KR102256282B1 - Apparatus for analyzing pipe-defect - Google Patents

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KR102256282B1
KR102256282B1 KR1020190162073A KR20190162073A KR102256282B1 KR 102256282 B1 KR102256282 B1 KR 102256282B1 KR 1020190162073 A KR1020190162073 A KR 1020190162073A KR 20190162073 A KR20190162073 A KR 20190162073A KR 102256282 B1 KR102256282 B1 KR 102256282B1
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pipe
magnetic flux
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배종호
정구봉
권용섭
안재규
박관수
허창근
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한국로봇융합연구원
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Abstract

The present invention relates to a device for analyzing a pipe defect that analyzes a degree of corrosion of a pipe using a magnetic flux leakage (MFL)-based inspection device. The device for analyzing the pipe defect according to an embodiment of the present invention comprises: a magnetic flux leakage inspection unit that irradiates a magnetic field to the inside of the pipe while traveling on an outer circumferential surface of the pipe, and generates detection data that detects magnetic flux leakage from a pipe defect existing inside the pipe; and a pipe defect analysis unit that receives the detection data generated by the magnetic flux leakage inspection unit, estimates a size of a length and width of the pipe defect based on a voltage value of the magnetic flux leakage included in the detection data, and estimates a depth of the pipe defect using the estimated length and width of the pipe defect.

Description

배관결함 분석장치 {Apparatus for analyzing pipe-defect}Pipe defect analysis device {Apparatus for analyzing pipe-defect}

본 발명은 누설 자속 탐상법(MFL, magnetic flux leakage) 기반의 검사장치를 이용하여 배관결함을 분석하는 배관결함 분석장치에 관한 것이다. The present invention relates to a pipe defect analysis apparatus for analyzing pipe defects using a magnetic flux leakage (MFL) based inspection apparatus.

최근 수도 시설에 대한 사고는 주로 관로 상에서 발생되고 있으며, 그 주요 원인은 관로(배관)의 노후에 기인한다. 전체 용수 공급관로 중 21년 이상 경과한 관로는 27.8%이고, 광역 상수관로는 2020년이 되면 총 연장 중 871km가 경과년수 30년을 초과, 2030년이 되면 2593km인 50%에 이를 것으로 예상되고 있다.Recently, accidents on water supply facilities have mainly occurred on pipelines, and the main cause is due to the obsolescence of pipelines (pipes). Of the total water supply pipelines, 27.8% of pipelines that have passed more than 21 years are expected, and by 2020, 871km of the total extension is expected to exceed 30 years of elapsed years, and by 2030 it is expected to reach 50% of 2593km (2593km). .

국내 노후관 개량 시장은 2025년 수도정비 기본계획에 광역 상수관로는 용수공급 안정화에 3조9천억을 투입할 예정(복선화 노후관 갱생, 비상연계 등 취약시설 보강 등)이며, 환경부는 노후관로 개량투자 시기 지연시 노후관 급증으로 사업비가 천문학적으로 증가(2030년, 51.8조원)할 것으로 예상하고 있다.The domestic old pipe improvement market is expected to invest 3,900 billion won in the stabilization of water supply for wide-area water pipes in the basic plan for water maintenance in 2025 (rehabilitation of old pipes in double track, reinforcement of vulnerable facilities such as emergency connection, etc.). In the event of a delay, the project cost is expected to increase astronomically (51.8 trillion won in 2030) due to a sudden increase in aged pipes.

기존의 배관 비파괴 검사는, 도 13에 도시된 바와 같은, 규모가 큰 MFL 검사장치를 이용한 것으로 배관 내부에 배치하여 배관결함을 검사한다. 이러한 검사장치는 무게가 무거워 운반이 어렵고, 규모가 커서 검사를 위한 제반 설비들이 필요하여 배관결함 검사시 막대한 비용과 인력이 소모되는 문제가 있다.Existing pipe non-destructive inspection, as shown in Fig. 13, using a large-scale MFL inspection device is placed inside the pipe to inspect the pipe defect. These inspection devices are heavy in weight and are difficult to transport, and due to their large scale, various facilities for inspection are required, and thus, there is a problem that enormous cost and manpower are consumed when inspecting pipe defects.

한국등록특허 제10-1747051호Korean Patent Registration No. 10-1747051

본 발명은 작업자가 직접 검사 영역을 지정하여 수동으로 검사할 수 있으며, 비용과 인력 소모를 획기적으로 줄일 수 있는 배관결함 분석장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an apparatus for analyzing pipe defects that can be manually inspected by designating an inspection area by an operator, and can significantly reduce cost and manpower consumption.

본 발명의 실시예에 따른 배관결함 분석장치는,Pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention,

배관 외주면을 주행하면서 배관 내부로 자기장을 조사하고 배관 내부에 존재하는 배관결함에서 누설되는 자속을 감지하는 감지데이터를 생성하는 자속누설 검사유닛; 상기 자속누설 검사유닛에서 생성된 감지데이터를 수신하고, 상기 감지데이터에 포함된 누설 자속의 전압값을 기준으로 상기 배관결함의 길이 및 폭의 크기를 추정하고, 추정된 배관결함의 길이 및 폭의 크기를 이용하여 상기 배관결함의 깊이를 추정하는 배관결함 분석유닛을 포함한다.A magnetic flux leakage inspection unit that irradiates a magnetic field into the pipe while driving the outer circumference of the pipe and generates sensing data for detecting magnetic flux leaking from a pipe defect existing inside the pipe; Receive detection data generated by the magnetic flux leakage inspection unit, estimate the length and width of the pipe defect based on the voltage value of the leakage magnetic flux included in the detection data, and calculate the length and width of the estimated pipe defect. And a pipe defect analysis unit that estimates the depth of the pipe defect using the size.

본 발명의 실시예에 따른 배관결함 분석장치에 있어서, 상기 자속누설 검사유닛은, 하우징; 상기 하우징의 일측에 형성된 메인 커넥터; 상기 하우징의 타측에 형성된 디버깅 커넥터; 상기 하우징의 하면에 형성된 센서부; 상기 하우징에 형성된 오도미터; 상기 하우징에 형성되며 자기장을 생성하는 자기장 생성부; 상기 자기장 생성부에서 생성된 자기장이 상기 배관 내부로 조사되도록 하는 프런트 슈를 포함할 수 있다.In the pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the magnetic flux leakage inspection unit, the housing; A main connector formed on one side of the housing; A debugging connector formed on the other side of the housing; A sensor unit formed on a lower surface of the housing; An odometer formed in the housing; A magnetic field generator formed in the housing and generating a magnetic field; It may include a front shoe for irradiating the magnetic field generated by the magnetic field generating unit into the pipe.

본 발명의 실시예에 따른 배관결함 분석장치에 있어서, 상기 센서부는, 일렬로 배열된 5개의 센서 모듈을 포함하며, 상기 5개의 센서 모듈 각각은 일렬로 배열된 3개의 홀 센서를 포함할 수 있다.In the pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the sensor unit includes five sensor modules arranged in a line, and each of the five sensor modules may include three Hall sensors arranged in a line. .

본 발명의 실시예에 따른 배관결함 분석장치에 있어서, 상기 자속누설 검사유닛이 보관되며 상기 자속누설 검사유닛에 의해 감지된 감지데이터를 수집 저장하여 상기 배관결함 분석유닛으로 전송하는 이동형 콘트롤 박스를 더 포함할 수 있다.In the pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the magnetic flux leakage inspection unit is stored, and further includes a movable control box that collects and stores sensing data detected by the magnetic flux leakage inspection unit and transmits it to the pipe defect analysis unit. Can include.

본 발명의 실시예에 따른 배관결함 분석장치에 있어서, 상기 배관결함 분석유닛은, 상기 자속누설 검사유닛에서 생성된 감지데이터를 수신하는 데이터 수신부; 상기 감지데이터에 포함된 누설 자속의 전압값을 기준으로 배관결함의 길이 크기, 배관결함의 폭 크기를 추정하고, 추정된 배관결함의 길이 및 폭 크기를 이용하여 배관결함의 깊이를 추정하는 결함 분석부를 포함할 수 있다.In the pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the pipe defect analysis unit includes: a data receiving unit for receiving detection data generated by the magnetic flux leakage inspection unit; Defect analysis that estimates the length size of the pipe defect and the width size of the pipe defect based on the voltage value of the leakage magnetic flux included in the detection data, and estimates the depth of the pipe defect using the estimated length and width size of the pipe defect. May contain wealth.

본 발명의 실시예에 따른 배관결함 분석장치에 있어서, 상기 결함 분석부는, 상기 누설 자속의 전압값을 기준으로 배관결함의 길이 크기를 추정하는 길이 추정모듈; 상기 누설 자속의 전압값을 기준으로 배관결함의 폭 크기를 추정하는 폭 추정모듈; 상기 길이 추정모듈에서 추정된 배관결함의 길이방향 크기와 상기 폭 추정모듈에서 추정된 배관결함의 폭방향 크기를 3차원 스플라인 함수(spline function)에 적용하여 마련된 룩-업 테이블(look-up table)을 기반으로 기준 두께 대비 감소된 깊이를 추정하는 깊이 추정모듈을 포함할 수 있다.In the pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the defect analysis unit includes: a length estimation module for estimating a length size of the pipe defect based on the voltage value of the leakage magnetic flux; A width estimation module for estimating a width size of a pipe defect based on a voltage value of the leakage magnetic flux; A look-up table prepared by applying the lengthwise size of the pipe defect estimated by the length estimation module and the widthwise size of the pipe defect estimated by the width estimation module to a 3D spline function It may include a depth estimation module for estimating the reduced depth compared to the reference thickness based on.

본 발명의 실시예에 따른 배관결함 분석장치에 있어서, 상기 길이 추정모듈은, 상기 감지데이터를 호출한 다음, 상기 감지데이터에 포함된 자속 세기의 단위를 가우스 단위로 크기 변환하여 가우스 데이터를 생성하고, 상기 가우스 데이터의 최고점과 최저점 차이값(peak to peak)을 기설정된 기준값과 비교하여 배관결함의 길이방향 크기를 추정하되, 상기 기설정된 기준값은 배관결함이 없는 기준 배관에 대해 자속누설 검사를 수행하여 얻은 감지데이터로부터 획득된 위치별 가우스 데이터의 크기로 수회 반복 실험에 의해 룩-업 테이블(look-up table) 형식으로 마련될 수 있다.In the pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the length estimation module generates Gaussian data by calling the sensing data and then converting the unit of the magnetic flux intensity included in the sensing data into a Gaussian unit. , The peak to peak difference value (peak to peak) of the Gaussian data is compared with a preset reference value to estimate the size of the pipe defect in the longitudinal direction, but the preset reference value performs a magnetic flux leakage test on the reference pipe without any pipe defect. The size of Gaussian data for each location obtained from the obtained sensing data may be provided in the form of a look-up table through repeated experiments several times.

본 발명의 실시예에 따른 배관결함 분석장치에 있어서, 상기 센서부는 복수개의 홀 센서가 일렬로 배열되어 구성되고, 상기 폭 추정모듈은 상기 복수개의 홀 센서의 크기 및 위치 정보를 참조하여 배관결함의 폭방향 크기를 추정할 수 있다.In the pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the sensor unit is configured by arranging a plurality of Hall sensors in a row, and the width estimation module refers to the size and position information of the plurality of Hall sensors. The size in the width direction can be estimated.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific details of embodiments according to various aspects of the present invention are included in the detailed description below.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 작업자가 직접 검사 영역을 지정하여 수동으로 검사할 수 있으며, 비용과 인력 소모를 획기적으로 줄일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, an operator can directly designate an inspection area and perform a manual inspection, and cost and manpower consumption can be drastically reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석장치가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자속누설 검사유닛이 도시된 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자속누설 검사유닛이 도시된 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자속누설 검사유닛이 도시된 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자속누설 검사유닛이 보관되며, 감지데이터를 수집 저장하는 이동형 콘트롤 박스가 도시된 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛이 도시된 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛의 배관결함 길이 크기 추정 과정이 도시된 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛의 배관결함 폭 크기 추정 과정이 도시된 순서도이다.
도 9는 배관결함 깊이 크기 추정에 사용되는 배관두께 추정 룩-업 테이블을 준비하기 위해 3차원 스플라인 함수를 적용하여 도출된 3차원 곡면 형상이 도시된 도면이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛의 배관결함 깊이 크기 추정 과정이 도시된 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛의 디스플레이부를 통해 디스플레이되는 화면의 일 예로, 자속누설 검사유닛의 검사 상태를 보여 주는 도면이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛의 디스플레이부를 통해 디스플레이되는 화면의 일 예로, 자속누설 검사유닛의 감지데이터를 이용하여 배관결함의 길이, 폭, 깊이를 추정하는 결함 분석부의 분석 과정을 보여 주는 도면이다.
도 13는 종래 기술에 따른 MFL 검사장치를 이용하여 배관결함을 검사하는 과정을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a magnetic flux leakage inspection unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view showing a magnetic flux leakage inspection unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view showing a magnetic flux leakage inspection unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view illustrating a movable control box storing a magnetic flux leakage inspection unit according to an embodiment of the present invention and collecting and storing sensing data.
6 is a block diagram showing a pipe defect analysis unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a process of estimating a length size of a pipe defect of a pipe defect analysis unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a process of estimating the size of a pipe defect width of a pipe defect analysis unit according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a 3D curved surface shape derived by applying a 3D spline function to prepare a pipe thickness estimation look-up table used for estimating a pipe defect depth size.
10 is a flowchart illustrating a process of estimating a depth size of a pipe defect of a pipe defect analysis unit according to an embodiment of the present invention.
11 is an example of a screen displayed through the display unit of the pipe defect analysis unit according to an embodiment of the present invention, and is a view showing an inspection state of the magnetic flux leakage inspection unit.
12 is an example of a screen displayed through the display unit of the pipe defect analysis unit according to an embodiment of the present invention, a defect analysis unit for estimating the length, width, and depth of a pipe defect using detection data of a magnetic flux leakage inspection unit It is a diagram showing the analysis process.
13 is a view showing a process of inspecting a pipe defect using an MFL inspection apparatus according to the prior art.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is intended to illustrate specific embodiments and to be described in detail in the detailed description, since various transformations may be applied and various embodiments may be provided. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배관결함 분석장치를 설명한다.The terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as'include' or'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance. Hereinafter, an apparatus for analyzing pipe defects according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석장치가 도시된 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석장치는, 자속누설 검사유닛(100)과 배관결함 분석유닛(200)을 포함한다.1 is a view showing a pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a pipe defect analysis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a magnetic flux leakage inspection unit 100 and a pipe defect analysis unit 200.

자속누설 검사유닛(100)은 배관(P) 외주면을 주행하면서 배관 내부로 자기장을 조사하고 배관 내부에 존재하는 배관결함(D)에서 누설되는 자속을 감지하는 감지데이터를 생성한다.The magnetic flux leakage inspection unit 100 irradiates a magnetic field into the pipe while traveling on the outer circumferential surface of the pipe P, and generates sensing data for detecting the magnetic flux leaking from the pipe defect D existing inside the pipe.

배관결함 분석유닛(200)은 자속누설 검사유닛(100)에서 생성된 감지데이터를 수신하고, 감지데이터를 이용하여 누설된 자속을 전압값으로 변환하고, 전압값을 기준으로 배관결함의 길이 방향 및 폭 방향의 크기를 추정하고, 추정된 배관결함의 길이 및 폭의 크기를 이용하여 배관결함의 깊이를 추정한다. 여기서, 길이 방향은 배관의 원주방향을 의미하고, 폭 방향은 배관의 축방향을 의미하고, 깊이는 배관의 두께를 이루는 방향을 의미한다.The pipe defect analysis unit 200 receives the detection data generated by the magnetic flux leakage inspection unit 100, converts the leaked magnetic flux into a voltage value using the detection data, and determines the length direction and the length of the pipe defect based on the voltage value. Estimate the size in the width direction, and estimate the depth of the pipe defect using the estimated length and width of the pipe defect. Here, the longitudinal direction refers to the circumferential direction of the pipe, the width direction refers to the axial direction of the pipe, and the depth refers to the direction forming the thickness of the pipe.

도 2 내지 도 4를 참조하여 자속누설 검사유닛(100)에 대해 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자속누설 검사유닛이 도시된 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자속누설 검사유닛이 도시된 측면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자속누설 검사유닛이 도시된 정면도이다.The magnetic flux leakage inspection unit 100 will be described with reference to FIGS. 2 to 4. 2 is a plan view showing a magnetic flux leakage inspection unit according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a side view showing a magnetic flux leakage inspection unit according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an embodiment of the present invention It is a front view showing a magnetic flux leakage inspection unit according to an example.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 자속누설 검사유닛(100)은 하우징(110), 메인 커넥터(120), 디버깅 커넥터(130), 바퀴(140), 센서부(150), 오도미터(160), 프런트 슈(170)를 포함할 수 있다.2 to 4, the magnetic flux leakage inspection unit 100 includes a housing 110, a main connector 120, a debugging connector 130, a wheel 140, a sensor unit 150, an odometer ( 160), may include a front shoe 170.

하우징(110)은 자속누설 검사유닛(100)의 외형을 형성하며, 내부에 설치되는 회로 기판을 보호한다. 하우징(110)은 예를 들어 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 하우징(110)의 상면에는 작업자가 자속누설 검사유닛(100)을 배관 외주면 상에 주행시키기 위한 손잡이(H)가 형성된다.The housing 110 forms the outer shape of the magnetic flux leakage inspection unit 100 and protects the circuit board installed therein. The housing 110 may be formed in a rectangular parallelepiped shape, for example. A handle H is formed on the upper surface of the housing 110 to allow the operator to drive the magnetic flux leakage inspection unit 100 on the outer circumferential surface of the pipe.

하우징(110)의 일측에는 메인 커넥터(120)가 형성될 수 있다. 메인 커넥터(120)는 자속누설 검사유닛(100)과 이동형 콘트롤 박스(1000, 도 5 참조)의 메인 커넥터(1020)와 연결되어 센서부(150)에서 감지된 감지데이터와 오도미터(160)에서 측정된 주행거리 데이터를 전송한다. 또한, 하우징(110)의 일측 소정 위치에는 전원 스위치(S)가 형성될 수 있다. 작업자가 전원 스위치(S)를 소정 시간(예를 들어, 3초간) 동안 눌렀다 떼면, 자속누설 검사유닛(100)이 활성화될 수 있다.A main connector 120 may be formed on one side of the housing 110. The main connector 120 is connected to the main connector 1020 of the magnetic flux leakage inspection unit 100 and the movable control box 1000 (see FIG. 5), and the sensing data detected by the sensor unit 150 and the odometer 160 Transmits the measured mileage data. In addition, a power switch S may be formed at a predetermined position on one side of the housing 110. When the operator presses and releases the power switch S for a predetermined time (eg, for 3 seconds), the magnetic flux leakage inspection unit 100 may be activated.

하우징(110)의 타측에는 디버깅 커넥터(130)가 형성될 수 있다. 디버깅 커넥터(130)는 하우징(110) 내부에 설치된 회로 기판의 각종 부품의 펌웨어 업데이트(firmware update)를 수행할 수 있다.A debugging connector 130 may be formed on the other side of the housing 110. The debugging connector 130 may perform firmware update of various components of a circuit board installed inside the housing 110.

하우징(110)의 하면 네 모서리 부분에는 소정 개수, 예를 들어 4개의 바퀴(140)가 형성된다. 바퀴(140)는 자속누설 검사유닛(100)이 배관 상에서 용이하게 주행할 수 있도록 한다.A predetermined number, for example, four wheels 140 are formed at four corners of the lower surface of the housing 110. The wheel 140 allows the magnetic flux leakage inspection unit 100 to easily run on a pipe.

하우징(110)의 하면 중앙 부분에는 센서부(150)가 형성된다. 센서부(150)는 일렬로 배열된 소정 개수의 센서 모듈을 포함하며, 또한 각각의 센서 모듈은 소정 개수의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일렬로 배열된 3개의 센서로 하나의 센서 모듈을 구성하며, 5개의 센서 모듈로 센서부(150)를 구성할 수 있다. 이 경우, 센서부(150)는 총 15개의 센서를 포함할 수 있다. 이때, 센서는 홀 센서(Hall sensor)일 수 있다. 센서부(150)를 구성하는 15개의 홀 센서는 일렬로 배열되어 넓은 센싱 영역을 형성할 수 있다.A sensor unit 150 is formed at a central portion of the lower surface of the housing 110. The sensor unit 150 includes a predetermined number of sensor modules arranged in a line, and each sensor module may include a predetermined number of sensors. For example, one sensor module may be configured with three sensors arranged in a row, and the sensor unit 150 may be configured with five sensor modules. In this case, the sensor unit 150 may include a total of 15 sensors. In this case, the sensor may be a Hall sensor. The 15 Hall sensors constituting the sensor unit 150 may be arranged in a row to form a wide sensing area.

홀 센서는 전류가 흐르는 도체에 자기장을 걸어 주면 전류와 자기장에 수직 방향으로 전압이 발생하는 홀 효과를 이용하여 자기장의 방향과 크기를 알아내며, 이때 발생된 전압은 전류차가 발생하는 효과를 이용하는 센서이다. 이때 발생된 전압은 전류와 자장의 세기에 비례하며, 전류가 일정할 경우 자장의 세기에 비례하는 출력을 발생할 수 있다. The Hall sensor detects the direction and magnitude of the magnetic field by using the Hall effect, which generates voltage in a direction perpendicular to the current and magnetic field when a magnetic field is applied to a current flowing conductor, and the generated voltage is a sensor that uses the effect of generating a current difference. to be. At this time, the generated voltage is proportional to the strength of the current and the magnetic field, and when the current is constant, an output that is proportional to the strength of the magnetic field may be generated.

센서부(150) 주위 소정의 위치에는 자기장 생성부(미도시)가 형성될 수 있다. 자속누설 검사유닛(100)은 자기장 생성부에서 생성되는 자기장을 배관 내부로 가하고, 배관 내부에 존재하는 결함 부분(배관결함이라고도 함)에서 누설되는 자속은 센서부(150)에 의해 감지되어 감지데이터를 생성한다. 감지데이터는 배관 내부의 정상적인 부분에서의 자속 세기 데이터와 배관결함 부분의 자속 세기 데이터를 포함한다.A magnetic field generating unit (not shown) may be formed at a predetermined position around the sensor unit 150. The magnetic flux leakage inspection unit 100 applies a magnetic field generated by the magnetic field generating unit into the pipe, and the magnetic flux leaking from a defective part (also referred to as a pipe defect) existing inside the pipe is detected by the sensor unit 150 to detect data. Create The sensing data includes magnetic flux intensity data at a normal part of the pipe and magnetic flux intensity data at a defective part of the pipe.

센서부(150)에서 생성된 감지데이터는 배관결함 분석유닛(200)으로 직접 전송될 수 있다. 자속누설 검사유닛(100)과 배관결함 분석유닛(200)은 직접 유무선 통신을 통해 연결될 수 있으며, 이 경우, 자속누설 검사유닛(100)과 배관결함 분석유닛(200) 각각에는 유무선 통신 수단이 내장될 수 있다. 또는, 센서부(150)에서 생성된 감지데이터는 메인 커넥터(120)를 통해 이동형 콘트롤 박스(1000)에 전송 저장되고, 이동형 콘트롤 박스(1000)는 배관결함 분석유닛(200)과 통신 연결되어 감지데이터를 배관결함 분석유닛(200)으로 전송할 수 있다.The sensing data generated by the sensor unit 150 may be directly transmitted to the pipe defect analysis unit 200. The magnetic flux leakage inspection unit 100 and the pipe defect analysis unit 200 may be directly connected through wired or wireless communication, and in this case, each of the magnetic flux leakage inspection unit 100 and the pipe defect analysis unit 200 includes wired and wireless communication means. Can be. Alternatively, the sensing data generated by the sensor unit 150 is transmitted and stored in the movable control box 1000 through the main connector 120, and the movable control box 1000 is communicated with the pipe defect analysis unit 200 to be detected. The data may be transmitted to the pipe defect analysis unit 200.

하우징(110)의 측면 소정 부분에는 오도미터(160, odometer)가 형성될 수 있다. 오도미터(160)는 주행 거리를 적산(積算)하는 거리계로, 자속누설 검사유닛(100)의 이동 거리를 추적하여 배관결함의 크기와 위치에 대한 정보를 획득할 수 있도록 한다. 배관은 중앙이 비어있는 통형이므로, 실질적으로 2차원 평면을 형성한다. 따라서, 자속누설 검사유닛(100)는 원주방향 및 축방향 이동 거리를 측정하기 위해 2개 오도미터(160)를 구비할 수 있다.An odometer 160 may be formed on a predetermined portion of the side surface of the housing 110. The odometer 160 is a distance meter that accumulates the travel distance, and tracks the moving distance of the magnetic flux leakage inspection unit 100 to obtain information on the size and location of a pipe defect. Since the pipe is a cylindrical shape with an empty center, it substantially forms a two-dimensional plane. Therefore, the magnetic flux leakage inspection unit 100 may be provided with two odometers 160 to measure the circumferential and axial movement distances.

프런트 슈(front shoe, 170)는 금속 재질로 형성되며, 자기장 생성부에서 생성된 자기장이 배관 내부로 조사될 수 있도록 한다.The front shoe 170 is formed of a metal material, and allows the magnetic field generated by the magnetic field generating unit to be irradiated into the pipe.

상기와 같은 자속누설 검사유닛(100)은 이동형 콘트롤 박스(1000)를 통해 이동 또는 보관될 수 있다. 도 5는 이동형 콘트롤 박스가 도시된 평면도이다.The magnetic flux leakage inspection unit 100 as described above may be moved or stored through the movable control box 1000. 5 is a plan view showing a mobile control box.

이동형 콘트롤 박스(1000)에는, 자속누설 검사유닛(100)이 보관되며, 자속누설 검사유닛(100)에 의해 감지된 감지데이터를 수집 저장할 수 있다. In the movable control box 1000, a magnetic flux leakage inspection unit 100 is stored, and detection data detected by the magnetic flux leakage inspection unit 100 may be collected and stored.

또한, 이동형 콘트롤 박스(1000)에는 전원 케이블, 메인 커넥터에 연결되는 메인 케이블, 유선 통신을 위한 통신 케이블, 경사판 등이 보관될 수 있다. 경사판은 자속누설 검사유닛(100)을 배관에 탈부착할 때, 자석에 의한 갑작스런 탈부착 충격을 완화시키는 기능을 수행한다. In addition, the mobile control box 1000 may store a power cable, a main cable connected to a main connector, a communication cable for wired communication, a swash plate, and the like. The swash plate performs a function of mitigating a sudden detachment and detachment impact caused by a magnet when the magnetic flux leakage inspection unit 100 is detachably attached to the pipe.

또한, 이동형 콘트롤 박스(1000)는 배터리를 구비하며, 배터리의 전원 스위치(1010)를 온/오프하여 자속누설 검사유닛(100)에 전원을 공급한다. In addition, the mobile control box 1000 includes a battery, and supplies power to the magnetic flux leakage inspection unit 100 by turning on/off the power switch 1010 of the battery.

또한, 이동형 콘트롤 박스(1000)는 자속누설 검사유닛(100)의 메인 커넥터(120)와 연결되는 메인 커넥터(1020)를 구비하며, 메인 커넥터(1020)는 메인 커넥터(120)와 연결되어, 센서부(150)에서 생성된 감지데이터를 수신한다. In addition, the movable control box 1000 includes a main connector 1020 connected to the main connector 120 of the magnetic flux leakage inspection unit 100, and the main connector 1020 is connected to the main connector 120, and the sensor The sensing data generated by the unit 150 is received.

또한, 이동형 콘트롤 박스(1000)는 배관결함 분석유닛(200)과 통신 연결되는 통신 커넥터(1030)를 구비한다. 이동형 콘트롤 박스(1000)는 통신 커넥터(1030)를 통해 배관결함 분석유닛(200)과 통신 연결되어 감지데이터를 배관결함 분석유닛(200)으로 전송할 수 있다. 물론, 자속누설 검사유닛(100)과 배관결함 분석유닛(200)은 이동형 콘트롤 박스(1000)를 통하지 않고 유무선 통신을 통해 직접 통신 연결될 수도 있다.In addition, the mobile control box 1000 includes a communication connector 1030 for communication with the pipe defect analysis unit 200. The mobile control box 1000 may be connected in communication with the pipe defect analysis unit 200 through a communication connector 1030 to transmit detection data to the pipe defect analysis unit 200. Of course, the magnetic flux leakage inspection unit 100 and the pipe defect analysis unit 200 may be directly connected to each other through wired or wireless communication without going through the mobile control box 1000.

다음으로, 도 6을 참조하여 배관결함 분석유닛(200)에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛이 도시된 블록도이다.Next, the pipe defect analysis unit 200 will be described with reference to FIG. 6. 6 is a block diagram showing a pipe defect analysis unit according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛(200)은, 데이터 수신부(210), 결함 분석부(220), 디스플레이부(230)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the pipe defect analysis unit 200 according to an embodiment of the present invention may include a data receiving unit 210, a defect analysis unit 220, and a display unit 230.

데이터 수신부(210)는 이동형 콘트롤 박스(1000)의 통신 커넥터(1030)를 통해 자속누설 검사유닛(100)의 센서부(150)에서 생성된 감지데이터를 수신할 수 있다. 또는, 데이터 수신부(210)는 자속누설 검사유닛(100)과 유무선 통신을 수행하여 직접 감지데이터를 수신할 수 있다.The data receiving unit 210 may receive sensing data generated by the sensor unit 150 of the magnetic flux leakage inspection unit 100 through the communication connector 1030 of the mobile control box 1000. Alternatively, the data receiving unit 210 may directly receive the sensing data by performing wired or wireless communication with the magnetic flux leakage inspection unit 100.

결함 분석부(220)는 전처리된 감지데이터에 포함된 누설 자속의 전압값을 기준으로 배관결함의 길이 크기, 배관결함의 폭 크기를 추정하고, 추정된 배관결함의 길이 및 폭 크기를 이용하여 배관결함의 깊이를 추정한다. The defect analysis unit 220 estimates the length size of the pipe defect and the width size of the pipe defect based on the voltage value of the leakage magnetic flux included in the preprocessed detection data, and uses the estimated length and width size of the pipe defect. Estimate the depth of the defect.

결함 분석부(220)는 수신된 감지데이터를 전처리하여 분석 가능한 형태의 데이터가 되도록 한다. 결함 분석부(220)는 감지데이터에 포함된 자속 세기의 단위를 가우스 단위로 크기 변환한다. 예를 들어, 자속 세기의 단위 A/cm를 가우스 G로 변환한다. 또한, 결함 분석부(220)는 오도미터(160)로 획득된 주행거리 데이터를 위치 데이터로 변환한다. 또한, 결함 분석부(220)는 소정의 필터를 사용하여 감지데이터에 포함된 노이즈를 제거한다. 결함 분석부(220)는 상기의 과정을 거쳐 감지데이터를 전처리한다. 결함 분석부(220)는 길이 추정모듈(221), 폭 추정모듈(222), 깊이 추정모듈(223)을 포함하며, 이들 모듈(221 ~ 223)은 각각의 알고리즘 수행에 적합한 방식으로 전처리 과정을 수행할 수 있다.The defect analysis unit 220 pre-processes the received detection data so that it becomes data in a form that can be analyzed. The defect analysis unit 220 size-converts the unit of the magnetic flux intensity included in the sensing data into Gaussian units. For example, the unit of magnetic flux intensity A/cm is converted to Gaussian G. In addition, the defect analysis unit 220 converts the driving distance data obtained by the odometer 160 into position data. In addition, the defect analysis unit 220 removes noise included in the sensing data using a predetermined filter. The defect analysis unit 220 preprocesses the detection data through the above process. The defect analysis unit 220 includes a length estimation module 221, a width estimation module 222, and a depth estimation module 223, and these modules 221 to 223 perform a preprocessing process in a manner suitable for performing each algorithm. You can do it.

길이 추정모듈(221)은 배관결함의 길이방향(원주방향) 크기를 추정한다. 길이 추정모듈(221)은 홀센서로부터 획득한 누설 자속의 전압값을 기준으로 그 크기를 측정하여 배관결함의 길이방향 크기를 추정한다. 이에 대해 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛의 배관결함 길이 크기 추정 과정이 도시된 순서도이다. 이 과정에서 자속누설 검사유닛(100)은 배관의 외주면 제1 위치에서 원주 방향으로 검사를 수행한 후, 검사 영역을 제1 위치와 인접한 제2 위치에서 원주 방향으로 검사를 수행하는 것을 반복하여, 배관 전체에 대해 검사를 수행한다. 또는, 경험상으로 배관결함이 자주 생기는 특정 부위에 대해서 검사를 수행할 수 있다. The length estimation module 221 estimates the size of the pipe defect in the longitudinal direction (circumferential direction). The length estimating module 221 estimates the size of the pipe defect in the longitudinal direction by measuring the size based on the voltage value of the leakage magnetic flux obtained from the Hall sensor. This will be described with reference to FIG. 7. 7 is a flowchart illustrating a process of estimating a length size of a pipe defect of a pipe defect analysis unit according to an embodiment of the present invention. In this process, the magnetic flux leakage inspection unit 100 repeats the inspection in the circumferential direction at the first position of the outer circumferential surface of the pipe, and then performing the inspection in the circumferential direction at the second position adjacent to the first position, Perform an inspection on the entire pipe. Alternatively, according to experience, inspection can be performed on specific areas where piping defects frequently occur.

길이 추정모듈(221)은 데이터 수신부(210)에서 수신된 감지데이터를 호출(S710)한 다음, 감지데이터에 포함된 자속 세기의 단위를 가우스 단위로 크기 변환한다. (S720) 그리고, 오도미터(160)로 획득된 데이터를 위치 데이터로 변환한다. (S730) 추가적으로, 소정의 필터를 사용하여 감지데이터에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다. 가우스 단위로 변환된 가우스 데이터와 위치 데이터로 변환된 데이터는 동기화되어 매칭된다. 즉, 동일한 시간에 측정된 감지데이터와 주행거리 데이터는 동기화되고, 이들로부터 변환된 가우스 데이터와 위치 데이터도 동기화되어, 가우스 데이터 및 위치 데이터를 이용하여 배관의 길이방향 특정 부위에 존재하는 배관결함을 추정한다.The length estimating module 221 calls the sensing data received from the data receiving unit 210 (S710), and then size-converts the unit of the magnetic flux intensity included in the sensing data into Gaussian units. (S720) Then, the data acquired by the odometer 160 is converted into position data. (S730) Additionally, noise included in the sensing data may be removed using a predetermined filter. Gaussian data converted to Gaussian units and data converted to position data are synchronized and matched. In other words, the sensing data measured at the same time and the mileage data are synchronized, and the Gauss data and position data converted from them are also synchronized, and pipe defects existing in a specific part in the longitudinal direction of the pipe are detected using the Gaussian data and the position data. Estimate.

길이 추정모듈(221)은 위치별 가우스 데이터의 크기를 나타내는 그래프(도 12 참조)에서 가우스 데이터의 최고점과 최저점 차이값(peak to peak)을 기설정된 기준값과 비교한다. (S740, S750) 여기서, 기설정된 기준값은 배관결함이 없는 기준 배관에 대해 자속누설 검사를 수행하여 얻은 감지데이터로부터 획득된 위치별 가우스 데이터의 크기로 수회 반복 실험에 의해 룩-업 테이블(look-up table) 형식으로 마련될 수 있다. The length estimation module 221 compares a peak to peak difference value (peak to peak) of Gaussian data with a preset reference value in a graph indicating the size of Gaussian data for each location (see FIG. 12). (S740, S750) Here, the preset reference value is the size of Gaussian data for each location obtained from detection data obtained by performing a magnetic flux leakage test on a reference pipe without pipe defects, and a look-up table (look-up table) by repeated experiments several times. up table) format.

길이 추정모듈(221)은 그래프에서 기준값 이상의 어느 하나의 최고점과 기준값 이상의 다음 최고점까지의 길이 크기를 측정하여 배관결함의 길이방향 크기를 추정한다. (S760)The length estimating module 221 estimates the lengthwise size of the pipe defect by measuring the length of any one peak point greater than or equal to the reference value and the next highest point greater than the reference value in the graph. (S760)

폭 추정모듈(222)은 배관결함의 폭방향(축방향) 크기를 추정한다. 폭 추정모듈(222)은 홀센서로부터 획득한 누설 자속의 전압값을 기준으로 그 크기를 측정하여 배관결함의 폭방향 크기를 추정한다. 이에 대해 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛의 배관결함 폭 크기 추정 과정이 도시된 순서도이다.The width estimation module 222 estimates the size of the pipe defect in the width direction (axial direction). The width estimation module 222 estimates the size of the pipe defect in the width direction by measuring the size based on the voltage value of the leakage magnetic flux obtained from the Hall sensor. This will be described with reference to FIG. 8. 8 is a flowchart illustrating a process of estimating the size of a pipe defect width of a pipe defect analysis unit according to an embodiment of the present invention.

폭 추정모듈(222)에서의 폭 크기 추정 과정은, 폭 추정모듈(222)의 길이 크기 추정 과정과 유사하나, 홀센서의 배치로 인해 기구적인 요소의 정보와 홀센서의 신호를 병합하는 과정이 필요하다.The width size estimation process in the width estimation module 222 is similar to the length size estimation process of the width estimation module 222, but the process of merging the information of the mechanical element and the signal of the Hall sensor due to the arrangement of the Hall sensor is need.

폭 추정모듈(222)은 데이터 수신부(210)에서 수신된 감지데이터를 호출(S810)한 다음, 감지데이터에 포함된 자속 세기의 단위를 가우스 단위로 크기 변환한다. (S820) 앞서, 길이 추정모듈(221)에서 동기화된 가우스 데이터 및 위치 데이터를 이용하여 배관의 길이방향 특정 부위에 배관결함이 존재하는 것으로 추정되므로, 폭 추정모듈(222)에서는 오도미터(160)로 획득된 데이터를배관결함의 위치를 획득하는 과정은 생략될 수 있다. 센서부(150)를 구성하는 15개의 홀 센서는 일렬로 배열되므로, 홀 센서의 크기 및 위치 정보를 참조하여 배관결함의 폭방향 크기를 추정하기 위해, 폭 추정모듈(222)은 홀 센서의 크기 및 홀 센서의 위치 정보를 호출한다. (S830a, S830b) 이때, 폭 추정모듈(222)에는 홀 센서의 크기 및 홀 센서의 위치 정보가 미리 저장될 수 있다.The width estimation module 222 calls the sensing data received from the data receiving unit 210 (S810), and then converts the size of the unit of the magnetic flux intensity included in the sensing data into Gaussian units. (S820) Previously, since it is estimated that a pipe defect exists in a specific part in the longitudinal direction of the pipe by using the Gaussian data and position data synchronized in the length estimation module 221, the width estimation module 222 includes the odometer 160 The process of acquiring the location of the piping defect by using the acquired data may be omitted. Since the 15 Hall sensors constituting the sensor unit 150 are arranged in a row, in order to estimate the size of the pipe defect in the width direction by referring to the size and location information of the Hall sensor, the width estimation module 222 is the size of the Hall sensor. And the location information of the hall sensor is called. (S830a, S830b) At this time, the width estimation module 222 may store the size of the Hall sensor and location information of the Hall sensor in advance.

폭 추정모듈(222)은 위치별 가우스 데이터의 크기를 나타내는 그래프에서 가우스 데이터의 최고점과 최저점 차이값(peak to peak)을 기설정된 기준값과 비교한다. (S840, S850) 여기서, 기설정된 기준값은 배관결함이 없는 기준 배관에 대해 자속누설 검사를 수행하여 얻은 감지데이터로부터 획득된 위치별 가우스 데이터의 크기로 수회 반복 실험에 의해 룩-업 테이블(look-up table) 형식으로 마련될 수 있다. The width estimation module 222 compares a peak to peak difference value (peak to peak) of Gaussian data with a preset reference value in a graph representing the size of Gaussian data for each location. (S840, S850) Here, the preset reference value is the size of Gaussian data for each location obtained from detection data obtained by performing a magnetic flux leakage test on a reference pipe without pipe defects, and a look-up table (look-up table) by repeated experiments several times. up table) format.

폭 추정모듈(222)은 기준값 이상의 최고점과 최저점 차이값을 나타내는 홀 센서의 크기 및 위치 정보를 이용하여 배관결함의 폭방향 크기를 추정한다. (S860) 예를 들어, 홀 센서 각각의 크기가 1cm이고, 홀 센서 간의 이격 간격이 1cm이고, 15개의 홀 센서 중에서 3번째 센서부터 10번째 센서의 감지값이 기설정된 기준값 이상인 경우, 해당 배관결함의 폭방향 크기는 16cm인 것으로 추정할 수 있다.The width estimation module 222 estimates the size of the pipe defect in the width direction by using the size and location information of the Hall sensor indicating the difference between the highest point and the lowest point equal to or greater than the reference value. (S860) For example, if the size of each Hall sensor is 1cm, the distance between Hall sensors is 1cm, and the detection value of the 3rd sensor to the 10th sensor among 15 Hall sensors is more than a preset reference value, the corresponding pipe is defective. It can be estimated that the size in the width direction is 16cm.

깊이 추정모듈(223)은 배관의 기준 두께와 대비하여 배관의 두께방향으로의 감소된 깊이를 추정한다. 깊이 추정모듈(223)은 길이 추정모듈(221)에서 추정된 배관결함의 길이방향 크기와 폭 추정모듈(222)에서 추정된 배관결함의 폭방향 크기를 3차원 스플라인 함수(spline function)에 적용하여 마련된 룩-업 테이블(look-up table)을 기반으로 기준 두께 대비 감소된 깊이를 추정할 수 있다. The depth estimation module 223 estimates the reduced depth in the thickness direction of the pipe compared with the reference thickness of the pipe. The depth estimation module 223 applies the lengthwise size of the pipe defect estimated by the length estimation module 221 and the width direction size of the pipe defect estimated by the width estimation module 222 to a three-dimensional spline function. The reduced depth compared to the reference thickness can be estimated based on the prepared look-up table.

먼저, 도 9를 참조하여 배관두께 추정 룩-업 테이블을 준비하는 과정을 설명한다. 도 9는 깊이 추정모듈(223)의 배관결함 깊이 크기 추정에 사용되는 배관두께 추정 룩-업 테이블을 준비하기 위해 3차원 스플라인 함수를 적용하여 도출된 3차원 곡면 형상이 도시된 도면이다.First, a process of preparing a pipe thickness estimation look-up table will be described with reference to FIG. 9. 9 is a diagram illustrating a 3D curved surface shape derived by applying a 3D spline function to prepare a pipe thickness estimation look-up table used for estimating the depth size of a pipe defect of the depth estimation module 223.

배관두께 추정 룩-업 테이블은 결함의 길이, 폭, 두께 크기가 측정된 복수개의 실제 배관결함을 이용하여 마련된다.The pipe thickness estimation look-up table is prepared using a plurality of actual pipe defects in which the length, width, and thickness of the defect are measured.

실제 배관결함의 길이방향 크기는 x축 좌표에 대응하고, 실제 배관결함의 폭방향 크기는 y축 좌표에 대응하며, 실제 배관결함의 두께방향 크기는 z축 좌표에 대응한다. x축, y축의 단위는 mm이고, z축의 단위는 %로 표시된다. z축에서 0%는 배관의 두께방향 결함이 없는 상태이고, 100%는 해당 부분의 배관이 뚫려 있는 상태를 의미한다.The size of the actual pipe defect in the longitudinal direction corresponds to the x-axis coordinate, the size in the width direction of the actual pipe defect corresponds to the y-axis coordinate, and the size of the actual pipe defect in the thickness direction corresponds to the z-axis coordinate. The units of the x-axis and y-axis are mm, and the units of the z-axis are expressed as %. On the z-axis, 0% means no defects in the thickness direction of the pipe, and 100% means the pipe in the relevant part is open.

도 9에서, Real Value 포인트들은 길이, 폭, 두께 크기가 측정된 복수개의 실제 배관결함들이다. 실제 배관결함들 중에서 길이 크기, 폭 크기는 동일하나 두께 크기가 다른 경우에는, 가장 큰 %를 갖는 두께값을 이용한다.In FIG. 9, Real Value points are a plurality of actual pipe defects whose length, width, and thickness are measured. If the length size and width size are the same among actual pipe defects but the thickness size is different, the thickness value having the largest% is used.

이와 같이 마련된 (x, y, z) 좌표값들을 스플라인 함수에 적용하면, 도 9에 도시된 바와 같은 3차원 스플라인 곡선들로 이루어진 3차원 곡면 형상이 도출되고, 3차원 곡면을 이루는 (x, y, z) 좌표값들을 추출하여 배관두께 추정 룩-업 테이블을 준비한다.When the (x, y, z) coordinate values prepared as described above are applied to the spline function, a three-dimensional curved surface shape consisting of three-dimensional spline curves as shown in FIG. 9 is derived, and (x, y , z) Prepare a pipe thickness estimation look-up table by extracting the coordinate values.

깊이 추정모듈(223)은 이와 같이 마련된 배관두께 추정 룩-업 테이블을 이용하여 배관의 두께방향으로의 감소된 깊이를 추정한다. 이에 대해, 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관결함 분석유닛의 배관결함 깊이 크기 추정 과정이 도시된 순서도이다. The depth estimation module 223 estimates the reduced depth in the thickness direction of the pipe using the pipe thickness estimation look-up table provided as described above. This will be described with reference to FIG. 10. 10 is a flowchart illustrating a process of estimating a depth size of a pipe defect of a pipe defect analysis unit according to an embodiment of the present invention.

깊이 추정모듈(223)은 데이터 수신부(210)에서 수신된 감지데이터를 호출한다. (S910) The depth estimation module 223 calls the sensing data received from the data receiving unit 210. (S910)

그 다음, 해당 감지데이터를 기반으로 길이 추정모듈(221)에 의해 추정된 배관결함의 길이방향 크기와 폭 추정모듈(222)에 의해 추정된 배관결함의 폭방향 크기를 호출한다. (S922, S923) 이때, 길이 추정모듈(221)에서 획득된 가우스 데이터의 최고점과 최저점 차이값(peak to peak)은 호출된 길이방향 크기와 폭방향 크기에 대한 가이드 정보로 이용되며, 이 peak to peak값(도 9에서 Peak Value)은 호출된 길이방향 크기 및 폭방향 크기와 매칭될 수 있다. (S921) Then, the lengthwise size of the pipe defect estimated by the length estimation module 221 and the widthwise size of the pipe defect estimated by the width estimation module 222 are called based on the detection data. (S922, S923) At this time, the peak to peak difference value (peak to peak) of the Gaussian data acquired by the length estimation module 221 is used as guide information for the called lengthwise size and widthwise size, and this peak to The peak value (Peak Value in FIG. 9) may be matched with the called lengthwise size and widthwise size. (S921)

추정된 길이방향 크기를 x축 좌표로 하고, 추정된 폭방향 크기를 y축 좌표로 하여, 배관두께 추정 룩-업 테이블에서 해당 (x, y)와 대응하는 z축 좌표를 추출한다. (S930) Using the estimated length direction size as the x-axis coordinate and the estimated width direction as the y-axis coordinate, the z-axis coordinate corresponding to the (x, y) is extracted from the pipe thickness estimation look-up table. (S930)

추출된 z축 좌표값은 기준두께 대비 감소된 깊이를 %로 표시한 것이므로, 해당 배관의 기준두께를 z 좌표값과 승산하여 배관결함의 두께방향 크기를 산출한다. (S940) Since the extracted z-axis coordinate value is a percentage of the reduced depth compared to the reference thickness, the size of the pipe defect in the thickness direction is calculated by multiplying the reference thickness of the pipe by the z coordinate value. (S940)

디스플레이부(230)는 자속누설 검사유닛(100)의 검사 상태, 배관결함 분석유닛(200)에서 수행되는 분석 절차에 각 과정을 디스플레이한다. 디스플레이부(230)는 작업자가 각 과정을 수행하기 위한 그래프, 각종 데이터, 제어명령 탭을 디스플레이한다.The display unit 230 displays the inspection status of the magnetic flux leakage inspection unit 100 and each process on an analysis procedure performed by the pipe defect analysis unit 200. The display unit 230 displays graphs, various data, and control command tabs for the operator to perform each process.

도 11은 디스플레이부(230)를 통해 디스플레이되는 화면의 일 예로, 자속누설 검사유닛(100)의 검사 상태를 보여 주는 도면이다. 자속누설 검사유닛(100)은 이동형 콘트롤 박스(1000)를 통해 배관결함 분석유닛(200)과 통신 연결되거나, 이동형 콘트롤 박스(1000)를 통하지 않고 유무선 통신을 통해 직접 통신 연결될 수 있다.FIG. 11 is an example of a screen displayed through the display unit 230 and is a diagram illustrating an inspection state of the magnetic flux leakage inspection unit 100. The magnetic flux leakage inspection unit 100 may be connected in communication with the pipe defect analysis unit 200 through the mobile control box 1000, or may be directly connected through wired or wireless communication without going through the mobile control box 1000.

전원을 켜서 자속누설 검사유닛(100)의 동작을 개시하면, 배관결함 분석유닛(200)은 오도미터(160)에 의해 획득된 주행거리 데이터와 센서부(150)에 의해 생성된 감지데이터를 수신하여 이를 그래프(이동 거리 그래프, 15개 MFL 신호)와 디지털(이동 거리값, MFL 신호값 등) 형식으로 디스플레이부(230)를 통해 디스플레이한다. When the power is turned on and the operation of the magnetic flux leakage inspection unit 100 is started, the pipe defect analysis unit 200 receives the driving distance data acquired by the odometer 160 and the sensing data generated by the sensor unit 150. This is displayed in the form of graphs (moving distance graphs, 15 MFL signals) and digital (moving distance values, MFL signal values, etc.) through the display unit 230.

도 12은 디스플레이부(230)를 통해 디스플레이되는 화면의 일 예로, 자속누설 검사유닛(100)의 감지데이터를 이용하여 배관결함의 길이, 폭, 깊이를 추정하는 결함 분석부(220)의 분석 과정을 보여 주는 도면이다.12 is an example of a screen displayed through the display unit 230, an analysis process of the defect analysis unit 220 for estimating the length, width, and depth of a pipe defect using the detection data of the magnetic flux leakage inspection unit 100 It is a drawing showing.

도 12에서, “Open Raw Data File”을 선택하여 자속누설 검사유닛(100)로부터 전송된 감지데이터를 호출하고, “Apply Filter”를 선택하여 감지데이터에 포함된 노이즈를 제거하고, “Convert Unit”를 선택하여 감지데이터에 포함된 자속 세기의 단위를 가우스 단위로 크기 변환하여 전처리한 다음, “Draw Graph”를 선택하여, 전처리된 데이터를 기반으로 MFL(Magnetic Flux Leakage, 자속누설) 신호 그래프를 생성한다.In FIG. 12, “Open Raw Data File” is selected to call the detection data transmitted from the magnetic flux leakage inspection unit 100, and “Apply Filter” is selected to remove noise included in the detection data, and “Convert Unit” Select to convert the magnetic flux intensity unit included in the sensing data into Gaussian units for preprocessing, and then select “Draw Graph” to create a MFL (Magnetic Flux Leakage) signal graph based on the preprocessed data. do.

도 12에서는 총 15개의 홀 센서로부터의 감지데이터로 15개의 MFL 신호 그래프가 생성되어 있는 것을 예시하고 있다. 도 12에서는 peak to peak 비교를 통해 총 4개의 배관결함(D1 ~ D4)이 있는 것을 확인할 수 있다.12 illustrates that 15 MFL signal graphs are generated with detection data from a total of 15 Hall sensors. In FIG. 12, it can be seen that there are a total of four pipe defects (D1 to D4) through peak to peak comparison.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.As described above, one embodiment of the present invention has been described, but those of ordinary skill in the relevant technical field add, change, delete or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. Various modifications and changes can be made to the present invention by means of the like, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.

100 : 자속누설 검사유닛 110 : 하우징
120 : 메인 커넥터 130 : 디버깅 커넥터
140 : 바퀴 150 : 센서부
160 : 오도미터 170 : 프런트 슈
200 : 배관결함 분석유닛 210 : 데이터 수신부
220 : 결함 분석부 221 : 길이 추정모듈
222 : 폭 추정모듈 223 : 깊이 추정모듈
230 : 디스플레이부
1000 : 이동형 콘트롤 박스100: magnetic flux leakage inspection unit 110: housing
120: main connector 130: debugging connector
140: wheel 150: sensor unit
160: odometer 170: front shoe
200: pipe defect analysis unit 210: data receiving unit
220: defect analysis unit 221: length estimation module
222: width estimation module 223: depth estimation module
230: display unit
1000: mobile control box

Claims (8)

배관 외주면을 주행하면서 배관 내부로 자기장을 조사하고 배관 내부에 존재하는 배관결함에서 누설되는 자속을 감지하는 감지데이터를 생성하는 자속누설 검사유닛;
상기 자속누설 검사유닛에서 생성된 감지데이터를 수신하고, 상기 감지데이터에 포함된 누설 자속의 전압값을 기준으로 상기 배관결함의 길이 및 폭의 크기를 추정하고, 추정된 배관결함의 길이 및 폭의 크기를 이용하여 상기 배관결함의 깊이를 추정하는 배관결함 분석유닛
을 포함하며,
상기 배관결함 분석유닛은,
상기 자속누설 검사유닛에서 생성된 감지데이터를 수신하는 데이터 수신부;
상기 누설 자속의 전압값을 기준으로 배관결함의 길이 크기를 추정하는 길이 추정모듈과, 상기 누설 자속의 전압값을 기준으로 배관결함의 폭 크기를 추정하는 폭 추정모듈과, 상기 길이 추정모듈에서 추정된 배관결함의 길이방향 크기와 상기 폭 추정모듈에서 추정된 배관결함의 폭방향 크기를 3차원 스플라인 함수(spline function)에 적용하여 마련된 룩-업 테이블(look-up table)을 기반으로 기준 두께 대비 감소된 깊이를 추정하는 깊이 추정모듈을 포함하는 결함 분석부;
를 포함하는 배관결함 분석장치.
A magnetic flux leakage inspection unit that irradiates a magnetic field into the pipe while driving the outer circumference of the pipe and generates sensing data for detecting magnetic flux leaking from a pipe defect existing inside the pipe;
Receive detection data generated by the magnetic flux leakage inspection unit, estimate the length and width of the pipe defect based on the voltage value of the leakage magnetic flux included in the detection data, and calculate the length and width of the estimated pipe defect. A pipe defect analysis unit that estimates the depth of the pipe defect using the size
Including,
The pipe defect analysis unit,
A data receiving unit for receiving the detection data generated by the magnetic flux leakage inspection unit;
A length estimation module that estimates the length of a pipe defect based on the voltage value of the leakage magnetic flux, a width estimation module that estimates the width of the pipe defect based on the voltage value of the leakage magnetic flux, and the length estimation module estimates Compared to the reference thickness based on a look-up table prepared by applying the lengthwise size of the pipe defect and the widthwise size of the pipe defect estimated by the width estimation module to a three-dimensional spline function. A defect analysis unit including a depth estimation module for estimating the reduced depth;
Pipe defect analysis device comprising a.
 청구항 1에 있어서, 상기 자속누설 검사유닛은,
하우징;
상기 하우징의 일측에 형성된 메인 커넥터;
상기 하우징의 타측에 형성된 디버깅 커넥터;
상기 하우징의 하면에 형성된 센서부;
상기 하우징에 형성된 오도미터;
상기 하우징에 형성되며 자기장을 생성하는 자기장 생성부;
상기 자기장 생성부에서 생성된 자기장이 상기 배관 내부로 조사되도록 하는 프런트 슈
를 포함하는 배관결함 분석장치.
The method according to claim 1, wherein the magnetic flux leakage inspection unit,
housing;
A main connector formed on one side of the housing;
A debugging connector formed on the other side of the housing;
A sensor unit formed on a lower surface of the housing;
An odometer formed in the housing;
A magnetic field generator formed in the housing and generating a magnetic field;
Front shoe for irradiating the magnetic field generated by the magnetic field generating unit into the pipe
Pipe defect analysis device comprising a.
 청구항 2에 있어서, 상기 센서부는,
일렬로 배열된 5개의 센서 모듈을 포함하며, 상기 5개의 센서 모듈 각각은 일렬로 배열된 3개의 홀 센서를 포함하는 배관결함 분석장치.
The method according to claim 2, wherein the sensor unit,
Including five sensor modules arranged in a line, each of the five sensor modules is a pipe defect analysis apparatus comprising three Hall sensors arranged in a line.
 청구항 1에 있어서,
상기 자속누설 검사유닛이 보관되며 상기 자속누설 검사유닛에 의해 감지된 감지데이터를 수집 저장하여 상기 배관결함 분석유닛으로 전송하는 이동형 콘트롤 박스를 더 포함하는 배관결함 분석장치.
The method according to claim 1,
The pipe defect analysis apparatus further comprises a movable control box storing the magnetic flux leakage inspection unit and collecting and storing detection data detected by the magnetic flux leakage inspection unit and transmitting the collected data to the pipe defect analysis unit.
 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 길이 추정모듈은,
상기 감지데이터를 호출한 다음, 상기 감지데이터에 포함된 자속 세기의 단위를 가우스 단위로 크기 변환하여 가우스 데이터를 생성하고, 상기 가우스 데이터의 최고점과 최저점 차이값(peak to peak)을 기설정된 기준값과 비교하여 배관결함의 길이방향 크기를 추정하되, 상기 기설정된 기준값은 배관결함이 없는 기준 배관에 대해 자속누설 검사를 수행하여 얻은 감지데이터로부터 획득된 위치별 가우스 데이터의 크기로 수회 반복 실험에 의해 룩-업 테이블(look-up table) 형식으로 마련되는 배관결함 분석장치.
The method according to claim 1, wherein the length estimation module,
After the sensing data is called, the unit of the magnetic flux intensity included in the sensing data is converted into a Gaussian unit to generate Gaussian data, and the peak to peak difference value (peak to peak) of the Gaussian data is determined with a preset reference value. Compared to estimate the size of the pipe defect in the longitudinal direction, the preset reference value is the size of Gaussian data for each location obtained from the detection data obtained by performing a magnetic flux leakage test on a reference pipe without a pipe defect, and looks by repeated experiments several times. -Pipe defect analysis device provided in the form of a look-up table.
 청구항 2에 있어서,
상기 센서부는 복수개의 홀 센서가 일렬로 배열되어 구성되고,
상기 폭 추정모듈은 상기 복수개의 홀 센서의 크기 및 위치 정보를 참조하여 배관결함의 폭방향 크기를 추정하는 배관결함 분석장치.The method according to claim 2,
The sensor unit is configured by arranging a plurality of Hall sensors in a row,
The width estimation module is a pipe defect analysis device for estimating the size of the pipe defect in the width direction by referring to the size and position information of the plurality of Hall sensors.
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