KR102562019B1 - Pipe thickness measurement device using radar - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파이프 내로 전자기파를 발생시켜 파이프의 두께를 측정할 수 있는 파이프 두께 측정장치에 관한 것이다.
본 발명의 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치는 유체가 흐르는 상태에서도 이중구조를 갖는 파이프 외측에서 내부관 두께를 측정할 수 있어 사용효율이 향상 될 수 있다.
또한, 본 발명의 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치는 제1 내지 제3레이다모듈을 통해 위치별 내부관의 두께를 측정할 수 있어, 내부관의 마모 상태 파악이 더욱 용이한 이점이 있다.The present invention relates to a pipe thickness measuring device using a radar, and more particularly, to a pipe thickness measuring device capable of measuring the thickness of a pipe by generating electromagnetic waves into the pipe.
The pipe thickness measuring device using the radar of the present invention can measure the thickness of the inner pipe from the outside of the pipe having a dual structure even when the fluid is flowing, so that the efficiency of use can be improved.
In addition, the pipe thickness measuring device using the radar of the present invention can measure the thickness of the inner pipe for each position through the first to third radar modules, so that it is easier to determine the wear state of the inner pipe.
Description
본 발명은 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파이프 내로 전자기파를 발생시켜 파이프의 두께를 측정할 수 있는 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe thickness measuring device using a radar, and more particularly, to a pipe thickness measuring device using a radar capable of measuring the thickness of a pipe by generating electromagnetic waves into the pipe.
배관된 파이프라인의 부식 또는 침식의 정도를 검사하기 위해서는 파이프라인의 두께 측정이 요구되며, 통상 초음파를 이용하여 그 두께를 측정하고 있다.In order to inspect the degree of corrosion or erosion of the piped pipeline, it is required to measure the thickness of the pipeline, and the thickness is usually measured using ultrasonic waves.
초음파를 이용한 파이프 두께 측정 시, 탐족자가 수직으로 접촉되어야 하고 이중분할형 탐촉자의 경우 분할된 탐촉자들이 파이프의 길이방향으로 배치되도록 방향을 맞추어 주어야 하는 번거로움이 있다.When measuring the thickness of a pipe using ultrasonic waves, probes have to be in vertical contact, and in the case of a double-segment type probe, it is inconvenient to orient the divided probes to be disposed in the longitudinal direction of the pipe.
구체적으로 초음파 자동 검사장치는 일반적으로 각종 산업설비의 건전성 확인을 위해 초음파 자동검사를 수행한다. 이러한 초음파 자동검사 장치의 일부인 초음파 탐촉자를 고정하는 장치인 초음파 탐촉자 홀더는 초음파 탐촉자에서 발생하는 초음파를 시험체에 일정한 각도로 입사시키도록 하기 위하여 굴절쐐기를 사용한다. 굴절쐐기를 통과한 초음파가 시험체와 초음파 탐촉자 사이를 잘 전달되도록 하려면 장착한 굴절쐐기를 시험체 표면에 잘 밀착시켜야만 한다. 이를 위하여, 종래 기술에 따른 초음파 탐촉자 홀더에서는 굴절쐐기가 시험체 표면의 굴곡 및 경사 변화에 대응하여 최대한 밀착이 되도록, 시험체 표면과 수직인 방향으로 당기거나 밀어주는 인장 또는 압축 스프링 구조를 사용하였다.Specifically, an automatic ultrasonic inspection device generally performs an automatic ultrasonic inspection to check the soundness of various industrial facilities. An ultrasonic transducer holder, which is a device for fixing an ultrasonic transducer, which is a part of such an automatic ultrasonic testing device, uses an articulated wedge to inject ultrasonic waves generated from an ultrasonic transducer into a test object at a certain angle. In order for the ultrasonic wave passing through the refraction wedge to be well transmitted between the test object and the ultrasonic transducer, the mounted refraction wedge must be closely adhered to the surface of the test object. To this end, in the ultrasonic transducer holder according to the prior art, a tension or compression spring structure was used that pulls or pushes the refraction wedge in a direction perpendicular to the surface of the test object so that the refraction wedge is in close contact with it as much as possible in response to changes in curvature and inclination of the surface of the test object.
또한, 탐촉자를 장착하여 일정한 각도로 하여 시험체로 초음파를 입사시키는 굴절쐐기는 입사각 조절을 위하여 아크릴과 같은 플라스틱 재료를 사용하는데 이러한 굴절쐐기에 초음파 탐촉자를 고정하는 암나사를 가공하여 끼우는 방식으로 초음파 탐촉자를 굴절쐐기에 고정하고 있다. 그 결과, 여러 번 탈착을 하는 경우 고정 나사가 마모되어, 초음파 탐촉자가 굴절쐐기에 견고하게 고정되지 않는 경우가 발생된다. 또한, 종래의 초음파 탐촉자 홀더는 인장 또는 압축 스프링을 사용하여 시험체 표면 쪽으로 굴절쐐기를 밀착시키는 구조로 되어 있기 때문에 압력용기와 같이 곡률이 있는 시험체에서 자동 검사를 수행하는 경우 스캐닝(Scanning) 시스템에서 초음파 탐촉자가 전후 좌우로 자동으로 이동할 때 스캐닝 시스템에 장착된 탐촉자 홀더 고정점과 시험체 표면과의 간격이 일정하지 않아 스프링의 늘어난 정도가 달라져 일정한 힘으로 굴절쐐기를 밀어주지 못함은 물론 스프링의 길이에 의하여 밀착시키기 위한 이송 거리에도 제한이 있어 한번에 검사하는 검사 영역을 제한하여 수행하는 문제점이 있었다.In addition, the refraction wedge, which mounts the transducer and injects ultrasonic waves into the test object at a certain angle, uses a plastic material such as acrylic to adjust the angle of incidence. It is fixed to the articulated wedge. As a result, in the case of attachment/detachment several times, the fixing screw is worn out, and the ultrasonic transducer is not firmly fixed to the refractive wedge. In addition, since the conventional ultrasonic transducer holder has a structure in which a refraction wedge is brought into close contact with the surface of a test object using a tension or compression spring, when an automatic inspection is performed on a test object having a curvature, such as a pressure vessel, an ultrasonic wave is used in a scanning system. When the transducer moves automatically back and forth, left and right, the distance between the fixed point of the transducer holder mounted on the scanning system and the surface of the test object is not constant, so the degree of stretching of the spring varies, making it impossible to push the refraction wedge with a constant force, as well as depending on the length of the spring. There was a problem in that the inspection area to be inspected at one time was limited because there was also a limit on the transfer distance for close contact.
또한, 합성수지와 같은 연질재료로 된 내부관과 금속소재의 외부관으로 구성되고 내부관과 외부관이 초음파로 접합된 이중관의 경우, 초음파를 이용하여 두께 측정 시 내부관과 외부관의 접합부분이 훼손될 가능성이 있다.In addition, in the case of a double tube composed of an inner tube made of a soft material such as synthetic resin and an outer tube made of metal, and the inner tube and the outer tube are joined by ultrasonic waves, the junction between the inner tube and the outer tube is damaged when the thickness is measured using ultrasonic waves. There is a possibility.
본 발명은 상기와 같음 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 레이다를 이용하여 이중관 구조인 파이프 내에 유체가 흐르는 상태에서도 내부관의 마모도를 검출할 수 있는 레이다를 이용판 파이프 두께 측정장치를 제공하고자 한다.The present invention was created to solve the above problems, and to provide a pipe thickness measuring device using a radar capable of detecting the wear of the inner pipe even when the fluid flows in the pipe having a double pipe structure using the radar .
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이다를 이용한 파이프 두께측정장치는 이중구조를 갖는 파이프의 둘레 또는 상호 연결되는 상기 파이프들 사이에 배치되어 상기 파이프에 레이다 방사선을 송출하는 적어도 하나의 레이다 모듈과, 상기 레이다모듈에서 송출된 상기 레이다 방사선이 상기 파이프를 관통하면서 일부 반사되는 상기 레이다 방사선을 검출하여 상기 파이프의 두께를 판단하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.The pipe thickness measuring device using the radar of the present invention for achieving the above object is at least one radar module disposed around a pipe having a double structure or between the pipes connected to each other to transmit radar radiation to the pipe. and a controller configured to determine the thickness of the pipe by detecting the radar radiation transmitted from the radar module and partially reflected while penetrating the pipe.
상기 레이다모듈은 상기 파이프의 상방에서 상기 파이프의 외주면측으로 상기 레이다 방사선을 송출하는 제1레이다모듈과, 상기 파이프의 측방에서 상기 파이프의 외주면측으로 상기 레이다 방사선을 송출하는 제2레이다모듈과, 상기 파이프의 측방에서 상기 파이프의 외주면 측으로 상기 레이다 방사선을 송출하는 제3레이다모듈을 구비하고, 상기 제어부는 상기 제1 내지 제3레이다모듈에 각각 장착되어 반사된 상기 레이다 방사선의 측정 신호를 수집하여 상기 레이다 방사선의 진폭의 변동피크들의 시간차를 통해 상기 파이프와의 두께를 판단하는 제1 , 제2 및 제3제어기와, 상기 제1 내지 제3레이다모듈의 구동을 제어하며, 상기 제1 내지 제3제어기 통해 측정된 상기 파이프의 상부, 측부 하부의 두께를 비교하여 가장 두께가 적은 부분을 판단하는 중앙제어기를 구비하고, 상기 제1 내지 제3제어기 통해 측정된 상기 파이프의 상부, 측부 하부의 두께 정보와, 상기 중앙제어기에서 판단한 정보를 표시하는 디스플레이부;를 더 구비하는 것이 바람직하다.The radar module includes a first radar module for transmitting the radar radiation from above the pipe to the outer circumferential side of the pipe, a second radar module for transmitting the radar radiation from the side of the pipe to the outer circumferential side of the pipe, and And a third radar module for transmitting the radar radiation from the side of the pipe to the outer circumferential side of the pipe, and the control unit is mounted on the first to third radar modules and collects measurement signals of the reflected radar radiation to collect the radar radiation. First, second, and third controllers for determining the thickness with respect to the pipe through a time difference between fluctuation peaks of the amplitude of radiation, and controlling driving of the first to third radar modules, and the first to third controllers and a central controller for determining a portion having the smallest thickness by comparing the thicknesses of the upper part and the lower part of the side of the pipe measured through the first to third controllers, , a display unit for displaying the information determined by the central controller;
본 발명의 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치는 복수의 상기 파이프들의 길이방향 양단부가 상호 이격되게 양측으로 각각 수용되며, 복수의 상기 파이프들과 연통되게 관통된 마모검출공간이 마련되며, 복수의 상기 파이프들 사이의 일측에 상기 레이다모듈이 관통장착되는 관 형상의 클램프와, 상기 클램프의 타측에 관통장착되어 상기 레이다모듈과 마주하며 상기 파이프의 내주면의 직경에 대응되게 상기 레이다모듈과 이격되며 상기 파이프의 내주면 측과 동일한 소재로 형성된 시편을 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 레이다모듈과 상기 시편과의 최초 이격거리가 설정되고, 상기 레이다모듈에서 방출되어 반사되는 상기 레이다 방사선을 통해 상기 레이다모듈과 상기 시편과의 이격거리 변동을 판단하여 상기 파이프의 내주면 마모도를 검출할 수도 있다.In the pipe thickness measuring device using the radar of the present invention, both ends of a plurality of the pipes in the longitudinal direction are accommodated at both sides spaced apart from each other, a wear detection space is provided in communication with the plurality of the pipes, and a plurality of the pipes A tubular clamp through which the radar module is mounted on one side between the clamps, and mounted through the other side of the clamp to face the radar module and spaced apart from the radar module corresponding to the diameter of the inner circumferential surface of the pipe. Further comprising a specimen made of the same material as the inner circumferential side, wherein the control unit sets an initial separation distance between the radar module and the specimen, and transmits the radar module and the specimen through the radar radiation emitted and reflected from the radar module. The degree of abrasion of the inner circumferential surface of the pipe may be detected by determining the change in the separation distance from the pipe.
상기 클램프는 상기 마모검출공간의 개방된 양측에 수요되는 상기 파이프들의 단부를 지지하는 복수의 지지턱과, 복수의 상기 지지턱들 사이의 일측에 형성되며 상기 레이다모듈이 관통장착되는 모듈장착공과, 상기 모듈장착공과 마주하도록 관통되어 상기 시편이 장착되되상기 시편이 상기 마모검출공간 측으로 이탈되는 것이 방지되게 상기 마모검출공간에 인접한 일측이 외측을 향하는 타측보다 좁은 면적으로 단턱지게 관통형성되는 시편 장착공이 형성되는 것이 바람직하다.The clamp includes a plurality of supporting protrusions supporting ends of the pipes required on both open sides of the wear detection space, a module mounting hole formed on one side between the plurality of supporting protrusions and through which the radar module is mounted, A specimen mounting hole through which one side adjacent to the wear detection space is formed in a narrower area than the other side facing the outside so that the specimen is mounted so as to face the module mounting hole and prevent the specimen from escaping toward the wear detection space. It is desirable to form
본 발명의 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치는 유체가 흐르는 상태에서도 이중구조를 갖는 파이프 외측에서 내부관 두께를 측정할 수 있어 사용효율이 향상 될 수 있다. 또한, 본 발명의 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치는 제1 내지 제3레이다모듈을 통해 위치별 내부관의 두께를 측정할 수 있어, 내부관의 마모 상태 파악이 더욱 용이한 이점이 있다.The pipe thickness measuring device using the radar of the present invention can measure the thickness of the inner pipe from the outside of the pipe having a dual structure even when the fluid is flowing, so that the efficiency of use can be improved. In addition, the pipe thickness measuring device using the radar of the present invention can measure the thickness of the inner pipe for each position through the first to third radar modules, so that it is easier to determine the wear state of the inner pipe.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께측정장치에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 파이프 두께 측정장치의 파이프 두께 측정 상태를 도시한 일부 횡단면도이고,
도 3는 도 1의 파이프 두께 측정장치에 대한 블록도이고,
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치에 대한 사시도이고,
도 5는 도 4의 파이프 두께 측정장치에 대한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치에 대한 단면도이다.1 is a perspective view of a pipe thickness measuring device using radar according to a first embodiment of the present invention;
2 is a partial cross-sectional view showing a pipe thickness measuring state of the pipe thickness measuring device of FIG. 1;
Figure 3 is a block diagram of the pipe thickness measuring device of Figure 1,
4 is a perspective view of a pipe thickness measuring device using a radar according to a second embodiment of the present invention;
Figure 5 is a cross-sectional view of the pipe thickness measuring device of Figure 4,
6 is a cross-sectional view of a pipe thickness measuring device using radar according to a third embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 다른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a pipe thickness measuring device using a radar according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 4에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(10)가 도시되어있다.1 to 4 show a pipe thickness measuring device 10 using radar according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(10)는 이중구조를 갖는 파이프(1)의 둘레에 배치되어 파이프(1)에 레이다 방사선을 송출하는 다수의 레이다 모듈(11,21,31)과, 레이다모듈에서 송출된 방사선이 파이프(1) 관통 시 방사선의 진폭 변동을 감지하는 제어부와, 중앙제어기(41)와 연결되어 레이다모듈(11,21,31)의 방사선 진폭 변동 추이를 표시하는 디스플레이부(50)를 구비한다.A pipe thickness measuring apparatus 10 using a radar according to a first embodiment of the present invention is disposed around a
다수의 레이다 모듈(11,21,31)은 파이프(1)의 외주면에 접하게 장착되는데, 파이프(1)의 상방에서 파이프(1)의 외주면측으로 레이다 방사선을 송출하는 제1레이다모듈(11)과, 파이프(1)의 측방에서 파이프의 외주면측으로 레이다 방사선을 송출하는 제2레이다모듈(21)과, 파이프의 측방에서 파이프의 외주면 측으로 레이다 방사선을 송출하는 제3레이다모듈(31)을 구비한다.The plurality of
제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)의 각각 전단측에는 파이프(1) 방향으로 갈수록 외경이 확장되어 파이프(1)와 접하는 관 형상의 방사선 가이드 패널(16,26,36)이 각각 장착될 수 있다.At the front end of each of the first to
제어부는 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)에 각각 장착되는 제1 , 제2 또는 제3제어기(15,25,35)와, 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)의 구동을 제어하는 중앙제어기(41)를 구비한다.The control unit includes the first, second, or third controllers 15, 25, and 35 mounted on the first to
즉, 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)은 방사선을 방출 및 반사된 방사선을 수신하는 제1, 제2 또는 제3송수신기(12,22,32)가 구비되며 제1, 제2 또는 제3제어기(15,25,35)가 장착된다. 제1, 제2 또는 제3제어기(15,25,35)는 제1, 제2 또는 제3송수신기(12,22,32)의 측정 신호를 수집하여 파이프의 두께를 판단한다.That is, the first to
중앙제어기(41)는 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)의 구동을 제어하며, 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)을 통해 측정된 파이프(1)의 상부, 측부 하부의 두께를 비교하여 가장 두께가 적은 부분을 판단하여 디스플레이부(50)에 표시되도록 적용될 수 있다.The
도 3에 도시된 바와 다르게 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(10)는 중앙제어기(41) 없이 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)이 디스플레이부(41)에 직접 연결되고, 제1 내지 제3제어기(15,25,35)에서 판단된 파이프의 부분별 두께가 디스플레이부(41)에 각각 표시되도록 적용될 수도 있다.3, the pipe thickness measuring device 10 using the radar according to the first embodiment of the present invention has the first to
그리고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(10)는 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)의 구동 및 디스플레이부의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(47)와, 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)의 구동을 위한 조작부(44)를 구비한다.In addition, the pipe thickness measuring device 10 using radar according to the first embodiment of the present invention is a power supply unit that supplies power necessary for driving the first to
한편, 파이프(1)는 단일구조일 수 있으나, 금속소재로된 외부관(2)과, 합성수지와 같은 연질소재로 된 내부관(3)으로 이루어진 이중구조일 수 있다.Meanwhile, the
본 발명의 파이프 두께 측정장치(1)를 통해 단일구조인 파이프의 두께를 측정하여 내부 마모 상태를 추정하거나, 이중구조의 파이프의 내부관(3)의 두께를 측정하여 내부관(3)의 내부 마모도를 추정할 수 있다.The pipe thickness measuring
제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)에서 파이프(1)의 두께를 측정하는 방법은 다음과 같다.The method of measuring the thickness of the
도 2를 참고하면, 이중구조인 파이프(1)의 상부 측 두께(du)는 외부관의 두께(d0)와 내부관의 상부두께(d1)를 합한 값이며, 파이프(1)의 측부 측 두께(ds)는 외부관의 두께(d0)와 내부관의 측두께(d2)를 합한 값이다. 또한, 파이프(1)의 하부 측 두께(dl)는 외부관의 두께(d0)와 내부관의 하부두께(d3)를 합한 값이다.Referring to FIG. 2, the thickness (d u ) of the upper side of the
먼저, 내부관의 상부두께(d1), 측부두께(d2) 및 하부두께(d3)는 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)에서 방출된 방사선이 외부관과 내부관을 각각 진입하면서 반사되는 방사선에 의해 발생되는 진폭의 변동추이를 통해 도출할 수 있다. First, the upper thickness (d 1 ), the side thickness (d 2 ), and the lower thickness (d 3 ) of the inner tube are the radiation emitted from the first to
제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)에서 방출된 방사선은 파이프(1)의 외부관(2)을 투과하는데 일부는 반사되며, 외부관(2)으로 진입된 방사선은 내부관(3)을 투과하여 파이프(1) 내로 빠져나가거나 일부는 다시 외부관(2)측으로 반사된다. 이와 같이 방사선이 파이프(1)의 외부관(2)과 내부관(3)을 통과하거나 반사되면서 진동폭의 변동되는데 이를 이용하여 파이프(1)의 상부, 측부 또는 하부의 총 두께를 도출할 수 있다.Radiation emitted from the first to
도 3을 참고하여 예를 들어 설명하면, t1은 방사선이 외부관(1)에 진입할 때 반사의 변동피크(P1)가 발생된 시간이고, t2는 방사선이 내부관(3)에 진입할 때 반사의 변동피크(P2)가 발생된 시간이며, t3은 내부관(3)을 투과 이후 반사되어 빠져나갈 때 변동피크(P3)가 발생된 시간이다.Referring to FIG. 3 as an example, t 1 is the time at which the fluctuation peak of reflection P 1 is generated when the radiation enters the
내부관(3)을 투과 후 반사되어 빠져나갈 때 변동피크(P3)가 발생된 시간(t3)에서 방사선이 내부관(3)에 진입할 때 변동피크(P2)가 발생된 시간(t2)을 뺀 시간차 값을 이용하여 내부관의 상부두께(d1), 측부두께(d2) 또는 하부두께(d3)를 도출할 수 있다.The time at which the fluctuation peak (P3) occurred (t 3 ) when the radiation entered the inner pipe (3) at the time when the fluctuation peak (P 2 ) occurred (t 2 ) can be used to derive the upper thickness (d 1 ), side thickness (d 2 ) or lower thickness (d 3 ) of the inner tube.
일 예로, 상부두께(d1)는 아래의 식을 이용하여 도출될 수 있다.For example, the upper thickness (d 1 ) can be derived using the formula below.
du = d0+d1 = d0+c(t3-t2)/2nd u = d 0 +d 1 = d 0 +c(t 3 -t 2 )/2n
d0는 외부관의 고정두께이고, c은 진공상태에서의 빛의 속도이고, n은 외부관(굴절률 n1)과 내부관(굴절률n2) 사이의 상대굴절률(n2/n1)이며, t3-t2은 방사선이 내부관을 2회 통과할 때 발생된 시간차이다. d 0 is is the fixed thickness of the outer tube, c is the speed of light in a vacuum, n is the relative refractive index (n 2 /n 1 ) between the outer tube (refractive index n 1 ) and the inner tube (refractive index n 2 ), and t 3 -t 2 is It is the time difference generated when the radiation passes through the inner tube twice.
상기의 식을 이용하여 측부두께(d2) 및 하부두께(d3)도 도출될 수 있다. The side thickness (d 2 ) and the bottom thickness (d 3 ) may also be derived using the above equation.
한편, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(10)은 도시되지는 않았으나, 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)을 고정하기위해 파이프 둘레에 위치되게 링형상의 클램프유닛을 더 구비할 수 있다.On the other hand, although not shown, the pipe thickness measuring device 10 using the radar according to the first embodiment of the present invention is positioned around the pipe to fix the first to
클램프유닛은 반 링형상으로 형성되며 파이프를 사이에 두고 상호 마주하는 제1 및 제2클램프를 구비할 수 있다. 제1 및 제2클램프에는 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)이 관통장착되게 적어도 하나 이상의 관통공이 형성된다.The clamp unit is formed in a half-ring shape and may include first and second clamps facing each other with a pipe interposed therebetween. At least one through-hole is formed in the first and second clamps so that the first to
상술한 바와 같은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치는 이중구조를 갖는 파이프(1) 외측에서 내부관 두께를 측정할 수 있어 사용효율이 향상 될 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치는 제1 내지 제3레이다모듈(11,21,31)을 통해 위치별 내부관(3)의 두께를 측정할 수 있어, 내부관(3)의 마모 상태 파악이 더욱 용이한 이점이 있다.As described above, the pipe thickness measuring device using the radar according to the first embodiment of the present invention can measure the inner tube thickness from the outside of the
한편, 도 4 및 도 5에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(110)가 도시되어 있다. Meanwhile, FIGS. 4 and 5 show a pipe thickness measuring device 110 using a radar according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(110)는 복수의 파이프(1)들의 길이방향 양단부가 상호 이격되게 양측으로 각각 수용되며, 복수의 파이프(1)들과 연통되게 관통된 마모검출공간(112)이 마련되며, 복수의 파이프(1)들 사이의 일측에 적어도 하나의 레이다모듈(11,21)이 관통장착되는 관 형상의 클램프(111)와, 클램프(111)의 타측에 관통장착되어 레이다모듈(11)과 마주하며 파이프(1)의 내주면의 직경에 대응되게 레이다모듈(11,21)과 이격되며 파이프(1)의 내주면 측과 동일한 소재로 형성된 시편(121)과, 레이다모듈(11,21)과 시편(121)과의 최초 이격거리 즉, 파이프의 직경(A)이 설정되고 레이다모듈(11,21)에서 방출되어 반사되는 레이다 방사선을 통해 레이다모듈(11,21)과 시편(121)과의 이격거리 변동을 판단하여 파이프(1)의 내주면 마모도를 검출하는 제어부를 구비한다.In the pipe thickness measuring device 110 using a radar according to the second embodiment of the present invention, both ends in the longitudinal direction of a plurality of
레이다모듈(11,21)은 클램프(111)의 상부에 설치되는 제1레이다모듈(11)과, 클램프의 측부에 설치되는 제2레이다모듈(21)으로 구분되며, 시편(121)은 레이다모듈(11,21)의 개수에 대응되게 마련되어, 하나는 제1레이다모듈(11)과 마주하고, 다른 하나는 제2레이다모듈(21)과 마주한다.The
제어부는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제1제어기(12)와 제2제어기(22)가 구비될 수 있는데, 제1제어기(12)는 제1레이다모듈(11)과 연결되고, 제2제어기(22)는 제2레이다모듈(21)과 연결된다.The controller may include a
클램프(111)는 마주하는 파이프들이 연통되게 내측에 마모검출공간(112)을 간는 관형상으로 형성되는데, 마모검출공간(112)의 개방된 양측에 수용되는 파이프(1)들의 단부를 지지하는 복수의 지지턱(113)과, 복수의 지지턱(113)들 사이의 일측에 형성되며 제1 및 제2레이다모듈(11,21)이 관통장착되는 복수의 모듈장착공(115)과, 각 모듈장착공(115)과 마주하도록 관통되어 시편(121)이 장착되되 시편(121)이 마모검출공간(112) 측으로 이탈되는 것이 방지되게 마모검출공간(112)에 인접한 일측이 외측을 향하는 타측보다 좁은 면적으로 단턱지게 관통형성되는 복수의 시편 장착공(118)이 마련된다.The clamp 111 is formed in a tubular shape that goes through the
시편장착공(118)은 마모검출공간(112)과 연통되는 제1관통부(119)와, 제1관통부(119)와 연통되되 제1관통부(119)보다 큰 면적으로 관통형성되는 제2관통부(120)로 구분된다.The specimen mounting hole 118 has a first through part 119 communicating with the
시편(121)은 제1관통부(119)에 수용되는 시편본체부(122)와, 파이프(1)의 외측을 향한 시편본체부(122)의 단부와 연결되며 제1관통부(119)보다 큰 면적을 갖는 플랜지부(123)을 구비한다.The specimen 121 is connected to the specimen body 122 accommodated in the first through part 119 and the end of the specimen body 122 facing the outside of the
시편(121)은 파이프(1)의 폭 방향으로 플랜지부(123)를 관통하여 클램프(111)에 장착되는 구속볼트(130)에 의해 구속된다.The specimen 121 is constrained by a restraining bolt 130 mounted to the clamp 111 through the flange portion 123 in the width direction of the
본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(110)는 복수의 파이프(1)들을 연결하는 역할을 하면서 동시에, 파이프의 내주면의 마모도를 예측할 수 있다. The pipe thickness measuring device 110 using radar according to the second embodiment of the present invention serves to connect a plurality of
구체적으로 설명하면, 시편(121)이 파이프(1)의 내부관(3)과 동일한 소재로 형성되어, 파이프(1)의 내부를 따라 흐르는 유체, 회 등에 의해 내부관(3)과 동일한 두께로 마모될 수 있다. Specifically, the specimen 121 is formed of the same material as the
즉, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(110)는 파이프(1)의 내부를 따라 흐르는 유체, 회 등에 의해 시편(121)의 마모에 따른 레이다모듈(11,21)과 시편(121)의 거리를 레이다모듈(11)에서 방출되어 수신된 레이다방사선의 측정값 변화를 통해 산출하여 기 설정된 레이다모듈(11,21)과 시편(121)과의 거리와 비교함으로써 파이프(1)의 내부관(3)의 마모도를 예측할 수 있다. That is, in the pipe thickness measuring device 110 using radar according to the second embodiment of the present invention, the
제1레이다모듈(11)은 방사선을 방출 및 반사된 방사선을 수신하는 제1송수신기(12)가 구비되고, 제1제어기(15)는 제1송수신기(12)의 측정 신호를 수집하여 파이프의 두께를 판단한다. 제2레이다모듈(21)은 방사선을 방출 및 반사된 방사선을 수신하는 제2송수신기(22)가 구비되고, 제2제어기(25)는 제2송수신기(22)의 측정 신호를 수집하여 파이프의 두께를 판단한다.(도 3 참조)The
유체가 내부관의 내경을 전체 채워진 상태로 흐를 때, 아래와 같은 식 이용하여 레이다모듈(11,21)과 시편(121)과의 거리를 도출할 수 있다.When the fluid flows in a state in which the inner diameter of the inner tube is completely filled, the distance between the
A = c(t'2-t'1)/2n'A = c(t' 2 -t' 1 )/2n'
A는 제1 또는 제2레이다모듈(11,21)과 시편(121)과의 거리이고, t'1은 레이다 방사선이 유체를 진입할 때 반사의 변동피크가 발생된 시간이고, t'2는 레이다 방사선이 시편(121)에 반사되어 유체를 빠져나갈 때 변동피크가 발생된 시간이다. c은 진공상태에서의 빛의 속도이고, n'는 마모검출공간에 채워진 유체의 굴절률이며, t'2-t'1은 레이다방사선이 유체를 2회 통과할 때 발생된 시간차이다. 레이다 방사선은 유체를 통과하여 시편에서 도달한 후 반사되어 레이다모듈에 다시 도달하면서 유체를 2회 통과한다. A is the distance between the first or
제1 또는 제2레이다모듈(11,21)과 시편(121)과의 거리가 도출되면, 기존 설정된 거리와 비교하여 마모도를 판단하여 내부관(3)의 두께를 파악할 수 있다.When the distance between the first or
제1 및 제2레이다모듈(11,21)은 제시된 도출 방법 외의 공지된 레이다를 이용한 거리 측정방식이 적용될 수도 있다.For the first and
한편, 도 6에는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(210)가 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 갖는 구성요소는 동일 참조부호로 표기한다.Meanwhile, FIG. 6 shows a pipe
본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(210)는 시편(221)과, 클램프(211)을 제외하고 동일한 구조를 갖되, 복수의 위치조절부재(240)와, 복수의 탄성지지부재(250)를 더 구비한다. The pipe
시편(221)은 제1관통부(119)에 진퇴가능하게 수용되되 제1관통부(119)의 관통된 길이보다 길게 연장된 시편본체부(222)와, 파이프(1)의 외측을 향한 시편본체부(222)의 단부와 연결되며 제1관통부(119)보다 큰 면적을 갖되 파이프(1)의 외측으로 갈수록 면적이 좁아지게 형성되어 측부에 제1 및 제2 경사면(224,225)을 갖는 플랜지부(223)를 한다.The specimen 221 is accommodated in the first through-portion 119 to be retractable, and the
클램프(211)는 본 발명의 제1 실시 예에 다른 클램프(111)의 구조에, 제2관통부(120) 측의 마주하는 내주면에 상호 멀어지는 방향으로 인입형성된 복수의 인입홈(228)이 더 형성된다.The clamp 211 has a structure of the clamp 111 according to the first embodiment of the present invention, and a plurality of
복수의 위치조절부재(240)는 각 인입홈(228) 측에 수용되는 사각기둥 형상으로 형성되되 플랜지부(223)의 제1 또는 제2경사면(224,225)과 면접하는 경사면(243)을 갖도록 파이프(1)에 멀어질수록 면적이 확장되는 헤드부(242)와, 파이프(1)의 외주면에 대해 돌출된 클램프(211)의 길이방향 일측 또는 타측 단부측에서 인입홈(228) 측으로 관통되어 헤드부(242)와 연결되게 클램프(211)에 나사결합되어 헤드부(242)를 이동시켜 클램프(211)에 대한 시편(221)의 높이를 조절하는 위치조절볼트(244)를 각각 구비한다.The plurality of position adjusting members 240 are formed in the shape of a square column accommodated on the side of each
복수의 탄성지지부재(250)는 파이프(1)의 폭 방향으로 플랜지부(223)를 관통하여 제2관통부(120)를 지나 클램프(211)에 나사결합되는 구속볼트(130)가 내측으로 각각 관통되어 시편(221)을 탄성지지한다.The plurality of
본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(210)는 위치조절볼트(244)들을 회전시켜 마주하는 헤드부(242)들을 상호 인접하게 이동시켜 마모된 시편(221)을 마모검출공간(112)측으로 이동시켜 레이다모듈(11)과 시편(121)의 최초 이격거리로 재세팅하거나, 반대로 시편(221)을 마모검출공간(112)으로 멀어지게 이동시킬 수 있어, 다양한 조건에서 마모도를 측정할 수 있어 검출효율이 향상될 수 있다.The pipe
본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치(210)는 파이프(1) 교체 시, 시편(221)만 클램프에서 분리하여 교체할 수 있어 관리 효율이 향상될 수 있으며, 제1 및 제2레이다모듈(11,21)을 통해 내부관(3)의 하부와 측부의 마모도를 측정할 수 있어, 내부관의 마모도를 판단효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.In the pipe
이상에서 설명한 본 발명에 따른 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치는 도면에 도시된 일 예를 참조하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 특허청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The pipe thickness measuring device using the radar according to the present invention described above has been described with reference to an example shown in the drawings, but this is only an example, and various modifications and equivalents from this to those of ordinary skill in the art It will be appreciated that other embodiments are possible. Therefore, the scope of true technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
1 : 파이프 2 : 외부관
3 : 내부관 11 : 제1레이다모듈
21 : 제2레이다모듈 31 : 제3레이다모듈
111 : 클램프 112 : 마모검출공간
121 : 시편1: pipe 2: outer pipe
3: inner tube 11: first radar module
21: second radar module 31: third radar module
111: clamp 112: wear detection space
121: Psalm
Claims (5)
상기 레이다모듈에서 송출되어 일부 반사되는 상기 레이다 방사선을 검출하여 상기 파이프의 두께를 판단하는 제어부와,
복수의 상기 파이프들의 길이방향 양단부가 상호 이격되게 양측으로 각각 수용되며, 복수의 상기 파이프들과 연통되게 관통된 마모검출공간이 마련되며, 복수의 상기 파이프들 사이의 일측에 상기 레이다모듈이 관통장착되는 관 형상의 클램프와,
상기 클램프의 타측에 관통장착되어 상기 레이다모듈과 마주하며 상기 파이프의 내주면의 직경에 대응되게 상기 레이다모듈과 이격되며 상기 파이프의 내주면 측과 동일한 소재로 형성된 시편을 구비하고,
상기 제어부는
상기 레이다모듈과 상기 시편과의 최초 이격거리가 설정되고, 상기 레이다모듈에서 방출되어 반사되는 상기 레이다 방사선을 통해 상기 레이다모듈과 상기 시편과의 이격거리 변동을 판단하여 상기 파이프의 내주면 마모도를 검출하는 것을 특징으로 하는 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치.At least one radar module disposed around a pipe having a double structure or between the interconnected pipes to transmit radar radiation to the pipe;
a controller configured to determine the thickness of the pipe by detecting the radar radiation transmitted from the radar module and partially reflected;
Both ends of the plurality of pipes in the longitudinal direction are accommodated at both sides spaced apart from each other, a wear detection space is provided in communication with the plurality of pipes, and the radar module is mounted on one side between the plurality of pipes. A tubular clamp to be,
A specimen mounted through the other side of the clamp, facing the radar module, spaced apart from the radar module to correspond to the diameter of the inner circumferential surface of the pipe, and formed of the same material as the inner circumferential surface of the pipe,
The control unit
The initial separation distance between the radar module and the specimen is set, and the inner circumferential wear of the pipe is determined by determining the variation in the separation distance between the radar module and the specimen through the radar radiation emitted from the radar module and reflected Pipe thickness measuring device using radar, characterized in that.
상기 클램프의 상부에 설치되어 하나의 상기 시편과 마주하는 제1레이다모듈과,
상기 클램프의 측부에 설치되어 다른 하나의 상기 시편과 마주하는 제2레이다모듈을 구비하고,
상기 제어부는
상기 제1 및 제2레이다모듈에 각각 연결되어 반사된 상기 레이다 방사선의 측정 신호를 수집하여 상기 레이다 방사선의 진폭의 변동피크들의 시간차를 통해 상기 파이프와의 두께를 판단하는 제1 및 제2제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치The method of claim 1, wherein the radar module
A first radar module installed on the top of the clamp and facing one of the specimens;
A second radar module installed on the side of the clamp and facing the other specimen,
The control unit
First and second controllers respectively connected to the first and second radar modules to collect measurement signals of the reflected radar radiation and to determine the thickness of the pipe through a time difference between fluctuation peaks of the amplitude of the radar radiation; Pipe thickness measuring device using radar, characterized in that it is provided
상기 마모검출공간의 개방된 양측에 수요되는 상기 파이프들의 단부를 지지하는 복수의 지지턱과,
복수의 상기 지지턱들 사이의 일측에 형성되며 상기 레이다모듈이 관통장착되는 모듈장착공과, 상기 모듈장착공과 마주하도록 관통되어 상기 시편이 장착되되상기 시편이 상기 마모검출공간 측으로 이탈되는 것이 방지되게 상기 마모검출공간에 인접한 일측이 외측을 향하는 타측보다 좁은 면적으로 단턱지게 관통형성되는 시편 장착공이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치.The method of claim 1, wherein the clamp
A plurality of support protrusions supporting ends of the pipes required at both open sides of the wear detection space;
A module mounting hole formed on one side between the plurality of support jaws and through which the radar module is mounted, penetrated to face the module mounting hole, and the specimen is mounted so that the specimen is prevented from escaping toward the wear detection space. A pipe thickness measuring device using a radar, characterized in that one side adjacent to the wear detection space is formed with a specimen mounting hole formed stepwise through a smaller area than the other side facing the outside.
상기 마모검출공간과 연통되는 제1관통부와, 상기 제1관통부와 연통되되 상기 제1관통부보다 큰 면적으로 관통형성되는 제2관통부를 구비하고,
상기 클램프는 상기 제2관통부 측의 마주하는 내주면에 상호 멀어지는 방향으로 인입형성된 복수의 인입홈이 더 형성되고,
상기 시편은
상기 제1관통부에 진퇴가능하게 수용되되 상기 제1관통부의 관통된 길이보다 길게 연장된 시편본체부와, 상기 파이프의 외측을 향한 상기 시편본체부의 단부와 연결되며 상기 제1관통부보다 큰 면적을 갖되 상기 파이프의 외측으로 갈수록 면적이 좁아지게 형성되어 측부에 제1 및 제2 경사면을 갖는 플랜지부를 구비하고,
각 인입홈 측에 수용되며 상기 플랜지부의 제1 또는 제2경사면과 면접하는 경사면을 갖도록 상기 파이프에 멀어질수록 면적이 확장되는 헤드부와, 상기 파이프의 외주면에 대해 돌출된 상기 클램프의 단부측에서 상기 인입홈 측으로 관통되어 상기 헤드부와 연결되게 상기 클램프에 나사결합되어 상기 헤드부를 이동시켜 상기 클램프에 대한 상기 시편의 위치를 조절하는 위치조절볼트를 각각 포함하는 복수의 위치조절부재와,
상기 파이프의 폭 방향으로 상기 플랜지부를 관통하여 상기 제2관통부를 지나 상기 클램프에 나사결합되는 구속볼트가 내측으로 관통되어 상기 시편을 탄성지지하는 탄성지지부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이다를 이용한 파이프 두께 측정장치.The method of claim 4, wherein the specimen mounting hole
A first through portion communicating with the wear detection space, and a second through portion communicating with the first through portion and having a larger area than the first through portion,
The clamp is further formed with a plurality of inlet grooves formed in a direction away from each other on the inner circumferential surface facing the second through-portion side,
The psalm
A specimen body portion accommodated retractably in the first through portion and extended longer than the penetrating length of the first through portion, and an area larger than the first through portion and connected to an end of the specimen body portion toward the outside of the pipe. And a flange portion having a first and second inclined surfaces formed on the side of the pipe so that the area becomes narrower toward the outside of the pipe,
A head portion that is accommodated in each inlet groove and has an inclined surface that faces the first or second inclined surface of the flange portion and expands as the area gets farther away from the pipe, and the end side of the clamp protruding from the outer circumferential surface of the pipe A plurality of position adjusting members each including a position adjusting bolt that passes through the inlet groove and is screwed into the clamp so as to be connected to the head part and moves the head part to adjust the position of the specimen with respect to the clamp;
Through the flange portion in the width direction of the pipe and through the second through portion, a restraining bolt screwed to the clamp penetrates inward to provide an elastic support member for elastically supporting the specimen. Pipe thickness measuring device.
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KR1020200182932A KR102562019B1 (en) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | Pipe thickness measurement device using radar |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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