KR20110060703A - Acoustic emission sensor apparatus and wireless defect diagnostics system for high pressure pipe using thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An acoustic-emission signal sensor and a wireless drawback diagnosing system using the same are provided to wirelessly diagnose the presence/absence, level, and position of drawbacks of a high-pressure pipe and effectively give said drawbacks to a user. CONSTITUTION: An acoustic-emission signal sensor comprises an AE(Acoustic Emission) sensor, a housing(12), an elastic member, and a signal processing module. For the AE sensor, a first connector is installed on one side and bottom making tight contact with a curved magnetic high-pressure pipe is substantially level. For the housing, an elongated part is formed from bottom, to which at least one magnet is attached, and the AE sensor is held so that the bottom is exposed. A second connector coupled to the first connector is installed on one side of the elongated part. The elastic member is inserted into the elongated part and shows elasticity so that the AE sensor becomes apart from the housing.

Description

음향방출신호 센서장치 및 이를 이용한 고압배관의 무선 결함진단시스템{Acoustic Emission sensor apparatus and wireless defect diagnostics system for high pressure pipe using thereof}Acoustic Emission Sensor Apparatus and Wireless Defect Diagnostics System for High Pressure Pipe Using

본 발명은 음향방출신호 센서장치 및 이를 이용한 고압배관의 무선 결함진단시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 곡면의 고압배관에 안정적으로 고정 가능한 음향방출신호 센서장치 및 이를 이용하여 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 무선 진단하는 고압배관의 무선 결함진단시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an acoustic emission signal sensor device and a wireless defect diagnosis system of a high pressure pipe using the same. More specifically, the present invention relates to an acoustic emission signal sensor device that can be stably fixed to a high pressure pipe of a curved surface, and a wireless defect diagnosis system of a high pressure pipe for wirelessly diagnosing whether there is a defect, a degree of defect, and a location of the high pressure pipe by using the same.

전 세계적으로 급격한 산업화 및 도시화가 진행되면서 에너지의 효율적 분배에 기초한 고출력 산업의 필요성이 고조되고 있고, 여기에 발맞추어 보일러, 발전기 등 대량의 에너지생산을 위한 대형 산업설비의 구축사례가 크게 증가하고 있다. 하지만 일각에서는 이들 산업설비의 안정성을 우려하는 목소리가 높아지고 있는데, 실제 외부로부터 은폐된 산업설비의 내부구조물에 결함이 발생되면 좀처럼 발견이 어려워서 자칫 심각한 문제로까지 확대될 가능성이 크다.With the rapid industrialization and urbanization all over the world, the necessity of high-power industry based on the efficient distribution of energy is heightening, and along with this, the cases of the construction of large industrial facilities for mass production of energy, such as boilers and generators, are greatly increasing. . However, some voices are concerned about the stability of these industrial facilities, and if a defect occurs in the internal structure of the industrial facility concealed from the outside, it is difficult to find it and is likely to extend to serious problems.

이에 따라 산업설비용 내부구조물의 미세변형, 미세균열 등 각종 결함여부를 초기에 감지하고자 하는 노력이 계속되었지만, 이를 위해 추가의 인위적 손상을 가하는 과거의 결함진단방식은 아무런 실익(實益)이 없다.As a result, efforts have been made to initially detect various defects such as micro deformation and micro cracks of internal structures for industrial facilities, but there is no benefit in the past defect diagnosis method that adds artificial damage.

때문에 요사이 들어서는 대상물에 손상을 가하지 않으면서도 결함여부를 진단할 수 있는 '비파괴검사법(non-destructive inspection)'이 주목받고 있다.For this reason, 'non-destructive inspection', which can diagnose defects without damaging the object, is drawing attention.

'비파괴검사법'이란 재료가 가지는 물리적 현상을 이용, 추가적인 손상을 가하지 않으면서도 불완전성 여부를 조사 및 판단하는 방법으로서, 방사선투과법, 초음파탐상법, 자기탐상법, 침투탐상법, 전자기유도탐상법 등이 이에 해당된다. 그러나 대부분의 비파괴검사법은 대상물에 직접적이고 일회적인 에너지를 가하여 결함여부를 검사하므로 접근이 제한된 산업설비의 내부구조물에는 적용이 어렵고, 특정 시점의 검사결과 이외에는 얻기가 힘들어서 실시간의 감지가 불가능하다.'Non-destructive testing' is a method of investigating and determining incompleteness without additional damage by using physical phenomena of material, and it is radiographic, ultrasonic, magnetic, penetrant, and electromagnetic induction. And the like. However, most of the non-destructive inspection methods apply direct and one-time energy to the object to check for defects, so it is difficult to apply to the internal structure of the restricted industrial facilities, and it is difficult to obtain other than the inspection result at a specific point of time, so it is impossible to detect in real time.

한편, 최근에 알려진 '음향방출신호(Acoustic Emission : AE)를 이용한 비파괴검사법'은 대상물의 변형 또는 균열에 수반되는 탄성파(elastic wave) 중에서도 특정 주파수 대역의 음향방출신호(AE)를 이용하여 결함유무를 판단한다. 때문에 엄밀하게는 초음파영역의 비파괴검사방법에 해당 되지만 상대적으로 감도가 높고 지속적인 검사가 가능하며 대상물의 구조, 결함크기, 방향 등에 구애받지 않아 접근이 제한된 경우라도 적용이 가능하다.Meanwhile, recently known 'non-destructive testing method using acoustic emission signal (AE)' uses defects of acoustic emission signal (AE) in a specific frequency band among elastic waves accompanying deformation or cracking of an object. Judge. Therefore, it is strictly a non-destructive inspection method of the ultrasonic region, but relatively high sensitivity and continuous inspection is possible, and can be applied even if the access is limited, regardless of the structure, defect size and direction of the object.

그러나 음향방출신호는 가청주파수인 저주파 대역으로부터 수 MHz의 고주파 대역에 달하는 각종 잡음(noise)을 내포하므로 정확한 해석이 어렵고, 센서감도에 따라 결과가 크게 달라지는 등 지금까지는 신뢰성이 낮다. 때문에 현재로서는 대상 물의 누설에 수반되는 특정주파수 대역의 음향방출신호만을 이용하고 있지만 누설은 균열 이후에 나타나는 현상이므로 결국 사후관리에 준한다.However, since the acoustic emission signal includes various noises ranging from the low frequency band of the audible frequency to the high frequency band of several MHz, accurate analysis is difficult, and the result varies greatly depending on the sensitivity of the sensor. Therefore, at present, only the acoustic emission signal of a specific frequency band accompanying the leakage of water is used, but leakage is a phenomenon that occurs after the cracking, so follow up aftercare.

아울러, 음향방출신호를 이용한 기존의 비파괴검사방법은 누설발생 시점 이후에 나타나는 기준치 이상의 측정값, 예컨대 기준 dB의 상한값을 초과하는 측정값에 대한 경보나 알람 등을 통해 누설을 판단한다. 때문에 정확한 사전정보를 얻기 어려워서 누설이 감지되면 부득이 산업설비를 멈추어야 하므로 설비정지 후 정비완료시점까지 상당한 경제적 손실을 초래하고, 특히 대략적인 누설위치 파악 이외에 정확한 감지가 어려워서 신속한 대응에도 한계가 있다.In addition, in the conventional non-destructive inspection method using the acoustic emission signal, the leakage is determined through an alarm or alarm for a measurement value exceeding a reference value appearing after the occurrence of leakage, for example, a measurement value exceeding an upper limit of the reference dB. Therefore, if it is difficult to obtain accurate information, it is inevitable to stop the industrial facilities when leaks are detected, which causes considerable economic losses after the maintenance is completed. Especially, it is difficult to accurately detect other than the approximate location of leakage.

또한, 음향방출신호를 감지하기 위한 기존의 센서, 예컨대 음향방출신호 센서(AE 센서라 한다. 이하 동일하다.)는 케이블 연결을 위한 커넥터의 수량 및 위치에 다소 변화가 있을 뿐 대부분 원통 형상을 나타내고, 실질적으로 평평한 밑면을 대상물 표면에 밀착시킨다. In addition, conventional sensors for detecting acoustic emission signals, for example, acoustic emission signal sensors (hereinafter referred to as AE sensors, are the same below), have a slight change in the number and position of connectors for cable connection, and mostly exhibit a cylindrical shape. The bottom surface is brought into contact with the surface of the object.

때문에 고압배관과 같은 곡면에는 고정이 어려운 문제점을 나타낸다.Therefore, it is difficult to fix on curved surfaces such as high pressure piping.

더욱이 산업설비의 결함검사에는 다수의 AE 센서가 사용되고, 특히 고압배관 등 대형설비의 검사를 위해서는 상당한 수량의 AE 센서가 사용되는바, 작업자는 AE 센서 각각을 곡면의 고압배관에 고정하는 동시에 케이블을 연결해야 하므로 전체적인 작업과정이 매우 까다로우며 시간 및 비용의 소모가 큰 단점을 나타낸다.In addition, a large number of AE sensors are used for defect inspection of industrial facilities, and in particular, a large number of AE sensors are used for inspection of large facilities such as high pressure pipes. The whole process is very demanding because of the connection, and it takes a lot of time and money.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 접근이 제한된 대형 산업설비의 내부구조물에 대한 결함여부를 상대적으로 간편하면서도 정확하게 감지할 수 있는 구체적인 방도를 제공하는데 궁극적인 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object is to provide a concrete way to detect a relatively simple and accurate detection of the defect of the internal structure of a large industrial equipment with limited access.

구체적으로 본 발명은 평면은 물론 고압배관과 같은 곡면에도 용이하게 고정될 수 있어 작업성이 뛰어난 동시에 무선통신이 가능하여 케이블 연결을 위한 시간과 노력을 크게 절감할 수 있는 AE 센서장치를 제공하는데 그 목적을 둔다.Specifically, the present invention provides an AE sensor device that can be easily fixed to a curved surface such as a high-pressure pipe as well as a flat surface, which is excellent in workability and wireless communication is possible, which can greatly reduce time and effort for cable connection. Purpose.

또한, 본 발명은 현장에서 수집된 저주파 및 고주파신호로부터 불필요한 잡음을 효율적으로 제거 및 분석해서 신호해석의 신뢰성을 높이는 한편, 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 무선 진단하여 사용자에게 효과적으로 제공할 수 있는 무선 결합진단시스템을 제공하는데 목적을 둔다.In addition, the present invention efficiently removes and analyzes unnecessary noise from low-frequency and high-frequency signals collected in the field to increase the reliability of signal analysis, and wirelessly diagnoses defects, degree of defects, and defect locations of high-voltage pipes, and effectively provides them to users. The purpose of the present invention is to provide a wireless combined diagnosis system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제 1 커넥터가 일측에 구비되고 곡면의 자성체인 고압배관에 밀착되는 밑면이 실질적으로 수평한 원통 형상의 AE 센서; 적어도 하나의 자석이 부착된 저면으로부터 장입구가 만입 형성되어 상기 밑면이 노출되도록 상기 AE 센서가 수용되고, 상기 장입구의 내면 일측에 상기 제 1 커넥터와 결합되는 제 2 커넥터가 구비된 절연재질의 하우징; 상기 장입구에 삽입되어 상기 AE 센서가 상기 하우징으로부터 멀어지도록 탄성을 발휘하는 탄성수단; 상기 제 2 커넥터와 전기적으로 연결되어 상기 하우징에 내장되고, 상기 AE 센서가 감지한 음향방출신호를 처리 및 근거리 전송하는 신호처리모듈을 포함하는 음 향방출신호 센서장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the first connector is provided on one side and the bottom surface is in close contact with the high-pressure pipe that is a magnetic body of the curved surface of the cylindrical AE sensor substantially horizontal; The AE sensor is accommodated so that the bottom surface is indented from the bottom surface to which the at least one magnet is attached, and the AE sensor is accommodated, and the second connector is coupled to the first connector on one side of the inner surface of the charging hole. housing; Elastic means inserted into the charging hole to exert elasticity so that the AE sensor is separated from the housing; It is electrically connected to the second connector is embedded in the housing, and provides a sound emission signal sensor device including a signal processing module for processing and transmitting the sound emission signal sensed by the AE sensor in a short distance.

이때, 상기 신호처리모듈은, 상기 AE 센서가 감지한 음향방출신호를 증폭 및 대역 필터링하는 엠프유닛; 상기 증폭 및 대역 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환하여 웨이블릿(wavelet) 필터링 하는 디지털신호처리부; 상기 웨이블릿 필터링된 신호를 근거리 전송하는 제 1 근거리 무선 통신유닛을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 하우징의 외면 일측에 마련되어 상기 신호처리모듈과 전기적으로 연결되는 제 3 커넥터; 상기 제 3 커넥터에 연결되는 배터리팩을 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 근거리 무선 통신유닛은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식인 것을 특징으로 한다.In this case, the signal processing module, the amplifier unit for amplifying and band filtering the acoustic emission signal detected by the AE sensor; A digital signal processing unit converting the amplified and band-filtered signal into a digital signal and performing wavelet filtering; A third short range wireless communication unit configured to shortly transmit the wavelet-filtered signal, the third connector being provided on one side of an outer surface of the housing and electrically connected to the signal processing module; And a battery pack connected to the third connector, wherein the first short range wireless communication unit includes ZigBee, Bluetooth, Ultra WideBand (UWB), and Wi-Fi (WiFi). , WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM (Industrial Scientic and Medical) is one of the selected method.

또한, 본 발명은 상기의 센서장치를 이용한 고압배관의 결함진단시스템으로서, 상기 신호처리모듈로부터 근거리 전송된 신호를 수신해서 상기 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출하는 중앙신호처리부를 포함하는 고압배관의 무선 결함진단시스템을 제공한다.In addition, the present invention is a defect diagnosis system for a high-pressure pipe using the sensor device, the central signal processing unit for receiving a signal transmitted from the signal processing module in close proximity to calculate whether the defect, the degree of defect, the defect position of the high-pressure pipe It provides a wireless fault diagnosis system of a high-pressure pipe including.

이때, 상기 중앙신호처리부는, 상기 근거리 전송된 신호를 수신하는 제 2 근거리 무선 통신유닛; 상기 센싱유닛의 장착위치와 감지시점을 토대로 상기 신호를 연산하여 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출하는 연산유닛을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제 2 근거리 무선 통신유닛은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥 스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식인 것을 특징으로 하며, 상기 신호처리모듈과 상기 중앙신호처리부의 근거리 통신을 중계하는 중계부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the central signal processing unit, a second short-range wireless communication unit for receiving the short-range transmitted signal; And calculating a defect based on a mounting position and a detection time of the sensing unit to calculate whether there is a defect, a degree of defect, and a position of the defect. The second short range wireless communication unit includes a ZigBee, Bluetooth, Ultra WideBand (UWB), Wi-Fi (WiFi), Wi-Fi (Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM (Industrial Scientic and Medical) is characterized in that one of the selected method. And a relay unit for relaying short-range communication between the signal processing module and the central signal processing unit.

본 발명은 산업설비용 내구구조물의 결함진단을 위해 음향방출신호를 이용하므로 고감도의 지속적인 결함진단이 가능하고 내부구조물의 구조나 결함의 크기, 방향 등에 구애받지 않아 접근이 제한된 경우에도 적용 가능한 장점을 나타낸다.The present invention uses the acoustic emission signal for the defect diagnosis of the durability of the industrial equipment, it is possible to continuously diagnose the high sensitivity and can be applied even if the access is limited regardless of the structure, size, direction, etc. of the internal structure. Indicates.

특히, 본 발명에 따른 AE 센서장치는 평면은 물론 고압배관과 같은 곡면에도 쉽게 고정될 수 있고, 더 나아가 무선통신이 가능하므로 케이블 연결과정을 생략할 수 있어 작업성이 대폭 높이는 동시에 시간과 노력을 크게 절감할 수 있다.In particular, the AE sensor device according to the present invention can be easily fixed to a flat surface as well as curved surfaces such as high-pressure pipes, and furthermore, wireless communication is possible so that the cable connection process can be omitted, greatly improving workability and time and effort. You can save a lot.

아울러, 본 발명에 따른 결함진단시스템은 현장에서 무선통신 방식으로 수집된 음향방출신호로부터 불필요한 잡음을 효과적으로 제거 및 분석할 수 있어 신호해석의 객관성과 정확성을 향상시켜 진단결과에 대한 신뢰성을 더하며, 지역표정법과 도달시간차법에 근거한 데이터베이스 기반의 최적화 보정과정을 통해 결함위치를 상대적으로 정확하게 위치표정 할 수 있다.In addition, the defect diagnosis system according to the present invention can effectively remove and analyze unnecessary noise from the acoustic emission signal collected by the wireless communication method in the field, thereby improving the objectivity and accuracy of the signal analysis, thereby adding reliability to the diagnosis result. Database-based optimization corrections based on local and time-of-arrival methods allow the location of defects to be accurately positioned.

또한, 본 발명에 따른 결함진단시스템은 대상물을 결함정보를 사용자에게 온/오프라인의 다양한 방식으로 전송하므로 한층 더 효과적인 관리가 가능하다.In addition, the defect diagnosis system according to the present invention transmits the object to the user in a variety of ways on / offline to enable more effective management.

이하, 도면을 참조해서 본 발명을 상세하게 살펴본다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본격적인 앞서, 본 명세서에서 언급될 몇 가지 주요용어를 살펴보면 '음향방출신호'는 가청신호와 음향방출 및 음향진동신호를 포함하는 20~500kHz 대역의 고주파 신호를 지칭한다. 또한 아래에서는 편의상 결함진단의 대상물을 '고압배관'으로 가정하지만 본 발명은 곡면의 자성체라면 모든 종류의 산업설비에 적용 가능한바, 이하의 설명을 통해 당업자라면 쉽게 이해할 수 있다.In earnest, when looking at some key terms to be referred to herein, the 'sound emission signal' refers to a high frequency signal of 20 ~ 500kHz band including an audible signal and sound emission and sound vibration signal. In addition, in the following, it is assumed that the object of the defect diagnosis as 'high pressure pipe' for convenience, but the present invention can be easily understood by those skilled in the art through the following description if the curved magnetic material is applicable to all kinds of industrial facilities.

첨부된 도 1은 본 발명의 일 양태(樣態)에 따른 AE 센서장치(10)의 사시도이고, 도 2는 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 III-III 선에 대한 단면도이다.1 is a perspective view of an AE sensor device 10 according to an aspect of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG.

보이는 것처럼, 본 발명에 따른 AE 센서장치(10)는 고압배관에 밀착되는 원통 형상의 AE 센서(20), AE 센서(20)의 밀착면을 제외한 나머지를 덮어 수용하는 절연재질의 하우징(12), 하우징(12)에 내장되어 AE 센서(20)와 전기적으로 연결되는 신호처리모듈(30)을 포함한다. As can be seen, the AE sensor device 10 according to the present invention is a cylindrical housing AE sensor 20 to be in close contact with the high-pressure pipe, the housing 12 of the insulating material to accommodate the rest except the close contact surface of the AE sensor 20 The signal processing module 30 is embedded in the housing 12 and electrically connected to the AE sensor 20.

각각을 살펴보면 다음과 같다.Each of them is as follows.

먼저, AE 센서(20)는 고압배관에 밀착되어 음향방출신호를 감지하는 부분으로서, 고압배관에 밀착되는 밑면이 실질적으로 수평한 소정높이의 원통 형상을 나타낸다. 그리고 AE 센서(20)의 일측에는 제 1 커넥터(22)가 구비된다.First, the AE sensor 20 is a part that is in close contact with the high pressure pipe and detects an acoustic emission signal, and has a cylindrical shape having a predetermined height where the bottom surface that is in close contact with the high pressure pipe is substantially horizontal. One side of the AE sensor 20 is provided with a first connector 22.

이때, 바람직하게는 제 1 커넥터(22)는 밑면의 반대편인 상면에 구비되는데, 그외 AE 센서(20)의 세부적인 구성 및 작용은 공지의 기술내용이 폭넓게 적용될 수 있으므로 별도의 자세한 설명은 생략한다.At this time, preferably, the first connector 22 is provided on the upper surface opposite to the bottom surface, and the detailed configuration and operation of the AE sensor 20 may be widely applied to a known technology, and thus a detailed description thereof will be omitted. .

다음으로, 하우징(12)은 AE 센서(20)의 밑면을 고압배관에 가압 밀착시키는 동시에 신호처리모듈(30)과 AE 센서(20)의 전기적 연결을 도모하는 부분으로서, 적어도 하나의 자석(16)이 부착된 저면에는 AE 센서(20)를 수용하기 위한 장입구(13)가 만입 형성되고, 장입구(13)의 내면 일측에는 제 2 커넥터(18)가 구비된다.Next, the housing 12 is a part which press-contacts the bottom surface of the AE sensor 20 to the high-pressure pipe and at the same time facilitates electrical connection between the signal processing module 30 and the AE sensor 20, and at least one magnet 16. ) Is attached to the bottom surface of the charging hole 13 for accommodating the AE sensor 20, the inner surface of the charging hole 13 is provided with a second connector 18.

이때, 바람직하게는 제 2 커넥터(18)는 AE 센서(20)의 상면과 마주보는 장입구(13)의 대향면에 구비되고, 장입구(13)의 깊이는 AE 센서(20)의 삽입 시 하우징(13)의 저면과 AE 센서(20)의 밑면이 일치되거나 일정 정도 노출되도록 적절히 조절되며, 하우징(12)의 외면 일측에는 후술하는 신호처리모듈(30)과 전기적으로 연결된 제 3 커넥터(14)가 구비된다.At this time, preferably, the second connector 18 is provided on the opposite surface of the charging hole 13 facing the upper surface of the AE sensor 20, and the depth of the charging hole 13 is inserted when the AE sensor 20 is inserted. A third connector 14 electrically connected to the bottom surface of the housing 13 and the bottom surface of the AE sensor 20 to be matched or exposed to a predetermined degree, and electrically connected to the signal processing module 30 to be described later on one side of the outer surface of the housing 12. ) Is provided.

따라서 하우징(12)의 장입구(13)에 AE 센서(20)를 삽입하면 제 1 및 제 2 커넥터(22,18)가 물리적으로 결합되는 동시에 AE 센서(20)의 밑면은 하우징(12)의 저면과 일치되거나 일정 정도 노출되고, 제 1 내지 제 3 커넥터(22,18,14)와 신호처리모듈은 전기적으로 연결된다. Therefore, when the AE sensor 20 is inserted into the charging hole 13 of the housing 12, the first and second connectors 22 and 18 are physically coupled, and the bottom of the AE sensor 20 is connected to the bottom of the housing 12. The bottom surface coincides with or is exposed to some extent, and the first to third connectors 22, 18, and 14 are electrically connected to the signal processing module.

다음으로, 신호처리모듈(30)은 AE 센서(20)가 감지한 음향방출신호를 처리 및 근거리 전송한다.Next, the signal processing module 30 processes and transmits the acoustic emission signal detected by the AE sensor 20 in a short range.

첨부된 도 4는 신호처리모듈(30)을 간략하게 나타낸 모식도로서, 도 1 내지 도 3과 함께 참조하면, 신호처리모듈(30)은 엠프유닛(32), 디지털신호처리유닛(34), 제 1 근거리 무선통신유닛(36)을 포함한다. 4 is a schematic diagram of the signal processing module 30. Referring to FIG. 1 and FIG. 3, the signal processing module 30 includes an amplifier unit 32, a digital signal processing unit 34, 1 includes a near field communication unit 36.

이때, 엠프유닛(32)은 AE 센서(20)로부터 전달되는 음향방출신호를 증폭 및 필터링하고, 이를 위한 증폭기, 적어도 하나의 대역필터를 포함한다.At this time, the amplifier unit 32 amplifies and filters the acoustic emission signal transmitted from the AE sensor 20, and an amplifier for this, and at least one band filter.

그리고 디지털신호처리유닛(34)은 엠프유닛(32)으로부터 전달되는 아날로그의 음향방출신호를 디지털 신호로 변환한 후 소정의 필터링을 수행하며, 이를 위한 디지털필터(digital filter), 일정 알고리즘의 제 1 애플리케이션(application)을 포함한다. In addition, the digital signal processing unit 34 converts the analog acoustic emission signal transmitted from the amplifier unit 32 into a digital signal and then performs a predetermined filtering. A digital filter and a first algorithm of the predetermined algorithm are performed for this purpose. Contains an application.

이 경우 바람직하게는 디지털신호처리부(34)는 RMS, Amplitude, Rising Time, Duration time, Ring down count(Count), Event, Energy, Peak Frequency 등의 변수를 사용하여 디지털 신호를 얻고, 시간-스케일(time-scale)에 따른 웨이블릿(wavelet) 변환의 적응형 필터링을 수행할 수 있다. 참고로, 상기 주요변수의 신호적 정의는 도 5와 같고, 시간-스케일에 의한 웨이블릿 변환이란 시간과 주파수에 따라 윈도우를 적절하게 조절하는 신호변환방식으로서 스케일링(scaling)과 이동(shift)에 의한 잡음제거방법이다. 웨이블릿 변환은 공지의 내용이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략하더라도 당업자라면 쉽게 이해할 수 있으며, 본 출원인에 의한 등록특허 제10-0883446호에 자세히 소개되어 있다.In this case, preferably, the digital signal processor 34 obtains a digital signal using variables such as RMS, Amplitude, Rising Time, Duration time, Ring down count (Count), Event, Energy, Peak Frequency, and the like. Adaptive filtering of wavelet transform based on time-scale may be performed. For reference, the signal definition of the main variable is shown in FIG. 5, and the time-scale wavelet transform is a signal conversion method that appropriately adjusts a window according to time and frequency, and is determined by scaling and shifting. Noise reduction method. Since the wavelet transform is well known, those skilled in the art can easily understand it even if the detailed description thereof is omitted, and is described in detail in Korean Patent No. 10-0883446.

또한, 제 1 근거리 무선통신유닛(36)은 디지털신호처리유닛(34)의 디지털신호를 근거리 전송한다. 이를 위한 제 1 근거리 무선통신유닛(36)은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식이 사용된다.Further, the first short range wireless communication unit 36 transmits the digital signal of the digital signal processing unit 34 in a short range. The first short-range wireless communication unit 36 for this purpose is ZigBee, Bluetooth, Ultra WideBand (UWB), Wi-Fi, Worldwide Interoperability for Microwave Access, ISM (Industrial Scientic) and Medical) is selected.

다시 도 1 내지 도 3 을 참조하면, 본 발명에 따른 AE 센서장치(10)에는 바람직하게는 별도의 배터리 팩(B)이 포함되어 하우징(12)의 제 3 커넥터(14)를 통해 AE 센서(20) 및 신호처리모듈(30)과 전기적으로 연결된다. 미설명 부호 C 는 배터리 팩(B)을 제 3 커넥터(14)에 연결하기 위한 별도의 커넥터(C)를 나타낸다.Referring back to FIGS. 1 to 3, the AE sensor device 10 according to the present invention preferably includes a separate battery pack B so that the AE sensor (through the third connector 14 of the housing 12) is provided. 20) and the signal processing module 30 is electrically connected. Reference numeral C denotes a separate connector C for connecting the battery pack B to the third connector 14.

그 결과, 본 발명에 따른 AE 센서장치(10)는 하우징(12)의 장입구(13)에 AE 센서(10)가 삽입된 상태로 고압배관에 부착되는데, 하우징(12) 저면의 자석(16)은 자성체인 고압배관에 대해 강한 전자기적 인력을 발휘해서 AE 센서(10)의 밑면을 곡면의 고압배관 표면에 긴밀하게 밀착시킨다. 그리고 하우징(12)의 제 3 커넥터(14)에 배터리 팩(B)이 연결되면 AE 센서(20)는 고압배관으로부터 전달되는 음향방출신호를 감지하며, AE 센서(20)가 감지한 음향방출신호는 신호처리모듈(30)의 엠프유닛(32)과 디지털신호처리유닛(34)을 거치는 과정 중에 디지털 신호로 변환되어 제 1 근거리 무선통신유닛(36)을 통해 실시간으로 무선 전송된다. As a result, the AE sensor device 10 according to the present invention is attached to the high-pressure pipe with the AE sensor 10 inserted into the charging hole 13 of the housing 12, the magnet 16 of the bottom of the housing 12 ) Exerts a strong electromagnetic attraction to the high pressure pipe, which is a magnetic material, to closely adhere the bottom surface of the AE sensor 10 to the curved high pressure pipe surface. When the battery pack B is connected to the third connector 14 of the housing 12, the AE sensor 20 detects an acoustic emission signal transmitted from the high pressure pipe, and the acoustic emission signal detected by the AE sensor 20. The digital signal is converted into a digital signal during the process of passing through the amplifier unit 32 and the digital signal processing unit 34 of the signal processing module 30 and is wirelessly transmitted in real time through the first short range wireless communication unit 36.

이때, 필요하다면 하우징(12)의 일면에는 배터리 팩(B)의 전력공급을 온/오프(on/off) 제어하는 스위치 등이 마련될 수 있다.At this time, if necessary, a switch for controlling the power supply of the battery pack B on / off may be provided on one surface of the housing 12.

그리고 바람직하게는 AE 센서(20)가 고압배관에 보다 긴밀하게 밀착되도록 하우징(12)의 장입구(13)에는 AE 센서(20)가 하우징(12)으로부터 멀어지도록 탄성을 발휘하는 탄성수단(19)이 내장될 수 있는데, 바람직하게는 탄성수단(19)은 AE 센서(20)의 상면과 장입구(13)의 대향면 사이로 개재되어 제 1 및 제 2 커넥터(22,18)의 외곽을 두르는 코일 스프링이 사용될 수 있다.Preferably, the elastic means 19 exerts elasticity so that the AE sensor 20 moves away from the housing 12 at the charging hole 13 of the housing 12 so that the AE sensor 20 is in close contact with the high pressure pipe. The elastic means 19 may be interposed between the upper surface of the AE sensor 20 and the opposite surface of the charging hole 13 to surround the first and second connectors 22 and 18. Coil springs can be used.

아래에서는 상기의 AE 센서장치(10)를 이용한 본 발명에 따른 고압배관의 무선 결함진단시스템(결함진단시스템이라 한다. 이하 동일하다.)을 살펴본다. 앞서의 도 1 내지 도 3을 적절히 참조한다.Hereinafter, a wireless defect diagnosis system (hereinafter referred to as a defect diagnosis system) of a high-pressure pipe according to the present invention using the AE sensor device 10 will be described. Reference is previously made to FIGS. 1 to 3 as appropriate.

첨부된 도 6은 본 발명에 따른 결함진단시스템의 모식도로서, 적어도 하나의 AE 센서장치(10), AE 센서장치(10)와 근거리 무선통신하는 중앙신호처리부(50), 중앙신호처리부(50)와 유무선 연결되는 인터페이스 유닛(60)과 사용자 단말(70)을 포함한다.6 is a schematic diagram of a defect diagnosis system according to the present invention. The at least one AE sensor device 10, the central signal processor 50, and the central signal processor 50 which are in short-range wireless communication with the AE sensor device 10 are illustrated. And an interface unit 60 and a user terminal 70 connected to each other via wired or wireless connection.

먼저, AE 센서장치(10)는 앞서 살펴본 바와 같고, 적어도 하나가 고압배관에 긴밀히 장착된다. 이때, 바람직하게는 AE 센서장치(10)의 신호검출가능범위는 서로 중복된다.First, the AE sensor device 10 is as described above, at least one is closely mounted to the high pressure pipe. In this case, preferably, the signal detection ranges of the AE sensor devices 10 overlap each other.

다음으로, 중앙신호처리부(50)는 적어도 하나의 AE 센서장치(10)로부터 근거리 전송된 신호를 수신해서 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출한다.Next, the central signal processing unit 50 receives a signal transmitted from the at least one AE sensor device 10 in a short distance and calculates whether the high-pressure pipe is defective, the degree of the defect, and the defect position.

보다 구체적으로, 첨부된 도 7은 중앙신호처리부(50)를 간략하게 나타낸 모식도로서 제 2 근거리 무선 통신 유닛(52), 연산유닛(54)을 포함한다. More specifically, FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing the central signal processing unit 50 and includes a second short range wireless communication unit 52 and a calculation unit 54.

제 2 근거리 무선통신유닛(52)은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식으로 AE 센서장치(10)의 하우징(12)에 내장된 신호처리모듈(30)의 제 1 근거리 무선통신유닛(36)과 무선통신을 한다.The second short-range wireless communication unit 52 includes ZigBee, Bluetooth, Ultra WideBand (UWB), Wi-Fi, Worldwide Interoperability for Microwave Access, and Industrial Scientic and Medical. In one selected manner) is wireless communication with the first short-range wireless communication unit 36 of the signal processing module 30 embedded in the housing 12 of the AE sensor device 10.

그리고 연산유닛(54)은 제 2 근거리 무선통신유닛(52)으로 수신된 적어도 하나의 디지털 신호를 근거로 상관법(cross-correlation)을 이용해서 AE 센서장치(10)의 시간지연을 연산하고, AE 센서장치(10)의 장착위치, 감지시점 등을 근거 로 지역표정법과 도달시간차법을 이용하여 1차 위치표정의 결과를 얻은 후 데이터베이스에 기반한 최적의 보정과정을 통해 2차 위치표정해서 최종의 결함발생위치를 산출한다. The calculation unit 54 calculates a time delay of the AE sensor device 10 using a cross-correlation based on at least one digital signal received by the second short range wireless communication unit 52, Based on the mounting position and the time of detection of the AE sensor device 10, the results of the first position are obtained by using the local marking method and the time difference of arrival method, and then the second position is determined through the optimal calibration process based on the database. Calculate the fault location.

이를 위한 연산유닛(54)은 소정의 알고리즘에 따른 연산을 수행하는 전용의 제 2 애플리케이션, 실질적인 데이터베이스로서 메모리(memory), 전체의 제어 및 연산을 위한 중앙처리장치(Central Processing Unit : CPU)를 포함한다. 그리고 감지대상물, 예컨대 고압배관의 구조 및 특성과 AE 센서장치(10)의 장착위치는 미리 사용자에게 의해 연산유닛(54)의 데이터베이스에 입력된다. Computation unit 54 for this purpose includes a dedicated second application for performing calculations according to a predetermined algorithm, a memory as a substantial database, and a central processing unit (CPU) for overall control and calculation. do. The structure and characteristics of the sensing object, such as the high pressure pipe, and the mounting position of the AE sensor device 10 are input to the database of the calculation unit 54 by the user in advance.

여기서 연산유닛(54)의 연산과정을 좀더 자세히 살펴보면, 지역표정법은 내부구조물의 결함위치를 점으로 구하는 대신 AE 센서장치(10)의 유효계측감도 범위로 산출하는 방식이며 후술하는 도달시간차법으로만 위치표정이 곤란한 경우, 예컨대 음속이 전파방향에 따라 다른 이방성 재료, 전파방향이 같지 않은 용접재, 고감쇠재료 등에 적용된다. 그리고 도달시간차법은 AE 센서장치(10) 각각의 검지시점, 다시 말해 도달시간차를 통해 결함위치를 구하는 방식이며 AE 센서장치(10) 간 신호 검출순위를 토대로 위치표정을 한다. 또한 데이터베이스에 기반한 최적의 보정과정은 지역표정법과 도달시간차법을 통해 얻어진 1차 위치표정결과에 용접부위에 의한 속도 가중치 등 데이터베이스에 기반한 보정사항을 반영하는 방식이며 최종의 2차 위치표정을 통해 한층 더 정확한 위치표정결과를 얻는다.Here, looking at the operation process of the calculation unit 54 in more detail, the local marking method is a method of calculating the effective measurement sensitivity range of the AE sensor device 10 instead of finding the defect position of the internal structure as a point, and the arrival time difference method described below. In the case where the positioning of the bay is difficult, for example, the speed of sound is applied to anisotropic materials different in the propagation direction, welding materials having the same propagation direction, high damping materials and the like. In addition, the arrival time difference method is a method of obtaining a defective position through the detection time of each of the AE sensor devices 10, that is, the arrival time difference, and performs position determination based on the signal detection order between the AE sensor devices 10. In addition, the optimal correction process based on the database reflects the corrections based on the database, such as the weighting of the welding area, in the primary position determination results obtained by the local and the time difference method. Get accurate positioning results.

첨부된 도 8은 연산유닛(54)에 의한 위치표정 과정을 나타낸 모식도이다. 8 is a schematic diagram showing the position marking process by the calculation unit 54.

먼저, (a)와 같이 지역표정법에 의한 지역표정결과와 도달시간차법에 의한 도달시간차결과를 토대로 결함위치를 추정한다. 그리고 이어서 (b)와 같이 데이터베이스에 기반한 보정사항, 예컨대 용접부(P)의 위치 및 이로 인한 가속도신호와 음향방출신호의 전파속도 변화량을 반영하여 결함위치를 2차 표정함으로써 (c)와 같이 최종의 정확한 결함위치를 연산한다.First, as shown in (a), the defect location is estimated based on the regional marking result by the regional marking method and the arrival time difference result by the arrival time difference method. Subsequently, as shown in (c), the defective position is reflected by reflecting the corrections based on the database as shown in (b), for example, the position of the welding part P and the change in the propagation speed of the acceleration signal and the acoustic emission signal. Compute the exact location of the defect.

정리하면, 연산유닛(54)에 의한 위치표정은 AE 센서장치(10)의 장착위치에 근거한 지역표정법과 AE 센서장치(10)의 감지시간에 근거한 도달시간차법 그리고 대상물의 종류와 특성에 따른 데이터베이스 기반의 최적화 보정과정으로 진행된다.In summary, the position determination by the calculation unit 54 may be based on the regional marking method based on the mounting position of the AE sensor device 10, the time difference of arrival method based on the detection time of the AE sensor device 10, and the database according to the type and characteristics of the object. Based on the optimization correction process.

다시 도 6을 참조하면, 적어도 하나의 AE 센서장치(10)와 중앙신호처리부(50) 사이로는 중계부(40)가 개재될 수 있다. 이는 무선통신을 중계하기 위한 것으로서 공지의 기술내용이 폭넓게 적용될 수 있다.Referring back to FIG. 6, the relay unit 40 may be interposed between the at least one AE sensor device 10 and the central signal processing unit 50. This is for relaying wireless communication, and well-known technical contents may be widely applied.

아울러, 본 발명에 따른 결함진단시스템은 바람직하게는 중앙신호처리부(50)와 유무선으로 연결된 인터페이스유닛(60), 사용자 단말(70)을 포함할 수 있고, 이 경우 중앙신호처리부(50)에는 별도의 통신유닛(도 7의 56 참조, 이하 동일하다.)이 내장된다. In addition, the defect diagnosis system according to the present invention may preferably include an interface unit 60 and a user terminal 70 connected to the central signal processing unit 50 by wire or wireless, and in this case, the central signal processing unit 50 may be separately provided. Communication unit (see 56 in Fig. 7, which is the same below) is incorporated.

이때, 통신유닛(56)은 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치 등 연산유닛(54)의 산출결과를 인터페이스 유닛(60)과 사용자 단말(70)로 유무선 전송한다.At this time, the communication unit 56 transmits the calculation result of the calculation unit 54, such as whether the high-pressure pipe is defective, the degree of the defect, the location of the defect, or the like to the interface unit 60 and the user terminal 70.

이를 위한 통신유닛(56)은 SMS(short message service) 또는 MMS(Multimedia Messaging Service)와 같은 휴대폰용 메시지 생성을 위한 메시지 생성모듈, TCP/IP(transmission control protocol-internet protocol) 등 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)에 따른 통신데이터를 생성하는 데이터생성모듈을 포함하며, 필요하다면 통신사 내지는 기지국, URL의 웹페이지를 제공하는 웹서버 등의 외부의 중계시스템과 연동되어 인터페이스 유닛(60)으로 산출결과를 유선 전송하고, SMS 또는 MMS나 인터넷 중 적어도 하나의 방법을 통해 사용자 단말(70)로 산출결과를 무선 전송한다. The communication unit 56 for this purpose is a message generation module for generating a message for a mobile phone such as a short message service (SMS) or a multimedia messaging service (MMS), an Internet protocol such as a transmission control protocol-internet protocol (TCP / IP). And a data generation module for generating communication data according to the present invention. In addition, the calculation result is wirelessly transmitted to the user terminal 70 through at least one of SMS, MMS, and the Internet.

그리고 인터페이스 유닛(60)은 연산유닛(54)의 산출결과를 사용자에게 표시하는 등 사용자의 인터페이스 환경을 제공한다.The interface unit 60 provides the user's interface environment such as displaying the calculation result of the calculation unit 54 to the user.

첨부된 도 9는 인터페이스 유닛(60)을 간략하게 나타낸 블럭도로서, 중앙신호처리부(50)의 산출결과를 디스플레이하는 모니터 등의 디스플레이부(62), 산출결과가 기(旣) 설정된 기준값 이상인 경우, 즉 결함이 감지되거나 결함 정도가 심해진 경우에 청각적인 경고음을 발하는 스피커 등의 알람부(64) 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 중앙신호처리부(50)의 연산유닛(54), 디스플레이부(62), 알람부(64) 등을 제어하는 유무선의 로컬 터미널(66)을 구비한다.9 is a block diagram schematically showing the interface unit 60, wherein the display unit 62 such as a monitor displaying the calculation result of the central signal processing unit 50, and the calculation result is greater than or equal to a preset reference value. That is, it may include an alarm unit 64, such as a speaker that emits an audible warning sound when the defect is detected or the degree of defect is severe, preferably, the calculation unit 54, the display unit of the central signal processing unit 50 62, a wired / wireless local terminal 66 for controlling the alarm unit 64 and the like.

이때, 로컬 터미널(66)은 로컬 컴퓨터가 사용될 수 있으며, 사용자는 로컬 터미널(66)을 이용해서 중앙신호처리부(50)의 연산유닛(54)에 적절한 변수 및/또는 설정환경을 입력, 변경하고, 연산유닛(54)의 위치표정법을 선택 및 전환함으로써 본 발명에 따른 결함진단시스템을 목적에 적합한 용도로 활용한다. 또한, 인터페이스 유닛(60)에는 로컬 터미널(66)의 일부 또는 전체 기능을 수행하는 별도의 리모트 컨트롤러(remote controller : 68)가 마련될 수 있고, 이를 통해 한층 더 편리하게 본 발명에 따른 결함진단시스템을 제어 및 활용할 수 있다.In this case, the local terminal 66 may be a local computer, and the user may input and change an appropriate variable and / or setting environment in the operation unit 54 of the central signal processor 50 using the local terminal 66. By selecting and switching the positioning method of the calculation unit 54, the defect diagnosis system according to the present invention is utilized for a purpose suitable for the purpose. In addition, the interface unit 60 may be provided with a separate remote controller 68 that performs some or all of the functions of the local terminal 66, and through this, the defect diagnosis system according to the present invention may be more convenient. Can be controlled and utilized.

마지막으로 도 6의 사용자 단말(70)은 휴대폰, 인터넷 접속이 가능한 클라이 언트 컴퓨터를 포함한다. 따라서 사용자는 사용자 단말(70)로 인터넷에 접속해서 중앙신호처리부(50)의 산출결과를 간편하게 실시간으로 확인하거나 휴대폰의 SMS 또는 MMS를 통해 결함진결과를 확인할 수 있다. Finally, the user terminal 70 of FIG. 6 includes a mobile phone and a client computer capable of accessing the Internet. Therefore, the user can access the Internet through the user terminal 70 and check the calculation result of the central signal processing unit 50 in real time, or check the defect diagnosis result through SMS or MMS of the mobile phone.

이때, 휴대폰의 SMS 또는 MMS는 정기 또는 비정기적으로 수신되며, 중앙신호처리부(50)의 산출결과가 기(旣) 설정된 기준값 이상인 경우에 수신되는 것도 가능함은 물론이다. 아울러 클라이언트 컴퓨터에는 중앙신호처리부(50)의 산출결과를 3차원 영상으로 보여주기 위한 전용의 프로그램이 탑재될 수 있고, 이를 통해 사용자는 보다 쉽게 결함위치 등을 파악할 수 있다. At this time, the SMS or MMS of the mobile phone is received regularly or irregularly, of course, it is also possible to receive when the calculation result of the central signal processing unit 50 is more than a predetermined reference value. In addition, the client computer may be equipped with a dedicated program for displaying the calculation result of the central signal processing unit 50 in a three-dimensional image, through which the user can more easily determine the location of the defect.

이하. 본 발명에 따른 결함진단방법을 살펴본다.Below. Look at the defect diagnosis method according to the present invention.

첨부된 도 10은 본 발명에 따른 AE 센서장치(10) 및 결함진단시스템을 이용한 고압배관의 결함진단방법을 나타낸 모식도이다. 앞서 살펴본 도 1 내지 도 8과 함께 참조한다.10 is a schematic diagram showing a defect diagnosis method of a high-pressure pipe using the AE sensor device 10 and the defect diagnosis system according to the present invention. Reference is made together with FIGS. 1 to 8 described above.

먼저, 결함진단을 위한 내부구조물, 예컨대 고압배관에 적어도 하나의 AE 센서장치(10)를 부착한다.(st1)First, at least one AE sensor device 10 is attached to an internal structure for defect diagnosis, such as a high pressure pipe. (St1)

이때, AE 센서장치(10)는 하우징(12) 저면으로부터 만입 형성된 장입구(13) 내에 AE 센서(20)가 내장되어 AE 센서(20)의 밑면이 노출된 상태로서, 하우징(12) 저면의 자석(16)에 의해 AE 센서(20)의 밑면은 고압배관에 긴밀하게 밀착된다. 그리고 배터리 팩(B)이 제 3 커넥터(14)에 연결되어 AE 센서(20)는 고압배관으로부터 발생되는 음향진동신호를 수신하고, 신호처리모듈(30)은 AE 센서(20)가 수신한 음향진동신호를 적절한 디지털 신호로 변환해서 실시간으로 무선 전송한다.(st2)At this time, the AE sensor device 10 is a state in which the AE sensor 20 is embedded in the charging hole 13 formed indented from the bottom of the housing 12, and the bottom surface of the AE sensor 20 is exposed. The bottom surface of the AE sensor 20 is closely attached to the high pressure pipe by the magnet 16. And the battery pack (B) is connected to the third connector 14, the AE sensor 20 receives the acoustic vibration signal generated from the high-pressure pipe, the signal processing module 30 is the sound received by the AE sensor 20 The vibration signal is converted into an appropriate digital signal and wirelessly transmitted in real time. (St2)

그리고 중계부(40)는 AE 센서장치(10)의 디지털 신호를 실시간 중계한다.(st3)The relay unit 40 relays the digital signal of the AE sensor device 10 in real time. (St3)

이에 따라 중앙신호처리부(50)는 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 판단하는데, 그 구체적인 방법에 대해서는 앞서 자세히 살펴본 바 있으므로 별도의 중복된 설명을 생략하며, 중앙신호처리부(50)의 산출결과는 인터페이스유닛(60)과 사용자 단말(70)로 유무선 전송된다.Accordingly, the central signal processing unit 50 determines whether there is a defect, a degree of defect, and a defect position of the high-pressure pipe. Since the detailed method has been described in detail above, a separate redundant description is omitted, and the central signal processing unit 50 The calculation result is wired or wirelessly transmitted to the interface unit 60 and the user terminal 70.

따라서 사용자는 인터페이스 유닛(60)을 이용하여 실시간의 결함진단을 할 수 있고, 인터페이스 유닛(40)을 떠나 원격지에 있는 관리자는 사용자 단말(70)로 산출결과를 확인할 수 있다. 일례로 사용자 단말(70)이 클라이언트 컴퓨터라면 고압배관의 형상을 3차원 영상으로 보여주는 가운데 결함발생지점으로 추정되는 위치가 하나 이상의 포인트로 표시될 수 있다.Therefore, the user can perform real-time defect diagnosis using the interface unit 60, and the administrator who is remote from the interface unit 40 can check the calculation result with the user terminal 70. For example, if the user terminal 70 is a client computer, a position estimated as a defect occurrence point may be displayed as one or more points while showing the shape of the high pressure pipe as a 3D image.

한편, 이상의 설명은 본 발명의 바람직한 일 양태(樣態)를 설명하기 위한 예시에 지나지 않는바, 여러 가지 변형이 있을 수 있다. 하지만 이들 모든 변형은 본 발명의 기술적 사상을 만족시키는 한 본 발명의 권리범위에 속한다고 판단해야 할 것인바, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위를 통해 당업자라면 쉽게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the above description is only an example for explaining a preferred aspect of the present invention, there may be various modifications. However, all these modifications should be determined to belong to the scope of the present invention as long as the technical spirit of the present invention, the scope of the present invention will be readily understood by those skilled in the art through the following claims.

도 1은 본 발명에 따른 AE 센서장치의 사시도.1 is a perspective view of an AE sensor device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 AE 센서장치의 분해사시도.2 is an exploded perspective view of the AE sensor device according to the present invention.

도 3은 도 1의 III-III 선에 대한 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.

도 4는 본 발명에 따른 AE 센서장치의 신호처리모듈의 모식도.4 is a schematic diagram of a signal processing module of the AE sensor device according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 AE 센서장치의 신호처리모듈에 대한 변수계통도.5 is a variable system diagram of a signal processing module of the AE sensor device according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 결함진단시스템의 모식도.6 is a schematic diagram of a defect diagnosis system according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 결함진단시스템의 중앙신호처리부에 대한 모식도.7 is a schematic diagram of a central signal processing unit of a defect diagnosis system according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 결함진단시스템의 위치표정과정을 나타낸 모식도.8 is a schematic diagram showing a positioning process of the defect diagnosis system according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 결함진단시스템의 인터페이스 유닛에 대한 모식도.9 is a schematic diagram of an interface unit of a defect diagnosis system according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 결함진단시스템을 이용한 결함진단방법의 모식도.10 is a schematic diagram of a defect diagnosis method using a defect diagnosis system according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : AE 센서장치 12 : 하우징10: AE sensor device 12: housing

13 : 장입구 16 : 자석13: charging hole 16: magnet

18 : 탄성수단 22,18,14 : 제 1 내지 제 3 커넥터18: elastic means 22, 18, 14: first to third connectors

20 : AE 센서20: AE sensor

Claims (8)

제 1 커넥터가 일측에 구비되고 곡면의 자성체인 고압배관에 밀착되는 밑면이 실질적으로 수평한 원통 형상의 AE 센서;A cylindrical AE sensor having a first connector provided at one side thereof and having a substantially horizontal bottom surface in close contact with a high-pressure pipe that is a curved magnetic body; 적어도 하나의 자석이 부착된 저면으로부터 장입구가 만입 형성되어 상기 밑면이 노출되도록 상기 AE 센서가 수용되고, 상기 장입구의 내면 일측에 상기 제 1 커넥터와 결합되는 제 2 커넥터가 구비된 절연재질의 하우징;The AE sensor is accommodated so that the bottom surface is indented from the bottom surface to which the at least one magnet is attached, and the AE sensor is accommodated, and the second connector is coupled to the first connector on one side of the inner surface of the charging hole. housing; 상기 장입구에 삽입되어 상기 AE 센서가 상기 하우징으로부터 멀어지도록 탄성을 발휘하는 탄성수단; 및 Elastic means inserted into the charging hole to exert elasticity so that the AE sensor is separated from the housing; And 상기 제 2 커넥터와 전기적으로 연결되어 상기 하우징에 내장되고, 상기 AE 센서가 감지한 음향방출신호를 처리 및 근거리 전송하는 신호처리모듈을 포함하는 음향방출신호 센서장치.And a signal processing module electrically connected to the second connector and embedded in the housing and processing and transmitting the sound emission signal detected by the AE sensor in a short distance. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 신호처리모듈은, The signal processing module, 상기 AE 센서가 감지한 음향방출신호를 증폭 및 대역 필터링하는 엠프유닛;An amplifier unit for amplifying and band filtering the acoustic emission signal detected by the AE sensor; 상기 증폭 및 대역 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환하여 웨이블릿(wavelet) 필터링 하는 디지털신호처리부; 및 A digital signal processing unit converting the amplified and band-filtered signal into a digital signal and performing wavelet filtering; And 상기 웨이블릿 필터링된 신호를 근거리 전송하는 제 1 근거리 무선 통신유닛 을 포함하는 음향방출신호의 센서장치.And a first short range wireless communication unit for short-range transmission of the wavelet filtered signal. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 하우징의 외면 일측에 마련되어 상기 신호처리모듈과 전기적으로 연결되는 제 3 커넥터; 및 A third connector provided at one side of an outer surface of the housing and electrically connected to the signal processing module; And 상기 제 3 커넥터에 연결되는 배터리팩을 더 포함하는 음향방출신호의 센서장치.The sensor device of the acoustic emission signal further comprising a battery pack connected to the third connector. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 제 1 근거리 무선 통신유닛은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식인 음향방출신호의 센서장치.The first short-range wireless communication unit is one of ZigBee, Bluetooth, Ultra WideBand (UWB), Wi-Fi (WiFi), Worldwide Interoperability for Microwave Access (ISM), and Industrial Scientic and Medical (ISM). Sensor device of the acoustic emission signal selected one method. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재에 따른 센서장치를 이용한 고압배관의 결함진단시스템으로서,A defect diagnosis system of a high pressure pipe using the sensor device according to any one of claims 1 to 4, 상기 신호처리모듈로부터 근거리 전송된 신호를 수신해서 상기 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출하는 중앙신호처리부를 포함하는 고압배관의 무선 결함진단시스템.And a central signal processing unit for receiving a signal transmitted from the signal processing module from a short distance and calculating whether the high pressure pipe is defective, a degree of defect, and a location of the high pressure pipe. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 중앙신호처리부는, The central signal processor, 상기 근거리 전송된 신호를 수신하는 제 2 근거리 무선 통신유닛; 및 A second short range wireless communication unit which receives the short range transmitted signal; And 상기 센싱유닛의 장착위치와 감지시점을 토대로 상기 신호를 연산하여 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출하는 연산유닛을 포함하는 고압배관의 무선 결함진단시스템.And a calculation unit calculating the defect, the degree of defect, and the position of the defect by calculating the signal based on the mounting position of the sensing unit and the detection time. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 제 2 근거리 무선 통신유닛은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식인 고압배관의 무선 결함진단시스템.The second short-range wireless communication unit is one of ZigBee, Bluetooth, Ultra WideBand (UWB), Wi-Fi (WiFi), Worldwide Interoperability for Microwave Access (ISM), and Industrial Scientic and Medical (ISM). Wireless fault diagnosis system of high pressure pipe selected one method. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 신호처리모듈과 상기 중앙신호처리부의 근거리 통신을 중계하는 중계부를 더 포함하는 고압배관의 무선 결함진단시스템.And a relay unit for relaying short-range communication between the signal processing module and the central signal processing unit.
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