KR20040054304A - 자기 비파괴 검사 장치 - Google Patents

자기 비파괴 검사 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20040054304A
KR20040054304A KR1020020081325A KR20020081325A KR20040054304A KR 20040054304 A KR20040054304 A KR 20040054304A KR 1020020081325 A KR1020020081325 A KR 1020020081325A KR 20020081325 A KR20020081325 A KR 20020081325A KR 20040054304 A KR20040054304 A KR 20040054304A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic
signal
magnetic field
magnetic sensor
coil
Prior art date
Application number
KR1020020081325A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100459201B1 (ko
Inventor
이승민
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR10-2002-0081325A priority Critical patent/KR100459201B1/ko
Publication of KR20040054304A publication Critical patent/KR20040054304A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100459201B1 publication Critical patent/KR100459201B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9006—Details, e.g. in the structure or functioning of sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9046—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents by analysing electrical signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

본 발명은 프로그램의 도움이 없이 실시간으로 임의의 물체의 국소적인 부분의 미세한 변화를 빠르게 검사하기 위한 자기 비파괴 검사 장치를 제공하기 위한 것으로서, 서로 다른 주파수를 갖는 교류신호를 발생하는 다수개의 신호발생기와, 상기 다수개의 신호 발생기에서 각각 발생된 교류신호를 합하여 자기장을 발생하는 코일과, 상기 코일에서 발생된 자기장의 자기 신호를 읽어들이는 자기센서와, 상기 자기 센서로부터 검출된 신호로부터 각각의 주파수 성분만을 검출하여 자기장 신호의 진폭을 측정하기 위해 각각 복조하는 다수개의 믹서부와, 상기 다수개의 믹서부에서 복조된 주파수 신호의 차이를 계산하는 차동 증폭기를 포함하여 구성되며, 이에 따라 실시간으로 주파수에 민감한 모서리나 물체의 경계에서의 변화를 더욱 뚜렷하게 얻음으로써 실물과 자기 영상의 매칭이 쉽게 된다.

Description

자기 비파괴 검사 장치{apparatus for magnetic non-destructive inspection}
본 발명은 자기장을 이용하여 금속 물체의 결함을 조사하는 비파괴 검사장치에 관한 것으로, 특히 실시간 분석을 위해 자기형상의 경계 검출 효율을 높인 자기 비파괴 검사 장치에 관한 것이다.
자기장을 이용한 금속 물체의 비파괴 검사는 외부 충격이나 열화로 인한 금속 내부 또는 표면의 미세한 결함 여부를 조사하기 위해 개발된 방법으로서 기계 장치나 구조물의 정기적인 안전 검사 등에 유용하게 사용될 수 있다.
이러한 자기장 비파괴 검사에서는 금속물체의 주변에 교류의 자기장을 만들어 주었을 때 금속의 경계면에서 유도되는 와전류에 의한 자기장의 국소적인 변화량을 측정하게 된다. 자기장의 변화를 감지하는 센서로서는 주로 자기저항이나 코일, 자속 게이트(flux gate) 등이 쓰이며, 특히 초전도 소자인 SQUID를 사용하면 매우 미세한 금속의 결함이나 표면으로부터 멀리 떨어진 부위에서의 결함의 검출이 가능하다.
종래의 와전류를 이용한 자기장 비파괴 검사 방법은 자기센서에서 검출된 신호를 복조하여 그 신호의 크기를 측정하게 된다.
이러한 방법에서는 일정한 진폭의 교류자기장을 가하게 되며, 이때 금속 표면이나 경계에서는 유도된 와전류에 의해 일부 차폐되어 자기장의 진폭이 감소하게 된다.
따라서 이 변화량을 검출하여 금속의 실제 형상에 의한 와전류 형상을 얻게 되며 물체의 결함이 있을 경우 생기는 국소적인 와전류 형상을 얻게 된다.
도 1 은 종래 기술에 따른 자기 비파괴 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 보면, 자기장을 검출하는 자기센서(3)와, 교류의 균일한 또는 국부적인 자기장을 만드는 코일(2)과, 신호 발생기(oscillator : OSC)(1), 그리고 상기 자기센서(3)의 신호를 증폭하여 전압으로 변환하는 프리앰프(preAMP)(4)와, 상기 프리앰프(4)를 거쳐 발생된 자기장 신호의 진폭을 측정하기 위해 복조하는 믹서부(5)로 구성된다.
이와 같이 구성된 자기 비파괴 검사 장치를 통해 대상 물체에 의해 변화된 자기장의 크기를 정량적으로 계측할 수 있지만 궁극적으로 우리가 원하는 것은 물체에 의한 변화만을 높은 신호 대 잡음비로 출력하는 것이어서 비효율적인 면이 있다.
즉, 도 1에서 구성하고 있는 자기 비파괴 검사 장치를 이용하여 도 2(a)와 같이 비금속사이에 위치한 금속의 미세한 결함여부를 검사한다고 가정하면 다음과 같다.
자기센서(3)에서 검출된 자기의 신호는 도 2(b)와 같은 전압값을 갖는 파형을 검출하게 될 것이다. 그리고 믹서부(5)를 통해 변화된 신호 대 잡음비의 출력은 도 2(c)와 같은 파형을 출력하게 된다.
이와 같이 물체에 의해 자기장의 감소가 뚜렷한 경우는 자기센서 신호 자체가 작아지게 된다. 따라서, 실질적으로 금속의 결함여부를 측정하고자 하는 A~B 영역간의 신호 대 잡음비가 나빠지므로 그 부근의 세밀한 변화를 측정하는데 어려워지는 문제점을 가지게 된다.
아울러, 측정하고자 하는 물체의 위치를 정확하게 검사하기 위해서는 물체의 경계를 통해 측정하고 있는데, 이 물체의 경계를 추정하기 위해서는 역 자기원 추적 프로그램 등을 통해 이미지 변환을 해야 하며, 이 작업은 경계조건을 푸는 문제로서 전 영역의 정보를 요하므로 실시간으로 실행하기 어려운 단점이 있다.
또한 큰 물체의 국소적인 영역만을 검사하고 싶어도 거시적 경계에 의한 자기장의 변화를 효과적으로 소거하기 위해 넓은 영역을 측정해야 하므로 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 프로그램의 도움이 없이 실시간으로 임의의 물체의 국소적인 부분의 미세한 변화를 빠르게 검사하기 위한 자기 비파괴 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 자기 비파괴 검사 장치를 나타낸 도면
도 2 는 도 1의 자기 비파괴 검사 장치를 이용하여 신호 대 잡음비를 검출한 실시예
도 3 은 본 발명에 따른 자기 비파괴 검사 장치를 나타낸 도면
도 4 는 도 3의 자기 비파괴 검사 장치를 이용하여 신호 대 잡음비를 검출한 실시예
도 5 는 본 발명에 따른 자기 비파괴 검사 장치를 나타낸 다른 실시예
도 6 은 도 5의 자기 비파괴 검사 장치를 이용하여 신호 대 잡음비를 검출한 실시예
도 7 내지 도 9 는 도 3에서 나타내고 있는 본 발명에 따른 자기 비파괴 검사 장치를 이용한 시뮬레이션을 통한 실험 결과를 나타낸 도면
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10a, 10b : 신호 발생기 20 : 코일
30 : 자기센서 40 : 프리앰프
50a, 50b : 믹서부 60a, 60b : 적분기
70a, 70b : 진폭 조절부 80 : 차동 증폭기
R1a, R1b, R2a, R2b, : 저항
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기 비파괴 검사장치의 특징은 서로 다른 주파수를 갖는 교류신호를 발생하는 다수개의 신호발생기와, 상기 다수개의 신호 발생기에서 각각 발생된 교류신호를 합하여 자기장을 발생하는 코일과, 상기 코일에서 발생된 자기장의 자기 신호를 읽어들이는 자기센서와, 상기자기 센서로부터 검출된 신호로부터 각각의 주파수 성분만을 검출하여 자기장 신호의 진폭을 측정하기 위해 각각 복조하는 다수개의 믹서부와, 상기 다수개의 믹서부에서 복조된 주파수 신호의 차이를 계산하는 차동 증폭기를 포함하여 구성되는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기 비파괴 검사장치의 다른 특징은 서로 다른 주파수를 갖는 교류신호를 발생하는 다수개의 신호발생기와, 상기 다수개의 신호 발생기에서 각각 발생된 교류신호를 합하여 자기장을 발생하는 코일과, 상기 코일에서 발생된 자기장의 자기 신호를 읽어들이는 자기센서와, 상기 자기 센서로부터 검출된 신호로부터 각각의 주파수 성분만을 검출하여 자기장 신호의 진폭을 측정하기 위해 각각 복조하는 다수개의 믹서부와, 상기 다수개의 믹서부에서 복조된 진폭값과 외부 Vdc로 가해진 일정전압과의 차이만큼을 시간에 대해 각각 적분하여 출력하는 다수개의 적분기와, 상기 다수개의 적분기에 의해 발생된 전압을 입력으로 변조 레벨을 증가시키거나 감소시켜 상기 자기센서의 출력 진폭을 변화시키는 진폭 조절부와, 상기 다수개의 적분기에서 출력되는 신호의 차이를 계산하는 차동증폭기를 포함하여 구성되는데 있다.
상기 자기 센서는 자기 저항이나 코일, 플럭스 게이트 또는 스퀴드(SQUID)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기 비파괴 검사 장치.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 자기 비파괴 검사 장치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명에 따른 자기 비파괴 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 보면, 서로 다른 주파수를 갖는 교류신호를 발생하는 제 1, 제 2 신호발생기(10a)(10b)와, 상기 제 1, 제 2 신호 발생기(10a)(10b)에서 교류신호로부터 자기장을 만드는 전류를 각각 제한하는 저항 R1a, R1b와, 상기 저항 R1a, R1b를 통해 입력되는 전류를 합하여 자기장을 발생하는 코일(20)과, 상기 코일(20)에서 발생된 자기장의 자기 신호를 읽어들이는 자기센서(30)와, 상기 자기 센서(30)로부터 검출된 신호를 증폭하여 전압으로 변환하는 프리앰프(40)와, 상기 프리앰프(40)를 거쳐 발생된 자기장 신호로부터 각각의 주파수 성분을 검출하여 자기장 신호의 진폭을 측정하기 위해 각각 복조하는 제 1, 제 2 믹서부(50a)(50b)와, 상기 제 1, 제 2 믹서부(50a)(50b)에서 복조된 주파수 신호의 차이를 계산하는 차동 증폭기(80)로 구성된다.
그리고 상기 자기 센서(30)는 자기 저항이나 코일, 플럭스 게이트 또는 스퀴드(SQUID)중 어느 하나로 구성된다.
실 예로서, 도 3에서 구성하고 있는 자기 비파괴 검사 장치를 이용하여 도 4(a)와 같이 비금속사이에 위치한 금속의 미세한 결함여부를 검사한다고 가정하면 다음과 같다. 이때, 비금속과 금속이 아닌 서로 다른 자성체간에도 하기의 방법을 사용하여 자성물체의 미세한 결함여부를 검출할 수 있다.
먼저, 서로 다른 주파수를 갖는 제 1, 제 2 신호발생기(10a)(10b)를 통해 자기센서(30)에서는 서로 다른 주파수 파형을 갖는 신호를 각각 검출한다.
즉, 제 1 신호발생기(10a)를 통해 자기센서(30)에서 검출된 자기 신호는 도 2(b)와 같은 전압값을 갖는 파형이 검출되게 되고, 제 2 신호발생기(10b)를 통해 자기센서(30)에 검출된 자기 신호는 도 2(c)와 같은 전압값을 갖는 파형이 검출되게 된다.
그리고 상기 자기 센서(30)로부터 검출된 신호는 프리앰프(40)를 통해 증폭하여 전압으로 변환시킨다.
이어 제 1, 2 믹서부(50a)(50b)는 상기 프리앰프(40)를 거쳐 발생된 자기장 신호로부터 상기 제 1, 2 신호발생기(10a)(10b) 각각의 주파수 성분을 검출하여 자기장 신호의 진폭을 측정하기 위해 각각 복조한다.
상기 제 1, 2 믹서부(50a)(50b)를 통해 출력되는 출력신호를 도 4(d)에 나타내고 있다.
도 4(d)에서 보는 것과 같이, 제 1, 2 신호발생기(10a)(10b)에서 발생된 주파수의 차이를 통해 비금속과 금속의 경계면 부분에서 서로 다른 기울기를 갖는 신호 대 잡음비의 출력을 나타내게 된다.
즉, 제 1, 2 믹서부(50a)(50b)의 출력은 물체의 모서리로부터의 거리에 따라 감쇠 수준이 주파수에 따른 차이가 있게 되므로 이러한 부위에서 상기 차동 증폭기(80)의 출력이 변화를 검출하게 된다.
이러한 변화는 물체의 공간적인 불연속을 정확히 불연속적인 출력으로 나타나지는 않지만 단지 한 주파수에서의 와전류 크기를 검출하는 것과는 다르게 상대적으로 경계효과가 뚜렷한 형상을 보이게 된다.
따라서, 차동 증폭기(80)를 통해 상기 제 1, 제 2 믹서부(50a)(50b)에서 복조된 주파수 신호의 차이를 계산하여 검사하고자 하는 금속의 위치 및 범위를 정확하게 찾아낼 수 있게 된다. 이렇게 계산된 파형이 도 4(e)에서 나타내고 있다.
이때, 도 4에서 보는 것과 같이 자기 비파괴 검사를 위한 금속물체의 영역인 A~B에서는 자기장의 감소가 발생되므로, 자기센서 신호 자체가 작아지게 된다.
따라서, 실질적으로 금속의 결함여부를 측정하고자 하는 A~B 영역간의 신호 대 잡음비가 나빠지므로 그 부근의 세밀한 변화를 측정하는데 어려워지는 문제점을 가지게 된다.
도 5 는 이를 해결하기 위한 본원발명에 따른 자기 비파괴 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 5를 보면, 서로 다른 주파수를 갖는 교류신호를 발생하는 제 1, 제 2 신호발생기(10a)(10b)와, 상기 제 1, 제 2 신호 발생기(10a)(10b)에서 교류신호로부터 자기장을 만드는 전류를 각각 제한하는 저항 R1a, R1b와, 상기 저항 R1a, R1b를 통해 입력되는 전류를 합하여 자기장을 발생하는 코일(20)과, 상기 코일(20)에서 발생된 자기장의 자기 신호를 읽어들이는 자기센서(30)와, 상기 자기 센서(30)로부터 검출된 신호를 증폭하여 전압으로 변환하는 프리앰프(40)와, 상기 프리앰프(40)를 거쳐 발생된 자기장 신호로부터 각각의 주파수 성분을 검출하여 자기장 신호의 진폭을 측정하기 위해 각각 복조하는 제 1, 제 2 믹서부(50a)(50b)와, 상기 제 1, 2 믹서부(50a)(50b)에서 복조된 진폭값과 외부 Vdc로 가해진 일정전압과의 차이만큼을 시간에 대해 적분하여 각각 출력하는 제 1, 2 적분기(60a)(60b)와, 상기 제1, 2 적분기(60a)(60b)에 의해 발생된 전압을 입력으로 변조 레벨을 증가시키거나 감소시켜 상기 자기센서(30)와 프리앰프(40)의 출력 진폭을 변화시키는 제 1, 2 진폭 조절부(VGA부)(70a)(70b)와, 상기 제 1, 제 2 적분기(60a)(60b)에서 출력된 신호의 차이를 계산하는 차동 증폭기(80)로 구성된다.
그리고 상기 자기 센서(30)는 자기 저항이나 코일, 플럭스 게이트 또는 스퀴드(SQUID)중 어느 하나로 구성된다.
실 예로서, 도 5에서 구성하고 있는 자기 비파괴 검사 장치를 이용하여 도 6(a)과 같이 비금속사이에 위치한 금속의 미세한 결함여부를 검사한다고 가정하면 다음과 같다. 이때, 비금속과 금속이 아닌 서로 다른 자성체간에도 하기의 방법을 사용하여 자성물체의 미세한 결함여부를 검출할 수 있다.
먼저, 자기센서(30)에서 검출된 자기 신호는 일반적으로 도 4(b) 및 도 4(c)와 같은 전압값을 갖는 파형이 검출되게 될 것이다.
그러나, 비금속에서 금속으로 접근하기 시작되면서 제 1, 2 적분기(60a)(60b)로 인가되는 전압값이 외부에서 인가되는 전압 Vdc보다 작아지게 되어 그 차이에 의해 상기 제 1, 2 적분기(60a)(60b)에서 발생된 전압 차이만큼이 피드백되어 VGA부(70)로 인가되게 된다.
그래서, 코일(20)로 인가되는 변조 레벨이 증가하여 금속 영역에서 발생되는 진폭이 증가하게 되고, 이를 자기센서(30)에서 검출하게 된다.
이렇게, 자기센서(30)에서 검출된 증가된 진폭에 의해 제 1, 2 적분기(60a)(60b)에서 발생된 전압이 제 1, 2 진폭조절부(70a)(70b)로 피드백되어상기 금속 영역에서의 진폭을 계속 증가시키게 된다.
그러다가 외부에서 인가되는 전압 Vdc와 상기 제 1, 2 적분기(60a)(60b)로 인가되는 진폭에 따른 전압값이 동일해지면 상기 제 1, 2 적분기(60a)(60b)는 전압차가 발생되지 않게 되어 제 1, 2 진폭조절부(70a)(70b)를 통해 코일(20)로 인가되는 변조 레벨이 일정해지게 되고, 그에 따라 금속영역에서 발생되는 진폭이 일정하게 유지되게 된다.
따라서, 이때의 자기센서(3)에서 검출된 자기 신호는 도 6(b) 및 도 6(c)과 같은 전압값을 갖는 파형을 검출하게 될 것이다.
그리고 제 1, 2 믹서부(50a)(50b)를 거쳐 제 1, 2 적분기(60a)(60b)에서 변화된 신호 대 잡음비의 출력은 도 6(d)과 같은 파형을 출력하게 된다.
이와 같이, 특정한 변조 레벨에서 프리앰프(40)의 진폭이 Vdc와 같은 값을 가지게 되어 더 이상 적분기(60)의 출력치가 변하지 않게 되는 닫힌 회로는 피검 물체에 의해 자기센서의 출력이 변하게 되면 다시 안정된 조건으로 변하기 위해 동작하게 된다.
가령 자기 센서(30)의 출력이 작아지게 되면 제 1, 2 적분기(60a)(60b)의 출력이 바뀌게 되며, 이에 따라 증가된 상기 제 1, 2 적분기(60a)(60b)의 출력치가 제 1, 2 진폭조절부(70a)(70b)로 피드백되어 코일(20)에 가해지는 자기장이 증가하게 된다.
그리고 상기 제 1, 2 적분기(60a)(60b)로 인가되는 전압값이 특정 전압값이 되면 회로는 다시 안정화되어 상기 제 1, 2 적분기(60a)(60b) 출력이 더 이상 변하지 않게 되고, 그에 따라 제 1, 2 진폭조절부(70a)(70b)로 피드백되는 값도 없어지게 된다. 그래서 코일(20)에 가해지는 자기장이 일정한 값을 갖게 된다.
이와 같이, 자기센서(30) 주변의 금속에 의해 자기장의 감소가 발생하여도 제 1, 2 적분기(60a)(60b)의 출력이 변하여 자기센서(30)의 신호 자체가 증가하게 됨으로, 실질적으로 금속의 결함여부를 측정하고자 하는 A~B 영역간의 신호 대 잡음비가 높아지게 된다. 따라서 이 영역의 자기장의 진폭의 세밀한 변화를 쉽게 측정할 수 있게 된다.
이 방법의 장점은 앞서 밝힌 대로 자기센서(30)의 주변 자기장의 진폭을 일정하게 하므로 자기센서의 동작범위 내에서 일단 회로를 세팅하면 계속 자기센서(30)의 동작범위 내에서 회로가 동작한다.
따라서 피검 물체에 관계없이 자기센서(30)에서 최적의 신호 대 잡음비를 항상 유지할 수 있다.
한편, 교류자기장의 세기를 임의로 변화시키려면 Vdc의 값을 바꾸면 된다.
이와 같이, 상기 제 1, 2 적분기(60a)(60b)를 통해 출력신호가 출력되면, 제 1, 2 신호발생기(10a)(10b)에서 발생된 주파수의 차이를 통해 비금속과 금속의 경계면 부분에서 도 6(d)과 같이 서로 다른 기울기를 갖는 신호 대 잡음비의 출력을 나타내게 된다.
이때, 도 6(d)에서 나타내고 있는 서로 다른 기울기를 갖는 신호 대 잡음비의 출력은 물체의 모서리로부터의 거리에 따라 감쇠 수준이 주파수에 따른 차이가 있게 되므로 이러한 부위에서 상기 차동 증폭기(80)의 출력이 변화를 검출하게 된다.
이러한 변화는 물체의 공간적인 불연속을 정확히 불연속적인 출력으로 나타나지는 않지만 단지 한 주파수에서의 와전류 크기를 검출하는 것과는 다르게 상대적으로 경계효과가 뚜렷한 형상을 보이게 된다.
따라서, 차동 증폭기(80)를 통해 상기 제 1, 제 2 적분기(60a)(60b)에서 복조된 주파수 신호의 차이를 계산하여 검사하고자 하는 금속의 위치 및 범위를 정확하게 찾아낼 수 있게 된다. 이렇게 계산된 파형이 도 6(e)에서 나타내고 있다.
도 7 내지 도 9 는 도 3에서 나타내고 있는 본 발명에 따른 자기 비파괴 검사 장치를 이용한 시뮬레이션을 통한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 7 은 도 3에서 제 1, 2 신호발생기(10a)(10b)로부터의 신호와 코일(20)에 흐르는 전류의 파형을 나타내고 있다.
도면부호 C와 B는 각각 1.5kHz, 1kHz 주파수 신호를 나타낸 선이고, A는 상기 C와 B를 합하여 코일(20)에 흐르는 전류의 파형을 나타내고 있다.
또한, 도 8 은 상기 도 7의 신호에 의해 제 1, 2 믹서부(50a)(50b)의 출력 파형으로, 도면부호 B는 1.5kHz 복조출력이고, A는 1kHz 복조출력을 나타내고 있다.
이어 도 9 는 상기 도 8에서 복조 출력되는 파형을 통해 최종 출력되는 출력파형을 나타내고 있다. 여기서 도면부호 B는 차동 증폭기(80)의 출력을 나타내고 있으며, A는 상기 차동 증폭기(80)에서 출력된 신호를 로우 패스 필터(미도시)로 처리한 신호를 나타내고 있다.
이와 같이, 센서 주변에 유도된 자기장이 주파수에 따라 다른 특성을 나타내기 때문에 A 신호가 0(zero)가 아니며, 이 값은 센서(30) 주변에 금속 또는 자성물체를 가까이 가져감에 따라 변하게 된다.
아울러 도 5에서 나타내고 있는 자기 비파괴 검사 장치의 구성에서는 제 1, 2 적분기(60a)(60b)에서 로우 패스 필터 역할을 동시에 수행함으로, 상기 도 5의 구조를 갖는 자기 비파괴 검사 장치에서 로우 패스 필터(low pass filter)회로를 따로 설치할 필요가 없다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 자기 비파괴 검사 장치는 실시간으로 하나의 주파수를 이용한 검사로 얻는 정보보다 많은 정보를 얻을 수 있으며 이 정보는 실시간 처리 정보와는 별도로 주파수에 민감한 모서리나 물체의 경계에서의 변화를 더욱 뚜렷하게 얻음으로써 실물과 자기 영상의 매칭이 쉽게 된다. 이에 따라, 자료 처리를 위해 빠른 마이크로프로세서와 많은 메모리가 필요하지 않게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (4)

  1. 서로 다른 주파수를 갖는 교류신호를 발생하는 다수개의 신호발생기와,
    상기 다수개의 신호 발생기에서 각각 발생된 교류신호를 합하여 자기장을 발생하는 코일과,
    상기 코일에서 발생된 자기장의 자기 신호를 읽어들이는 자기센서와,
    상기 자기 센서로부터 검출된 신호로부터 각각의 주파수 성분만을 검출하여 자기장 신호의 진폭을 측정하기 위해 각각 복조하는 다수개의 믹서부와,
    상기 다수개의 믹서부에서 복조된 주파수 신호의 차이를 계산하는 차동 증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기 비파괴 검사 장치.
  2. 서로 다른 주파수를 갖는 교류신호를 발생하는 다수개의 신호발생기와,
    상기 다수개의 신호 발생기에서 각각 발생된 교류신호를 합하여 자기장을 발생하는 코일과,
    상기 코일에서 발생된 자기장의 자기 신호를 읽어들이는 자기센서와,
    상기 자기 센서로부터 검출된 신호로부터 각각의 주파수 성분만을 검출하여 자기장 신호의 진폭을 측정하기 위해 각각 복조하는 다수개의 믹서부와,
    상기 다수개의 믹서부에서 복조된 진폭값과 외부 Vdc로 가해진 일정전압과의 차이만큼을 시간에 대해 각각 적분하여 출력하는 다수개의 적분기와,
    상기 다수개의 적분기에 의해 발생된 전압을 입력으로 변조 레벨을 증가시키거나 감소시켜 상기 자기센서의 출력 진폭을 변화시키는 진폭 조절부와,
    상기 다수개의 적분기에서 출력되는 신호의 차이를 계산하는 차동증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기 비파괴 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 센서는
    자기 저항이나 코일, 플럭스 게이트 또는 스퀴드(SQUID)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기 비파괴 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 센서로부터 검출된 신호를 증폭하여 전압으로 변환하여 다수개의 믹서부로 출력하는 프리앰프를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기 비파괴 검사 장치.
KR10-2002-0081325A 2002-12-18 2002-12-18 자기 비파괴 검사 장치 KR100459201B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0081325A KR100459201B1 (ko) 2002-12-18 2002-12-18 자기 비파괴 검사 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0081325A KR100459201B1 (ko) 2002-12-18 2002-12-18 자기 비파괴 검사 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040054304A true KR20040054304A (ko) 2004-06-25
KR100459201B1 KR100459201B1 (ko) 2004-12-03

Family

ID=37347403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0081325A KR100459201B1 (ko) 2002-12-18 2002-12-18 자기 비파괴 검사 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100459201B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011138993A1 (ko) * 2010-05-06 2011-11-10 (주)노바마그네틱스 하이브리드 유도 자기 박막 센서를 이용한 복합형 비파괴 검사 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011138993A1 (ko) * 2010-05-06 2011-11-10 (주)노바마그네틱스 하이브리드 유도 자기 박막 센서를 이용한 복합형 비파괴 검사 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR100459201B1 (ko) 2004-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bernieri et al. Multifrequency excitation and support vector machine regressor for ECT defect characterization
JP6178961B2 (ja) 磁場計測装置及びこの磁場計測装置を用いた非破壊検査装置
Ye et al. Differential sensor measurement with rotating current excitation for evaluating multilayer structures
JP6083613B2 (ja) 磁気的非破壊検査装置
JP2010048552A (ja) 非破壊検査装置及び非破壊検査方法
Tsukada et al. Integrated magnetic sensor probe and excitation wire for nondestructive detection of submillimeter defects
Wang et al. Multi-frequency imaging with non-linear calibration of magnetoresistance sensors for surface and buried defects inspection
Wincheski et al. Deep flaw detection with giant magnetoresistive (GMR) based self-nulling probe
Tsukada et al. Magnetic property mapping system for analyzing three-dimensional magnetic components
US4237419A (en) Method and apparatus for non-destructive testing using a plurality of frequencies
KR100459201B1 (ko) 자기 비파괴 검사 장치
US20100045276A1 (en) Eddy current inspection system
JP2007003509A (ja) 鉄系構造物の劣化診断方法及び劣化診断装置
JPH08248004A (ja) 疲労度測定装置
Postolache et al. GMR based eddy current sensing probe for weld zone testing
JP2617571B2 (ja) 磁気測定装置
KR101151536B1 (ko) 와전류 신호 복조 모듈 및 이를 포함하는 와전류 신호 검사 장치
KR20030091133A (ko) 자기 비파괴 검사 장치
Zaini et al. Evaluation of back-side slits with sub-millimeter resolution using a differential AMR probe
Nadzri et al. Depth evaluation of slits on galvanized steel plate using a low frequency eddy current probe
JPH05203629A (ja) 電磁気探傷方法およびその装置
Zaini et al. Effect of excitation frequency on magnetic response induced by front-and back-side slits measured by a differential AMR Sensor probe
JP6624099B2 (ja) 磁気計測方法及び磁気計測装置
Majima et al. Thickness measurements using extremely low frequency eddy current testing via TMR Sensors operated with AC modulation
Nikolaev et al. Estimate of the Ratio of the Data and Background Signals in Detecting the Magnetic Fields of Surface Defects by Magnetic Measurement Transducers

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20070918

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee