KR102540641B1 - 능동 열화상 비파괴 검사용 광학식 균등 열부하 투사장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 검사대상물의 외부에서 부가적인 열원을 조사하여 검사대상물 내부의 온도 변화를 유도하고, 그 결과로 형성된 온도 분포를 열화상 카메라로 관찰하여 결함의 존재 유무를 검사하는 능동 열화상 비파괴 검사용 광학식 균등 열부하 투사장치에 관한 것이다.
상기 열부하 투사장치는, 전방 개구와 후방 개구가 형성되고 내부에 수용 공간을 갖는 하우징; 상기 전방 개구에 인접하여 위치되고 상기 하우징에 거치되어 종방향으로 연장되는 막대형 광원; 상기 막대형 광원을 둘러싸면서 상기 막대형 광원에서 조사되는 광을 반사시켜 상기 후방 개구 쪽으로 안내하는 반사판; 을 포함하고, 상기 막대형 광원에 의해 발산되는 광은 상기 반사판에서 반사되어 상기 후방 개구에 위치되는 대상물에 투사되고, 상기 전방 개구의 전방에 위치되는 열화상 카메라에 의해 대상물의 열적 분포를 측정하여 대상물의 결함을 검사하고, 단면으로 볼 때, 상기 반사판은 상기 막대형 광원을 둘러싸는 반원부와, 상기 반원부와 일체로 연결되고 상기 후방 개구 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부로 이루어진다.
이러한 구성에 따르면, 막대형 광원과 반사판이 하우징의 일측과 타측에 각각 구비되고, 반사판이 막대형 광원을 둘러싸는 반원부와, 이러한 반원부와 일체로 연결되고 후방 개구 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부로 이루어짐으로써, 광이 대상물에 고르게 전달될 수 있고, 광이 상호 대칭으로 대상물에 조사되어 에너지 효율을 높일 수 있으며, 외부로부터 유입되는 광을 차단하면서 대상물에서 반사되는 광이 열화상 카메라로 유입되지 않게 하여 탐상 품질을 높일 수 있는 능동 열화상 비파괴 검사용 광학식 균등 열부하 투사장치를 제공할 수 있다.
상기 열부하 투사장치는, 전방 개구와 후방 개구가 형성되고 내부에 수용 공간을 갖는 하우징; 상기 전방 개구에 인접하여 위치되고 상기 하우징에 거치되어 종방향으로 연장되는 막대형 광원; 상기 막대형 광원을 둘러싸면서 상기 막대형 광원에서 조사되는 광을 반사시켜 상기 후방 개구 쪽으로 안내하는 반사판; 을 포함하고, 상기 막대형 광원에 의해 발산되는 광은 상기 반사판에서 반사되어 상기 후방 개구에 위치되는 대상물에 투사되고, 상기 전방 개구의 전방에 위치되는 열화상 카메라에 의해 대상물의 열적 분포를 측정하여 대상물의 결함을 검사하고, 단면으로 볼 때, 상기 반사판은 상기 막대형 광원을 둘러싸는 반원부와, 상기 반원부와 일체로 연결되고 상기 후방 개구 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부로 이루어진다.
이러한 구성에 따르면, 막대형 광원과 반사판이 하우징의 일측과 타측에 각각 구비되고, 반사판이 막대형 광원을 둘러싸는 반원부와, 이러한 반원부와 일체로 연결되고 후방 개구 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부로 이루어짐으로써, 광이 대상물에 고르게 전달될 수 있고, 광이 상호 대칭으로 대상물에 조사되어 에너지 효율을 높일 수 있으며, 외부로부터 유입되는 광을 차단하면서 대상물에서 반사되는 광이 열화상 카메라로 유입되지 않게 하여 탐상 품질을 높일 수 있는 능동 열화상 비파괴 검사용 광학식 균등 열부하 투사장치를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 검사대상물의 외부에서 부가적인 열원을 조사하여 검사대상물 내부의 온도 변화를 유도하고, 그 결과로 형성된 온도 분포를 열화상 카메라로 관찰하여 결함의 존재 유무를 검사하는 능동 열화상 열부하 투사장치에 관한 것이다.
비파괴검사 분야에서 능동 열화상 기술은 외부 에너지 부가(열원)를 통해 검사대상물(또는 대상물) 내부에서 발생되는 열적 변화를 열화상 카메라로 측정하여 열적 분포 및 변화의 차이를 통해 결함을 검출하는 기술로서, 상대적으로 넓은 범위를 빠르게 검사할 수 있는 장점이 있다.
검사 대상물의 결함 유무를 확인하고 그 건전성을 유지하기 위해서는 정밀하고 정확한 비파괴 검사 수행이 요구되며, 이를 위해 보다 작은 결함을 식별하고, 결함의 크기를 정량적으로 평가할 수 있어야 한다.
능동 열화상 열부하 투사장치에 있어서, 종래에 외부에너지 부가수단(열원)은 할로겐 램프, 전자기 유도장치, 초음파 등이 있으나, 대부분 대상물 표면에 대한 에너지 부가가 고르게 이루어지지 않아, 결함의 식별과 이에 대한 정량적 평가에 있어서 대상물의 위치에 따른 차이가 발생할 수 있는 문제가 있었다.
이러한 대상물의 위치에 따른 차이를 극복하기 위해, 레이저 스캐닝, 라인 스캐닝과 같은 기구적 부가장치를 사용하거나 또는 측정된 열화상 데이터를 후처리하는 공정이 추가로 필요하였다.
종래에 할로겐 램프는 휴대와 사용이 간편한 열원으로 능동 열화상 비파괴 검사에 많이 사용되고 있으나, 대상물의 표면에서 램프 투사광의 위치에 따른 열부하 편차가 큰 단점이 있었다. 이러한 할로겐 램프의 고르지 못한 열부하는 대상물의 결함 식별과 정량적 평가에 있어 높은 오차를 유발하게 된다.
또한, 할로겐 램프에서 방사되는 광이 대상물에 고르게 집중되지 못해 에너지 손실이 많이 발생되고, 태양광 등 외부의 강한 광 에너지가 유입되거나, 대상물에 조사되어 반사되는 광이 열화상 카메라로 많이 유입되어 탐상 품질이 저하되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 휴대성을 고려해 할로겐 램프와 같은 열원을 사용하여 대상물의 결함을 검출함에 있어, 광이 가진 에너지가 대상물에 고르게 전달될 수 있고, 검사대상물 내부에서 발생되는 열적 변화와 분포를 통해 결함의 검출능력 재고 및 정량적 평가에 있어 오차를 축소할 수 있으며, 광이 대상물 쪽으로 집중적으로 전달되어 에너지 효율을 높일 수 있고, 외부에서 유입되는 광을 차단하고 대상물에서 반사되는 광이 열화상 카메라로 유입되지 않게 하여 탐상 품질을 높일 수 있는 능동 열화상 비파괴 검사용 광학식 균등 열부하 투사장치(이하, 열부하 투사장치)를 제공하고자 함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 능동 열화상 비파괴 검사용 열부하 투사장치는, 전방 개구와 후방 개구가 형성되고 내부에 수용 공간을 갖는 하우징; 상기 전방 개구에 인접하여 위치되고 상기 하우징에 거치되어 종방향(혹은 횡방향)으로 연장되는 막대형 광원; 상기 막대형 광원을 둘러싸면서 상기 막대형 광원에서 조사되는 광을 반사시켜 상기 후방 개구 쪽으로 안내하는 반사판; 을 포함하고, 상기 막대형 광원에 의해 발산되는 광은 상기 반사판에서 반사되어 상기 후방 개구에 위치되는 대상물에 투사되고, 상기 전방 개구의 전방에 위치되는 열화상 카메라에 의해 대상물의 열적 분포를 측정하여 대상물의 결함을 검사한다.
또한, 상기 막대형 광원과 상기 반사판은 상기 하우징의 일측과 타측에 각각 구비되고, 중앙을 기준으로 좌우 대칭으로 배치되고, 상호 대각으로 조사한다.
또한, 상기 반사판은 상기 막대형 광원을 둘러싸는 반원부와, 상기 반원부와 일체로 연결되고 상기 후방 개구 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부로 이루어진다.
또한, 상기 하우징은 내측에 구비된 상기 막대형 광원과 상기 반사판을 차폐하고 보호하도록 직육면체 형상을 갖고, 상기 전방 개구를 포함하는 전면 차폐부와, 상기 전면 차폐부와 연결되어 후방으로 연장되는 측면 차폐부, 상기 전면 차폐부와 각각 연결되어 후방으로 연장되는 상부 차폐부 및 하부 차폐부를 포함한다.
또한, 상기 막대형 광원은 발광부와, 상기 발광부를 둘러싸는 원형 단면의 투광부를 포함하고, 상기 투광부의 표면에는 반사물질이 도포되는 반원형 반사층이 구비되고, 상기 반사판은 상기 반원형 반사층의 단부를 연결하는 직선을 따라 상기 막대형 광원에서부터 멀어지는 쪽으로 연장되는 직선부와, 상기 직선부와 일체로 연결되고 후방 개구 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 막대형 광원과 반사판이 하우징의 일측과 타측에 각각 구비되고, 반사판이 막대형 광원을 둘러싸는 반원부와, 이러한 반원부와 일체로 연결되고 후방 개구 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부로 이루어짐으로써, 광이 대상물에 집중적으로 투사되어 에너지 효율을 높일 수 있으며, 일측과 타측에서 상호 대각으로 투사된 광이 상호 보상되어 대상물에 에너지가 고르게 전달될 수 있고, 외부에서 유입되는 광을 차단하고 대상물에서 반사되는 광이 열화상 카메라로 유입되지 않게 하여 탐상 품질을 높일 수 있는 능동 열화상 비파괴 검사용 광학식 균등 열부하 투사장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 열부하 투사장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 열부하 투사장치를 아래에서 본 상태를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 열부하 투사장치를 도시하는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 열부하 투사장치에서 전방 개구를 중심으로 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 열부하 투사장치에서 막대형 광원에서 발산되는 광이 반사판에서 반사되어 대상물로 조사되는 광경로를 도시하는 도면이다.
도 6a는 종래에 하나의 광원을 사용하면서 포물선형 반사판을 적용했을 때, 대상물의 위치에 따른 조사율을 나타내는 도면이다.
도 6b는 본 발명의 광원과 반사판을 적용했을 때, 대상물의 위치에 따른 조사율을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 열부하 투사장치의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 열부하 투사장치를 아래에서 본 상태를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 열부하 투사장치를 도시하는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 열부하 투사장치에서 전방 개구를 중심으로 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 열부하 투사장치에서 막대형 광원에서 발산되는 광이 반사판에서 반사되어 대상물로 조사되는 광경로를 도시하는 도면이다.
도 6a는 종래에 하나의 광원을 사용하면서 포물선형 반사판을 적용했을 때, 대상물의 위치에 따른 조사율을 나타내는 도면이다.
도 6b는 본 발명의 광원과 반사판을 적용했을 때, 대상물의 위치에 따른 조사율을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 열부하 투사장치의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 열부하 투사장치를 도시하는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 열부하 투사장치를 아래에서 본 상태를 도시하는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 열부하 투사장치를 도시하는 측면도이다. 도 4는 본 발명의 열부하 투사장치에서 전방 개구를 중심으로 절단한 단면도이다. 도 5는 본 발명의 열부하 투사장치에서 막대형 광원에서 발산되는 광이 반사판에서 반사되어 대상물로 조사되는 광경로를 도시하는 도면이다. 도 6a는 종래에 하나의 광원을 사용하면서 포물선형 반사판을 적용했을 때, 대상물의 위치에 따른 조사율을 나타내는 도면이다. 도 6b는 본 발명의 광원과 반사판을 적용했을 때, 대상물의 위치에 따른 조사율을 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 열부하 투사장치의 다른 실시예로서 종래의 막대형 광원 중 투광부의 표면에 반사물질이 도포된 경우를 도시하는 도면이다.
본 발명은 할로겐 램프와 같은 막대형 광원을 사용하여 대상물의 결함을 검출할 때, 광원과 반사판을 이용하여 광이 대상물에 고르게 전달되면서 대상물 쪽으로 집중적으로 전달되어 에너지 효율을 높일 수 있고, 외부에서 유입되는 광을 차단하고 대상물에서 반사되는 광이 열화상 카메라로 유입되지 않게 하여 탐상 품질을 높일 수 있도록 하기 위한 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 열부하 투사장치는 하우징(110), 막대형 광원(120), 반사판(130), 지지부재(150), 거치대(160) 등을 포함한다.
하우징(110)은 내부에 수용 공간을 갖고, 열화상 카메라(10)가 위치되는 전방에 형성되는 전방 개구(116)와, 검사하고자 하는 대상물(20)이 위치되는 후방에 후방 개구(117)가 형성된다. 하우징(110)은 직육면체 형상을 가질 수 있고, 전방 개구(116)와 후방 개구(117)는 사각형으로 형성될 수 있다.
하우징(110)은 휴대와 보관을 용이하게 하면서, 막대형 광원(120)과 반사판(130)을 보호하고 외부로부터 유입되는 광을 차단하면서, 대상물(20)과 광원과의 거리를 일정하게 유지할 수 있도록 한다. 하우징(110)에는 삼각대 거치대, 손잡이 등이 부가될 수 있다.
막대형 광원(120)은 전방 개구(116)에 인접하여 위치되고 하우징(110)에 고정부재(140)를 통해 고정되어 종방향(혹은 횡방향)으로 연장된다. 막대형 광원(120)은 하우징(110)의 길이방향을 따라 전체적으로 위치된다. 일반적으로, 막대형 광원(120)은 광을 발산하는 발광부와, 이러한 발광부를 둘러싸는 유리, 또는 석영 재질의 투광부를 포함하고, 할로겐 램프, 석영관 램프 등 시중에 판매되는 막대형 전구를 사용할 수 있다. 막대형 광원(120)의 길이에 따라 열부하를 적용할 수 있는 면적의 높이(또는 폭)가 결정된다.
반사판(130)은 막대형 광원(120)을 둘러싸서 막대형 광원(120)에서 조사되는 광을 반사시켜 후방 개구(117) 쪽으로 안내한다.
지지부재(150)는 반사판(130)을 막대형 광원(120)에서 이격되게 위치시키기 위해 반사판(130)을 지지하여 고정한다.
거치대(160)는 열화상 카메라(10)를 거치하기 위한 것으로, 하우징(110)의 일측에 고정되어 연장되고, 열화상 카메라(10)를 올려놓기 위한 지지면(161)을 구비한다.
막대형 광원(120)에서 발산되는 광은 반사판(130)에서 반사되어 후방 개구에 위치되는 대상물(20)의 표면에 고르게 조사된다.
전방 개구(116)의 전방에 있는 거치대(160)에 위치되는 열화상 카메라(10)는 전방 개구(116)를 통해 대상물(20)에 투사되는 광에 따른 열적 반응 온도 분포를 측정하여 대상물(20)의 결함을 검사한다.
도 4를 참조하면, 막대형 광원(120)과 반사판(130)은 하우징(110)의 일측과 타측에 각각 하나씩 구비된다.
단면으로 볼 때, 하우징(110)은 전방 개구(116)를 포함하고 반사판(130)을 전방에서 차폐하도록 구성되는 전면 차폐부(111)와, 이러한 전면 차폐부(111)와 각각 연결되어 후방으로 연장되는 측면 차폐부(113)를 포함한다. 전면 차폐부(111)는 중앙에 전방 개구(116)가 형성된 하나의 사각형 형태의 판으로 이루어질 수 있다.
하우징(110)은 전면 차폐부(111) 및 측면 차폐부(113)와 연결되는 상부 차폐부(114)와 하부 차폐부(115)를 더 포함한다. 막대형 광원(120)이 거치되는 상부 차폐부(114)와 하부 차폐부(115)에는 열을 배출할 수 있도록 외기와 연통되는 통기구(118)가 형성된다.
반사판(130)은 막대형 광원(120)을 둘러싸는 반원부(131)와, 이러한 반원부(131)와 일체로 연결되고 후방 개구(117) 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부(132)로 이루어진다. 측면 차폐부(113)의 단부와 포물선부(132)의 단부는 동일한 직선 상에 위치될 수 있다.
상부 차폐부(114), 하부 차폐부(115) 및 반사판(130)의 단부에 의해 연결되는 부분이 개방되어 후방 개구(117)가 형성된다.
막대형 광원(120)과 반사판(130)은 열화상 카메라(10)를 중심으로 하우징(110)의 좌우(또는 상하)에 각각 대칭으로 배치되어 빛이 양측에서 조사될 수 있도록 한다. 이때, 광원의 빛이 대상물(20)에서 반사되어 카메라로 들어오지 않도록 막대형 광원(120) 사이의 거리를 열화상 카메라(10)의 가시각 밖으로 충분히 이격하여 배치한다.
막대형 광원(120)은 반사판(130)의 반원부(131) 중심이면서 포물선부(132)의 초점에 위치된다. 반원부(131)는 막대형 광원(120)에서 발산된 빛의 절반을 반대편의 포물선부(132)로 반사하고, 포물선부(132)로 입사된 빛은 포물선의 기하학적 중심축(ℓ1, ℓ2)에 대해 평행하게 빛을 조사한다. 일반적인 포물선은 양방향으로 연장되지만, 본 발명의 포물선부(132)는 반대쪽에 반원부(131)가 있으므로, 일방향으로만 연장된다.
이때, 일측의 포물선부(132)의 중심축(ℓ1)이 타측의 반사판(130)의 단부를 향하도록 사선으로 배치되는 것이 대상물(20)로 안내된 빛이 대상물(20)에서 반사되어 전방 개구(116)를 통해 열화상 카메라(10)로 직접 들어오지 않도록 하고, 동시에 막대형 광원(120)에 의해 투사(또는 조사)되는 면적을 넓힐 수 있게 한다. 마찬가지로, 타측의 포물선부(132)의 중심축(ℓ2)은 일측의 반사판(130)의 단부를 향하도록 사선으로 배치된다.
단순한 포물선 형태의 반사판은 중심축에 가까운 영역에 전달되는 광에너지가 크고, 중심축에서 외측으로 갈수록 전달되는 광에너지가 작아지는 형태를 나타내지만, 본 발명에서는 막대형 광원(120)과 반사판(130)이 하우징(110)을 중심으로 좌우로 대칭되게 하나씩 배치되면서, 반원부(131)와 포물선부(132)로 이루어지는 반사판(130)에 의해 광에너지가 상호 보상되도록 하여, 종래에 비해 대상물(20) 표면에 고르게 빛을 조사하여 열부하의 편차를 줄일 수 있다. 또한, 이러한 구성을 통해 광원의 에너지를 외부 유출 없이 모두 검사대상 표면에 조사할 수 있게 된다.
도 6a는 종래에 하나의 광원을 사용하면서 포물선형 반사판을 적용했을 때, 대상물의 위치에 따른 조사율을 나타낸다. 직사 조사율과 반사 조사율의 합인 합계 조사율은 중앙이 가장 높고 외측으로 갈수록 값이 낮아져 중앙과 외측의 편차가 높은 것을 알 수 있다.
도 6b는 본 발명과 같이 좌우로 대칭되는 2개의 광원을 사용하면서 반원부(131)와 포물선부(132)가 연결되는 반사판(130)을 적용했을 때, 대상물의 위치에 따른 조사율을 나타낸다. 각각의 광원에서 조사되는 조사율은 광원의 중심축(ℓ1 및 ℓ2)이 향하는 외측이 높고 타측으로 갈수록 낮아지는 형태를 보이지만, 광원의 위치가 대칭되므로 각각의 광원에서 조사되는 조사율이 서로 보상되어, 도 6b의 합계 조사율과 같이 중앙과 외측의 편차가 획기적으로 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
종래의 단순 포물선형 반사판을 적용했을 경우 변동계수(COV, Coefficient of variation) 값이 약 40% 였지만, 본 발명의 2개의 막대형 광원(120)과 반사판(130)을 적용했을 경우 5% 이하로 개선이 가능한 것을 확인할 수 있었다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 막대형 광원(120)과 반사판(130)이 하우징(110)에 좌우 대칭으로 각각 배치되고, 반사판(130)이 막대형 광원(120)을 둘러싸는 반원부(131)와, 이러한 반원부(131)와 일체로 연결되고 후방 개구(117) 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부(132)로 이루어짐으로써, 상호 대각으로 조사되는 광에너지에 의한 열부하 전달이 대상물(20)의 전체 탐상 면적에 대해 고르게 전달될 수 있다.
또한, 본 발명은 하우징(110)에 의해 외부 빛의 영향을 차단하고, 반원부(131)에 의해 광원에서 발산된 빛 에너지를 반대편의 포물선부(132)로 반사하여, 광에너지를 모두 대상물(20)에 투사할 수 있어 에너지 효율을 높일 수 있다.
또한, 광원의 빛을 대상물(20)의 표면에 사선으로 조사하여, 강한 빛에너지가 대상물(20)에서 반사되어 열화상 카메라(10)로 직접 들어오지 않도록 함으로써, 열화상 이미지의 핫존(hot zone) 형성이 없게 하여 탐상 품질을 높일 수 있다.
이때, 일측의 포물선부(132)의 중심축(ℓ1)이 타측의 반사판(130)의 단부를 향하는 것이 바람직하지만, 타측의 반사판(130)의 단부에 인접하는 부분을 향하게 하는 것으로도 본 발명의 효과를 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 열부하 투사장치는 휴대와 사용이 편리하여, 휴대용 열화상 탐상장치로 활용이 가능하다.
도 7은 본 발명의 열부하 투사장치의 다른 실시예를 도시하고 있다.
본 실시예에서, 막대형 광원(220)은 광을 발산하는 발광부(221)와, 이러한 발광부(221)를 둘러싸는 원형 단면의 투광부(222)를 포함한다. 투광부(222)의 표면에는 반사물질이 도포되는 반원형 반사층(223)이 구비된다.
반사판(230)은 반원형 반사층(223)의 단부를 연결하는 직선을 따라 상기 막대형 광원에서부터 멀어지는 쪽으로 연장되는 직선부(231)와, 이러한 직선부(231)와 일체로 연결되고 후방 개구(117) 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부(232)로 이루어진다.
일측의 포물선부(232)의 중심축(ℓ1 또는 ℓ2)은 타측의 반사판(230)의 단부를 향한다. 이는 타측의 포물선부(232)도 마찬가지이다.
본 실시예는 막대형 광원(220)의 투광부(222)의 반원에 대해 직접 반사물질을 도포한 반원형 반사층(223)을 적용한 것으로, 도 4의 반원부(131)을 대체할 수 있고, 포물선부(232)의 구성은 도 4에 도시된 실시예와 동일하다. 그에 따라, 도 4에 도시된 열부하 투사장치와 동일한 효과를 갖게 된다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10 : 열화상 카메라
20 : 대상물
100 : 열부하 투사장치
110 : 하우징
111 : 전면 차폐부
113 : 측면 차폐부
114 : 상부 차폐부
115 : 하부 차폐부
116 : 전방 개구
117 : 후방 개구
118 : 통기구
120 : 막대형 광원
130 : 반사판
131 : 반원부
132 : 포물선부
140 : 고정부재
150 : 지지부재
160 : 거치대
161 : 지지면
220 : 막대형 광원
221 : 발광부
222 : 투광부
223 : 반원형 반사층
230 : 반사판
231 : 직선부
232 : 포물선부
ℓ1, ℓ2 : 중심축
20 : 대상물
100 : 열부하 투사장치
110 : 하우징
111 : 전면 차폐부
113 : 측면 차폐부
114 : 상부 차폐부
115 : 하부 차폐부
116 : 전방 개구
117 : 후방 개구
118 : 통기구
120 : 막대형 광원
130 : 반사판
131 : 반원부
132 : 포물선부
140 : 고정부재
150 : 지지부재
160 : 거치대
161 : 지지면
220 : 막대형 광원
221 : 발광부
222 : 투광부
223 : 반원형 반사층
230 : 반사판
231 : 직선부
232 : 포물선부
ℓ1, ℓ2 : 중심축
Claims (5)
- 능동 열화상 비파괴 검사용 열부하 투사장치에 있어서,
전방 개구와 후방 개구가 형성되고 내부에 수용 공간을 갖는 하우징;
상기 전방 개구에 인접하여 위치되고 상기 하우징에 거치되어 종방향으로 연장되는 막대형 광원;
상기 막대형 광원을 둘러싸면서 상기 막대형 광원에서 조사되는 광을 반사시켜 상기 후방 개구 쪽으로 안내하는 반사판(130);
을 포함하고,
상기 막대형 광원에 의해 발산되는 광은 상기 반사판(130)에서 반사되어 상기 후방 개구에 위치되는 대상물에 투사되고,
상기 전방 개구의 전방에 위치되는 열화상 카메라에 의해 대상물의 열적 분포를 측정하여 대상물의 결함을 검사하고,
상기 막대형 광원과 상기 반사판(130)은 상기 하우징의 일측과 타측에 각각 구비되고, 중앙을 기준으로 좌우 대칭으로 배치되며, 상호 대각으로 조사하고,
상기 반사판(130)은 상기 막대형 광원을 둘러싸는 반원부(131)와, 상기 반원부(131)와 일체로 연결되고 상기 후방 개구 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부(132)로 이루어지고,
상기 막대형 광원은 상기 반원부(131)의 중심이면서 상기 포물선부(132)의 초점에 위치되고,
일측의 상기 포물선부(132)의 중심축(ℓ1)은 타측의 상기 반사판(130)의 단부를 향하도록 사선으로 배치되고, 타측의 상기 포물선부(132)의 중심축(ℓ2)은 일측의 상기 반사판(130)의 단부를 향하도록 사선으로 배치되는, 능동 열화상 비파괴 검사용 열부하 투사장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하우징은 내측에 구비된 상기 막대형 광원과 상기 반사판(130)을 차폐하고 보호하도록 직육면체 형상을 갖고,
상기 하우징은 상기 전방 개구를 포함하는 전면 차폐부와, 상기 전면 차폐부와 연결되어 후방으로 연장되는 측면 차폐부, 상기 전면 차폐부와 각각 연결되어 후방으로 연장되는 상부 차폐부 및 하부 차폐부를 포함하는, 능동 열화상 비파괴 검사용 열부하 투사장치. - 능동 열화상 비파괴 검사용 열부하 투사장치에 있어서,
전방 개구와 후방 개구가 형성되고 내부에 수용 공간을 갖는 하우징;
상기 전방 개구에 인접하여 위치되고 상기 하우징에 거치되어 종방향으로 연장되는 막대형 광원(220);
상기 막대형 광원(220)을 둘러싸면서 상기 막대형 광원(220)에서 조사되는 광을 반사시켜 상기 후방 개구 쪽으로 안내하는 반사판(230);
을 포함하고,
상기 막대형 광원(220)에 의해 발산되는 광은 상기 반사판(230)에서 반사되어 상기 후방 개구에 위치되는 대상물에 투사되고,
상기 전방 개구의 전방에 위치되는 열화상 카메라에 의해 대상물의 열적 분포를 측정하여 대상물의 결함을 검사하고,
상기 막대형 광원(220)과 상기 반사판(230)은 상기 하우징의 일측과 타측에 각각 구비되고, 중앙을 기준으로 좌우 대칭으로 배치되며, 상호 대각으로 조사하고,
상기 막대형 광원(220)은 발광부(221)와, 상기 발광부(221)를 둘러싸는 원형 단면의 투광부(222)를 포함하고,
상기 투광부(222)의 표면에는 반사물질이 도포되는 반원형 반사층(223)이 구비되고,
상기 반사판(230)은 상기 반원형 반사층(223)의 단부를 연결하는 직선을 따라 상기 막대형 광원(220)에서부터 멀어지는 쪽으로 연장되는 직선부(231)와, 상기 직선부(231)와 일체로 연결되고 후방 개구 쪽으로 포물선으로 연장되는 포물선부(232)로 이루어지고,
상기 막대형 광원(220)은 상기 포물선부(232)의 초점에 위치되고,
일측의 상기 포물선부(232)의 중심축(ℓ1)은 타측의 상기 반사판(230)의 단부를 향하도록 사선으로 배치되고, 타측의 상기 포물선부(232)의 중심축(ℓ2)은 일측의 상기 반사판(230)의 단부를 향하도록 사선으로 배치되는, 능동 열화상 비파괴 검사용 열부하 투사장치.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003028716A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Canon Inc | 分光測定装置および分光測定方法 |
| KR20050105171A (ko) * | 2003-01-15 | 2005-11-03 | 센스에어 아베 | 가스 셀 |
| KR20120106913A (ko) * | 2011-03-16 | 2012-09-27 | 삼성테크윈 주식회사 | 자동 광학 검사기의 자동 초점 조절 장치. |
| KR101769243B1 (ko) | 2016-03-28 | 2017-08-21 | 사단법인 한국스마트구조시스템 연구원 | 복합재료 결함 검출을 위한 비접촉 비파괴 검사시스템 및 검사방법 |
| KR101918109B1 (ko) * | 2018-03-20 | 2018-11-13 | 주식회사 이지비젼 | 광원모듈 및 비전검사모듈 |
| JP2019138649A (ja) * | 2018-02-06 | 2019-08-22 | 株式会社Ｋｊｔｄ | 探傷装置 |
-
2022
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003028716A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Canon Inc | 分光測定装置および分光測定方法 |
| KR20050105171A (ko) * | 2003-01-15 | 2005-11-03 | 센스에어 아베 | 가스 셀 |
| KR20120106913A (ko) * | 2011-03-16 | 2012-09-27 | 삼성테크윈 주식회사 | 자동 광학 검사기의 자동 초점 조절 장치. |
| KR101769243B1 (ko) | 2016-03-28 | 2017-08-21 | 사단법인 한국스마트구조시스템 연구원 | 복합재료 결함 검출을 위한 비접촉 비파괴 검사시스템 및 검사방법 |
| JP2019138649A (ja) * | 2018-02-06 | 2019-08-22 | 株式会社Ｋｊｔｄ | 探傷装置 |
| KR101918109B1 (ko) * | 2018-03-20 | 2018-11-13 | 주식회사 이지비젼 | 광원모듈 및 비전검사모듈 |
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