한 바이어스 기전력은 제1 코일(111)에서만 발생하는 것이 아니라, 반도체기반 제1 센서들(113)에서도 발생될 수 있다. 즉, 피측정체 표면의 국부적인 자화(
Figure 112018098566210-pat00009
)의 방향 및 크기가 제1 센서들(113)의 측정값에 부가되어 제1 센서들(113)에서 출력된 신호들이 왜곡될 수 있다.
왜곡된 신호들에 기반하여 결함을 검출할 경우, 결함 검출의 정확성을 담보하지 못하기 때문에, 제2 측정부(120)에 포함된 제2 센서들(123)을 이용하여 시변자속밀도의 변화를 측정할 필요가 있다.
즉, 원통형으로 배열된 제2 센서들(123)을 이용하여 시변자속밀도의 변화를 측정하여 수학식 2의 Nv(t)신호를 제거함으로써 국부적인 자화(
Figure 112018098566210-pat00010
)를 원인으로 하는 바이어스 기전력에 의해 왜곡된 신호들을 제거하여, 제1 측정부(110)만을 이용할 때보다 정확하게 결함을 검출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)에서 제1 지지부(141)는 프로브(100)의 일단과 제2 측정부(120)의 일단 사이에 위치하고, 제2 지지부(143)는 제2 측정부(120)의 타단과 제1 측정부(110)의 일단 사이에 위치하고, 제3 지지부(145)는 제1 측정부(110)의 타단과 프로브(100)의 끝단 사이에 위치하여, 프로브(100) 내에서 측정부(101)가 고정되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 프로브(100)의 일단을 기준으로 제1 측정부(110)가 제2 측정부(120) 뒤쪽에 위치하였으나, 이에 국한되는 것은 아니고, 제1 측정부(110)가 제2 측정부(120)의 앞쪽에 위치할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치를 간략히 도시한 블록도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)를 이용한 비파괴검사 장치의 신호처리 과정을 간략히 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)를 이용한 비파괴검사 장치(200)는 프로브(100), 신호처리부(201), 제어부(203) 및 디스플레이부(205)를 포함할 수 있다.
신호처리부(201)는 프로브(100) 내 측정부(101)에 포함된 코일에 교류전류를 인가하고, 측정부들에 포함된 센서들에 전원을 인가하고, 센서들에서 출력된 신호들을 수집할 수 있다.
도 7을 참조하면, 신호처리부(201)는 센서들에서 출력되는 신호들을 고대역필터 및 저대역필터를 이용하여 필터링하고, 위상차를 달리하는 구형파 신호를 생성하여 필터링된 신호들과 승산(Multiply)시키고, 승산된 신호들을 적분하고, 적분된 신호들을 증폭시킨 이후 디지털 신호로 변환할 수 있다.
제1 센서들(113) 및 제2 센서들(123)에서 출력되는 출력값은 교류신호이므로, 센서들에 인가되는 국부적인 자화(
Figure 112018098566210-pat00011
)에 의한 바이어스 직류 출력값은 고대역통과필터에 의해 간단하게 제거될 수 있다.
제어부(203)는 신호처리부(201)가 측정부(101)에 포함된 코일에 교류전류를 인가하고 센서들에 전원을 인가하도록 제어하며, 신호처리부(201)에서 수집한 신호들의 진폭 및 위상차의 분포에 기반하여 피측정체의 결함을 검출할 수 있다.
제어부(203)는 프로브(100) 내 측정부(101)들 중 특정 측정부(포함된 센서들의 개수가 가장 적은 측정부)에 포함된 코일에 교류전류가 인가되고, 특정 측정부에 포함된 센서들에 전원이 인가되도록 신호처리부(201)를 제어할 수 있다. 그리고 제어부(203)는 신호처리부(201)에서 수집된 신호들에 기반하여 피측정체의 결함을 검출할 수 있다.
피측정체에 결함이 검출된 경우, 제어부(203)는 프로브(100) 내 측정부(101)들 중 특정 측정부를 제외한 나머지 측정부가 검출된 결함 부위에 위치하면, 나머지 측정부에 포함된 코일에 교류전류를 인가하고, 나머지 측정부에 포함된 센서들에 전원을 인가하도록 신호처리부(201)를 제어하고, 나머지 측정부에 포함된 센서들에서 출력된 신호들에 기반하여 피측정체의 결함을 검출할 수 있다.
예컨대, 제어부(203)는 제1 측정부(110)에 포함된 제1 코일(111)에 교류전류가 인가되고, 제1 센서들(113)에 전원이 인가되도록 신호처리부(201)를 제어할 수 있다. 그리고 제어부(203)는 제1 센서들(113)에서 출력되고 신호처리부(201)에서 수집 및 처리된 신호들에 기반하여 피측정체의 결함을 검출할 수 있다.
만약 결함이 검출되었고, 결함의 위치에 제2 측정부(120)가 위치하면, 제어부(203)는 제2 측정부(120)에 포함된 제2 코일(121)에 교류전류가 인가되고, 제2 센서들(123)에 전원이 인가되도록 신호처리부(201)를 제어할 수 있다. 그리고 제어부(203)는 제2 센서들(123)에서 출력되고 신호처리부(201)에서 수집 및 처리된 신호들에 기반하여 피측정체의 결함을 검출할 수 있다.
이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)를 이용한 비파괴검사 장치(200)는 프로브(100) 내 제1 측정부(110)를 이용하여 결함의 유무를 검출하고, 결함이 검출된 위치에서 제2 측정부(120)를 이용하여 결함의 유무를 재차 검출함으로써, 종래의 제1세대 내지 제3세대 프로브를 이용하여 결함을 검출할 때의 문제점들을 해결하여, 보다 정확하고 정밀하게 결함을 검출할 수 있는 장점이 있다.
디스플레이부(205)는 측정된 자속밀도분포, 진폭 및 위상차의 변화를 디스플레이하여, 사용자가 결함 유무를 확인하게 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치의 성능 시험을 위한 시험편을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100)를 이용한 비파괴검사 장치(200)의 성능 시험을 위해 마모(A 및 B), 홀형 결함(C, H, I, J, K 및 L), 슬릿형 결함(D 및 E), 그루브(M 및 N), 덴트(F) 및 스팀커팅(G)가 포함된 시험편을 준비하였다.
시험편에 포함된 결함의 세부사항은 다음의 표 1과 같다.
No Flaw type Depth(%) Width/Dia
A 180°Tapered Wear 39 6.32mm/180°
B 180°Flat Wear 39 6.32mm/180°
C Hole 20 9mm
D OD axial notch 40 9mm
E Circumferential notch 40 9mm
F Denting 18 10mm
G Stream Cutting 20 40mm
H Flat bottom hole 100 Φ1.7mm
I Flat bottom hole 80 Φ1.98mm
J Flat bottom hole 60 Φ2.78mm
K Flat bottom hole 40 Φ4.76mm
L 4 Flat bottom hole 20 Φ4.76mm
M OD groove 10 Φ3.18mm
N ID groove 20 Φ1.59mm
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치에 있어서, 협폭의 측정부(제1 측정부)에서 시험편의 각 결함부위의 자속밀도분포를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 9a는 제1 코일(111)에 15, 30 및 60 kHz의 교류전류를 인가한 후, 시험편의 A 내지 G 결함에 대해 제1 센서들(113)에서 측정한 자속밀도분포이고, 도 9b는 제1 코일(111)에 15, 30 및 60 kHz의 교류전류를 인가한 후, 시험편의 H 내지 N 결함에 대해 제1 센서들(113)에서 측정한 자속밀도분포이다.
도 9를 참조하면, A와 B 결함과 같이 원주방향으로 넓은 영역의 면적을 가지는 경우에는 폭이 넓은 자속밀도분포를 보인다. 다만, B 결함과 같이 좌우의 깊이가 동일한 경우에는 축방향으로 대칭인 자속밀도분포를 보이지만, A 결함과 같이 축방향으로 비대칭의 형상을 가지는 마모는 자속밀도분포에서도 비대칭 경향을 보인다.
C, H, I, J, K 및 L 결함과 같은 홀형 결함에서는 원주방향은 물론 축방향으로도 좁은 형태의 자속밀도 분포를 보인다. 특히, L 결함의 경우에는 4개의 홀형 결함이 보인다.
축방향 슬릿형 결함인 D 결함은 축방향으로 긴 형태의 자속밀도분포를 보인다. 하지만, 원주방향 슬릿형 결함인 E 결함의 경우에는 결함의 존재에 기인한 자속밀도분포의 변화를 구분하기 곤란하다.
F 및 G 결함의 경우에는 축방향으로 긴 형태의 자속밀도의 왜곡을 보인다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치에 있어서, 협폭의 측정부(제1 측정부)에서 측정한 시험편의 각 결함부위의 진폭과 위상차 변화를 리사주선도로 도시한 도면이다.
구체적으로 도 10a는 제1 코일(111)에 15, 30 및 60 kHz의 교류전류를 인가한 후, 시험편의 A 내지 G 결함에 대해 제1 센서들(113)에서 측정한 진폭과 위상차 변화를 리사주선도로 도시한 도면이고, 도 10b는 제1 코일(111)에 15, 30 및 60 kHz의 교류전류를 인가한 후, 시험편의 H 내지 N 결함에 대해 제1 센서들(113)에서 측정한 진폭과 위상차 변화를 리사주선도로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 주파수가 높아짐에 따라서 위상차 변화가 나타나고 있으며, 특히 상술한 자속밀도분포에서는 검출하기 곤란하였던 원주방향 슬릿형 결함(E)도 검출할 수 있다.
반면에, 큰 자속밀도분포를 보였던 F 결함의 경우에는 위상차가 변화하지 않아서, 두께가 감육하지 않는 튜브의 형상 변화임을 보인다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치에 있어서, 광폭의 측정부(제2 측정부)에서 시험편의 각 결함부위의 자속밀도분포를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
구체적으로 도 11a는 제2 코일(121)에 15, 30 및 60 kHz의 교류전류를 인가한 후, 시험편의 A 내지 G 결함에 대해 제2 센서들(123)에서 측정한 자속밀도분포이고, 도 11b는 제2 코일(121)에 15, 30 및 60 kHz의 교류전류를 인가한 후, 시험편의 H 내지 N 결함에 대해 제2 센서들(123)에서 측정한 자속밀도분포이다.
도 9 및 11을 참조하면,제1 센서들(113)에 의한 차분 절대값 분포에서는 세개의 피크값이 보였으나, 제2 센서들(123)에 의한 차분 절대값 분포에서는 두개의 피크값이 보인다.
A 및 B 결함과 같이 원주방향으로 넓은 영역의 면적을 가지는 경우에는 폭이 넓은 자속밀도분포를 보인다. 다만, B 결함과 같이 좌우의 깊이가 동일한 경우에는 축방향으로 대칭인 자속밀도분포를 보이지만, A 결함과 같이 축방향으로 비대칭의 형상을 가지는 마모는 자속밀도분포에서도 비대칭 경향을 보인다.
C, H, I, J, K 및 L 결함과 같은 홀형 결함에서는 원주방향은 물론 축방향으로도 좁은 형태의 자속밀도분포를 보인다. 특히, L 결함의 경우에는 공간분해능이 2.5mm로서 비교적 낮음에도 불구하고, 4개의 홀형 결함이 보인다.
축방향 슬릿형 결함인 D 결함은 검출할 수 있지만, 원주방향 슬릿형 결함인 E 결함의 경우에는 결함의 존재에 기인한 자속밀도분포의 변화를 구분하기 곤란하다.
F 및 G 결함의 경우에는 축방향으로 긴 형태의 자속밀도의 왜곡을 보인다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치에 있어서, 협폭의 측정부(제1 측정부)와 광폭의 측정부(제2 측정부)에서 동일한 결함을 측정한 결과를 도시한 도면이다.
구체적으로 도 12는 I 결함에 TSP를 위치시킨 후 제1 센서들(113) 미 제2 센서들(123)을 이용하여 H 내지 N 결함을 측정한 결과를 도시한 도면이다. 도 12a는 제1 센서들(113)을 이용하여 측정한 결과를 도시한 도면이고, 도 12b 및 12c는 제2 센서들(123)을 이용하여 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 12a를 참조하면, All은 제1 센서들(113)을 이용하여 H 내지 N 결함을 측정한 결과이고, X, Y, Impedance 및 Phase는 All에서 특히 H, I, J 결함 영역만 확대한 것으로서, 실수부, 허수부, 진폭 및 위상차 분포를 나타낸다. 실수부, 허수부 및 진폭의 영상에서는 TSP의 영향에 의하여 결함 정보가 명확하게 나타나지 않는다. 하지만, 위상차 분포에서는 TSP의 정보가 제거되어 TSP 아래에 있는 결함 정보가 명확하게 나타난다.
한편, 도 12b 및 c를 참조하면, 제2 센서들(123)을 이용하여 측정한 결과에 의하면 국부적인 자화(
Figure 112018098566210-pat00012
)를 원인으로 하는 바이어스 기전력을 제거할 수 있기 때문에, 진폭 및 위상차 분포에서 결함을 명확하게 지시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 와전류 검사용 프로브(100) 및 이를 이용한 비파괴검사 장치(200)는 제1세대 ECT(보빈 프로브)의 제한적 정량평가, 제2세대 ECT(MRPC, motorized rotation pancake coil)의 검사속도 제약, 제3세대 ECT(X-probe)의 공간분해능 저하 등의 문제점을 해결하였다.
구체적으로, 원자력발전소 증기발생기에 적용되는 Inconel 690 튜브에 도입한 여러 가지 형태의 인공 결함을 검출하여 성능을 검증한 결과, 마모, 축방향 균열, 홀형 결함 및 그루브를 검출하고, 가시화할 수 있었다.
또한, 실시간으로 영상화하는 진폭 및 위상차 분포는 별도의 스캔 장치없이 국부적인 자화영역에서 결함의 존재를 명확하게 나타내었다.
비록 본 명세서에서의 설명은 예시적인 몇 가지 양상으로 나타났지만, 다양한 수정이나 변경이 후술되는 특허청구범위에 의해 정의되는 범주로부터 이루어질 수 있으며, 본 발명의 기술적인 보호범위는 다음의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 프로브 132 : 제4 코일
101 : 측정부 133 : 제3 센서들
103 : 지지부 141 : 제1 지지부
110 : 제1 측정부 143 : 제2 지지부
111 : 제1 코일 145 : 제3 지지부
113 : 제1 센서들 200 : 비파괴검사 장치
120 : 제2 측정부 201 : 신호처리부
121 : 제2 코일 203 : 제어부
123 : 제2 센서들 205 : 디스플레이부
131 : 제3 코일

Claims (10)

  1. 와전류 검사용 프로브에 있어서,
    기 설정된 간격으로 이격되는 복수의 측정부들; 을 포함하고,
    상기 측정부들은 상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 제1 코일 및 상기 제1 코일의 내측에 환형으로 배열된 제1 센서들을 포함하는 제1 측정부; 및
    상기 제1 코일과 다른 폭으로, 상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 권선되는 제2 코일 및 상기 제2 코일의 내측에 원통형으로 배열된 제2 센서들을 포함하는 제2 측정부; 를 포함하는, 와전류 검사용 프로브.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정부들은,
    상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 제3 코일 및 제4 코일과 상기 제3 코일 및 제4 코일의 사이에 부착된 센서들을 포함하는 제1 측정부; 및
    상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 제2 코일과 상기 제2 코일의 안쪽에 부착된 센서들을 포함하는 제2 측정부를 포함하는,
    와전류 검사용 프로브.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 측정부는 M x N1개의 센서들을 포함하고,
    상기 제2 측정부는 M x N2개의 센서들을 포함하고,
    여기서, M은 상기 코일의 축방향을 따라서 상기 센서들이 이루는 환형 배열의 행의 개수이고,
    N1 및 N2는 각각 상기 제1 측정부 및 제2 측정부에 포함된 센서들이 이루는 환형 배열의 열의 개수인,
    와전류 검사용 프로브.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2 측정부에 포함된 코일의 축방향 길이는 상기 제1 측정부에 포함된 코일의 축방향 길이보다 길고,
    상기 제2 측정부에 포함된 코일이 권선된 폭은, 상기 제1 측정부에 포함된 코일이 권선된 폭보다 큰,
    와전류 검사용 프로브.
  6. 피측정체의 내부에 삽입되는 와전류 검사용 프로브;
    상기 프로브 내 측정부들에 포함된 코일에 교류전류를 인가하고, 상기 측정부들에 포함된 센서들에 전원을 인가하고, 상기 센서들에서 출력된 신호들을 수집하는 신호처리부; 및
    상기 신호처리부가 상기 코일에 교류전류를 인가하고 상기 센서들에 전원을 인가하도록 제어하고, 상기 신호처리부에서 수집한 신호들의 진폭 및 위상차의 분포에 기반하여 상기 피측정체의 결함을 검출하는 제어부를 포함하고,
    상기 측정부들은 상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 제1 코일 및 상기 제1 코일의 내측에 환형으로 배열된 제1 센서들을 포함하는 제1 측정부; 및
    상기 프로브의 내벽을 따라 원통형으로 도선이 권선된 제2 코일 및 상기 제2 코일의 내측에 원통형으로 배열된 제2 센서들을 포함하는 제2 측정부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 프로브 내 측정부들 중 특정 측정부에 포함된 코일에 교류전류가 인가되고, 상기 특정 측정부에 포함된 센서들에 전원이 인가되도록 상기 신호처리부를 제어하는,
    와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특정 측정부에 포함된 센서들에서 출력된 신호들에 기반하여 상기 피측정체의 결함이 검출된 경우,
    상기 프로브 내 측정부들 중 상기 특정 측정부를 제외한 나머지 측정부가 상기 검출된 결함 부위에 위치하면, 상기 나머지 측정부에 포함된 코일에 교류전류를 인가하고, 상기 나머지 측정부에 포함된 센서들에 전원을 인가하도록 상기 신호처리부를 제어하고,
    상기 나머지 측정부에 포함된 센서들에서 출력된 신호들에 기반하여 상기 피측정체의 결함을 검출하는,
    와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 특정 측정부는,
    상기 프로브에 포함된 측정부들 중 포함된 센서들의 개수가 가장 적은 측정부인,
    와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 신호처리부는,
    상기 센서들에서 출력된 신호들을 고대역필터 및 저대역필터를 이용하여 필터링하고, 위상차를 달리하는 구형파 신호를 생성하여 상기 필터링된 신호들과 승산시키고, 상기 승산된 신호들을 적분하고, 상기 적분된 신호들을 증폭시킨 이후 디지털 신호로 변환하는,
    와전류 검사용 프로브를 이용한 비파괴검사 장치.
KR1020180119171A 2018-10-05 2018-10-05 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치 KR102099140B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180119171A KR102099140B1 (ko) 2018-10-05 2018-10-05 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180119171A KR102099140B1 (ko) 2018-10-05 2018-10-05 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102099140B1 true KR102099140B1 (ko) 2020-04-09

Family

ID=70275912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180119171A KR102099140B1 (ko) 2018-10-05 2018-10-05 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102099140B1 (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0552816A (ja) * 1991-08-29 1993-03-02 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd パルス式渦流探傷用内挿型プローブ
JP2000314727A (ja) * 1999-04-28 2000-11-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 渦流探傷子
KR20010023726A (ko) * 1997-09-06 2001-03-26 모건 데이비드 제이 와전류 파이프라인 검사장치 및 검사방법
JP2004294341A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Nippon Hihakai Kensa Kk パルスリモートフィールド渦電流による探傷方法及びその探傷装置
KR20130130529A (ko) * 2012-05-22 2013-12-02 조선대학교산학협력단 소구경 배관 결함 탐상 장치 및 방법
KR101746072B1 (ko) * 2016-06-29 2017-06-12 한국원자력연구원 강자성체 증기발생기 튜브의 비파괴 검사장치 및 그 방법
KR101835650B1 (ko) * 2016-10-20 2018-03-07 조선대학교 산학협력단 원주형으로 배열된 자기센서의 보정장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0552816A (ja) * 1991-08-29 1993-03-02 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd パルス式渦流探傷用内挿型プローブ
KR20010023726A (ko) * 1997-09-06 2001-03-26 모건 데이비드 제이 와전류 파이프라인 검사장치 및 검사방법
JP2000314727A (ja) * 1999-04-28 2000-11-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 渦流探傷子
JP2004294341A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Nippon Hihakai Kensa Kk パルスリモートフィールド渦電流による探傷方法及びその探傷装置
KR20130130529A (ko) * 2012-05-22 2013-12-02 조선대학교산학협력단 소구경 배관 결함 탐상 장치 및 방법
KR101746072B1 (ko) * 2016-06-29 2017-06-12 한국원자력연구원 강자성체 증기발생기 튜브의 비파괴 검사장치 및 그 방법
KR101835650B1 (ko) * 2016-10-20 2018-03-07 조선대학교 산학협력단 원주형으로 배열된 자기센서의 보정장치

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Andreas Boenisch, "Partial saturation eddy current sensor apparatus and method of use", US patents, US9213018B2, (2009)
Florian Hardy, Rock Samson, "Eddy current probe with multi-use coils and compact configuration ", US patents, US6344739B1, (1999)
Gordon R. Brandly, Martin D. MacLean, Paul P. Pastushak, David E. Russell, James B. Seale, Ad A. Shatat, Jens C. B. Winslow, "Flexible device for remote field eddy current inspection of ferrous pipeline containing turns", US patents, US6087830A, (1994)
John C. Moulder, Sunil K. Shaligram, Jay A. Bieber, James H. Rose, "Pulsed eddy current inspections and the calibration and display of inspection results", US patents, US6037768A, (1997)
M. O. Forster Friedrich, "Eddy current system for testing tubes for defects, eccentricity, and wall thickness", US patents, US3693075A,(1969)
Samuel Rothstein, "Tube inspection probe with rotating eddy current coil", US patents, US4625165A, (1981)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9030196B2 (en) Apparatus and method for eddy current inspection of tubular components
CA3015451C (en) Apparatus and method for measuring deposits inside a tube
CN110702783A (zh) 一种检测水冷壁管热疲劳裂纹的阵列涡流方法
CN112415088B (zh) 一种内穿式横向脉冲涡流检测探头及其使用方法
KR101966168B1 (ko) 비파괴 검사를 위한 와전류 검사 장치
US6281678B1 (en) Tri-tip probe
KR102099140B1 (ko) 와전류 검사용 프로브 및 이를 이용한 비파괴검사 장치
JP2019215282A (ja) 管状体のきず又は欠陥の検査方法及び装置
EP1348952B1 (en) Mutual inductance bridge for detection of degradation in metallic components
TW420808B (en) Eddy current probe for non-destructive testing of the wall of a tube and method of processing signals from the probe
US10788456B2 (en) Eddy current inspection device for nondestructive testing
US11169116B2 (en) Probe for nondestructive testing device using crossed gradient induced current and method for manufacturing induction coil for nondestructive testing device
US10775347B2 (en) Material inspection using eddy currents
KR102265354B1 (ko) 자기렌즈를 구비한 환형 배열 와전류프로브 비파괴검사 장치
Goldfine et al. MWM®-Array Electromagnetic Techniques for Crack Sizing, Weld Assessment, Wall Loss/Thickness Measurement and Mechanical Damage Profilometry
Le et al. Electromagnetic testing of a welding area using a magnetic sensor array
Al-Qadeeb Tubing inspection using multiple NDT techniques
Lee et al. Comparison of Scanning-Type Magnetic Cameras for Heat Exchanger Tube Inspection and their Applications
JPH0552816A (ja) パルス式渦流探傷用内挿型プローブ
Kim et al. Real-Time Eddy Current Imaging and Flaw Detection Under Tube Support Plate by Cylinder-Type Magnetic Camera
Sim et al. Nondestructive testing and evaluation of high pressure feed water heat exchanger tubes using differential-type bobbin coils and solid-state integrated GMR sensor array
Vijayachandrika et al. Efficient Design of Remote Field Eddy Current Array Probe for Imaging of Defects in Small Diameter Ferromagnetic Tube
JP2006322844A (ja) 探傷プローブ
Mirchev et al. Eddy Current Array Testing of Steel Tube Profiles
Obrutsky et al. Transmit-receive eddy current probes for defect detection and sizing in steam generator tubes

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant