KR20130094210A - 기판 분열 검출 초음파 음향 방출 - Google Patents

기판 분열 검출 초음파 음향 방출 Download PDF

Info

Publication number
KR20130094210A
KR20130094210A KR1020127030906A KR20127030906A KR20130094210A KR 20130094210 A KR20130094210 A KR 20130094210A KR 1020127030906 A KR1020127030906 A KR 1020127030906A KR 20127030906 A KR20127030906 A KR 20127030906A KR 20130094210 A KR20130094210 A KR 20130094210A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
component
manufacturing process
acoustic
treatment apparatus
exhaust treatment
Prior art date
Application number
KR1020127030906A
Other languages
English (en)
Inventor
키이스 지. 올리비에
토마스 커스터
Original Assignee
테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드 filed Critical 테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드
Publication of KR20130094210A publication Critical patent/KR20130094210A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J33/00—Protection of catalysts, e.g. by coating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825—Ceramics
    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0258—Structural degradation, e.g. fatigue of composites, ageing of oils

Abstract

제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 분열 검출 방법은, 구성요소와 음향통신(acoustic communication)상태로 음향 센서(acoustic sensor)를 위치시키는 것을 포함한다. 제조 공정은 음향 센서가 구성요소와 음향 통신에 남아있는 동안 실행된다. 제조 공정 동안 구성요소에서 음향 방출(acoustic emissions)을 나타내는 신호를 컨트롤러(controller)에 제공하며 신호를 기반으로 구성요소가 균열되었는지 결정한다.

Description

기판 분열 검출 초음파 음향 방출{Ultrasonic acoustic emissions to detect substrate fracture}
본 발명은 촉매 변환기(catalytic converter) 및 배기 처리 장치(exhaust treatment device)의 조립 방법에 관한 것이다. 특히, 기판에서 초음파 음향 방출을 검출하는 방법을 설명한다.
본 섹션은 반드시 선행기술이 아닌 본 발명과 관련된 배경정보를 제공한다.
촉매 변환기는 자동차 배기 가스 시스템(motor vehicle exhaust gas systems)에서 아산화질소(nitrous oxides), 일산화탄소(carbon monoxide) 및/또는 탄화수소(hydrocarbons)를 더 친환경적인 화합물로 전환하는데 유용하다. 촉매 변환기의 한 유형은 하나 이상의 세라믹 단일체(ceramic monoliths) 또는 판금 하우징(sheet metal housing)의 내부에 탑재된 기판을 포함한다. 기판은 일반적으로 촉매가 코팅된, 다양한 종 직통 유동(longitudinal straight-through flow) 배기 가스통로를 포함한다.
많은 경우에서, 금속 하우징(metal housings)은 "팬케이크(pancake)" 또는 "크램 쉘(clam shell) 디자인(designs)으로 구성된, 상업적으로 허용된 변환기를 사용한다. 상기 디자인(designs)은 스탬핑된(stamped) 상부 및 대체로 서로 동일한 하부 쉘(shells)을 포함한다. 쉘(shells)은 하우징(housing)의 종축을 포함하는 평면을 따라 용접된, 주변 측 플랜지(peripheral side flanges) 결합을 가진다. 촉매 하우징의 다름 상업 형태는, 튜브(tube)의 각 끝에 용접된, 분리된 콘(cones) 끝을 가진 튜브를 포함하는 세 가지 피스(pieces)로부터 형성될 수 있다.
그 밖에 더 경제적으로 생산된 촉매 변환기는, 촉매 코팅된 세라믹 기판이 삽입된 단일 개방-종단(open-ended) 금속 튜브를 포함한다. 촉매 변환기 조립의 한 방법에서, 금속 튜브는 기판 주위에 방사상의 내부로 압축된다. 다른 공정에서, 기판은 고정된 위치에서 소형튜브로 압축된다. 제조 공정에 관계없이, 비교적 부서지기 쉬운 세라믹 기판은 손상을 피하기 위해 주의해야 한다. 또한, 조립하는 동안 부서지거나 손상된 기판은, 완료된 촉매 변환기 조립 공정 및 기판에 대체로 접근을 막는 금속 하우징을 한번 점검하는 것이 비교적 어렵다. 완성된 조립체의 비파괴 검사는 원하는 대로 신뢰하지 못할 수 있다. 지주 조립 검사와 연관된 비용과 시간은 또한 매우 높을 수 있다. 따라서, 촉매 변환기 조립 동안 기판 분열 검출하는 비 파괴 검사 방법을 제공하는 것은 유익할 수 있다.
이 섹션은 발명의 일반적인 요약을 제공하고; 및 전체 범위 또는 모든 기능을 포괄적으로 공개하지 않는다.
제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 분열 검출 방법은, 구성요소와 음향통신(acoustic communication)상태로 음향 센서(acoustic sensor)를 위치시키는 것을 포함한다. 제조 공정은 음향 센서가 구성요소와 음향 통신에 남아있는 동안 실행된다. 제조 공정 동안 구성요소에서 음향 방출(acoustic emissions)을 나타내는 신호를 컨트롤러(controller)에 제공하며 신호를 기반으로 구성요소가 균열되었는지 결정한다.
제조 공정에서 배기 처리 장치의 구성요소에서 발생하는 분열 검출 방법은, 배기 처리 장치 상태로 음향통신에 위치시키는 음향센서를 포함한다. 제조 공정은 음향 센서가 배기 처리 장치에 따라 음향통신에 남아있는 동안 실행된다. 신호는 음향센서에서, 제조 공정 동안 배기 처리 장치에서 나타나는 출력이다. 상기 방법은 결정된 값으로 음향 센서로부터 신호 출력을 비교하고; 및 비교에 기초한 분열된 구성요소인지 결정을 포함한다.
본 발명의 다른 양상은 다음의 명세서의 일부에서 명백해질 것이며, 상세한 설명은 본 발명의 바람직한 구체예를 개시할 목적이며 그것으로 제한하는 것을 목적으로 하지 않는다.
여기에 설명된 도면은 선택된 실시 예의 단지 설명을 목적으로 하며; 및 모든 가능한 구현에 있으며; 및 본 명세서의 범위를 제한하지 않는다.
도 1은 본 촉매 변환기의 조립과 관련된 제조 공정을 도식적으로 나타내었다.
도 2는 조립 공정에서 구성요소의 분열 검출를 위한 음향 센서 조립체의 단면 도시이다.
도 3은 도 1의 장치를 사용한 실행 공정에서 음향 센서 출력뿐 아니라 부품 삽입 힘 대 변위를 나타낸 그래프이다.
도 4는 촉매 변환기에서 사이징 작업(sizing operation)을 실행하기 위한 다른 워크 스테이션(work station)의 도식도이다.
도 5는 도 4의 장치를 사용한 제조 공정에 연관된 음향 출력 신호뿐 아니라 장치 작동 특성을 나타낸 그래프이다.
해당 도면 부호는 도면의 여러 도를 통해 해당 부분을 나타낸다.
실시 예는 첨부된 도면을 참조하여 더 충분히 설명될 것이다.
도면 1을 참고하여, 촉매 변환기 조립 장치는 참조번호(8)에서 확인할 수 있다. 조립 장치(8)은 적어도 부분적으로 조립된 본 촉매 변환기(10)에 배치된다. 촉매 변환기(10)는 압축 매트(compressible mat)(14)와 함께 감기고; 및 관형 하우징(tubular housing)(16)내부에 위치된 세라믹 기판(ceramic substrate)(12)를 포함한다.
하우징(16)은 제 1 개방 단부(open first end)(18) 및 반대 단부(opposite end)(20)을 가지는 중공 직원기둥(hollow right circular cylinder)로 나타난다. 상기 하우징(16)은 원통 내부 표면(22) 및 원통 외부 표면(24)를 포함한다. 본 명세서의 범위 내에 존재함으로써 고려된 다른 관형 형태를 이해해야 한다. 따라서, 하우징(16)은 가늘고 긴 슬롯(elongated slot), 타원형(elliptical), 정사각형(square),다각형(polygonal) 또는 기타 형태를 포함하는 많은 단면 형상을 가진다.
기판(12)는 원통 외부 표면(26) 및 사실상 제 1 평면인 단면(28) 및 사실상 반대 평면인 단면(30)을 가지는 직원기둥으로 형성된다. 조립 공정의 시작에서, 매트(mat)(14)는 원통 표면(26)와 접촉된 기판(12) 주위에 감긴다. 상기 매트(14)는 열 및 음향의 실딩(acoustically shielding)도 제공된 하우징(16) 내에 기판(12)를 지원하는 기능을 한다. 매트(14)는 미리 정한 두께로 압축할 때 가장 좋은 위의 기능을 수행이 결정된다. 매트(14)의 원통 외부 표면(31)은 원통 내부 표면(22)의 내부 직경 보다 큰 외부 직경을 정의한다. 매트(14)의 방사상 압축은 조립한 촉매 컨버터(10)을 요구한다.
방사상 압력의 한 방법에서, 미국 특허 공개 번호 6,532,659 및 6,732,432와 같은 하우징(16)에 매트/기판 조합을 축 방향으로 삽입과 함께 결합하고; 및 스터핑 콘(stuffing cone) 사용을 포함한다. 본 특허에 표시된 장치에서, 스터핑 콘의 배출구는 하우징(16)의 개구부(18)로 인접하는 경향이 있다. 콘 구조는 하우징의 내부 직경 보다 작은 내부 직경을 가진다. 매트 및 기판 결합으로 하우징 쪽의 서핑 콘을 통하여 이동하고, 상기 콘은 하위조립체(subassembly)가 하우징(16)에 축 방향으로 이동할 수 있기 위해 기판(12)에 대한 압축 매트(14)를 압축한다. 서핑 콘의 안쪽에 테이퍼 된 내부에 대한 매트 및 기판 결합 슬라이드(slide)로서, 원통 내부 표면(22)의 내부 직경 보다 작은 외부 직경을 가지는 결합을 할 때까지 기판(12)에 대한 매트(14)를 압축한다. 이 점에서, 매트 및 기판 결합은 하우징(16)에 밀거나 채워진다. 대체 공정에서, 매트는 특허 출원 공개 번호 US2007/0148057에서 공개된 유체 베어링(fluid bearing)을 통해 압축될 수 있다.
스터핑(stuffing) 공정에서, 기판(12)는 우연히 하우징(16)과 접촉할 수 있다. 접촉하는 동안 기판(12)의 가장자리 같은 부분이 깨지거나 또는 기판이 갈라질 수 있다. 스터핑(stuffing) 공정 동안, 매트(14) 및 하우징(16)의 사이에서 발생 된 전달력 때문에 롤(roll) 또는 번치(bunch)에 매트(14)를 야기할 수 있다. 기판(12) 및 매트(14)로 하우징(16)은 더 움직이고, 변형력은 골절 지점 또는 다른 손상 기판(12)을 증가시킬 수 있다.
조립 장치(8)은 스터핑(stuffing) 공정으로 실행하고; 및 플레이트(plate)(34)에 고정된 램(ram)(32)을 포함한다. 램(32)는 유압 압축기(hydraulic press)에 결합 되고; 램(32)의 축에 따라 움직일 수 있게 조작 가능하다. 센서 조립체(38)은 플레이트(34)에 결합 된다. 센서 조립체(38)는 마운팅 블록(mounting block)(42), 스프링(spring)(44), 센서(sensor)(46) 및 도파관(48)을 포함한 도면 2에 나타난다. 마운팅 블록(42)는 Delrin.RTM.과 같은 플라스틱 소재(plastic material) 또는 초고분자량 물질(ultra high molecular weight material)로 구성된다. 마운팅 블럭 42)는 플레이트(34)로 고정되고; 및 스프링(44), 센서(46) 및 도파관(48)의 최소부분을 받은 포켓(pocket)(50)을 포함한다.
센서(46)은 기판(12)로부터 음파 발산의 빈도 및 크기에서 표시된 신호 출력을 위해 작동 가능한 음향 측정 장치이다. 상기 센서(46)은, 결정된 음향 출력 및 깨지거나 부서진 또는 다른 손상된 기판인지 결정하는 센서(46)에서 제공한 신호를 비교하는 프로그램(programmed)된 컨트롤러(54)(도 1)와의 통신에 있다.
도파관(48)은 조립 공정에서 손상으로부터 센서(46)을 보호하기 위해 제공되고; 및 포켓(50)내 축 방향으로 전환 크기의 금속 스탬핑에서 구성될 수 있다. 도파관(48)은 센서(46)를 받은 리세스(recess)(56)을 포함한다. 스프링(44)은 마운팅 블록(42) 및 사선 센서(46) 및 마운팅 블록(42)와 멀어진 도파관(48)의 벽(58)과 결합한다. 도파관(48)은 플레이트(34)의 바닥면(bottom face)(62)에서 돌출된 볼록한 접촉면(60)을 포함한다. 이과 같이, 램(32)에서 제공된 부하는 센서(46)를 통하지 않고 기판(12)에서 플레이트(34)를 통해 전송된다. 센서(46) 및 도파관(48)은 스프링(44)가 허용한 범위로 기판(12)에 대해 로드된다.
정확한 음향 신호를 얻으려면, 촉매 변환기 조립 과정에서 발생하는 소음을 최소화하는 것이 바람직하다. 도파관(48)이 기판(12)의 단면(28)에 관련해 이동할 때, 소음의 한 소스가 발생할 수 있다. 소음 발생 소스를 최소화하기 위해, 도파관(48) 끝의 형상은 전에 말한 것처럼 굽어있다. 게다가, 윤활제 또는 음향 커플란트(acoustic couplant)(64)는 볼록한 표면(60) 및 단면(28)의 인터페이스(interface) 사이에 제공될 수 있다.
자동화된 생산 공정에서, 각 기판 12와 함께 도파관(48)에 결합하기 전에 표면(60)에 자동적으로 적용된 커플란트(64)는 바람직할 수 있다. 커플란트(64)는 컨테이너(66)내에 저장될 수 있고; 및 펌핑(pumped)되거나 라인(line)(68) 및 도파관(48)을 통해 확장된 통로(passageway)(70) 을 적용한다. 통로(70)은 볼록한 표면(60)의 정점 또는 그 근방에 위치한 배출구(72)에서 종결된다. 설명한 방법에서 플레이트(34)와 관련된 배열 센서 조립체(38)에서, 도파관(48)은 램(32)에서 삽입 힘의 어플리케이션 보다 먼저 기판(12)와 접촉할 것이다. 음향 측정 또는 균열 검출은 기판(12)로 적용된 부하에 전체 공정 동안 발생한다. 스터핑(stuffing) 공정 동안 발생이 필요할 수 있는 매트 14를 더 압축하는 이유로 실질적인 램(32)로부터 적용된 축하중(axial load)을 인식해야 한다.
도면 3을 참조하여, 스터핑(stuffing) 작동 동안 기판에서 형성된 균열을 나타내는 음향출력 대 시간의 기록을 더한(overlies) 스터핑(stuffing) 공정 힘 대 변위 그래프를 나타낸다. 특히, 제 1 트레이스(80)는 스터핑(stuffing) 작동 동안 램(32)로부터 제공된 축력(axial force)을 나타낸다. 상기 트레이스는 "알맞게 설치된" 기판 및 매트에 대한 축력을 나타낸다. 발생한 매트 14의 롤링(rolling) 또는 번칭(bunching)과 같은 주요 문제점의 결과일 수 있는 유사 커브를 이해해야 한다. 따라서, 스터핑(stuffing) 과정에서 기판(12) 이 손상되었는지 확인하기 위해 센서(46)을 활용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 도면 3은 원하는 또는 "일반" 스터핑(stuffing) 과정에서 매트(14)및 기판(12)에 작용하는 원주압(radial pressure)을 갖는 트레이드(82)를 나타낸다. 최대 원주압은 라인(84)에서 확인된 제한 원주압 아래 남아있다. 트레이스(86)은 결함이 있는 촉매 컨버터(10)의 조립에서 매트(14) 및 기판(12)에 작용하는 원주압을 나타낸다. 그래프에 나타난 바와 같이, 원주압은 제한 원주압(84)보다 대체로 더 큰 피크(peak) 압력(88)으로 가파르게 증가한다. 최대 원주압에서, 기판(12)는 균열한다. 변형력은 완화되고; 및 원주압은 하우징(16) 내에 스터팅된 계속된 매트(14)및 기판(12)와 같이 감소한다.
도면 3에서 또 다른 트레이드(90)은 센서(46)에서 본 출력을 나타낸다. 음향 트레이스에서 피크 크기는 포인트(point)(92)에서 발생한다. 포인트(92)는 기판(12)에서 균열의 발생에 해당한다. 크래킹 이벤트(cracking event)에서, 소리는 기판(12)로부터 방출된다. 컨트롤러(54)는 측정된 음향 방출의 크기가 미리 정해진 최대값 보다 클 경우, 포인터(92)에 해당하는 신호를 출력하도록 프로그램될 수 있다.
도면 4를 참조하여, 또 다른 촉매 변환기 조립 장치는 참조번호(100)에서 확인된다. 조립 장치(100)은 더 안전한 기판(12)에 방사상의 내부로 압축한 하우징(16)을 작동 가능하게 한다. 상기 조립 장치(100)은 조립 장치(8)로부터 실행된 스터핑(stuffing) 작동 후 크기 조정 작업 수행을 작동 가능하게 한다. 크기 조정 작업은 앞에서 설명한 미리 정해진 두께 대상으로 매트(14)를 압축한다. 이송장치(transfer apparatus)(102)는 상부 클램프 플레이트(104) 및 결합 가능하게 작동가능한 하부 클램프 플레이트(106)를 포함하고 및 관형 하우징(16)의 사이를 캡쳐(capture)한다. 충분한 부하는 기판(12)의 하위 조립체를 전송하는 상부 로드(upper rod )(108) 및 하부 로드(lower rod)(110)을 통해 적용되고, 매트(14) 및 하우징(16)은 조립 머신(100)의 방사상 내부로 움직이는 죠(jaws)(112)와 함께 연결되는 조립 장치(8)로부터 일어난다.
죠(112)는 공동(cavity)의 주위에 대한 원주를 따라 배치된다. 공동(114)의 내부 직경은 죠(112)의 방사상 위치에 따라 달라질 수 있다. 죠(112)는 개방 위치에서, 최대 내부 직경 한정 때문에 방사상 표면상의 위치로 수축된다. 이 시점에서 축 방향으로 움직이는 로드(108),(110)에 의해 기판, 매트 및 하우징 조립은 공동(114) 내에 위치한다.
신축형 센서 헤드(retractable sensor head)(116)은 이전에 서술한 센서 조립체(28)로 실질적으로 유사하게 구성된다. 따라서 비슷한 요소는, 그들의 이전에 도입된 참조 번호를 유지한다. 신축형 센서 헤드(116) 축 방향으로 움직이는 슬라이드(120)와 결합한다. 슬라이드(118) 및 신축형 센서(116)은 상부 클램프 플레이트(104)에서 형성된 개구부(120)를 통과한다. 도파관(48)은 죠(112)의 반경 방향 내측으로 이동하기 전에 단면(28)과 접촉에 배치된다. 원하는 경우, 슬라이드(118)는 하우징(16)과 클램프 플레이트(104),(106)의 연결 전에 단면(28)과 접촉에 배치된 도파관(48)으로 구동된다. 기판, 매트 및 하우징 조합체는 공동(114)내에 위치되고, 서로 신축한 상부 클램프 플레이트(104) 및 죠(112)와 연결 밖의 하부 클램프 플레이트(106)에서 떨어져 상부 로드(108) 및 하부 로드(110)는 축 방향으로 이동한다. 죠(112)는 원통 외부 표면(24) 방사성 내부로 이동하고; 및 하우징(16)의 외부 직경을 줄인다. 방사성 내부로 하우징(16)의 원통형 벽이 이동하면, 매트(14)는 더 압축된다. 죠(112)는 적절히 "크기" 하우징(16)에 방사성 내부로 원하는 양의 이동을 제어하고; 및 원하는 두께로 매트(14)를 압축한다. 크기 조정 작업의 끝에서, 죠(112)는 공동(114)의 내부 직경의 극대화를 위해 다시 한번 방사상 외부로 이동한다. 조립 장치(100)는 상부 로드(108) 및 하부 로드(110)가 서로를 향해 이동을 야기하고,공동(14) 밖의 기판, 매트 및 하우징 조합체의 크기 변경을 위해 하우징(16)의 한쪽 끝과 상부 클램프 플레이트(104) 및 하우징(16)의 반대쪽 끝과 하부 클램프 플레이트(106)를 연결한다.
도면 5는 죠(112)의 방사상 위치를 표시한 트레이스(140)을 제공한다. 트레이스(142)는 크기 조정 작업 동안 매트(14) 및 기판(12)에 작용하는 원주압을 나타낸다. 트레이스(144)는 크기 조정 작업에서 음향 센서(46)의 출력을 나타낸다. 죠(112)가 방사상 내부에 이동함에 따라 트레이스(140)의 경사진 하향의 방향에 의해 나타나고, 원주압은 증가한 트레이스(142)에 의해 나타난다. 원주압(146)의 최고점 또는 근방에서, 기판(12)에서 균열이 발생한다. 음향방출은 균열 사이트(crack site)로부터 나타난다. 센서(46)은 음향 방출을 검출하고; 및 포인트(148)에서 최대 음향 센서 신호 출력을 출력한다. 컨트롤러(54)는 트레이스(144)의 최대 검출크기가 미리 결정된 허용 최대값의 초과 여부를 결정한다. 실제 크기가 미리 결정된 최디 값을 초과하면 오류신호가 출력된다. 다수의 음향 센서 조립체(38)는 수집한 음향의 데이터로 조립 공정을 통해 위치될 수 있으며; 및 하나 또는 그 이상의 조립 단계에서 균열을 검출하는 것을 고려해야한다. 게다가, 추가된 음향 센서 조립체(38)는 기판(12) 전 및 핸들링 스텝 및/또는 각 이동에서 접촉으로 위치될 수 있다는 것을 고려해야 한다. 이런 식으로, 실시간 균열 검출은 훨씬 최소화하여 실행될 수 있고; 및 촉매 컨버터 조립체 검사 후에 필요성을 제거한다. 최소한,조립 공정이 완료된 후 오프-라인 검사를 필요로 할 수 있는 단일 세라믹 기판을 확인하는데 유용할 수 있는 여기에 설명된 조립 장치 및 공정이 고려된다. 자세한 세부사항이 균열 발생에 관해 요구된다면, 세 개 이상의 센서 조립체(38)는 단일 기판(12)과 접촉에서 위치될 수 있다. 컨트롤러(54)는 3D 공간에서 기판 균열을 파악하는 삼각 측량 방법 실행을 위하여 실시간으로 각 센서 조립체(38)의 출력을 비교하여 작동할 수 있다. 게다가, 센서 조립체(38)가 세라믹 기판(12)과 연결에서 사용하기 위해 나타나는 동안, 실행될 수 있는 다른 구성요소의 조립체 및 핸들링하기 위한 음향 검출을 고려해야 한다.
구체예의 상기 묘사는 설명 및 기술을 위해 제공되었다. 상기 묘사는 본 발명을 완전히 설명한 것으로 또는 본 발명을 제한하는 것으로 예정되지 않는다. 특정한 구체예의 개별 요소 또는 특징은 일반적으로 그 특정한 구체예로 제한되지 않으며, 특별히 도시되거나 기술되지 않는 한, 적용 가능한 곳에서 서로 교환할 수 있으며 선택된 구체예에서 사용될 수 있다. 동일한 것이 또한 많은 방법으로 변화될 수도 있다. 그런 변이는 본 발명을 벗어나는 것으로 간주되지 않고, 모든 그런 수정은 본 발명의 범위 내에서 포함되는 것으로 예정된다.

Claims (18)

  1. 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법으로서;
    구성요소와 음향 통신 상태로 음향 센서(acoustic sensor)를 위치시키고;
    상기 음향 센서가 구성요소와 음향 통신 상태로 유지되는 동안 제조 공정이 실행되고;
    제조 공정 동안 구성요소에서 음향 방출(acoustic emissions)을 나타내는 신호를 컨트롤러(controller)에 제공하며;
    신호를 기반으로 구성요소가 균열되었는지 결정하는 것을 포함하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    구성요소와 음향 센서가 치우쳐 연결되는 것을 더 포함하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 음향 센서를 정의하는 금속 도파관(metallic wave guide)과 변환기(transducer)를 접속 상태로 위치시키는 것을 더 포함하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    볼록면(convex surface)을 가지는 도파관을 제공하는 것 및 상기 볼록면과 상기 구성요소를 연결시키는 것을 더 포함하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    도파관 및 구성요소의 계면(interface)에서 음향 접촉매질(acoustic couplant)을 자동으로 분배하는 것을 더 포함하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구성요소가 균열되었는지 결정하는 것은 신호의 크기를 미리 결정된 최대값과 비교하는 것을 포함하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 신호 크기가 미리 결정된 최대값을 초과할 때 균열이 발생했다고 나타내는 것을 더 포함하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제조 공정은 하우징(housing)에 촉매 변환기 기판을 삽입하는 것을 포함하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    음향 방출 신호를 제공하는 동안 상기 하우징의 외경을 줄이는 것을 더 포함하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 음향 센서는 기판과 접촉하여 위치하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판은 세라믹 물질(ceramic material)을 포함하는, 제조 공정 동안 구성요소에서 발생하는 균열을 검출하는 방법.
  12. 제조공정 동안 발생한 배기 처리 장치의 구성요소에서 균열을 검출하는 방법으로서,
    배기 처리 장치와 음향 통신 상태로 음향 센서를 위치시키고;
    상기 음향 센서가 상기 배기 처리 장치와 음향 통신 상태가 유지되는 동안 상기 배기 처리 장치의 제조공정이 실행되며;
    상기 제조 공정 동안 상기 배기 처리 장치로부터의 음향 방출을 나타내는 음향 센서로부터 신호를 출력하고;
    미리 결정된 값과 신호를 비교하며;
    비교 결과를 기초로 상기 배기 처리 장치가 균열되었는지 결정하는 것;을 포함하는, 제조공정 동안 발생한 배기 처리 장치의 구성요소에서 균열을 검출하는 방법.
  13. 제12항에 의하여,
    상기 방법은 구성요소와 음향 센서가 치우쳐 연결되는 것을 더 포함하는, 제조공정 동안 발생한 배기 처리 장치의 구성요소에서 균열을 검출하는 방법.
  14. 제13항에 의하여,
    상기 센서는 제조 공정 개시 전에 상기 배기 처리 장치와 치우쳐 연결되는, 제조공정 동안 발생한 배기 처리 장치의 구성요소에서 균열을 검출하는 방법.
  15. 제12항에 의하여,
    상기 제조 공정은 세라믹 기판을 하우징에 축 방향으로 이동시키는 것을 포함하는, 제조공정 동안 발생한 배기 처리 장치의 구성요소에서 균열을 검출하는 방법.
  16. 제12항에 의하여,
    상기 제조 공정은 하우징의 크기가 반지름 방향으로 감소하는 것을 포함하는, 제조공정 동안 발생한 배기 처리 장치의 구성요소에서 균열을 검출하는 방법.
  17. 제12항에 의하여,
    상기 제조 공정은 제조 작업대 사이에서 상기 배기 처리 장치의 구성요소를 전달하는 것을 포함하는, 제조공정 동안 발생한 배기 처리 장치의 구성요소에서 균열을 검출하는 방법.
  18. 제12항에 의하여,
    상기 음향 센서가 미끄러지도록 장착되는 것 및 상기 배기 처리 장치에 작용하는 클램핑(clamping)장치와 관계없이 상기 배기 처리 장치에 대하여 상기 센서가 이동하는 것을 더 포함하는, 제조공정 동안 발생한 배기 처리 장치의 구성요소에서 균열을 검출하는 방법.
KR1020127030906A 2010-05-27 2011-05-13 기판 분열 검출 초음파 음향 방출 KR20130094210A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/788,882 US8281661B2 (en) 2010-05-27 2010-05-27 Ultrasonic acoustic emissions to detect substrate fracture
US12/788,882 2010-05-27
PCT/US2011/036414 WO2011149686A2 (en) 2010-05-27 2011-05-13 Ultrasonic acoustic emissions to detect substrate fracture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130094210A true KR20130094210A (ko) 2013-08-23

Family

ID=45004658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127030906A KR20130094210A (ko) 2010-05-27 2011-05-13 기판 분열 검출 초음파 음향 방출

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8281661B2 (ko)
JP (1) JP2013529307A (ko)
KR (1) KR20130094210A (ko)
CN (1) CN103026219A (ko)
DE (1) DE112011101809T5 (ko)
WO (1) WO2011149686A2 (ko)
ZA (1) ZA201208366B (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130312527A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 Richard A. Lomenzo, JR. Integrated excitation and measurement system
US9996766B2 (en) 2015-05-01 2018-06-12 Corning Incorporated Imaging-based methods for detecting and measuring defects in extruded cellular ceramic articles
WO2016187180A1 (en) 2015-05-21 2016-11-24 Corning Incorporated Methods for inspecting cellular articles
CN110608029B (zh) * 2019-10-21 2021-08-17 西安科技大学 一种钻孔测试液氮致裂煤层裂隙的介质耦合装置及方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3259465A (en) * 1963-02-06 1966-07-05 Milton Roy Co Chemical analysis and process control by solid filament reagent
JPS5325672B2 (ko) * 1973-12-27 1978-07-28
JPS62187247A (ja) * 1986-02-14 1987-08-15 Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd アコ−ステイツクエミツシヨンセンサ−用導波棒の取付構造
US4653327A (en) 1986-04-10 1987-03-31 General Motors Corporation Acoustical inspection method for inspecting the ceramic coating of catalytic converter monolith substrates
JPS6360958U (ko) * 1986-10-13 1988-04-22
US4927299A (en) * 1987-05-21 1990-05-22 Regents Of The University Of Minnesota Integral acoustic emission sensor for manufacturing processes and mechanical components
US5329698A (en) 1989-02-06 1994-07-19 Tennessee Gas Pipeline Company Method of assembling a catalytic converter
US5119551A (en) 1989-02-06 1992-06-09 Tennessee Gas Pipeline Company Method of making a catalytic converter with one piece housing
US5014556A (en) * 1990-01-16 1991-05-14 Dunegan Engineering Consultants, Inc. Acoustic emission simulator
IT1243461B (it) * 1990-07-30 1994-06-15 Pirelli Prod Diversificati Procedimento per il controllo qualitativo di prodotti aventi parti in materiale elastomerico
CA2048866A1 (en) * 1990-08-10 1992-02-11 Teruo Kishi Acoustic-emission sensor
US5094108A (en) * 1990-09-28 1992-03-10 Korea Standards Research Institute Ultrasonic contact transducer for point-focussing surface waves
JPH04140657A (ja) * 1990-10-01 1992-05-14 Nippon Steel Corp メタル担体の品質検査法およびその装置
US5714687A (en) * 1995-10-31 1998-02-03 Dunegan; Harold L. Transducer for measuring acoustic emission events
US6173613B1 (en) * 1996-04-30 2001-01-16 Harold L. Dunegan Measuring crack growth by acoustic emission
US5980837A (en) * 1997-12-03 1999-11-09 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust treatment device for automotive vehicle having one-piece housing with integral inlet and outlet gas shield diffusers
JP3478124B2 (ja) * 1998-05-21 2003-12-15 株式会社大林組 センサー用接触媒質保持装置
US6263737B1 (en) * 1999-07-23 2001-07-24 Honeywell International Inc. Acoustic fault injection tool
US7900352B2 (en) * 2001-05-18 2011-03-08 Hess Engineering, Inc. Method and apparatus for manufacturing a catalytic converter
US6532659B1 (en) 2001-11-29 2003-03-18 Delphi Technologies, Inc. Method of forming a gas treatment device using a stuffing cone apparatus
US6732432B2 (en) 2001-11-30 2004-05-11 Delphi Technologies, Inc. Apparatus and method for forming an exhaust emission control device, and the device formed thereby
JP4303450B2 (ja) * 2002-06-28 2009-07-29 株式会社三五 ハニカム構造体内蔵浄化装置の製造方法
DE602004005591T2 (de) * 2003-05-13 2007-12-06 Hess Engineering Inc., Niles Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines katalysators
JP2005142495A (ja) 2003-11-10 2005-06-02 Sharp Corp 基板クラック検査方法、基板クラック検査装置、太陽電池モジュールの製造方法
RU2388522C2 (ru) * 2004-06-29 2010-05-10 Юнифрэкс Корпорейшн Устройство для обработки отходящих газов и способ его изготовления
US7743501B2 (en) 2005-12-28 2010-06-29 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Fluid bearing assisted assembly of an exhaust treatment device
JP4697023B2 (ja) * 2006-04-19 2011-06-08 トヨタ自動車株式会社 プレス不良判定方法、プレス不良判定システム及びプレス成形装置
US20090116533A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 General Electric Company Method and apparatus for testing and evaluating machine components under simulated in-situ thermal operating conditions
US7973547B2 (en) 2008-08-13 2011-07-05 Infineon Technologies Ag Method and apparatus for detecting a crack in a semiconductor wafer, and a wafer chuck
CN101424663B (zh) * 2008-12-05 2011-05-11 清华大学 天然气管道裂纹电磁超声斜向导波检测方法
CN101701937A (zh) * 2009-11-09 2010-05-05 哈尔滨工程大学 一种超声无损检测方法及检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
US8281661B2 (en) 2012-10-09
DE112011101809T5 (de) 2013-03-14
WO2011149686A3 (en) 2012-05-10
JP2013529307A (ja) 2013-07-18
US20110290025A1 (en) 2011-12-01
CN103026219A (zh) 2013-04-03
WO2011149686A2 (en) 2011-12-01
ZA201208366B (en) 2013-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130094210A (ko) 기판 분열 검출 초음파 음향 방출
US9261490B2 (en) Ultrasonic transducer arrangement
RU2182331C1 (ru) Способ внутритрубной ультразвуковой дефектоскопии
CN102537669B (zh) 一种基于超声导波聚焦的管道缺陷检测方法和系统
CN101137825B (zh) 废气处理设备的制造方法
CN111157624B (zh) 一种管道内膛损伤状态诊断方法
CN103630611B (zh) 冲击回波测试组合激振器
CN204101523U (zh) 一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器
US10048225B2 (en) Apparatus and method for inspection of tubes in a boiler
CN104165927B (zh) 一种耐张线夹压接定位缺陷的现场检测方法
CN113358460A (zh) 一种轴向高温蠕变试验夹具及设备
CN211697239U (zh) 一种定位格架导向管与定位格架点焊缝剪切力检测夹具
CN105004790A (zh) 一种压缩机叶轮缺陷相控阵超声检测方法
US20160041127A1 (en) Support structure location and load measurement
JP5185902B2 (ja) タービン用ロータディスクの超音波探傷装置及び超音波探傷方法
CN201269749Y (zh) 高温测厚探头
KR20220111786A (ko) 차량용 촉매장치의 제조방법 및 이를 통해 제조된 차량용 촉매장치
CN106546663B (zh) 多层包扎式容器装配质量的声发射检测方法
CN205229103U (zh) 一种水轮发电机线棒并接头的缺陷检测记录装置
CN212228275U (zh) 一种桥梁锚下应力声学检测激发装置
JP4665876B2 (ja) 触媒コンバータの製造装置および製造方法
CN201765152U (zh) 一种用于检测焊接件的施力装置
CN214252151U (zh) 短节探伤超声波探头装置
CN217280043U (zh) 一种用于控制棒组件检测的标定组件
CN210474702U (zh) 一种止推片检验装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application