KR20090082617A - 와전류탐상 데이터 분석방법 - Google Patents
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Abstract
누구나 용이하고 신속하게 측정된 데이터의 정확한 분석이 가능하도록, 표준 시편에 대한 와전류탐상을 실시하여 정상 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 생성하여 X축 및 Y축 좌표값으로 입력하고, 시험체에 대한 와전류탐상을 실시하여 측정된 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 생성하여 X축 및 Y축 좌표값으로 입력하고, 시험체 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트와 표준 시편 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 동일한 조건으로 조정하고, 시험체 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트와 표준 시편 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트 성분을 서로 소거 또는 더하는 데이터의 합성을 행하여 새로 형성된 리사주도형 및 스트립차트의 신호 성분을 분석하여 결함이나 재질 변화에 판단하는 과정을 포함하는 와전류탐상 데이터 분석방법을 제공한다.
와전류, 탐상, 비파괴, 리사주, 스트립차트, 결함, 소거, 조정
Description
본 발명은 와전류탐상 데이터 분석방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표준 시편과 시험체에 대한 와전류탐상 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 합성하여 형성된 새로운 와전류탐상 데이터를 통해 시험체의 결함유무 및 재질변화 등의 판정이 가능하고 누구나 용이하고 신속하게 측정된 데이터를 정확하게 해석하는 것이 가능한 와전류탐상 데이터 분석방법에 관한 것이다.
일반적으로 대상 시험체의 성질과 내부조직을 변화시키거나 파괴하지 않고 시험체 내외면의 결함유무, 재질변화, 건전도 등을 검사하는 비파괴검사방법으로는 방사선, 와전류, 초음파, 자기, 침투 및 누설탐상 검사방법 등이 알려져 있다.
상기에서 와전류탐상검사(Eddy Current Test)는 코일에 교류를 흘리면 교번 자장이 발생하는데, 이 코일을 전도성의 물체에 가까이 접근시킴에 따라 와전류가 유도되면서 자기장이 생겨 코일의 임피던스가 변화되는 원리를 응용한 것이며, 이 임피던스의 변화를 측정하여 전도성 물체의 상태와 물성에 관한 분석을 행하는 검사방법이다.
상기와 같은 와전류탐상검사는 결함의 크기나 재질 변화 등을 동시에 검사하는 것이 가능한 검사방법으로, 관이나 봉, 선 등에 대한 검사에 적용된다. 예를 들면, 열교환기의 튜브, 항공기나 자동차 부품, 금속판 터빈 블레이드나 리벳홀 등의 크랙 등에 대한 검사에 적용된다.
그리고 와전류탐상검사에서 측정된 데이터는 X축 성분 및 Y축 성분을 각각 리사주도형(Lissajous Figure)이나 스트립차트(Strip Chart)로 나타내며, 검사자는 이를 분석하여 결함의 위치나 크기, 재질의 변화 등을 확인한다.
그런데 검사자는 표준 시편에 대한 리사주도형 또는 스트립차트를 기준으로, 측정된 시험체의 리사주도형이나 스트립차트를 보면서 해당 시험체의 결함유무 및 물성변화 등에 대한 판단을 내리므로, 검사자의 경험과 숙련도에 따라 검사결과에 대한 정확도에 차이가 발생하며, 잘못된 판정을 내릴 우려가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서, 누구나 용이하고 신속하게 측정된 데이터의 정확한 분석이 가능하도록 표준 시편과 시험체 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 비교 합성하는 와전류탐상 데이터 분석방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명이 제안하는 와전류탐상 데이터 분석방법은 표준 시편에 대한 와전류탐상을 실시하여 정상 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 생성하여 X축 및 Y축 좌표값으로 입력하고, 시험체에 대한 와전류탐상을 실시하여 측정된 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 생성하여 X축 및 Y축 좌표값으로 입력하고, 표준 시편 및 시험체의 리사주도형 및 스트립차트를 동일한 조건으로 조정하고, 표준 시편 및 시험체의 리사주도형 및 스트립차트의 합성을 수행하고 그 결과 나타난 신호의 분석을 통하여 시험체의 결함이나 재질 변화 등을 판단하는 과정을 포함하여 이루어진다.
상기에서 리사주도형의 경우에는 신호의 크기와 감도에 대하여 동일한 조건으로 조정을 행하고, 스트립차트의 경우에는 신호의 속도에 대하여 동일한 조건으로 조정을 행한다.
그리고 상기에서 사용하는 측정된 데이터의 리사주도형 및 스트립차트는 실시간으로 측정된 데이터에 대한 리사주도형 및 스트립차트를 X축 및 Y축 좌표값으 로 입력하는 것도 가능하고, 기존에 측정하여 얻어진 리사주도형 및 스트립차트에 대한 이미지파일을 읽어들여 X축 및 Y축 좌표값으로 입력하는 것도 가능하다.
상기 리사주도형 및 스트립차트는 둘중 어느 하나만 입력하면 다른 하나는 자동으로 생성하여 입력하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 와전류탐상 데이터 분석방법에 의하면, 측정된 데이터에서 결함이나 재질 변화에 대한 신호를 보여주므로, 누구나 용이하고 신속하게 신호를 해석하는 것이 가능하다.
그리고 기존에 측정된 데이터에 대한 리사주도형이나 스트립차트의 이미지파일을 이용하여 분석을 행하는 것이 가능하므로, 초보자나 훈련생, 학생들에게 와전류탐상검사의 원리와 분석방법을 다양하게 접하면서 이해시키는데 매우 유리하다.
다음으로 본 발명에 따른 와전류탐상 데이터 분석방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 와전류탐상 데이터 분석방법의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 표준 시편의 측정 데이터를 입력하고(P10), 시험체의 측정 데이터를 입력하고(P20), 시험체의 측정 데이터를 표준 시편의 측정 데이터를 기준으로 조정하고(P30), 시험체의 측정 데이터에서 표준 시편의 측정 데이터 성분을 합성하고(P40), 새로운 데이터의 신호를 분석(P50)하는 과정을 포함하여 이루어진다.
그리고 본 발명에 따른 와전류탐상 데이터 분석방법의 일실시예는 도 2에 나 타낸 바와 같이, 제어부(10)에 대상물의 와전류탐상을 행하는 와전류탐상기(60), 이미지를 스캐닝하여 이미지파일을 생성하기 위한 스캐너(30), 시험체 또는 표준 시편의 측정 데이터 등을 저장하는 메모리부(20), 리사주도형 및 스트립차트 등을 표시하는 디스플레이부(40), 데이터의 출력을 행하는 프린터(50) 등을 연결하여 행한다.
상기에서 표준 시편의 측정 데이터는 도 3에 나타낸 바와 같이, 리사주도형 및 스트립차트를 생성하여 X축 및 Y축 좌표값으로 입력한다.
상기 표준 시편의 측정 데이터는 도 2에 나타낸 바와 같이, 와전류탐상기(60)를 이용하여 얻어진 데이터를 메모리부(20)에 미리 저장하여 사용한다.
상기 메모리부(20)에 저장된 표준 시편의 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 제어부(10)에서 읽어들이도록 구성한다.
상기에서 리사주도형이나 스트립차트는 서로 대응하여 용이하게 작성할 수 있으며, 어느 하나를 입력하면 나머지 하나는 자동으로 생성하도록 제어부(10)를 구성하는 것이 가능하다.
상기 리사주도형은 2개의 정현파를 합성하여 그린 도형으로, 매개 변수 t에 의해 x=Acos(Bt+C), y=Dsin(Et+F)의 형상으로 그려지는 평면도형이다. 상기에서 A, D, C, F는 상수이며, B:E가 정수비로 이루어져야 끊어지지 않고 이어진 도형을 그릴 수 있으며, B:E=1:1이면 원이 그려진다.
상기 리사주도형은 주로 주파수와 위상을 비교하는데 사용한다.
상기 스트립차트는 X축 좌표값과 Y축 좌표값의 크기를 중앙선을 중심으로 양 쪽 가로방향으로 배열하고 시간순서를 세로방향으로 배열하여 나타내는 그래프이다.
따라서 스트립차트는 시간에 따른 변화 즉 측정이 진행되는 길이에 대응하는 신호를 용이하게 분석하는 것이 가능하다.
상기 리사주도형에서 위상의 변화로 나타내는 부분을 스트립차트에서는 세로방향의 시간순으로 나타내게 된다.
상기 표준 시편의 측정 데이터를 표준 시편으로부터 얻지 않고, 와전류탐상기(60)에서 시험체를 측정하는 데이터에서 얻는 것도 가능하다. 예를 들면 와전류탐상기(60)를 통하여 시험체를 측정하여 얻어지는 데이터에서 결함이 없는 부분의 데이터를 표준 시편의 측정 데이터로 사용하는 것도 가능하다. 즉, 어떤 대상물을 와전류탐상기(60)로 측정할 때에 일정한 신호가 변화되지 않고 연속으로 입력되는 경우, 이를 표준 시편의 측정 데이터로 사용하는 것도 가능하다.
상기 시험체의 측정 데이터는 시험체에 대한 와전류탐상을 실시하여 측정된 데이터로, 상기 제어부(10)에서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 시험체의 측정된 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 생성하여 X축 및 Y축 좌표값으로 나타낸다.
예를 들면, 와전류탐상기(60)를 통하여 실시간으로 상기 제어부(10)로 입력되는 데이터를 시험체의 측정 데이터로 사용한다.
그리고 상기에서 사용하는 시험체의 측정된 데이터는 기존에 측정하여 얻어진 리사주도형 및 스트립차트에 대한 이미지파일을 읽어들여 X축 및 Y축 좌표값으로 입력하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 이미지파일은 스캐너(30)를 이용하여 이미지를 스캐닝하여 이미지파일을 생성하여 사용하는 것도 가능하고, 디스플레이부(40)나 와전류탐상기(60)의 모니터에 표시된 화면을 캡처한 다음 이를 이미지파일로 생성하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 시험체의 측정 데이터는 메모리부(20)에 저장된 데이터나 이미지파일을 제어부(10)에서 읽어들여 사용하는 것도 가능하다.
상기 데이터를 조정하는 단계(P30)에서는 상기 제어부(10)에서 시험체의 측정된 데이터의 리사주도형 및 스트립차트와 표준 시편의 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 동일한 조건으로 조정을 행한다.
상기에서 리사주도형의 경우에는 신호의 크기와 감도에 대하여 동일한 조건으로 조정을 행하고, 스트립차트의 경우에는 신호의 속도에 대하여 동일한 조건으로 조정을 행한다.
예를 들면 표준 시편의 측정 데이터의 신호의 크기와 감도 및 속도를 기준으로 시험체의 측정 데이터의 리사주도형의 크기와 스트립차트의 길이를 조정한다.
상기와 같이 조정을 행하게 되면, 신호수집 방법, 신호수집 속도, 신호수집 장비, 신호수집 탐촉자 등의 차이로 인한 각종 변수들을 일치시키는 것이 가능하며, 용이하게 리사주도형 및 스트립차트를 해석하는 것이 가능해진다.
도 5에는 표준 시편의 측정 데이터와 동일한 조건으로 시험체의 측정 데이터를 조정하여 비교하기 용이하도록 동일한 X축 및 Y축 상에 나타낸 상태를 보여준다.
상기 데이터를 합성하는 단계(P40)에서는 표준 시편의 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트와 시험체의 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트 성분을 서로 더하거나 소거한다.
도 6에는 시험체의 측정 데이터로부터 표준 시편의 측정 데이터를 소거한 상태를 나타낸다.
상기와 같이 데이터의 합성을 행하면, 새로이 형성되는 신호의 성분을 이용하여 시험체의 결함이나 재질 변화에 대한 판단을 행하는 것이 가능하다.
한편, 결함신호의 평가는 표준 시편의 측정 데이터에서 100%, 60%, 20%의 인공 결함신호를 이용하여 위상각 대 결함깊이 곡선을 작성하고, 신호의 크기는 20% 신호를 이용하여 진폭(volt)을 설정하여 신호의 평가를 정량화하는 것이 가능하다.
상기와 같은 과정을 거쳐 데이터의 분석을 행하게 되면, 종래의 분석방법에서는 해결하지 못한 다양한 신호의 비교 또는 혼합을 자유롭게 행하는 것이 가능하고, 누구나 용이하게 신속하게 신호를 해석하는 것이 가능하며, 와전류탐상의 원리를 이해하는데에도 많은 도움을 줄 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 와전류탐상 데이터 분석방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 본 발명에 따른 와전류탐상 데이터 분석방법의 일실시예를 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 와전류탐상 데이터 분석방법의 일실시예를 구동하는 시스템을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은 표준 시편의 와전류탐상을 실시한 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 나타내는 이미지이다.
도 4는 시험체의 와전류탐상을 실시한 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 나타내는 이미지이다.
도 5는 도 3의 리사주도형 및 스트립차트와 도 4의 리사주도형 및 스트립차트를 동일 조건으로 조정하여 겹쳐 놓은 이미지이다.
도 6는 도 4의 리사주도형 및 스트립차트에서 도 3의 리사주도형 및 스트립차트의 성분을 합성한 상태를 나타내는 리사주도형 및 스트립차트의 이미지이다.
Claims (5)
- 표준 시편의 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 생성하여 X축 및 Y축 좌표값으로 입력하고,시험체에 대한 와전류탐상을 실시하여 측정된 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 생성하여 X축 및 Y축 좌표값으로 입력하고,표준 시편의 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트와 시험체의 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트를 동일한 조건으로 조정하고,시험체의 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트로부터 표준 시편의 측정 데이터의 리사주도형 및 스트립차트 성분을 합성하여 형성된 새로운 신호 성분을 분석하여 결함유무 또는 재질 변화를 판단하는 과정을 포함하는 와전류탐상 데이터 분석방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 리사주도형은 신호의 크기와 감도에 대하여 동일한 조건으로 조정을 행하고,상기 스트립차트는 신호의 속도와 크기에 대하여 동일한 조건으로 조정을 행하는 와전류탐상 데이터 분석방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 표준 시편 또는 시험체의 측정 데이터는 실시간으로 측정된 데이터 또는 기존에 측정하여 얻어진 데이터를 사용하는 와전류탐상 데이터 분석방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 표준 시편 또는 시험체의 측정 데이터는 측정하여 얻어진 리사주도형 및 스트립차트에 대한 이미지파일을 사용하는 와전류탐상 데이터 분석방법.
- 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한항에 있어서,상기 리사주도형 및 스트립차트는 둘중 어느 하나만 입력하고 다른 하나는 자동으로 생성하여 사용하는 와전류탐상 데이터 분석방법.
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