KR102110211B1 - 동기화 신호를 이용하여 검사대상체의 영상 정보 획득을 하는 비파괴 검사 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 비파괴 검사 시스템에 관한 것으로, 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 각각 생성한 후 검사대상체를 향해 조사하는 방사선 발생부;상기 검사대상체의 위치를 가변시키는 검사대상체 이송부; 상기 검사대상체를 투과한 상기 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 검출하도록 구성되는 방사선 검출부; 상기 방사선 발생부와 상기 방사선 검출부가 서로 동기화되도록 상기 방사선 발생부 및 상기 방사선 검출부에 각각 동기화 신호를 전송하는 트리거 신호 생성부; 및 상기 검사대상체를 투과한 각 방사선으로부터 검출된 방사선 정보를 이용하여, 상기 검사대상체의 영상 정보를 획득하는 영상시스템을 포함한다.
Description
본 발명은 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 이용하여 검사대상체에 대한 특성을 분석할 수 있는 비파괴 검사 시스템에 관한 것이다.
비파괴 검사란 제품을 파괴하지 않고도 제품 내부의 성질을 외부에서 검사하는 것을 의미한다. 비파괴 검사 시스템이란 비파괴 검사를 구현하는 장비들의 집합을 가리킨다. 비파괴 검사와 비파괴 검사 시스템은 의료, 보안, 검역 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
비파괴 검사 시스템의 예는 다양하다. 그 중 하나는 방사선을 이용한 컨테이너 검색기다. 컨테이너 검색기를 통해, 항만 또는 공항에서는 화물이나 우편물 등의 신속한 검사가 가능하게되며, 수출입 화물을 적재한 컨테이너에 방사선을 조사하고 그로부터 획득된 영상을 판독하여 컨테이너 내부의 미허가 품목이나 위험물 적재 여부 등을 검사할 수 있게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1304104(2013.08.29.)에는 컨테이너 검색기의 일 예인 화물검색장치가 개시되어 있다. 특허문헌에 개시된 화물검색장치는 X-선과 중성자선을 동시에 사용하며, 이종(異種) 방사선을 동시에 사용하는데, 이는 하나의 방사선만으로는 화물 검색의 한계가 존재하기 때문이다.
예를 들면, X-선만을 조사하는 경우에 검색대상물의 형태를 육안으로 볼 수 있으나, 검색대상물의 물질 정보에 대하여는 알 수 없고, 중성자선만을 조사하는 경우에 검색대상물의 물질 정보에 대하여 알 수 있으나, 검사 대상체의 형태에 관해서는 탐지가 어려운 한계가 있다.
종래의 X-선과 중성자선을 동시에 사용하는 비파괴 검사 시스템은 각각 독립적으로 분리구성되는 X-선 검출장치와 중성자선 검출장치로 이루어지며, X-선 검출장치는 검색대상체를 통과한 X-선을 검출하여 검색대상체의 형태정보를 탐지하고, 중성자선 검출장치는 검색대상물을 통과한 중성자선을 검출하여 검색대상체의 물질정보를 탐지할 수 있다.
종래의 X-선 검출을 위한 X-선 영상모듈과 중성자선 검출을 위한 중성자선 영상모듈은 서로 별개로 제작되어야 하므로 제작 비용이 증가하는 문제점이 있으며, 서로 다른 에너지를 가지는 방사선을 이용하여 검사대상체에 관한 영상 정보를 얻을 경우, 저에너지 방사선에 의한 영상 정보와 고에너지 방사선에 의한 영상 정보 간에는 시간 간격이 필연적으로 발생할 수 밖에 없어 두 영상 정보를 융합할 때 검사 대상체의 영상 정보의 질이 낮아지는 문제점이 있다.
이에, 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 검사대상체에 조사하고 투과된 방사선을 이용하여 검사대상체의 영상 정보를 획득함에 있어, 방사선 조사 및 투과된 방사선 검출을 동기화하여 영상 정보의 왜곡을 방지하여 검사대상체에 관한 영상의 질을 확보할 수 있는 방안이 필요하다.
본 발명의 일 목적은, 서로 다른 에너지의 방사선을 동시에 발생시키고 검사대상체에 조사한 후, 검사대상체를 투과한 방사선을 통해 검사대상체의 영상 정보를 획득하도록 이루어지는 비파괴 검사 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 검사대상체에 조사하고, 투과된 방사선을 이용하여 검사대상체의 영상 정보를 획득할 때, 방사선의 조사와 투과된 방사선 검출을 서로 동기화하여 영상 정보의 왜곡을 방지하여 검사대상체에 관한 영상의 질을 확보할 수 있는 비파괴 검사시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 저에너지를 갖는 방사선과 고에너지를 갖는 방사선에 의해 획득하는 검사대상체의 영상 정보 간의 시간 차이를 줄여 영상 정보의 왜곡을 방지하여 보다 높은 품질의 검사대상체의 영상 정보를 얻기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 서로 다른 에너지의 방사선을 이용하는 비파괴 검사 시스템에 있어 종래에 두 대로 분리 구성되는 것을 하나의 장치로 통합하여, 장치의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있으므로 이동형 복합방사선 비파괴 검사 시스템의 개발에 적용하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템은, 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 각각 생성한 후 검사대상체를 향해 조사하는 방사선 발생부; 상기 검사대상체의 위치를 가변시키는 검사대상체 이송부; 상기 검사대상체를 투과한 상기 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 검출하도록 구성되는 방사선 검출부; 상기 방사선 발생부와 상기 방사선 검출부가 서로 동기화되도록 상기 방사선 발생부 및 상기 방사선 검출부에 각각 동기화 신호를 전송하는 트리거 신호 생성부; 및 상기 검사대상체를 투과한 각 방사선으로부터 검출된 방사선 정보를 이용하여, 상기 검사대상체의 영상 정보를 획득하는 영상시스템을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 서로 다른 에너지를 갖는 방사선은, 서로 번갈아 가면서 기설정된 시간차를 두고 상기 방사선 발생부로부터 생성되며 상기 검사대상체를 향해 조사되도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 트리거 신호 생성부는, 상기 방사선 발생부 및 상기 방사선 검출부에 각각 동기화 신호를 전송하여, 상기 방사선 발생부의 방사선 조사 시점과 상기 방사선 검출부의 방사선 검출 시점이 서로 동기화되도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 트리거 신호 생성부는, 상기 방사선 발생부에 동기화 신호를 전송하는 제1 트리거 신호 생성부; 및 상기 방사선 검출부에 동기화 신호를 전송하는 제2 트리거 신호 생성부를 포함하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 방사선 발생부는, 전자빔을 발생시키도록 형성되는 전자총; 상기 전자총에 연결되며, 상기 전자총에서 발생되는 전자빔을 가속하도록 형성되는 전자 가속기; 및 상기 전자 가속기에 연결되고, 상기 전자 가속기에서 가속된 전자빔을 조사받아 방사선을 발생시키도록 형성되는 타겟시스템을 포함하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 트리거 신호 생성부는, 상기 전자총의 전자빔 발생 속도에 맞춰 상기 표적들의 위치, 회전각 및 상기 전자빔의 경로 상에 중첩된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경하도록 동기화 신호를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 방사선 검출부는, 수직방향 또는 수평방향으로 연장되고 직사각형의 기둥 형태로 형성되는 방사선 검출부 본체; 및 상기 방사선 검출부 본체의 내부에 적층되어, 상기 방사선 발생부에서 조사되는 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 각각 검출하도록 복수의 방사선 영상센서 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 방사선 검출부는, 상기 트리거 신호 생성부에서 발생하는 동기화 신호에 따라 상기 검사대상체를 투과한 방사선을 검출하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 방사선의 진행 방향을 따라 설치되고, 슬릿에 의해 일정한 형상과 폭을 갖는 방사선이 상기 검사대상체를 향하도록 하는 콜리메이터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 방사선 발생부, 상기 검사대상체 이송부, 상기 방사선 검출부, 상기 트리거 신호 생성부 및 상기 콜리메이터를 각각 제어하기 위한 신호를 전송하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 각 방사선이 상기 검사대상체를 투과한 방사선의 획득주기와 상기 콜리메이터에 형성된 슬릿의 폭 길이를 조절하여, 상기 검사대상체 이송부에 위치되는 상기 검사대상체의 이송 속도를 산출하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 서로 다른 에너지를 갖는 방사선의 외부 누설을 제한하도록, 상기 각 방사선의 진행 경로를 따라 인접한 위치에 설치되는 차폐부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템에 대해 설명하면 다음과 같다.
방사선 발생부에서 서로 다른 에너지의 방사선을 동시에 발생시킬 수 있으며 이를 검사 대상체에 투과시킨 후 투과된 영상 정보에 근거하여 검사대상체의 물질 분별이 가능하게 된다.
또한, 방사선 발생부로부터 서로 다른 에너지의 방사선이 교대로 조사될 수 있으며, 저에너지를 갖는 방사선과 고에너지를 갖는 방사선 신호 간의 시간차를 최소화하면서, 각 방사선에 의한 검사대상체의 영상 정보를 구분하여 처리함으로써 높은 해상도를 유지하면서도 물질정보가 담긴 영상을 구현할 수 있게 된다.
또한, 종래 한 종류의 에너지 준위를 가지는 방사선에 의존하던 기술과 차별화되어 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 이용하여 높은 물질정보를 얻을 수 있으며, 일체화된 구조에 의해 컴팩트한 비파괴 검사시스템을 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 2는, 비파괴 검사 시스템에 의한 영상 정보를 얻는 과정을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은, 트리거 신호 생성부와 방사선 발생부 및 방사선 검출부의 상호 관계를 나타내는 개념도이다.
도 4는, 트리거 신호 생성부에서 생성되는 트리거 신호의 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는, 방사선 발생부와 방사선 검출부가 제어부에 의해 제어되는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 6은, 방사선 발생부의 내부 모습을 나타내는 개념도이다.
도 7은, 도 1의 비파괴 시스템을 측면에서 바라본 모습을 나타내는 것으로, 방사선 검출부의 내부 모습을 나타낸다.
도 8은, 검사대상체를 투과한 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 통해 검사 대상체의 영상 정보를 획득하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 2는, 비파괴 검사 시스템에 의한 영상 정보를 얻는 과정을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은, 트리거 신호 생성부와 방사선 발생부 및 방사선 검출부의 상호 관계를 나타내는 개념도이다.
도 4는, 트리거 신호 생성부에서 생성되는 트리거 신호의 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는, 방사선 발생부와 방사선 검출부가 제어부에 의해 제어되는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 6은, 방사선 발생부의 내부 모습을 나타내는 개념도이다.
도 7은, 도 1의 비파괴 시스템을 측면에서 바라본 모습을 나타내는 것으로, 방사선 검출부의 내부 모습을 나타낸다.
도 8은, 검사대상체를 투과한 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 통해 검사 대상체의 영상 정보를 획득하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)을 나타내는 개념도이며, 도 2는, 비파괴 검사 시스템(100)에 의한 영상 정보를 얻는 과정을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
비파괴 검사 시스템(100)은 제품을 파괴하지 않고도 제품 내부의 성질을 외부에서 검사하는 것을 의미하는 것으로, 비파괴 검사를 구현하기 위한 장비들의 집합을 가리킨다. 비파괴 검사 시스템(100)은 의료, 보안, 검역 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 특히, 항공 수화물의 검색, 항만 또는 공항에서 화물이나 우편물 등의 검사, 수출입 화물을 적재한 컨테이너를 검색하기 위한 컨테이너 검색장치 등에 응용될 수 있다.
비파괴 검사 시스템(100)은, 검사대상체(10)에 방사선을 조사하고 투과된 방사선 정보를 통해 검사대상체(10)의 영상 정보를 얻는 시스템을 의미한다. 여기서, 검사대상체(10)는 항공 수화물, 컨테이너, 보안 검색 대상용 여행자 가방 등 다양한 것을 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)은 검사대상체(10)를 통과한 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 검출하고, 검사대상체(10)에 관한 영상 정보를 획득하도록 구성되는 시스템을 의미하는 것으로, 도 1에서 보는 바와 같은 컨테이너 검색기가 대표적인 예이다. 컨테이너 검색기는, 수출입 화물을 적재한 컨테이너에 방사선을 조사하고 그로부터 획득된 영상을 판독하여 컨테이너 내부의 미허가 품목이나 위험물 적재 여부 등을 검사하기 위한 장치로서 항만 또는 공항에서는 화물이나 우편물 등의 신속한 검사가 이루어질 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)은, 방사선 발생부(110), 검사 대상체 이송부(120), 방사선 검출부(130), 트리거 신호 생성부(140) 및 영상 시스템(미도시)을 구성을 포함할 수 있다.
방사선 발생부(110)는 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 생성하고 이를 검사대상체(10)를 향해 조사하는 역할을 한다. 여기서, 서로 다른 크기의 에너지를 갖는 방사선이란, X-선과 중성자선을 각각 의미할 수 있으며, 서로 다른 에너지의 크기를 갖는 각 X-선, 또는 서로 다른 크기의 에너지를 갖는 각 중성자선을 지칭하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 서로 다른 크기의 에너지를 갖는 방사선은, X-선과 중성자선을 의미하는 것으로 서술하도록 하겠다.
방사선 발생부(110)는 서로 다른 크기의 에너지를 갖는 X-선과 중성자선을 일체로 발생시킬 수 있으며, 이를 검사대상체(10)에 조사되도록 구성된다. X-선은 검사대상체(10)의 형태 정보를 검색하기 위해 검사대상체(10)에 조사될 수 있으며, 중성자선은 검사 대상체(10)의 물질 정보, 예를 들면 PVC, Graphite, Sugar, Wood, Glass, 방사성 물질, Al, Fe, Pb 등을 검색하기 위해 사용될 수 있다.
방사선 발생부(110)는 전자총(112)에서 발생된 전자빔을 전자 가속기(113)에서 가속시킨 후, 가속된 전자빔을 타겟(114)에 충돌시켜 타겟으로부터 방사선을 형성할 수 있다. 이때, 방사선 발생부(110)는 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 각각 펄스 형태의 방사선으로 발생시킬 수 있다.
도 2에서 보는 바와 같이, 방사선 발생부(110)는 저에너지를 갖는 방사선과 고에너지를 갖는 방사선을 각각 펄스 형태의 신호를 가지도록 형성시킬 수 있으며, 저에너지를 갖는 방사선과 고에너지를 갖는 방사선을 서로 교번적으로 생성한 후, 이를 검사대상체(10)를 향해 조사할 수 있을 것이다. 방사선 발생부(110)에서 생성되는 저에너지를 갖는 방사선과 고에너지를 갖는 방사선은 각각 6 MV와 9MV의 에너지를 갖는 펄스 파형으로 설정될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예일 뿐이며, 사용자에 의해 임의로 변경하여 설정될 수 있을 것이다.
검사 대상체 이송부(120)는 검사대상체(10)의 위치를 가변시키는 역할을 하는 것으로, 도 1에서 보는 바와 같이, 검사 대상체 이송부(120)에 위치되는 검사대상체(10)를 일 방향을 따라 이동시키는 역할을 한다.
검사 대상체 이송부(120)를 통해, 일정한 속도로 이동되는 검사대상체(10)에는 방사선 발생부(110)로부터 생성된 서로 다른 에너지를 갖는 X-선과 중성자선이 투과될 수 있어, 검사 대상체(10)에 관한 영상 정보를 획득하도록 구성될 수 있다.
방사선 검출부(130)는 검사대상체(10)를 투과한 상기 서로 다른 에너지를 갖는 저에너지를 갖는 방사선과 고에너지를 갖는 방사선을 각각 검출하는 역할을 한다. 방사선 검출부(130)는 방사선 발생부(110)로부터 발생된 서로 다른 에너지의 방사선(예를 들면, X-선 및 중성자선)이 검사대상체(10)에 각각 통과된 후 검사대상체(10)를 통과한 각 방사선을 검출하는 역할을 한다. 방사선 검출부(130)는 방사선 검출부 본체(131)와 복수의 방사선 영상 센서 모듈(132)을 포함하도록 이루어진다.
트리거 신호 생성부(140, 도 3 및 도 4 참고)는, 방사선 발생부(110)와 방사선 검출부(130)가 서로 동기화되도록, 방사선 발생부(110) 및 방사선 검출부(130)에 각각 동기화 신호를 전송하는 역할을 한다. 트리거 신호 생성부(140)는 동기화 신호로서 트리거 신호를 이용하게 되며, 서로 다른 에너지를 갖는 방사선의 생성 간격을 제어한 후 이중에너지의 방사선을 검사대상체에 투과시킴으로써 검사대상체(10)에 포함된 물질 분별 기능과 검사대상체(10)를 투과한 방사선 영상 정보의 질을 향상시킬 수 있게 된다. 이와 관련된 자세한 내용은 후술하기로 한다.
영상 시스템(미도시)은 방사선 검출부(130)에서 검출된 결과에 근거하여 영상을 생성하는 역할을 한다. 영상 시스템(미도시)은 검사대상체(10)를 투과한 서로 다른 에너지를 갖는 방사선에 근거하여, 검사대상체(10)에 관한 영상을 생성하는 역할을 하도록 이루어진다.
도 2에서 보는 바와 같이, 영상 시스템(미도시)은 방사선 발생부(110)에서 생성된 서로 다른 에너지를 갖는 방사선이 각각 검사대상체(10)를 투과한 후 검출되는 방사선 정보를 각각 이용하여, 검사대상체(10)의 영상 정보를 획득할 수 있게 된다. 즉, 영상 시스템은, 검사대상체(10)를 통과한 후 검출되는 저에너지를 갖는 방사선에 의한 영상정보와, 검사대상체(10)를 통과한 후 검출되는 고에너지를 갖는 방사선에 의한 영상정보를 융합하여, 검사대상체(10)에 관한 최종 영상 정보를 얻을 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)은, 콜리메이터(150)를 더 포함할 수 있다.
콜리메이터(150)는 방사선 발생부에서 생성된 방사선의 진행 방향을 따라 설치될 수 있다. 콜리메이터(150)는 도 1에서 보는 바와 같이, 복수개가 설치될 수 있다. 콜리메이터(150)는, 방사선 발생부(110)와 인접하게 설치되는 RG(Radiation Generator) 콜리메이터(150a), 검사대상체(10)에 방사선이 조사되기 직전에 위치되는 pre-object 콜리메이터(150b) 및 검사대상체(10)를 투과한 방사선이 방사선 검출부(130)에 검출되기 직전에 위치되는 검출기 콜리메이터(150c)로 구성될 수 있다.
각 콜리메이터(150)는 방사선의 진행 방향을 따라 설치되며, 방사선 발생부(110)에서 형성되는 방사선의 방향이나 폭과 각도를 조절하여 검사 대상체(10)를 향해 안내하는 역할을 한다. 각 콜리메이터(150)에 형성되는 슬릿(slit)은 일정한 형상과 폭을 갖는 방사선이 검사대상체(10)에 조사될 수 있도록 하는 역할을 한다.
특히, 검출기 콜리메이터(150c)의 슬릿(slit) 사이즈는 1회 촬영시의 방사선 영상의 길이에 영향을 미치게 되며, 트리거 신호 생성부에 의해 결정되는 방사선 생성 또는 획득의 주파수와의 관계를 통해, 검사대상체 이송부(120)에 의한 검사대상체(10)의 이송속도를 결정할 수 있게 된다. 이와 관련한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
또한, 본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)은 서로 다른 에너지의 방사선의 외부 누설을 제한하도록, 각 방사선의 진행 경로를 따라 주위에 형성되는 차폐부(미도시)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 차폐부는 방사선이 주위로 방출되는 것을 막을 수 있도록, 사방이 두꺼운 금속 벽으로 폐쇄 공간을 형성하도록 이루어질 수 있을 것이다.
도 3은, 트리거 신호 생성부(140)와 방사선 발생부(110) 및 방사선 검출부(130)의 관계를 나타내는 개념도이며, 도 4는, 트리거 신호 생성부(140)에서 생성되는 트리거 신호의 예시를 나타내는 도면이다.
트리거 신호 생성부(140)는, 방사선 발생부(110) 및 방사선 검출부(130)와 연결되며, 방사선 발생부(110)와 방사선 검출부(130)가 서로 동기화되도록 방사선 발생부(110) 및 방사선 검출부(130)에 각각 동기화 신호를 전송할 수 있다. 트리거 신호 생성부(140)는 동기화 신호로서 트리거 신호를 전송할 수 있다.
트리거 신호 생성부(140)는 방사선 발생부(110)에 동기화 신호를 전송하여 방사선을 생성하기 위한 제1 트리거 신호 생성부와, 방사선 검출부(130)에 동기화 신호를 전송하여 방사선을 검출하도록 하는 제2 트리거 신호 생성부로 이루어질 수 있다.
제1 트리거 신호 생성부는,방사선 발생부(110)에 동기화 신호를 전송하는 역할을 하며, 제2 트리거 신호 생성부는, 방사선 발생부(110)로부터 서로 다른 에너지를 갖는 각 방사선이 시간차를 두고 조사되는 경우, 이에 대응하여 동기화 신호를 방사선 검출부(130)에 전송하는 역할을 하게 된다.
도 4에서 보는 바와 같이, 트리거 신호 생성부(140)에서 생성되는 트리거 신호는 저에너지 방사선의 발생/검출을 위한 신호와 고에너지 방사선의 발생/검출을 위한 신호 사이의 시간 간격을 줄일 수 있도록 한다.
즉, 도 4에서 보듯이, 트리거 신호 생성부(140)는 임의의 a [V]를 갖는 고에너지 방사선의 발생/검출을 위한 신호가 생성된 후, b [V]를 갖는 저에너지 방사선의 발생/검출을 위한 신호가 최대한 연속해서 발생할 수 있도록, 각 트리거 신호를 생성하게 될 것이다.
즉, 트리거 신호 생성부(140)는 저에너지 방사선에 의한 검사대상체(10)의 영상 정보와 고에너지 방사선에 의한 검사대상체(10)의 영상 정보가 최대한 연속되도록 할 수 있다. 이에 의해, 이중에너지의 방사선을 검사대상체에 투과하더라도 검사대상체(10)의 물질 분별을 위한 영상 정보의 왜곡을 최소화할 수 있으며 블러링효과(blurring effect)를 줄여, 검사대상체(10)에 관한 영상 정보의 질을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 트리거 신호 생성부(140)는 방사선 발생부(110)와 방사선 검출부(130)를 서로 동기화 시키는 역할을 한다. 트리거 신호 생성부(140)는 방사선 발생부(110)와 방사선 검출부(130)에 각각 동기화 신호를 전송함으로써, 서로 다른 에너지를 갖는 방사선의 발생함과 동시에 검사대상체(10)를 투과한 각 방사선을 검출할 수 있도록 한다.
예를 들어, 서로 다른 에너지를 갖는 X-선과 중성자선은, 방사선 발생부(110)에서 시간차를 두고 서로 번갈아 가면서 발생된 후 검사대상체(10)에 조사되며, 방사선 검출부(130)는 트리거 신호 생성부(140)로부터 동기화 신호를 받아 각 방사선의 검출시점이 방사선 발생부(110)의 X-선 또는 중성자선의 조사시점과 서로 동기화되도록 함으로써 X-선 검출신호와 중성자선 검출신호를 구분하여 검출할 수 있도록 할 수 있게 된다.
즉, 방사선 발생부(110)에서 X-선이 발생되어 조사되면, 트리거 신호 생성부(140)는 동기화 신호를 방사선 검출부(130)에 전송하여 검사대상체를 투과한 X-선이 방사선 검출부(130)에서 검출되도록 한다. 또한, 방사선 발생부(110)로부터 중성자선이 조사되면, 트리거 신호 생성부(140)는 동기화 신호를 방사선 검출부(130)에 전송하여, 검사대상체를 투과한 중성자선이 방사선 검출부(130)에서 검출되도록 한다.
X-선과 중성자선 각각의 입사신호와 X-선과 중성자선 각각의 검출신호는 서로 동기화될 수 있으므로, 방사선 검출부(130)에 형성되는 X-선 영상센서 모듈과 중성자선 영상센서 모듈이 하나의 단일 센서로 복합 구성할 수 있으며, X-선과 중성자선의 동시 검출이 가능하여 물질정보가 담긴 영상을 구현할 수 있게 될 것이다.
이때, 도 4에서 보는 바와 같이, 트리거 신호 생성부(140)에서 생성되는 트리거 신호를 구성함으로써, 저에너지 방사선의 발생/검출과 고에너지 방사선의 발생/검출 사이의 시간 간격을 줄일 수 있을 것이다.
도 5는, 방사선 발생부(110)와 방사선 검출부(130)이 제어부에 의해 제어되는 모습을 나타내는 개념도이다.
본 실시예에 따른 비파괴 검사 시스템(100)은, 제어부(미도시)를 더 포함하도록 이루어질 수 있다.
제어부(미도시)는 방사선 발생부(110), 검사대상체 이송부(120), 방사선 검출부(130), 트리거 신호 생성부(140) 및 콜리메이터(150)를 각각 제어하도록 이루어질 수 있다.
트리거 신호 생성부(140)는 방사선 발생부(110)와 방사선 검출부(120)를 제어하도록 트리거 신호를 전송할 수 있음은 앞서 살펴본 바와 동일하다. 다만, 트리거 신호 생성부(140)는, 방사선 검출부(120)를 구성하는 다수의 방사선 영상센서 모듈(132)을 제어하기 위한 디텍터 제어부에 신호를 전송함으로써 검사대상체(10)의 방사선 투과 영상을 획득 시점을 결정할 수 있게 된다.
제어부는 서로 다른 에너지를 갖는 각 방사선의 발생 및 검사대상체(10)를 투과한 방사선의 획득 주기와, 콜리메이터(150)에 형성된 슬릿(slit)의 크기를 조절하여, 검사대상체 이송부(120)에 위치되는 검사대상체(10)의 이송 속도를 산출하여 검사대상체(10)의 이동 속도를 결정할 수 있을 것이다.
이때, 검사대상체의 이동 속도(mm/s)는, 이중에너지 방사선의 발생/검출 주파수(Hz)와 1회 촬영시의 방사선 영상의 길이(mm)의 곱에 의해 결정될 수 있게 된다.
이중에너지 방사선의 발생/검출 주파수(Hz)는 저에너지 방사선의 발생 및 검사대상체에 대한 영상 획득 시간과, 고에너지 방사선의 발생 및 검사대상체에 대한 영상 획득 시간의 합을 통해 얻어질 수 있다.
이때, 콜리메이터(150) 중 검출기 콜리메이터(150c)의 슬릿(slit)의 폭의 사이즈는 1회 촬영시의 방사선 영상의 길이를 결정하는 요소가 된다.
즉, 제어부는 검출기 콜리메이터(150c)의 슬릿(slit)의 폭 사이즈, 이중에너지 방사선의 발생/검출의 주기, 검사대상체 이송부에 의한 검사대상체(10)의 이동 속도는 서로 유기적으로 제어되도록 함으로써, 검사대상체(10)에 관한 영상의 질을 높여 비파괴 검사 시스템(100)의 성능을 향상시킬 수 있도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부는, 검출기 콜리메이터(150c)의 슬릿의 폭 사이즈가 낮은 경우, 산란선은 제거되어 해상도는 향상되지만, 영상이 늘어나거나 줄어드는 왜곡 현상을 방지하기 위해, 트릭거 신호 생성부(140)에 신호를 전송하여 이중에너지 방사선의 발생/검출의 주기를 증가시키거나 검사대상체 이송부(120)에 신호를 전송하여 검사대상체(10)의 이동 속도를 낮추도록 제어할 수 있을 것이다.
또한, 제어부는, 검사대상체 이송부(120)에 신호를 전송하여 검사대상체(10)의 이동 속도가 낮거나 이중에너지 방사선의 발생/검출의 주기가 커 검사대상체가 받은 선량(dose)이 많아 검사대상체에 관한 영상의 질이 너무 높은 경우, 영상의 왜곡을 방지하기 위해, 검출기 콜리메이터(150c)의 슬릿의 폭 사이즈를 조절하여 1회 촬영시의 방사선 영상의 길이를 줄이도록 제어할 수 있다.
도 6은, 방사선 발생부(110)의 내부 모습을 나타내는 개념도이다.
방사선 발생부(110)는 서로 다른 에너지를 갖는 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키도록 구성될 수 있다. 방사선 발생부(110)는 서로 다른 에너지를 갖는 방사선, 예를 들어, X-선과 중성자선을 시간차를 두고 펄스 형태로 교대로 발생시키도록 이루어질 수 있으며, 대략 300~400Hz의 주파수의 역수인 시간차를 두고, 서로 번갈아 가면서 검사대상체(10)를 향해 조사되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)은, 방사선 발생부(110)에서 서로 다른 에너지를 가지는 방사선을 발생시키기 위해, 각 방사선 종류마다 장비들을 필요로 하는 것이 아니라, 하나의 전자총(112)과 하나의 전자 가속기(113), 그리고 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)만으로 구성되는 것이 가능하다.
방사선 발생부(110)는 적어도 하나 이상의 콜리메이터(150)에 의해 방사선이 가공된 상태로 검사대상체(10)에 조사되도록 할 수 있으며, 구체적으로 방사선 발생부(110)와 인접하게 설치되는 RG(Radiation Generator) 콜리메이터(150a)에 의해 타겟시스템(114)으로부터 발생되는 방사선은 비파괴 검사에 적합하도록 가공될 수 있다.
도 6에서 방사선 발생부(110)의 구조를 살펴보면, 방사선 발생부(110)은 전자총(112), 전자 가속기(113), 및 타겟 시스템(114)을 포함하도록 구성될 수 있다.
전자총(112)은 전자빔(E)을 발생시키는 것으로, 전자총(112)은 전극을 구비하며 전극에 전류가 인가되면 전자빔(E)이 발생될 수 있게 된다.
전자 가속기(113)는 전자총(112)에서 발생되는 전자빔(E)을 가속하도록 형성된다. 전자 가속기(113)에 구비되는 번처 캐비티(buncher cavity)와 가속 캐비티(acceleration cavity)를 순차적으로 통과하면서 전자빔(E)이 가속된다.
타겟 시스템(114)은 전자 가속기(113)에서 가속된 전자빔(E)을 조사받아 방사선을 발생시키도록 형성된다. 전자총(112), 전자 가속기(113), 및 타겟 시스템(114)은 순차적으로 연결되며 고진공 상태를 유지한다. 전자 가속기(113)와 타겟 시스템(114)은 고진공 플랜지(116)에 의해 연결된다.
타겟 시스템(114)은, 하나의 전자총(112)에서 발생되어 하나의 전자 가속기(113)에서 가속된 전자빔(E)을 조사받아 서로 다른 에너지의 방사선 중 적어도 하나를 발생시킬 수 있다. 타겟 시스템(114)은 서로 다른 에너지를 갖는 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시키기 위해 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)와 구동부(114b)를 포함할 수 있다.
다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)는, 변수에 따라 서로 다른 에너지의 방사선 중 적어도 하나를 선택적으로 발생시킬 수 있다. 표적 혼합체란 어느 한 방사선을 발생시키는 표적을 복수로 갖는다는 것을 의미하며, 변수란 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 위치, 회전각, 표적의 수, 표적의 종류 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
구동부(114b)는 상기 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 위치, 회전각 및 전자빔(E)의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경 가능하도록 구동력을 제공하는 역할을 한다. 변수가 위치인 경우, 구동부(114b)는 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)를 이동시켜, 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 위치를 변화시킨다. 또한, 변수가 회전각인 경우, 구동부(114b)는 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)를 회전시켜 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 회전각을 변화시키게 된다. 변수가 전자빔(E)의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수인 경우, 구동부(114b)는 표적들 중 적어도 일부를 상기 전자빔(E)의 경로상에 배치되게 하거나 상기 전자빔(E)의 경로상으로부터 이탈되도록 한다. 이에, 구동부(114b)는 전자빔(E)의 경로상에 중첩되게 배치된 표적의 수를 변화시키게 된다.
타겟 시스템(114)은 트리거 신호 생성부(140)에 의해, 방사선 발생부(110)로부터 발생되는 방사선의 종류가 결정될 수 있게 된다. 방사선의 종류는 전자빔(E)이 타겟 시스템(114)의 어느 표적에 충돌하느냐에 따라 결정되므로, 방사선 발생부(110)로부터 발생되는 방사선의 종류나 발생 주기를 조절하기 위해서는 전자총(112), 전자 가속기(113) 및 타겟 시스템(114)이 서로 동기화되어야 할 것이다.
트리거 신호 생성부(140)는, 전자총(112)의 전자빔(E) 발생 속도에 맞춰 표적들의 위치, 회전각 및 전자빔의 경로 상에 중첩된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경하도록 동기화 신호를 발생시키도록 이루어질 수 있다. 여기서, 트리거 신호 생성부(114)는 방사선 발생부(110)에 동기화 신호를 전송하는 제1 트리거 신호를 의미할 수 있을 것이다.
다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)는 다수의 영역으로 구획되는 원 형태의 판으로 이루어질 수 있다. 상기 판의 각 영역에는 복수개의 표적들이 배치되도록 이루어져, 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 발생시키도록 이루어질 수 있다.
예를 들어, 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)의 제1 영역에는 X-선 발생용 표적이 배치되고, 제2 영역에는 중성자 발생용 표적이 배치될 수 있으며, 제3 영역에는 전자빔(E)이 충돌하지 않고 지나가도록 비어 있는 영역인 전자빔(E) 발생용 표적이 형성되도록 이루어질 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 비파괴 검사 시스템(100)은, 방사선 발생부(110)를 통해, 서로 다른 에너지를 갖는 X-선과 중성자선이 발생될 수 있게 된다. 다만, 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)가 몇 개의 영역으로 구획될 것인지, 각 영역의 크기는 얼마일지는, 각 영역에 어떤 표적이 배치될지는 방사선 발생부(110)의 설계에 따라 정해질 수 있을 것이다.
구동부(114b)는 회전력을 발생시키는 모터로 구성된다. 모터가 회전축(114c)에 의해 원판의 중심에 연결되면, 모터에서 발생된 회전력이 회전축(114c)을 통해 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)에 전달될 수 있다. 이에 따라 다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)는 회전축(114c)을 중심으로 회전될 수 있다.
다중 방사선 발생 표적 혼합체(114a)이 회전함에 따라 제1 영역에 전자빔(E)이 충돌하게 되면, 엑스선이 발생하게 된다. 마찬가지로 제2 영역에 전자빔(E)이 충돌하게 되면 중성자가 발생하게 된다. 제3 영역에 전자빔(E)이 충돌하게 되면 전자빔(E)이 그냥 통과된다.
이때, 트리거 신호 생성부(140)는, 전자총(112)의 전자빔(E) 발생 속도에 맞춰 상기 표적들의 회전각을 변경하기 위한 동기화 신호를 발생시킬 수 있으며, 구동부(114b)는 트리거 신호 생성부(140)에서 발생되는 동기화 신호에 근거하여 표적들의 회전각을 변경시킬 수 있을 것이다.
즉, 트리거 신호 생성부(140)에 의해 전자총(112), 전자 가속기(113), 그리고 타겟 시스템(114)이 서로 동기화되면, 방사선 발생부(110)로부터 발생되는 방사선의 종류와 방사선의 발생 주기가 제어될 수 있게 될 것이다.
도 7은, 도 1의 비파괴 시스템(100)을 측면에서 바라본 모습을 나타내는 개념도로서, 방사선 검출부(130)의 내부 모습을 나타낸다.
방사선 검출부(130)는, 방사선 발생부(110)와 마주보도록 검사대상체 이송부(120)의 맞은편에 배치될 수 있다.
방사선 검출부(130)는 방사선 검출부의 본체(131), 방사선 영상센서 모듈(132)을 포함하도록 구성될 수 있다.
방사선 검출부의 본체(131)는 수직방향 또는 수평방향으로 연장되는 직사각 기둥 형태로 구성될 수 있다. 방사선 검출부의 본체(131)는 방사선이 조사되는 방향을 기준하여 전방 면을 통해 방사선이 조사되도록 한다.
방사선 영상센서 모듈(132)은 방사선 검출부의 본체(131)의 내부에 복수 개가 적층되게 설치될 수 있다. 이때, 각 방사선 영상센서 모듈(132)은 방사선의 검출시 영상 정보가 왜곡되는 것을 방지하기 위해, 방사선 검출부 본체(131)의 저면에서 상방향으로 갈수록 전방면을 향해 가까워지게 기설정된 곡률을 가지도록 적층 형성될 수 있다.
방사선 검출부 본체(131)의 하부에 위치되는 복수의 방사선 영상센서 모듈(132)은 방사선 검출부 본체(131)의 후방면에 인접하게 배치되고, 방사선 검출부 본체(131)의 상부에 위치되는 복수의 방사선 영상센서 모듈(132)은, 방사선 검출부 본체(131)의 전방 면에 인접하게 설치될 수 있다. 복수의 방사선 영상센서 모듈(132)은 방사선 발생부(110)로부터 거의 유사한 거리만큼 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 방사선 영상센서 모듈(132)은 X-선 섬광체(미도시), 중성자 섬광체(미도시), 광 검출기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
X-선 섬광체(미도시)는 X-선과 상호 작용하여, X-선에 의한 섬광을 방출하도록 이루어지는 것으로, 입사된 X-선으로부터 에너지를 흡수하여 들뜬 전자상태로 되었다가 기저상태로 되돌아감에 따라 들뜬 상태와 기저상태의 에너지차에 해당하는 파장을 가진 전자파를 방출하여 빛을 발생시키게 된다.
중성자 섬광체(미도시)는 중성자선과 상호 작용하여 중성자선에 의한 섬광을 방출하도록 이루어진다. 중성자 섬광체(미도시)는 입사된 중성자선으로부터 에너지를 흡수하여 들뜬 상태로 되었다가 기저상태로 되돌아감에 따라 들뜬 상태와 기저사태의 에너지차에 해당하는 파장을 가진 전자파를 방출함으로 빛을 발생시킨다.
광 검출기(미도시)는 반도체 공정을 통해, 기판의 양면에 X-선 섬광체와 중성자 섬광체가 장착되어, X-선 섬광체 또는 중성자 섬광체로부터 발생된 섬광을 흡수하여, 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 전류를 발생시킨다. 광 검출기는 검사대상체(10)를 투과하며 물질 및 영상정보가 담긴 방사선을 각각 검출할 수 있게 된다.
이때, 광 검출기(미도시)는 트리거 신호 생성부(140)로부터 동기화 신호를 받아 X-선 또는 중성자에 해당하는 신호를 구분하여 검출할 수 있게 된다.
트리거 신호 생성부(140)는 방사선 검출부(130)에 동기화 신호를 전송하여, 방사선 발생부(110)와 방사선 검출부(130)를 동기화 시킬수 있게 된다. 트리거 신호 생성부(140)는 방사선 발생부(110)와 방사선 검출부(130)에 각각 동기화 신호를 전송함으로써, 서로 다른 에너지를 갖는 방사선의 조사 시점과 방사선 검출 시점이 서로 동기화될 수 있도록 한다.
예를 들면, 방사선 발생부(110)로부터 X-선이 조사되면, 트리거 신호 생성부(140)는 동기화 신호를 출력하여 광검출기에 보내고, 광 검출기는 X-선 섬광체에서 발생된 X-선 섬광을 검출하여, 광검출기로부터 검출된 신호에 의해 검사대상체의 형태 정보가 담긴 영상을 구현할 수 있다.
또한, 방사선 발생부(110)로부터 중성자선이 조사되면, 트리거 신호 생성부(140)는 동기화 신호를 출력하여 광검출기에 보내고, 광검출기는 중성자선에서 발생된 중성자선 섬광을 검출하여, 광검출기로부터 검출된 신호에 의해 물질 정보가 담긴 영상을 구현할 수 있게 된다.
X-선과 중성자선은 방사선 발생부(110)에서 시간차를 두고 서로 번갈아 가면서 발생되어 조사될 수 있으므로, 방사선 검출부(130)는 트리거 신호 생성부(140)으로부터 동기화 신호를 받아 X-선 또는 중성자선의 검출시점이 방사선 발생부(110)의 X-선 또는 중성자선의 조사시점과 서로 동기화되도록 함으로써, X-선 검출신호와 중성자선 검출신호를 구분하여 검출할 수 있게 된다.
즉, X-선과 중성자선 각각의 입사신호와 X-선과 중성자선 각각의 검출신호는 서로 동기화되어 일대일 대응되게 배치될 수 있으며, X-선 영상센서 모듈과 중성자선 영상센서 모듈이 단일 센서로 복합 구성됨으로써 X-선과 중성자선의 동시 검출이 가능하므로, 기존의 해상도를 유지한 상태에서 검사대상체(10)의 물질정보가 담긴 질 높은 영상 정보를 구현할 수 있게 될 것이다.
이와 같이, X-선 검출 유닛과 중성자선 검출 유닛 각각을 하나의 방사선 검출부(130)로 복합 구성하여 비파괴 검사 시스템(110)을 구현할 수 있으므로, 비파괴 검사 시스템의 소형화 및 경량화에 더욱 유리하게 된다.
도 8은, 검사대상체(10)를 투과한 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 통해 검사 대상체(10)의 영상 정보를 획득하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
앞서 살펴본 바와 같이, 영상 시스템(미도시)은 방사선 검출부(130)에서 검출된 결과에 근거하여 검사대상체의 영상을 생성하는 역할을 하는 것으로, 검사대상체(10)를 투과한 서로 다른 에너지를 갖는 방사선, 예를 들어 X-선과 중성자선에 근거하여 검사대상체(10)에 관한 영상을 생성하는 역할을 한다.
방사선 발생부(110)에 의해 생성된 저에너지의 방사선과 고에너지의 방사선이 각각 검사대상체에 투과되면, 방사선 검출부(130)에서는 저에너지 방사선에 의한 영상정보와 고에너지 방사선에 의한 영상정보를 각각 획득하게 된다.
X-선은 물질 내 전자와 주로 반응하므로 물질의 원자번호에 의해 감쇄계수가 결정된다. 중성자선은 물질 내 수소와 주로 반응하므로 수소의 분포에 따라 감쇠계수가 결정되게 된다. 이러한 복합방사선에 의한 검사대상체에 관한 영상 정보를 통해 물질분별계수(R-value)를 획득한 후, 대략 20가지 이상의 물질을 분별할 수 있는 영상을 획득할 수 있다. 즉, 복합방사선에 의한 검사대상체(10)에 대한 영상 정보를 최종적으로 얻을 수 있게 된다.
이때, 트리거 신호 생성부(140)는 방사선 발생부(110) 및 방사선 검출부(130)이 서로 동기화되도록 방사선 발생부(110) 및 방사선 검출부(130)에 각각 동기화 신호를 전송할 수 있으므로, 저에너지 방사선에 의한 검사대상체의 영상 정보와 고에너지 방사선에 의한 검사대상체의 영상정보의 획득시간을 최대한 일치되도록 한다.
서로 다른 에너지를 갖는 방사선의 생성 간격을 제어하여, 서로 다른 에너지의 방사선을 검사대상체(10)에 투과시킴으로써 검사대상체(10)에 포함된 물질 분별 기능과 검사대상체(10)를 투과한 방사선에 의한 영상 정보의 질을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명된 비파괴 검사 시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10 : 검사대상체 100: 비파괴 검사 시스템
110: 방사선 발생부 112: 전자총
113: 전자가속기 114: 타겟시스템
120: 검사 대상체 이송부 121: 원판플레이트
130: 방사선 검출부 131: 방사선 검출부 본체
132: 방사선 영상센서 모듈 140: 트리거 신호 생성부
150: 콜리메이터
110: 방사선 발생부 112: 전자총
113: 전자가속기 114: 타겟시스템
120: 검사 대상체 이송부 121: 원판플레이트
130: 방사선 검출부 131: 방사선 검출부 본체
132: 방사선 영상센서 모듈 140: 트리거 신호 생성부
150: 콜리메이터
Claims (11)
- 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 각각 생성한 후 검사대상체를 향해 조사하는 방사선 발생부;
상기 검사대상체의 위치를 가변시키는 검사대상체 이송부;
상기 검사대상체를 투과한 상기 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 검출하도록 구성되는 방사선 검출부;
상기 방사선 발생부와 상기 방사선 검출부가 서로 동기화되도록 상기 방사선 발생부 및 상기 방사선 검출부에 각각 동기화 신호를 전송하는 트리거 신호 생성부; 및
상기 검사대상체를 투과한 각 방사선으로부터 검출된 방사선 정보를 이용하여, 상기 검사대상체의 영상 정보를 획득하는 영상시스템을 포함하며,
상기 트리거 신호 생성부는, 상기 방사선 발생부 및 상기 방사선 검출부에 각각 동기화 신호를 전송하여, 상기 방사선 발생부의 방사선 조사 시점과 상기 방사선 검출부의 방사선 검출 시점이 서로 동기화되도록 하며,
상기 트리거 신호 생성부는, 고에너지 방사선의 발생 신호와 저에너지 방사선의 발생 신호 사이의 시간 간격을 줄이며, 고에너지 방사선의 검출 신호와 저에너지 방사선의 검출 신호 사이의 시간 간격을 줄이며,
상기 고에너지 방사선과 상기 저에너지 방사선의 발생 및 검출 신호가 각각 연속되도록 트리거 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 서로 다른 에너지를 갖는 방사선은, 서로 번갈아 가면서 기설정된 시간차를 두고 상기 방사선 발생부로부터 생성되며 상기 검사대상체를 향해 조사되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 트리거 신호 생성부는,
상기 방사선 발생부에 동기화 신호를 전송하는 제1 트리거 신호 생성부; 및
상기 방사선 검출부에 동기화 신호를 전송하는 제2 트리거 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 방사선 발생부는,
전자빔을 발생시키도록 형성되는 전자총;
상기 전자총에 연결되며, 상기 전자총에서 발생되는 전자빔을 가속하도록 형성되는 전자 가속기; 및
상기 전자 가속기에 연결되고, 상기 전자 가속기에서 가속된 전자빔을 조사받아 방사선을 발생시키도록 형성되는 타겟시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 트리거 신호 생성부는, 상기 전자총의 전자빔 발생 속도에 맞춰 표적들의 위치, 회전각 및 상기 전자빔의 경로 상에 중첩된 표적의 수 중 적어도 하나를 변경하도록 동기화 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 방사선 검출부는,
수직방향 또는 수평방향으로 연장되고, 직사각형의 기둥 형태로 형성되는 방사선 검출부 본체; 및
상기 방사선 검출부 본체의 내부에 적층되어, 상기 방사선 발생부에서 조사되는 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 각각 검출하도록 복수의 방사선 영상센서 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 방사선 검출부는, 상기 트리거 신호 생성부에서 발생하는 동기화 신호에 따라 상기 검사대상체를 투과한 방사선을 검출하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 방사선의 진행 방향을 따라 설치되고, 슬릿에 의해 일정한 형상과 폭을 갖는 방사선이 상기 검사대상체를 향하도록 하는 콜리메이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 방사선 발생부, 상기 검사대상체 이송부, 상기 방사선 검출부, 상기 트리거 신호 생성부 및 상기 콜리메이터를 각각 제어하기 위한 신호를 전송하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 각 방사선이 상기 검사대상체를 투과한 방사선의 획득주기와 상기 콜리메이터에 형성된 슬릿의 폭 길이를 조절하여, 상기 검사대상체 이송부에 위치되는 상기 검사대상체의 이송 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 서로 다른 에너지를 갖는 방사선의 외부 누설을 제한하도록, 상기 각 방사선의 진행 경로를 따라 인접한 위치에 설치되는 차폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사 시스템.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180109869A KR102110211B1 (ko) | 2018-09-13 | 2018-09-13 | 동기화 신호를 이용하여 검사대상체의 영상 정보 획득을 하는 비파괴 검사 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180109869A KR102110211B1 (ko) | 2018-09-13 | 2018-09-13 | 동기화 신호를 이용하여 검사대상체의 영상 정보 획득을 하는 비파괴 검사 시스템 |
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| KR20200030985A KR20200030985A (ko) | 2020-03-23 |
| KR102110211B1 true KR102110211B1 (ko) | 2020-05-14 |
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ID=69998650
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| KR1020180109869A KR102110211B1 (ko) | 2018-09-13 | 2018-09-13 | 동기화 신호를 이용하여 검사대상체의 영상 정보 획득을 하는 비파괴 검사 시스템 |
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| KR (1) | KR102110211B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230058740A (ko) | 2021-10-25 | 2023-05-03 | 주식회사 메브시스 | 비파괴 검사 장비용 광범위 신호레벨처리가 가능한 다중 입출력 포트 지원 및 유무선 통신기반 원격제어가 가능한 신호발생장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004056566A (ja) * | 2002-07-22 | 2004-02-19 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線画像診断装置 |
| KR101015903B1 (ko) * | 2009-02-05 | 2011-02-23 | 삼성전기주식회사 | 엑스선 발생기 및 이를 이용한 엑스선 분석장치 |
| KR101785459B1 (ko) * | 2016-09-28 | 2017-11-06 | 한국원자력연구원 | 비파괴 검사 시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101898537B1 (ko) * | 2017-01-03 | 2018-09-14 | 한국원자력연구원 | 컨테이너 검색시스템 |
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