KR20080016140A - Inspection device, method for thickness and material properties of structure and monitoring method for thickness thinning of the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 구조물의 두께 검사과정을 나타내는 구성도;1 is a block diagram showing a thickness inspection process of a conventional structure;
도 2는 일반적인 3차원 쉘 요소를 나타내는 사시도;2 is a perspective view of a typical three dimensional shell element;
도 3은 평판의 두께에 따른 주파수별 군속도의 이론값을 나타내는 그래프;3 is a graph showing the theoretical value of the group speed for each frequency according to the thickness of the plate;
도 4는 본 발명에 따른 구조물의 두께 검사장치를 개략적으로 나타낸 구성도;Figure 4 is a schematic view showing a thickness inspection apparatus of the structure according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 구조물의 두께 검사장치에 의해 평판의 두께를 검사하는 과정을 나타내는 구성도;5 is a block diagram showing a process of inspecting the thickness of the plate by the thickness inspection apparatus of the structure according to the present invention;
도 6은 도 5의 두 개의 측정센서에서 측정된 진동파 신호의 위그너-빌 분포에 의한 분석결과를 나타내는 그래프;FIG. 6 is a graph showing an analysis result by Wigner-Ville distribution of vibration wave signals measured by two measurement sensors of FIG. 5; FIG.
도 7은 도 6에 나타난 진동파 신호의 최대값 곡선과 이에 따라 산출된 군속도를 나타내는 그래프;FIG. 7 is a graph showing the maximum value curve of the vibration wave signal shown in FIG. 6 and the group speed calculated accordingly; FIG.
도 8은 두께가 2 mm인 평판에서 군속도의 이론값과 본 발명의 두께 검사장치에 의해 예측한 실험값을 비교한 그래프;8 is a graph comparing the theoretical value of the group speed and the experimental value predicted by the thickness inspection apparatus of the present invention on a plate having a thickness of 2 mm;
도 9는 본 발명에 따른 구조물의 두께 검사장치에 의해 원자력발전소에 사용 되는 배관의 두께를 검사하는 과정을 나타내는 사시도;9 is a perspective view showing a process of inspecting the thickness of the pipe used in the nuclear power plant by the thickness inspection apparatus of the structure according to the present invention;
도 10은 도 9의 배관의 치수와 측정센서의 설치 상태를 나타내는 단면도;10 is a cross-sectional view showing the dimensions of the pipe of Figure 9 and the installation state of the measurement sensor;
도 11은 도 10의 측정센서 중 어느 하나에서 측정된 진동파 신호의 위그너-빌 분포에 의한 분석결과를 나타내는 그래프;FIG. 11 is a graph showing an analysis result based on Wigner-Ville distribution of a vibration wave signal measured by any one of the measuring sensors of FIG. 10;
도 12는 도 11에 나타난 진동파 신호의 최대값 곡선과 이에 따라 산출된 군속도를 나타내는 그래프;12 is a graph showing the maximum value curve of the vibration wave signal shown in FIG. 11 and the group speed calculated accordingly;
도 13은 도 9의 배관에서 본 발명의 두께 검사장치에 의해 예측한 군속도의 실험값을 나타내는 그래프.FIG. 13 is a graph showing experimental values of group speed predicted by the thickness inspection apparatus of the present invention in the pipe of FIG. 9; FIG.
< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
110: 가진유닛 130: 측정센서110: excitation unit 130: measuring sensor
132: 제1측정센서 134: 제2측정센서132: first measuring sensor 134: second measuring sensor
150: 수집분석유닛 210: 대상 구조물150: analysis unit 210: the target structure
220: 평판 230: 배관220: flat plate 230: piping
본 발명은 구조물의 두께 검사장치 및 구조물의 두께 검사방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조물의 두께를 빠르고 정확하게 예측할 수 있는 두께 검사장치 및 구조물의 두께 검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thickness inspection apparatus of a structure and a thickness inspection method of a structure, and more particularly, to a thickness inspection apparatus and a thickness inspection method of a structure capable of quickly and accurately predicting the thickness of the structure.
원자력 발전소의 플랜트, 특히 원자력 발전소의 터빈 발전기 계통(2차측)에 사용되는 배관의 내부에는 높은 압력과 온도를 가지고 매우 빠른 속도로 유체가 유동한다. 따라서, 이러한 유체의 유동에 의해 부식 또는 마모가 되어 파이프 두께가 얇아지는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상은 소정의 곡률을 가지는 곡관 형태의 배관에서 두드러지게 나타난다. 그리고 이와 같이 배관의 두께가 얇아지는 현상(감육; thinning)의해, 배관은 내부의 높은 압력과 온도를 이기지 못하고 결국 누수가 발생하게 된다.Inside the piping used in nuclear power plants, especially in the turbine generator system (secondary side) of the nuclear power plant, fluid flows at a very high speed with high pressure and temperature. Therefore, the phenomenon of corrosion or wear caused by the flow of the fluid causes the pipe thickness to become thin. This phenomenon is prominent in curved pipes having a predetermined curvature. As a result of the thinning of the pipe in this manner, the pipe cannot overcome the high pressure and temperature inside and leaks.
실제 2004년 일본에서는 원자력 발전소의 터빈측 배관의 감육에 의해 파열되어 누수가 발생하면서 여러 명의 목숨을 앗아간 사례가 보고된바 있다.In fact, in 2004, a case was reported in which a rupture caused by thinning of the turbine-side piping of a nuclear power plant caused water leakage and killed several people.
이렇듯 배관의 감육에 의한 피해는 금전 및 시간뿐만 아니라, 사람의 목숨까지 피해를 줄 수 있는 큰 문제를 야기할 수 있기 때문에 배관 감육을 감시하는 것은 매우 중요한 일이다. It is very important to monitor the pipe thinning because the damage caused by the thinning of the pipe can cause a big problem that can damage not only money and time, but also human life.
배관의 두께를 검사하는 방법으로 모드해석을 통한 방법, 필터를 이용한 방법, 초음파를 이용하는 방법 등이 제안되고 있다. 이 중에서, 초음파를 이용하는 방법은 현재까지 가장 보편적으로 사용되는 방법이다.As a method of checking the thickness of a pipe, a method through mode analysis, a method using a filter, a method using ultrasonic waves, and the like have been proposed. Among these, the method using ultrasonic waves is the most commonly used method to date.
도 1을 참조하여, 일반적으로 사용되는 초음파를 이용한 두께 검사장치를 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, a thickness inspection apparatus using ultrasonic waves generally used is as follows.
도 1에 도시된 바와 같이, 초음파를 이용한 두께 검사장치는 초음파 센서(11)와, 초음파 센서(11)의 신호를 인가받아 분석하는 분석기(13)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the thickness inspection apparatus using ultrasonic waves includes an
여기서, 초음파 센서(11)는 비파괴 검사에 일반적으로 사용되는 센서로서, 배관(21)에 설치되어, 초음파 신호를 발생시키고 매질의 변화에 의해 반사된 초음파 신호를 감지한다.Here, the
그리고 상기 분석기(13)는 상기 초음파 센서에 의해 측정된 발생신호와 감지신호의 시간차에 의해 대상물의 두께를 측정하게 된다.And the
한편, 초음파에 의한 두께 측정은 초음파 센서(11)를 일정한 곡률을 가지는 배관(21)에서 외부를 감싸고 있는 보온재(23)를 제거한 후 일정 간격으로 두고 형성된 격자점(grid point)에 대해 행해진다. 그리고, 이와 같이 격자점 하나하나에 대한 두께 정보를 통하여 배관(21)의 감육 정도를 예측하게 된다.On the other hand, the thickness measurement by the ultrasonic wave is performed on a grid point formed at regular intervals after removing the
그러나 상술한 종래 구조물의 두께 검사장치와 검사방법은 다음과 같은 문제점이 존재한다.However, the above-described thickness inspection apparatus and inspection method of the conventional structure has the following problems.
첫째, 초음파에 의해 배관의 두께를 측정하는 경우, 가로 세로로 잘게 격자를 나눈 후 각 점에 대해 모두 두께를 측정해야 하기 때문에 두께의 검사에 걸리는 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.First, in the case of measuring the thickness of the pipe by ultrasonic, there is a problem that it takes a long time to check the thickness because the thickness must be measured for each point after dividing the grid finely horizontally and vertically.
둘째, 종래의 검사장치는 가동 중에는 두께 측정이 어려운 문제점이 있다. 이것은 원자력 발전소의 가동하여 내부에 유체가 유동하는 경우에는 초음파 센서의 신호대잡음비(signal to noise ratio)가 현저히 떨어져 두께 검사의 정확도가 현저히 떨어지기 때문이다. 또한, 유체의 유동에 의해 발생하는 진동에 의해, 정밀한 측정이 어려울 뿐만 아니라, 초음파 센서의 견고한 부착이 어려운 문제점도 발생하였다.Second, the conventional inspection device has a problem that it is difficult to measure the thickness during operation. This is because the signal to noise ratio of the ultrasonic sensor is significantly lowered when the fluid flows inside the nuclear power plant, which significantly reduces the accuracy of the thickness inspection. In addition, due to the vibration generated by the flow of the fluid, not only accurate measurement is difficult, but also a problem that it is difficult to firmly attach the ultrasonic sensor.
셋째, 도 1에서 볼 수 있듯이 두께를 측정하기 위해서는 비교적 넓은 영역의 보온재를 제거해야 하는 문제점이 존재한다.Third, as can be seen in Figure 1 there is a problem in that to remove the thermal insulation material in a relatively large area in order to measure the thickness.
넷째, 기존의 초음파 방법은 고주파의 굽힘파 신호를 사용하므로 신호의 감쇄가 커서 초음파의 발생지점 부근에서만 두께의 측정이 가능하다.Fourth, since the conventional ultrasonic method uses a high frequency bending wave signal, the attenuation of the signal is large so that the thickness can be measured only near the generation point of the ultrasonic wave.
그리고 초음파를 이용하는 방법 외에 모드해석을 통한 방법, 필터를 이용한 방법 들은 시스템 자체가 복잡하여 실제 적용하기에는 많은 어려움이 존재하였다.In addition to the method using ultrasonic wave, the method through mode analysis and the method using filter have many difficulties in practical application because the system itself is complicated.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 짧은 시간에 간단한 방법에 의해 대상 구조물의 두께를 정확하게 측정할 수 있는 구조물의 두께 검사장치 및 검사방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a thickness inspection apparatus and inspection method of the structure that can accurately measure the thickness of the target structure by a simple method in a short time.
본 발명의 다른 목적은 내부가 유체가 흐르더라도 정확한 두께 예측이 가능한 구조물의 두께 검사장치 및 검사방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a thickness inspection apparatus and inspection method of the structure capable of accurate thickness prediction even if the fluid flows inside.
본 발명의 또 다른 목적은 구조물의 두께를 알 경우에 구조물의 물성치를 측정할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for measuring physical properties of a structure when the thickness of the structure is known.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 대상 구조물에 충격을 가하여 진동파를 발생시키는 가진유닛, 상기 대상 구조물의 표면에서 상기 진동파의 진행방향을 따라 일정 간격을 두고 설치되어, 설치된 지점에서 상기 진동파의 신호를 측정하는 한 쌍의 측정센서 및 상기 측정센서 각각에서 측정된 진동파의 신호를 인가받아 두 지점 사이의 진동파 지연시간에 기초한 군속도(group velocity)를 산출하여, 상기 측정유닛 사이에서 대상 구조물의 두께를 예측하는 수집분석유닛을 포함하여 구성되는 구조물의 두께 검사장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the excitation unit for generating a vibration wave by applying a shock to the target structure, the installation point is provided at a predetermined interval along the direction of travel of the vibration wave on the surface of the target structure, In order to calculate the group velocity based on the vibration wave delay time between the two points by receiving a pair of measurement sensors for measuring the signal of the vibration wave and the vibration wave signal measured at each of the measurement sensor, It provides a thickness inspection apparatus of the structure comprising a collection analysis unit for predicting the thickness of the target structure between the unit.
그리고 상기 측정센서는, 설치된 지점에서의 가속도를 측정하는 가속도계인 것이 일반적이다.And the measuring sensor is generally an accelerometer for measuring the acceleration at the installed point.
한편, 상기 대상 구조물은 평판이나 배관, 기타 다양한 형상의 구조물이 될 수 있다. 일 예로서, 상기 대상 구조물은 내부에 유체가 유동하는 유로가 형성된 배관일 수 있으며, 상기 배관은 원자력 발전소의 터빈 발전기 계통에 사용되는 배관이 적용될 수 있다.Meanwhile, the target structure may be a plate, a pipe, or other structures having various shapes. As an example, the target structure may be a pipe in which a fluid flow path is formed, and the pipe may be a pipe used in a turbine generator system of a nuclear power plant.
상기 수집분석유닛에서, 두 지점 사이의 진동파 지연시간은 시간-주파수 영역에서 산출하는 것이 바람직하다. 시간영역(time domain)에서 두 지점 사이의 시간지연을 측정할 경우, 매질은 분산 특성을 가지고 있기 때문에 거리에 따라서 충격신호가 변형되어 정확하게 시간지연을 찾을 수가 없다. 더욱이 신호를 측정할 때 배경잡음 또는 작동 소음이 함께 측정되어 지기 때문에 시간영역에서 시간지연을 측정한다면 많은 오차가 존재함을 쉽게 알 수 있다. 따라서 본 발명에서는 다차원 해석인 시간-주파수 기법을 이용하여 두 센서 간의 시간지연을 측정함으로써 군속도를 예측한다.In the collection analysis unit, the vibration wave delay time between the two points is preferably calculated in the time-frequency domain. When measuring the time delay between two points in the time domain, since the medium has dispersion characteristics, the shock signal is deformed according to the distance and thus cannot accurately find the time delay. Moreover, since background noise or operating noise are measured together when measuring signals, it is easy to see that there are many errors when measuring time delay in the time domain. Therefore, in the present invention, the group speed is predicted by measuring the time delay between two sensors using a time-frequency technique, which is a multidimensional analysis.
여기서, 상기 주파수별 최대값은 상기 대상 구조물의 공진에 의한 신호를 제거한 후에 산출하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고 상기 시간-주파수 해석 기법에는 위그너-빌(Wigner-Ville) 분포가 사용될 수 있다. 이와 함께, 상기 구조물의 두께는 신호대잡음비(signal to noise ratio)가 높은 주파수 대역에서의 군속도에 의해 예측하는 것이 바람직하다.Here, the maximum value for each frequency is more preferably calculated after removing a signal due to resonance of the target structure. Wigner-Ville distribution may be used for the time-frequency analysis technique. In addition, the thickness of the structure is preferably predicted by the group speed in the frequency band with a high signal to noise ratio.
한편, 본 발명에 따른 구조물의 물성치 검사장치는, 상기 수집분석유닛이 상기 측정센서 각각에서 측정된 진동파의 신호를 인가받아 두 지점 사이의 진동파 지연시간에 기초한 군속도(group velocity)를 산출하고, 산출된 군속도와 구조물의 두께에 기초하여 상기 대상 구조물의 물성치를 예측하도록 구성된다.On the other hand, in the physical property inspection apparatus of the structure according to the present invention, the collection and analysis unit receives the signal of the vibration wave measured by each of the measuring sensor to calculate the group velocity (group velocity) based on the vibration wave delay time between the two points And predicting the physical properties of the target structure based on the calculated group speed and the thickness of the structure.
본 발명에 따른 구조물의 두께 검사방법은 대상 구조물에 충격을 가하여 진동파를 발생시키는 단계, 상기 대상 구조물의 표면에서 상기 진동파의 진행방향을 따라 일정 간격에 있는 두 지점에서의 상기 진동파 신호를 측정하는 단계, 측정된 진동파의 신호를 인가받아, 두 지점 사이의 진동파 지연시간에 기초한 군속도(group velocity)를 산출하는 단계 및 산출된 군속도에 의해 상기 두 지점 사이에서 대상 구조물의 두께를 예측하는 단계를 포함한다.In the thickness inspection method of the structure according to the present invention by applying an impact to the target structure generating a vibration wave, the vibration wave signal at two points at a predetermined interval along the direction of travel of the vibration wave on the surface of the target structure Measuring, receiving a signal of the measured vibration wave, calculating a group velocity based on the vibration wave delay time between the two points, and predicting the thickness of the target structure between the two points based on the calculated group velocity It includes a step.
군속도를 산출하는 단계에서, 두 지점 사이의 진동파 지연시간은 시간-주파수 해석 기법에 따른 주파수별 최대값에 의해 구하고, 상기 주파수별 최대값은 상기 대상 구조물의 공진에 의한 신호를 제거한 후에 산출하는 것이 바람직하다.In the step of calculating the group speed, the vibration wave delay time between two points is obtained by the maximum value for each frequency according to the time-frequency analysis technique, and the maximum value for each frequency is calculated after removing the signal due to the resonance of the target structure. It is preferable.
특히, 상기 시간-주파수 해석 기법에는 위그너-빌(Wigner-Ville) 분포가 사용될 수 있다.In particular, the Wigner-Ville distribution may be used for the time-frequency analysis technique.
그리고 상기 구조물의 두께는 신호대잡음비(signal to noise ratio)가 좋은 주파수 대역에서의 군속도에 의해 예측하는 것이 바람직하다.And the thickness of the structure is preferably predicted by the group speed in the frequency band with a good signal to noise ratio (signal to noise ratio).
이와 함께, 본 발명에 따른 구조물의 물성치 검사방법은, 구조물의 두께를 측정하고, 측정된 구조물의 두께와 산출된 군속도에 기초하여 상기 대상 구조물의 물성치를 예측한다.In addition, the property value inspection method of the structure according to the present invention measures the thickness of the structure, and predicts the property value of the target structure based on the measured thickness of the structure and the calculated group speed.
한편, 본 발명에 따른 구조물의 두께감소 감시방법은, 대상 구조물에 충격을 가하여 진동파를 발생시키는 단계, 상기 대상 구조물의 표면에서 상기 진동파의 진행방향을 따라 일정 간격을 가진 두 지점에서의 상기 진동파의 신호를 측정하는 단계, 측정된 진동파의 신호를 인가받아 두 지점 사이의 진동파 지연시간에 기초한 군속도(group velocity)를 산출하는 단계 및 산출된 군속도와 기 설정된 기준 군속도와 비교하여 상기 두 지점 사이에서 대상 구조물의 두께감소를 감시하는 단계를 포함하여 구성된다.On the other hand, the thickness reduction monitoring method of the structure according to the present invention, the step of generating a vibration wave by applying a shock to the target structure, at the two points having a predetermined interval along the direction of the vibration wave on the surface of the target structure Measuring a signal of a vibration wave, calculating a group velocity based on a vibration wave delay time between two points by receiving the measured signal of the vibration wave, and comparing the calculated group speed with a preset reference group speed Monitoring the reduction in thickness of the target structure between the two points.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of this embodiment, the same name and the same reference numerals are used for the same configuration and additional description thereof will be omitted.
먼저, 도 2를 참조하여, 일반적인 쉘(shell) 구조물의 군속도를 산출하는 이론식을 설명하면 다음과 같다.First, referring to FIG. 2, a theoretical formula for calculating a group speed of a general shell structure is as follows.
도 2는 임의의 곡률을 갖는 쉘 (shell) 구조물을 도시하고 있다. 여기서, 방향은 굽힘파의 변위방향, 및 는 각 좌표 방향의 곡률반경, 는 쉘의 두께를 나타낸다. 그리고, 와 는 각각 쉘의 밀도와 탄성계수를 나타낸다.2 illustrates a shell structure with any curvature. here, Direction is the displacement direction of the bending wave, And Is the radius of curvature of each coordinate direction, Represents the thickness of the shell. And, Wow Represents the density and modulus of elasticity of the shell, respectively.
도 2와 같은 쉘 구조물이 저주파 영역에서의 박판 쉘( )이고 균일한 재질이라고 가정할 때, 회전 관성 및 전단 변형에 의한 영향을 모두 고려한 파(wave)의 군속도는 다음과 같다:The shell structure as shown in Figure 2 is a thin shell in the low frequency region ( Assuming a uniform material, the group velocity of the wave taking into account both the effects of rotational inertia and shear deformation is:
여기서, 는 각속도, , 이고, 는 포아송 비, 를 나타낸다.here, Is the angular velocity, , ego, Poisson Rain, Indicates.
상기 수학식 1에 의해 일반적인 형태의 쉘에서의 군속도를 계산할 수 있다. 특히, 평판의 경우에는 곡률이 없어 이므로 , 실린더 쉘의 경우에는 , 구형 쉘인 경우에는 라는 조건에 의해 상기 수학식 1을 보다 단순화시킬 수 있다.
구조물이 평판의 경우에는, 이고 이므로,If the structure is a flat plate, ego Because of,
와 같이 단순화 시킬 수 있게 된다.It can be simplified as
수학식 1 및 수학식 2에서 볼 수 있듯이, 일반적인 쉘 및 평판에서의 군속도는 두께(h)의 함수임을 알 수 있다. 특히, 평판의 경우에는 평판의 두께(h)가 클수록 이에 비례하여 평판의 군속도도 빨라지는 것을 알 수 있다.As can be seen in
도 3은 평판이 SUS304 재질이고, 가로 세로의 길이가 각각 600mm인 경우, 수 학식 2에 의해 두께에 따른 군속도를 계산한 결과를 도시하고 있다.Figure 3 shows the result of calculating the group speed according to the thickness in accordance with the equation (2) when the plate is made of SUS304 material, the length and width of each length 600mm.
도 3에 도시된 바와 같이, 평판에서의 군속도는 두께가 증가할수록 빨라지고, 주파수에 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타낸다.As shown in FIG. 3, the group speed in the plate increases as the thickness increases, and tends to increase as it increases in frequency.
이상의 결과에서와 같이, 구조물의 군속도는 구조물의 두께에 따라 변화하기 때문에, 역으로 일반적인 쉘 형태의 구조물에서의 군속도를 알 수 있다면, 구조물의 두께를 예측할 수 있게 된다.As in the above results, since the group speed of the structure changes according to the thickness of the structure, conversely, if the group speed in the general shell-type structure is known, the thickness of the structure can be predicted.
그리고 구조물의 두께를 측정하고 군속도를 산출하게 되면, 이를 통하여 구조물의 물성치(material properties)를 예측하는 것도 또한 가능하게 된다. 여기서, 구조물의 물성치는 탄성계수나 밀도 등이 될 수 있다.By measuring the thickness of the structure and calculating the group speed, it is also possible to predict the material properties of the structure. Here, the physical properties of the structure may be an elastic modulus or density.
본 발명은 이와 같이 군속도와 구조물의 두께 사이의 상관관계를 이용하여 구조물의 두께를 검사하는 장치와 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for inspecting the thickness of a structure using the correlation between the group speed and the thickness of the structure.
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 구조물의 두께 검사장치의 기본적인 구성과 두께 예측의 원리를 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 4, when explaining the basic configuration and thickness prediction principle of the thickness inspection apparatus of the structure according to the present invention.
본 발명에 따른 구조물의 두께 검사장치는, 가진유닛(110), 측정센서(130) 및 수집분석유닛(150)을 포함하여 구성된다.The thickness inspection apparatus of the structure according to the present invention includes an
상기 가진유닛(110)은, 대상 구조물(210)에 충격을 가하여 대상 구조물(210)을 가진함으로써, 진동파를 발생시키는 역할을 수행한다. 가진유닛(110)의 종류에는 제한이 없으며, 본 실시예는, 도 4에 도시된 바와 같이, 가진유닛(110)이 해머(hammer) 형태로 이루진 것을 예시하고 있다.The
상기 측정센서(130)는 한 쌍의 센서(132,134)로 이루어지며, 대상 구조 물(210)의 표면에서 일정 간격을 두고 설치되어 진동파의 신호를 측정한다. 한편, 측정센서(130)에 의해 진동파의 지연시간을 얻기 위해서, 상기 측정센서(130)는 진동파의 진행방향을 따라 설치되는 것이 바람직하다.The measuring
한편, 측정센서의 종류에는 제한이 없으며, 본 실시예는 상기 측정센서(130)로 가속도계를 사용하였다.On the other hand, there is no limitation on the type of measurement sensor, this embodiment used an accelerometer as the
상기 수집분석유닛(150)은, 상기 측정센서(130)에서 측정된 진동파의 신호를 인가받고, 두 지점의 진동파 지연시간에 기초한 군속도(group velocity)를 산출한다.The
진동파 지연시간에 의해 군속도를 산출하는 원리는 다음과 같다.The principle of calculating the group speed by the vibration wave delay time is as follows.
도 4에 도시된 바와 같이 두 측정센서(132,134) 간의 거리가 인 경우, 두 지점에서의 진동파 지연시간이 로 산출되면, 대상 구조물에서 군속도는,As shown in Figure 4 the distance between the two measuring sensors (132, 134) If the vibration wave delay time at two points If calculated, the military speed in the target structure,
로 나타낼 수 있다. 즉, 두 진동파의 지연시간을 구하면, 이에 따라 두 지점 사이의 군속도를 산출할 수 있다.It can be represented as. That is, when the delay time of the two vibration waves is obtained, the group speed between the two points can be calculated accordingly.
도 5 내지 도 8을 참조하여, 대상 구조물이 평판인 경우 실제로 군속도를 측정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.5 to 8, when the target structure is a flat plate, a process of actually measuring the group speed will be described.
먼저, 도 5를 참조하여 실제 평판의 두께를 측정하기 위한 장치 설치 상태를 설명한다.First, the installation state of the apparatus for measuring the thickness of the actual flat plate will be described with reference to FIG. 5.
대상 구조물(220)은 SUS304 재질이고, 가로 세로의 길이가 각각 600mm, 두께가 2 mm인 평판이다. 그리고, 두 측정센서(132,134) 간의 거리는 100 mm로 설정되어 있으며, 각각의 측정센서(132,134)는 수집분석유닛(150)에 연결되어 측정된 진동파의 신호를 전달하게 된다.The
한편, 도시되지는 않았지만, 가진유닛은 두 측정센서와 일직선이 되는 지점에서 평판에 충격을 가하여 진동파를 발생시킨다.On the other hand, although not shown, the excitation unit generates a vibration wave by impacting the plate at a point in line with the two measuring sensors.
상기 가진유닛에서 발생한 진동파는 구조물을 따라 전파되며, 진동파의 진행방향을 따라 설치된 측정센서(130)에서의 진동파 신호를 측정하면, 두 지점 사시에서 진동파의 지연시간을 구할 수 있다.The vibration wave generated by the excitation unit propagates along the structure, and when the vibration wave signal from the
하지만, 쉘 및 평판 구조물에서는 주파수 별로 에너지의 전파 속도가 다른 분산(dispersion) 특성을 가지기 때문에, 시간 및 이동 거리에 따라 전체 파형이 변화한다. 더구나 잡음이 조금이라도 존재하게 되면 시간 영역에서 군속도를 측정하기 매우 어렵게 된다.However, in the shell and plate structures, since the propagation speed of energy varies according to frequencies, the entire waveform changes with time and travel distance. Moreover, the presence of any noise makes it very difficult to measure group speed in the time domain.
따라서, 진동파를 주파수 별로 판단할 수 있는 신호의 시간-주파수 해석 기법에 의해 분석하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to analyze the vibration wave by the time-frequency analysis technique of the signal which can be determined for each frequency.
시간-주파수 해석기법으로는, 대표적으로 STFT(Short Time Fourier Transform), 웨이블렛(Wavelet) 변환 및 위그너-빌 (Wigner-Ville) 분포에 의한 기법을 들 수 있다.Typical time-frequency analysis techniques include short time fourier transforms (STFTs), wavelet transforms, and Wigner-Ville distributions.
여기서, STFT는 목적에 맞는 적절한 윈도우 함수를 이용하여 시간에 따라 윈도우를 이동해 가면서 퓨리에 변환(Fourier Transform)을 순차적으로 실행함에 의 해 이루어지는 기법으로서, 일반적인 퓨리에 변환과는 달리 시간과 주파수 측면에서 동시에 사건의 발생을 관찰할 수 있는 스펙트럼 분석법이다. 하지만, STFT는 시간, 주파수 분해능이 낮아 과도 신호의 정확한 분석에는 다소 어려움이 있다.Here, STFT is a technique that is performed by sequentially executing Fourier transform while moving the window according to time by using the appropriate window function suitable for the purpose. It is a spectrum analysis method that can observe the occurrence of. However, STFT has low time and frequency resolution, which makes it difficult to accurately analyze the transient signal.
웨이블렛(Wavelet) 변환은 주파수 대역에 따라 다양한 시간-주파수 분해능을 제공하는 해석 기법으로서, 특히 짧은 시간에 급격한 변화를 갖는 신호를 분석하는 데 탁월한 특징이 있다.Wavelet transform is an analysis technique that provides various time-frequency resolutions according to frequency bands, and is particularly excellent in analyzing signals having rapid changes in a short time.
한편, 상술한 바와 같이, 퓨리에 변환은 무한대의 시간 창문을 이용하는 반면, STFT와 웨이블렛 변환은 주어진 짧은 구간의 창문을 이용한다. 하지만, 백색 잡음(white noise) 속에 충격파 신호가 묻혀 있다면 퓨리에 변환을 통하여 이 충격파의 신호에 포함된 주파수 성분을 명확히 찾아내기는 어렵다.On the other hand, as described above, the Fourier transform uses an infinite time window, while the STFT and wavelet transforms use a given short window. However, if the shock wave signal is buried in white noise, it is difficult to clearly find the frequency component included in the signal of the shock wave through the Fourier transform.
이 경우에 주로 사용되는 방법이 자기상관함수의 시간지연에 대한 퓨리에 변환으로 정의되는 위그너-빌(Wigner-Ville) 분포에 의한 기법이다.The most commonly used method in this case is the Wigner-Ville distribution which is defined as the Fourier transform for the time delay of the autocorrelation function.
상술한 시간-주파수 해석기법 중에서 위그너-빌(Wigner-Ville) 분포에 의한 방법은 높은 시간-주파수 분해능으로 과도적인 비정상 신호 분석에 뛰어난 장점이 있다. 본 실시예에서는 이 중에서 특히 군속도 예측에 적합한 위그너-빌(Wigner-Ville) 분포를 사용하여 분석하였다.Among the above-described time-frequency analysis techniques, the Wigner-Ville distribution method has an excellent advantage in analyzing transient abnormal signals with high time-frequency resolution. In this example, the Wigner-Ville distribution, which is particularly suitable for group velocity prediction, was analyzed.
위그너-빌((Wigner-Ville) 분포는 시간 및 주파수 분해능을 독립적으로 향상시킬 수 있는 방법으로서, bilinear TFR(Time Frequency Representation) 의 한 종류이며, 그 정의는 다음과 같다:The Wigner-Ville distribution is a way to improve time and frequency resolution independently, a kind of bilinear Time Frequency Representation (TFR), whose definition is:
여기서, 는 시간종속 자기상관함수 (time dependent autocorrelation function), 는 신호의 해석함수, 는 의 퓨리에 변환이다. 한편, 상기 위그너-빌(Wigner-Ville) 분포는 물리적으로는 각 시간별 신호의 에너지에 대한 주파수 분포를 나타낸다.here, Is a time dependent autocorrelation function, Is the interpretation function of the signal, Is Is the Fourier transform. On the other hand, the Wigner-Ville distribution physically represents the frequency distribution of the energy of each time signal.
도 6은 두 측정센서에서 얻은 진동파 신호를 위그너-빌(Wigner-Ville) 분포에 의해 분석한 결과를 나타내고 있다. 여기서, 도 6의 (a)는 가진유닛에 가까운 지점에 설치된 측정센서의 진동파 신호, 도 6의 (b)는 가진유닛에서 먼 지점에 설치된 측정센서의 진동파 신호에 대한 분석결과이다.Figure 6 shows the results of analyzing the vibration wave signals obtained from the two measurement sensors by the Wigner-Ville distribution. Here, (a) of Figure 6 is a vibration wave signal of the measurement sensor installed at a point close to the excitation unit, Figure 6 (b) is an analysis result of the vibration wave signal of the measurement sensor provided at a point far from the excitation unit.
도 6의 (a)와 (b) 각각에서, 가운데 위치하는 그래프는 가로축이 시간, 세로축이 주파수로 표현된 진동파 신호를 나타낸 것이다. 그리고, 하측에 위치하는 그래프는 시간영역에서의 진동파 신호를 나타낸 것이고, 좌측에 위치하는 그래프는 주파수 영역에서의 진동파 신호를 나타낸 것이다.In each of (a) and (b) of FIG. 6, the graph located at the center shows a vibration wave signal in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents frequency. The graph located on the lower side shows the vibration wave signal in the time domain, and the graph located on the left side shows the vibration wave signal in the frequency domain.
먼저, 도 6의 (a)와 (b)에서, 진동파 신호는 거리에 따라 그 크기가 감소하고 시간이 지연됨을 확인할 수 있다.First, in (a) and (b) of FIG. 6, it can be seen that the amplitude of the vibration wave signal decreases with time and the time is delayed.
다음으로, 도 7을 참조하여, 위그너-빌(Wigner-Ville)분석에 의한 군속도 산출방법을 설명하면 다음과 같다.Next, referring to FIG. 7, the method of calculating the group speed by the Wigner-Ville analysis will be described.
도 7의 (a)는, 상기 도 6의 (a)와 (b)의 분석 결과에서, 각 주파수에서의 최대값을 연결한 라인(line)을 도시한 것으로서, 좌측 라인은 가진유닛에 가까운 지점에 설치된 측정센서의 진동파 신호이고, 우측 라인은 가진유닛에서 먼 지점에 설치된 측정센서의 진동파 신호를 나타낸다.FIG. 7 (a) shows a line connecting the maximum value at each frequency in the analysis results of FIGS. 6 (a) and 6 (b), where the left line is a point close to the excitation unit. This is the vibration wave signal of the measuring sensor installed at, and the right line shows the vibration wave signal of the measuring sensor installed at a point far from the excitation unit.
한편, 이와 같이 주파수 별 최대값을 이은 두 개의 라인에 의해, 각각의 주파수에서의 지연시간을 구할 수 있다. 도 7의 (b) 는, 상단의 결과를 통해 얻은 지연시간에 기초하여 산출한 군속도를 도시하고 있다. 도 7의 (b)를 통해, 평판에서의 군속도는 주파수가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보임을 확인할 수 있다. On the other hand, the delay time at each frequency can be obtained by the two lines that are connected to the maximum value for each frequency in this way. FIG. 7B shows the group speed calculated based on the delay time obtained through the upper result. Through (b) of Figure 7, it can be seen that the group speed on the plate tends to increase as the frequency increases.
도 8은, 평판의 두께가 2 mm일 때, 상술한 일련의 과정을 통해 산출한 군속도의 실험값과 이론값을 비교한 그래프이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 실험값은 이론값과 매우 유사한 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다.8 is a graph comparing experimental values and theoretical values of group velocities calculated through a series of processes described above when the thickness of the plate is 2 mm. As shown in Figure 8, it can be seen that the experimental value tends to be very similar to the theoretical value.
이상에서 상술한 평판의 군속도 측정과정은, 배관의 경우에도 적용이 가능하다.The group speed measurement process of the flat plate mentioned above is applicable also in the case of piping.
상기 배관은 원자력 발전소, 수력 발전소, 화력 발전소 또는 일반 플랜트 등에 사용되는 다양한 형태가 될 수 있다.The pipe may be in various forms used in a nuclear power plant, a hydro power plant, a thermal power plant, or a general plant.
도 9 내지 도 13을 참조하여, 배관 중 특히 원자력 발전소의 터빈 발전기 계통(2차측)에 사용되는 배관을 일 예로 들어 군속도를 측정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.9 to 13, a process of measuring a group speed will be described as an example of a pipe used in a turbine generator system (secondary side) of a nuclear power plant.
상술한 바와 같이, 원자력 발전소에 사용되는 배관(230)은 내부에 고온 고압의 유체가 매우 빠른 속도로 유동하고 있으며 소정의 곡률을 가지고 있어, 유체의 유동에 의해 부식과 마모가 이루어져 두께가 얇아지게 된다.As described above, the
이러한 배관(230)의 두께를 예측하여 배관 감육을 감시하기 위하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 가진유닛(110)을 준비하고, 가진유닛(110)에 의해 발생하는 진동파의 진행방향을 따라 두 지점에 측정센서(130)를 설치한다.In order to predict the thickness of the
그리고 측정센서 각각은 수집분석유닛(150)에 연결되어, 진동파의 신호를 전달할 수 있도록 구성한다.And each of the measuring sensors is connected to the
도 10은, 도 9의 배관의 치수와 측선센서의 설치 상태를 나타내는 단면도로서, 본 실시예에서 배관의 높이(H)는 650 mm, 배관의 끝단 사이의 폭(L)은 400 mm, 배관의 내경(di)은 35 mm 이다. 그리고 한 쌍의 측정센서간의 거리( )는 50 mm가 되도록 설치하였다.10 is a cross-sectional view showing the dimensions of the pipe of FIG. 9 and the installation state of the sideline sensor. In this embodiment, the height H of the pipe is 650 mm, the width L between the ends of the pipe is 400 mm. The inner diameter d i is 35 mm. And the distance between a pair of measuring sensors ) Was installed to be 50 mm.
그리고, 배관의 두께(h)는 각각 2 mm와 4 mm인 경우로 나누어 측정하였다. 따라서, 배관의 외경(do)은 두께(h)가 2 mm인 경우에는 39 mm이고, 두께(h)가 4 mm인 경우에는 43 mm가 된다.The thickness h of the pipe was measured by dividing it into 2 mm and 4 mm cases, respectively. Therefore, the outer diameter d o of the pipe is 39 mm when the thickness h is 2 mm, and 43 mm when the thickness h is 4 mm.
도 11의 (a)은, 두 측정센서 중 가진유닛에 가까운 지점의 측정유닛에서 얻은 진동파 신호를 상술한 바와 같은 위그너-빌(Wigner-Ville) 분포에 의해 분석한 결과를 나타내고 있다.FIG. 11 (a) shows the result of analyzing the vibration wave signal obtained from the measuring unit at the point closest to the excitation unit of the two measuring sensors by the Wigner-Ville distribution as described above.
도 11의 (a)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 측정센서에서 얻은 진동파 신호는 충격에 의한 신호뿐만 아니라 센서 및 센서 부착 영향에 따른 공진(resonance)에 의한 신호도 포함되어 있다. 군속도 측정에 필요한 신호는 가진유닛에 의한 충 격 신호이기 때문에 상기 공진 성분을 제거하여야 보다 정밀한 군속도 산출이 가능하다.As can be seen in (a) of FIG. 11, the vibration wave signal obtained from the measuring sensor includes not only a signal due to impact but also a signal due to resonance due to the sensor and the sensor attachment effect. Since the signal required for group speed measurement is a shock signal by the excitation unit, it is possible to calculate the group speed more precisely by removing the resonance component.
도 11의 (b)는, 도 11의 (a)에서 공진에 의한 신호 성분을 제거한 시간-주파수 영역의 결과를 나타낸 것이다.FIG. 11B shows the result of the time-frequency domain from which signal components due to resonance are removed in FIG.
이와 같이, 측정센서의 신호에는 가진유닛의 충격에 의한 신호뿐만 아니라 공진에 의한 성분이나, 고주파 성분의 노이즈 등 다양한 신호가 포함될 수 있어, 고주파통과필터(High Pass Filter)나 대역통과필터(Band Pass Filter) 등의 적절한 필터를 사용하여 가진유닛의 충격에 의한 신호만 추출하는 과정을 거치는 것이 바람직하다.As described above, the signal of the measuring sensor may include not only a signal caused by the impact of the excitation unit but also various signals such as a component caused by resonance or noise of a high frequency component. Thus, a high pass filter or a band pass filter may be included. It is preferable to go through the process of extracting only the signal caused by the impact of the excitation unit by using an appropriate filter such as a filter.
도 12의 (a)는, 이와 같은 충격 신호 추출 과정을 거친 후 주파수별 최대값을 연결한 라인을 도시한 것으로서, 좌측 라인은 가진유닛에 가까운 지점, 우측 라인은 가진유닛에서 먼 지점에 설치된 측정센서의 진동파 신호를 나타낸다.FIG. 12 (a) shows a line connecting the maximum value for each frequency after the shock signal extraction process, in which the left line is close to the excitation unit and the right line is installed at a point far from the excitation unit. The vibration wave signal of the sensor is shown.
그리고 도 12의 (b)는, 도 12의 (a)에서 얻은 두 개의 라인에 의해 각각의 주파수에서의 지연시간을 구하고, 이에 기초하여 산출한 군속도를 도시하고 있다.Fig. 12B shows the group speeds calculated by calculating the delay time at each frequency from the two lines obtained in Fig. 12A.
도 13은, 최종적으로, 두께 2 mm인 경우의 주파수별 군속도 분포와, 상술한 바와 같은 과정에 의해 얻은 두께 4 mm인 경우의 주파수별 군속도 분포를 도시한 것이다.FIG. 13 finally shows the group speed distribution for each frequency in the case of 2 mm in thickness, and the group speed distribution for each frequency in the case of 4 mm in thickness obtained by the above-described process.
도 13에 도시된 바와 같이, 배관의 군속도는 주파수에 따라 변하는 특성을 보이고 있으나, 신호대잡음비(Signal to noise ratio; SNR)가 높은 영역에서는 대체적으로 일정한 값을 보이고 있다.As shown in FIG. 13, the group speed of the pipe shows a characteristic that varies with frequency, but shows a substantially constant value in a region where the signal to noise ratio (SNR) is high.
따라서, 군속도의 대표값은 신호대잡음비가 좋은 주파수 대역에서의 군속도에 의해 예측하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 신호대잡음비가 30dB이상인 주파수 대역에서의 군속도의 평균값을 구하여 군속도의 대표값을 정하였다.Therefore, the representative value of the group speed is preferably predicted by the group speed in the frequency band with a good signal-to-noise ratio. In this embodiment, the average value of the group speed in the frequency band where the signal-to-noise ratio is 30 dB or more is determined to determine the representative value of the group speed.
상기 주파수 대역에서 배관의 군속도는 두께가2 mm일 때 약 1100 m/sec이고, 두께가 4 mm일 때 약 1600m/sec로 나타나며, 배관의 두께가 증가할수록 배관의 군속도도 증가하는 것을 확인할 수 있다.In the frequency band, the group speed of the pipe is about 1100 m / sec when the thickness is 2 mm, about 1600 m / sec when the thickness is 4 mm, and the group speed of the pipe increases as the thickness of the pipe increases. .
하지만, 군속도를 일정 구간의 주파수 대역에서 평균하여 구하는 대신, 어느 특정 주파수 값에서의 값을 대표값으로 하여 군속도를 산출하는 것도 또한 가능하다.However, instead of averaging the group speed in a frequency band of a certain section, it is also possible to calculate the group speed using a value at a certain frequency value as a representative value.
이상의 결과에서와 같이, 배관에서 군속도를 구함으로써 배관의 두께를 예측할 수 있다. 특히, 원자력 발전소에 사용되는 배관의 감육 감시에 적용하는 경우, 감육이 일어나지 않은 상태에서의 군속도를 기준 군속도로 정하여, 측정한 배관의 군속도가 기준 군속도와 일정 값 이상 차이가 나는 경우를 배관의 교체시기로 정할 수 있다.As in the above results, the thickness of the pipe can be estimated by finding the group speed in the pipe. In particular, when applied to the monitoring of the thinning of pipes used in nuclear power plants, the group speed without thinning is defined as the reference group speed. You can set the time.
또는, 안전 기준이 되는 두께를 정하고 이에 따른 군속도를 측정하여 기준 군속도로 정한 후, 측정된 군속도가 이보다 작은 경우를 배관 수명의 한계로 정하는 등의 방법에 의해 배관의 감육을 감시할 수 있게 된다.Alternatively, the thickness of the pipe can be monitored by determining the thickness as the safety standard, measuring the group speed, and determining the group speed as a reference group speed, and then determining the case where the measured group speed is smaller than the pipe life limit.
지금까지 주로 평판과 배관 형태의 구조물을 대상으로 한 두께 검사장치와 검사방법을 예로 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형상의 구조물에 범용적으로 적용이 가능하다.Until now, the thickness inspection apparatus and inspection method for the structure mainly in the form of a flat plate and a pipe was described as an example.
이와 함께, 상술한 수학식 1과 수학식 2를 통하여, 군속도를 산출하고, 대상 구조물의 두께를 실제로 측정하게 되면, 이에 기초하여 구조물의 물성치를 예측할 수 있게 된다.In addition, when the group velocity is calculated and the thickness of the target structure is actually measured through the above-described
따라서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.Accordingly, those skilled in the art can make modifications without departing from the spirit of the present invention and such modifications are within the scope of the present invention.
상기의 구성을 가지는 본 발명에 따른 구조물의 두께 검사장치 및 검사방법은 다음과 같은 효과가 있다.Thickness inspection apparatus and inspection method of the structure according to the present invention having the above configuration has the following effects.
첫째, 간단한 검사장치에 의해 구조물의 군속도를 산출하고 이에 따라 구조물의 두께를 예측할 수 있도록 구성함으로써, 구조물의 두께를 빠르고 정확하게 예측할 수 있는 이점이 있다.First, by calculating the group speed of the structure by a simple inspection device and accordingly configured to predict the thickness of the structure, there is an advantage that can quickly and accurately predict the thickness of the structure.
특히, 원자력 발전소에 사용되는 배관의 감육 적용하여, 감육 정도를 정확하게 판단하여 감육에 따른 위험성을 원천적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.In particular, by applying the thinning of the pipe used in the nuclear power plant, there is an advantage that can determine the degree of thinning accurately to eliminate the risk due to the source.
그리고 기존 초음파를 이용한 방법과 비교할 때, 일일이 격자점의 두께를 측정할 필요가 없이, 두 측정센서 사이의 구조물 두께를 예측할 수 있어 두께의 예측에 소요되는 시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있게 된다.In addition, compared with the conventional method using ultrasonic waves, the thickness of the structure between the two measuring sensors can be predicted without the need to measure the thickness of the lattice points one by one, thereby significantly reducing the time required to estimate the thickness.
둘째, 내부에 유체가 유동하는 배관의 두께를 측정하는 경우, 기기가 가동 중이어서 유체가 유동하고 있는 경우에도, 유체 유동에 의한 진동파와 충격파에 의한 진동파 간의 간섭이 매우 적어, 구조물의 두께를 정확하게 예측할 수 있는 이점이 있다.Second, in the case of measuring the thickness of the pipe in which the fluid flows inside, even if the fluid is flowing because the device is in operation, the interference between the vibration wave due to the fluid flow and the vibration wave due to the shock wave is very small, so that the thickness of the structure There is an advantage that can be accurately predicted.
셋째, 군속도는 구조물의 두께, 물성치 등의 함수이기 때문에, 구조물의 두께를 아는 경우에는 군속도를 구하여 구조물의 물성치, 예를 들어 재료의 탄성계수 등을 알 수 있는 이점이 있다.Third, because the group speed is a function of the thickness of the structure, the physical properties, etc., if the thickness of the structure is known, there is an advantage that the physical properties of the structure, for example, the elastic modulus of the material, can be obtained by obtaining the group speed.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101513067B1 (en) * | 2014-01-27 | 2015-04-22 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Apparatus and method for nondestructive for measuring the dynamic modulus |
CN105345369A (en) * | 2015-12-14 | 2016-02-24 | 重庆大帝重工机械有限公司 | Method for eliminating clamping jitter during welding of sheet metal parts |
KR102383988B1 (en) | 2020-10-20 | 2022-04-08 | 한국항공우주산업 주식회사 | Physical measurement method for aircraft composite parts |
Families Citing this family (1)
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KR102038689B1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-10-30 | 한국원자력연구원 | Apparatus for sensing leakage of pipe using distance-difference frequency analysis and method thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62225905A (en) | 1986-03-27 | 1987-10-03 | Chuo Denshi Kogyo Kk | Method for measuring thickness |
JPH0953926A (en) * | 1995-08-10 | 1997-02-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Tube wall thickness measuring instrument |
KR100258747B1 (en) * | 1997-12-08 | 2000-08-01 | 반영호 | Apparatus and method for measuring the thickness of solid material and the ultrasonic velocity |
-
2006
- 2006-08-17 KR KR1020060077854A patent/KR100817617B1/en active IP Right Grant
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101513067B1 (en) * | 2014-01-27 | 2015-04-22 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Apparatus and method for nondestructive for measuring the dynamic modulus |
CN105345369A (en) * | 2015-12-14 | 2016-02-24 | 重庆大帝重工机械有限公司 | Method for eliminating clamping jitter during welding of sheet metal parts |
KR102383988B1 (en) | 2020-10-20 | 2022-04-08 | 한국항공우주산업 주식회사 | Physical measurement method for aircraft composite parts |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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