KR20130132195A - 비파괴 검사를 수행하는 초음파 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비파괴 검사를 수행하는 초음파 검사장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 초음파 검사장치는 초음파 송수신 모듈 및 상기 초음파를 반사시키는 미러를 포함하는 초음파 미러 어셈블리와; 상기 초음파 미러 어셈블리와 일체로 형성되어 파이프의 축을 중심으로 상기 초음파 미러 어셈블리를 회전시키는 수차부와; 상기 수차부로 회전력을 제공하기 위하여 유체를 공급하는 유체공급부를 포함한다.

Description

비파괴 검사를 수행하는 초음파 검사장치{ULTRASONIC INSPECTION DEVICE FOR PURFORMING NON-DESTRUCTIVE TEST}
본 발명은 비파괴 검사를 수행하는 초음파 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초음파 미러 어셈블리의 회전력을 유체로부터 획득하는 비파괴검사를 수행하는 초음파 검사장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 산하 한국산업기술진흥원의 중화학설비안전진단센터(RIC 사업, 과제고유번호 B00108432)의 하나로서 “지능형 피크 개발”의 주제의 연구 결과물이다.
석유화학공장과 같은 플랜트 설비, 가스 및 원유 파이프 라인 등은 열교환기에 이용하는 폭이 좁은 튜브부터 폭이 넓은 대형 파이프까지 다양한 크기의 배관들이 이용되고 있다. 상기 배관들은 부식, 침식 등으로 인한 메탈 로스가 발생할 수 있어 이러한 결함을 사전에 검사하여 공장설비의 가동 중단 또는 사고를 예방하는 것이 중요하다.
상기 배관 내부의 검사는 프로브 또는 검사장치가 진행하면서 배관의 두께를 측정하는 방법이 이용되고, 상기 배관의 두께 측정 방법은 초음파 펄스/에코를 이용하는 방법이 많이 이용되고 있다.
초음파를 이용하는 배관 두께 검사 장치로는, 열교환기 튜브와 같은 직경이 작고 길이 짧은 관의 검사를 위하여 1개의 초음파 센서를 튜브의 축 중심에 위치시키고 수압으로 미러가 장착된 터빈을 회전시켜 원주방향으로 스캐닝하면서 두께를 측정하는 IRIS(Internal Rotary Inspection System) 방식이 주로 이용되고 있다.
중대형 파이프의 결함을 검사하는 장치로는, IRIS 방식을 이용하면서 배터리 전원과 데이터 저장장치, 주행계 모듈 등 일반적인 파이프 검사용 지능형 피그를 포함하는 측정시스템으로 IRIS 피그가 이용되기도 하며, 이 때 초음파 미러 어셈블리가 전기모터로 구동하여 회전시키는 방식이 이용된다. 이러한 IRIS 피그장치는 초음파 트랜스듀서가 1개 이기 때문에 검사속도가 느린 문제점과 초음파 미러 어셈블리가 전기모터에 의하여 구동되기 때문에 수평으로 놓인 파이프의 경우 검사부위 배관 상부에 가스가 있는 경우 상기 가스와 접촉하는 원주 부분은 측정이 이루어지지 않는 문제점을 포함한다. 또한, 초음파 미러 어셈블리를 전기모터로 구동하여 회전시키는 방식은 전기모터가 초음파 미러 어셈블리의 근접 위치에 설치되어야 하기에 상기 IRIS 피그장치의 길이가 길어져 “ㄱ”자형의 곡관부를 지날 때 초음파 미러의 위치가 배관 중심선에서 크게 이탈되어 측정되지 않는 구간이 많은 문제점 또한 가지고 있다. 또한 검사하고자 하는 배관 내의 액체가 IRIS 피그장치의 내부로 유입되어 검사장치를 손상시킬 수 있는 문제점 또한 가지고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 초음파 미러 어셈블리가 전기모터로부터 구동력을 얻지 않고, 유체로부터 회전력을 얻을 수 있는 비파괴 검사를 수행하는 초음파 검사장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 초음파 미러 어셈블리로 회전력을 제공하는 유체를 공급하는 유체공급부를 상기 초음파 미러 어셈블리와 분리 위치시켜 상기 유체공급부의 방수에 유리하고, 상기 초음파 미러 어셈블리가 위치한 검사장치의 헤드부의 길이를 단축시킬 뿐만 아니라 상기 검사장치 자체의 길이를 단축시켜 검사하고자 하는 파이프의 “ㄱ”자형 굴곡부를 지날 때 파이프의 중심선에서 이탈하는 길이를 짧게하여 측정이 불가능한 영역을 최소화시킬 수 있는 비파괴 검사를 수행하는 초음파 검사장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 목적은, 유체공급부가 초음파 미러 어셈블리와 이격되어 위치되고, 튜브를 통하여 상기 초음파 미러 어셈블리로 유체를 공급할 수 있어 유체공급부 및 초음파 미러 어셈블리의 방수 기능이 향상된 초음파 검사장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 초음파 미러 어셈블리로 지속적으로 유체가 공급되기에 수평으로 설치되어 있는 파이프의 상부에 존재할 수 있는 가스층을 제거할 수 있어 상기 가스층으로 인한 측정 불능상태를 방지할 수 있는 비파괴 검사를 수행하는 초음파 검사장치를 제공하고자 한다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 초음파를 이용하여 파이프의 비파괴 검사를 수행하는 초음파 검사 장치에 있어서, 초음파 송수신 모듈 및 상기 초음파를 반사시키는 미러를 포함하는 초음파 미러 어셈블리와; 상기 초음파 미러 어셈블리와 일체로 형성되어 파이프의 축을 중심으로 상기 초음파 미러 어셈블리를 회전시키는 수차부와; 상기 수차부로 회전력을 제공하기 위하여 유체를 공급하는 유체공급부를 포함하는 것인 초음파 검사 장치에 의하여 달성될 수 있다.
상기 초음파 검사장치는, 적어도 일면에 상기 유체공급부로부터 공급되는 유체를 수용하는 적어도 하나의 유입부와; 적어도 일면에 상기 유입부와 대향되게 위치하여 상기 유입부로부터 유입되는 유체를 배출하는 적어도 하나의 배출부를 포함하는 하우징을 더 포함하고, 상기 수차부는 상기 하우징 내부에 위치하여 상기 유입부로 유입되어 상기 배출부로 배출되는 유체에 의하여 회전된다.
상기 초음파 검사장치는, 상기 유체공급부와 상기 유입부를 연결하여 상기 유체가 이동되는 튜브를 더 포함할 수 있다.
상기 유체공급부는, 상기 유체를 공급할 수 있는 다이아프램 펌프를 포함할 수 있다.
상기 초음파 검사장치는, 상기 파이프 내에서 상기 유체의 압력차를 이용하여 상기 검사장치를 전진시키는 적어도 하나의 원통형 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 초음파 검사장치는, 상기 파이프 내에서의 상기 검사장치의 상대적인 진행거리를 측정하는 주행 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 초음파 검사장치는, 상기 파이프 내의 환경을 감지하는 센서부를 더 포함하고, 상기 센서부는, 온도센서, 압력센서, 자속센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 초음파 미러 어셈블리는, 상기 초음파 송수신 모듈을 제어하여 상기 초음파 송수신 모듈로 수신되는 신호를 처리하여 상기 파이프로부터의 반사파 도달시간을 계산 및 저장하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 초음파 검사장치는, 상기 검사장치의 각 전기적 구성요소에 전원을 공급하는 배터리부를 더 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전기모터가 아니라, 유체에 의하여 회전될 수 있는 초음파 미러 어셈블리를 갖는 초음파 검사장치가 제공된다.
또한, 상기 초음파 미러 어셈블리로 유체를 공급하는 유체공급부는 초음파 미러 어셈블리와 이격되어 위치될 수 있어, 초음파 미러 어셈블리를 포함하는 헤드부는 상대적으로 작고/길이가 단축되어 파이프의 “ㄱ”자형 굴곡부를 지날 때 파이프의 중심선에서 이탈하는 길이를 짧게하여 측정이 불가능한 영역을 최소화시킬 수 있는 초음파 검사장치가 제공된다.
또한, 상기 초음파 미러 어셈블리로 지속적으로 유체가 공급되기에 수평으로 설치되어 있는 파이프의 상부에 존재할 수 있는 가스층을 제거할 수 있어 상기 가스층으로 인한 측정 불능상태를 방지할 수 있는 초음파 검사장치가 제공된다.
또한, 유체공급부가 초음파 미러 어셈블리와 이격되어 위치되고, 튜브를 통하여 상기 초음파 미러 어셈블리로 유체를 공급할 수 있어 유체공급부 및 초음파 미러 어셈블리의 방수 기능이 향상된 초음파 검사장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 검사장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 초음파 검사장치의 헤드부의 투과 사시도이고,
도 3은 도 1의 초음파 검사장치의 헤드부의 종단면도이고,
도 4는 도 1의 초음파 검사장치의 헤드부의 횡단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 초음파 검사장치(1)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 초음파 검사장치(1)는 헤드부(100); 감지부(200); 배터리부(300); 유체공급부(400) 및 상기 각 구성을 연결하는 연결부(500)를 포함한다.
초음파 검사장치(1)는 비파괴 검사장치로서 플랜트 설비, 가스 및 원유 파이프 라인 등에 이용되고 있는 파이프 내부를 검사하여 상기 파이프의 결함을 초음파를 이용하여 검사한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 검사장치(1)는 중대형 파이프의 내부 검사에 용이하도록 설계될 수 있다. 상기 파이프의 결함은 상기 파이프의 부식 또는 침식으로 인한 메탈 로스, 또는 파이프 내부 크랙 등을 포함하며, 상기 초음파 검사장치(1)는 상기 파이프 내부로 초음파를 방사시켜 상기 파이프 내부 벽면에 반사되어 돌아오는 반사신호의 도달시간을 측정하여 상기 파이프의 결함을 측정할 수 있다. 본 발명에 따른 초음파 검사장치(1)는 유체가 공급된 검사대상의 파이프 내를 전진하면서 파이프의 결함을 측정한다.
헤드부(100)는 초음파를 생성하여 상기 생성된 초음파의 상기 파이프 내부 벽면으로부터 반사되어 돌아오는 반사파를 수신하여 파이프의 결함을 측정할 수 있다. 상기 헤드부(100)는 상기 파이프 내부의 모든 원주면으로 초음파를 방사시키기 위하여 상기 파이프의 중심 축을 기준으로 회전하면서 진행방향으로 전진한다. 헤드부(100)는 헤드부 하우징(100a)과 상기 헤드부 하우징(100a)과 일체로 마련되고, 상기 검사대상이 되는 파이프 내부의 직경에 대응하는 직경을 갖는 원통형 플레이트(140a, 140b)를 더 포함하고, 상기 원통형 플레이트의 외주면은 탄성체(140c, 140d)를 포함하고 있다. 따라서, 상기 검사장치(1)가 진행방향으로 전진할 때, 상기 원통형 플레이트의 외주면의 탄성체로 인하여 유체의 압력차를 이용하여 상기 검사장치(1)를 진행방향으로 전진시키도록 할 수 있다. 상기 플레이트는 복수 개(140a, 140b) 포함될 수 있으며, 바람직하게는 상기 헤드부(100)의 전면부 및 후면부에 각각 하나씩 위치할 수 있다.
감지부(200)는 초음파 검사장치(1)가 상기 파이프 내부를 진행할 때 상기 파이프 내에서의 상기 초음파 검사장치(1)의 상대적인 진행거리를 측정하는 주행측정부(210a, 210b)와; 상기 파이프 내의 환경을 감지할 수 있는 센서부(미도시)와, 상기 센서부(미도시)를 수용하는 감지부 하우징(200a)을 포함한다. 상기 주행측정부(210a, 210b)는 바퀴를 포함하는 주행계 모듈로 이루어지고, 상기 검사장치(1)가 이동하는 거리를 측정할 수 있다. 상기 센서부는 온도센서, 압력센서 및 자속센서 중 적어도 어느 하나를 포함하여, 상기 파이프 내부의 온도, 압력 등과 같은 환경에 대하여 검사를 수행할 수 있다. 상기 감지부(200)는 주행측정부(210a, 210b) 및 센서부로부터 획득한 각종 데이터를 저장할 수 있는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 감지부 하우징(200a)은 상기 센서부 및/또는 상기 저장부를 밀폐하여 유체가 유입되지 않도록 한다. 또한 상기 감지부(200)는 상기 감지부 하우징(200a)과 일체로 마련되고, 상기 검사대상이 되는 파이프 내부의 직경에 대응하는 직경을 갖는 원통형 플레이트(200b, 200c)를 더 포함하고, 상기 원통형 플레이트의 외주면은 탄성체(200d, 200e)를 포함하고 있다. 따라서, 상기 검사장치(1)가 진행방향으로 전진할 때, 상기 원통형 플레이트의 외주면의 탄성체로 인하여 유체의 압력차를 이용하여 상기 검사장치(1)를 진행방향으로 전진시키도록 할 수 있다. 상기 플레이트는 복수 개(200b, 200c) 포함될 수 있으며, 바람직하게는 상기 감지부(200)의 전면부 및 후면부에 각각 하나씩 위치할 수 있다. 배터리부(300)는 헤드부(100), 감지부(200) 및 후술할 유체공급부(400) 내의 전원을 소모하여 구동하는 전기 및 전자적 구성요소로 전원을 공급할 수 있으며, 배터리부 하우징(300a)에 의하여 수용되어져 밀폐된다. 상기 배터리부(300)는 상기 감지부(200)와 마찬가지로, 상기 배터리부 하우징(300a)과 일체로 마련되고, 상기 검사대상이 되는 파이프 내부의 직경에 대응하는 직경을 갖는 원통형 플레이트(300b, 300c)를 더 포함하고, 상기 원통형 플레이트의 외주면은 탄성체(300d, 300e)를 포함하고 있다.
유체공급부(400)는 유체를 헤드부(100)로 공급하여 헤드부(100)가 회전력을 획득할 수 있도록 한다. 예를 들어, 상기 유체공급부(400)는 다이아프램 펌프와 같은 유체 공급을 수행할 수 있는 펌프(미도시) 및 이를 둘러싸는 유체공급부 하우징(400a)을 포함할 수 있다. 상기 유체공급 펌프는 상기 하우징 내에 밀폐되어 있고, 상기 유체공급부 하우징(400a)은 상기 유체공급 펌프로부터 공급되는 유체가 이동되는 적어도 하나의 튜브(510, 520)가 연결되는 적어도 하나의 연결부(미도시)를 포함한다. 유체공급부(400)는 상기 감지부(200) 및 배터리부(300)와 마찬가지로, 상기 유체공급부 하우징(400a)과 일체로 마련되고, 상기 검사대상이 되는 파이프 내부의 직경에 대응하는 직경을 갖는 원통형 플레이트(400b, 400c)를 더 포함하고, 상기 원통형 플레이트의 외주면은 탄성체(200d, 200e)를 포함하고 있다. 상기 튜브(510, 520)는 상기 각 원통형 플레이트(100c, 200b, 200c, 300b, 300c, 400b)에 마련된 소정의 관통공을 통하여 상기 유체공급부(400)로부터 상기 헤드부(100)까지 연결되어, 상기 유체공급부(400)로부터 상기 헤드부(100)로 유체가 이동될 수 있다. 상기 튜브는 상기 헤드부(100)에 마련되어 있는 유입부(111, 113)까지 연결되며, 상기 헤드부 하우징(100a)에는 상기 튜브(510, 520)가 상기 유입부(111, 113)까지 연결될 수 있는 관통공이 형성될 수 있다. 또한, 상기 헤드부 하우징(100a)은 헤드부(100) 내의 수차부 하우징(110)에 마련된 배출부(115, 117)로부터 배출되는 유체가 상기 헤드부 하우징(100a) 외부로 배출될 수 있는 관통공 또한 형성될 수 있다.
상기 유체는 물 등을 포함할 수 있다.
종래 초음파 검사장치에 존재하는 초음파 미러 어셈블리가 전기모터에 의하여 회전되는 경우, 회전축에 장착된 미케니컬 실에 의해 방수가 되는 구조로서 검사 도장 유체가 초음파 미러 어셈블리가 위치한 모듈부분 내로 유입되어 검사장치가 손상될 우려가 존재하였다. 그러나, 본 발명에 의하면, 유체공급부(400)는 초음파 미러 어셈블리(120)가 위치한 헤드부(100)와 이격되어 위치하고, 튜브를 통하여 헤드부(100)로 유체를 공급할 수 있고, 유체공급펌프 자체는 유체공급부(400)의 하우징 내에 밀폐되므로 초음파 미러 어셈블리(120) 또는 유체공급부(400)의 방수가 잘 되어 검사장치의 손상의 우려가 최소화될 수 있다.
연결부(500)는 헤드부(100), 감지부(200), 배터리부(300) 및 유체공급부(400)를 연결하는 것으로서, 헤드부(100)와 감지부(200)를 연결하는 제1연결부(501), 감지부(200)와 배터리부(300)를 연결하는 제2연결부(502) 및 배터리부(300)와 유체공급부(400)를 연결하는 제3연결부(503)를 포함한다. 상기 제1연결부 내지 제3연결부(501, 502, 503)는 소정의 전원 및/또는 데이터 송수신을 위한 인터페이스를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 검사장치(1)의 헤드부(100)의 투과 사시도이고, 도 3은 헤드부(100)의 종단면도이다.
도 2를 참조하면, 헤드부(100)는 헤드부 하우징(100 a), 수차부 하우징(110), 초음파 미러 어셈블리(120), 수차부(130) 및 플레이트(140)를 포함한다. 헤드부 하우징(100a)은 초음파 미러 어셈블리(120)를 수용하고, 수차부 하우징(110)은 수차부(130)를 수용하고, 상기 수차부 하우징(100)은 상기 플레이트(140a)에 선행하는 방향에서 고정연결되어 있다.
상기 수차부 수차부 하우징(110)은 수차부(130)를 수용할 수 있는 것으로서, 예를 들어 육면체, 원통 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 수차부(130)는 완전히 수차부 하우징(110) 내부에 포함되어 있고, 초음파 미러 어셈블리(120)는 미러(121)를 포함하는 미러 수용부(123)가 헤드부 하우징(100a)으로부터 상기 수차부 하우징(110) 외부로까지 관통되어 돌출될 수 있다. 따라서, 상기 수차부 하우징(110)의 일면에는 상기 미러 수용부(123)가 관통되어 돌출될 수 있도록 소정 크기 및 형상의 제1관통부(112)를 포함한다.
수차부 하우징(110)은 수차부 하우징(110)의 적어도 일면에 유체공급부(400)로부터 공급되는 유체를 유입시키는 적어도 하나의 유입부(111, 113)와, 수차부 하우징(110)의 적어도 일면에 상기 유입부(111, 113)로 유입되는 유체를 상기 수차부 하우징(110) 외부로 배출시키는 배출부(115, 117)를 포함한다. 상기 유입부(111, 113)와 상기 배출부(115, 117)는 서로 대향되도록 위치되어, 제1유입부(111)로 유입되는 유체는 제1배출부(115)로 배출되고, 제2유입부(113)로 유입되는 유체는 제2배출부(117)로 배출될 수 있다. 상기 유입부(111, 113)는 노즐로 마련될 수 있으며, 상기 배출부(115, 117)는 유체를 배출할 수 있는 관통 구멍의 형태로 마련될 수 있다. 상기 유입부(111, 113)은 상기 유체공급부(400)로부터 공급되는 유체가 이동되는 튜브(510, 520)와 연결된다.
도 3에서 보는 바와 같이, 초음파 미러 어셈블리(120)는 미러 수용부(123)와 초음파 모듈 수용부(미도시)를 포함하고, 상기 전자부품 수용부(미도시)는 헤드부 하우징(100a) 내에 수용되어져 있다. 이에 따라, 미러 수용부(123)는 헤드부(100)내의 상기 전자부품 수용부까지 신장되어 있다. 따라서, 수차부 하우징(110)은 상기 미러 수용부(123)가 관통될 수 있는 소정 크기 및 형상의 제2관통부(114)를 포함한다.
수차부 하우징(110)은 플레이트(140a)에 결합 체결할 수 있는 플레이트 결합부(116a, 116b, 116c, 116d)를 포함한다.
초음파 미러 어셈블리(120)는 초음파를 생성하고, 상기 생성된 초음파의 파이프 내부 벽면으로부터 반사되어 돌아오는 반사파를 수신할 수 있는 초음파 송수신 모듈(미도시)과, 각종 데이터 처리하고, 초음파 검사장치(1)의 전자적 구성요소의 동작을 제어할 수 있는 제어부(미도시) 및 제어부(미도시)에 의하여 제어되어 각종 데이터를 저장할 수 있는 저장부(미도시)를 수용하는 전자부품 수용부(미도시); 상기 수용부와 일체로 형성되고, 상기 초음파를 반사시키는 미러(121)를 수용하는 미러 수용부(123)를 포함한다. 상기 초음파 송수신 모듈(미도시)는 초음파 트랜스듀서와 상기 초음파 트랜스듀서를 구동시키는 구동회로, 상기 반사파를 수신할 수 있는 수신부를 포함할 수 있다. 상기 미러 수용부(123)는 수차부 하우징(110)의 외부로 돌출되어 있다. 미러(121)는 초음파 송수신 모듈로부터 방사되는 초음파가 파이프 내벽으로 향하도록 반사시키는 기능 또는 파이프 내벽으로부터 반사되어 돌아오는 반사파가초음파 송수신 모듈로 향하도록 반사시키는 기능을 수행하므로, 상기 미러 수용부(123)는 상기 미러(121)가 상기 초음파의 방사방향에 대하여 소정 각도(예, 45도)를 가지도록 수용할 수 있도록 형성된다. 검사대상이 되는 파이프는 대부분 원통형으로 이루어지고, 상기 원통형의 파이프의 내부벽면을 모두 검사하기 위하여, 상기 초음파 미러 어셈블리(120), 바람직하게는 미러 수용부(123)는 상기 파이프의 중심 축을 기준으로 회전하며 진행방향으로 전진한다. 상기 초음파 미러 어셈블리(120)의 회전력은 후술할 수차부(130)에 의하여 제공된다.
수차부(130)는 상기 초음파 미러 어셈블리(120)와 일체형으로 구성되며, 상기 초음파 미러 어셈블리(120)의 외부, 바람직하게는 미러 수용부(123)의 일 영역의 외부를 둘러싸도록 형성된다. 수차부(130)는 문언 그대로 water mill의 형상으로 상기 초음파 미러 어셈블리(120)의 일 부분의 외부를 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 초음파 미러 어셈블리(120)의 전자부품 수용부(127)의 외부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 유체공급부(400)로부터 공급되는 유체가 유입부(111, 113)를 통하여 수차부 하우징(110) 내부로 유입되었다가 배출부(115, 117)로 배출되는데, 이때 유입되는 유체가 상기 수차부(130)를 회전시키고, 이에 의하여 상기 수차부(130)와 일체로 마련되는 초음파 미러 어셈블리(120) 역시 회전할 수 있게 된다.
수차부(130)는 수차부(130) 양 옆에 인접하게 위치하여 수차부(130)의 하중을 받아 이를 지지하는 복수의 베어링(131a, 131b)을 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 베어링(131a, 131b) 역시 수차부(130)와 마찬가지로 상기 초음파 미러 어셈블리(120)의 일 부분의 외부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
도 4는 헤드부(100)의 횡단면도로서, 이를 참조하여 수차부(130)를 더욱 상세히 설명한다. 수차부(130)의 외주면은 water mill 형상으로 이루어져 있고, 수차부(130)는 초음파 미러 어셈블리(120)의 일 영역의 외부를 둘러싸고 있으므로, 그 수차부(130)의 내주면의 형상은 초음파 미러 어셈블리(120)의 형상에 대응되도록 마련될 수 있다.
유체공급부(400)로부터 공급되는 유체는 제1유입부(111)를 통하여 수차부 하우징(110) 내로 유입되어 제1배출부(115)를 통하여 배출되고, 상기 유체는 제2유입부(113)를 통하여 수차부 하우징(110) 내로 유입되어 제2배출부(117)를 통하여 배출된다. 이 때 하우징 내로 유입되어 배출되는 유체의 흐름에 대응하여 수차부(130)가 소정 방향(133a, 133b)으로 회전하게 된다. 수차부(130)의 회전은, 상기 수차부(130)와 일체로 마련되어진 초음파 미러 어셈블리(120)의 회전으로 이어지게 되는 것이다.
본 발명에 따르면 상대적으로 저압의 수압을 이용하여서도 수차부(130)를 회전시킬 수 있고, 수차부(130)의 회전에 의하여 수차부(130)와 일체로 마련된 초음파 미러 어셈블리(120) 역시 회전될 수 있다.
종래 초음파 검사장치에 존재하는 초음파 미러 어셈블리가 전기모터에 의하여 회전된다면, 본 발명에 따른 초음파 미러 어셈블리(120)는 유체공급부(400)로부터 공급되는 유체에 의하여 회전력을 획득할 수 있는 이점을 가지게 된다. 이에 의하여, 종래 기술에 따르면 초음파 미러 어셈블리로 회전력을 제공하기 위하여 전기모터가 초음파 미러 어셈블리에 인접한 위치에 존재하여야 하고, 이에 의하여 초음파 미러 어셈블리가 포함되는 모듈부분이 상기 전기모터로 인하여 크기 및 길이 면에서 불리한 효과를 지녔다. 즉, 초음파 미러 어셈블리가 포함되는 모듈부분이 크고 길기에 파이프의 “ㄱ”자형의 굴곡부를 지날 때 파이프의 중심선에서 이탈하는 길이가 길어져 비파괴 검사가 불가능한 영역이 많이 발생할 수 있는 단점이 종래기술에는 존재하였다.
그러나, 본 발명에 따른 초음파 검사장치(1)는 초음파 미러 어셈블리(120)가 일체로 마련된 수차부(130)에 의하여 유체를 통한 회전력을 이용하여 회전하게 되면서, 종래 기술과 같이 상기 초음파 미러 어셈블리를 회전시키기 위한 전기모터가 헤드부(100)에 존재할 필요가 없어 헤드부(100)의 크기 및 길이 면에서 단축시킬 수 있고, 헤드부(100)의 크기 및 길이의 단축은 파이프의 “ㄱ”자형의 굴곡부를 지날 때 파이프의 중심선에서 이탈하는 길이가 단축되어져 비파괴 검사가 불가능한 영역이 최소화될 수 있는 유리한 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 검사장치(1)는 유체 공급에 따라 수차부(130)를 회전시키므로, 검사대상 파이프의 상부에 가스층이 없도록 하여 가스로 인하여 파이프의 측정이 이루어지지 않는 문제점을 해소할 수 있다.
플레이트(140a, 140b)는 검사대상의 파이프 내부의 직경에 대응하는 직경직경을 갖는 원통형의 형상으로 마련되며, 상기 플레이트(140)의 외주면에는 탄성체(도 1의 140c, 140d 참조)로 둘러싸여 있다. 따라서, 상기 검사장치(1)가 진행방향으로 전진할 때, 상기 원통형 플레이트(140a, 140b)의 외주면의 탄성체로 인하여 유체의 압력차를 이용하여 상기 검사장치(1)를 진행방향으로 전진시키도록 할 수 있다. 상기 플레이트는 복수 개(140a, 140b) 포함될 수 있으며, 바람직하게는 상기 헤드부(100)의 전면부 및 후면부에 각각 하나씩 위치할 수 있다. 상기 플레이트(140b)는 결합부(116a, 116b, 116c, 116d)를 통하여 수차부 하우징(110)에 결합된다. 상기 플레이트(140b)는 복수 개의 관통공(도 4의 141a, 141b, 141c, 141d)을 포함할 수도 있다. 상기 플레이트(140b)에 마련된 관통공 복수 개 중 적어도 어느 하나를 통하여 튜브(510, 520)가 관통될 수 있다.
본 발명의 초음파 검사장치(1)는 외부의 디스플레이장치(미도시), 예를 들어 컴퓨터 등과 연결될 수 있는 연결부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 연결부는 데이터 송수신 인터페이스를 포함하고, 상기 연결부를 통하여 초음파 검사장치(1)는 상기 외부의 디스플레이장치로 파이프의 초음파 검사결과를 송신할 수 있다. 상기 외부 디스플레이장치는 상기 초음파 검사장치(1)로부터 초음파 검사결과를 수신하여 이를 디스플레이할 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
1: 초음파 검사장치 100: 헤드부
110: 수차부 하우징 120: 초음파 미러 어셈블리
130: 수차부 140: 원통형 플레이트
200: 감지부 300: 배터리부
400: 유체공급부 500: 연결부

Claims (9)

  1. 초음파를 이용하여 파이프의 비파괴 검사를 수행하는 초음파 검사 장치에 있어서,
    초음파 트랜스듀서 및 상기 초음파를 반사시키는 미러를 포함하는 초음파 미러 어셈블리와;
    상기 초음파 미러 어셈블리와 일체로 형성되어 파이프의 축을 중심으로 상기 초음파 미러 어셈블리를 회전시키는 수차부와;
    상기 수차부로 회전력을 제공하기 위하여 유체를 공급하는 유체공급부를 포함하는 것인 초음파 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 일면에 상기 유체공급부로부터 공급되는 유체를 수용하는 적어도 하나의 유입부와;
    적어도 일면에 상기 유입부와 대향되게 위치하여 상기 유입부로부터 유입되는 유체를 배출하는 적어도 하나의 배출부를 포함하는 하우징을 더 포함하고,
    상기 수차부는 상기 하우징 내부에 위치하여 상기 유입부로 유입되어 상기 배출부로 배출되는 유체에 의하여 회전되는 것인 초음파 검사장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유체공급부와 상기 유입부를 연결하여 상기 유체가 이동되는 튜브를 더 포함하는 것인 초음파 검사장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유체공급부는, 상기 유체를 공급할 수 있는 다이아프램 펌프를 포함하는 것인 초음파 검사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파이프의 내부 직경에 대응하는 직경을 갖는 플레이트를 더 포함하고,
    상기 플레이트의 외주면은 탄성체로 이루어진 것인 초음파 검사장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 파이프 내에서의 상기 검사장치의 상대적인 진행거리를 측정하는 주행 측정부를 더 포함하는 초음파 검사장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파이프 내의 환경을 감지하는 센서부를 더 포함하고,
    상기 센서부는, 온도센서, 압력센서, 자속센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는 초음파 검사장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 미러 어셈블리는,
    상기 초음파 송수신 모듈을 제어하여 상기 초음파 송수신 모듈로 수신되는 신호를 처리하여 상기 파이프로부터의 반사파 도달시간을 계산 및 저장하는 제어부를 더 포함하는 것인 초음파 검사장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 검사장치의 각 전기적 구성요소에 전원을 공급하는 배터리부를 더 포함하는 것인 초음파 검사장치.

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