KR102623914B1 - Paut 스캔 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

PAUT 스캔 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템은 기설정된 스캔 대상을 스캔하는 스캔부; 상기 스캔부를 제어하는 제어부; 및 상기 스캔부로부터 수집되는 스캔 데이터에 기초하여 PAUT 탐상 데이터를 생성하고, 상기 PAUT 탐상 데이터를 기설정된 사용자 단말로 전송하는 데이터 처리부;를 포함하되, 상기 스캔부는, ㄱ자 형상으로 마련되어 상기 스캔 대상에 장착되는 제1 프레임; 일측에 적어도 하나의 결합 부재가 마련되어 상기 제1 프레임에 마련된 적어도 하나의 홈에 끼움 결합되는 제2 프레임; 및 상기 제2 프레임에 결합되어 기설정된 제어 신호에 기초하여 상기 스캔 대상에 초음파 신호를 송신하고 수신하는 탐촉자 웨지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

PAUT 스캔 시스템 및 그 방법{PHASED ARRAY ULTRASONIC TESTING SCAN SYSTEM AND THE METHOD OF THEREOF}
본 발명은 PAUT(위상배열초음파)를 이용한 스캔 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스캔 대상의 모서리 용접 부위에 스캐너를 장착하고, 스캐너를 이동하며 PAUT 탐상 데이터를 획득하는 PAUT 스캔 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
비파괴 검사 기법 중에서 산업 설비의 결함을 검출하고 신뢰성을 평가하기 위한 대표적인 기법이 초음파 탐상 기법이다.
보다 상세하게는, 초음파 탐상 기법은 보통 인간이 들을 수 있는 가청음파의 범위(20~20,000Hz)를 넘는 높은 주파수의 음파를 검사할 재질내로 보내어 표면 및 내부 결함을 검출하는 비파괴검사법의 하나이다.
초음파를 이용하여 시험체에 초음파를 전달하면 에너지의 손실과 더불어 시험체 내부를 진행하게 되며, 내부에 존재하는 불연속으로부터 반사한 초음파의 에너지량, 초음파의 진행시간 등을 분석하여 불연속의 위치 및 크기를 정확히 알아낼 수가 있다. 초음파 탐상 검사는 시험체 내부에 존재하는 불연속부를 확인할 수 있는 방법으로 방사선 투과 검사와 더불어 가장 널리 사용되지만 이에 비해 시험체의 두께가 두꺼워도 쉽게 검사가 가능하며 면상 결함에 대한 검출 능력이 뛰어난 장점이 있다.
초음파 탐상 검사시 얻어질 수 있는 정보는 초음파의 성질에 의해 반사, 굴절, 회절 및 간섭을 통해 이루어지며 시험체내 불연속으로부터 반사, 고체와 기체의 계면에서의 반사, 고체와 액체의 계면에서의 반사 등을 통한 펄스-반사법이 주로 이용되고 있다.
종래의 기술인 한국등록특허공보 제10-0441757호는 적어도 하나 이상의 초음파 탐촉자를 빔퍼짐각 및 주사위치에 따라 계산된 적정 거리로 배열하여 형성된 탐촉자 조합 케이스에 의해 용접부에 주사된 각각의 초음파 신호를 선택적으로 구분하여 표시할 수 있도록 구성된 용접부에 대한 초음파 다중 스캐닝 탐상장치에 대하여 개시하고 있고, 한국등록특허공보 제10-1746976호는 제1 방향 및 제2 방향에서 전자기 초음파를 강판의 용접부로 조사한 수 용접부를 투과한 투과파 및 용접부에서 반사된 반사파를 수신하고, 투과파 및 반사파의 상대비를 이용하여 용접부의 용접 결함을 검출하는 강판 용접결함 검출 장치 및 그 방법에 대하여 개시하고 있으나, 이러한 종래 기술은 모서리 용접부에 대한 정확한 결함 검사가 어렵다는 문제점이 있다.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위하여 모서리 용접부에 대하여 정확한 결함 검사가 가능하고, 사용시 내구성 및 내마모성을 향상시킬 수 있는 PAUT 스캔 시스템 및 그 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 ㄱ자 형상으로 마련된 프레임 상에 탐촉자 웨지가 결합됨으로써, 스캔 대상인 모서리 용접부에 정확하게 장착될 수 있고, 모서리 용접부에 대하여 정확한 PAUT 탐상 데이터를 획득할 수 있는 PAUT 스캔 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 스캔 대상과 접하는 영역에 볼 베어링 및 볼 볼트가 마련됨으로서, 탐촉자 웨지의 내구성 및 내마모성을 향상시키고, 스캔부의 수명을 연장시킬 수 있는 PAUT 스캔 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 스캔 대상을 스캔하기 전에 테스트 초음파 신호를 스캔 대상에 송신하고, 오류 발생 여부를 판단하므로써, 스캔부의 오작동을 사전에 방지하고 PAUT 탐상 데이터의 신뢰도를 검증할 수 있는 PAUT 스캔 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템은 기설정된 스캔 대상을 스캔하는 스캔부, 스캔부를 제어하는 제어부 및 스캔부로부터 수집되는 스캔 데이터에 기초하여 PAUT 탐상 데이터를 생성하고, PAUT 탐상 데이터를 기설정된 사용자 단말로 전송하는 데이터 처리부를 포함하되, 스캔부는, ㄱ자 형상으로 마련되어 스캔 대상에 장착되는 제1 프레임, 제1 프레임에 결합되는 제2 프레임 및 제2 프레임에 장착되어 기설정된 제어 신호에 기초하여 스캔 대상에 초음파 신호를 송신하고 수신하는 탐촉자 웨지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 프레임은, 스캔 대상과 접하는 부위에 적어도 하나의 볼 베어링 및 적어도 하나의 볼 볼트가 마련되고, 제2 프레임은, 스캔 대상과 접하는 부위에 적어도 하나의 볼 볼트가 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2 프레임은, 내면에 일측에 체결 돌기가 형성된 적어도 하나의 삽입홀 및 삽입홀에 삽입되는 적어도 하나의 고정부재를 포함하고, 제2 프레임은, 고정부재가 제1 프레임에 마련되는 결합홈을 관통하여 삽입홀에 삽입되어 제1 프레임에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는, 스캔부의 장착 상태를 확인하는 장착 상태 확인부, 장착 상태 확인부에서 스캔부의 장착 상태가 정상으로 판단된 경우, 사용자 단말로부터 탐촉자 웨지의 탐상 설정 데이터를 입력받는 설정 입력부, 탐촉자 웨지가 스캔 대상에 테스트 초음파 신호를 송신하도록 제어하고, 스캔 대상으로부터 반사되어 탐촉자 웨지에 수신되는 초음파 신호를 분석하여 오류 발생 여부를 판단하는 오류 판단부 및 오류 판단부에서 오류가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 설정 입력부에 입력된 탐상 설정 데이터에 기초하여 탐촉자 웨지가 구동하도록 제어하는 구동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 방법은 기설정된 스캔 대상에 장착된 스캔부의 장착 상태를 제어부가 판단하는 제1 단계, 제어부에서 스캔부의 장착 상태에 이상이 없는 것으로 판단된 경우, 기지정된 사용자 단말로부터 입력되는 탐촉자 웨지의 탐상 설정 데이터를 상기 제어부가 수신하는 제2 단계, 스캔 대상에 테스트 초음파 신호를 송신하도록 제어부가 상기 스캔부를 제어하는 제3 단계, 스캔 대상으로부터 반사되어 수신되는 테스트 초음파 신호를 제어부가 분석하고 오류 발생 여부를 판단하는 제4 단계, 제어부에서 테스트 초음파 신호에 오류가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 탐상 설정 데이터에 기초하여 스캔부가 스캔 대상을 스캔하도록 제어부가 제어하는 제5 단계 및 스캔부로부터 수집되는 스캔 데이터에 기초하여 데이터 처리부가 PAUT 탐상 데이터를 생성하고, 사용자 단말에 PAUT 탐상 데이터를 전송하는 제6 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, ㄱ자 형상으로 마련된 프레임 상에 탐촉자 웨지가 결합됨으로써, 스캔 대상인 모서리 용접부에 정확하게 장착될 수 있고, 모서리 용접부에 대하여 정확한 PAUT 탐상 데이터를 획득할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 스캔 대상과 접하는 영역에 볼 베어링 및 볼 볼트가 마련됨으로서, 탐촉자 웨지의 내구성 및 내마모성을 향상시키고, 스캔부의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 가진다.
또한, 스캔 대상을 스캔하기 전에 테스트 초음파 신호를 스캔 대상에 송신하고, 오류 발생 여부를 판단하므로써, 스캔부의 오작동을 사전에 방지하고 PAUT 탐상 데이터의 신뢰도를 검증할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 스캔부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시례 따른 PAUT 스캔 시스템의 제1 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 제2 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 제1 프레임 및 제2 프레임의 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 제어부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 오류 판단부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템을 스캔 대상에 장착한 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시례 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시례에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이하, 본 발명인 발명의 명칭은 첨부된 도 1을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 스캔부를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시례 따른 PAUT 스캔 시스템의 제1 프레임을 설명하기 위한 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 제2 프레임을 설명하기 위한 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 제1 프레임 및 제2 프레임의 결합을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 제어부를 설명하기 위한 도면이고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템의 오류 판단부를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템을 스캔 대상에 장착한 형상을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 방법을 설명하기 위한 도면이다.
<실시례 1>
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템(100)은 스캔부(110), 제어부(120) 및 데이터 처리부(130)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 스캔부(110)는 기설정된 스캔 대상(10)을 스캔하고, 상기 제어부(120)는 상기 스캔부(110)를 제어하며, 상기 데이터 처리부(130)는 상기 스캔부(110)로부터 수집되는 스캔 데이터에 기초하여 PAUT 탐상 데이터를 생성하고, 상기 PAUT 탐상 데이터를 기설정된 사용자 단말(20)로 전송할 수 있다.
일례로, 상기 데이터 처리부(130)는 블루투스 모듈, 지그비 모듈, 와이파이 모듈 등의 무선 통신 모듈을 포함하며, 무선 통신 방식을 이용하여 상기 PAUT 탐상 데이터를 상기 사용자 단말(20)에 전송할 수 있다.
한편, 도 2를 참고하면, 상기 스캔부(110)는, ㄱ자 형상으로 마련되어 상기 스캔 대상(10)에 장착되는 제1 프레임(111), 상기 제1 프레임(111)에 결합되는 제2 프레임(112) 및 상기 제2 프레임(1120)에 장착되어 기설정된 제어 신호에 기초하여 상기 스캔 대상(10)에 초음파 신호를 송신하고 수신하는 탐촉자 웨지(113)를 포함할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프레임(111)은, 상기 스캔 대상(10)과 접하는 부위에 적어도 하나의 볼 베어링(310) 및 적어도 하나의 볼 볼트(320)가 마련되고, 상기 제2 프레임(112)은, 상기 스캔 대상(10)과 접하는 부위에 적어도 하나의 볼 볼트(330)가 마련될 수 있다.
따라서, 제1 프레임(111)이 상기 스캔 대상(10)의 표면 상에서 이동하더라도, 상기 볼 베이링(310) 및 상기 볼 볼트(320)에 의해 스캔 대상(10) 및 제1 프레임(111)의 마찰을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 제2 프레임(112)에 마련된 상기 볼 볼트(330)에 의해 상기 탐촉자 웨지(113)와 상기 스캔 대상(10) 사이에는 에어갭(d)이 형성되어 상기 탐촉자 웨지(113)의 마모를 방지하고, 내구성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 7을 참고하면, 상기 제2 프레임(112)은, 내면에 일측에 체결 돌기가 형성된 적어도 하나의 삽입홀(510) 및 상기 삽입홀(510)에 삽입되는 적어도 하나의 고정부재(520)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 고정부재(520)는 상기 삽입홀(510)의 체결돌기에 체결되는 체결홈이 마련되며, 상기 체결홈에 상기 체결돌기가 결합될 수 있다.
따라서, 상기 제2 프레임(112)은 상기 고정부재(520)가 상기 제1 프레임(111)에 마련되는 결합홈(410)을 관통하여 상기 삽입홀(510)에 삽입되어 상기 제1 프레임(111)에 결합될 수 있다.
일례로, 상기 삽입홀(510)에 마련되는 체결돌기는 나사산 형상으로 마련될 수 있으며, 상기 삽입홀(510)의 내주면에 체결돌기인 나사산이 마련되는 경우, 상기 고정부재(520)는 볼트 형상으로 마련되어, 상기 삽입홀(510)에 체결될 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 제1 프레임(111)에 마련되는 결합홈(410)은 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 타원 형상으로 마련될 수도 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 일단이 개방된 형태로 마련될 수 있도 있다.
또한, 상기 제2 프레임(112)은 상기 제1 프레임(111)에 마련된 상기 결합홈(410)을 따라 자유롭게 이동 가능하며, 적어도 하나의 결합부재를 더 포함하여 상기 제1 프레임(111) 상의 어느 한 위치에 고정될 수도 있다.
한편, 도 8을 참고하면, 상기 제어부(120)는, 상기 스캔부(110)의 장착 상태를 확인하는 장착 상태 확인부(121), 상기 장착 상태 확인부(121)에서 상기 스캔부(110)의 장착 상태가 정상으로 판단된 경우, 상기 사용자 단말(20)로부터 상기 탐촉자 웨지의(113) 탐상 설정 데이터를 입력받는 설정 입력부(122), 상기 탐촉자 웨지(113)가 상기 스캔 대상(10)에 테스트 초음파 신호를 송신하도록 제어하고, 상기 스캔 대상(10)으로부터 반사되어 상기 탐촉자 웨지(113)에 수신되는 초음파 신호를 분석하여 오류 발생 여부를 판단하는 오류 판단부(123) 및 상기 오류 판단부(123)에서 오류가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 설정 입력부(122)에 입력된 상기 탐상 설정 데이터에 기초하여 상기 탐촉자 웨지(113)가 구동하도록 제어하는 구동 제어부(124)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 장착 상태 확인부(121)는 상기 스캔부(110)가 상기 스캔 대상(10)에 정확하게 장착되었는지를 판단하되, 적어도 하나의 거리 측정 센서를 포함하여 상기 스캔 대상(10) 및 상기 제1 프레임(111) 사이의 제1 간격을 측정하고, 상기 제1 간격이 기설정된 제1 기준 간격을 초과하는 경우, 상기 스캔부(110)가 상기 스캔 대상(10)에 정확하게 장착되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 장착 상태 확인부(121)가 네 개의 거리 측정 센서를 이용하여 상기 스캔 대상(10) 및 상기 제1 프레임(111) 사이의 제1 간격을 측정하는 경우, 4개의 거리 측정 데이터가 생성될 수 있다. 이때, 4개의 거리 측정 데이터 중 어느 하나가 상기 제1 기준 간격을 초과하는 경우, 상기 스캔부(110)가 상기 스캔 대상(10)에 정상적으로 장착되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 스캔부(110)가 수평이 아닌 스캔 대상(10)에 장착될 경우, 상기 4개의 거리 측정 데이터의 평균이 기설정된 제1 평균 간격을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 스캔부(110)의 장착 상태를 판단할 수도 있다.
상기 스캔부(110)가 상기 스캔 대상(10)에 정상적으로 장착되지 않은 경우, 상기 장착 상태 확인부(121)는 상기 데이터 처리부(130)에 마련된 통신 모듈을 통해 상기 사용자 단말(20)에 장착 상태 점검을 요청하는 알림 신호를 송신할 수도 있다.
한편, 상기 설정 입력부(122)는 상기 사용자 단말(20)로부터 상기 스캔 대상(10)을 스캔하기 위한 탐상 설정 데이터를 입력받을 수 있다.
일례로, 상기 탐상 설정 데이터는 상기 탐촉자 웨지(113)를 통해 출력되는 초음파 신호의 굴절각, 진행속도, 송신 주기, 매질 정보 등을 포함할 수 있다.
상기 오류 판단부(123)는 상기 탐촉자 웨지(113)를 통해 상기 스캔 대상(10)에 테스트 초음파 신호를 송신하도록 제어하고, 상기 스캔 대상(10)으로부터 반사되어 수신되는 테스트 초음파 신호를 수신하여 데이터의 건전성을 확인할 수 있다.
보다 상세하게는, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 탐촉자 웨지(113)에 정상 동작하는 경우, 상기 스캔 대상(10)으로부터 반사되어 PAUT 탐상 데이터가 정상적으로 수집될 수 있다.
반면, 도 10을 참고하면, 상기 상기 탐촉자 웨지(113)에 마모 부위가 존재하거나, 이물질이 있는 경우, 상기 스캔 대상(10)으로부터 반사되어 수신되는 테스트 초음파 신호에는 미싱 데이터(Missing data)가 포함될 수 있다.
따라서, 상기 오류 판단부(123)는 상기 탐촉자 웨지(113)의 마모 발생 여부 및 이물질에 의한 오류 발생 여부를 판단할 수 있다.
일례로, 상기 오류 판단부(123)는 상기 탐촉자 웨지(113)의 오류가 감지된 경우, 상기 데이터 처리부(130)에 마련된 통신 모듈을 통해 상기 사용자 단말(20)에 탐촉자 웨지(113)의 상태 점검을 요청하는 알림 신호를 송신할 수도 있다.
상기 오류 판단부(123)에서 상기 탐촉자 웨지(113)를 통해 송수신되는 초음파 신호에 오류가 없는 것으로 판단된 경우, 상기 구동 제어부(124)는 상기 설정 입력부(122)에 입력된 상기 탐상 설정 데이터에 기초하여 상기 스캔부(110)가 상기 스캔 대상(10)을 스캔하도록 제어할 수 있다.
따라서, 상기 구동 제어부(124)를 통해 상기 스캔부(110)의 스캔 과정이 수행되고, 상기 데이터 처리부(130)는 상기 스캔부(110)의 상기 탐촉자 웨지(113)로 수신되는 스캔 데이터에 기초하여 PAUT 탐상 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 상기 데이터 처리부(130)에서 생성된 PAUT 탐상 데이터는 상기 사용자 단말에 전송될 수 있다.
일례로, 상기 PAUT 스캔 시스템(100)은 상기 데이터 처리부(130)로부터 생성되는 상기 PAUT 탐상 데이터에 기초하여 상기 스캔 대상(10)의 결함 유무를 판단하는 결함 판단부(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 결함 판단부(140)는 상기 탐촉자 웨지(113)를 통해 송신되는 초음파 신호의 에너지(E_input)와 상기 스캔 대상(10)으로부터 반사되어 수신되는 초음파 신호의 에너지(E_echo)의 비율을 분석하여 상기 스캔 대상(10)의 결함 발생 유무를 판단할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 스캔 대상(10)으로 송신되는 초음파 신호의 에너지인 E_input 대비 스캔 대상(10)으로부터 반사되어 수신되는 초음파 신호의 에너지E_echo의 감소 비율이 기설정된 기준 수치 미만인 경우, 상기 스캔 대상(10)의 모서리 용접 부위에 결함이 있는 것으로 판단할 수 있다.
이때, 상기 스캔 대상(10)의 재질(매질) 및 스캔 간격에 기초하여 상기 E_input 대비 상기 E_echo의 감소 비율이 보정될 수도 있다.
<실시례 2>
한편, 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시례에 따른 PAUT 스캔 시스템(100)은 상기 스캔 대상(10)에 장착될 수 있다.
또한, 도 12를 참고하면, 상기 PAUT 스캔 시스템(100)에서 수행되는 PAUT 스캔 방법은 기설정된 스캔 대상(10)에 장착된 스캔부(110)의 장착 상태를 제어부(120)가 판단하는 제1 단계(1010), 상기 제어부(120)에서 상기 스캔부(110)의 장착 상태에 이상이 없는 것으로 판단된 경우, 기지정된 사용자 단말(20)로부터 입력되는 탐촉자 웨지(113)의 탐상 설정 데이터를 상기 제어부(120)가 수신하는 제2 단계(1020), 상기 스캔 대상(10)에 테스트 초음파 신호를 송신하도록 상기 제어부(120)가 상기 스캔부(110)를 제어하는 제3 단계(1030), 상기 스캔 대상(10)으로부터 반사되어 수신되는 테스트 초음파 신호를 상기 제어부(120)가 분석하고 오류 발생 여부를 판단하는 제4 단계(1040), 상기 제어부(120)에서 상기 테스트 초음파 신호에 오류가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 탐상 설정 데이터에 기초하여 상기 스캔부(110)가 상기 스캔 대상(10)을 스캔하도록 상기 제어부(120)가 제어하는 제5 단계(1050) 및 상기 스캔부(110)로부터 수집되는 스캔 데이터에 기초하여 데이터 처리부(130)가 PAUT 탐상 데이터를 생성하고, 상기 사용자 단말(20)에 상기 PAUT 탐상 데이터를 전송하는 제6 단계(1060)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 본 발명에 따르면, ㄱ자 형상으로 마련된 프레임 상에 탐촉자 웨지가 결합됨으로써, 스캔 대상인 모서리 용접부에 정확하게 장착될 수 있고, 모서리 용접부에 대하여 정확한 PAUT 탐상 데이터를 획득할 수 있는 PAUT 스캔 시스템 및 그 방법이 제공될 수 있다.
또한, 스캔 대상과 접하는 영역에 볼 베어링 및 볼 볼트가 마련됨으로서, 탐촉자 웨지의 내구성 및 내마모성을 향상시키고, 스캔부의 수명을 연장시킬 수 있는 PAUT 스캔 시스템 및 그 방법이 제공될 수 있다.
또한, 스캔 대상을 스캔하기 전에 테스트 초음파 신호를 스캔 대상에 송신하고, 오류 발생 여부를 판단하므로써, 스캔부의 오작동을 사전에 방지하고 PAUT 탐상 데이터의 신뢰도를 검증할 수 있는 PAUT 스캔 시스템 및 그 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시례에 따른, PAUT 스캔 시스템의 제어 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명의 일실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 스캔대상
20 : 사용자 단말
110 : 스캔부 111 : 제1 프레임
112 : 제2 프레임
113 : 탐촉자 웨지
120 : 제어부 121 : 장착 상태 확인부
122 : 설정 입력부
123 : 오류 판단부
124 : 구동 제어부
130 : 데이터 처리부

Claims (5)

  1. 기설정된 스캔 대상을 스캔하는 스캔부;
    상기 스캔부를 제어하는 제어부; 및
    상기 스캔부로부터 수집되는 스캔 데이터에 기초하여 PAUT 탐상 데이터를 생성하고, 상기 PAUT 탐상 데이터를 기설정된 사용자 단말로 전송하는 데이터 처리부;를 포함하되,

    상기 스캔부는,
    ㄱ자 형상으로 마련되어 상기 스캔 대상에 장착되는 제1 프레임;
    상기 제1 프레임에 결합되는 제2 프레임; 및
    상기 제2 프레임에 장착되어 기설정된 제어 신호에 기초하여 상기 스캔 대상에 초음파 신호를 송신하고 수신하는 탐촉자 웨지;를 포함하며,

    상기 제1 프레임은,
    상기 스캔 대상과 접하는 부위에 적어도 하나의 볼 베어링 및 적어도 하나의 볼 볼트가 마련되고,
    상기 제2 프레임은,
    상기 스캔 대상과 접하는 부위에 적어도 하나의 볼 볼트가 마련되며,
    내면에 일측에 체결 돌기가 형성된 적어도 하나의 삽입홀; 및
    상기 삽입홀에 삽입되는 적어도 하나의 고정부재;를 포함하고,

    상기 제2 프레임은,
    상기 고정부재가 상기 제1 프레임에 마련되는 결합홈을 관통하여 상기 삽입홀에 삽입되어 상기 제1 프레임에 결합되고,

    상기 제어부는,
    상기 스캔부의 장착 상태를 확인하는 장착 상태 확인부;
    상기 장착 상태 확인부에서 상기 스캔부의 장착 상태가 정상으로 판단된 경우, 상기 사용자 단말로부터 상기 탐촉자 웨지의 탐상 설정 데이터를 입력받는 설정 입력부;
    상기 탐촉자 웨지가 상기 스캔 대상에 테스트 초음파 신호를 송신하도록 제어하고, 상기 스캔 대상으로부터 반사되어 상기 탐촉자 웨지에 수신되는 초음파 신호를 분석하여 오류 발생 여부를 판단하는 오류 판단부; 및
    상기 오류 판단부에서 오류가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 설정 입력부에 입력된 상기 탐상 설정 데이터에 기초하여 상기 탐촉자 웨지가 구동하도록 제어하는 구동 제어부;를 포함하며,

    상기 장착 상태 확인부는,
    적어도 하나의 거리 측정 센서를 포함하여 상기 스캔 대상 및 상기 제1 프레임 사이의 제1 간격을 측정하고, 상기 제1 간격과 기설정된 제1 기준 간격을 비교하여 상기 스캔부의 장착 상태를 판단하되,
    상기 스캔 대상이 수평인 경우, 상기 거리 측정 센서로부터 측정된 거리 측정 데이터 중 어느 하나가 상기 제1 간격을 초과하는 경우, 정상 장착되지 않은 것으로 판단하고,
    상기 스캔 대상이 수평이 아닌 경우, 상기 거리 측정 센서로부터 측정된 거리 측정 데이터의 평균값이 기설정된 제1 평균 간격을 초과하는지 판단하여 상기 스캔부의 정상 장착 여부를 판단하며,

    상기 탐상 설정 데이터는,
    상기 탐촉자 웨지를 통해 출력되는 초음파 신호의 굴절각, 진행속도, 송신 주기 및 매질 정보를 포함하고,

    상기 오류 판단부는,
    상기 테스트 초음파 신호에 미싱 데이터의 포함 여부를 판단하여 상기 탐촉자 웨지의 마모 발생 여부 및 이물질에 의한 오류 발생 여부를 판단하며,

    상기 데이터 처리부로부터 생성되는 상기 PAUT 탐상 데이터에 기초하여 상기 스캔 대상의 결함 유무를 판단하는 결함 판단부를 더 포함하되,

    상기 결함 판단부는,
    상기 탐촉자 웨지를 통해 송신되는 초음파 신호의 에너지인 E_input과 상기 스캔 대상으로부터 반사되어 수신되는 초음파 신호인 E_echo의 에너지 비율을 분석하여 상기 스캔 대상의 결함 유무를 판단하며,
    상기 E_input 대비 상기 E_echo의 감소 비율이 기설정된 기준 수치 미만인 경우, 상기 스캔 대상의 용접 부위에 결함이 있는 것으로 판단하고,
    상기 스캔 대상의 재질, 매질 및 스캔 간격에 기초하여 상기 감소 비율이 보정되는 것을 특징으로 하는 PAUT 스캔 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101250337B1 (ko) * 2012-03-06 2013-04-12 한국수력원자력 주식회사 초음파탐촉자의 입사점 및 굴절각 측정 장치 및 이를 이용한 측정방법
KR102346969B1 (ko) * 2021-06-15 2022-01-05 대한검사기술(주) 위상배열 데이터 무선 송/수신 및 신호평가/해석 시스템

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