KR20130089430A - 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치 및 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 과제는 결함이 있는 반대쪽 면에서 펄스와전류를 이용하여 펄스 자기장을 인가하고 결함에서 유도된 신호를 탐촉자로 탐지하여 내부의 이면 결함을 탐지할 수 있는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치는 펄스와전류를 공급하는 전원 공급부; 상기 펄스와전류를 공급받아 자기장을 발생시켜 외부로부터 제공되는 피검체 시편의 내부 결함에 따른 결함 신호를 발생시키는 탐촉부; 상기 결함 신호를 증폭 및 필터링하는 신호 증폭 필터링부; 및 상기 증폭 및 필터링한 결함 신호를 신호 처리하여 상기 피검체 시편의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출하는 신호 처리부;를 포함한다.
본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치는 펄스와전류를 공급하는 전원 공급부; 상기 펄스와전류를 공급받아 자기장을 발생시켜 외부로부터 제공되는 피검체 시편의 내부 결함에 따른 결함 신호를 발생시키는 탐촉부; 상기 결함 신호를 증폭 및 필터링하는 신호 증폭 필터링부; 및 상기 증폭 및 필터링한 결함 신호를 신호 처리하여 상기 피검체 시편의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출하는 신호 처리부;를 포함한다.
Description
본 발명은 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치 및 방법에 관한 것으로, 탐촉자가 들어가기 어려운 내부환경을 가지는 노즐이나 배관의 내부에서 발생한 결함을 노즐이나 배관의 외부에서 측정할 수 있는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치 및 방법에 관한 것이다.
원자력 발전소나 항공기, 우주선 등에서는 배관이나 노즐에 서로 다른 종류의 금속을 용접한 이종용접부가 많이 사용되고 있으며, 특히, 관의 내부에 결함이 발생하였을 경우 내부 공간이 협소하여 결함 탐지가 어려운 경우가 상당하다.
즉, 종래에는 이러한 환경의 결함은 측정이 불가능하거나, 또는 특별한 종류의 보조장치를 설계하여 와전류로 검사하여야 하나, 기존의 와전류는 수백 kHz 범위의 고주파를 이용하기 때문에 표피효과에 의하여 표면에 있는 결함만 탐지가 가능한 문제점이 있다.
예를 들어, 일본 특허공개번호 제1993-052816호(발명의 명칭: "펄스식 와류탐상용 내삽형 프로브")는 소 구경 배관 등의 내외면의 갈라짐이나 감육 등의 결함을 제조시나 사용 기간 중에 검출하기 위한 펄스식 와류 탐상용 내삽형 프로브를 기술하고 있다.
구체적으로 상기 출원은 가늘고 긴 케이스 내에 2개의 검출 코일을 케이스의 길이 방향에 나란히 하여 차동 접속하고, 또한 펄스 전류를 흘리는 1개의 여자 코일을 상기 2개의 검출 코일로부터 필요한 간격을 두어 상기 케이스 내에 배치하며, 상기 여자 코일로부터 떨어진 쪽의 검출 코일 측에 케이블을 접속시킨 것을 특징으로 하는 펄스식 와류 탐상용 내삽형 프로브로 상기 출원에서는 프로브를 소 구경 배관에 내삽시켜 결함을 검출하므로 내부 공간이 협소하여 결함 탐지가 불가능한 경우 이를 적용시키지 못하는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 결함 탐지 방법과는 달리, 노즐이나 배관의 내부에서 발생한 결함을 노즐이나 배관의 외부에서 측정할 수 있는 방법에 대해 연구하던 중 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 결함이 있는 반대쪽 면에서 펄스와전류를 이용하여 펄스 자기장을 인가하고 결함에서 유도된 신호를 탐촉자로 탐지하여 내부의 이면 결함을 탐지할 수 있는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치는 펄스와전류를 공급하는 전원 공급부; 상기 펄스와전류를 공급받아 자기장을 발생시켜 외부로부터 제공되는 피검체 시편의 내부 결함에 따른 결함 신호를 발생시키는 탐촉부; 상기 결함 신호를 증폭 및 필터링하는 신호 증폭 필터링부; 및 상기 증폭 및 필터링한 결함 신호를 신호 처리하여 상기 피검체 시편의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출하는 신호 처리부;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법은 펄스와전류를 공급하여 피검체 시편의 내부 결함이 형성된 부위의 반대쪽 면에서 펄스 자기장을 발생시키는 펄스 자기장 발생 단계와, 상기 펄스 자기장에 의해 상기 피검체 시편에 유도 자속을 발생시키는 유도 자속 발생 단계와, 상기 피검체 시편의 내부 결함에 따른 유도 자속의 변화를 검출하여 결함 신호를 발생시키는 결함 신호 발생 단계와, 상기 결함 신호를 수신한 후 증폭 및 필터링하는 결함 신호 증폭 필터링 단계 및 상기 증폭 및 필터링한 결함 신호를 신호 처리하여 상기 피검체 시편의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출하는 내부 결함 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치 및 방법에 의하면, 피검체의 두께에 대응하는 투과 깊이를 가지는 주파수의 펄스 자기장을 결함이 있는 반대쪽 면에서 인가하여 피검체의 내부에 자속을 유도하고 피검체의 결함 정도에 따라 유도된 자속의 변화를 센서로 검출함으로써 피검체의 이면 결함을 실시간으로 탐지할 수 있고, 그 결함 정도를 정량적으로 평가할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 자기장 발생부와 자기 센서부로 이루어지는 탐촉부를 나타내는 도.
도 3은 본 발명에 따른 피검체 시편의 이면에 있는 결함을 탐촉자를 사용하여 탐지하는 것을 보여주는 도.
도 4는 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치의 작동 및 탐지 결과를 나타내는 도.
도 5는 2개의 홀자기 센서로 이루어진 본 발명에 따른 자기 센서부의 응답 곡선과 결함에서 유도된 차동신호를 나타내는 도.
도 6은 본 발명에 따른 피검체 시편의 표면으로부터 이면 결함 위치에 따른 펄스와전류의 인가 시간과 펄스 전압과의 관계를 나타내는 도.
도 7은 본 발명에 따른 피검체 시편의 이면 결함 크기에 따른 결함에서 유도된 신호의 전압 변화를 나타내는 도.
도 8은 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법의 블록도.
도 9는 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법 중 펄스 자기장 발생 단계의 블록도.
도 10은 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법 중 결함 신호 발생 단계의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 자기장 발생부와 자기 센서부로 이루어지는 탐촉부를 나타내는 도.
도 3은 본 발명에 따른 피검체 시편의 이면에 있는 결함을 탐촉자를 사용하여 탐지하는 것을 보여주는 도.
도 4는 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치의 작동 및 탐지 결과를 나타내는 도.
도 5는 2개의 홀자기 센서로 이루어진 본 발명에 따른 자기 센서부의 응답 곡선과 결함에서 유도된 차동신호를 나타내는 도.
도 6은 본 발명에 따른 피검체 시편의 표면으로부터 이면 결함 위치에 따른 펄스와전류의 인가 시간과 펄스 전압과의 관계를 나타내는 도.
도 7은 본 발명에 따른 피검체 시편의 이면 결함 크기에 따른 결함에서 유도된 신호의 전압 변화를 나타내는 도.
도 8은 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법의 블록도.
도 9는 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법 중 펄스 자기장 발생 단계의 블록도.
도 10은 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법 중 결함 신호 발생 단계의 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
본 발명은 탐촉자가 들어가기 어려운 내부환경을 가지는 노즐이나 배관의 내부에서 발생한 결함을 노즐이나 배관의 외부, 구체적으로, 상기 결함이 형성된 부위의 반대쪽 면에서 펄스 자기장을 인가한 후 결함에서 유도된 신호를 탐촉자로 탐지함으로써 내부의 이면 결함을 탐지할 수 있는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자기장 발생부와 자기 센서부로 이루어지는 탐촉부를 나타내는 도이다.
본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전원 공급부(100), 탐촉부(800), 신호 증폭 필터링부(500) 및 신호 처리부(600)를 포함한다.
상기 전원 공급부(100)는 상기 자기장 발생부(200)가 상기 피검체 시편(300)의 외부에서 펄스 자기장을 발생시키도록 상기 자기장 발생부(200)에 펄스와전류를 공급한다.
상기 탐촉부(800)는 자기장 발생부(200) 및 자기 센서부(400)를 포함한다.
상기 자기장 발생부(200)는 상기 전원 공급부(100)로부터 펄스와전류를 공급받아 펄스 자기장을 발생시킨다.
구체적으로, 상기 자기장 발생부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 자화 요크(210) 및 자화 코일(220)을 포함하며, 상기 피검체 시편(300)의 내부 결함이 형성된 부위의 반대쪽 면에 위치하여 상기 펄스 자기장을 발생시킬 수 있다.
상기 자화 요크(210)는 상기 피검체 시편(300)의 외부에 위치되며, 이중 코아 형상으로 이루어진다. 이때, 상기 자화 요크(210)는 후술할 바와 같이, 상기 피검체 시편(300)에 자기 유도 현상에 의한 유도 자속을 보다 양호하게 발생시킬 수 있도록 전기강판(SiFe)과 같은 고투자율의 재료로 이루어질 수 있다.
상기 자화 코일(220)은 상기 자화 요크(210)의 외부에 권취되며, 상기 전원 공급부(100)로부터 펄스와전류를 공급받아 펄스 자기장을 발생시킨다.
상기 피검체 시편(300)은 상기 펄스 자기장에 의해 자속이 유도되는데, 이때, 상기 피검체 시편(300)은 비자성체로된 이종용접부 재료일 수 있다.
상기 자기 센서부(400)는 상기 피검체 시편(300)의 내부 결함에 따른 유도 자속의 변화를 검출하여 결함 신호를 발생시킨다.
구체적으로 상기 자기 센서부(400)는 상기 자화 요크(220)의 하방 중간부에 위치하도록 형성되며, 이때, 상기 자기 센서부(400)는 유도 자속의 정확한 측정을 위해 홀자기 센서 또는 GMR(Giant Magnetic Resistance) 센서로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 피검체 시편의 이면에 있는 결함을 탐촉부를 사용하여 탐지하는 것을 보여주는 도이다.
예를 들어, 본 발명에 따른 탐촉부(800)를 사용하여 피검체 시편(300)의 결함을 탐지하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기 탐촉부(800)를 상기 피검체 시편(300)의 내부 결함(Crack)이 형성된 부위의 반대쪽 면에 위치시키고, 상기 탐촉부(800)를 구성하는 자기장 발생부(200)에서 상기 펄스와전류를 공급받아 펄스 자기장을 발생시키며, 이후, 상기 탐촉부(800)를 구성하는 자기 센서부(400)에서 상기 피검체 시편(300)의 내부 결함에 따른 유도 자속의 변화를 검출하여 결함 신호를 발생시킴으로서 피검체 시편(300)의 이면에 있는 결함을 탐지할 수 있다.
한편, 상기 자기 센서부(400)는 유도 자속의 변화에 의해 변경된 전압을 측정하는 전압 측정 센서를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 이면 결함 탐지 장치는 측정된 전압 레벨에 따라 상기 피검체 시편(300)의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출할 수 있다.
상기 신호 증폭 필터링부(500)는 상기 자기 센서부(400)로부터 발생된 결함 신호를 수신하여 상기 결함 신호를 증폭 및 필터링한다.
상기 신호 처리부(600)는 상기 증폭 및 필터링한 결함 신호를 신호 처리하여 상기 피검체 시편(300)의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출한다.
여기서, 상기 신호 처리부(600)는 상기 증폭 및 필터링한 결함 신호를 시간-주파수 분석법 또는 퓨리에 분석법에 의해 처리하여 상기 피검체 시편(300)의 두께에 따른 신호 변화를 더욱 명확하게 판단함으로서 상기 피검체 시편의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 피검체 시편(300) 및 상기 피검체 시편(300) 상에 상기 탐촉부(800)를 이동시키는 스캐너를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치의 작동 및 탐지 결과를 나타내는 도이고, 도 5는 2개의 홀자기 센서로 이루어진 본 발명에 따른 자기 센서부의 응답 곡선과 결함에서 유도된 차동신호를 나타내는 도이다.
본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치의 작동 및 탐지 결과는 도 4에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 디스플레이 장치를 통해 확인할 수 있고, 차동회로를 구성하고 있는 2개의 홀자기 센서 H1과 H2의 응답 곡선과 결함에서 유도된 차동신호의 관계는 도 5에 도시된 바와 같은 그래프를 통해 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 피검체 시편의 표면으로부터 이면 결함 위치에 따른 펄스와전류의 인가 시간과 펄스 전압과의 관계를 나타내는 도이고, 도 7은 본 발명에 따른 피검체 시편의 이면 결함 크기에 따른 결함에서 유도된 신호의 전압 변화를 나타내는 도이다.
한편, 피검체 시편(300)의 표면으로부터 이면 결함 위치에 따른 인가 펄스 시간과 펄스 전압과의 관계는 도 6에 도시된 그래프를 통해 확인할 수 있고, 하기의 [표 1]과 같은 피검체 시편(300)의 이면 결함 크기에 따른 결함에서 유도된 신호의 전압 변화는 도 7에 도시된 그래프를 통해 확인할 수 있다.
| 피검체 시편 결함 | 길이(Length)×너비(Width)(mm) | 피검체 시편 결함 깊이(mm) |
| 결함(Crack) 1 | 25×0.2 | 1 |
| 결함(Crack) 2 | 25×0.2 | 1.5 |
| 결함(Crack) 3 | 25×0.2 | 2 |
| 결함(Crack) 4 | 25×0.2 | 2.5 |
이하, 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법을 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법의 블록도이다.
본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법은 도 8에 도시된 바와 같이, 펄스 자기장 발생 단계(S10)와, 유도 자속 발생 단계(S20)와, 결함 신호 발생 단계(S30)와, 결함 신호 증폭 필터링 단계(S40) 및 내부 결함 산출 단계(S50)를 포함한다.
상기 펄스 자기장 발생 단계(S10)는 펄스와전류를 공급하여 피검체 시편의 내부 결함이 형성된 부위의 반대쪽 면에서 펄스 자기장을 발생시키는 단계이다.
도 9는 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법 중 펄스 자기장 발생 단계의 블록도이다.
상기 펄스 자기장 발생 단계(S10)는 도 9에 도시된 바와 같이, 이면 배치 공정(S11) 및 펄스 자기장 발생 공정(S12)을 포함한다.
상기 이면 배치 공정(S11)은 상기 피검체 시편의 내부 결함이 형성된 부위의 반대쪽 면에 상기 펄스 자기장을 발생시키는 자기장 발생부(200)를 위치시키는 공정이다.
구체적으로, 상기 이면 배치 공정(S11)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 자화 요크(210) 및 상기 자화 요크(210)의 외부에 권취된 자화 코일(220)을 포함하는 자기장 발생부(200)를 상기 피검체 시편(300)의 내부 결함이 형성된 부위의 반대쪽 면에 위치시키는 공정이다.
상기 펄스 자기장 발생 공정(S12)은 상기 자기장 발생부(200)에 펄스와전류를 공급하여 상기 피검체 시편 외부에서 펄스 자기장을 발생시키는 공정이다.
구체적으로, 상기 펄스 자기장 발생 공정(S12)은 전원 공급부(100)가 상기 자기장 발생부(200), 보다 구체적으로 상기 자화 코일(220)에 펄스와전류를 공급하여 상기 피검체 시편(300) 외부에서 펄스 자기장을 발생시키는 공정이다.
상기 유도 자속 발생 단계(S20)는 상기 펄스 자기장에 의해 상기 피검체 시편에 유도 자속을 발생시키는 단계이다.
구체적으로, 상기 유도 자속 발생 단계(S20)는 상기 자기장 발생부(200)로부터 발생된 펄스 자기장의 자기 유도 현상에 의해 상기 피검체 시편(300)에 유도 자속을 발생시키는 단계로, 이때, 상기 피검체 시편(300)은 유도 자속을 보다 양호하게 발생시킬 수 있도록 전기강판(SiFe)과 같은 고투자율의 재료로 이루어질 수 있다.
상기 결함 신호 발생 단계(S30)는 상기 피검체 시편의 내부 결함에 따른 유도 자속의 변화를 검출하여 결함 신호를 발생시키는 단계이다.
도 10은 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법 중 결함 신호 발생 단계의 블록도이다.
상기 결함 신호 발생 단계(S30)는 도 10에 도시된 바와 같이, 유도 자속 탐지 공정(S31) 및 결함 신호 발생 공정(S32)을 포함한다.
상기 유도 자속 탐지 공정(S31)은 상기 피검체 시편에 발생된 유도 자속을 자기 센서부로 탐지하는 공정이다.
구체적으로, 상기 유도 자속 탐지 공정(S31)은 펄스 자기장의 자기 유도 현상에 의해 상기 피검체 시편(300)에 발생된 유도 자속을 상기 자화 요크(210)의 하방 중간부에 위치된 자기 센서부(400)로 지속적으로 탐지하는 공정이다.
상기 결함 신호 발생 공정(S32)은 상기 피검체 시편의 내부 결함에 따른 유도 자속의 변화를 검출하여 결함 신호를 발생시키는 공정이다.
구체적으로, 상기 결함 신호 발생 공정(S32)은 상기 자기 센서부(400)가 상기 피검체 시편(300)의 두께 변화, 즉, 내부 결함에 따른 유도 자속의 변화를 검출하여 결함 신호를 발생시키는 공정이다.
상기 결함 신호 증폭 필터링 단계(S40)는 상기 결함 신호를 수신한 후 증폭 및 필터링하는 단계이다.
구체적으로, 상기 결함 신호 증폭 필터링 단계(S10)는 상기 자기 센서부(400)가 발생시킨 결함 신호를 신호 증폭 필터링부(500)가 수신한 후 결함 신호를 증폭시키고 필터링하는 단계이다.
상기 내부 결함 산출 단계(S50)는 상기 증폭 및 필터링한 결함 신호를 신호 처리하여 상기 피검체 시편의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출하는 단계이다.
구체적으로, 상기 내부 결함 산출 단계(S50)는 상기 신호 증폭 필터링부(500)에서 처리된 증폭 및 필터링된 결함 신호를 시간-주파수 분석법 또는 퓨리에 분석법에 의해 신호 처리하여 상기 피검체 시편(300)의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출하는 단계이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 피검체의 두께에 대응하는 투과 깊이를 가지는 주파수의 펄스 자기장을 결함이 있는 반대쪽 면에서 인가하여 피검체의 내부에 자속을 유도하고 피검체의 결함 정도에 따라 유도된 자속의 변화를 센서로 검출함으로써 피검체의 이면 결함을 실시간으로 탐지할 수 있고, 그 결함 정도를 정량적으로 평가할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치 및 방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100:전원 공급부 200:자기장 발생부
210:자화 요크 220:자화 코일
300:피검체 시편 400:자기 센서부
500:신호 증폭 필터링부 600:신호 처리부
700:스캐너 800:탐촉부
S10:펄스 자기장 발생 단계
S11:이면 배치 공정
S12:펄스 자기장 발생 공정
S20:유도 자속 발생 단계
S30:결함 신호 발생 단계
S31:유도 자속 탐지 공정
S32:결함 신호 발생 공정
S40:결함 신호 증폭 필터링 단계
S50:내부 결함 산출 단계
210:자화 요크 220:자화 코일
300:피검체 시편 400:자기 센서부
500:신호 증폭 필터링부 600:신호 처리부
700:스캐너 800:탐촉부
S10:펄스 자기장 발생 단계
S11:이면 배치 공정
S12:펄스 자기장 발생 공정
S20:유도 자속 발생 단계
S30:결함 신호 발생 단계
S31:유도 자속 탐지 공정
S32:결함 신호 발생 공정
S40:결함 신호 증폭 필터링 단계
S50:내부 결함 산출 단계
Claims (14)
- 펄스와전류를 공급하는 전원 공급부;
상기 펄스와전류를 공급받아 자기장을 발생시켜 외부로부터 제공되는 피검체 시편의 내부 결함에 따른 결함 신호를 발생시키는 탐촉부;
상기 결함 신호를 증폭 및 필터링하는 신호 증폭 필터링부; 및
상기 증폭 및 필터링한 결함 신호를 신호 처리하여 상기 피검체 시편의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출하는 신호 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 탐촉부는,
상기 펄스와전류를 공급받아 펄스 자기장을 발생시키는 자기장 발생부; 및
상기 펄스 자기장에 반응하는 상기 피검체 시편의 내부 결함에 따른 유도 자속의 변화를 검출하여 결함신호를 발생시키는 자기 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 제2항에 있어서
상기 자기장 발생부는,
상기 피검체 시편의 내부 결함이 형성된 부위의 반대쪽 면에 위치하여 펄스 자기장을 발생시키는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 자기장 발생부는,
상기 피검체 시편의 외부에 위치되는 이중 코아 형상의 자화 요크; 및
상기 자화 요크의 외부에 권취되되, 상기 전원 공급부로부터 펄스와전류를 공급받아 펄스 자기장을 발생시키는 자화 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 자화 요크는
전기강판(SiFe) 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 자기 센서부는
상기 자화 요크의 하방 중간부에 위치하는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 자기 센서부는
홀자기 센서 또는 GMR(Giant Magnetic Resistance) 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 자기 센서부는
전압 레벨에 따라 상기 피검체 시편의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출할 수 있도록 유도 자속의 변화에 의해 변경된 전압을 측정하는 전압 측정 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 피검체 시편 및 상기 피검체 시편 상에 상기 탐촉부를 이동시키는 스캐너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 피검체 시편은
비자성체로된 이종용접부 재료인 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 신호 처리부는,
상기 증폭 및 필터링한 결함 신호를 시간-주파수 분석법 또는 퓨리에 분석법에 의해 처리하여 상기 피검체 시편의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출하는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 장치.
- 펄스와전류를 공급하여 피검체 시편의 내부 결함이 형성된 부위의 반대쪽 면에서 펄스 자기장을 발생시키는 펄스 자기장 발생 단계;
상기 펄스 자기장에 의해 상기 피검체 시편에 유도 자속을 발생시키는 유도 자속 발생 단계;
상기 피검체 시편의 내부 결함에 따른 유도 자속의 변화를 검출하여 결함 신호를 발생시키는 결함 신호 발생 단계;
상기 결함 신호를 수신한 후 증폭 및 필터링하는 결함 신호 증폭 필터링 단계; 및
상기 증폭 및 필터링한 결함 신호를 신호 처리하여 상기 피검체 시편의 내부 결함의 위치 및 크기를 산출하는 내부 결함 산출 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법.
- 제 11항에 있어서,
상기 펄스 자기장 발생 단계는,
상기 피검체 시편의 내부 결함이 형성된 부위의 반대쪽 면에 상기 펄스 자기장을 발생시키는 자기장 발생부를 위치시키는 이면 배치 공정; 및
상기 자기장 발생부에 펄스와전류를 공급하여 상기 피검체 시편 외부에서 펄스 자기장을 발생시키는 펄스 자기장 발생 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법.
- 제 11항에 있어서,
상기 결함 신호 발생 단계는,
상기 피검체 시편에 발생된 유도 자속을 자기 센서부로 탐지하는 유도 자속 탐지 공정; 및
상기 피검체 시편의 내부 결함에 따른 유도 자속의 변화를 검출하여 결함 신호를 발생시키는 결함 신호 발생 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스와전류를 이용한 이면 결함 탐지 방법.
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| KR20190103703A (ko) * | 2018-02-28 | 2019-09-05 | 두산중공업 주식회사 | 와전류를 이용한 결함 탐지 장치 및 그의 결함 검출 방법 |
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| KR101150486B1 (ko) * | 2010-01-26 | 2012-06-07 | 한국수력원자력 주식회사 | 펄스유도자속을 이용한 배관감육 탐상장치 및 탐상방법 |
-
2012
- 2012-02-02 KR KR1020120010772A patent/KR101339117B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105180791A (zh) * | 2014-06-20 | 2015-12-23 | 韩国原子力研究院 | 一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法 |
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| WO2020213846A1 (ko) * | 2019-04-17 | 2020-10-22 | 주식회사 엘지화학 | 와전류를 이용한 전지셀 내부의 균열 검사 방법 및 검사 장치 |
| US11761927B2 (en) | 2019-04-17 | 2023-09-19 | Lg Energy Solution, Ltd. | Inspection method for crack in battery cell by using eddy current, and inspection device |
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