KR102203609B1 - Electromagnetic acoustic transducer and pipe inspection apparatus comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
후술하는 다양한 실시 예들은 피검사체의 길이 방향 및 두께 방향으로 진행하는 초음파를 송수신하는 전자기음향 트랜스듀서(electromagnetic acoustic transducer, EMAT) 및 이를 포함하는 배관 검사 장치에 관한 것이다.Various embodiments to be described later relate to an electromagnetic acoustic transducer (EMAT) for transmitting and receiving ultrasonic waves traveling in a length direction and a thickness direction of an object, and a pipe inspection apparatus including the same.
유도초음파(guided wave)는 평판 또는 배관과 같은 구조물의 기하학적 구조를 따라 길이 방향으로 전파하는 초음파의 진동의 형태를 말한다. 이를 이용한 배관 검사는 배관에 일정한 각도로 초음파를 입사시켜 초음파의 반사, 굴절 및 중첩 등을 통하여 일정한 거리를 지나면서 배관을 따라 진행하는 파가 만들어지는 것을 이용한다. 즉, 초음파가 진행하는 동안 부식, 균열, 두께 감소 등 배관 결함에서 반사되어 돌아오는 파의 크기, 형태, 특성을 분석하여 배관의 건전성을 진단하는데 이용할 수 있다. A guided wave refers to a form of vibration of ultrasonic waves propagating in the longitudinal direction along the geometric structure of a structure such as a flat plate or pipe. In the pipe inspection using this, ultrasonic waves are incident on the pipe at a certain angle to generate waves traveling along the pipe while passing a certain distance through reflection, refraction, and overlapping of the ultrasonic waves. In other words, it can be used to diagnose the integrity of the pipe by analyzing the size, shape, and characteristics of the wave reflected from a pipe defect such as corrosion, cracking, and thickness reduction while ultrasonic waves are in progress.
유도초음파를 이용한 검사 방법은 광범위 비파괴 탐상에 효율적으로 사용될 수 있으며, 시험 방법이 안전하고, 비용이 비교적 많이 들지 않고, 단 한번의 시험으로 센서가 설치된 곳에서 약 100m까지 배관의 진단이 가능한 장점이 있다.The inspection method using guided ultrasonic waves can be effectively used for a wide range of non-destructive flaw detection, and the test method is safe, relatively inexpensive, and has the advantage of being able to diagnose pipes up to about 100m from the sensor installed place with a single test. have.
도 1은 유도초음파를 이용한 배관 검사 장치 및 방법을 도시한다.1 shows a pipe inspection apparatus and method using guided ultrasonic waves.
도 1을 참조하면, 유도초음파를 이용한 배관 검사 장치(10)는 적어도 하나 이상의 센서(11, 13)를 포함하고, 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 센서(11, 13)는, 배관(1)의 원주 방향으로 발진하는 유도초음파(15a, 15b)를 송신하는 센서(11)와 센서(11)에서 송신한 유도초음파가 상기 배관의 원주 방향으로 전파하여 배관의 결함(2)에서 반사되어 돌아오는 유도초음파(17)를 수신하는 센서(13)를 포함한다. 상기 장치(10)은 센서(13)가 수신한 유도초음파를 분석하여 배관의 결함의 위치 및 크기 등을 측정할 수 있다. Referring to FIG. 1, a
도 2a는 도 1에 도시된 배관 검사 장치 및 방법이 가진 문제점을 설명하기 위한 도면이고, 도 2b는 도 1에 도시된 배관 검사 장치 및 방법이 가진 문제점을 해결하는 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2A is a view for explaining a problem with the pipe inspection apparatus and method illustrated in FIG. 1, and FIG. 2B is a view for explaining an example of solving a problem with the pipe inspection apparatus and method illustrated in FIG. 1. .
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 유도초음파를 이용한 배관 검사 장치(10)는 지름이 매우 큰 배관의 결함을 단 한번의 시험으로 측정할 수 있는 장점이 있지만, 도시된 바와 같이 유도초음파를 송수신하는 센서의 하부에 배관의 결함이 존재하는 경우, 센서의 하부는 배관 결함 측정의 불감 영역(dead zone)이 되고 배관 결함 측정을 위한 유효한 초음파를 수신하지 못할 수 있다. 다시 말해, 유도초음파를 이용한 배관 검사 장치(10)는 센서가 위치하는 바로 아래 배관의 결함을 측정하지 못하는 문제가 있다.2A and 2B, the
도 2b를 참조하면, 유도초음파를 이용한 배관 검사 장치(10)는 불감 영역에 배관의 결함이 존재하는지 검사하기 위하여, 도시된 바와 같이, 배관의 동일 원주에서 센서를 이동시킨 후 유도초음파를 송수신하는 배관 결함 측정을 한 번 더 수행하여야 한다. 배관 결함 검사에 있어서 검사 시간 및 노력의 절약을 위하여 불감 영역에 대한 결함 측정이 동시에 이루어지는 것이 요구된다.Referring to FIG. 2B, the
다양한 실시 예들은, 피검사체의 길이 방향으로 진행하는 유도초음파를 송수신하고 피검사체의 두께 방향으로 진행하는 초음파를 송수신할 수 있도록 형성된 전자기음향 트랜스듀서를 제공할 수 있다.Various embodiments may provide an electromagnetic acoustic transducer formed to transmit/receive guided ultrasonic waves traveling in a length direction of an object to be tested and to transmit/receive ultrasonic waves traveling in a thickness direction of the object to be tested.
다양한 실시 예들은, 배관의 원주 방향으로 진행하는 유도초음파를 송수신할 수 있고, 배관의 두께 방향으로 진행하는 초음파를 송수신할 수 있는 전자기음향 트랜스듀서를 이용하여 배관의 원주 방향과 동시에 두께 방향으로 결함 검사가 가능한 배관 검사 장치를 제공할 수 있다.In various embodiments, by using an electromagnetic acoustic transducer capable of transmitting and receiving ultrasonic waves traveling in the circumferential direction of the pipe and transmitting and receiving ultrasonic waves traveling in the thickness direction of the pipe, defects in the thickness direction at the same time as the circumferential direction of the pipe A pipe inspection device capable of inspection may be provided.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problems to be achieved in this document are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.
다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서는, 예를 들면, 피검사체에 자기장을 인가하는 자석; 상기 자석의 하면에 상기 자기장과 직교하는 방향의 전류가 흐르도록 배치되는 제1 코일; 및 상기 제1 코일의 하면에 배치되는 복수의 제2 코일;을 포함하고, 상기 자기장과 상기 제1 코일에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 상기 피검사체의 길이 방향을 따라 진행하는 제1 초음파를 송신하고, 상기 자기장과 상기 제2 코일에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 상기 피검사체의 두께 방향으로 진행하는 제2 초음파를 송신할 수 있다.An electromagnetic acoustic transducer according to various embodiments may include, for example, a magnet for applying a magnetic field to an object; A first coil disposed on a lower surface of the magnet such that a current in a direction perpendicular to the magnetic field flows; And a plurality of second coils disposed on a lower surface of the first coil, and transmits a first ultrasonic wave that proceeds along the length direction of the subject by interaction between the magnetic field and the current flowing through the first coil. And, it is possible to transmit a second ultrasonic wave propagating in the thickness direction of the test object by the interaction of the magnetic field and the current flowing through the second coil.
다양한 실시 예에서, 상기 제2 코일은, 제1 가닥 및 제2 가닥을 포함하고, 상기 제1 가닥과 상기 제2 가닥은 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.In various embodiments, the second coil may include a first strand and a second strand, and the first strand and the second strand may not be electrically connected to each other.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 가닥에 전류가 인가되어, 상기 자기장과 상기 제1 가닥에 흐르는 전류에 의해 상기 피검사체의 두께 방향으로 진행하는 상기 제2 초음파를 송신하고, 상기 제2 가닥을 이용하여 상기 제1 가닥에 의해 송신되고 상기 피검사체의 외면에서 진행하여 상기 피검사체의 내면에서 반사되어 돌아오는 상기 제2 초음파를 수신할 수 있다.In various embodiments, a current is applied to the first strand to transmit the second ultrasound propagating in the thickness direction of the subject by the magnetic field and current flowing through the first strand, and the second strand is used. Thus, the second ultrasonic wave transmitted by the first strand and traveling from the outer surface of the test object and reflected from the inner surface of the test object and returned may be received.
다양한 실시 예에서, 상기 자석은 복수의 영구자석을 포함하고, 상기 복수의 제2 코일은 상기 복수의 영구자석과 일대일 대응되고, 상기 복수의 제2 코일 각각의 일부는 대응되는 영구자석의 N극 영역에 배치되고, 상기 복수의 제2 코일 각각의 다른 일부는 대응되는 영구자석의 S극 영역에 배치될 수 있다.In various embodiments, the magnet includes a plurality of permanent magnets, the plurality of second coils correspond one-to-one with the plurality of permanent magnets, and a portion of each of the plurality of second coils is an N pole of the corresponding permanent magnet It is disposed in the region, and the other part of each of the plurality of second coils may be disposed in the S-pole region of the corresponding permanent magnet.
다양한 실시 예에서, 상기 자석은 복수의 영구자석을 포함하고, 상기 복수의 제2 코일은 상기 복수의 영구자석의 양극이 맞닿는 면과 일대일 대응되도록 상기 면과 직교하게 배치되되, 상기 복수의 제2 코일 각각의 일부는 상기 면의 N극 영역에 배치되고, 상기 복수의 제2 코일 각각의 다른 일부는 상기 면의 S극 영역에 배치될 수 있다.In various embodiments, the magnet includes a plurality of permanent magnets, and the plurality of second coils are disposed orthogonally to the surface so as to correspond one-to-one with a surface where the anodes of the plurality of permanent magnets abut, the plurality of second coils Part of each of the coils may be disposed in the N-pole region of the surface, and another part of each of the plurality of second coils may be disposed in the S-pole region of the surface.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 코일에 흐르는 전류의 주파수와 상기 제2 코일에 흐르는 전류의 주파수는 서로 상이할 수 있다.In various embodiments, a frequency of a current flowing through the first coil and a frequency of a current flowing through the second coil may be different from each other.
다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 포함하는 배관 검사 장치는, 예를 들면, 원통 형상의 배관의 외주면 상에 배치되고, 상기 배관의 원주방향으로 진행하는 제1 초음파를 송신하는 제1 전자기음향 트랜스듀서; 상기 배관의 외주면 상에 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서와 이격되게 배치되고, 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서가 송신하고 상기 배관을 경유하다가 상기 배관의 결함에 의해 반사되어 돌아오는 상기 제1 초음파를 수신하는 제2 전자기음향 트랜스듀서; 상기 제1 전자기 음향 트랜스듀서 및 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서에 전류를 인가하는 전원부; 및 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서 및 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서가 수신하는 초음파 신호를 표시하는 표시부;를 포함하고, 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서 및 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서 각각은, 상기 배관의 외면에서 두께방향을 진행하는 제2 초음파를 송신하고 상기 배관의 내면에서 반사되어 돌아오는 상기 제2 초음파를 수신할 수 있다.A pipe inspection apparatus including an electromagnetic acoustic transducer according to various embodiments of the present disclosure includes, for example, a first electromagnetic acoustic sound that is disposed on an outer circumferential surface of a cylindrical pipe and transmits a first ultrasonic wave traveling in the circumferential direction of the pipe. Transducer; It is arranged to be spaced apart from the first electromagnetic acoustic transducer on the outer circumferential surface of the pipe, the first electromagnetic acoustic transducer transmits, passes through the pipe, and receives the first ultrasonic wave reflected by a defect in the pipe. A second electromagnetic acoustic transducer; A power supply for applying current to the first electromagnetic acoustic transducer and the second electromagnetic acoustic transducer; And a display unit for displaying an ultrasonic signal received by the first electromagnetic acoustic transducer and the second electromagnetic acoustic transducer, wherein each of the first electromagnetic acoustic transducer and the second electromagnetic acoustic transducer comprises the pipe The second ultrasonic wave traveling in the thickness direction from the outer surface of may be transmitted, and the second ultrasonic wave reflected from the inner surface of the pipe and returned may be received.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서 및 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서 각각은, 상기 배관에 자기장을 인가하는 자석, 상기 자석의 하면에 상기 자기장과 직교하는 방향의 전류가 흐르도록 배치되는 제1 코일, 및 상기 제1 코일의 하면에 배치되는 복수의 제2 코일을 포함할 수 있다.In various embodiments, each of the first electromagnetic acoustic transducer and the second electromagnetic acoustic transducer is a magnet that applies a magnetic field to the pipe, and a current in a direction perpendicular to the magnetic field flows on a lower surface of the magnet. It may include a first coil and a plurality of second coils disposed on a lower surface of the first coil.
다양한 실시 예에서, 상기 제2 코일은, 제1 가닥 및 제2 가닥을 포함하고, 상기 제1 가닥과 상기 제2 가닥은 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.In various embodiments, the second coil may include a first strand and a second strand, and the first strand and the second strand may not be electrically connected to each other.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 가닥에 상기 전원부로부터 전류가 인가되고, 상기 자기장과 상기 제1 가닥에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 상기 제2 초음파를 송신하고, 상기 제2 가닥으로 상기 제2 초음파가 상기 배관의 외면에서 두께방향으로 진행하여 상기 배관의 내면에서 반사되어 돌아오는 상기 제2 초음파를 수신할 수 있다.In various embodiments, a current is applied to the first strand from the power supply, the second ultrasound is transmitted by an interaction between the magnetic field and a current flowing through the first strand, and the second ultrasound is transmitted to the second strand. May receive the second ultrasonic wave that proceeds in the thickness direction from the outer surface of the pipe and is reflected back from the inner surface of the pipe.
일 실시 예에서, 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서 및 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서 각각은, 상기 복수의 제2 코일 중 어느 하나의 제1 가닥에 상기 전원부로부터 전류가 인가되고, 상기 자기장과 상기 복수의 제2 코일 중 어느 하나의 제1 가닥에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 제2 초음파를 송신하고, 상기 복수의 제2 코일 중 어느 하나와 인접하게 배치된 상기 복수의 제2 코일 중 다른 하나의 제2 가닥으로, 상기 제2 초음파가 상기 배관의 외면에서 두께방향에 비스듬한 방향으로 진행하여 상기 배관의 내면에서 반사되고 상기 배관의 두께방향에 비스듬한 방향으로 돌아오는 상기 제2 초음파를 수신할 수 있다.In one embodiment, each of the first electromagnetic acoustic transducer and the second electromagnetic acoustic transducer, a current is applied from the power supply to any one first strand of the plurality of second coils, the magnetic field and the plurality of The second ultrasonic wave is transmitted by the interaction of the current flowing through the first strand of the second coil, and the other one of the plurality of second coils disposed adjacent to any one of the plurality of second coils As a second strand, the second ultrasonic waves may be received from the outer surface of the pipe in a direction oblique to the thickness direction, reflected from the inner surface of the pipe, and returned in a direction oblique to the thickness direction of the pipe. .
일 실시 예에서, 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서의 복수의 제2 코일 중 어느 하나에 상기 전원부로부터 전류가 인가되고, 상기 자기장과 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서의 복수의 제2 코일 중 어느 하나에 흐르는 상기 전류의 상호 작용에 의해 제1 초음파를 송신하고, 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서의 복수의 제2 코일 중 어느 하나가 상기 배관의 원주방향으로 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서에서부터 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서로 진행하는 상기 제1 초음파를 수신할 수 있다.In one embodiment, a current is applied from the power supply to any one of a plurality of second coils of the first electromagnetic acoustic transducer, and the magnetic field and any one of a plurality of second coils of the first electromagnetic acoustic transducer The first ultrasonic wave is transmitted by the interaction of the flowing current, and any one of the plurality of second coils of the second electromagnetic acoustic transducer is in the circumferential direction of the pipe from the first electromagnetic acoustic transducer to the second electromagnetic The first ultrasonic wave traveling to the acoustic transducer may be received.
다양한 실시 예들에 따른 전자기음향 트랜스듀서는 피검사체의 길이 방향으로 전파하는 유도초음파와 피검사체의 두께 방향으로 전파하는 초음파를 발진할 수 있다. The electromagnetic acoustic transducer according to various embodiments may oscillate guided ultrasonic waves propagating in the length direction of the test object and ultrasonic waves propagating in the thickness direction of the test object.
다양한 실시 예들에 따른 전자기음향 트랜스듀서는 피검사체의 두께 방향으로 전파하는 초음파를 송신 또는 수신할 수 있다.The electromagnetic acoustic transducer according to various embodiments may transmit or receive ultrasonic waves propagating in the thickness direction of the test object.
다양한 실시 예들에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 포함하는 배관 검사 장치는, 상기 전자기음향 트랜스듀서의 한 번의 위치 선정에 의하여 배관의 원주 방향 및 두께 방향의 초음파를 이용한 결함 검사가 가능하여 배관 결함 검사 소요되는 시간 및 노력을 절약할 수 있다.In the pipe inspection apparatus including the electromagnetic acoustic transducer according to various embodiments, a defect inspection using ultrasonic waves in the circumferential direction and the thickness direction of the pipe is possible by selecting the position of the electromagnetic acoustic transducer at one time. You can save time and effort.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present disclosure are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present disclosure belongs from the following description. will be.
도 1은 유도초음파를 이용한 배관 검사 장치 및 방법을 도시한다.
도 2a는 도 1에 도시된 배관 검사 장치 및 방법이 가진 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 도 1에 도시된 배관 검사 장치 및 방법이 가진 문제점을 해결하는 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서가 초음파를 송신하는 원리를 도시한다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 나타내는 도면이다.
도 5는 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서에 포함되는 제2 코일을 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 나타내는 도면이다.
도 7은 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서 및 이를 포함하는 배관 검사 장치의 작동 원리를 설명하는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 포함하는 배관 검사 장치의 구성도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 포함하는 배관 검사 장치의 구성도이다.1 shows a pipe inspection apparatus and method using guided ultrasonic waves.
2A is a view for explaining a problem with the pipe inspection apparatus and method shown in FIG. 1.
2B is a view for explaining an example of solving a problem with the pipe inspection apparatus and method illustrated in FIG. 1.
3 illustrates a principle in which an electromagnetic acoustic transducer transmits ultrasonic waves according to various embodiments of the present disclosure.
4 is a diagram illustrating an electromagnetic acoustic transducer according to various embodiments of the present disclosure.
5 is a diagram illustrating a second coil included in an electromagnetic acoustic transducer according to various embodiments of the present disclosure.
6 is a diagram illustrating an electromagnetic acoustic transducer according to an exemplary embodiment.
7 is a diagram illustrating an operation principle of an electromagnetic acoustic transducer and a pipe inspection apparatus including the same according to various embodiments of the present disclosure.
8 is a block diagram of a pipe inspection apparatus including an electromagnetic acoustic transducer according to an exemplary embodiment.
9 is a block diagram of a pipe inspection apparatus including an electromagnetic acoustic transducer according to an exemplary embodiment.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. Various embodiments of the present document and terms used therein are not intended to limit the technical features described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, or substitutes of the corresponding embodiments. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar or related components. The singular form of a noun corresponding to an item may include one or a plurality of the items unless clearly indicated otherwise in a related context. In this document, “A or B”, “at least one of A and B”, “at least one of A or B,” “A, B or C,” “at least one of A, B and C,” and “A Each of phrases such as "at least one of, B, or C" may include any one of the items listed together in the corresponding one of the phrases, or all possible combinations thereof. Terms such as "first", "second", or "first" or "second" may be used simply to distinguish the component from other corresponding components, and the components may be referred to in other aspects (eg, importance or Order) is not limited.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서가 초음파를 송수신하는 원리를 도시한다.3 illustrates a principle in which an electromagnetic acoustic transducer transmits and receives ultrasonic waves according to various embodiments.
도 3을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(100)는 피검사체(1)에 자기장(B)를 인가하는 자석(110) 및 상기 자기장(B)과 직교하는 방향의 전류가 흐르도록 배치되는 제1 코일(120)을 포함할 수 있다. 제1 코일은, 상기 자석(110)이 형성하는 균일한 자기선속을 가지는 자기장이 제1 코일(120)에 인가되도록 상기 자석(110)의 자극의 하면에 접하도록 배치될 수 있다. 상기 제1 코일(120)에 전류가 흐름으로써 제1 코일(120)과 접하는 피검사체(1)의 내부에 제1 코일에 흐르는 전류와 반대 방향의 맴돌이 전류(3)(eddy current)가 유도될 수 있다. 이 때, 피검사체(1)는 전도성을 갖는 금속 재질일 수 있으며, 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(100)는 금속 재질의 피검사체(1)에 대해 물리적 접촉 없이 피검사체의 결함을 검사할 수 있는 초음파의 송신이 가능할 수 있다. Referring to FIG. 3, in the electromagnetic
다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(100)는 자석(110)이 형성한 자기장(B)과 제1 코일(120)에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 상기 트랜스듀서(100)과 인접하게 위치한 피검사체(1)에 전류가 흐르고 자기장 내에서 전류가 흐르는 피검사체에 로렌츠 힘(F)이 작용하게 되고, 그 결과로서 상기 트랜스듀서(100)는 피검사체(1) 내부를 진행하는 초음파를 송신할 수 있다. 또한, 상기 트랜스듀서(100)는 피검사체(1) 내부를 진행하는 초음파를 송신하는 원리와 마찬가지로 피검사체의 내부를 진행하거나 피검사체의 결함에 의해 반사된 초음파를 수신할 수 있다. 수신된 초음파는 제2 코일(120)에 흐르는 전류의 형태로 나타낼 수 있다. The electromagnetic
도 4는 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an electromagnetic acoustic transducer according to various embodiments of the present disclosure.
도 4를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(100)는 평판 또는 배관의 피검사체의 길이 방향 또는 원주 방향으로 진행하는 유도초음파를 송신하는 전자기음향 트랜스듀서(101) 또는 평판 또는 배관의 피검사체의 길이 방향 또는 원주 방향으로 진행하거나 평판 또는 배관의 결함에 의해 반사되어 되돌아오는 유도초음파를 수신하는 전자기음향 트랜스듀서(102)를 포함할 수 있다. 유도초음파를 송신하는 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 상기 되돌아오는 유도초음파를 수신하는 전자기음향 트랜스듀서(102)는, 도시된 바와 같이 동일한 형태로 구성되지만, 이에 한정되지 않고, 다른 형태를 지닐 수도 있다. Referring to FIG. 4, an electromagnetic
다양한 실시 예에서, 유도초음파를 송신하는 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 피검사체 내에 진행되고 되돌아오는 유도초음파를 수신하는 전자기음향 트랜스듀서(102)는 각각 평판 또는 배관의 피검사체의 외면에서 두께 방향으로 진행하도록 초음파를 송신하고 피검사체의 두께 방향으로 진행하여 피검사체의 내면에서 반사되는 초음파를 수신할 수 있다. 피검사체의 두께 방향으로 진행하도록 초음파는, 유도초음파가 장거리 초음파인데 반해 단거리 초음파일 수 있다. 이하, 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(100)가 송수신하는 유도초음파는 제1 초음파라고 하고, 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(100)가 피검사체의 두께 방향으로 진행하도록 송수신하는 초음파는 제2 초음파라고 한다.In various embodiments, the electromagnetic
다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(101, 102)는 자석(110), 제1 코일(120) 및 복수의 제2 코일(130)을 포함할 수 있다. 상기 자석(110)은 피검사체 또는 제1 코일(120) 및 복수의 제2 코일(130)에 자기장을 인가할 수 있으며, 복수의 영구 자석이 이웃하여 배치되어 자석(110)은 전체적으로 직육면체 또는 정육면체 형태를 지닐 수 있다. 상기 자석(110)은 피검사체의 일부 또는 제1 코일(120)의 일부 및 복수의 제2 코일(130)에 균일한 자기장이 인가되도록 충분한 크기를 가질 수 있다.The electromagnetic
다양한 실시 예에 따른 제1 코일(120)은, 상기 자석(110)의 하면에 배치될 수 있고, 상기 자석(110)이 형성하는 자기장과 직교하는 방향의 전류가 흐르도록 배치될 수 있다. 제1 코일(120)은 도시된 바와 같이 운동장의 트랙과 같은 형태를 가질 수 있으며, 이 경우 제1 코일(120)의 직선 트랙의 영역은 상기 자석(110)의 하면 내에 형성되고, 제1 코일(120)의 곡선 트랙의 영역은 상기 자석(110)의 하면 밖에 형성됨으로써, 제1 코일(120)은 상기 자석(110)이 형성하는 자기장과 직교하는 방향의 전류가 흐르도록 배치될 수 있다. The
다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(101, 102)는 자석(110)이 형성하는 자기장 및 제1 코일(120)에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 피검사체의 길이 방향 또는 원주 방향으로 진행하는 유도초음파인 제1 초음파를 송수신할 수 있다. 이 때, 자석(110)은 동일한 크기의 복수의 영구 자석을 포함할 수 있으며, 각각의 영구 자석의 크기(D1+D2)는 제1 초음파를 만들기 위한 전단파(shear-horizontal wave)의 파장에 대응될 수 있다. 각각의 영구 자석의 N극 영역의 크기(D1)와 S극 영역(D2)의 크기는, 상기 전단파의 반파장에 대응할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 복수의 제2 코일(130)은 제1 코일의 하면에 배치될 수 있다. 복수의 제2 코일(130)은 복수의 영구 자석과 일대일 대응되도록 배치될 수 있다. 복수의 제2 코일(130) 각각은, N극 영역과 S극 영역을 포함하는 영구 자석 하나와 대응되도록 배치될 수 있다. 제2 코일(130)의 수는 복수의 영구 자석의 수와 일치할 수 있다. 복수의 제2 코일(130) 각각의 일부는 대응되는 영구자석의 N극 영역에 배치되고, 복수의 제2 코일(130) 각각의 다른 일부는 대응되는 영구자석의 S극 영역에 배치될 수 있다. 복수의 제2 코일(130) 각각은, 제1 코일과 같은 형상을 가지도록 도시되어 있으나, 이에 한정하지 않고, 복수의 제2 코일(130) 각각은, 원형 등의 다른 형상을 가질 수 있다. The plurality of
도 5는 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서에 포함되는 제2 코일을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a second coil included in an electromagnetic acoustic transducer according to various embodiments of the present disclosure.
도 5를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 복수의 제2 코일(130)은, 제1 가닥(131) 및 제2 가닥(133)을 포함하고, 제1 가닥(131) 및 제2 가닥(133)을 동시에 감아서 형성될 수 있다. 이 때, 제1 가닥과 제2 가닥은 서로 전기적으로 연결되어 있지 않을 수 있다.Referring to FIG. 5, a plurality of
다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(101, 102)는, 제1 가닥(131) 및 제2 가닥(133)을 포함하는 복수의 제2 코일(130)을 포함하고, 상기 트랜스듀서(101, 102)는 자석(110)이 형성하는 자기장 및 제2 코일(120)의 제1 가닥에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 피검사체의 외면에서 두께 방향으로 진행하도록 제2 초음파를 송신하고, 상기 트랜스듀서(101, 102)는, 피검사체의 두께 방향으로 진행하여 피검사체의 내면에서 반사되는 제2 초음파와 자석(110)이 형성하는 자기장의 상호 작용으로 제2 코일의 제2 가닥에 전류가 유도됨으로써 제2 초음파를 수신할 수 있다. 즉, 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(101, 102)는 제2 코일의 제1 가닥에 전류를 인가하여 제2 초음파를 피검사체에 송신하고, 상기 동일한 제2 코일의 제2 가닥이 상기 제2 초음파를 수신하도록 구성될 수 있다. 두 겹으로 이루어진 코일의 한 가닥은 초음파 송신을 담당하고 다른 한 가닥은 초음파 송신을 담당하는 코일의 초음파 송수신 방식은 Pitch-Catch 방식이라 하며, 초음파 송신한 코일이 되돌아오는 초음파를 수신하는 Pulse echo 방식과 구별된다. 다양한 실시 예에 따른 복수의 제2 코일(130)은 Pitch-Catch 방식을 따르도록 구성될 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating an electromagnetic acoustic transducer according to an exemplary embodiment.
도 4 및 도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(101, 102)는, 도 4에 도시된 실시 예와 마찬가지로 자석(110) 및 제1 코일(120)의 구조는 동일하나, 제2 코일(130)의 수 및 배치에서 도 4에 도시된 실시 예를 변형한 예이다.4 and 6, the electromagnetic
일 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서(101, 102)는, 복수의 영구 자석을 포함하는 자석(110), 상기 자석의 하면에 배치되는 제1 코일(120) 및 상기 제1 코일의 하면에 배치되는 복수의 제2 코일(130)을 포함할 수 있고, 복수의 제2 코일(130) 각각은 제1 가닥 및 제2 가닥이 동시에 감긴 형태, 즉, 도 5에 도시된 제2 코일과 동일할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 제2 코일(130) 각각은, 복수의 영구 자석의 N극 영역과 S극 영역이 맞닿은 면과 일대일 대응되도록 N극 영역과 S극 영역이 맞닿은 면과 직교하게 배치될 수 있다. 제2 코일(130)의 수는 수의 영구 자석의 N극 영역과 S극 영역이 맞닿은 면의 수와 일치할 수 있다. 복수의 제2 코일(130) 각각의 일부는 영구자석의 N극 영역에 배치되고, 복수의 제2 코일(130) 각각의 다른 일부는 영구자석의 S극 영역에 배치될 수 있다.In one embodiment, each of the plurality of
일 실시 예에서, 전자기음향 트랜스듀서(101)는 자석(110)이 형성하는 자기장 및 제1 코일(120)에 흐르는 전류의 상호 작용으로 인해 제1 초음파를 송신하고, 전자기음향 트랜스듀서(102)는 자석(110)이 형성하는 자기장 및 상기 송신된 제1 초음파가 평판 또는 배관의 피검사체의 외면에서 두께 방향으로 진행하고 되돌아 오는 제1 초음파의 상호 작용으로 인해 제1 코일(120)에 전류가 유도됨으로써 제1 초음파를 수신할 수 있다.In one embodiment, the electromagnetic
일 실시 예에서, 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 전자기음향 트랜스듀서(102)는 각각 자석(110)이 형성하는 자기장 및 제2 코일(120)의 제1 가닥에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 피검사체의 외면에서 두께 방향으로 진행하도록 제2 초음파를 송신하고, 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 전자기음향 트랜스듀서(102)는 각각, 피검사체의 두께 방향으로 진행하여 피검사체의 내면에서 반사되는 제2 초음파와 자석(110)이 형성하는 자기장의 상호 작용으로 제2 코일의 제2 가닥에 전류가 유도됨으로써 제2 초음파를 수신할 수 있다.In one embodiment, the electromagnetic
일 실시 예에서, 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 전자기음향 트랜스듀서(102)는 각각 자석(110)이 형성하는 자기장 및 복수의 제2 코일(120) 중 어느 하나에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 피검사체의 외면에서 두께 방향으로 진행하도록 제2 초음파를 송신하고, 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 전자기음향 트랜스듀서(102)는 각각, 피검사체의 두께를 사선으로 진행하여 피검사체의 내면에서 반사되는, 즉, V 형태로 배관의 두께를 경유하여 되돌아오는 제2 초음파와 자석(110)이 형성하는 자기장의 상호 작용으로 상기 복수의 제2 코일 중 어느 하나와 이웃하는 복수의 제2 코일 중 다른 하나에 전류가 유도됨으로써 V 형태로 배관의 두께를 경유하여 되돌아오는 제2 초음파를 수신할 수 있다.In one embodiment, the electromagnetic
일 실시 예에서, 전자기음향 트랜스듀서(101)는 자석(110)이 형성하는 자기장 및 제2 코일(130)에 흐르는 전류의 상호 작용으로 인해 제1 초음파를 송신하고, 전자기음향 트랜스듀서(102)는 자석(110)이 형성하는 자기장 및 상기 송신된 제1 초음파가 평판 또는 배관의 피검사체의 외면에서 두께 방향으로 전자기음향 트랜스듀서(101)에서 전자기음향 트랜스듀서(102)까지 단거리로 진행하는 제1 초음파의 상호 작용으로 인해 제2 코일(130)에 전류가 유도됨으로써 전자기음향 트랜스듀서(101)에서 전자기음향 트랜스듀서(102)까지 단거리로 진행하는 제1 초음파를 수신할 수 있다. 이 경우, 제2 코일을 이용하여 단거리 유도초음파를 송수신함으로써 전자기음향 트랜스듀서(101)와 전자기음향 트랜스듀서(102) 사이의 중간 영역에 존재하는 피검사체의 결함을 측정할 수 있다.In one embodiment, the electromagnetic
도 7은 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 포함하는 배관 검사 장치의 작동 원리를 설명하는 도면이다.7 is a diagram illustrating an operating principle of a pipe inspection apparatus including an electromagnetic acoustic transducer according to various embodiments of the present disclosure.
도 7을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 포함하는 배관 검사 장치(1000)는 유도초음파를 송신하는 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 유도초음파를 수신하는 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)를 포함할 수 있다. 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)는 원통 형상의 배관(1)의 외주면 상에 배치될 수 있다. 상기 배관(1)은 전도성을 가지는 금속 재질로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 7, a
다양한 실시 예에서, 제1 전자기음향 트랜스듀서(101)는 배관(1)의 원주 방향으로 진행하는 제1 초음파(103a, 103b)를 송신하고 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)는 송신된 제1 초음파(103a, 103b)가 배관(1)을 경유하여 배관의 결함(2)에 반사되어 돌아오는 제1 초음파(103c)를 수신할 수 있다. 배관 검사 장치(1000)는 수신한 제1 초음파(103c)의 특성을 분석하여 배관(1)의 결함(2)을 측정할 수 있다.In various embodiments, the first electromagnetic
다양한 실시 예에서, 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)는 배관(1)의 외면에서부터 두께 방향으로 진행하는 제2 초음파(104a, 105a)를 송신하고 송신된 제2 초음파(104a, 105a)가 배관(1)을 경유하여 배관의 내면에서 반사되어 돌아오는 제2 초음파(104b, 105b)를 수신할 수 있다. 배관 검사 장치(1000)는 수신한 제2 초음파(104b, 105b)의 특성을 분석하여 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)의 아래에 존재하는 배관의 결함 내지 두께 변화을 측정할 수 있다.In various embodiments, the first electromagnetic
다양한 실시 예에 따른 배관 검사 장치(1000)는, 배관의 원주 방향으로 진행하는 제1 초음파 및 배관의 두께 방향으로 진행하는 제2 초음파를 송수신할 수 있는 전자기음향 트랜스듀서(101, 102)를 포함함으로써, 배관의 원주 방향으로의 결함 측정 및 배관의 두께 방향으로의 결함 측정이 결함 측정이 어려운 불감 영역 없이 동시에 가능할 수 있다.The
도 8 및 도 9는 일 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 포함하는 배관 검사 장치의 구성도이다.8 and 9 are configuration diagrams of a pipe inspection apparatus including an electromagnetic acoustic transducer according to an exemplary embodiment.
도 8 및 도 9를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 전자기음향 트랜스듀서를 포함하는 배관 검사 장치(1000)는 제1 전자기음향 트랜스듀서(101), 제2 전자기음향 트랜스듀서(102), 전원부(200) 및 표시부(300)를 포함할 수 있다. 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)는, 도 4 내지 도 7에 도시되고 도 4 내지 도 7의 관련 설명에서 상술한 바와 같다. 8 and 9, a
다양한 실시 예에서, 전원부(200)는 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)와 전기적으로 연결되어 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)의 제1 코일(120) 및 복수의 제2 코일(130)의 어느 하나의 가닥에 전류를 인가할 수 있다. 전원부(200)는 함수 발생기(210) 및 전력 증폭기(220)을 포함할 수 있다. 제1 초음파를 송신하는 제1 코일(120)은 낮은 주파수를 가지는 전류가 인가될 수 있으며, 제2 초음파를 송신하는 제2 코일(130)은 높은 주파수를 가지는 전류가 인가될 수 있다. 코일에 인가되는 전류의 주파수 및 형태는 함수 발생기(210)에 의해 조절될 수 있으며, 코일에 인가되는 전류의 세기는 전력 증폭기(220)에 의해 조절될 수 있다. In various embodiments, the
다양한 실시 예에서, 표시부(300)는 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)와 전기적으로 연결되어 제1 초음파 및 제2 초음파의 수신에 의해 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)의 제1 코일(120) 및 복수의 제2 코일(130)의 다른 하나의 가닥에 흐르는 전류를 증폭하거나 표시할 수 있다. 표시부(300)는 증폭기(310) 및 표시 장치(320)을 포함할 수 있다. 증폭기(310)는 초음파의 수신에 의해 코일에 유도된 전류를 증폭할 수 있고, 표시 장치(320)는 상기 코일에 유도된 전류를 전압으로 바꾸거나 상기 전류 또는 상기 전압의 전기 신호를 표시할 수 있다. 표시 장치는 상기 수신된 초음파 신호가 변환된 전기 신호를 표시하고 분석할 수 있는 컴퓨팅 장치일 수 있다.In various embodiments, the
도 8을 참조하면, 일 실시 예에서, 전원부(200)는 제1 전자기음향 트랜스듀서(101)에 전류를 인가하고, 제1 전자기음향 트랜스듀서(101)는 배관의 원주 방향으로 진행하는 제1 초음파를 송신하고, 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)는 배관을 경유하여 되돌아오거나 배관의 결함에 반사되어 되돌아오는 제1 초음파를 수신하고, 표시부(300)은 수신된 제1 초음파 신호를 표시할 수 있다. 배관 검사 장치(1000)는 배관의 원주 방향으로 진행하는 제1 초음파를 송수신하고 수신된 제1 초음파 신호를 표시하여 배관 내에 존재하는 결함을 측정하고 배관의 상태를 진단할 수 있다.Referring to FIG. 8, in an embodiment, the
도 9를 참조하면, 일 실시 예에서, 전원부(200)는 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)에 전류를 인가하고, 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)는 배관의 두께 방향으로 진행하는 제2 초음파를 송신하고, 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)는 배관을 외면에서 출발하여 배관 두께를 경유하여 배관의 내면에서 반사되어 되돌아오는 제2 초음파를 수신하고, 표시부(300)은 수신된 제2 초음파 신호를 표시할 수 있다. 배관 검사 장치(1000)는 배관의 두께 방향으로 진행하는 제2 초음파를 송수신하고 수신된 제2 초음파 신호를 표시하여 제1 전자기음향 트랜스듀서(101) 및 제2 전자기음향 트랜스듀서(102)의 아래 부분에 해당하는 배관의 두께를 측정 가능하도록 함으로써 제1 초음파에 대해 불감 영역에 해당하는 배관의 부분에 존재하는 결함을 측정할 수 있다.Referring to FIG. 9, in one embodiment, the
Claims (12)
상기 자석의 하면에 상기 자기장과 직교하는 방향의 전류가 흐르도록 배치되는 제1 코일; 및
상기 제1 코일의 하면에 배치되는 복수의 제2 코일;을 포함하고,
상기 자기장과 상기 제1 코일에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 상기 피검사체의 길이 방향을 따라 진행하는 제1 초음파를 송신하고,
상기 자기장과 상기 제2 코일에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 상기 피검사체의 두께 방향으로 진행하는 제2 초음파를 송신하는, 전자기음향 트랜스듀서.
A magnet for applying a magnetic field to the subject;
A first coil disposed on a lower surface of the magnet such that a current in a direction perpendicular to the magnetic field flows; And
Including; a plurality of second coils disposed on the lower surface of the first coil,
Transmitting a first ultrasonic wave traveling along the length direction of the subject by the interaction of the magnetic field and the current flowing through the first coil,
An electromagnetic acoustic transducer for transmitting a second ultrasonic wave traveling in a thickness direction of the object under test by an interaction of the magnetic field and a current flowing through the second coil.
상기 제2 코일은,
제1 가닥 및 제2 가닥을 포함하고, 상기 제1 가닥과 상기 제2 가닥은 서로 전기적으로 연결되지 않는, 전자기음향 트랜스듀서.
The method of claim 1,
The second coil,
Electroacoustic transducer comprising a first strand and a second strand, wherein the first strand and the second strand are not electrically connected to each other.
상기 제1 가닥에 전류가 인가되어, 상기 자기장과 상기 제1 가닥에 흐르는 전류에 의해 상기 피검사체의 두께 방향으로 진행하는 상기 제2 초음파를 송신하고,
상기 제2 가닥을 이용하여 상기 제1 가닥에 의해 송신되고 상기 피검사체의 외면에서 진행하여 상기 피검사체의 내면에서 반사되어 돌아오는 상기 제2 초음파를 수신하는, 전자기음향 트랜스듀서.
The method of claim 2,
A current is applied to the first strand to transmit the second ultrasonic wave traveling in the thickness direction of the subject by the magnetic field and the current flowing through the first strand,
An electromagnetic acoustic transducer for receiving the second ultrasonic wave transmitted by the first strand using the second strand and reflected from the inner surface of the test subject and returned from the outer surface of the test subject.
상기 자석은 복수의 영구자석을 포함하고,
상기 복수의 제2 코일은 상기 복수의 영구자석과 일대일 대응되고,
상기 복수의 제2 코일 각각의 일부는 대응되는 영구자석의 N극 영역에 배치되고, 상기 복수의 제2 코일 각각의 다른 일부는 대응되는 영구자석의 S극 영역에 배치되는, 전자기음향 트랜스듀서.
The method of claim 1,
The magnet includes a plurality of permanent magnets,
The plurality of second coils correspond one-to-one with the plurality of permanent magnets,
Part of each of the plurality of second coils is disposed in an N-pole region of a corresponding permanent magnet, and another part of each of the plurality of second coils is disposed in an S-pole region of a corresponding permanent magnet.
상기 자석은 복수의 영구자석을 포함하고,
상기 복수의 제2 코일은 상기 복수의 영구자석의 양극이 맞닿는 면과 일대일 대응되도록 상기 면과 직교하게 배치되되,
상기 복수의 제2 코일 각각의 일부는 상기 면의 N극 영역에 배치되고, 상기 복수의 제2 코일 각각의 다른 일부는 상기 면의 S극 영역에 배치되는, 전자기음향 트랜스듀서.
The method of claim 1,
The magnet includes a plurality of permanent magnets,
The plurality of second coils are disposed orthogonally to the surface so as to correspond one-to-one with the surface where the anodes of the plurality of permanent magnets abut,
A part of each of the plurality of second coils is disposed in an N-pole region of the surface, and another part of each of the plurality of second coils is disposed in an S-pole region of the surface.
상기 제1 코일에 흐르는 전류의 주파수와 상기 제2 코일에 흐르는 전류의 주파수는 서로 상이한, 전자기음향 트랜스듀서.
The method of claim 1,
A frequency of the current flowing through the first coil and the frequency of the current flowing through the second coil are different from each other.
상기 배관의 외주면 상에 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서와 이격되게 배치되고, 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서가 송신하고 상기 배관을 경유하다가 상기 배관의 결함에 의해 반사되어 돌아오는 상기 제1 초음파를 수신하는 제2 전자기음향 트랜스듀서;
상기 제1 전자기 음향 트랜스듀서 및 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서에 전류를 인가하는 전원부; 및
상기 제1 전자기음향 트랜스듀서 및 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서가 수신하는 초음파 신호를 표시하는 표시부;를 포함하고,
상기 제1 전자기음향 트랜스듀서 및 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서 각각은,
상기 배관에 자기장을 인가하는 자석,
상기 자석의 하면에 상기 자기장과 직교하는 방향의 전류가 흐르도록 배치되는 제1 코일, 및
상기 제1 코일의 하면에 배치되는 복수의 제2 코일을 더 포함하고,
상기 배관의 외면에서 두께방향을 진행하는 제2 초음파를 송신하고 상기 배관의 내면에서 반사되어 돌아오는 상기 제2 초음파를 수신하는, 배관 검사 장치.
A first electromagnetic acoustic transducer disposed on an outer circumferential surface of a cylindrical pipe and transmitting a first ultrasonic wave traveling in a circumferential direction of the pipe;
It is arranged to be spaced apart from the first electromagnetic acoustic transducer on the outer circumferential surface of the pipe, the first electromagnetic acoustic transducer transmits, passes through the pipe, and receives the first ultrasonic wave reflected by a defect in the pipe. A second electromagnetic acoustic transducer;
A power supply for applying current to the first electromagnetic acoustic transducer and the second electromagnetic acoustic transducer; And
Including; a display unit for displaying an ultrasonic signal received by the first electromagnetic acoustic transducer and the second electromagnetic acoustic transducer,
Each of the first electromagnetic acoustic transducer and the second electromagnetic acoustic transducer,
A magnet for applying a magnetic field to the pipe,
A first coil disposed to flow a current in a direction perpendicular to the magnetic field on the lower surface of the magnet, and
Further comprising a plurality of second coils disposed on the lower surface of the first coil,
A pipe inspection apparatus for transmitting second ultrasonic waves traveling in a thickness direction from an outer surface of the pipe and receiving the second ultrasonic waves reflected from the inner surface of the pipe and returning.
상기 제2 코일은,
제1 가닥 및 제2 가닥을 포함하고, 상기 제1 가닥과 상기 제2 가닥은 서로 전기적으로 연결되지 않는, 배관 검사 장치.
The method of claim 8,
The second coil,
A pipe inspection apparatus comprising a first strand and a second strand, wherein the first strand and the second strand are not electrically connected to each other.
상기 제1 가닥에 상기 전원부로부터 전류가 인가되고, 상기 자기장과 상기 제1 가닥에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 상기 제2 초음파를 송신하고,
상기 제2 가닥으로 상기 제2 초음파가 상기 배관의 외면에서 두께방향으로 진행하여 상기 배관의 내면에서 반사되어 돌아오는 상기 제2 초음파를 수신하는, 배관 검사 장치.
The method of claim 9,
A current is applied from the power supply to the first strand, and the second ultrasonic wave is transmitted by an interaction of the magnetic field and a current flowing in the first strand,
A pipe inspection apparatus for receiving the second ultrasonic waves reflected from the inner surface of the pipe and returned by the second ultrasonic waves traveling from the outer surface of the pipe in the thickness direction to the second strand.
상기 제1 전자기음향 트랜스듀서 및 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서 각각은,
상기 복수의 제2 코일 중 어느 하나의 제1 가닥에 상기 전원부로부터 전류가 인가되고, 상기 자기장과 상기 복수의 제2 코일 중 어느 하나의 제1 가닥에 흐르는 전류의 상호 작용에 의해 제2 초음파를 송신하고,
상기 복수의 제2 코일 중 어느 하나와 인접하게 배치된 상기 복수의 제2 코일 중 다른 하나의 제2 가닥으로, 상기 제2 초음파가 상기 배관의 외면에서 두께방향에 비스듬한 방향으로 진행하여 상기 배관의 내면에서 반사되고 상기 배관의 두께방향에 비스듬한 방향으로 돌아오는 상기 제2 초음파를 수신하는, 배관 검사 장치.
The method of claim 9,
Each of the first electromagnetic acoustic transducer and the second electromagnetic acoustic transducer,
A current is applied from the power supply to any one first strand of the plurality of second coils, and a second ultrasonic wave is generated by the interaction of the magnetic field and the current flowing in any one of the plurality of second coils. Send,
With the second strand of the other of the plurality of second coils disposed adjacent to any one of the plurality of second coils, the second ultrasonic wave proceeds in a direction oblique to the thickness direction from the outer surface of the pipe A pipe inspection apparatus for receiving the second ultrasonic wave reflected from the inner surface and returned in a direction oblique to the thickness direction of the pipe.
상기 제1 전자기음향 트랜스듀서의 복수의 제2 코일 중 어느 하나에 상기 전원부로부터 전류가 인가되고, 상기 자기장과 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서의 복수의 제2 코일 중 어느 하나에 흐르는 상기 전류의 상호 작용에 의해 제1 초음파를 송신하고,
상기 제2 전자기음향 트랜스듀서의 복수의 제2 코일 중 어느 하나가 상기 배관의 원주방향으로 상기 제1 전자기음향 트랜스듀서에서부터 상기 제2 전자기음향 트랜스듀서로 진행하는 상기 제1 초음파를 수신하는, 배관 검사 장치.The method of claim 9,
A current is applied from the power supply to any one of a plurality of second coils of the first electromagnetic acoustic transducer, and the magnetic field and the current flowing through any one of a plurality of second coils of the first electromagnetic acoustic transducer are mutually Transmits the first ultrasonic wave by action,
Any one of the plurality of second coils of the second electromagnetic acoustic transducer receives the first ultrasonic waves traveling from the first electromagnetic acoustic transducer to the second electromagnetic acoustic transducer in the circumferential direction of the pipe Inspection device.
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KR1020190130256A KR102203609B1 (en) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | Electromagnetic acoustic transducer and pipe inspection apparatus comprising the same |
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2019
- 2019-10-18 KR KR1020190130256A patent/KR102203609B1/en active IP Right Grant
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