KR102341151B1 - Integral impacter for impact-echo method test system and the same system thereof - Google Patents
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Abstract
본원발명은 터널과 같은 장구간의 시설물 유지관리를 위하여 충격반향기법을 간편하게 수행하기 위하여 개량된 임팩터를 제안한다. 또한, 이 제안된 임팩터 자체로서 시험법의 해석을 향상시키기 위한 발사체의 대상물 타격시점을 측정할 수 있도록 하였다. 이러한 관점에서 본원발명의 임팩터를 '일체(一體)형 임팩터'라 할 수 있다.
본원발명에 따른 임팩터는 발사되어 검사대상체에 충격을 가하는 발사체, 상가 발사체가 이동하는 파이프 형상의 발사 실린더, 상기 발사체에 추진력을 제공하여 발사시키는 피스톤, 상기 피스톤을 일정하게 반복 운동시키는 회복가압부 및 상기 발사 실린더에 형성되어 상기 발사체가 발사될 때 상기 발사 실린더를 이탈하지 못하도록 하는 발사체 구속 수단을 포함한다.
본원발명에 따르면, 종래의 방식을 개선하여 검사대상체에 충격을 가하는 수단의 발사 및 회수가 일체화되는 시스템을 제공하여 시험의 효율성을 높일 수 있고, 발사체가 타격하는 신호와 반향되는 신호를 구별하여 측정할 수 있도록 개선하여, 충격반향기법에서 검사대상체의 일부 물성을 가정하는 불확실성을 줄여 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한 종래에는 타격시 타격봉을 사용하게 되므로 타격봉을 타격하는 사람마다 동일한 에너지를 가할 수 없는 문제점이 있는 반면 본원발명은 일정하게 타격에너지를 전달할 수 있으므로 일정한 검사결과를 도출 할 수 있는 장점이 있다.The present invention proposes an improved impactor to conveniently perform the impact echo technique for long-term facility maintenance such as tunnels. In addition, the impact point of the projectile can be measured to improve the interpretation of the test method as the impactor itself. From this point of view, the impactor of the present invention may be referred to as an 'integral impactor'.
The impactor according to the present invention includes a projectile that is fired and applies an impact to an object to be inspected, a pipe-shaped firing cylinder through which the Sangga projectile moves, a piston that provides propulsion to the projectile to fire it, a recovery pressing unit that constantly and repeatedly moves the piston, and and projectile restraint means formed in the firing cylinder to prevent the projectile from leaving the firing cylinder when the projectile is fired.
According to the present invention, the efficiency of the test can be increased by improving the conventional method to provide a system in which the firing and recovery of the means for applying an impact to the test object are integrated, and the signal hitting the projectile and the reflected signal are differentiated and measured It is possible to improve the reliability of the results by reducing the uncertainty that assumes some physical properties of the test object in the impact echo method. In addition, there is a problem in that the same energy cannot be applied to each person hitting the striking rod because the conventional striking rod is used, whereas the present invention has the advantage of being able to derive a certain test result because the striking energy can be transmitted uniformly. .
Description
본원발명은 비파괴검사 중 하나인 충격반향기법(Impact-Echo Method)에 적용하기 위한 임팩터(Impacter)에 관한 것이다. 임팩터는 후술하는 바와 같이 '타격장치' 또는 '충격장치' 등으로 불릴 수 있는 것인데, 충격반향기법에 의한 비파괴 검사시스템에 쓰이는 타격(impact)을 가하는 장치들을 통틀어 가리켜 본 명세서에서는 임팩터라 하였다.The present invention relates to an impacter for application to the impact-echo method, which is one of the non-destructive tests. The impactor may be referred to as a 'percussion device' or a 'shock device', as will be described later. In this specification, the impactor is referred to collectively as a device for applying an impact used in a non-destructive inspection system using the impact echo technique.
본원발명은 터널과 같은 긴 구간의 시설물 유지관리를 위하여 충격반향기법을 간편하고 동일한 에너지를 전달하도록 수행하기 위하여 개량된 일체형 임팩터를 제안한다. 또한, 이 제안된 일체형 임팩터 자체로써 시험법 해석을 향상시키기 위한 발사체의 검사대상체 타격시점을 측정할 수 있도록 하였다. 이러한 관점에서 본원발명의 임팩터를 '일체(一體)형 임팩터'라 할 수 있다(①발사체와 발사장치가 일체이고, ②발사장치와 감지기가 일체라는 점). The present invention proposes an improved all-in-one impactor to perform the impact echo technique to transmit the same energy simply and for the maintenance of facilities in a long section such as a tunnel. In addition, with this proposed integrated impactor itself, it was possible to measure the timing of the projectile's impact on the test object in order to improve the analysis of the test method. From this point of view, the impactor of the present invention can be referred to as an 'integral impactor' (① projectile and launch device are integral, ② launch device and detector are integral).
본원발명의 주요 수요처는 터널 및 공동구 등의 장구간 시설물을 관리하는 기관과 기업들이 될 것이라 판단되며, 대표적으로 한국시설안전공단, 한국도로공사, 한국철도공사, 한국토지주택공사 또는 한국전력공사 등을 예시로 들 수 있다.It is judged that the main consumers of the present invention will be institutions and companies that manage long-term facilities such as tunnels and joint districts, representatively, such as Korea Facilities Safety Corporation, Korea Expressway Corporation, Korea Railroad Corporation, Korea Land and Housing Corporation, or Korea Electric Power Corporation. can be given as an example.
특히,「지하안전관리에 관한 특별법」이 제정되어 교통시설물, 주택 건축구조물의 시공 중 안전성 확보 또는 유지관리 관련 시장의 폭발적 수요증가가 예측되며, 터널 이외에도, 옹벽시설물, 기초구조물에도 사용이 가능하다.In particular, with the enactment of the 「Special Act on Underground Safety Management」, it is predicted that an explosive increase in demand in the market related to securing safety or maintenance during the construction of transportation facilities and residential building structures is expected. .
본원발명은 기본적으로는 터널과 같은 장구간의 시설물 유지관리를 위하여 충격반향기법을 간편하게 수행하기 위한 일체형 임팩터를 제공하는 것이지만, 본원발명이 시험법의 해석을 향상시키기 위하여 발사체가 대상물을 타격하는 시점을 측정할 수 있도록 개량되었다는 점 등을 고려할 때, 충격반향기법이 적용되는 시험법 전반(全般)에 본원발명의 기술적 사상이 적용될 수 있을 것이다.The present invention is basically to provide an all-in-one impactor for conveniently performing the impact echo technique for long-term facility maintenance such as tunnels, but the present invention provides an integrated impactor to improve the interpretation of the test method. Considering that it has been improved to measure, the technical idea of the present invention may be applied to the overall test method to which the impact echo method is applied.
일반적으로 '충격반향기법'은 응력파의 전파 특성을 이용해 콘크리트 구조물 등 검사대상체의 결함 탐지를 위해 널리 사용되고 있는 비파괴 시험기법으로, 검사대상체의 표면에 타격(impact)을 가하여 발생된 응력파의 전파 특성을 획득하고, 불연속면이나 이질 매질 층간의 경계면에서 반사되어 표면으로 돌아오는 파형 및 공진 주파수를 해석하여 검사대상체의 품질판정, 두께측정, 균열 및 공동탐사 등에 적용되는 기술이다.In general, the 'impact echo technique' is a non-destructive testing technique widely used to detect defects in objects to be inspected, such as concrete structures, using the propagation characteristics of stress waves. It is a technology that is applied to quality judgment, thickness measurement, crack and cavity exploration, etc., by acquiring characteristics and analyzing the waveform and resonance frequency that is reflected from the discontinuous surface or the interface between different media layers and returned to the surface.
선행기술 1. N.J. Carino, THE IMPACT-ECHO METHOD: AN OVERVIEW, NIST.
NIST(https://www.nist.gov)에서 열람 가능한 상기 자료에 따르면 충격반향기법(Impact-Echo Method)은 콘크리트의 결함을 검출하는 기술 중 하나인데, 짧은 시간에 콘크리트 표면에 기계적 타격(mechanical impact)을 가한 후 표면 운동을 모니터링하는 것을 기반으로 한다.According to the above data available at NIST (https://www.nist.gov), the Impact-Echo Method is one of the techniques for detecting defects in concrete. It is based on monitoring the surface motion after impact).
본원발명과 선행기술 1은 충격반향기법에 관한 것이라는 점에서 공통점이 있다. 본원발명도 선행기술 1과 마찬가지로 기계적 타격에 의하여 응력파를 생성하고, 기계적 타격을 가하는 지점의 옆에서 그 표면에서 측정 가능한 데이터를 획득하여 결함검출(Flaw detection) 등이 가능토록 한다는 점이 같다.The present invention and
하지만 선행기술 1은 타격(impact)에 따른 진동 모드(modes of vibration)를 감지하는 장치(receiver 또는 transducer)와 그 분석에 대하여 논하고 있을 뿐 본원발명의 대상인 타격장치, 즉 임팩터(impacter)에 대하여는 별다른 언급이 없다. 선행기술 1에 따르면 타격(impact)을 가하는 수단으로 강구(鋼球, Steel ball) 정도가 게시되고 있을 뿐이다.However,
선행기술 2. 임남형 외 3, 충격반향기법을 적용한 콘크리트궤도 하부상태 평가, 2015년도 한국철도학회 춘계학술대회논문집.
선행기술 2는 철도 콘크리트 궤도의 미세균열과 지반의 부등침하 현상은 시간이 갈수록 수분 침투 및 동결, 해동과 같은 과정을 거치면서 균열폭 등 결함상태가 진전할 가능성이 크고, 이에 따른 궤도의 성능저감이 예상되므로 주기적이고 신속한 모니터링 및 성능평가가 필요하며, 충격반향(Impact Echo, IE)기법을 적용하여 콘크리트 구체와 지반 부등침하 등과 같은 비접촉 상태의 결함을 평가하는 기술을 제시하였다.In Prior
선행기술 2는 본원발명과 같이 충격반향기법에 관한 것이고, 특히 철도 콘크리트 궤도에 적용하였다는 점에서 본원발명이 추구하는 반복되는 충격반향기법 적용 시 필요한 균일한 실험 환경을 구비하는 관점이 매우 유효하게 적용될 수 있다. 이런 점에서 양 발명의 공통점이 인정될 수 있다.
하지만 선행기술 2는 철도를 따라 계속적으로 반복되는 충격반향기법을 적용하는 시험을 진행함에 있어서 많은 반복적 실험을 해야 함에도 불구하고, 매번 충격을 쇠구슬을 이용하여 인력에 의한 타격 방법을 적용하였다는 점에서 본원발명과 차이가 있다. 선행기술 2는 충격반향 신호의 분석으로 콘크리트 하부의 개략적인 양호도를 평가한 것이고, 예를 들어 침목 간격을 고려하여 0.61m 간격으로 실험을 반복한다면, 작업자나 실험자를 통하여 균일한 실험 환경을 조성하는 것이 쉽지 않다.However, in Prior
선행기술 3. 대한민국 등록특허공보, 제1027069호, 2011. 4. 11.
선행기술 3은 "숏크리트 접착상태 평가방법"에 관한 것이다. 선행기술 3에 따르면 숏크리트의 품질관리를 위해서 일반적으로 시추조사를 수행하고 있고, 이러한 시추조사는 숏크리트의 구조적 파괴 및 그에 따른 경제적 손실을 유발하여 비파괴 시험이 요구되는데, 국내에서는 콘크리트 라이닝의 품질을 평가하기 위한 비파괴 시험법이 개발 및 상용화되어 있으나 막장 후방에서의 숏크리트와 암반의 접착상태를 평가할 수 있는 비파괴 기법이 당시에는 제안되어 있지 않았다고 한다.
선행기술 3은 숏크리트 접착상태를 평가하는 데 새롭게 충격반향기법을 이용하였다는 점에서 충격반향기법에 관한 본원발명과 공통점이 인정된다.
위 도면은 선행기술 3이 제시하는 종래의 충격반향기법 개략도이고, 이 기술을 기반으로 선행기술 3은 해결하고자 하는 과제의 해결 수단을 제시한다. 그런데, 역시 선행기술 3은 타격 방법에 대하여는 아무런 언급이 없다.The above figure is a schematic diagram of the conventional impact echo technique suggested by Prior
한편, 더 나아가 선행기술 1 내지 3 모두 충격을 가하는 임팩터의 타격시점에 대한 값을 측정하지 않고 있다. 이 점에서 일시(一時)에 검사대상체 물성을 파악하기 위한 타격 시점을 검출하는 본원발명의 구성과 그에 따른 효과는 선행기술 1 내지 3과 대별되는 특징적인 것이라 할 수 있다. On the other hand, furthermore, none of the
선행기술 4. 대한민국 등록특허공보, 제1479967호, 2014. 12. 31.
선행기술 4는 "터널의 여굴 추정 시스템 및 방법"에 관한 것이다. 선행기술 4는 종래 터널의 여굴 추정을 위하여 GPR(Ground Penetrating Radar)탐사를 하였음을 전제로, 터널의 여굴 추정 방법으로 충격반향기법을 적용한 것이다.
상기 선행기술 4는 앞의 선행기술 1 내지 3과 마찬가지로 임팩터(Impacter)에 대하여는 별도로 언급되는 바가 없다. 다만, 아래 선행기술 4의 도면이나 발명의 상세한 설명에서 언급되는 바와 같이 '해머' 등을 이용하는 것으로 판단된다.In the
이는 본원발명이 주로 언급하는 동일한 시험 환경을 조성할 수 없는 한계가 있다. 한편, 선행기술 4는 '그라우팅제의 종파 속도'로서 Vp를 언급하면서, 종파의 속도는 터널 세그먼트에 따라 이미 설계된 속도이거나, 미리 제시된 속도라 언급하며, 이를 통하여 실험 결과를 얻는다고 한다.This has a limitation in not being able to create the same test environment mainly mentioned by the present invention. Meanwhile, in Prior
이들 선행발명들과 대비되는 본원발명이 제시하는 타격시점을 감지하는 특징을 가진 일체형 임팩터(Impacter)는 2가지 관점에서 차별화된다. 우선 최적, 최상의 시험결과를 얻기 위해서는 검사대상체의 물성치도 현장에서 시험을 하는 것이 바람직한데, 위 선행기술 1 내지 4는 그러한 기술적 사상에 대한 인식이 없다는 것이다. 또 하나는 Vp를 검사대상체의 물성치로 파악하기 위하여 별도의 시험을 하는 것 또한 비경제적이고, 시험 데이터와 시험 장소를 충격반향기법의 시험과 관련지어 별도로 관리할 필요성이 있는 등 시험 효율이 떨어질 수밖에 없다는 점이다. 이와 같은 문제점을 완벽하게 해결한 것이 본원발명에 의하여 제시되는 타격시점을 감지하는 일체형 임팩터인 것이다.In contrast to these prior inventions, the integrated impactor with the characteristic of detecting the hitting point suggested by the present invention is differentiated in two respects. First of all, in order to obtain the optimal and best test results, it is desirable to test the physical properties of the object to be tested in the field. Another is that it is also uneconomical to conduct a separate test to determine Vp as the physical property of the test object, and the test efficiency is inevitably reduced, such as the need to separately manage the test data and the test site in relation to the test of the impact echo method. point. The perfect solution to such a problem is the integrated impactor for detecting the hitting point suggested by the present invention.
본원발명이 해결하고자 하는 과제는 우선 반복 가능한 동일한 환경하에서 시험을 할 수 있도록 임팩터를 개량하겠다는 것이고, 나아가 보다 신뢰성이 제고되며 효율적인 시험을 할 수 있도록 한 번의 시험으로 임팩터 자체가 추가적인 데이터를 확보할 수 있도록 하고자 한다는 점이다.The problem to be solved by the present invention is to first improve the impactor so that it can be tested under the same repeatable environment, and furthermore, the impactor itself can secure additional data with a single test so that more reliability and efficient testing can be performed. that you want to make it happen.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 본원발명은 종래의 시험법과 달리 반복 가능한 일정한 시험 환경을 조성하기 위하여 일정하게 발사되는 발사체(發射體)로 검사대상체를 직·간접적으로 타격하여, 그 충격에 의한 반향을 측정하고자 한다.To explain this more specifically, the present invention directly or indirectly strikes an object to be inspected with a projectile that is constantly fired in order to create a constant repeatable test environment, unlike the conventional test method, and the echo caused by the impact is reduced. want to measure
그러면서도 본원발명은, 발사체의 발사 및 시험대상체 타격 후 발사체의 회수가 필요 없도록 발사장치인 임팩터 내부의 구성을 이용하여, 검사대상체를 상기 발사체가 타격한 후에도 상기 임팩터 내부에 상기 발사체가 남아있도록 하여 별도로 발사체를 회수해야 하는 번거로움을 제거하고자 한다.Still, the present invention uses the configuration inside the impactor, which is a launch device, so that there is no need for the projectile to be retrieved after the projectile is fired and the test object is hit, so that the projectile remains inside the impactor even after the projectile hits the test object. We want to eliminate the hassle of having to retrieve the projectile.
또한, 종래의 충격반향기법에서는 강구를 대상물에 타격시켜서 반향되어 오는 응력파만을 측정하고 그 측정된 신호를 처리하여 분석하였으나, 본원발명에서는 발사체가 타격하는 시점을 발사장치인 임팩터 자체가 측정할 수 있도록 개선하고자 한다.In addition, in the conventional impact reverberation technique, only the stress wave that is reflected by hitting the steel ball on the object was measured and the measured signal was processed and analyzed. We want to improve it so that
이를 위하여 임팩터 중앙에 가이드 로드를 배치하고, 발사체가 대상물을 타격하는 시점에 상기 가이드 로드에 함께 응력파를 전달하도록 설계하여 초기 타격하는 시점을 측정할 수 있도록 하고자 한다. 이는 검사대상체의 탄성계수 등을 측정할 수 있도록 하여 충격반향기법의 해석 방법에 대한 신뢰성을 제고할 수 있도록 하기 위함이다.To this end, the guide rod is arranged in the center of the impactor, and the stress wave is transmitted together to the guide rod at the time the projectile strikes the target, so that the initial striking time can be measured. This is to improve the reliability of the analysis method of the impact echo technique by allowing the elastic modulus of the test object to be measured.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본원발명은, 표면 감지기(Surface receiver), 임팩터(Impacter)와 신호분석기를 포함하는 충격반향기법(Impact-Echo Method)을 적용한 비파괴 검사시스템에 있어서, 상기 임팩터는 발사되어 검사대상체에 충격을 가하는 발사체, 상기 발사체의 이동을 유도하는 파이프 형상의 발사 실린더, 상기 발사체에 추진력을 제공하여 관성으로 발사시키는 피스톤, 상기 피스톤을 일정하게 반복 운동시키는 회복가압부, 상기 발사 실린더에 형성되어 상기 발사체가 발사될 때 상기 발사 실린더를 이탈하지 못하도록 하는 발사체 구속 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사시스템을 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention is a non-destructive inspection system to which the Impact-Echo Method including a surface receiver, an impacter and a signal analyzer is applied, the impactor is launched A projectile that applies an impact to an object to be inspected, a pipe-shaped firing cylinder that induces movement of the projectile, a piston that provides propulsion to the projectile and fires it with inertia, a recovery pressure unit that constantly and repeatedly moves the piston, and the firing cylinder It provides a non-destructive inspection system, characterized in that it comprises a projectile restraining means for preventing the projectile from leaving the firing cylinder when the projectile is fired.
본원발명의 상기 발사체 구속 수단은 상기 발사 실린더의 발사방향 끝단을 안쪽으로 그 직경을 줄임으로써 상기 발사체가 상기 발사 실린더를 이탈하지 못하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.The projectile restraining means of the present invention may be characterized in that the projectile does not leave the firing cylinder by reducing the diameter of the firing direction end of the firing cylinder inward.
본원발명의 상기 발사체 구속 수단은 상기 발사 실린더 내에 배치되며, 상기 발사체가 발사될 때 상기 발사체가 슬라이딩 가능하도록 상기 발사체와 연결되는 가이드 로드(Guide rod)이고, 상기 가이드 로드의 발사방향 끝단에 걸림확장부가 형성되어 발사된 상기 발사체가 상기 걸림확장부에 걸려, 상기 발사체가 상기 발사 실린더에서 이탈되는 것을 막고, 상기 발사체가 상기 걸림확장부에 걸릴 때 상기 발사체 또는 상기 걸림확장부가 검사대상체를 타격하여 상기 검사대상체에 충격을 가하는 것을 특징으로 할 수 있다.The projectile restraining means of the present invention is a guide rod disposed in the firing cylinder and connected to the projectile so that the projectile is slidable when the projectile is fired, and is engaged with the end of the guide rod in the firing direction. The projectile that is formed and fired is caught in the locking extension part to prevent the projectile from being separated from the firing cylinder, and when the projectile is caught in the locking extension part, the projectile or the locking extension part strikes the object to be inspected. It may be characterized by applying an impact to the test object.
본원발명의 상기 발사 실린더의 발사방향 끝단에는 누름탄성부가 형성되어 있되, 상기 누름탄성부를 상기 검사대상체의 표면에 접하도록 하면, 상기 걸림확장부의 발사방향 끝단이 검사대상체로부터의 이격되고, 상기 걸림확장부의 발사방향 끝단의 상기 검사대상체 표면으로부터의 높이는 상기 누름탄성부의 높이보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.A pressing elastic part is formed at the firing direction end of the firing cylinder of the present invention, and when the pressing elastic part is brought into contact with the surface of the inspection object, the firing direction end of the engaging extension part is spaced apart from the inspection object, and the engaging expansion The height of the distal end in the firing direction from the surface of the object to be inspected may be smaller than the height of the pressing elastic unit.
본원발명의 상기 회복가압부는 상기 피스톤을 상기 발사 실린더의 일정 구간에서 빠르게 이동시켜 상기 발사체이 발사될 수 있도록 추진력을 제공하고, 다시 상기 피스톤을 원상태로 복귀토록 하는 수단으로서, 상기 발사 실린더 내에서 상기 피스톤 뒤에 배치되는 발사 스프링, 상기 피스톤과 일체로 형성되되 그 일부가 외부로 노출되어 이를 뒤로 당김으로써 상기 피스톤을 후진시켜 상기 발사 스프링에 에너지를 저장하는 피스톤핸들스토퍼, 상기 발사 스프링이 에너지를 저장한 상태로 유지시키거나 상기 피스톤의 운동을 개시토록 하는 트리거를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The recovery pressing unit of the present invention provides a driving force so that the projectile can be fired by rapidly moving the piston in a predetermined section of the firing cylinder, and is a means to return the piston to its original state, and the piston in the firing cylinder A firing spring disposed behind, a piston handle stopper formed integrally with the piston, a part of which is exposed to the outside, and pulling it back to reverse the piston to store energy in the firing spring, a state in which the firing spring stores energy It may be characterized by including a trigger to maintain or to start the movement of the piston.
본원발명의 상기 발사체와 상기 피스톤은 자성(磁性)을 띄어 탈착이 되되, 상기 피스톤에 의하여 제공되는 상기 발사체의 추진력에 의하여 상기 피스톤으로부터 상기 발사체이 분리되면서 발사되는 것을 특징으로 할 수 있다.The projectile and the piston of the present invention are detachable by being magnetic, and the projectile is separated from the piston by the propulsive force of the projectile provided by the piston, and the projectile is fired.
본원발명의 상기 가이드 로드는 상기 피스톤과 상기 발사체를 관통하고, 상기 가이드 로드의 일부가 상기 하우징의 외부로 노출되어 가이드 로드 핸들을 형성하고, 상기 가이드 로드 핸들을 뒤로 당겨서 상기 가이드 로드의 걸림확장부에 걸린 상기 발사체가 상기 피스톤에 접하면서 부착될 수 있도록, 상기 발사체와 상기 피스톤은 자성(磁性)을 띄어 탈착이 되되, 상기 피스톤에 의하여 제공되는 상기 발사체 추진력에 의하여 상기 피스톤으로부터 상기 발사체이 분리되면서 발사되는 것을 특징으로 할 수 있다.The guide rod of the present invention passes through the piston and the projectile, a part of the guide rod is exposed to the outside of the housing to form a guide rod handle, and the engaging extension part of the guide rod by pulling the guide rod handle back The projectile and the piston are magnetically detached so that the projectile can be attached while being in contact with the piston, and the projectile is separated from the piston by the projectile propulsion provided by the piston It can be characterized as being.
본원발명의 상기 발사체가 상기 검사대상체에 충격을 가할 때 상기 임팩터의 진동을 감지하는 임팩터 감지기를 더 포함하며, 상기 임팩터 감지기는 상기 발사체 또는 상기 걸림확장부가 상기 검사대상체의 표면을 타격하여 충격을 가하는 시점의 신호를 획득하는 상기 신호분석기로 보내는 것을 특징으로 할 수 있다.Further comprising an impactor detector for detecting vibration of the impactor when the projectile of the present invention applies an impact to the object to be inspected, the impactor detector is the impactor by striking the surface of the object to be inspected by the projectile or the engaging extension It may be characterized in that it is sent to the signal analyzer that acquires the signal of the time point.
본원발명의 상기 발사체가 상기 걸림확장부에 걸릴 때의 진동을 감지하는 임팩터 감지기를 더 포함하며, 상기 임팩터 감지기는 상기 발사체 또는 상기 걸림확장부가 상기 검사대상체의 표면을 타격하여 충격을 가하는 시점을 획득하는 신호를 상기 신호분석기로 보내는 것을 특징으로 할 수 있다.Further comprising an impactor sensor for detecting vibration when the projectile of the present invention is caught in the engaging extension portion, the impactor detector is to obtain a time point at which the projectile or the engaging extension strikes the surface of the inspection object to apply an impact It may be characterized by sending a signal to the signal analyzer.
상기 과제를 해결하기 위하여 본원발명은 상술한 검사시스템의 임팩터로서, 발사되어 검사대상체에 충격을 가하는 발사체, 상기 발사체가 이동하는 파이프 형상의 발사 실린더, 상기 발사체에 추진력을 제공하여 발사시키는 피스톤, 상기 피스톤을 일정하게 반복 운동시키는 회복가압부, 상기 발사 실린더에 형성되어 상기 발사체가 발사될 때 상기 발사 실린더를 이탈하지 못하도록 하는 발사체 구속 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 임팩터를 개시한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an impactor of the above-described inspection system, including a projectile that is fired to apply an impact to an object to be inspected, a pipe-shaped launch cylinder in which the projectile moves, a piston that fires by providing propulsion to the projectile, and the Disclosed is an impactor comprising: a recovery pressing unit for constantly and repeatedly moving a piston; and a projectile restraint means formed in the firing cylinder to prevent the projectile from leaving the firing cylinder when the projectile is fired.
본원발명에 의하면, 강구를 던져서 시험하는 종래의 방식을 개선하여 검사대상체에 충격을 가하는 수단의 발사 및 회수가 일체화되는 시스템을 적용할 수 있고, 시험의 효율성을 높일 수 있다. 특히 본원발명에 따르면 터널과 같은 긴 구간의 시설물 유지관리에서 간편하고, 신속한 조사를 할 수 있다.According to the present invention, by improving the conventional method of testing by throwing a steel ball, it is possible to apply a system in which the firing and recovery of the means for applying an impact to the test object are integrated, and the efficiency of the test can be increased. In particular, according to the present invention, it is possible to conduct a simple and rapid investigation in the maintenance of facilities in a long section such as a tunnel.
본원발명에 따르면 강구를 던지고 받기가 어려운 위쪽 지점의 충격반향기법에 의한 조사가 용이해 진다. 예를 들어 터널의 천장의 터널 벽 뒷면에 공동이 발생하는 경우가 많은데, 이에 대한 충격반향기법에 의한 조사에 어려움이 있었다. 본원발명으로 그 어려움을 해결할 수 있다.According to the present invention, the investigation by the impact echo technique of the upper point where it is difficult to throw and receive the steel ball becomes easy. For example, cavities often occur on the back side of the tunnel wall in the ceiling of the tunnel. The present invention can solve that difficulty.
종래의 충격반향기법에서는 강구를 대상물에 타격시켜서 반향된 응력파를 측정하여 측정된 신호를 처리하여 분석하였으나, 본원발명에서는 발사체가 타격하는 신호와 반향되는 신호를 구별하여 측정할 수 있도록 개선하였다. 이를 통하여 충격반향기법에서 검사대상체의 일부 물성을 가정하는 불확실성을 줄여 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In the conventional impact echo technique, a steel ball is hit to an object to measure a reflected stress wave, and the measured signal is processed and analyzed. However, in the present invention, the signal hit by the projectile and the reflected signal can be distinguished and measured. Through this, the reliability of the results can be improved by reducing the uncertainty of assuming some properties of the test object in the impact echo technique.
도 1은 본원발명에 따른 일 실시 예인 일체형 임팩터의 외관을 보인 사시도이다.
도 2는 본원발명에 따른 일 실시 예인 일체형 임팩터의 발사방향 끝단을 개념적으로 절개하여 발사체를 보인 것이다.
도 3은 본원발명에 따른 일 실시 예인 발사체와 가이드 로드의 적용 예시를 보인 단면도이이다.
도 4 및 도 5는 본원발명에 따른 일체형 임팩터의 세부구성을 보인 단면도이되, 도 4는 발사체와 피스톤이 분리된 상태를, 도 5는 발사체와 피스톤이 부착되어 있는 상태를 보인 것이다.
도 6 내지 도 12는 본원발명에 따른 일 실시 예인 일체형 임팩터의 작동 단계를 7 단계로 나누어 보인 개념도이다.1 is a perspective view showing the exterior of an integrated impactor according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a projectile by conceptually cutting the tip of the firing direction of the integrated impactor, which is an embodiment according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing an example of application of a projectile and a guide rod according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are cross-sectional views showing the detailed configuration of the integrated impactor according to the present invention, FIG. 4 shows a state in which the projectile and the piston are separated, and FIG. 5 shows the state in which the projectile and the piston are attached.
6 to 12 are conceptual views showing an operation step of the integrated impactor according to an embodiment according to the present invention divided into 7 steps.
이하, 본원발명의 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본원발명은 이하에서 개시되는 일 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본원발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to one embodiment disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only this embodiment allows the disclosure of the present invention to be complete and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art completely It is provided to inform you.
우선, 큰 틀에서 본원발명을 구성을 그 외관으로 개략 설명한다. 본원발명은 충격반향기법 시험을 위하여 강구를 던져서 대상물에 충격파를 만들어내는 종래의 방식을 개선한 것인데, 이를 위하여 본원발명은 '일체형 타격장치', 또는 '일체형 충격장치' 또는 '일체형 임팩터(Impacter)'를 제공한다. 이하에서는 '일체형 임팩터'라 한다.First, the configuration of the present invention in a broad framework will be outlined in terms of its appearance. The present invention is an improvement of the conventional method of creating a shock wave on an object by throwing a steel ball for the impact echo technique test. ' is provided. Hereinafter, it is referred to as an 'integrated impactor'.
도 1은 본원발명에 따른 일 실시 예인 일체형 임팩터의 외관을 보인 사시도이다. 본원발명의 일 실시 예인 도 1에 도시된 일체형 임팩터는 발사 실린더(1)와 발사조작부 하우징(2)으로 구성된다. 발사 실린더(1)는 원통형의 파이프 구조인데, 그 내부에서 후술하는 발사체가 발사되어 이동한다.1 is a perspective view showing the exterior of an integrated impactor according to an embodiment of the present invention. The integrated impactor shown in FIG. 1 which is an embodiment of the present invention is composed of a firing cylinder (1) and a firing control unit housing (2). The
상기 도 1의 화살표는 상기 발사 실린더(1) 내부에서 발사체의 발사방향을 도시한 것이다. 이하에서 본 명세서는 도 1의 (발사체 발사방향인 화살표 방향을 앞 또는 전진이라 하고, 그 반대를 뒤 또는 후진이라 표현한다.The arrow in FIG. 1 shows the firing direction of the projectile inside the
구체적으로 후술하나, 발사체의 발사를 개시시키는 누름 버튼(31), 발사체를 장전하기 위하여 피스톤에 에너지를 저장하고(후진 운동), 전진 운동하는 피스톤을 스톱시키는, 하우징 슬릿(3)과 그 슬릿을 따라 이동하는 피스톤과 일체인 피스톤핸들스토퍼(21)가 외부로 노출되어 있다.Specifically, as will be described later, the
상기 발사 실린더(1)의 뒤쪽 끝단에는 가이드 로드 핸들(12)이 노출되어 있다. 상기 가이드 로드 핸들(12)은 후술하는 가이드 로드의 뒤쪽 끝단인데, 발사체를 뒤로 당기는 데에 사용되거나, 가속도계와 같은 감지기를 설치하여 발사체가 타격하는 시점에 관한 데이터를 획득하는 것이다.A guide rod handle 12 is exposed at the rear end of the
도 2는 본원발명에 따른 일 실시 예인 일체형 임팩터의 발사방향 끝단을 절개하여 발사체를 개념적으로 보인 것이다.2 is a conceptual view of a projectile by cutting the tip of the integrated impactor in the firing direction according to an embodiment of the present invention.
도 2의 도면부호 40은 충격반향기법에 의한 실험을 하기 위하여 검사대상체를 직접 또는 간접적으로 타격하여 충격을 가하는 발사체를 보인 것이다.
본원발명의 특징 중 하나는 상기 발사체(40)가 상기 발사 실린더(1)를 이탈하지 않는다는 것이다. 본 명세서에서 '일체(一體)'란 본원발명에 따른 임팩터의 '발사 실린더'로부터 '발사체'가 검사대상체를 타격하기 위한 발사 이후에도 이탈되지 않음을 의미한다. 본원발명에 따른 발사체가 본원발명 임팩터의 발사 실린더(1)를 따라 상기 전진 방향으로 발사되더라도 상기 발사 실린더를 벗어나지 않고 검사대상체에 타격만을 직·간접으로 가하는 구성이어서 본원발명의 명칭을 '일체형 임팩터'라고 한 것이다.One of the features of the present invention is that the projectile 40 does not leave the
한편, 이와 같은 일체형 구성은 발사체(40)가 검사대상체를 직·간접으로 타격한 후에도 상기 발사 실린더 내부에 남아 있게 되므로, 별도로 발사체를 회수할 필요가 없다. 이와 같은 구성을 통하여 시험의 효율성을 높일 수 있다. 터널과 같은 장구간 시설물 유지관리에서 간편하고 신속한 조사를 할 수 있고, 터널의 천장과 같이 결함이 발생하기 쉬우나, 충격반향기법 시험이 어려운 지점에 대한 시험이 가능하게 되는 것이다. On the other hand, since such an integrated configuration remains inside the firing cylinder even after the projectile 40 directly or indirectly strikes the object to be inspected, there is no need to separately recover the projectile. Through such a configuration, the efficiency of the test can be increased. In the maintenance of long-term facilities such as tunnels, simple and quick investigations are possible, and defects are easy to occur, such as the ceiling of a tunnel, but it becomes possible to test the points where the impact echo technique test is difficult.
본원발명이 개시하는 비파괴 검사시스템은 충격반향기법(Impact-Echo Method)에 의한 것으로, 표면 감지기(Surface receiver), 임팩터(Impacter)와 신호분석기 등을 포함하는데, 본원발명의 특징적 구성인 상기 임팩터는 상술한 이유로 '일체형 임팩터'라 하며, 일정하게 발사되어 검사대상체에 충격을 가하는 발사체(40), 상기 발사체가 이동하는 파이프 형상의 발사 실린더(1), 상기 발사체를 밀어내어 발사시키는 피스톤, 상기 피스톤을 일정하게 반복 운동시키는 회복가압부 및 상기 발사 실린더에 형성되어 상기 발사체가 발사될 때 상기 발사 실린더(1)를 이탈하지 못하도록 하는 발사체 구속 수단을 포함한다.The non-destructive inspection system disclosed by the present invention is by the Impact-Echo Method, and includes a surface receiver, an impacter and a signal analyzer, and the impactor, which is a characteristic configuration of the present invention, is For the above reasons, it is referred to as an 'integrated impactor', and includes a projectile 40 that is constantly fired to apply an impact to an object to be inspected, a pipe-shaped
상기 발사체(40)는 검사대상체의 표면을 직·간접적으로 타격하여 진동을 가하면 되는 것이지 상기 발사 실린더(1)를 벗어날 필요는 없다. 우선, 본 실시 예와 다른 상기 발사체 구속 수단의 예를 들면 상기 발사 실린더(1)의 발사방향 끝단을 안쪽으로 오므려 상기 발사체(40)가 빠져 나오지 못하도록 하는 것 등을 들 수 있다(미도시). 이 경우에도 상기 발사체(40)의 앞부분이 좁은 형상이나(도면 참고), 간접적인 방법으로 상기 검사대상체에 충격을 가할 수 있으면 된다.The projectile 40 may apply vibration by directly or indirectly striking the surface of the object to be inspected, but it is not necessary to leave the
본원발명에 따르면 상기 발사체(40)가 상기 발사 실린더(1)를 벗어나지 않으므로 시험 단계에서 본원발명에 따른 일체형 임팩터를 관리하는 것이 용이하다. 또한 후술하는 바와 같이 상기 피스톤을 장전하고, 상기 발사체를 상기 피스톤(20)에 접하도록 할 때 상기 발사체가 상기 발사 실린더 내에 있으므로 쉽게 그 절차를 이행할 수도 있다.According to the present invention, since the projectile 40 does not deviate from the
본 실시 예에서 상기 발사체 구속 수단은 상기 발사 실린더 내에 형성되며, 상기 발사체가 발사될 때 상기 발사체가 슬라이딩되도록 상기 발사체와 연결되는 가이드 로드(guide rod)이다. In this embodiment, the projectile restraining means is a guide rod formed in the firing cylinder and connected to the projectile so that the projectile slides when the projectile is fired.
상기 가이드 로드(10)의 발사방향 끝단에는 걸림확장부(11)가 형성되는데 이는 발사된 상기 발사체에 저항하는 역할을 한다. 이는 후술하는 직접적 또는 간접적인 타격 방법에 따라 그 형상은 다소 차이가 있을 수 있으나, 상기 발사체(40)가 상기 걸림확장부(11)에 걸려 상기 발사 실린더(1)에서 이탈되는 것을 막는 정도의 것이면 된다.A locking
상기 발사체(40)가 상기 걸림확장부(11)에 걸릴 때 상기 발사체 또는 상기 걸림확장부가 그 형상에 따라 선별적으로 또는 동시에 검사대상체를 타격하는 데 이를 직접 또는 간접적인 타격이라 할 수 있다.When the projectile 40 is caught in the engaging
본원발명의 가이드 로드(10)는 상기 발사체(40)가 안정적으로 발사되도록 하기 위한 것이기도 하다. 상기 가이드 로드(10)는 상기 발사체(40)를 안내(Guide)하기 위하여 상기 발사체를 관통하면서 길게 형성된 막대(Rod) 형태의 것일 수 있다. 이는 발사체(40)가 매번 발사 때마다 동일한 환경을 가질 수 있도록 한다. 상기 가이드 로드(10)의 단면 형태나 그 개수는 필요에 따라 다양하게 적용할 수 있으나 본 실시 예의 경우 상기 발사체(40)의 중앙부를 관통하는 원형 단면의 철재 바를 사용하였다. 위와 같은 가이드 로드(10)를 통하여 상기 발사체(40)는 상기 발사 실린더(1)를 벗어나지 않고 시험 과정에서 그 회수가 용이하다.The
한편, 상기 발사 실린더(1)의 발사방향 끝단에는 누름탄성부(4)가 형성되어 있다. 이는 고무와 같은 수지가 상기 발사 실린더(1)의 끝단을 감싸는 형태이다.On the other hand, the firing direction end of the firing cylinder (1) is formed with a pressing elastic portion (4). This is a type in which a resin such as rubber surrounds the end of the
본원발명에 따른 일체형 임팩터는 검사대상체의 표면에 상기 발사 실린더(1)의 발사방향 끝단을 접한 후 발사체를 발사하는데, 이때 상기 누름탄성부는 2가지 기능을 하게 된다. 하나는 상기 발사체(40) 이외에 검사대상체에 충격을 전달하는 것을 차단하기 위한 것이다. 즉, 상기 발사 실린더(1)의 끝단이 검사대상체의 표면에 진동을 가함으로써 파(wave)에 관한 시험 데이터에 간섭이 발생하는 것을 막는 것이다. 또 다른 기능은 전술하는 바와 같이 발사체(40)는 직·간접적으로 검사대상체에 충격을 가하게 되는데, 이는 항상 일정한 타격을 고려하여 그 형상을 결정한 것이다. 검사대상체의 표면에 본원발명에 따른 일체형 임팩터의 발사 실린더(1) 발사방향 끝단을 대고 눌러 주면, 상기 누름탄성부(4)가 눌리면서 상기 걸림확장부(11)가 상기 검사대상체에 접하게 되는데, 그와 같은 상황에서 상기 발사체(40)를 발사하여 직·간접적으로 상기 검사대상체에 충격을 가하면 항상 일정한 타격에 의한 충격이 되어 반복되는 시험에 있어서 시험 환경을 일정하게 유지시킬 수 있는 장점이 있다. The integrated impactor according to the present invention fires the projectile after contacting the firing direction end of the
이와 같은 작동을 위해서는 상기 누름탄성부(4)를 상기 검사대상체의 표면에 접하도록 하면, 상기 걸림확장부(11)의 발사방향 끝단이 검사대상체로부터의 이격되되, 상기 걸림확장부(11)의 발사방향 끝단의 상기 검사대상체 표면으로부터의 높이는 상기 누름탄성부(4)의 두께보다 작은 것을 특징으로 하여야 한다. 이와 같은 한정적 구성하에서 상기 누름탄성부(4)를 눌러 상기 걸림확장부(11)가 상기 검사대상체의 표면에 닿도록 하고, 반복 시험 과정에서 일정하게 발사체를 발사하고 동일한 환경의 충력을 가할 수 있게 된다.For such an operation, when the pressing
앞에서 상기 발사체(40)가 발사되어 검사대상체에 진동을 가하는 방법은 직·간접적인 방법이 있다고 언급하였는데, 이는 도 3으로 설명한다. 도 3은 본원발명에 따른 일 실시 예인 발사체와 가이드 로드의 적용 예시를 보인 단면도이이다.It was mentioned before that there are direct and indirect methods for the projectile 40 to be fired and to apply vibration to the test object, which will be described with reference to FIG. 3 . 3 is a cross-sectional view showing an example of application of a projectile and a guide rod according to an embodiment of the present invention.
물론, 이하에서 언급하는 타격 방법이 아닐지라도, 어떠한 방법을 적용하던지 이탈되지 않는 발사체에 의하여 검사대상체에 충격을 가하여 진동을 발생시키면 본원발명의 기술적 사상에 속하는 것이다.Of course, even if it is not the hitting method mentioned below, if a vibration is generated by applying an impact to the test object by a projectile that does not depart no matter what method is applied, it belongs to the technical spirit of the present invention.
도 3의 'A'는 발사체가 간접적으로 타격을 가하는 것을 보인 것이고, 'B'는 직접적으로 타격을 가하는 것을 보인 것이다. 어떠한 경우이더라도 상기 가이드 로드(10)에도 진동을 가하여 후술하는 바와 같이 상기 가이드 로드에 전달되는 진동을 감지함으로써 상기 발사체(40)가 타격을 가하는 시점을 감지할 수 있게 된다.'A' of FIG. 3 shows that the projectile indirectly strikes, and 'B' shows that it directly strikes. In any case, by applying vibration to the
도 4 및 도 5는 본원발명에 따른 일체형 임팩터의 세부구성을 보인 단면도이되, 도 4는 발사체와 피스톤이 분리된 상태를, 도 5는 발사체와 피스톤이 부착되어 있는 상태를 보인 것이다.4 and 5 are cross-sectional views showing the detailed configuration of the integrated impactor according to the present invention, FIG. 4 shows a state in which the projectile and the piston are separated, and FIG. 5 shows the state in which the projectile and the piston are attached.
본원발명에 따른 일체형 임팩터는 일정하게 발사되어 검사대상체에 충격을 가하는 발사체(40), 상가 발사체가 이동하는 파이프 형상의 발사 실린더(1), 상기 발사체를 밀어내어 발사시키는 피스톤(20), 상기 피스톤(20)을 일정하게 반복 운동시키는 회복가압부로 이루어지는데, 상기 회복가압부는 상기 피스톤이 상기 발사 실린더(1)의 일정 구간을 빠르게 이동하여 상기 발사체(40)가 발사될 수 있는 추진력을 제공하고, 다시 원상태로 복귀될 수 있는 것이다. 상기 회복가압부는 공기압이나 탄성체 등을 이용하여 반복적으로 피스톤을 운동을 할 수 있도록 하는 것이며, 이는 공지의 다양한 기술을 적용할 수 있다.The integrated impactor according to the present invention includes a projectile 40 that is constantly fired and applies an impact to an object to be inspected, a pipe-shaped
예를 들어, 회복가압부는 탄성 스프링을 이용할 수 있다. 본 실시 예에서는 상기 회복가압부는 발사 스프링(21), 피스톤핸들스토퍼(22) 및 트리거(30) 등으로 구성된다. For example, the recovery pressing unit may use an elastic spring. In this embodiment, the recovery pressing unit is composed of a
상기 발사 실린더(1) 내에서 발사 스프링(21)이 상기 피스톤(20) 뒤에 배치되고, 상기 피스톤(20)과 일체로 형성되되 그 일부가 외부로 노출된 피스톤핸들스토퍼(22)를 뒤로 당겨 상기 발사 스프링(21)을 압축함으로써 탄성에 의한 기계식 에너지를 저장한다. 상기 피스톤핸들스토퍼(22)는 스토퍼(Stopper)와 핸들(Handle) 기능을 하는 것인데, 피스톤(20)을 장전하기 위한 핸들로서 기능을 하고, 후술하는 바와 같이 상기 피스톤(20)의 운동 구간을 정하여 스토퍼 역할도 한다. A firing
상기 발사 스프링(21)에 저장된 기계식 에너지를 유지하거나 상기 피스톤(20)의 운동을 유발하는 것으로 본 실시 예는 방아쇠 기능을 하는 트리거(30)를 개시하는데, 상기 트리거(30)는 누름 버튼(31)과 상기 피스톤(20)을 고정하는 걸림쐐기(32) 및 상기 누름 버튼(31)을 회복시켜주는 버튼 스프링(33) 등으로 구성된다. 상기 피스톤(20)의 측면에 형성된 걸림홈(24)에 걸림쐐기(32)가 끼워져 상기 발사 스프링(21)이 압축된 상태에서 유지되고, 상기 누름 버튼(31)을 누르면 공지의, 통상의 방법(예를 들면 힌지를 이용한 운동 방향 변경 등)에 따라 상기 걸림쐐기(32)가 상기 걸림홈(24)에서 빠지면서 상기 피스톤이 급격하게 상기 발사 실린더(1)를 따라 이동하다가 일정한 이동 후 멈추게 된다.This embodiment discloses a
상기 피스톤(20)이 멈추게 하는 기능은 다양하게 구현될 수 있고, 본 실시 예의 경우 상기 피스톤핸들스토퍼(22)가 상기 발사 실린더(1)에 형성된 하우징 슬릿(3)을 따라 이동하고, 상기 피스톤핸들스토퍼(22)가 상기 하우징 슬릿(3)에 걸려 멈춤으로써 상기 피스톤핸들스토퍼(22)에 일체로 형성된 상기 피스톤(20)도 멈추게 되는 것이다. 상기 하우징 슬릿(3) 하부에는 상기 피스톤핸들스토퍼(22)와 상기 하우징 슬릿(3)의 접촉에 따른 충격을 완화하기 위한 댐퍼(damper, 도면부호 5)를 게재할 수 있다. 상기 댐퍼(5)이면서 동시에, 또는 별도로 상기 피스톤핸들스토퍼(22)가 위아래로 이동함에 있어 흔들림을 줄여 주는 서포터가 상기 발사 실린더(1) 내에 구비된다.The function of stopping the
상기 발사 실린더(1)에 의하여 밀려 발사된 발사체(40)는 관성에 의한 추진력에 의하여 계속 발사 실린더(1)를 따라 이동하다가 상기 발사체 구속 수단, 예를 들어 상기 가이드 로드(10)의 끝단 걸림확장부(11)에 걸려 멈추게 되는 것이다.The projectile 40 pushed and fired by the
본 실시 예와 같이 상기 가이드 로드(10)는 상기 발사체(40)를 통과하는 형태일 수 있다. 이 경우 상기 발사체(40)는 상기 가이드 로드(10)를 슬라이딩하면서 상기 가이드 로드(10)에 끼워져 상하 반복적으로 운동을 하게 되는 것이다.As in the present embodiment, the
한편, 상기 피스톤(20)을 장전한 후 발사 전 단계로써 상기 발사체(40)를 상기 피스톤(20)에 접하도록 하여야 한다. 이를 위하여 상기 발사체(40)와 상기 피스톤(20)은 자성(磁性)을 띄되, 상기 피스톤(20)의 운동에너지는 상기 자성에 의한 상기 발사체(40)와 상기 피스톤(20) 접촉을 분리시키는 것을 특징으로 할 수 있다.Meanwhile, after loading the
상기 자성은 상기 발사체(40)와 상기 피스톤(20)의 일부를 자석(41, 23)으로 형성함으로써 구현할 수 있다.The magnetism can be implemented by forming a part of the projectile 40 and the
상기 가이드 로드(10)가 상기 피스톤(20)도 관통하되, 일부가 상기 발사 실린더(1)의 외부로 노출되어 가이드 로드 핸들(12)을 형성한다. 상기 가이드 로드 핸들(12)을 뒤로 당겨서 상기 가이드 로드(10)의 걸림확장부(11)에 걸린 상기 발사체(40)를 상기 피스톤(20)에 접하도록 할 수도 있다. 발사체(40)를 상기 피스톤(20)에 자성에 의하여 부착되도록 한 후 상기 가이드 로드 핸들(12)을 밀어 상기 발사체(40)에서 분리시켜 다시 원위치로 하고, 상기 가이드 로드(10)를 상기 발사 실린더(1)의 가이드 로드 고정부(미도시)에 고정하면 된다. 상기 가이드 로드 고정부는 예를 들어 회전 나사 결합 등으로 상기 가이드 로드를 상기 발사 실린더에 고정하는 것이다. 발사된 발사체(40)를 발사 실린더(1) 내에서 회수할 때에는 위 나사 결합을 풀고 뒤로 당기면 된다.The
도 6 내지 도 12는 본원발명에 따른 일 실시 예인 일체형 임팩터의 작동 단계를 7 단계로 나누어 보인 개념도이다.6 to 12 are conceptual views showing an operation step of the integrated impactor according to an embodiment according to the present invention divided into 7 steps.
도 6은 제1 단계(Step 1)를 보인 것이고, 도 12는 제7 단계(Step 7)를 보인 것인데, 제7 단계 이후에 제1 단계부터 다시 진행하여 반복적으로 임팩터를 작동시키는 것이다.FIG. 6 shows the first step (Step 1), and FIG. 12 shows the seventh step (Step 7). After the seventh step, the impactor is repeatedly operated by proceeding again from the first step.
도 6, 제1 단계는 일체형 임팩터에서 발사체를 발사한 후의 상태를 보인 것이다.6, the first stage shows the state after firing the projectile from the integrated impactor.
도 7, 제2 단계(Step 2)는 가이드 로드를 뒤로 당기면, 발사체도 뒤로 당겨져, 상기 발사체가 상기 피스톤과 자성에 의하여 부착되도록 하는 단계이다.7 , the second step (Step 2) is a step in which, when the guide rod is pulled back, the projectile is also pulled back, so that the projectile is magnetically attached to the piston.
도 8, 제3 단계(Step 3)는 가이드 로드를 앞으로 전진시켜 원래의 위치로 복귀시키는 단계이다.8, the third step (Step 3) is a step of advancing the guide rod forward to return to the original position.
도 9, 제4 단계(Step 4)는 피스톤핸들스토퍼로 상기 피스톤을 뒤로 당김으로써 상기 피스톤의 뒤에 배치된 발사 스프링에 기계적 에너지를 저장하는 단계이다. 이때 상기 피스톤에 다단으로 형성된 걸림홈 중 진행 중인 시험에 적합한 걸림홈에 걸림쐐기를 끼워줌으로써 에너지를 저장한 상태를 유지한다. 상기 걸림홈이 높이가 다르게 다단으로 형성되어 있어 걸림쐐기의 끼움 위치에 따라 에너지 저장 정도를 조절하고, 결과적으로 발사 에너지를 조절할 수 있다.9, the fourth step (Step 4) is a step of storing mechanical energy in a firing spring disposed behind the piston by pulling the piston back with a piston handle stopper. At this time, the state in which energy is stored is maintained by inserting the engaging wedge into the engaging groove suitable for the test in progress among the engaging grooves formed in multiple stages on the piston. Since the locking grooves are formed in multiple stages with different heights, the degree of energy storage can be adjusted according to the fitting position of the locking wedge, and consequently, the firing energy can be adjusted.
도 10, 제5 단계(Step 5)는 누름 버튼을 누름으로써 상기 걸림홈에 끼워진 걸림쐐기가 빠지면서 상기 피스톤의 뒤에 있는 발사 스프링에 저장된 에너지에 의하여 피스톤이 발사방향으로 이동을 시작한다.In Figure 10, the fifth step (Step 5), the locking wedge fitted into the locking groove is released by pressing the push button, and the piston starts to move in the firing direction by the energy stored in the firing spring behind the piston.
도 11, 제6 단계(Step 6)는 상기 피스톤과 상기 발사체는 상기 발사 스프링에 의하여 상기 발사 실린더를 따라 이동하게 된다.11,
도 12, 제7 단계는 상기 피스톤은 운동을 멈추고, 상기 발사체는 상기 피스톤으로부터 분리되어 계속 관성에 의한 추진력으로 상기 발사 실린더를 따라 이동한 후 검사대상체를 직·간접적으로 타격하여 충격을 가함으로써 임팩터로서 기능을 한다. 구체적으로는 후술하나, 상기 일체형 임팩터에 설치된 임팩터 감지기는 상기 발사체가 타격을 가하는 때의 진동 신호를 획득하여 신호분석기로 보낸다. 본 명세서는 본원발명의 특징을 명확히 하기 위하여 별도로 설명하지 않았으나, 상기 충격에 의한 응력파는 별도의 표면 감지기에 의하여 신호를 획득하여 상기 신호분석기로 보낸 후 시험 결과를 정리한다.12 and 7, the piston stops the movement, and the projectile is separated from the piston and continues to move along the firing cylinder with propulsive force due to inertia. functions as Specifically, as will be described later, the impactor detector installed in the integrated impactor acquires a vibration signal when the projectile strikes and sends it to a signal analyzer. Although this specification has not been separately described in order to clarify the characteristics of the present invention, the stress wave due to the impact acquires a signal by a separate surface sensor and sends it to the signal analyzer to summarize the test results.
한편, 종래의 충격반향기법에서는 강구를 대상물에 타격시켜서 반향되어 오는 응력파만을 측정하여 측정된 신호를 처리하여 분석하였는데, 본원발명에서는 발사체(40) 자체가 검사대상체를 타격하는 시점도 측정할 수 있도록 개선한 것이 다른 특징 중 하나이다. On the other hand, in the conventional impact echo technique, only the stress wave that is reflected by hitting the steel ball on the object was measured and the measured signal was processed and analyzed. It is one of the other features to be improved.
이를 위하여 본원발명은 상기 발사체(40)가 검사대상체를 타격하는 시점을 측정할 수 있는 구성을 제공한다. 이는 가속도계와 같은 감지기와 상기 감지기와 연결되는 물리적 전달 매개체로 구성되는데, 본 실시 예에서는 상기 물리적 전달 매개체로서 상기 가이드 로드(10)를 활용하였다. 상기 발사체(40)가 상기 검사대상체를 타격할 때 상기 가이드 로드에도 진동을 발생시키는데, 상기 감지기가 이를 감지할 수 있도록 하는 것이다. 이 데이터는 유무선 통신 수단을 통하여 상기 신호분석기로 전송된다. To this end, the present invention provides a configuration capable of measuring the timing at which the projectile 40 hits the test object. It consists of a sensor such as an accelerometer and a physical transmission medium connected to the sensor. In this embodiment, the
본 실시 예의 경우 상기 발사체(40)가 상기 걸림확장부(11)에 걸릴 때의 진동을 감지하는 임팩터 감지기(13)를 더 포함할 수 있다. 상기 임팩터 감지기(13)는 상기 발사체(40) 또는 상기 걸림확장부(11)가 상기 검사대상체의 표면을 타격하여 충격을 가하는 시점을 획득하는 신호를 상기 신호분석기로 보낸다.In the case of this embodiment, the projectile 40 may further include an
본원발명에 따른 일 실시 예인 일체형 임팩터의 발사 실린더 중앙에는 가이드 로드(10)가 배치되어 있는데, 상기 가이드 로드(10)는 상기 발사체(40)를 통과한다. 상기 발사체(40)가 발사되어 상기 발사 실린더를 이동할 때 상기 가이드 로드(10)를 따라 이동하게 된다는 점에서 상기 가이드 로드(10)는 일종의 레일과 같은 기능을 하게 된다. 본 실시 예는 상기 발사체(40)가 검사대상체를 타격하는 시점에 상기 가이드 로드(10)의 끝단인 걸림확장부(11)에 걸리도록 설계되어 있는데, 상기 가이드 로드(10)에 상기 임팩터 감지기(13)가 설치되어 상기 발사체(40)의 초기 타격시점을 측정할 수 있도록 함으로써, 검사대상체의 탄성계수를 측정(산출)할 수 있도록 하여 충격반향기법의 해석 방법을 개량한 것이다. 이를 통하여 종래 충격반향기법에서 검사대상체의 일부 물성을 가정하는 불확실성을 줄여 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.A
이를 보다 구체적으로 설명한다. 충격반향기법에 따른 실험에서 충격 후 전달되는 응력파(P파, S파, R파)를 감지하는 장치가 필요하다. 이를 통상 감지기 또는 리시버(Receiver) 등이라 칭하는데, 전술하는 바와 같이 본원발명에 따르면 충격장치인 임팩터(Impacter)에도 가속도계와 같은 감지기를 일체로 설치되어 있으므로, 한 번의 실험으로 통상의 충격반향기법보다 많은 데이터를 확보할 수 있다는 것이다. 본 명세서에서는 임팩터 감지기(13)와 구별하기 위하여 통상의 충격반향기법에서의 감지기를 표면 감지기(Surface receiver)라 칭한 것이다.This will be described in more detail. A device that detects the stress waves (P wave, S wave, R wave) transmitted after the impact is needed in the experiment according to the impact echo technique. This is usually referred to as a detector or a receiver, and as described above, according to the present invention, since a detector such as an accelerometer is also integrally installed in the impactor, which is an impact device, in one experiment, it is better than the conventional impact echo method. It means you can get a lot of data. In this specification, in order to distinguish it from the
상기 신호분석기는 예를 들어 오실로스코프이며, 연산 기능을 포함한 것일 수 있다. 상기 신호분석기의 연상 기능을 하는 구성은 별도로 분리되어 있을 수도 있으며, 상기 신호분석기는 어떠한 명칭에도 불구하고 상기 표면 감지기를 통하여 획득한 응력파를 수신하여 분석하는 것이라면 본원발명의 구성에 해당할 수 있다. 한편 상기 신호분석기는 상기 전술한 상기 임팩터 감지기가 획득한 신호도 수신한다. 상기 표면 감지기와 상기 임팩터 감지기(13)의 신호는 하나의 신호분석기에서 통합적으로 처리될 수도 있고, 각각 별개의 신호분석기를 통하여 처리될 수도 있으며 그 통신수단은 유·무선 등 통상의 공지기술에 따르면 된다. The signal analyzer is, for example, an oscilloscope, and may include an arithmetic function. The configuration for the associative function of the signal analyzer may be separated, and the signal analyzer may correspond to the configuration of the present invention if it receives and analyzes the stress wave obtained through the surface sensor regardless of any name. . Meanwhile, the signal analyzer also receives the signal acquired by the above-described impactor detector. The signals of the surface detector and the
본원발명의 특징은 일체형 임팩터에 임팩터 감지기(13)를 구성하여 발사체(40)가 검사대상체를 타격하는 시점에 관한 데이터를 획득하고 그 신호를 상기 신호분석기로 분석함으로써, 결과적으로 본원발명에 따른 일체형 임팩터와 종래의 표면 감지기만으로 정확한 현장 검사대상체의 물성(예를 들면 Vp)까지도 파악하고, 그 값을 기반으로 신뢰도 높은 충격반향기법에 따른 시험 결과를 얻어 낼 수 있다는 점이다.The feature of the present invention is that by configuring the
본 발명은 특정한 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 얼마든지 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다. Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto. It goes without saying that any number of modifications and variations are possible within the scope of the technical spirit of the present invention.
1 발사 실린더
2 발사조작부 하우징
3 하우징 슬릿
4 누름탄성부
5 댐퍼
10 가이드 로드
11 걸림확장부
12 가이드 로드 핸들
13 임팩터 감지기
20 피스톤
21 발사 스프링
22 피스톤핸들스토퍼
23 자석
24 걸림홈
30 트리거
31 누름 버튼
32 걸림쐐기
33 버튼 스프링
40 발사체
41 자석1 firing cylinder
2 Launch control unit housing
3 housing slit
4 Press elastic part
5 damper
10 guide rod
11 Jam extension
12 Guide rod handle
13 Impactor Detector
20 piston
21 launch spring
22 piston handle stopper
23 Magnet
24 jam groove
30 trigger
31 push button
32 claw wedge
33 button spring
40 projectiles
41 magnet
Claims (7)
상기 임팩터는, 발사되어 검사대상체에 충격을 가하는 발사체, 상기 발사체의 이동을 유도하는 파이프 형상의 발사 실린더, 상기 발사체가 발사될 때 상기 발사 실린더를 이탈하지 못하도록 하는 발사체 구속 수단을 포함하고;
상기 발사체 구속 수단은, 상기 발사 실린더의 발사방향 끝단을 안쪽으로 그 직경을 줄임으로써 상기 발사체가 상기 발사 실린더를 이탈하지 못하도록 하는 것이거나, 상기 발사 실린더 내에 배치되며 상기 발사체가 발사될 때 상기 발사체가 슬라이딩 가능하되 끝단에 상기 발사체가 걸려 상기 발사 실린더에서 이탈되는 것을 막는 걸림확장부가 형성된 가이드 로드이며;
상기 발사체가 상기 걸림확장부에 걸릴 때의 진동을 감지하는 임팩터 감지기를 더 포함하되,
상기 임팩터 감지기는 상기 발사체 또는 상기 걸림확장부가 상기 검사대상체의 표면을 타격하여 충격을 가하는 시점을 획득하는 신호를 상기 신호분석기로 보내는 것을 특징으로 하는
비파괴 검사시스템.
In the non-destructive inspection system to which the impact echo method is applied including a surface sensor, an impactor and a signal analyzer;
the impactor includes a projectile that is fired to impact the test object, a pipe-shaped firing cylinder for inducing movement of the projectile, and projectile restraint means for preventing the projectile from escaping from the firing cylinder when the projectile is fired;
The projectile restraining means is configured to prevent the projectile from leaving the firing cylinder by reducing the diameter of the firing direction end of the firing cylinder inward, or is disposed within the firing cylinder and causes the projectile to move when the projectile is fired. a guide rod capable of sliding but having an extended portion formed at an end to prevent the projectile from being separated from the firing cylinder;
Further comprising an impactor detector for detecting vibration when the projectile is caught in the engaging extension,
The impactor detector is characterized in that it sends a signal to the signal analyzer to acquire a time point at which the projectile or the engaging extension part strikes the surface of the test object to apply an impact
Non-destructive inspection system.
상기 임팩터는 상기 발사체에 추진력을 제공하여 발사시키는 피스톤과
상기 피스톤을 일정하게 반복 운동시키는 회복가압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
비파괴 검사시스템.
According to claim 1,
The impactor includes a piston that fires by providing propulsion to the projectile;
Characterized in that it further comprises a recovery pressing unit for constantly and repetitively moving the piston.
Non-destructive inspection system.
상기 회복가압부는 상기 피스톤을 상기 발사 실린더의 일정 구간에서 빠르게 이동시켜 상기 발사체가 발사될 수 있도록 추진력을 제공하고, 다시 상기 피스톤을 원상태로 복귀토록 하는 수단으로서,
상기 발사 실린더 내에서 상기 피스톤 뒤에 배치되는 발사 스프링,
상기 피스톤과 일체로 형성되되 그 일부가 외부로 노출되어 이를 뒤로 당김으로써 상기 피스톤을 후진시켜 상기 발사 스프링에 에너지를 저장하는 피스톤핸들스토퍼,
상기 발사 스프링이 에너지를 저장한 상태로 유지시키거나 상기 피스톤의 운동을 개시토록 하는 트리거를 포함하는 것을 특징으로 하는
비파괴 검사시스템.
3. The method of claim 2,
The recovery pressing unit provides a driving force so that the projectile can be fired by rapidly moving the piston in a certain section of the firing cylinder, and is a means for returning the piston to its original state,
a firing spring disposed behind the piston in the firing cylinder;
A piston handle stopper that is formed integrally with the piston and stores energy in the firing spring by reversing the piston by pulling it back, a part of which is exposed to the outside;
and a trigger to keep the firing spring in a state of storing energy or to start the movement of the piston.
Non-destructive inspection system.
상기 발사체와 상기 피스톤은 자성(磁性)을 띄어 탈착이 되되,
상기 피스톤에 의하여 제공되는 상기 발사체의 추진력에 의하여 상기 피스톤으로부터 상기 발사체가 분리되면서 발사되는 것을 특징으로 하는
비파괴 검사시스템.
3. The method of claim 2,
The projectile and the piston are detachable by being magnetic,
Characterized in that the projectile is fired while being separated from the piston by the propulsion force of the projectile provided by the piston.
Non-destructive inspection system.
상기 표면 감지기는 상기 임팩터가 검사대상체에 타격을 가할 때 충격에 의한 응력파를 획득하여 상기 신호분석기에 송신하는 것이고,
상기 신호분석기는 상기 표면 감지기를 통하여 획득한 응력파와 상기 임팩터 감지기가 획득한 신호를 통합적으로 처리하는 것을 특징으로 하는
비파괴 검사시스템.According to claim 1,
The surface detector is to acquire a stress wave due to impact when the impactor applies a blow to the object to be inspected and transmit it to the signal analyzer,
The signal analyzer is characterized in that the stress wave acquired through the surface sensor and the signal acquired by the impactor sensor are integrally processed
Non-destructive inspection system.
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