KR102221620B1 - Portable ultrasound scanner for defect detection of weldments - Google Patents

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KR102221620B1
KR102221620B1 KR1020190121467A KR20190121467A KR102221620B1 KR 102221620 B1 KR102221620 B1 KR 102221620B1 KR 1020190121467 A KR1020190121467 A KR 1020190121467A KR 20190121467 A KR20190121467 A KR 20190121467A KR 102221620 B1 KR102221620 B1 KR 102221620B1
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신병철
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a mobile ultrasound scanner includes: a rotating shaft; first and second frames which are formed to extend from first and second points spaced apart from each other on the rotating shaft so that one side thereof is perpendicular to the rotating shaft, and allow a transducer to be provided on the other side thereof; a moving part having a hollow into which the rotating shaft is inserted so as to be rotatable about the rotating shaft, and including two pairs of wheels formed in a shape of a disk; and a control part which determines whether or not a defect has occurred in a welding part and the location of the defect based on an analysis result of an ultrasonic signal generated from the transducer. The two pairs of wheels are disposed by being spaced apart from the first and second points by a predetermined distance so that the first and second frames are positioned between the respective pairs of wheels. The moving part further includes a pair of pads formed in a form of being individually wrapped for each pair of wheels and a bearing provided between the rotating shaft and the hollow. In a state where the central portion of the rotating shaft is located above the welding part, as the mobile ultrasonic scanner is moved in the longitudinal direction of the welding part by the moving part, detection of a defect in the welding part may be performed.

Description

용접부의 결함 검출을 위한 이동식 초음파 스캐너{PORTABLE ULTRASOUND SCANNER FOR DEFECT DETECTION OF WELDMENTS}PORTABLE ULTRASOUND SCANNER FOR DEFECT DETECTION OF WELDMENTS {PORTABLE ULTRASOUND SCANNER FOR DEFECT DETECTION OF WELDMENTS}

본 발명은 용접대상금속 간 용접에 따라 상호 결합시키는 용접부의 결함 검출을 위한 이동식 초음파 스캐너에 관한 것이다. 보다 상세하게는 초음파 트랜스듀서를 이용한 초음파 신호를 분석한 결과에 따라 용접대상금속 간에 결합을 위한 용접에 따른 용접부에서 결함이 발생하였는지 여부와 결함의 위치에 대한 판별이 가능하며, 한 쌍의 바퀴 형태로 이동되면서 용접부의 결함 검출이 가능하도록 형성된 이동식 초음파 스캐너에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile ultrasonic scanner for detecting defects of welds that are mutually coupled according to welding between metals to be welded. In more detail, it is possible to determine whether or not a defect has occurred in the weld due to welding for bonding between the target metals and the location of the defect according to the result of analyzing the ultrasonic signal using the ultrasonic transducer, and the shape of a pair of wheels. It relates to a movable ultrasound scanner formed to enable detection of defects in a weld while moving to.

선박의 용접 이음부는 그 수명 동안에 자중과 화물의 무게를 지탱하고 응력, 부식, 피로 균열에 대한 저항력을 가져 파단 되는 사고가 없이 운송 수단으로서 경제적인 이익 창출에 기본이 되어야 하는 것은 자명한 사실이다. 용접부는 먼저 재료적으로 요구하는 강도를 가져야 하고 용접재의 올바른 사용과 올바른 시공에 의한 용접작업을 거쳐서 완성되어져 신뢰성 있는 검사방법으로 조사, 평가하여 요구하는 품질을 만족시켜야 한다.It is obvious that the welded joint of a ship should support its own weight and the weight of the cargo during its lifetime, and have resistance to stress, corrosion, and fatigue cracking, so that it should be the basis for creating economical profits as a means of transportation without accidental breakage. The welding part must first have the strength required by the material, and it must be completed through the correct use of the welding material and the welding work by correct construction, and must satisfy the required quality by investigating and evaluating with a reliable inspection method.

용접 이음부에 대한 검사방법으로는 파괴검사와 비파괴검사가 적용되고 있다. 파괴검사는 용접 품질에 이상이 있는지 ( 기포나 크랙 등과 같은 결함이 용접된 부위에 있는지 )를 검사하는 일반적인 방법 중 하나로서, 정기적으로( 예를 들어, 아침, 점심, 저녁 시점에 ) 용접 이음부를 샘플링하고, 샘플링한 용접부를 파괴하여 그 파괴된 부분의 용접 품질을 확인함으로써, 용접상태를 검사할 수 있다. 하지만 파괴검사는 신뢰성은 높으나 용접 이음부에 직접 수행하기에는 생산 비용이 증가하게 되고, 용접 이음부 전체에 대한 용접 상태를 확인하는 것은 어려운 문제점이 있다.Destructive inspection and non-destructive inspection are applied as inspection methods for welded joints. Destruction inspection is one of the common methods of inspecting whether there is an abnormality in the quality of the weld (whether there are defects such as bubbles or cracks in the welded area). It is possible to inspect the welding condition by sampling and destroying the sampled weld and confirming the welding quality of the fractured part. However, although the fracture test is highly reliable, the production cost increases when it is directly performed on the welded joint, and it is difficult to check the welding condition for the entire welded joint.

대안의 방법으로 비파괴검사는 용접부에 손상을 입히지 않고 결함의 존재에 의해 변화하는 물리적 성질을 측정하고 검출하여 품질기준에 따라 합격 혹은 불합격의 판정이 가능하기에 생산 공정 중에 또한 널리 적용되고 있다. 즉, 생산된 부품 등의 용접된 부분의 품질을 초음파를 사용하는 비파괴 검사를 이용하면, 파괴 검사에 의한 상기의 문제점을 해소할 수 있다. As an alternative method, non-destructive testing is widely applied during the production process because it is possible to determine pass or fail according to quality standards by measuring and detecting physical properties that change due to the presence of defects without damaging the weld. That is, if the quality of the welded part, such as the produced part, is used for non-destructive inspection using ultrasonic waves, the above-described problem due to the destructive inspection can be solved.

이러한 초음파 탐상 방식에 의한 비파괴 검사는, 부품 등의 용접에 이상이 있는지 여부를 간단하면서도 용이하게 검사할 수 있다. 초음파를 사용한 용접 품질 검사 방법에 대해 보다 상세히 설명하면, 초음파 검사 장치를 부품 등의 제조 라인 상에 설치한 뒤, 용접된 부분을 갖는 검사 대상물, 예를 들어 생산된 부품에 초음파를 입사시키게 된다. 그러면 검사 대상물 내부로 일부의 초음파가 전파되고, 용접된 부위에 기포나 크랙 등에 의한 용접 이상이 있으면, 그 부분에서 전파신호가 일부 반사되어 되돌아오게 된다. 즉, 초음파는 동일 매질에서는 직진하지만 다른 매질과 접하는 계면에서는 각 매질의 물리적 상태 및 성질(음향임피던스)의 차이에 의하여 반사 또는 굴절하는 성질을 이용하여 비파괴 검사가 진행된다. 이렇게 반사되는 에코(echo) 신호의 세기를 초음파 검사 장치가 분석함으로써 용접된 부분에 이상이 있는지 여부를 실시간으로 확인할 수 있다.In the non-destructive inspection by such an ultrasonic flaw detection method, it is possible to simply and easily inspect whether there is an abnormality in welding of parts or the like. In a more detailed description of the welding quality inspection method using ultrasonic waves, after the ultrasonic inspection device is installed on a manufacturing line such as parts, ultrasonic waves are incident on an inspection object having a welded portion, for example, a manufactured part. Then, some ultrasonic waves are propagated into the object to be inspected, and if there is a welding abnormality due to bubbles or cracks in the welded portion, the radio wave signal is partially reflected and returned from that portion. That is, ultrasonic waves travel straight in the same medium, but non-destructive testing is performed using the property of reflecting or refracting due to the difference in physical state and properties (acoustic impedance) of each medium at an interface in contact with another medium. By analyzing the intensity of the reflected echo signal by the ultrasonic inspection device, it is possible to check in real time whether there is an abnormality in the welded part.

하지만, 이러한 초음파 탐상 방법에 의한 비파괴 검사를 이용하더라도 선박이나 화물차와 같은 대형 기계 장치의 용접부를 검사함에 있어서 안전상의 문제로 작업자가 접근하기 어려운 부분에 대한 용접 결함 검사는 용이하지 않다. 즉, 초음파 탐상을 이용한 비파괴 검사 시 초음파가 발생되는 탐촉자와 발생된 초음파를 분석하여 결함의 위치나 결함정도 등을 표시하기 위한 탐상기는 분리되어 사용되므로, 탐촉자가 포함된 탐촉장치를 이용하여 스캔작업을 하는 제 1 작업자와 탐촉장치와 연결되어 초음파 신호를 수신하는 탐상기를 이용하여 결함에 관한 내용을 보고하고 작업의 지속 여부를 판단하는 제 2 작업자가 하나의 조를 이루어 비파괴 검사 작업이 진행되는 것이 일반적이다.However, even if a non-destructive inspection by such an ultrasonic flaw detection method is used, it is not easy to inspect welding defects on parts that are difficult for an operator to access due to safety issues in inspecting a welded part of a large mechanical device such as a ship or a freight car. In other words, during the non-destructive inspection using ultrasonic flaw detection, the probe that generates the ultrasonic wave and the flaw detector to display the location of the defect or the degree of the defect by analyzing the generated ultrasonic wave are used separately. The non-destructive inspection work is carried out in a group by the first worker who performs the task and the second worker who reports the details of the defect and determines whether the work continues or not using a flaw detector that is connected to the probe and receives an ultrasonic signal. It is common.

다만, 선박과 같이 작업자가 근접하기 어려운 협소한 영역, 월의 상부 영역, 족장 위의 용접부 영역 등은 안전문제로 제 1 작업자 및 제 2 작업자가 함께 접근하기 어렵다는 이유로 용접부에 대한 검사가 소홀해질 수밖에 없는 수작업의 한계를 드러내고 있는 실정이다.However, due to safety issues, the inspection of the welding part is neglected because it is difficult for the first and second workers to access the narrow area, such as a ship, which is difficult for workers to approach, the upper area of the wall, and the area of the welding area above the chief. It is revealing the limitations of manual work that is not available.

또한, 작업자의 숫자를 경감하기 위하여 초음파 탐상 장치의 크기나 형태를 변경하더라도 작업자에 의해서 스캔 작업이 진행되는 이상 안전 문제는 발생할 수 있다.In addition, even if the size or shape of the ultrasonic flaw detection device is changed in order to reduce the number of workers, a safety problem may occur when the scanning operation is performed by the worker.

이에 따라, 초음파 스캔용 차량을 이용하여 작업자가 직접 다가가기 힘든 영역이라고 하더라도 차량에 의해 용접부의 불량 여부를 검출하기 위한 기술에 대한 개발이 지속적으로 요구되고 있다.Accordingly, development of a technology for detecting a defect in a welding part by a vehicle is continuously required even in an area where it is difficult for a worker to directly approach by using a vehicle for ultrasonic scanning.

대한민국 등록특허공보 제10-1915281호 (공고일자: 2018.10.30)Korean Registered Patent Publication No. 10-1915281 (Announcement date: 2018.10.30)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 롤러 형태로 형성되어 용접부의 길이 방향으로 용이하게 이동 가능한 이동식 초음파 스캐너를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a movable ultrasound scanner that is formed in a roller shape and is easily movable in the longitudinal direction of the welding portion.

또한, 차량의 전륜 또는 후륜 중 어느 하나의 차륜에 상기 스캐너의 회전축을 이용하고 나머지 차륜에 구동력을 제공하도록 함으로써 차량을 이용한 이동식 용접 불량 검출이 가능한 초음파 스캔용 차량을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a vehicle for ultrasonic scanning capable of detecting movable welding defects using a vehicle by using the rotation axis of the scanner to one of the front or rear wheels of the vehicle and providing driving force to the remaining wheels.

본 발명의 일 실시 예로써, 용접대상금속 간 용접에 따라 상호 결합시키는 용접부의 결함 검출을 위한 이동식 초음파 스캐너가 제공될 수 있다.As an embodiment of the present invention, a mobile ultrasound scanner for detecting defects of welds that are mutually coupled according to welding between metals to be welded may be provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너는 회전축, 일 측이 회전축과 직각을 이루도록 회전축의 서로 이격된 제 1 및 제 2 지점으로부터 각각 연장되어 형성되고, 타 측에는 트랜스듀서가 마련된 제 1 및 제 2 프레임, 회전축을 축으로 회전 가능하도록 회전축이 삽입되는 중공이 구비되고, 원판 형태로 형성된 두 쌍의 휠들을 포함하는 이동부 및 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호를 분석한 결과에 기초하여 용접부에서의 결함발생 여부 및 결함의 위치가 판별되는 제어부가 포함되고, 두 쌍의 휠들은 각 쌍의 휠 사이에 제 1 및 제 2 프레임이 각각 위치하도록 하기 위하여, 제 1 및 제 2 지점으로부터 소정의 거리만큼 이격되어 휠들이 배치되며, 이동부에는 각 쌍의 휠에 대하여 개별적으로 감싸는 형태로 형성된 한 쌍의 패드 및 회전축과 중공 사이에 구비되는 베어링이 더 포함되고, 회전축의 중앙부가 용접부 상측에 위치한 상태에서 이동부에 의하여 이동식 초음파 스캐너가 용접부의 길이방향으로 이동됨에 따라 용접부의 결함 검출이 진행될 수 있다.The mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention is formed to extend from the first and second points spaced apart from each other such that the rotation axis and one side are perpendicular to the rotation axis, and the first and second transducers are provided on the other side. 2 Frame, a moving part including two pairs of wheels formed in the form of a disk, and a hollow into which the rotation shaft is inserted so as to be rotatable about the rotation shaft as an axis, and based on the result of analyzing the ultrasonic signal generated from the transducer, A control unit for determining whether or not a defect has occurred and the location of the defect is included, and the two pairs of wheels are provided by a predetermined distance from the first and second points so that the first and second frames are respectively positioned between each pair of wheels. The wheels are spaced apart, and the moving part further includes a pair of pads formed in the form of individually enclosing each pair of wheels and a bearing provided between the rotating shaft and the hollow, while the central part of the rotating shaft is located above the welding part. As the mobile ultrasound scanner moves in the longitudinal direction of the welding part by the moving part, defect detection of the welding part may be performed.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 제 1 프레임에는 초음파신호가 발생되는 제 1 트랜스듀서가 구비되고, 제 2 프레임에는 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호를 수신하기 위한 제 2 트랜스듀서가 구비되어 있을 수 있다.In the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, a first transducer for generating an ultrasonic signal is provided in a first frame, and a second transducer for receiving an ultrasonic signal generated from the first transducer is provided in the second frame. A transducer may be provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 제어부에서는 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접대상금속 및 용접부의 상부 표면을 따라 제 2 트랜스듀서로 전달되는 제 1 기준시간 및 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접대상금속의 하단면으로부터 반사되어 제 2 트랜스듀서로 전달되는 제 2 기준시간에 기초하여, 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접부의 결함으로부터 반사 또는 회절됨에 따라 제 1 트랜스듀서 또는 제 2 트랜스듀서로 전달되는 결함통과시간으로부터 결함의 위치가 도출될 수 있다.In the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, the control unit includes a first reference time and a first reference time when the ultrasonic signal generated from the first transducer is transmitted to the second transducer along the welding target metal and the upper surface of the welding part. The ultrasonic signal generated from the transducer is reflected or diffracted from the defect of the welding part based on the second reference time that is reflected from the lower surface of the welding target metal and transmitted to the second transducer. Accordingly, the location of the defect may be derived from the defect passage time transmitted to the first transducer or the second transducer.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 일 단이 회전축의 중앙부에 고정되며, 타 단이 소정의 각도로 절곡되도록 형성되어 사용자에 의해 파지가 가능한 손잡이부가 더 포함될 수 있다.In the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, one end is fixed to the center of the rotating shaft, and the other end is formed to be bent at a predetermined angle, so that a handle capable of being gripped by a user may be further included.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 제어부에서의 결함발생 여부에 따라 알람신호가 발생되는 알람출력부가 더 포함될 수 있다.In the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, an alarm output unit for generating an alarm signal according to whether a defect occurs in the control unit may be further included.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 제어부에서의 결함발생 여부 및 결함의 위치에 대한 판별 결과를 사용자 단말로 전송하기 위한 통신부가 더 포함될 수 있다.In the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, a communication unit for transmitting a determination result of whether a defect has occurred and a location of the defect in the control unit to a user terminal may be further included.

본 발명의 일 실시 예로써, 용접부의 결함 검출을 위한 초음파 스캔용 전륜 구동 차량이 제공될 수 있다.As an embodiment of the present invention, a front-wheel drive vehicle for ultrasonic scanning for detecting a defect in a welding part may be provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 스캔용 전륜 구동 차량은 한 쌍의 앞바퀴가 장착되는 전륜, 전륜에 구동력을 전달하기 위한 구동모듈, 후륜 및 제어부가 포함되고, 후륜에는 회전축, 일 측이 회전축과 직각을 이루도록 회전축의 서로 이격된 제 1 및 제 2 지점으로부터 각각 연장되어 형성되고, 타 측에는 트랜스듀서가 마련된 제 1 및 제 2 프레임 및 회전축을 축으로 회전 가능하도록 회전축이 삽입되는 중공이 구비되고, 원판 형태로 형성된 두 쌍의 휠들을 포함하는 이동부가 포함되고, 두 쌍의 휠들은 각 쌍의 휠 사이에 제 1 및 제 2 프레임이 각각 위치하도록 하기 위하여, 제 1 및 제 2 지점으로부터 소정의 거리만큼 이격되어 휠들이 배치되며, 이동부에는 각 쌍의 휠에 대하여 개별적으로 감싸는 형태로 형성된 한 쌍의 패드 및 회전축과 중공 사이에 구비되는 베어링이 더 포함되고, 제어부에서는 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호를 분석한 결과에 기초하여 용접부에서의 결함발생 여부 및 결함의 위치가 판별되며, 회전축의 중앙부가 용접부 상측에 위치한 상태에서 차량의 용접부의 길이방향으로의 이동에 따라 용접부의 결함 검출이 진행될 수 있다.A front-wheel drive vehicle for ultrasonic scanning according to an embodiment of the present invention includes a front wheel on which a pair of front wheels are mounted, a driving module for transmitting driving force to the front wheels, a rear wheel, and a control unit. It is formed to extend from the first and second points spaced apart from each other of the rotation shaft to form a right angle, and the other side is provided with a first and second frame provided with a transducer and a hollow into which the rotation shaft is inserted so as to be rotatable about the rotation shaft, A moving unit including two pairs of wheels formed in the form of a disk is included, and the two pairs of wheels are arranged at a predetermined distance from the first and second points so that the first and second frames are respectively positioned between each pair of wheels. The wheels are arranged spaced apart by a distance, and the moving part further includes a pair of pads formed in the form of individually enclosing each pair of wheels and a bearing provided between the rotating shaft and the hollow, and the control unit further includes an ultrasonic signal generated from the transducer. Based on the analysis result, whether or not a defect has occurred in the welding part and the location of the defect are determined, and detection of a defect in the welding part can proceed according to the movement of the welding part in the longitudinal direction of the vehicle while the central part of the rotation shaft is located above the welding part. .

본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 스캔용 전륜 구동 차량에 있어서, 용접부를 촬영하기 위한 촬영부가 더 포함될 수 있다.In the front-wheel drive vehicle for ultrasonic scanning according to an embodiment of the present invention, a photographing unit for photographing a welding part may be further included.

본 발명의 용접부의 결함 검출을 위한 이동식 초음파 스캐너에 의하면 롤러 형태로 형성되어 용접부의 길이 방향으로 이동하면서 용접의 불량 여부를 검출할 수 있으므로 작업자가 허리를 굽히지 않고도 손잡이부에 의해 파지한 상태로 이동식 초음파 스캐너를 이동시키면서 작업을 지속할 수 있는 효과가 있다.According to the mobile ultrasound scanner for detecting defects of a welding part of the present invention, it is formed in a roller shape and can detect whether there is a defect in welding while moving in the longitudinal direction of the welding part. It has the effect of continuing work while moving the ultrasound scanner.

또한, 차량의 전륜 또는 후륜 중 어느 하나의 차륜에 상기 스캐너의 회전축을 이용하고 나머지 차륜에 구동력을 제공하도록 함으로써 작업자가 직접 용접부 불량 검출 현장에 가지 않더라도 차량을 이용하여 안전하게 용접부에 대한 불량을 검출할 수 있다.In addition, by using the rotation axis of the scanner to either the front wheel or the rear wheel of the vehicle and providing the driving force to the remaining wheels, it is possible to safely detect defects in the welding part using the vehicle even if the operator does not directly go to the site. I can.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너를 이용하여 용접부의 결함 검출이 진행되는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 트랜스듀서 간에 초음파신호가 전달되는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 이동부를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너로부터 사용자 단말로 제공되는 결함정보에 관한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 스캔용 전륜 구동 차량을 나타낸 예시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 스캔용 전륜 구동 차량이 이동되는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 검출모델을 나타낸 예시도이다.
1 is an exemplary view showing a state in which defect detection of a welding part is performed using a mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram illustrating a process of transmitting an ultrasound signal between transducers in a mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a moving unit in a mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram of defect information provided to a user terminal from a mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view showing a front-wheel drive vehicle for ultrasonic scanning according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view showing a process of moving a front-wheel drive vehicle for ultrasonic scanning according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view showing a detection model in a mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in a number of different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. The terms used in the present specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. Terms used in the present invention have selected general terms that are currently widely used as possible while taking functions of the present invention into consideration, but this may vary according to the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, "길이 방향"이란, 도 1을 기준으로, x축 방향이며, "폭 방향"이란, 도 1을 기준으로, z축 방향이며, "수직 방향"이란, 도 1을 기준으로 y축 방향이다. 또한, "상부"란, 수직 방향에서 위쪽 방향을 의미하고, "하부"란, 수직 방향에서 아래쪽 방향을 의미한다.When a part of the specification is said to "include" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as "... unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. . In addition, when a part is said to be "connected" with another part throughout the specification, this includes not only the case of being "directly connected", but also the case of being connected "with another element in the middle." In addition, the "length direction" refers to the x-axis direction based on FIG. 1, the "width direction" refers to the z-axis direction based on FIG. 1, and the "vertical direction" refers to the y-axis direction based on FIG. to be. In addition, "upper part" means an upward direction from a vertical direction, and "lower part" means a downward direction from a vertical direction.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시 예로써, 용접대상금속(20) 간 용접에 따라 상호 결합시키는 용접부(30)의 결함 검출을 위한 이동식 초음파 스캐너가 제공될 수 있다. 본 명세서에서 용접부(30)는 용접대상금속(20)이 소정의 용접 방식에 따라 용접이 진행된 접합부로써, 용접대상금속(20) 상호 간 연결되는 부분을 나타낸다.As an embodiment of the present invention, a mobile ultrasound scanner for detecting defects of the welded portions 30 that are mutually coupled according to welding between the metals to be welded 20 may be provided. In the present specification, the welding part 30 is a connection part in which the welding target metal 20 has been welded according to a predetermined welding method, and represents a part where the welding target metal 20 is connected to each other.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너를 이용하여 용접부(30)의 결함 검출이 진행되는 상태를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 트랜스듀서 간에 초음파신호가 전달되는 과정을 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 이동부를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a state in which defect detection of a welding part 30 is in progress using a mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention. , An exemplary view showing a process of transmitting an ultrasound signal between transducers, and FIG. 3 is an exemplary view showing a moving unit in a mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너는 회전축(100), 일 측이 회전축(100)과 직각을 이루도록 회전축(100)의 서로 이격된 제 1 및 제 2 지점(101, 102)으로부터 각각 연장되어 형성되고, 타 측에는 트랜스듀서가 마련된 제 1 및 제 2 프레임(210, 220), 회전축(100)을 축으로 회전 가능하도록 회전축(100)이 삽입되는 중공이 구비되고, 원판 형태로 형성된 두 쌍의 휠(600)들을 포함하는 이동부 및 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호를 분석한 결과에 기초하여 용접부(30)에서의 결함발생 여부 및 결함의 위치가 판별되는 제어부가 포함되고, 두 쌍의 휠(600)들은 각 쌍의 휠(600) 사이에 제 1 및 제 2 프레임(210, 220)이 각각 위치하도록 하기 위하여, 제 1 및 제 2 지점(101, 102)으로부터 소정의 거리만큼 이격되어 휠(600)들이 배치되며, 이동부에는 각 쌍의 휠(600)에 대하여 개별적으로 감싸는 형태로 형성된 한 쌍의 패드(650) 및 회전축(100)과 중공 사이에 구비되는 베어링(620)이 더 포함되고, 회전축(100)의 중앙부가 용접부(30) 상측에 위치한 상태에서 이동부에 의하여 이동식 초음파 스캐너가 용접부(30)의 길이방향으로 이동됨에 따라 용접부(30)의 결함 검출이 진행될 수 있다.1 to 3, the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention includes a rotation shaft 100, a first and a second spaced apart of the rotation shaft 100 so that one side is at a right angle to the rotation shaft 100. Each of the first and second frames 210 and 220 provided with a transducer and a hollow in which the rotation shaft 100 is inserted so as to be rotatable about the rotation shaft 100 is formed on the other side. It is provided, based on the result of analyzing the ultrasonic signal generated from the moving part and the transducer including two pairs of wheels 600 formed in the form of a disk, the occurrence of a defect in the welding part 30 and the location of the defect are determined. A control unit is included, and the two pairs of wheels 600 include first and second points 101 and 102 so that the first and second frames 210 and 220 are respectively positioned between the pairs of wheels 600. ) Is spaced apart by a predetermined distance, and the wheels 600 are disposed, and in the moving part, a pair of pads 650 formed in the form of individually enclosing each pair of wheels 600 and between the rotation shaft 100 and the hollow The provided bearing 620 is further included, and the welding part 30 is moved by the moving part in the longitudinal direction of the welding part 30 while the central part of the rotating shaft 100 is located above the welding part 30. The defect detection of can proceed.

회전축(100)에는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 프레임( 제 1 프레임(210) 및 제 2 프레임(220) )이 소정의 위치( 제 1 지점(101) 및 제 2 지점(102) )로부터 각각 연장되어 형성되어 있다. 즉, 회전축(100)과 제 1, 2 프레임은 'ㅠ' 형태로 일체형으로 형성될 수 있다.On the rotation shaft 100, as shown in FIGS. 2 to 3, a pair of frames (the first frame 210 and the second frame 220) are positioned at a predetermined position (the first point 101 and the second point (102) It is formed extending from each. That is, the rotation shaft 100 and the first and second frames may be integrally formed in a'ㅠ' shape.

사용자( Ex. 작업자 )는 상기 회전축(100)을 파지한 상태로 이동부가 회전되도록 힘을 가하여 본 발명의 이동식 초음파 스캐너가 용접부(30)의 길이방향으로 이동되면서 용접부(30)의 결함이 검출될 수 있다. 즉, 상기 회전축(100)은 파지 가능한 크기 및 형상으로 형성될 수 있다. 여기서 파지 가능한 크기라 함은, 바디부(100)의 전부 또는 일부에 대하여 한쪽 손으로 감싸쥘 수 있는 크기를 의미할 수 있다. 또한, 파지 가능한 형상이라 함은 회전축(100)의 전부 또는 일부에 대하여 한쪽 손으로 감싸쥘 수 있도록 구성된 형상을 의미할 수 있다. 회전축(100)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 바(bar) 혹은 막대(rod) 형태로 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고 이동부의 회전을 위한 축에 해당된다면 어떠한 형태로도 형성될 수 있다.The user (Ex. worker) applies a force to rotate the moving part while holding the rotation shaft 100 so that the mobile ultrasound scanner of the present invention moves in the longitudinal direction of the welding part 30 to detect a defect in the welding part 30. I can. That is, the rotation shaft 100 may be formed in a grippable size and shape. Here, the grippable size may mean a size that can be held around all or part of the body part 100 with one hand. In addition, the grippable shape may mean a shape configured to be wrapped around all or part of the rotation shaft 100 with one hand. The rotation shaft 100 may be formed in a bar or rod shape as shown in FIGS. 1 to 3, but this is only an example, and if it corresponds to an axis for rotation of the moving part, it may be formed in any shape. Can be formed.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 일 단이 회전축(100)의 중앙부에 고정되며, 타 단이 소정의 각도로 절곡되도록 형성되어 사용자에 의해 파지가 가능한 손잡이부(950)가 더 포함될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 사용자는 손잡이부(950)를 파지한 상태로 이동하면 본 발명의 이동식 초음파 스캐너의 이동부가 회전됨에 따라 용접부(30)의 길이방향으로 이동되면서 용접부(30)의 결함이 검출될 수 있다.In addition, in the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, one end is fixed to the center of the rotating shaft 100, the other end is formed to be bent at a predetermined angle, the handle portion 950 that can be gripped by the user. ) May be included. That is, as shown in FIG. 1, when the user moves the handle part 950 in a gripped state, the moving part of the mobile ultrasound scanner of the present invention rotates, and the welding part 30 moves in the longitudinal direction of the welding part 30. Defects can be detected.

전술한 바와 같이 상기 제 1, 2 프레임(210, 220)의 타 측에는 트랜스듀서가 마련되어 있을 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 트랜스듀서는 초음파를 발생시키거나 발생된 초음파를 수신하기 위하여 용접대상금속 방향을 향하도록 상기 제 1, 2 프레임(210, 220)이 구비될 수 있다.As described above, a transducer may be provided on the other side of the first and second frames 210 and 220. That is, as shown in FIG. 2, the transducer may be provided with the first and second frames 210 and 220 to face the welding target metal in order to generate ultrasonic waves or receive the generated ultrasonic waves.

여기서 트랜스듀서는 압전효과(piezoelectric effect)에 기초하여 초음파를 발생시키기 위하여 전기적 에너지를 초음파 에너지로 전환하거나, 발생된 초음파를 다시 전기적 에너지로 전환시키는 소자 또는 장치일 수 있다. 즉, 상기 트랜스듀서는 초음파신호의 발신 및 수신 모두가 가능한 신호변환장치로 이해될 수 있다. 또한, 상기 트랜스듀서는 탐촉자, 진동자, 초음파 프로브(probe) 등으로 지칭될 수 있다. Here, the transducer may be an element or device that converts electrical energy into ultrasonic energy to generate ultrasonic waves based on a piezoelectric effect, or converts the generated ultrasonic waves back into electrical energy. That is, the transducer may be understood as a signal conversion device capable of transmitting and receiving ultrasonic signals. In addition, the transducer may be referred to as a transducer, a vibrator, an ultrasonic probe, or the like.

상기 트랜스듀서에는 초음파 절연체, 진동자(piezoelectric crystal), 전극(electrode), 흡음층(damping layer) 등이 포함될 수 있다.The transducer may include an ultrasonic insulator, a piezoelectric crystal, an electrode, a damping layer, and the like.

상기 트랜스듀서는 상기 용접대상금속(20)을 향하여 소정의 각도로 기울어진 형태로 마련될 수 있다. 상기 소정의 각도는 용접대상금속(20)의 종류 및 크기, 이동식 초음파 스캐너의 크기 등 다양한 요인들에 의해여 결정될 수 있다.The transducer may be provided in a shape inclined toward the welding target metal 20 at a predetermined angle. The predetermined angle may be determined by various factors such as the type and size of the metal to be welded 20, and the size of the mobile ultrasound scanner.

또한, 상기 제 1, 2 프레임(210, 220)에는 복수개의 트랜스듀서들이 마련될 수도 있는데, 상기 복수개의 트랜스듀서들은 소정의 형태로 배치될 수 있다.In addition, a plurality of transducers may be provided in the first and second frames 210 and 220, and the plurality of transducers may be arranged in a predetermined shape.

이동부에는 회전축(100)을 축으로 회전 가능하도록 상기 회전축(100)과 결합된 복수개의 휠(600)들이 포함될 수 있다. 도 3을 참조하면, 이동부에는 두 쌍의 휠(600)들이 원판 형태로 마련되어 있는데, 각 휠(600)에는 회전축(100)이 삽입되는 중공이 상기 휠(600)의 중앙부에 마련되어 있다. 또한, 상기 회전축(100)과 중공을 연결하기 위하여 상기 회전축(100)과 중공 사이에는 베어링(620)이 마련되어 있다. The moving part may include a plurality of wheels 600 coupled to the rotation shaft 100 so as to be rotatable about the rotation shaft 100 as an axis. Referring to FIG. 3, two pairs of wheels 600 are provided in the form of a disk in the moving part, and a hollow into which the rotating shaft 100 is inserted is provided in the center of the wheel 600. In addition, a bearing 620 is provided between the rotation shaft 100 and the hollow in order to connect the rotation shaft 100 and the hollow.

상기 두 쌍의 휠(600)들에는 각 쌍의 휠(600)에 대하여 개별적으로 감싸는 형태로 형성된 한 쌍의 패드(650)가 더 구비될 수 있다. 즉, 한 쌍의 휠(600)마다 하나의 패드(650)가 휠(600)의 원형 외주면을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 상기 패드(650)는 고무 재질로 형성될 수 있다. 이와는 달리, 상기 패드(650)는 자성을 띠는 재질로 형성될 수도 있다. The two pairs of wheels 600 may further include a pair of pads 650 formed to individually enclose each pair of wheels 600. That is, one pad 650 for each pair of wheels 600 may be formed to surround the circular outer circumferential surface of the wheel 600. The pad 650 may be formed of a rubber material. Alternatively, the pad 650 may be formed of a magnetic material.

또한, 두 쌍의 휠(600)들은 각 쌍의 휠(600) 사이에 제 1, 2 프레임(210, 220)이 각각 위치하도록 마련되어 있는데, 이를 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전축(100)의 제 1, 2 지점(101, 102)으로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 휠(600)들이 배치될 수 있다.In addition, the two pairs of wheels 600 are provided so that the first and second frames 210 and 220 are positioned between each pair of wheels 600, respectively, for this purpose, the rotation shaft 100 as shown in FIG. 3 The wheels 600 may be disposed so as to be spaced apart from the first and second points 101 and 102 by a predetermined distance.

즉, 이동부는 제 1 프레임(210) 및 제 2 프레임(220) 중 어느 하나의 프레임이 한 쌍의 휠(600) 내측에 마련되고 상기 한 쌍의 휠(600)을 하나의 패드(650)에 의해 감싸진 형태로, 한 쌍으로 마련될 수 있다.That is, the movable unit includes any one frame of the first frame 210 and the second frame 220 inside the pair of wheels 600 and the pair of wheels 600 on one pad 650. In a form enclosed by, it can be provided in a pair.

또한, 상기 이동부의 패드(650)와 휠(600)들로 밀폐된 내부공간(670)에는 소정의 액체가 수용될 수 있다. 즉, 상기 내부공간(670)은 패드(650), 휠(600), 베어링(620) 및 회전축(100)에 의해서 밀폐됨으로써 형성될 수 있는데, 상기 내부공간(670)에 액체를 수용함으로써 트랜스듀서로부터 발생된 초음파가 상기 액체를 통해 전달되도록 할 수 있다. 즉, 공기 대신 초음파 전파용 접촉매질로써 물(H20)과 같은 액체를 사용하여 수침식(immersion testing)으로 초음파가 전달될 수 있다. 상기 물 외에도 상기 액체에는 다양한 종류의 접촉매질이 활용될 수 있다. 상기와 같이 내부공간(670)에 액체를 수용하여 초음파가 전달되도록 함으로써 초음파 탐상의 효율을 높일 수 있다. In addition, a predetermined liquid may be accommodated in the inner space 670 sealed by the pads 650 and the wheels 600 of the moving part. That is, the inner space 670 may be formed by being sealed by the pad 650, the wheel 600, the bearing 620, and the rotating shaft 100, and the transducer by accommodating the liquid in the inner space 670 The ultrasonic wave generated from may be transmitted through the liquid. That is, using a liquid such as water (H 2 0) as a contact medium for ultrasonic propagation instead of air, ultrasonic waves may be transmitted by immersion testing. In addition to the water, various types of contact media may be used for the liquid. As described above, by accommodating a liquid in the inner space 670 so that ultrasonic waves are transmitted, the efficiency of ultrasonic flaw detection can be improved.

제어부에서는 본 발명의 이동식 초음파 스캐너의 전반적인 동작이 제어될 수 있다. 특히, 제어부에서는 초음파신호가 분석되고, 분석 결과에 기초하여 용접부(30)에서 결함이 발생하였는지 여부 및 결함의 위치가 판별될 수 있다. 즉, 제어부에서는 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접부(30)를 통과하면서 결함의 존재에 의하여 변화되는 정도 혹은 불연속 정도를 검출함으로써 용접부(30)에서의 결함발생 유무 및 결함의 위치가 판별될 수 있다.The control unit may control the overall operation of the mobile ultrasound scanner of the present invention. In particular, the control unit analyzes the ultrasonic signal, and based on the analysis result, whether or not a defect has occurred in the welding part 30 and the location of the defect may be determined. That is, the control unit detects the degree of change or discontinuity due to the presence of the defect as the ultrasonic signal generated from the transducer passes through the welding part 30, so that the presence or absence of a defect in the welding part 30 and the location of the defect can be determined. have.

이하에서는, 제어부에서 용접부(30)에서 결함이 발생된 경우 발생된 결함의 위치가 도출되는 과정에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 결함발생 여부는 전술한 바와 같이, 용접부(30) 내에서 통과하는 초음파신호의 변화 정도( 예를 들면, 음향임피던스의 차이 )에 따라 제어부에서 판별될 수 있다.Hereinafter, when a defect occurs in the welding part 30 by the control unit, a process of deriving the location of the generated defect will be described in more detail. As described above, whether or not a defect has occurred may be determined by the controller according to the degree of change of the ultrasonic signal passing through the welding part 30 (eg, difference in acoustic impedance).

먼저, 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 제 1 프레임(210)에는 초음파신호가 발생되는 제 1 트랜스듀서가 구비되고, 제 2 프레임(220)에는 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호를 수신하기 위한 제 2 트랜스듀서가 구비되어 있을 수 있다.First, referring to FIG. 2, in the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, a first transducer for generating an ultrasound signal is provided in a first frame 210, and a first transducer is provided in the second frame 220. A second transducer for receiving an ultrasonic signal generated from the transducer may be provided.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 제어부에서는 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접대상금속(20) 및 용접부(30)의 상부 표면을 따라 제 2 트랜스듀서로 전달되는 제 1 기준시간 및 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접대상금속(20)의 하단면으로부터 반사되어 제 2 트랜스듀서로 전달되는 제 2 기준시간에 기초하여, 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접부(30)의 결함으로부터 반사 또는 회절됨에 따라 제 1 트랜스듀서 또는 제 2 트랜스듀서로 전달되는 결함통과시간으로부터 결함의 위치가 도출될 수 있다.In addition, in the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, the controller transmits the ultrasonic signal generated from the first transducer to the second transducer along the upper surface of the welding target metal 20 and the welding part 30. On the basis of the first reference time of which the ultrasonic signal generated from the first transducer is reflected from the lower surface of the metal to be welded 20 and transmitted to the second transducer, the generated from the first transducer is As the ultrasonic signal is reflected or diffracted from the defect of the welding part 30, the location of the defect may be derived from the defect passage time transmitted to the first or second transducer.

즉, 결함(gt)의 위치는 초음파의 전파 시간에 기초하여 결정되는데, 기준이 되는 초음파의 전파 시간으로써, 초음파가 용접대상금속(20)의 상부 표면을 따라 발신용 트랜스듀서에서 수신용 트랜스듀서까지 전파되는데 걸리는 시간( 제 1 기준시간 )과 초음파가 용접대상금속(20)의 하부 표면으로부터 반사되어 발신용 트랜스듀서에서 수신용 트랜스듀서까지 전파되는데 걸리는 시간( 제 2 기준시간 )이 상기 기준이 되는 초음파의 전파 시간으로 활용될 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 제 1 기준시간에 따른 전파 경로는 제 1 경로(71)과 같고, 상기 제 2 기준시간에 따른 전파 경로는 제 2 경로(73)과 같다.That is, the location of the defect (g t ) is determined based on the propagation time of the ultrasonic wave, and as the propagation time of the ultrasonic wave as a reference, the ultrasonic wave is transmitted from the transmitting transducer along the upper surface of the welding target metal 20 to the receiving transformer. The time it takes to propagate to the transducer (first reference time) and the time it takes for the ultrasonic wave to propagate from the transmitting transducer to the receiving transducer after being reflected from the lower surface of the welding target metal 20 (the second reference time) It can be used as the propagation time of ultrasonic waves. Referring to FIG. 2, the propagation path according to the first reference time is the same as the first path 71, and the propagation path according to the second reference time is the same as the second path 73.

결함통과시간은 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접부(30)의 결함(gt)으로부터 반사 또는 회절됨에 따라 제 1 트랜스듀서 또는 제 2 트랜스듀서로 전달/전파되는 시간으로써, 상기 결함통과시간은 초음파가 용접부(30) 내의 결함(gt)을 통과하여 수신용 트랜스듀서에 전파되는데 걸리는 시간일 수 있다. 즉, 용접부(30) 내에 결함(gt)이 존재하는 경우에는 상기 발생된 초음파신호는 결함(gt)에 전달된 뒤 반사되거나 회절될 수 있으므로, 반사 또는 회절에 따라 다시 제 1 트랜스듀서로 전파될 수도 있으며, 반사 또는 회절에 따라 제 2 트랜스듀서로 전파될 수도 있다. 용접부(30) 내에 발생 가능한 용접에 따른 결함의 종류에는 기포, 크랙(crack) 등 다양한 종류가 있으며, 특정 결함의 종류에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 2를 참조하면, 상기 결함통과시간에 따른 전파 경로는 결함전파경로(72)와 같다.The defect passage time is a time transmitted/propagated to the first transducer or the second transducer as the ultrasonic signal generated from the first transducer is reflected or diffracted from the defect (g t) of the welding part 30, and the defect passing time The time may be a time taken for the ultrasonic wave to pass through the defect (g t ) in the welding part 30 and propagate to the receiving transducer. That is, if a defect (g t ) exists in the welding part 30, the generated ultrasonic signal may be reflected or diffracted after being transmitted to the defect (g t ), and thus, the generated ultrasonic signal may be reflected or diffracted again to the first transducer according to the reflection or diffraction. It may be propagated, or may be propagated to the second transducer according to reflection or diffraction. There are various types of defects caused by welding that may occur in the welding part 30, such as bubbles and cracks, and are not limited to the type of specific defects. In addition, referring to FIG. 2, the propagation path according to the defect passage time is the same as the defect propagation path 72.

상기 결함통과시간이 측정되면, 상기 결함통과시간의 상기 제 1 기준시간 및 제 2 기준시간과의 삼각함수 관계에 기초하여 용접부(30) 내 결함의 위치( 제 1 위치 )가 결정될 수 있다.When the defect passage time is measured, the position (first position) of the defect in the welding part 30 may be determined based on a trigonometric relationship between the first reference time and the second reference time of the defect passage time.

상기 제어부에서는 전술한 과정에 따라 용접부(30) 내 결함의 위치에 대하여 결정이 되면, 제 1 트랜스듀서 및 제 2 트랜스듀서의 기능이 상호 간에 변경되도록 제어될 수 있다. In the control unit, when the position of the defect in the welding part 30 is determined according to the above-described process, the functions of the first and second transducers may be controlled so that the functions of the first transducer and the second transducer are mutually changed.

바람직하게는 제어부에서는 용접부(30) 내 결함의 위치(제 1 위치)가 1차적으로 판별되면, 상기 제 2 트랜스듀서로부터 초음파신호가 발생되도록 하고 상기 제 1 트랜스듀서가 상기 발생된 초음파신호를 수신하도록 하여, 상기 제 2 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접대상금속(20) 및 용접부(30)의 상부 표면을 따라 제 1 트랜스듀서로 전달되는 제 1 기준검토시간; 및 제 2 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접대상금속(20)의 하단면으로부터 반사되어 제 1 트랜스듀서로 전달되는 제 1 기준검토시간에 기초하여, 상기 제 2 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접부(30)의 결함으로부터 반사 또는 회절됨에 따라 제 2 트랜스듀서 또는 제 1 트랜스듀서로 전달되는 결함통과시간으로부터 결함의 제 2 위치가 도출되는 검토과정이 수행될 수 있다.Preferably, when the position (first position) of the defect in the welding part 30 is first determined in the control unit, an ultrasonic signal is generated from the second transducer, and the first transducer receives the generated ultrasonic signal. A first reference review time in which the ultrasonic signal generated from the second transducer is transmitted to the first transducer along the upper surface of the welding target metal 20 and the welding part 30; And the ultrasonic signal generated from the second transducer is reflected from the bottom surface of the metal to be welded 20 and transmitted to the first transducer based on the first reference review time. A review process in which the second position of the defect is derived from the defect passage time transmitted to the second transducer or the first transducer as it is reflected or diffracted from the defect of the welding part 30 may be performed.

즉, 제 1 트랜스듀서와 제 2 트랜스듀서가 각각 초음파 발신기 및 수신기의 역할/기능을 모두 수행함에 따라 결함의 위치가 두 번 도출될 수 있다. 다시 말하면, 제 1 트랜스듀서 및 제 2 트랜스듀서가 각각 초음파 발신기 및 수신기의 역할을 하는 경우 결함의 위치로서 도출되는 제 1 위치와, 제 1 트랜스듀서 및 제 2 트랜스듀서가 각각 초음파 수신기 및 발신기의 역할을 하는 경우 결함의 위치로서 도출되는 제 2 위치가 일치하는지 여부에 따라 제어부에서는 결함의 위치를 다시 판별할지 여부에 대하여 판단될 수 있다.That is, as the first transducer and the second transducer perform both the roles/functions of the ultrasonic transmitter and the receiver, respectively, the location of the defect may be derived twice. In other words, when the first transducer and the second transducer serve as an ultrasonic transmitter and a receiver, respectively, the first position derived as the location of the defect, and the first and second transducers are each of the ultrasonic receiver and the transmitter. When playing a role, the control unit may determine whether to determine the location of the defect again according to whether the second location derived as the location of the defect coincides.

더욱 구체적으로는, 상기 제 1 위치 및 제 2 위치 사이의 이격 거리가 기준위치( Ex. 1mm ) 이내인 것으로 제어부에서 판별된 경우에는 제 1 위치 및 제 2 위치가 일치하는 것으로 제어부에서는 판단될 수 있다. 이와는 달리, 제 1 위치 및 제 2 위치 사이의 이격 거리가 기준위치 보다 더 멀리 이격된 것으로 제어부에서 판별된 경우에는 제어부에서는 제 1 위치 및 제 2 위치가 일치하지 않는 것으로 판단하여 다시 결함의 위치가 판별되어야 하는 것으로 제어될 수 있다.More specifically, if the control unit determines that the separation distance between the first position and the second position is within the reference position (Ex. 1mm), the control unit can determine that the first position and the second position are identical. have. Contrary to this, if the control unit determines that the separation distance between the first and second positions is farther than the reference position, the control unit determines that the first and second positions do not coincide, and the position of the defect is re-established. It can be controlled by what needs to be determined.

상기와 같이 트랜스듀서의 역할이 뒤바뀜에 따른 결함 위치 판별 과정이 반복적으로 진행되면서, 결함의 위치가 더욱 정확하게 판별될 수 있다.As described above, as the process of determining the defect location is repeatedly performed according to the reversed role of the transducer, the location of the defect can be more accurately determined.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 제어부에서의 결함발생 여부에 따라 알람신호가 발생되는 알람출력부가 더 포함될 수 있다.In the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, an alarm output unit for generating an alarm signal according to whether a defect occurs in the control unit may be further included.

즉, 제어부에서 결함이 발생한 것으로 판별된 경우에는 본 발명의 이동식 초음파 스캐너의 제어부에서 알람신호가 생성되어 본 발명의 이동식 초음파 스캐너에 미리 마련된 알람출력부(미도시)에 의해 출력될 수 있다. 상기 알람신호는 다양한 형태로 출력될 수 있다. 예를 들면, 상기 알람신호에는 음성 신호, 진동 신호, 디스플레이 신호 등이 포함될 수 있지만, 이는 예시적인 것에 불과하고 사용자에게 용접 결함 발생을 알려주기 위한 어떠한 형태로도 출력될 수 있다.That is, when the control unit determines that a defect has occurred, an alarm signal is generated by the control unit of the mobile ultrasound scanner of the present invention and may be output by an alarm output unit (not shown) provided in advance in the mobile ultrasound scanner of the present invention. The alarm signal may be output in various forms. For example, the alarm signal may include a voice signal, a vibration signal, a display signal, and the like, but these are only exemplary and may be output in any form to notify the user of the occurrence of a welding defect.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에 있어서, 제어부에서의 결함발생 여부 및 결함의 위치에 대한 판별 결과를 사용자 단말로 전송하기 위한 통신부가 더 포함될 수 있다. 상기 통신부에서는 이동식 초음파 스캐너 내의 구성요소 간 통신은 물론 사용자 단말과 같은 타 디바이스 혹은 타 시스템과의 통신이 수행될 수 있다. 상기 통신부의 통신 방식은 다양한 유선 혹은 무선 통신방법이 사용될 수 있고, 특정 통신 방법에 제한되는 것은 아니다.In the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention, a communication unit for transmitting a determination result of whether a defect has occurred and a location of the defect in the control unit to a user terminal may be further included. The communication unit may perform communication between components in the mobile ultrasound scanner as well as communication with other devices such as a user terminal or other systems. The communication method of the communication unit may be various wired or wireless communication methods, and is not limited to a specific communication method.

상기 사용자 단말은 본 발명의 일 실시 예에 다른 이동식 초음파 스캐너를 사용하고 있는 작업자( 제 1 사용자 )와 1개의 조를 이루어 작업현황을 보고 받거나 감독하는 감독자( 제 2 사용자 ) 단말일 수 있다. 즉, 초음파를 이용한 비파괴 검사 시 본 발명의 이동식 초음파 스캐너의 손잡이부(950)를 파지한 상태로 용접부(30)의 길이방향으로 이동시키면서 결함을 스캔하는 작업자( 제 1 사용자 )도 실시간으로 본 발명의 이동식 초음파 스캐너에 마련된 디스플레이부(미도시)를 통해 결함 정보( 결함발생 여부 및 결함의 위치 )를 확인할 수 있으나, 상기 작업자( 제 1 사용자 )와 소정의 거리만큼 이격되어 작업자( 제 1 사용자 )의 작업 현황을 감독하고 있는 감독자( 제 2 사용자 )도 이동식 초음파 스캐너를 이용하여 판별된 결함정보를 확인할 필요가 있을 수 있으므로, 전술한 통신부를 이용하여 감독자 단말로 상기 결함정보가 제공될 수 있다.The user terminal may be a supervisor (second user) terminal that reports or supervises a work status in one pair with an operator (first user) using another mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention. That is, during the non-destructive inspection using ultrasonic waves, the operator (first user) who scans the defect while holding the handle part 950 of the portable ultrasonic scanner of the present invention while moving in the longitudinal direction of the welding part 30 also performs the present invention in real time. The defect information (whether or not the defect has occurred and the location of the defect) can be checked through the display unit (not shown) provided in the mobile ultrasound scanner of, but the worker (first user) is separated by a predetermined distance from the worker (first user). Since the supervisor (the second user) who is supervising the current status of the work of the worker may also need to check the determined defect information using the mobile ultrasound scanner, the defect information may be provided to the supervisor terminal using the above-described communication unit.

즉, 본 발명의 이동식 초음파 스캐너는 선박과 같이 작업자가 근접하기 어려운 협소한 영역, 월의 상부 영역, 족장 위의 용접부(30) 영역 등에 대하여 통상적으로 2인이 1조가 되어 상기 영역들로 진입하여 진행되는 비파괴 검사 시 발생 가능한 문제를 해소하기 위하여 상기 2인 중 1인( 제 1 사용자 )만이 상기 영역들로 진입하여 스캐닝 작업을 진행하고, 나머지 1인( 제 2 사용자 )은 이동식 초음파 스캐너의 통신부를 통해 전달되는 정보에 기초하여 결함의 위치를 실시간으로 파악할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 이동식 초음파 스캐너를 이용하면 협소한 영역에서의 초음파를 이용한 비파괴 검사의 경우에도 안전하게 제 1 사용자가 작업영역을 확보하면서 실시간으로 결함의 위치를 파악하며 스캔작업이 가능하며, 제 2 사용자도 안전한 장소에서 제 1 사용자로부터의 작업결과를 제 2 사용자의 디바이스( 감독자 단말 )를 이용하여 실시간으로 확인할 수 있다.That is, in the mobile ultrasound scanner of the present invention, a pair of two people usually enters the areas in a narrow area, such as a ship, which is difficult for an operator to approach, an upper area of the wall, and an area of the welding part 30 on the chief. In order to solve possible problems during the ongoing non-destructive inspection, only one of the two (the first user) enters the areas to perform the scanning operation, and the other one (the second user) is the communication unit of the mobile ultrasound scanner. The location of the defect can be identified in real time based on the information transmitted through. In other words, if the mobile ultrasound scanner of the present invention is used, even in the case of non-destructive inspection using ultrasound in a narrow area, the first user secures the work area while grasping the location of the defect in real time and scanning. 2 The user can also check the work result from the first user in real time using the device of the second user (supervisor terminal) in a safe place.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너로부터 사용자 단말로 제공되는 결함정보에 관한 예시도이다.4 is an exemplary diagram of defect information provided to a user terminal from a mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 이동식 초음파 스캐너의 통신부를 통해서 제어부에서의 결함정보( 결함발생 여부 및 결함의 위치 )가 사용자 단말로 제공될 수 있다. 즉, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 결함의 위치에 관하여 용접부(30)의 중심(310)을 기준으로 결함이 좌측(gl) 또는 우측(gr) 방향으로 이격된 정도 및 용접부(30)의 상부 표면으로부터 결함까지의 깊이(d)가 표시된 상태가 사용자 단말로 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4, defect information (whether or not a defect has occurred and the location of the defect) from a control unit may be provided to a user terminal through a communication unit of the mobile ultrasound scanner of the present invention. That is, as shown in (a) of FIG. 4, the extent of the defect spaced from the center 310 of the welding part 30 in the left (g l ) or right (g r ) direction with respect to the location of the defect and the welding part A state in which the depth d from the upper surface of 30 to the defect is displayed may be provided to the user terminal.

더욱 상세하게 살펴보면, 본 발명의 이동식 초음파 스캐너의 회전축(100)의 중앙부가 용접부(30) 내 특정 지점의 상측에 위치한 시점에서의 결함의 존재여부 및 결함의 위치가 확인될 수 있다.In more detail, the presence or absence of the defect and the location of the defect can be confirmed at a time when the central portion of the rotation shaft 100 of the mobile ultrasound scanner of the present invention is located above a specific point in the welding part 30.

바람직하게는, 사용자 단말에서 확인 가능한 결함정보에는 복수개의 포인트들이 균일하게 배열된 좌표형태로 표시되고, 상기 포인트에는 용접부(30)의 중심을 나타내기 위하여 숫자만으로 표시된 중심포인트(1, 2, 3, 4), 용접부(30)의 중심으로부터 좌측(gl) 또는 우측(gr)으로 이격된 정도를 나타내기 위하여 문자(L, R)와 숫자가 결합되어 표시된 이격포인트(L1, LL2, R3, RR4 등)가 포함되고, 상기 중심포인트와 이격포인트를 표시하기 위한 숫자는 상기 용접부(30)의 상부 표면으로부터 하부 바닥면까지의 깊이를 나타내기 위한 것으로, 상기 숫자가 클수록 상기 깊이가 깊어지며, 상기 이격포인트를 표시하기 위한 문자(L, R)는 상기 중심으로부터 이격된 정도가 클수록 상기 문자의 개수가 증가하도록 표시될 수 있다. 예를 들면, 도 4의 (a)에서와 같이, 중심포인트(1)이 중심포인트(4)에 비하여 용접부(30)의 상부 표면에 가깝고, 이격포인트(RR1)이 이격포인트(R1)에 비하여 용접부(30)의 중심으로부터 우측(gr)으로 이격되어 있다.Preferably, in the defect information that can be identified in the user terminal, a plurality of points are displayed in a coordinate form in which a plurality of points are uniformly arranged, and at the points, center points (1, 2, 3) indicated only by numbers to indicate the center of the welding part 30. , 4), separation points (L1, LL2, R3) by combining letters (L, R) and numbers to indicate the degree of separation from the center of the weld 30 to the left (g l ) or right (g r ). , RR4, etc.), and the number for indicating the center point and the separation point is for indicating the depth from the upper surface to the lower bottom surface of the welding part 30, and the greater the number, the deeper the depth. , The letters (L, R) for indicating the separation point may be displayed so that the number of the letters increases as the degree of separation from the center increases. For example, as in (a) of FIG. 4, the center point (1) is closer to the upper surface of the weld 30 than the center point (4), and the separation point (RR1) is compared to the separation point (R1). It is spaced apart from the center of the weld 30 to the right (g r ).

또한, 상기 중심포인트 및 이격포인트 중에서 결함의 위치에 해당하는 포인트는 다른 포인트들과 다른 색상으로 표시되거나 점멸(flickering)되도록 표시될 수 있다. 예를 들면, 도 4의 (a)에서 이격포인트(RR4)가 다른 포인트들과 다른 색상으로 표시되거나 점멸되는 경우에는 이격포인트(RR4) 지점( 용접부(30)의 중심으로부터 최우측 및 가장 깊은 지점 )에 용접부(30)의 결함이 존재하는 것으로 판단 가능하다. In addition, a point corresponding to the location of the defect among the center point and the separation point may be displayed in a different color from other points or may be displayed to be flickering. For example, when the separation point RR4 is displayed in a color different from other points or blinks in (a) of FIG. 4, the separation point RR4 point (the rightmost and deepest point from the center of the weld 30) It can be determined that there is a defect in the welding part 30 in ).

즉, 도 4의 (a)와 같이 본 발명의 이동식 초음파 스캐너에서는 숫자 및 문자의 결합을 이용하여 용접부(30)의 결함의 위치를 사용자 단말로 제공함으로써, 사용자가 직관적으로 결함의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 효과가 있다. That is, in the mobile ultrasound scanner of the present invention as shown in FIG. 4A, the location of the defect of the welding part 30 is provided to the user terminal using a combination of numbers and letters, so that the user can intuitively determine the location of the defect in real time. There is an effect that can be grasped.

또한, 본 발명의 이동식 초음파 스캐너에서는 도 4의 (b)에서와 같이 결함이 발생된 지점을 통과( 반사 또는 회절 포함 )하여 수신 측 트랜스듀서에 수신된 초음파신호 자체를 사용자 단말로 제공할 수 있다.In addition, in the mobile ultrasound scanner of the present invention, the ultrasound signal itself received by the transducer at the receiving side can be provided to the user terminal by passing through the point where the defect has occurred (including reflection or diffraction) as shown in FIG. 4B. .

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 초음파 스캐너에는 초음파신호를 비롯한 결함발생 여부 및 결함의 위치에 관한 정보를 저장하기 위한 데이터저장부가 더 포함될 수 있다. 상기 데이터저장부는 데이터베이스와 연동 가능하고, 데이터베이스 내의 데이터를 접근할 수 있도록 하기 위한 데이터베이스 관리 시스템(database management system, DBMS)일 수 있다.In addition, the mobile ultrasound scanner according to an embodiment of the present invention may further include a data storage unit for storing information on whether a defect has occurred, including an ultrasound signal, and a location of the defect. The data storage unit may be a database management system (DBMS) for interworking with a database and accessing data in the database.

또한, 제어부에서는 검출모델(700)을 이용하여 용접부(30)의 결함 발생정도가 추가적으로 판별될 수 있다.In addition, the control unit may additionally determine the degree of occurrence of a defect in the welding part 30 by using the detection model 700.

바람직하게는 제어부에서는 딥러닝 알고리즘에 따라 미리 학습된 검출모델(700)을 이용하여 이미지데이터로부터 결함 발생정도가 판별될 수 있고, 상기 이미지데이터는 초음파신호로부터 주파수 변환 기법을 통해 이미지 변환됨에 따라 획득될 수 있다. 초음파신호는 다양한 형태의 데이터일 수 있으나, 이하에서는 상기 초음파신호가 시계열 데이터인 것을 전제로 설명한다. Preferably, the control unit can determine the degree of defect occurrence from the image data using the detection model 700 learned in advance according to the deep learning algorithm, and the image data is acquired as the image is converted from the ultrasonic signal through the frequency conversion technique. Can be. The ultrasonic signal may be data of various types, but hereinafter, the ultrasonic signal will be described on the assumption that the ultrasonic signal is time-series data.

더욱 구체적으로, 상기 초음파신호는 제어부에서 이미지데이터로 변환되기 전에 필터부(미도시)에 의해 필터링이 수행될 수 있다. 상기 필터부에는 고역 통과 필터, 저역 통과 필터, 대역 통과 필터, 정합 필터 또는 상기 필터들 중 적어도 어느 하나가 포함되어 조합된 필터에 의해 필터링이 수행될 수 있다. 또한, 제어부에서는 샘플링이 추가적으로 수행될 수 있다. 즉, 초음파신호를 소정의 시간 구간 단위로 샘플링(sampling)할 수 있고, 상기 시간 구간은 제어부에서 이미지데이터로의 변환이 적합하도록 하기 위한 시간으로 10[ms]로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것에 불과하므로 상기 시간 구간은 실제 구현에 따라 다양한 값으로 설정될 수 있다. More specifically, the ultrasonic signal may be filtered by a filter unit (not shown) before being converted into image data by the control unit. The filter unit may include at least one of a high-pass filter, a low-pass filter, a band-pass filter, a matching filter, or the filters, and filtering may be performed by a combined filter. In addition, the control unit may additionally perform sampling. That is, the ultrasonic signal may be sampled in units of a predetermined time interval, and the time interval may be set to 10 [ms] as a time for the control unit to appropriately convert the image data. However, since this is only an example, the time interval may be set to various values according to actual implementation.

제어부에서는 초음파신호에 대하여 이미지변환 과정에 따라 이미지데이터가 생성될 수 있다. 즉, 상기 이미지데이터는 주파수 변환 기법을 이용하여 획득된 이미지일 수 있다. 상기 초음파신호에 대한 주파수 변환은 다양한 방식이 사용될 수 있으나, 상기 주파수 변환은 고속푸리에변환(Fast fourier transform, FFT) 방식이 사용되는 것이 바람직하다. 즉, FFT 방식에 따라 초음파신호가 주파수 변환됨에 따라 각 주파수 성분의 강도를 주파수 스펙트럼으로 나타낼 수 있고, 이를 이미지 형태로 변환함으로써 상기 이미지데이터가 생성될 수 있다. 이하에서는 FFT 변환 결과에 따라 생성된 이미지데이터를 기초로 설명한다.The controller may generate image data for the ultrasonic signal according to an image conversion process. That is, the image data may be an image obtained using a frequency conversion technique. Various methods may be used for the frequency transformation of the ultrasonic signal, but it is preferable to use a Fast Fourier Transform (FFT) method for the frequency transformation. That is, as the ultrasonic signal is frequency-converted according to the FFT method, the intensity of each frequency component can be expressed as a frequency spectrum, and the image data can be generated by converting it into an image form. Hereinafter, a description will be made based on image data generated according to the result of the FFT transformation.

다음으로, 제어부에서는 검출모델(700)을 이용하여 용접부(30)의 결함발생 정도가 판별될 수 있다. 상기 결함발생 정도는 복수개의 클래스로 구분하여 분류된 결과가 도출될 수도 있다. 예를 들면, 결함발생 정도가 5개의 클래스(Class 1-5)로 구분될 수 있다.Next, the control unit may determine the degree of occurrence of a defect in the welding part 30 by using the detection model 700. The degree of occurrence of the defect may be classified into a plurality of classes, and a classified result may be derived. For example, the degree of defect occurrence can be classified into five classes (Class 1-5).

검출모델(700)은 딥러닝 알고리즘에 따라 이미지데이터와 결함발생 정도 간의 관계에 대하여 미리 학습된 결과에 따라 생성된 것으로, 상기 딥러닝 알고리즘에는 CNN(Convolutional Neural Network)이 포함될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 검출모델(700)은 상기 CNN 외에도 RNN(Recurrent Neural Network)와 결합되어 학습된 결과에 따라 생성될 수도 있다. 이하에서는 CNN 기반 학습 결과에 따라 형성된 검출모델(700)을 기준으로 설명한다. 결함발생 정도는 이미지데이터에 대하여 미리 획득된 해당 용접에 따라 발생된 결함의 진행 정도에 관한 것으로 이미지데이터 마다 5개의 클래스로 구분될 수 있다.The detection model 700 is generated according to a result of pre-learning the relationship between image data and the degree of defect occurrence according to a deep learning algorithm, and the deep learning algorithm may include a convolutional neural network (CNN). In addition, the detection model 700 may be generated according to a learned result by combining with a recurrent neural network (RNN) in addition to the CNN. Hereinafter, a description will be made based on the detection model 700 formed according to the CNN-based learning result. The degree of defect occurrence relates to the degree of progression of defects generated according to the corresponding welding obtained in advance with respect to the image data, and can be classified into five classes for each image data.

먼저, CNN에 대하여 간략히 설명하면 CNN은 입력데이터(주로, 시각적 이미지)를 분석하기 위해 사용되는 인공신경망의 한 종류로써, 입력된 데이터로부터의 특징이 추출되고, 추출된 특징에 기초하여 입력된 데이터가 어떤 클래스에 해당되는지 분류될 수 있다. CNN에는 적어도 하나 이상의 콘볼루션층(convolutional layer), 풀링층(pooling layer) 및 완전연결층(fully connected layer)이 포함될 수 있다.First, briefly describing CNN, CNN is a type of artificial neural network used to analyze input data (mainly, visual images). Features are extracted from the input data and input data based on the extracted features. Can be classified as to which class is applicable. The CNN may include at least one or more convolutional layers, a pooling layer, and a fully connected layer.

콘볼루션층은 콘볼루션(convolution) 연산을 통해 객체의 특징을 나타내는 특징 맵을 생성하는 필터에 해당될 수 있다. 즉, CNN은 콘볼루션층에 입력된 이미지데이터에 대하여 상기 이미지데이터를 형성하는 국부적인 패턴(local pattern)이 어떠한 형태로 존재하는지 검출함으로써 이미지데이터의 특징을 검출할 수 있다. 상기 패턴은 이미지데이터 내에서 파형의 형태, 파고, 주기 등과 같이 인접 픽셀들 사이에 존재하는 특징(feature)에 해당될 수 있다. 상기 이미지데이터 내의 특징을 찾기 위해 스트라이드(stride)가 수행될 수 있는데, 상기 콘볼루션 층에서 사용되는 스트라이드 사이즈는 다양하게 설정될 수 있다.The convolution layer may correspond to a filter that generates a feature map representing features of an object through a convolution operation. That is, the CNN can detect the characteristics of the image data by detecting in what form a local pattern forming the image data exists with respect to the image data input to the convolutional layer. The pattern may correspond to a feature existing between adjacent pixels, such as a shape, wave height, period, etc. of a waveform in the image data. A stride may be performed to find a feature in the image data, and a stride size used in the convolution layer may be variously set.

풀링층에서는 콘볼루션층의 출력 데이터의 크기를 줄이거나 특정 데이터를 강조하는 풀링연산이 수행될 수 있다. 상기 풀링층에는 맥스풀링층(max pooling layer) 및 평균풀링층(average pooling layer)이 포함될 수 있다.In the pooling layer, a pooling operation may be performed to reduce the size of the output data of the convolution layer or to emphasize specific data. The pooling layer may include a max pooling layer and an average pooling layer.

완전연결층(fully connected layer)는 추출된 특징정보에 기초하여 입력된 데이터의 분류를 위한 분류기(classfier)에 해당될 수 있다. The fully connected layer may correspond to a classfier for classifying input data based on the extracted feature information.

검출모델(700)은, 바람직하게는 도 7에 도시된 바와 같이 이미지데이터로부터 제 1 특징을 추출하기 위한 제 1 신경망(710), 이미지데이터로부터 제 2 특징을 추출하기 위한 제 2 신경망(720), 추출된 제 1 특징 및 제 2 특징에 기초하여 결함발생 여부를 판별하기 위한 분류층(740) 및 제 1 신경망(710) 및 제 2 신경망(720)의 출력이 융합되어 분류층(740)으로 입력되도록 형성된 융합층(730)이 더 포함될 수 있다.The detection model 700 is preferably a first neural network 710 for extracting a first feature from image data, and a second neural network 720 for extracting a second feature from image data, as shown in FIG. 7. , The classification layer 740 for determining whether a defect occurs based on the extracted first feature and the second feature, and the outputs of the first neural network 710 and the second neural network 720 are fused to the classification layer 740. A fusion layer 730 formed to be input may be further included.

상기 제 1 신경망(710)은 단일의 콘볼루션 층이 포함된 콘볼루션 신경망(CNN: Convolutional Neural Network) 기반으로 형성된 신경망에 해당될 수 있다. 즉, 상기 제 1 신경망(710)은 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 콘볼루션 층 및 제 1 풀링층만이 구비되어 얕은(shallow) 구조로 형성되어 입력된 이미지데이터로부터 제 1 특징이 추출될 수 있다. The first neural network 710 may correspond to a neural network formed based on a convolutional neural network (CNN) including a single convolutional layer. That is, the first neural network 710 is formed in a shallow structure with only the first convolution layer and the first pooling layer as shown in FIG. 6, so that the first feature can be extracted from the input image data. have.

이와는 달리, 제 2 신경망(720)은 복수개의 콘볼루션층들이 포함된 콘볼루션 신경망 기반으로 형성된 신경망에 해당될 수 있다. 즉, 상기 제 2 신경망(720)은 도 6에 도시된 바와 같이 제 2 내지 제 4 콘볼루션층들 및 제 2 풀링층이 구비되어 깊은(deep) 구조로 형성되어 입력된 이미지데이터로부터 제 2 특징이 추출될 수 있다. Unlike this, the second neural network 720 may correspond to a neural network formed based on a convolutional neural network including a plurality of convolutional layers. That is, the second neural network 720 is formed in a deep structure with second to fourth convolution layers and a second pooling layer, as shown in FIG. 6, and has a second characteristic from the input image data. Can be extracted.

상기 콘볼루션층이 하나만 포함되어 있는 신경망은 전술한 바와 같이 얕은 구조의 신경망에 해당되고, 상기 콘볼루션층이 복수개 포함된 신경망은 깊은 구조의 신경망에 해당될 수 있다. 이에 따라, 상기 얕은 구조인 제 1 신경망(710)으로부터 추출된 제 1 특징은 얕은 특징일 수 있고, 깊은 구조인 제 2 신경망(720)으로부터 추출된 제 2 특징은 깊은 특징일 수 있다.A neural network including only one convolutional layer may correspond to a shallow neural network as described above, and a neural network including a plurality of convolutional layers may correspond to a deep neural network. Accordingly, the first feature extracted from the shallow structure of the first neural network 710 may be a shallow feature, and the second feature extracted from the deep structure of the second neural network 720 may be a deep feature.

상기 융합층(730)은 제 1 신경망(710)과 제 2 신경망(720)의 출력을 융합하여 상기 분류층(740)의 입력이 되도록 연결하는 층일 수 있다. 상기 융합층(730)은 풀링층으로 구성될 수 있다.The fusion layer 730 may be a layer that combines the outputs of the first neural network 710 and the second neural network 720 and connects them to become an input of the classification layer 740. The fusion layer 730 may be formed of a pooling layer.

상기 분류층(740)은 전술한 완전연결층(fully connected layer)으로써, 상기 분류층(740)에는 적어도 하나 이상의 히든층(hidden layer) 및 출력층(output layer)는 물론, 차원 변경을 위한 플래튼층(flatten layer)가 추가적으로 포함될 수 있다. 상기 출력층에는 Softmax 활성화 기능이 사용됨으로써 용접에 따른 결함 발생 정도가 판별될 수 있다.The classification layer 740 is a fully connected layer as described above, and the classification layer 740 includes at least one hidden layer and an output layer, as well as a platen layer for dimension change. (flatten layer) may be additionally included. The softmax activation function is used in the output layer, so that the degree of occurrence of defects due to welding can be determined.

더욱 상세하게는 제 1 신경망(710)은 단일의 제 1 콘볼루션층(711)와 제 1 풀링층(712)가 함께 형성되어 얕은 구조의 콘볼루션 신경망이 형성될 수 있다. 이와는 달리 제 2 신경망(720)에는 제 2 콘볼루션층(721), 제 3 콘볼루션층(722), 제 4 콘볼루션층(723)에 해당되는 3개의 콘볼루션층들과 제 2 풀링층(724)이 연결되어 깊은 구조의 콘볼루션 신경망이 형성될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 4 콘볼루션층의 필터 수 및 필터 크기는 모두 동일하거나 각각 상이하게 설정될 수 있다.In more detail, in the first neural network 710, a single first convolutional layer 711 and a first pooling layer 712 are formed together to form a shallow convolutional neural network. In contrast, the second neural network 720 includes three convolutional layers corresponding to the second convolutional layer 721, the third convolutional layer 722, and the fourth convolutional layer 723, and a second pooling layer. 724) may be connected to form a deep convolutional neural network. The number of filters and the filter size of the first to fourth convolution layers may be the same or may be set differently.

검출모델(700)의 구조가 도 7에 도시된 바와 같이 얕은 구조 및 깊은 구조의 신경망으로부터 각각 추출된 특징에 기초하여 결함발생 여부를 판별하는 경우에는 일반적인 구조의 콘볼루션 신경망에 따른 판별결과에 비하여 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있다. 즉, 이미지데이터로부터의 특징 추출을 두 가지 콘볼루션 신경망을 통해 별도로 진행한 이후에 이를 융합층(730)에서 융합한 결과에 따라 보다 정확한 결함발생 정도가 판별되도록 하였다.When the structure of the detection model 700 is determined based on the features extracted from the shallow and deep neural networks, respectively, as shown in FIG. 7, compared to the determination result according to the convolutional neural network of the general structure. You can get more accurate results. That is, after the feature extraction from the image data was separately performed through the two convolutional neural networks, a more accurate degree of defect occurrence was determined according to the result of fusion in the fusion layer 730.

다시 말하면, 본 발명의 이동식 초음파 스캐너를 이용하여 결함의 위치에 대한 판별뿐만 아니라 상기 검출모델(700)을 이용하여 발생된 결함의 진행 정도까지 상세하게 판별함으로써 효율적인 초음파를 이용한 비파괴 검사가 진행될 수 있다.In other words, by using the mobile ultrasound scanner of the present invention to determine not only the location of the defect, but also the degree of progression of the defect generated using the detection model 700 in detail, an efficient non-destructive inspection using ultrasonic waves can be performed. .

본 발명의 일 실시 예로써, 용접부(30)의 결함 검출을 위한 초음파 스캔용 전륜 구동 차량(950)이 제공될 수 있다. 상기 초음파 스캔용 전륜 구동 차량(950)에 대하여 전술한 이동식 초음파 스캐너에 대한 내용이 적용될 수 있으며, 이동식 초음파 스캐너와 동일한 내용에 대하여는 이하에서 생략하였다. As an embodiment of the present invention, a front-wheel drive vehicle 950 for ultrasonic scanning for detecting defects of the welding part 30 may be provided. The above-described mobile ultrasound scanner may be applied to the front wheel driving vehicle 950 for ultrasound scanning, and the same content as the mobile ultrasound scanner will be omitted below.

본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 스캔용 전륜 구동 차량(950)은 선박과 같이 작업자가 근접하기 어려운 협소한 영역, 월의 상부 영역, 족장 위의 용접부(30) 영역 등에 대하여 발생할 수 있는 안전문제를 해소하기 위하여 차량의 형태로 제공될 수 있다. 즉, 사용자가 상기 영역들에 가서 소정의 스캐닝 장치를 이용하여 직접적으로 스캐닝 장치를 이동시키면서 용접부(30)의 결함을 검출하는 것이 아니라, 차량을 통해 초음파 스캐닝 작업이 수행될 수 있도록 하여 작업자의 안전을 확보할 수 있다.The front-wheel drive vehicle 950 for ultrasonic scanning according to an embodiment of the present invention is a safety problem that may occur in a narrow area, such as a ship, that is difficult for an operator to approach, an upper area of the wall, and an area of the weld 30 on the chief In order to solve the problem, it may be provided in the form of a vehicle. That is, the user goes to the areas and moves the scanning device directly using a predetermined scanning device, and does not detect the defect of the welding part 30, but allows the ultrasonic scanning operation to be performed through the vehicle, thereby ensuring the safety of the operator. Can be secured.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 스캔용 전륜 구동 차량(950)을 나타낸 예시도이다. 5 is an exemplary view showing a front-wheel drive vehicle 950 for ultrasonic scanning according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 스캔용 전륜 구동 차량(950)은 한 쌍의 앞바퀴가 장착되는 전륜, 전륜에 구동력을 전달하기 위한 구동모듈, 후륜 및 제어부가 포함되고, 후륜에는 회전축(100), 일 측이 회전축(100)과 직각을 이루도록 회전축(100)의 서로 이격된 제 1 및 제 2 지점으로부터 각각 연장되어 형성되고, 타 측에는 트랜스듀서가 마련된 제 1 및 제 2 프레임 및 회전축(100)을 축으로 회전 가능하도록 회전축(100)이 삽입되는 중공이 구비되고, 원판 형태로 형성된 두 쌍의 휠(600)들을 포함하는 이동부가 포함되고, 두 쌍의 휠(600)들은 각 쌍의 휠(600) 사이에 제 1 및 제 2 프레임이 각각 위치하도록 하기 위하여, 제 1 및 제 2 지점으로부터 소정의 거리만큼 이격되어 휠(600)들이 배치되며, 이동부에는 각 쌍의 휠(600)에 대하여 개별적으로 감싸는 형태로 형성된 한 쌍의 패드(650) 및 회전축(100)과 중공 사이에 구비되는 베어링(620)이 더 포함되고, 제어부에서는 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호를 분석한 결과에 기초하여 용접부(30)에서의 결함발생 여부 및 결함의 위치가 판별되며, 회전축(100)의 중앙부가 용접부(30) 상측에 위치한 상태에서 차량의 용접부(30)의 길이방향으로의 이동에 따라 용접부(30)의 결함 검출이 진행될 수 있다.5, the front wheel driving vehicle 950 for ultrasonic scanning according to an embodiment of the present invention includes a front wheel on which a pair of front wheels are mounted, a driving module for transmitting driving force to the front wheel, a rear wheel, and a control unit, The rear wheel is formed to extend from the first and second points spaced apart from each other such that the rotation shaft 100 is at a right angle to the rotation shaft 100, and the other side has the first and second transducers. A frame and a hollow into which the rotation shaft 100 is inserted so as to be rotatable about the rotation shaft 100 is provided, a moving part including two pairs of wheels 600 formed in a disk shape is included, and two pairs of wheels 600 The wheels 600 are spaced apart from the first and second points by a predetermined distance so that the first and second frames are respectively positioned between each pair of wheels 600, and each pair of A pair of pads 650 formed in the form of individually enclosing the wheel 600 and a bearing 620 provided between the rotating shaft 100 and the hollow are further included, and the control unit analyzes the ultrasonic signal generated from the transducer. Based on the result, whether or not a defect has occurred in the welding part 30 and the location of the defect is determined, and moving in the longitudinal direction of the welding part 30 of the vehicle while the central part of the rotating shaft 100 is located above the welding part 30 According to this, the defect detection of the welding part 30 may proceed.

특히, 상기 패드(650)는 고무 재질 뿐만 아니라, 자성을 띠는 재질 혹은 상기 패드(650)에 자기력을 제공하기 위한 전원이 포함되도록 형성될 수도 있다. 즉, 사용자가 접근하기 어려운 영역( 예를 들어, 경사가 급한 영역 )일지라도 용접은 금속을 대상으로 하는 경우가 일반적이므로 금속과 자기력에 의해 밀착된 상태로 차량이 운행되어 안정적으로 용접부(30)의 결함을 검출할 수 있다.In particular, the pad 650 may be formed to include not only a rubber material, but also a magnetic material or a power source for providing magnetic force to the pad 650. That is, even in an area that is difficult for a user to access (for example, an area with a steep slope), welding is generally performed on metal, so that the vehicle is operated in close contact with the metal by magnetic force, so that the welding part 30 is stably operated. Can detect defects.

도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 스캔용 전륜 구동 차량(950)이 이동되는 과정을 나타낸 예시도이다.6 is an exemplary view showing a process of moving the front-wheel drive vehicle 950 for ultrasonic scanning according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 초음파 스캔용 전륜 구동 차량(950)은 후륜에 초음파 탐상을 위한 구성요소들( 트랜스듀서 등 )이 마련되어 있으므로, 용접부(30)의 출발지점(31)에서부터 도착지점(32)까지 용접 불량여부를 검출할 수 없는 영역이 발생될 수 있다. 즉, 출발지점(31)에서부터 본 발명의 차량이 도착지점(32)까지 이동한 경우에 후륜이 위치하는 지점까지 해당되는 제 1 영역(34)은 트랜스듀서가 구비된 후륜에 의해서 결함발생 여부 및 결함의 위치에 대한 판별이 가능할 것이다. 이와는 달리, 본 발발명의 차량이 도착지점(32)까지 이동한 경우에 후륜이 위치하는 지점부터 도착지점(32)까지의 제 2 영역(33)은 후륜에 의한 결함발생 등의 판별이 어려울 수 있다. 6, the front-wheel drive vehicle 950 for ultrasonic scanning of the present invention is provided with components (transducers, etc.) for ultrasonic flaw detection on the rear wheel, so that from the starting point 31 of the welding part 30 to the destination point Up to (32), there may be an area in which welding failure cannot be detected. That is, when the vehicle of the present invention moves from the starting point 31 to the destination point 32, the first area 34 corresponding to the point where the rear wheel is located is whether a defect occurs due to the rear wheel provided with the transducer, and It will be possible to determine the location of the defect. On the contrary, when the vehicle of the present invention moves to the destination point 32, the second area 33 from the point where the rear wheel is located to the destination point 32 may be difficult to discriminate such as occurrence of a defect due to the rear wheel. .

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 제어부에서는 본 발명의 차량이 출발지점(31)부터 도착지점(32)까지 이동한 경우에, 차량을 회전시켜 상기 도착지점(32)부터 출발지점(31) 방향으로 이동되도록 하여 상기 제 2 영역(33)에 대한 결함발생 여부 및 결함의 위치가 판별되도록 제어할 수 있다.In order to solve the above problems, in the case where the vehicle of the present invention moves from the starting point 31 to the arrival point 32, the control unit rotates the vehicle so that the direction from the arrival point 32 to the starting point 31 By moving to, it is possible to control to determine whether or not a defect has occurred in the second area 33 and the location of the defect.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 스캔용 전륜 구동 차량(950)에 있어서, 용접부(30)를 촬영하기 위한 촬영부(미도시)가 더 포함될 수 있다. 상기 촬영부는 차량 하부에 구비된 용접부(30)를 촬영하도록 차량 내 소정의 위치에 구비될 수 있다. 또한, 제어부에서는 상기 촬영부에서 획득된 용접영상에 대하여 추가적인 결함 검출을 수행할 수 있다. In addition, in the front-wheel drive vehicle 950 for ultrasonic scanning according to an embodiment of the present invention, a photographing unit (not shown) for photographing the welding part 30 may be further included. The photographing unit may be provided at a predetermined position in the vehicle to photograph the welding unit 30 provided under the vehicle. In addition, the control unit may perform additional defect detection on the welding image acquired by the photographing unit.

뿐만 아니라, 제어부에서는 본 발명의 차량이 용접부(30)를 차량의 중앙부에 위치시킨 상태로 상기 차량이 이동되고 있는지 판단하기 위하여 상기 용접영상을 활용할 수 있다. 즉, 제어부에서는 상기 용접영상을 분석한 결과에 따라 차량이 용접부(30)의 중앙부에 위치하도록 하기 위하여 차량의 이동속도, 조향 등의 제어가 수행될 수 있다. In addition, the control unit may use the welding image to determine whether the vehicle of the present invention is moving with the welding part 30 positioned at the center of the vehicle. That is, the control unit may control the moving speed and steering of the vehicle in order to position the vehicle in the center of the welding part 30 according to the result of analyzing the welding image.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. 즉, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of rights of That is, the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and the concept of equivalents thereof should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

20: 용접대상금속
30: 용접부
100: 회전축
200: 프레임
600: 휠
620: 베어링
650: 패드
700: 검출모델
900: 손잡이부
950: 초음파 스캔용 전륜 구동 차량
20: welding target metal
30: weld
100: axis of rotation
200: frame
600: wheel
620: bearing
650: pad
700: detection model
900: handle
950: Front-wheel drive vehicle for ultrasonic scanning

Claims (8)

용접대상금속 간 용접에 따라 상호 결합시키는 용접부의 결함 검출을 위한 이동식 초음파 스캐너에 있어서,
회전축;
일 측이 상기 회전축과 직각을 이루도록 상기 회전축의 서로 이격된 제 1 및 제 2 지점으로부터 각각 연장되어 형성되고, 타 측에는 트랜스듀서가 마련된 제 1 및 제 2 프레임;
상기 회전축을 축으로 회전 가능하도록 상기 회전축이 삽입되는 중공이 구비되고, 원판 형태로 형성된 두 쌍의 휠들을 포함하는 이동부; 및
상기 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호를 분석한 결과에 기초하여 상기 용접부에서의 결함발생 여부 및 결함의 위치를 판별하는 제어부가 포함되고,
상기 두 쌍의 휠들은 각 쌍의 휠 사이에 제 1 및 제 2 프레임이 각각 위치하도록 하기 위하여, 상기 제 1 및 제 2 지점으로부터 소정의 거리만큼 이격되어 휠들이 배치되며,
상기 이동부에는 상기 각 쌍의 휠에 대하여 개별적으로 감싸는 형태로 형성된 한 쌍의 패드; 및 상기 회전축과 중공 사이에 구비되는 베어링이 더 포함되고,
상기 회전축의 중앙부가 상기 용접부 상측에 위치한 상태에서 상기 이동부에 의하여 상기 이동식 초음파 스캐너가 상기 용접부의 길이방향으로 이동됨에 따라 상기 용접부의 결함 검출이 진행되며,
상기 제어부에서는 검출모델을 이용하여 이미지데이터로부터 결함 발생정도가 판별될 수 있으며, 상기 이미지데이터는 상기 초음파신호로부터 주파수 변환 기법을 통해 이미지 변환됨에 따라 획득 가능하며,
상기 검출모델은 딥러닝 알고리즘에 따라 이미지데이터와 결함발생 정도 간의 관계에 대하여 미리 학습된 결과에 따라 생성된 것이며,
상기 검출모델은 상기 이미지데이터로부터 제 1 특징을 추출하기 위한 제 1 신경망;
상기 이미지데이터로부터 제 2 특징을 추출하기 위한 제 2 신경망;
상기 추출된 제 1 특징 및 제 2 특징에 기초하여 결함발생 정도를 판별하기 위한 분류층; 및
상기 제 1 신경망 및 제 2 신경망의 출력이 융합되어 상기 분류층으로 입력되도록 형성된 융합층을 포함하고,
상기 제 1 신경망은 단일의 콘볼루션 층이 포함된 얕은 구조의 콘볼루션 신경망이고, 상기 제 2 신경망은 복수개의 콘볼루션층들이 포함된 깊은 구조의 콘볼루션 신경망이고,
상기 제1 프레임은 제1 초음파신호를 발생하는 제1 트랜스듀서를 포함하고,
상기 제2 프레임은 제2 초음파신호를 발생하는 제2 트랜스듀서를 포함하며,
상기 제1 트랜스듀서는 상기 제2 초음파신호를 수신하고, 상기 제2 트랜스듀서는 상기 제1 초음파신호를 수신하며,
상기 제어부는,
상기 제1 초음파신호에 기초하여 상기 결함의 제1 위치를 도출하고, 상기 제2 초음파신호에 기초하여 상기 결함의 제2 위치를 도출하며, 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치에 기초하여 상기 결함의 위치를 다시 측정할지 여부를 도출하고,
상기 제어부는,
상기 제1 위치 및 상기 제2 위치의 이격 거리가 기준 거리 이내인 경우, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치가 일치하는 것으로 판단하여, 사용자 단말을 통하여 상기 결함의 위치를 표시하고,
상기 제어부는,
상기 이격 거리가 상기 기준 거리보다 더 멀리 이격된 경우, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치가 일치하지 않는 것으로 판단하여, 상기 결함의 위치를 다시 측정하는 것인 이동식 초음파 스캐너.
In the mobile ultrasonic scanner for detecting defects of welds that are mutually coupled according to welding between metals to be welded,
Rotating shaft;
First and second frames each extending from first and second points spaced apart from each other of the rotation shaft so that one side is perpendicular to the rotation shaft, and a transducer is provided on the other side;
A moving part including two pairs of wheels formed in a disk shape and provided with a hollow into which the rotation shaft is inserted so as to be rotatable about the rotation shaft as an axis; And
A control unit for determining whether a defect occurs in the welding part and a location of the defect based on the result of analyzing the ultrasonic signal generated from the transducer is included,
The two pairs of wheels are spaced apart from the first and second points by a predetermined distance so that the first and second frames are respectively positioned between each pair of wheels, and the wheels are disposed,
A pair of pads formed in the form of individually enclosing each pair of wheels on the moving part; And a bearing provided between the rotary shaft and the hollow,
In a state in which the central part of the rotation shaft is located above the welding part, as the mobile ultrasonic scanner is moved in the longitudinal direction of the welding part by the moving part, defect detection of the welding part proceeds,
In the control unit, the degree of defect occurrence can be determined from image data using a detection model, and the image data can be obtained by image conversion from the ultrasonic signal through a frequency conversion technique,
The detection model is generated according to a result of pre-learning about the relationship between image data and the degree of defect occurrence according to a deep learning algorithm,
The detection model includes a first neural network for extracting a first feature from the image data;
A second neural network for extracting a second feature from the image data;
A classification layer for determining a degree of defect occurrence based on the extracted first and second features; And
And a fusion layer formed such that outputs of the first neural network and the second neural network are fused to be input to the classification layer,
The first neural network is a shallow convolutional neural network including a single convolutional layer, and the second neural network is a deep convolutional neural network including a plurality of convolutional layers,
The first frame includes a first transducer generating a first ultrasonic signal,
The second frame includes a second transducer generating a second ultrasonic signal,
The first transducer receives the second ultrasonic signal, the second transducer receives the first ultrasonic signal,
The control unit,
The first position of the defect is derived based on the first ultrasonic signal, the second position of the defect is derived based on the second ultrasonic signal, and the defect is based on the first position and the second position. Derive whether or not to re-measure the position of,
The control unit,
When the separation distance between the first position and the second position is within a reference distance, it is determined that the first position and the second position coincide, and the position of the defect is displayed through a user terminal,
The control unit,
When the separation distance is farther than the reference distance, it is determined that the first position and the second position do not match, and the position of the defect is measured again.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부에서의 결함발생 여부 및 결함의 위치에 대한 판별 결과를 상기 사용자 단말로 전송하기 위한 통신부가 더 포함되고,
상기 통신부는,
상기 결함의 위치를 상기 사용자 단말에 표시하기 위한 복수개의 포인트들을 상기 사용자 단말로 전송하고,
상기 복수개의 포인트들은,
상기 용접부의 중심을 나타내는 중심 포인트 및
상기 용접부의 중심으로부터 좌측 또는 우측으로 이격된 정도를 나타내는 이격 포인트를 포함하며,
상기 결함의 위치는,
상기 중심 포인트 및 상기 이격 포인트를 통하여 상기 사용자 단말에 표시되는 것인 이동식 초음파 스캐너.
The method of claim 1,
Further comprising a communication unit for transmitting the determination result of the occurrence of the defect and the location of the defect in the control unit to the user terminal,
The communication unit,
Transmitting a plurality of points for displaying the location of the defect on the user terminal to the user terminal,
The plurality of points,
A center point indicating the center of the weld and
It includes a separation point indicating a degree of separation from the center of the weld to the left or right,
The location of the defect is,
A mobile ultrasound scanner that is displayed on the user terminal through the center point and the separation point.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부에서는,
상기 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 상기 용접대상금속 및 용접부의 상부 표면을 따라 상기 제 2 트랜스듀서로 전달되는 제 1 기준시간; 및 상기 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 상기 용접대상금속의 하단면으로부터 반사되어 상기 제 2 트랜스듀서로 전달되는 제 2 기준시간에 기초하여,
상기 제 1 트랜스듀서로부터 발생된 초음파신호가 용접부의 결함으로부터 반사 또는 회절됨에 따라 상기 제 1 트랜스듀서 또는 제 2 트랜스듀서로 전달되는 결함통과시간으로부터 상기 제1 위치가 도출되는 이동식 초음파 스캐너.
The method of claim 1,
In the control unit,
A first reference time during which the ultrasonic signal generated from the first transducer is transmitted to the second transducer along the upper surface of the welding target metal and the welding part; And a second reference time in which the ultrasonic signal generated from the first transducer is reflected from the lower surface of the metal to be welded and transmitted to the second transducer,
As the ultrasonic signal generated from the first transducer is reflected or diffracted from a defect in a welding part, the first position is derived from a defect passage time transmitted to the first or second transducer.
제 1 항에 있어서,
일 단이 상기 회전축의 중앙부에 고정되며, 타 단이 소정의 각도로 절곡되도록 형성되어 사용자에 의해 파지가 가능한 손잡이부가 더 포함되는 이동식 초음파 스캐너.
The method of claim 1,
One end is fixed to the center of the rotation shaft, the other end is formed to be bent at a predetermined angle, the mobile ultrasound scanner further comprises a handle that can be gripped by a user.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부에서의 결함발생 여부에 따라 알람신호가 발생되는 알람출력부가 더 포함되는 초음파 스캐너.
The method of claim 1,
An ultrasound scanner further comprising an alarm output unit that generates an alarm signal according to whether a defect occurs in the control unit.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08184583A (en) * 1994-12-28 1996-07-16 Kawasaki Steel Corp Welded part flaw detection apparatus
JP2003139747A (en) * 2001-11-05 2003-05-14 Kansai X Sen Kk Method and device for ultrasonic flaw detection
US20130047729A1 (en) * 2011-08-22 2013-02-28 Herzog Services, Inc. Apparatus for detecting defects
US20130218490A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 General Electric Company Method and system for determining the position of an ultrasonic wedge and a probe
KR20150100173A (en) * 2014-02-24 2015-09-02 전남대학교산학협력단 Robot for welding defect inspection of oil storage tank
KR101915281B1 (en) 2017-06-13 2018-11-05 한국표준과학연구원 Phased array ultrasonic testing system and testing method for weld zone on elbow pipes
KR101995418B1 (en) * 2018-12-04 2019-07-02 주식회사 신영 Automatic system for nondestructive inspection of weld zone

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08184583A (en) * 1994-12-28 1996-07-16 Kawasaki Steel Corp Welded part flaw detection apparatus
JP2003139747A (en) * 2001-11-05 2003-05-14 Kansai X Sen Kk Method and device for ultrasonic flaw detection
US20130047729A1 (en) * 2011-08-22 2013-02-28 Herzog Services, Inc. Apparatus for detecting defects
US20130218490A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 General Electric Company Method and system for determining the position of an ultrasonic wedge and a probe
KR20150100173A (en) * 2014-02-24 2015-09-02 전남대학교산학협력단 Robot for welding defect inspection of oil storage tank
KR101915281B1 (en) 2017-06-13 2018-11-05 한국표준과학연구원 Phased array ultrasonic testing system and testing method for weld zone on elbow pipes
KR101995418B1 (en) * 2018-12-04 2019-07-02 주식회사 신영 Automatic system for nondestructive inspection of weld zone

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