KR20110034280A - 발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 결함 정도를 파악하는 신호 모드 기법을 개선하여 발전소 배관의 결함 정도를 효율적으로 진단하여 발전기 고장을 방지하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 비틀림형 모드 및 굽힘형 모드에 적합한 유도 초음파 신호를 생성하여 발전소 배관의 내부로 전파하는 가변각 웨이지 수단, 상기 유도 초음파 신호에 대응하여 축 대칭형 구조물에서 반사되는 비틀림형 모드 신호와 비 축대칭형 구조물에서 반사되는 굽힘형 모드 신호를 수신하는 콤보 변환기 수단, 및 상기 콤보 변환기에서 수신한 신호를 퓨리에 변환하여 해석하고, 이 해석 결과와 군속도 곡선을 중첩시켜 배관의 결함 크기를 판단하는 결함 분석 수단을 포함하는 시스템이 제공된다.
이에, 본 발명은 기존의 유도초음파 중 종형 모드에 비하여 비틀림형 모드 신호와 굽힘형 모드 신호를 적용함으로써, 배관의 비대칭적인 요소 등에 대한 정보를 쉽게 수신하고 분석할 수 있으며, 초음파 방식에 비해서 사전 및 사후 작업이 감소 됨으로 진단 시간 및 비용을 크게 줄이는 효과를 얻을 수 있다
발전소, 배관, 유도 초음파, 용접부, 축 대칭형 모드, 비틀림형 모드, 굽힘형 모드, 결함 진단

Description

발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DIAGNOSISING DEFECT DEGREE TO ELECTIC POWER STATION INSULATION PIPE}
본 발명은 발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 결함 정도를 파악하는 신호 모드 기법을 개선하여 발전소 배관의 결함 정도를 효율적으로 진단하여 발전기 고장을 방지하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래에 발전소 배관의 결함 정도를 진단하는 방법은 초음파를 이용하는 방식과 유도 초음파 중 종형 모드를(Longitudinal Mode) 사용하는 방식이 있었다. 기존의 초음파를 이용하는 방식은 먼저 발전소 보온 배관의 경우 보온재를 제거하고 매설배관의 경우 비게목을 설치하여 초음파 센서가 직접 배관 모재에 접촉이 가능하도록 사전 준비작업을 한다. 이어서, 검사 후에도 보온재를 다시 설치하고 굴착된 부분에 대한 메움 작업 그리고 설치된 비게목을 제거하는 작업이 필요하여 사전 및 사후 작업 시간 및 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
반면, 기존의 유도 초음파 중 종형 모드를 적용하는 경우에는 초음파 방식 처럼 사전 및 사후 작업은 불필요하나 종형 모드의 특성상 단지 대칭형 신호만을 송수신 하기 때문에 실제로 용접부 결함, 부식 등 두께 감육에 의한 비대칭 신호의 정보를 제공하지 못하여 발전소 배관의 건전성 여부를 평가할 수 없을뿐만 아니라 실질적으로 사용이 불가능하여 제데로된 발전소 배관의 결함 정도를 진단하지 못한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유도 초음파(Guided Wave)의 비틀림형 모드 및 굽힘형 모드(Flexural Mode)를 이용하여 보온재 제거 없이 배관 내의 결함 대상 구조물에 대하여 결합 정도의 정밀도를 높여 보수 비용 및 고장에 따른 비용을 크게 절감할 수 있는 발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위한 방법으로서, (a) 비틀림형 모드 및 굽힘형 모드에 적합한 유도 초음파 신호를 생성하여 발전소 배관의 내부로 전파하는 단계, (b) 상기 유도 초음파 신호에 대응하여 결함의 원인이 없는 축 대칭형 구조물에서 반사되는 비틀림형 모드 신호와 결함의 원인이 있는 비 축대칭형 구조물에서 반사되는 굽힘형 모드 신호를 수신하는 단계, 및 (c) 상기 콤보 변환기에서 수신한 신호를 퓨리에 변환하여 해석하고, 이 해석 결과와 군속도 곡선을 중첩시켜 배관의 결함 크기를 판단하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
여기서, 상기 (c) 단계는, 퓨리에 변환된 비틀림형 모드 신호와 굽힘형 모드 신호의 크기를 비교하여 굽힘형 모드 신호의 크기 정도에 따라 구조물의 무식 및 두께 감육에 의한 결함 크기를 정확하게 판단하게 되는 특징이 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 비틀림형 모드 신호와 굽힘형 모드 신호를 Pitch-Catch법을 이용하여 해석하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 일 태양에 따르면, 발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위한 시스템으로서, 비틀림형 모드 및 굽힘형 모드에 적합한 유도 초음파 신호를 생성하여 발전소 배관의 내부로 전파하는 가변각 웨이지 수단, 상기 유도 초음파 신호에 대응하여 축 대칭형 구조물에서 반사되는 비틀림형 모드 신호와 비 축대칭형 구조물에서 반사되는 굽힘형 모드 신호를 수신하는 콤보 변환기 수단, 및 상기 콤보 변환기에서 수신한 신호를 퓨리에 변환하여 해석하고, 이 해석 결과와 군속도 곡선을 중첩시켜 배관의 결함 크기를 판단하는 결함 분석 수단을 포함하는 시스템이 제공된다.
여기서, 상기 결함 진단 시스템은, 상기 가변각 웨이지 수단과 콤보 변환기 수단 간의 사이 및 콤보 변환기 수단과 결함 분석 수단 간의 사이에 유도 초음파 신호, 비틀림형 모드 신호 및 굽힘형 모드 신호를 증폭, 감쇄시켜, 이중화하여 전송하는 리텍 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결함 분석 수단은, 퓨리에 변환된 비틀림형 모드 신호와 굽힘형 모드 신호의 크기를 비교하여 굽힘형 모드 신호의 크기 정도에 따라 구조물의 부식 및 두께 감육에 의한 결함 크기를 정확하게 판단할 수 있는 수단으로 이용된다.
본 발명에 의하면, 기존의 유도초음파 중 종형 모드에 비하여 비틀림형 모드 신호와 굽힘형 모드 신호를 적용함으로써, 배관의 비대칭적인 요소 등에 대한 정보를 쉽게 수신하고 분석할 수 있으며, 초음파 방식에 비해서 사전 및 사후 작업이 감소 됨으로 진단 시간 및 비용을 크게 줄이는 효과를 얻을 수 있다
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위 한 시스템(100)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 결함 진단 시스템(100)은 가변각 웨이지 수단(110), 콤보 변환기 수단(120), 결함 분석 수단(130) 및 리텍 수단(140)을 포함하여 구성된다.
먼저, 본 발명의 가변각 웨이지 수단(110)은 비틀림형 모드 및 굽힘형 모드에 적합한 유도 초음파 신호를 생성하여 발전소 배관(160)의 내부로 전파하는 역할을 수행한다. 여기서의 배관(160)의 내부에는 본 발명에서 진단하고자 하는 다수의 결함 대상 구조물이 형성되어 있는데, 예를 들면, 용접부, 분기관, 지지대 등 다양한 형태의 결함 대상 구조물이 형성되어 있다. 이러한 결함 대상 구조물은 형태에 따라 대칭형 구조물과 비 축대칭형 구조물로 구분될 수 있으며, 이에 대해서는 다음의 구성요소에 언급하기로 한다.
다음으로, 본 발명의 콤보 변환기 수단(Comb Transducer, 120)은 가변각 웨이지 수단(110)에서 보낸 유도 초음파 신호에 대응하여 결함이 없고, 균일한 두께 감육을 나타내는 용접부, 분기관, 지지대 등의 축 대칭형 구조물에서 반사되는 비틀림형 모드 신호와 결함이 있고, 불균일한 두께 감육 및 부식이 있는 용접부, 분기관, 지지대 등의 비 축대칭형 구조물에서 반사되는 굽힘형 모드 신호를 수신하는 역할을 수행한다. 이와 같이, 결함, 두께 감육, 부식등의 상태에 따라 앞서 설명한 결함 대상 구조물은 축 대칭형 구조물 및 비 축대칭형 구조물로 구분되고 있다.
이때, 수신되는 비틀림형 모드 신호 및 굽힘형 모드 신호에 대하여 설명하면, 유도 초음파의 진행 방향이 배관(160)의 길이 방향에 해당될 경우에 유도 초음 파의 모드를 나타내기 위해서는 두개의 첨자 즉 원주방향 차수와 모드수를 사용하게 된다. 원주방향 차수가 0인 경우 관의 축에 대하여 대칭이고 0이 아닌 경우 비 축대칭 모드를 나타내는데 축대칭인 모드는 다시 종형모드(Longitudinal Mode)와 비틀림 모드(Torsional Mode)로 구분하며, 종래의 종형 모드(Longitudinal Mode)는 파의 진동성분이 관의 길이방향과 반경방향으로 만 있는 경우로서 L(0,n) 으로 나타내며, 비틀림 모드(Torsional Mode)는 파의 진동성분이 원주방향으로만 있는 경우로서 T(0,n) 으로 나타낸다. 반면, 원주방향 차수가 1,2,3,...인 경우에는 비축대칭 모드(Non-axisymmetric mode)를 나타내는데 이를 본 발명에서는 굽힘형 모드(Flexural Mode)(420)로 부르며 F(M,n)으로 표시된다. 상기 굽힘형 모드의 경우 파의 진동성분이 반경, 원주 그리고 길이 방향으로 존재한다.
종형모드(Longitudinal Mode)나 비틀림형 모드(Torsional Mode)의 경우 원주방향 차수가 0에서 무한한 수의 모드를 가지고 있고, 원주방향 차수가 1,2,3,...에서도 무한한 수의 모드를 가지고 있어 유도초음파가 배관(160)을 따라 전파할 때 종형모드(Longitudinal Mode), 비틀림형 모드(Torsional Mode) 및 굽힘형 모드(Flexural Mode)가 존재 하게 된다.
따라서, 비 틀림형 모드(Torsional Mode)를 발생시켜 배관(160)을 따라 전파될 경우에 배관(160)의 원래 두께(혹은 단면적)에 아무런 변화가 없으면 반사체(축 대칭형 구조물 또는 비 축대칭형 구조물)가 없으므로 반사되는 신호는 없고 두께(혹은 단면적)에 변화가 있으면 반사체에 의해 신호가 반사되는데 이때 반사체의 형태가 원주방향으로 균일한 경우에는 비틀림형 모드(Torsional Mode)의 신호로서 대칭형 신호 즉 Black Signal)가 돌아오게 되고, 반사체의 형태가 원주방향으로 비대칭(용접결함, 부식 등) 이면 비대칭 신호 즉 굽힘형 모드(Flexural Mode)신호로서 Red Signal이 함께 반사되어 돌아옴으로써, 본 발명의 콤보 변환기 수단(Comb Transducer, 120)에서 이를 수신하게 되는 것이다.
다음으로, 본 발명의 결함 분석 수단(130)은 콤보 변환기 수단(120)에서 수신한 신호를 퓨리에 변환하여 해석하는 역할을 먼저 수행하게 되는데, 즉 비틀림형 모드 신호와 굽힘형 모드 신호를 Pitch-Catch법을 이용하여 퓨리에 변환하여 해석하는 것이 바람직하다. 이어서, 본 발명의 결함 분석 수단(130)은 해당 결함 대상물에서 반사된 RF 신호파형의 전파 시간으로부터 군속도를 실험적으로 측정하거나, 이론적으로 계산한 유도초음파의 군속도를 계산하여 이를 해석한 결과에 중첩시킴으로써, 정확한 비틀림형 모드와 굽힘형 모드를 구분함으로써, 배관의 결함 크기를 판단할 수 있게 된다. 이에 대하여 이후의 도 3 내지 도 5에서 보다 상세히 살펴본다.
마지막으로, 본 발명의 리텍 수단(140)은 가변각 웨이지 수단(110)과 콤보 변환기 수단(120) 간의 사이 및 콤보 변환기 수단(120)과 결함 분석 수단(130) 간의 사이에 형성되는 수단으로서, 유도 초음파 신호, 비틀림형 모드 신호 및 굽힘형 모드 신호를 증폭, 감쇄시켜, 이중화하여 전송하는 역할을 수행한다. 다시 말해, 본 발명의 리텍 수단(140)은 비틀림형 모드 및 굽힘형 모드에 적합한 유도 초음파 신호를 증폭, 감쇄, 이중화하여 콤보 변환기 수단(120)으로 전송하고, 콤보 변환기 수단(120)에 의해 처리된 신호를 증폭, 감쇄, 이중화하여 결함 분석 수단(130)으로 전송하게 되는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관에서 용접부의 결합 진단 방법(200)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배관에서 용접부의 결합 진단 방법(200)은 비틀림형 모드에 적합한 유도 초음파가 결함 대상 구조물, 예컨대 정상적인 배관의 용접부(210)로 전파되면 정상적인 배관 용접부(210)에서 비틀림형 모드(Torsional Mode)의 신호가 반사되어 되돌아온다. 이것은 축 대칭형으로 전파한 신호가 축 대칭형 구조물(정상 용접부, 210)를 만나 용접부의 두께 증가분 만큼의 일부 신호, 예컨대 원래 유도 초음파 신호의 약 25% 크기가 축 대칭형 신호로 반사(220)되어 되돌아오고, 나머지 75%는 계속하여 배관을 따라 전파하게 된다. 이어서, 75% 정도의 나머지 신호가 역시 결함 검출 대상 구조물, 예컨대 축대칭형인 정상 용접부(220)를 통과하므로 여전히 축대칭형 신호로 전파되어 간다. 이때 반사되어 돌아오는 신호가 비 틀림형 모드 신호(Torsional Mode Signal)의 Black Signal이 주를 이루게 되는데 이때 용접부는 건전하다고 평가할 수 있다.
즉, 원래의 전파한 초음파 신호가 모드 변환이 없이 그대로 반사되어 돌아온 결과이다. 비 틀림형 모드 신호(Torsional Mode)의 Black Signal이 일정한 간격으로 나타나면 모두 정상적인 용접부로 평가가 되고 보온재를 제거하지 않고도 용접부의 위치를 쉽게 확인 할 수 있게 되는 것이다.
그러나, 나머지 75%의 나머지 신호가 결함이 있는 비정상적인 용접부(230)를 만나게 되면, 굽힘형 신호가 발생되어 되돌아 오게 된다. 이러한 결과로, 용접부 의 신호가 비 틀림형 모드 신호만이 아니고 비 틀림형 모드 신호의 Black Signal과 굽힘형 신호의 Red Signal이 같이 나타나게 되면, 일부 신호는 비대칭형 구조물(용접부 결함)을 만나서 굽힘형 모드(Flexural Mode)로 모드 전환이 발생한 것이고 용접부에 결함이 존재하는 것으로 판단될 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 대상 구조물의 두께 감육이나 부식 진단 방법을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 초음파 신호가 배관 내부(310)로 전파될 경우, 배관(310)의 비 대칭적인 구조물(두께감육, 부식, 지지대, 분기관 등) 혹은 대칭형 구조물(결함, 균일한 두께 감육, 부식 등)이 존재하지 않으면 반사되어 오는 신호는 없게 된다. 그러나, 비대칭적 혹은 대칭구조물(311)이 있으면 비 틀림형 모드의 Black Signal(320) 또는 비 틀림형 모드의 Black Signal(320)과 굽힘형 신호(Flexural Mode)의 Red Signal(330)이 같이 나타나게 된다.
이때, 비 틀림형 모드 신호(320)의 Black Signal와 굽힘형 신호(330)의 Red Signal의 크기 비율을 비교하여 비 대칭형 신호인 Red Signal호가 크면 부식이나 두께 감육이 심한 것으로 판단하게 되고, 비 대칭형 신호인 Red Signal가 상대적으로 작으면 부식이나 두께 감육이 적은 것으로 판단될 수 있다. 이때, 부식의 정도는 대칭 신호와 비대칭 신호의 크기에 고려하여 부식의 정도를 진단하게 되는데 그 크기는 비대칭 신호의 크기와 비례하여 진단하게 되는 것이다. 결함의 크기 평가는 용접부 신호(원래 두께의 25%선)의 크기와 비교하여 몇 %인가를 확인함으로써, 진단하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 현장 배관에서 실제 결함을 진단한 결과를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
본 발명의 결함 진단 방법은 도 1 내지 도 3에서 설명한 진단 방법으로 실제 현장에 적용하기는 매우 어렵다. 그 이유는 현장에 있는 배관(100)의 용접부, Hanger, 지지대, 분기관 등이 다수 형성되는 까닭으로 반사되어 돌아오는 신호 간 상호 작용을 일으켜 훨씬 복잡한 형태의 비 축대칭 신호들이 나타나게 된다. 이럴 경우 배관을 지지하는 Hanger, 지지대, 분기관 등의 결함 대상 구조물에 대한 추가적인 분석이 필요하며, 이는 외부적으로 확인 가능하다. 확인된 결과는 데이터로서 반영된다.
도 4에 나타낸 그래프(400)는 외부적인 확인된 결과 데이터를 반영하여 내부적인 결함 대상 구조물에 대하여 결함 진단을 수행한 결과로서, 본 진단에 이용된 외부 구조물로 Bend, Hanger, Y-Piece 등이 외부 구조물로 확인 되어, 그 데이터 값이 반영된 결과이다. 이를 통해 도 4의 그래프에서는 배관 내부의 용접부 중 Black Circle 부분이 정상적인 상태가 아닌 용접부의 결함(410)이 있음을 보여준다. 즉 대칭 신호(Black Signal)와 비 대칭 신호(Red Signal)가 동시에 나타나고 있으며, 상기 비대칭 신호가 상대적으로 크게 나타나고 있음을 충분히 확인 할 수 있게 되는 것이다. 또한, 대칭 신호 및 비 대칭 신호에서 알 수 있듯이, 용접부의 신호 크기(25% 두께 감육선)보다 약간 낮은 22% 정도의 Misalignment(420) 가 발생하는 것으로 확인할 수 있다.
이상에서는 발전소 배관 구조물에 대하여 결함을 진단하는 방법 및 시스템에 대하여 설명하였지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 이는 터빈 베어링 냉각수관과 같은 구조물에 대해서는 동일한 진단 방법 및 시스템을 적용할 수 있음을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위한 시스템(100)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관에서 용접부의 결합 진단 방법(200)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 대상 구조물의 두께 감육이나 부식 진단 방법을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 현장 배관에서 실제 결함을 진단한 결과를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 배관 결함 진단 시스템 110 : 가변각 웨이지 수단
120 : 콤보 변환기 수단 130 : 결함 분석 수단
140 : 리텍 수단

Claims (7)

  1. 발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위한 방법으로서,
    (a) 비틀림형 모드 및 굽힘형 모드에 적합한 유도 초음파 신호를 생성하여 발전소 배관의 내부로 전파하는 단계,
    (b) 상기 유도 초음파 신호에 대응하여 결함의 원인이 없는 축 대칭형 구조물에서 반사되는 비틀림형 모드 신호와 결함의 원인이 있는 비 축대칭형 구조물에서 반사되는 굽힘형 모드 신호를 수신하는 단계, 및
    (c) 상기 콤보 변환기에서 수신한 신호를 퓨리에 변환하여 해석하고, 이 해석 결과와 군속도 곡선을 중첩시켜 배관의 결함 크기를 판단하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 퓨리에 변환된 비틀림형 모드 신호와 굽힘형 모드 신호의 크기를 비교하여 굽힘형 모드 신호의 크기 정도에 따라 구조물의 무식 및 두께 감육에 의한 결함 크기를 판단하는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 비틀림형 모드 신호와 굽힘형 모드 신호를 Pitch-Catch법을 이용하여 해석하는 것인 방법.
  4. 발전기 배관의 결함 정도를 진단하기 위한 시스템으로서,
    비틀림형 모드 및 굽힘형 모드에 적합한 유도 초음파 신호를 생성하여 발전소 배관의 내부로 전파하는 가변각 웨이지 수단,
    상기 유도 초음파 신호에 대응하여 축 대칭형 구조물에서 반사되는 비틀림형 모드 신호와 비 축대칭형 구조물에서 반사되는 굽힘형 모드 신호를 수신하는 콤보 변환기 수단, 및
    상기 콤보 변환기에서 수신한 신호를 퓨리에 변환하여 해석하고, 이 해석 결과와 군속도 곡선을 중첩시켜 배관의 결함 크기를 판단하는 결함 분석 수단
    을 포함하는 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결함 진단 시스템은,
    상기 가변각 웨이지 수단과 콤보 변환기 수단 간의 사이 및 콤보 변환기 수단과 결함 분석 수단 간의 사이에 유도 초음파 신호, 비틀림형 모드 신호 및 굽힘형 모드 신호를 증폭, 감쇄시켜, 이중화하여 전송하는 리텍 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 결함 분석 수단은,
    상기 퓨리에 변환된 비틀림형 모드 신호와 굽힘형 모드 신호의 크기를 비교하여 굽힘형 모드 신호의 크기 정도에 따라 구조물의 부식 및 두께 감육에 의한 결함 크기를 판단하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 결함 진단 시스템은,
    배관 외부에 육안으로 확인되는 결함 대상 구조물을 데이터 값으로 환산하여 배관의 결함 크기를 판단하는데 반영하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104849347A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 京东方科技集团股份有限公司 一种检测清洗液使用程度的方法和系统
CN109187749A (zh) * 2018-09-27 2019-01-11 华中科技大学 一种弯曲模态导波传感器
KR20200127705A (ko) * 2019-05-03 2020-11-11 연세대학교 산학협력단 배관 고장 예측 장치 및 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104849347A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 京东方科技集团股份有限公司 一种检测清洗液使用程度的方法和系统
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CN109187749A (zh) * 2018-09-27 2019-01-11 华中科技大学 一种弯曲模态导波传感器
CN109187749B (zh) * 2018-09-27 2020-01-21 华中科技大学 一种弯曲模态导波传感器
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