KR20140063137A - 자계를 이용하여 강자성체 표본의 내측 결함을 비파괴 탐상하는 방법 및 장치 - Google Patents

자계를 이용하여 강자성체 표본의 내측 결함을 비파괴 탐상하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치는 코어 및 코일을 포함하며 코일에 흐르는 전류에 의해 소정의 정상 두께를 가지는 강자성체 표본의 표면에 접촉한 상태로 이동하면서 강자성체 표본의 표면에 평행하게 자속을 인가하는 자기 센서, 코일에서 생성되어 강자성체 표본의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 강자성체 표본의 정상 두께에 관하여 소정의 여유 범위에 속하도록 하는 주파수와 강자성체 표본이 자기 포화되지 않도록 하는 크기를 가지는 극저주파 구동 전압을 코일에 인가하는 전력 공급부 및 코일의 양단에서 측정되는 전압 및 전류 파형에 기초하여 등가 임피던스를 검출하는 임피던스 분석부를 포함할 수 있다.

Description

자계를 이용하여 강자성체 표본의 내측 결함을 비파괴 탐상하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR NON-DESTRUCTIVELY DETECTING INNER DEFECTS OF FERROMAGNETIC TEST SPECIMEN USING MAGNETIC FLUX}
본 발명은 비파괴 검사 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 자기장 기반 비파괴 검사 기술에 관한 것이다.
탄소강과 같은 강자성체로 된 배관은 소규모로는 보일러에서 대규모로는 화학 플랜트, 정유 시설, 발전소 등에서 널리 사용되고 있다. 이러한 시설들에서는 엄청난 길이의 배관을 통해 물, 증기, 석유, 반응성 높은 각종 화학 물질들이 운송되고 있는데, 배관들의 상태는 시간이 지남에 따라 열화되기 마련이며, 종종 내구 연한이 되기도 전에 부식되어 사고를 일으키고 재산과 인명에 피해를 입히기도 한다. 따라서 배관의 결함 진단은 매우 중요한 문제이고 초음파 탐상 검사와 같은 비파괴 검사 기법이 널리 사용되고 있다.
초음파 탐상 검사는 배관 표면에 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 부착하고 초음파를 발생시켜 배관 내부의 상태에 따라 반향되는 초음파를 분석하여 내부의 두께 변화나 결함을 진단할 수 있다. 배관의 두께에 따라 트랜스듀서의 용량 또는 주파수를 조절하면 두꺼운 배관이라도 검사가 가능하다.
그러나, 초음파 탐상 검사는 배관 재질이 주조된 철인 경우에는 입자 굵기 때문에 적용이 어렵다거나, 배관의 거친 표면이 초음파가 배관 내부로 침투하는 것을 방해하기 때문에 배관 표면 상태에 민감하다거나, 배관 표면을 매끄럽게 하기 위해 접촉 매질을 발라야 하는데 이 접촉 매질이 열에 약하여 뜨거운 유체를 수송 중인 배관에는 적용하기 어렵다는 등의 문제점들을 가지고 있다.
고주파 자기장의 인가에 따른 소용돌이 전류 즉 와전류(eddy current)를 이용한 탐상 검사는 전도체로 된 피검사체에 여자(magnetic excitation) 코일로써 고주파 교류 자계를 인가하여 피검사체 표면에 와전류를 유도하는 한편, 검사(search) 코일에서 와전류로 인한 자기장의 변화를 감지하는 구성을 이용하여, 피검사체 표면에 결함이 있을 경우에 와전류의 크기 또는 위상 변화를 감지하여 결함을 발견할 수 있다.
이론적으로, 인가되는 자기장의 주파수가 높을수록 와전류가 강하게 발생하면서 와전류로 인한 자기장의 변화도 커지고 따라서 신호대잡음비(SNR)와 결함 분해능이 좋아지기 때문에 와전류 기반 탐상 검사는 고주파 자기장을 이용하는데, 다만 회로 성능 등의 제약으로 약 10MHz가 한계로 알려져 있다.
이렇듯 와전류 탐상 검사는 비접촉으로 시험을 할 수 있고 배관의 온도나 유체 수송 여부에 상관없이 탐상할 수 있는 등, 초음파 탐상 검사의 단점들을 극복할 수 있다.
그러나 와전류 탐상 검사는 근본 원리인 와전류가 전기 전도성을 가진 재질에서만 발생하고 금속 재질에서는 고주파 교류 자계의 침투 깊이가 매우 얕아 결함을 검출할 수 있는 깊이가 사실상 표면에 국한된다.
이렇듯, 와전류 자체가 표면에서 먼 내부 또는 내측면에서는 실질적으로 전혀 흐르지 않기 때문에 내부나 내측면의 결함은 와전류에 전혀 영향을 미치지 않으며, 따라서 자재 내부나 내측면의 결함은 검출될 수 없다.
인가되는 자기장의 주파수가 낮으면 자기장의 침투 깊이가 커지지만, 와전류의 크기도 극히 작아지므로 와전류로 인한 자기장의 변화 자체가 감지하기 어려워지고, 결함으로 인한 와전류의 변화는 더 검출하기 어렵다. 이러한 이유로 -1의 크기 자리수(order of magnitude of -1) 즉 0.1~1 Hz 수준의 극저주파 자기장의 금속 내 침투 깊이가 수십 mm에 이를 수 있다는 점은 익히 알려져 있지만, 와전류 탐상 검사를 이러한 극저주파 자기장에 기반하는 시도는 거의 찾아볼 수 없다.
나아가, 높은 투자율을 가진 강자성체 재질의 경우에는, 강자성체 자체가 자화되면서 발생하는 높은 자기장으로 인해 와전류의 변화로 인한 자기장의 변화가 식별되지 못한다. 따라서 일반적으로 강자성체 재질의 피시험체를 와전류 탐상할 경우에는 사전에 피시험체에 외부에서 강한 자기장을 인가하여 자기포화(magnetic saturation)가 일어나도록 또는 거의 포화된 상태로 만들어야 한다. 자기포화가 일어나면 강자성체 재질의 투자율이 급격히 낮아지면서 상자성체처럼 거의 일정하게 되므로, 비로소 와전류에 의한 자기장의 변화가 식별될 수 있다. 실무적으로 피시험체의 자속 밀도가 포화 자속 밀도의 약 80% 이상이 되도록 피시험체에 자기장을 인가하여야 한다.
한편, 배관의 내측면의 결함을 검사하기 위해서는 배관 내부를 비우고 배관 내부에 프로브를 삽입하는 방식, 즉 내삽형 코일로 내측의 표면을 검사하는 방식이 이용되기도 한다. 그러나 이러한 방식은 그 배관을 이용하는 설비를 멈추어야 하므로 그 자체로 적용이 쉽지 않다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 극저주파 자계를 이용하여 강자성체 표본의 내측 결함을 배관 외부에서 비파괴 탐상하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치는,
코어 및 코일을 포함하며 상기 코일에 흐르는 전류에 의해 소정의 정상 두께를 가지는 강자성체 표본의 표면에 접촉한 상태로 이동하면서 상기 강자성체 표본의 표면에 평행하게 자속을 인가하는 자기 센서;
상기 코일에서 생성되어 상기 강자성체 표본의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 상기 강자성체 표본의 정상 두께에 관하여 소정의 여유 범위에 속하도록 하는 주파수와 상기 강자성체 표본이 자기 포화되지 않도록 하는 크기를 가지는 극저주파 구동 전압을 상기 코일에 인가하는 전력 공급부; 및
상기 코일의 양단에서 측정되는 전압 및 전류 파형에 기초하여 등가 임피던스를 검출하는 임피던스 분석부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 전력 공급부가 인가하는 극저주파 구동 전압의 주파수는,
상기 코일에서 생성되어 상기 강자성체 표본의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 상기 강자성체 표본의 정상 두께와 같거나 큰 범위에 속하도록 하는 주파수일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 전력 공급부는
상기 코어가 자기 포화되지 않도록 하는 크기를 가지는 극저주파 구동 전압을 인가할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 임피던스 분석부는,
상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 저항의 크기의 감소를 검출하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 임피던스 분석부는,
상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 인덕턴스의 크기의 감소를 검출하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 임피던스 분석부는,
상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 임피던스의 크기의 감소를 검출하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 임피던스 분석부는,
상기 등가 임피던스의 궤적을 분석하여 상기 강자성체 표본의 내측면의 두께 프로파일을 검출하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 등가 임피던스의 변화를 2차원 벡터 또는 리사주 도형으로 표시하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 코어는 C자형, U자형, 또는 E자형일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법은
코어 및 코일을 포함하며 강자성체 표본의 표면에 평행하게 자속을 인가하는 자기 센서를 제공하는 단계;
상기 코일에서 생성되어 상기 강자성체 표본의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 상기 강자성체 표본의 정상 두께에 관하여 소정의 여유 범위에 속하도록 하는 구동 전압의 주파수 및 상기 강자성체 표본이 자기 포화되지 않도록 하는 상기 구동 전압의 크기를 각각 결정하는 단계; 및
상기 코일에 상기 구동 전압을 인가하면서 상기 강자성체 표본의 표면에 접촉한 상태로 상기 자기 센서를 이동시키면서 상기 코일의 양단에서 측정되는 전압 및 전류 파형에 기초하여 등가 임피던스를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 구동 전압의 주파수는,
상기 코일에서 생성되어 상기 강자성체 표본의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 상기 강자성체 표본의 정상 두께와 같거나 큰 범위에 속하도록 하는 주파수일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 구동 전압의 크기는,
상기 코어가 자기 포화되지 않도록 하는 크기일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 등가 임피던스를 검출하는 단계는,
상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 저항의 크기의 감소를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 등가 임피던스를 검출하는 단계는,
상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 인덕턴스의 크기의 감소를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 등가 임피던스를 검출하는 단계는,
상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 임피던스의 크기의 감소를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 등가 임피던스를 검출하는 단계는,
상기 등가 임피던스의 궤적을 분석하여 상기 강자성체 표본의 내측면의 두께 프로파일을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법은,
상기 등가 임피던스의 변화를 2차원 벡터 또는 리사주 도형으로 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 코어는 C자형, U자형, 또는 E자형일 수 있다.
본 발명의 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에 따르면, 극히 낮은 주파수의 자기장에 의한 깊은 침투 깊이를 이용하여 배관의 외부에서 배관 내측면의 부식이나 균열과 같은 결함을 찾아 낼 수 있다.
본 발명의 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에 따르면, 저주파수 자계를 인가하였을 때에 코어 자기 회로의 자기 저항 성분이나 코일 전기 회로의 전기 저항 성분 또는 이들의 조합과 배관 두께 간의 선형성을 이용하여 결함의 존재 뿐 아니라 형상도 검출할 수 있다.
본 발명의 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에 따르면, 피시험체를 자기 포화시키지 않고 탐상하므로, 절차가 간소화되고, 시험에 소요되는 전류량이 감소하며, 각종 자재들의 요구 성능도 완화되기 때문에 전체적인 검사 비용과 시간을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 탐상에 사용되는 자기 센서의 코일과 프로브의 형상 및 검출 회로를 예시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법을 예시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 배관의 단면에서 자속의 분포와 자속 밀도의 분포를 각각 예시한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 자기 센서의 코어의 재질과 형상, 코일의 권선수, 구동 전압과 주파수를 선택하는 절차를 예시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 도 1의 자기 센서와 배관의 등가 회로를 예시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 배관의 두께에 따른 와전류의 분포와 등가 임피던스의 변화를 예시한 도면들이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 배관의 결함과 자기 센서의 상대적 위치에 따른 자속 분포 및 와전류 분포의 영향을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 등가 임피던스 변화를 예시한 도면이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치에서, 탐상에 사용되는 자기 센서의 코일과 프로브의 형상 및 검출 회로를 예시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 강자성체 표본(2)에 대해 극저주파 자계를 인가하는 극저주파 자계 기반 비파괴 탐상 장치(1)는 코어(11)와 코일(12)을 포함하는 자기 센서(10), 전력 공급부(20), 전압계(30), 전류계(40), 임피던스 분석부(50)로 구성될 수 있다.
간략하게, 자기 센서(10)는 코일(12)에 흐르는 전류에 의해 소정의 정상 두께를 가지는 강자성체 표본(2)의 표면에 접촉한 상태로 이동하면서 강자성체 표본(2)의 표면에 평행하게 자속을 인가할 수 있다.
전력 공급부(20)는 코일(12)에서 생성되어 강자성체 표본(2)의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 강자성체 표본(2)의 정상 두께에 관하여 소정의 여유 범위에 속하도록 하는 주파수와 강자성체 표본(2)이 자기 포화되지 않도록 하는 크기를 가지는 극저주파 구동 전압을 코일(12)에 인가할 수 있다.
임피던스 분석부(50)는 코일(12)의 양단에서 전압계(30) 및 전류계(40)에 의해 측정되는 전압 및 전류 파형에 기초하여 등가 임피던스를 검출할 수 있다.
강자성체 표본(2)은 예를 들어 탄소강과 같은 강자성체 재질로 된 배관이다. 실시예에 따라서, 강자성체 표본(2)은 배관이 아닌 플로어(floor)나 항공기 동체와 같은 비정형의 넓은 면적의 판재가 될 수도 있다.
비파괴 탐상 장치(1)의 자기 센서(10)는 코어(11)와 코일(12)을 포함한다. 코어(11)는 바람직하게는 C자(U자)형 또는 E자 형의 강자성체 적층 코어일 수 있다. 본 명세서에서 코어(11)는 C자형인 경우를 중심으로 예시되며, 기술적 사상은 E자형 코어의 경우에도 적용될 수 있다.
코어(11)가 강자성체 표본(2)과 닿는 부위인 바깥 다리(111)의 말단(112)의 외형은 강자성체 표본(2)의 외형과 정합되는 형상, 예를 들어 바깥쪽 변이 안쪽 변보다 돌출한 상태에서 오목하게 만곡된 형상을 가질 수 있다.
코일(12)은 코어(11)가 C자형 또는 U자형인 경우에는 중심부에 권선되지만, 코어(11)가 E자형인 경우에는 중간 다리에 권선될 수 있다.
자기 센서(10)가 강자성체 표본(2)의 표면에 접촉한 상태에서 자기 센서(10)의 코일(12)에 구동 전류가 인가되면, 구동 전류에 의해 코일(12)에 형성된 자기장이 강자성체 코어(11)의 투자율에 의한 자기장과 합쳐지고, 코어(11)의 두 바깥 다리(111)와 중심부, 강자성체 표본(2)을 따라 폐루프의 자속이 형성된다.
자속은 측정 감도를 향상시키기 위해 높아야 하지만, 너무 높으면 코어(11) 또는 강자성체 표본(2)에 자기 포화를 일으키며, 자기 포화된 코어(11)나 강자성체 표본(2)은 투자율이 낮아지면서 결함의 검출이 오히려 어려워질 수 있다.
자기 센서(10)에서 저주파수로 가변하는 구동 전압에 의한 저주파수 가변 자속은 강자성체 표본(2)의 내부까지 소정의 침투 깊이를 가지고 분포할 수 있다. 일 실시예에서는, 저주파수 가변 자속의 침투 깊이는 강자성체 표본(2)의 정상 두께와 같거나 더 클 수 있다. 다른 실시예에서는, 저주파수 가변 자속의 침투 깊이는 강자성체 표본(2)의 정상 두께에서 소정의 여유 비율을 가지는 범위 내의 값일 수 있다. 예를 들어, 자속의 침투 깊이는 강자성체 표본(2)의 정상 두께의 80%에서 120% 범위 내에서 결정될 수 있다.
자기 센서(10)가 아무런 결함이 없는 강자성체 표본(2)과 접촉하는 동안에는 강자성체 표본(2) 내부의 자속 분포는 거의 변화하지 않지만, 자기 센서(10)가 강자성체 표본(2)과 접촉하는 부위에서 강자성체(2)의 외형에 변화, 즉 결함이 있을 경우에, 그러한 변화는 강자성체 표본(2) 내부의 자속 분포의 변화를 야기한다.
이렇게 어떤 외형적 요인에 의해 강자성체 표본(2) 내부의 자속 분포 형태가 변하면 코일(12)의 등가 저항과 등가 리액턴스가 변하고 따라서 자기 센서(10)의 외부에서 바라본 자기 센서(10)의 등가 임피던스가 변한다.
전력 공급부(20)는 저주파수 가변 자속의 침투 깊이가 강자성체 표본(2)의 정상 두께와 같거나 더 크도록, 또는 강자성체 표본(2)의 정상 두께에서 소정의 여유 비율을 가지는 범위 내의 값이 될 수 있도록 하는 주파수, 예를 들어 약 0.1 Hz ~ 10 Hz 범위의 주파수를 가지면서 또한 강자성체 표본(2)이나 코어(11)가 포화되지 않도록 하는 크기의 극저주파 전압을 자기 센서(10)의 코일(12) 양단에 인가할 수 있다.
임피던스 분석부(50)는 자기 센서(10)의 코일(12) 양단의 교류 전압을 전압계(30)에서 측정한 전압 파형과 자기 센서(10)의 코일(12)에 흐르는 교류 전류를 전류계(40)에서 측정한 전류 파형을 함께 분석하여 자기 센서(10)의 등가 임피던스를 획득할 수 있다.
임피던스 분석부(50)에서 분석된 등가 임피던스는 2차원 벡터 또는 리사주 도형(Lissajous Figure)으로 시각적으로 쉽게 인지될 수 있도록 디스플레이(60)에 표시될 수 있다.
자기 센서(10)의 형상과 자속의 분포를 좀더 구체적으로 설명하기 위해 도 2를 참조할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법을 예시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법은, 단계(S21)에서, 코어(11) 및 코일(12)을 포함하며 강자성체 표본(2)의 표면에 평행하게 자속을 인가하는 자기 센서(10)를 제공하는 단계로부터 시작할 수 있다.
단계(S22)에서, 코일(11)에서 생성되어 강자성체 표본(2)의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 강자성체 표본(2)의 정상 두께에 관하여 소정의 여유 범위에 속하도록 하는 구동 전압의 주파수 및 강자성체 표본(2)이 자기 포화되지 않도록 하는 구동 전압의 크기를 각각 결정한다.
실시예에 따라, 구동 전압의 주파수는, 자속이 코일(11)에서 생성되어 강자성체 표본(2)의 내부로 침투하는 침투 깊이가 상기 강자성체 표본의 정상 두께와 같거나 큰 범위에 속하도록 만드는 주파수이다.
실시예에 따라, 구동 전압의 크기는, 강자성체 표본(2) 뿐 아니라, 코어(11)가 자기 포화되지 않도록 하는 크기이다.
이어서, 단계(S23)에서, 코일(11)에 구동 전압을 인가하면서 강자성체 표본(2)의 표면에 밀착한 상태로 자기 센서(10)를 이동시키면서 코일(11)의 양단에서 측정되는 전압 및 전류 파형에 기초하여 등가 임피던스를 검출한다.
실시예에 따라, 강자성체 표본(2)의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서, 등가 임피던스의 크기의 감소를 검출할 수 있다. 구체적으로, 등가 저항의 크기의 감소가 검출되거나, 또는 등가 인덕턴스의 크기의 감소가 검출될 수 있다.
검출된 등가 임피던스의 궤적을 분석하면 강자성체 표본(2)의 내측면의 두께 프로파일이 검출될 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 단계(S24)에서, 등가 임피던스의 변화를 2차원 벡터 또는 리사주 도형으로 표시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 도 1의 자기 센서와 강자성체 표본과 자속의 분포와 자속 밀도의 분포를 각각 예시한 도면들이다.
도 1의 예시적인 강자성체 표본(2)은 두께 8.6 mm이고 그 재질은 강자성체로서 배관 시스템에 널리 사용되는 세이프 스틸(Shape Steel) SS400이다.
이 강자성체 표본(2)을 위한 자속 밀도는 검출 감도를 위해 너무 낮아서도 안 되지만, 자기 포화될 정도로 높아서도 안 되며, 통상적인 라우드스피커용 구동코일에서 형성되는 자속 밀도 수준인 약 1 T 정도의 값을 가질 수 있다.
도 1의 자기 센서(10)는 적층 실리콘 스틸(S60)로 된 C자형 코어(11)에 500회의 권선수를 가지는 지름 1 mm의 코일(12)이 감겨 있다. 이러한 코일(12)의 직류 저항은 2.13 Ω이다.
코어(11)의 중심부는 길이 80 mm, 폭 50 mm 이고, 바깥 다리(111)의 폭은 20 mm, 최대 높이는 58.8 mm이다.
이렇게 설계된 자기 센서(10)와 강자성체 표본(2)에서, 코일(12)의 양단에는 0.5 Hz, 1 V의 저주파 전압이 인가되면, 이러한 예시에 상응하는 스틸 배관의 침투 깊이는 8.7 mm이고, 자속의 분포는 도 3의 좌측에 예시되어 있다.
자속은 스틸 배관의 두께 전반에 걸쳐 통과하고 있고, 따라서 강자성체 표본(2) 내측면의 형상 변화에도 자속의 분포가 영향을 받을 수 있다.
스틸 배관의 외주면을 따라 자속 밀도의 분포를 표시한 것이 도 3의 우측이다. 코일(12)의 바로 아래 부위에서, 스틸 배관 내에 자속 밀도는 원하는 값, 즉 1 T를 일정하게 유지하고 있고, 포화가 일어나지 않았으며, 코어(11)의 양쪽 바깥 다리들(111)과 만나는 위치에서 급격히 떨어지는 형태를 가진다.
이러한 코어(11)와 코일(12)의 설계 절차 및 구동 전압과 주파수를 선택하는 절차를 설명하기 위해 도 4를 잠시 살펴 본다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 자기 센서의 코어의 재질과 형상, 코일의 권선수, 구동 전압과 주파수를 선택하는 절차를 예시한 순서도이다.
먼저 단계(S41)에서, 강자성체 표본(2)의 재질을 특정한다. 강자성체 표본(2)의 재질 속성에 의해 자속이 어느 정도 필요한지 결정될 수 있다. 이 자속 값은 검출 감도를 위해서는 높아야 하지만, 강자성체 표본(2)에 자기 포화로 인한 영향을 야기하지 않도록 높지 않아야 한다.
다음으로 단계(S42)에서, 자기 센서(10)의 코어(11)의 소재와 형상을 결정한다. 코어(11)는 그 내부에 발생하는 와전류를 최소화할 수 있도록 적층식으로 구현될 수 있다. 만약 코어(11)의 투자율이나 포화점이 강자성체 표본(2) 배관보다 훨씬 크다면, 코어(11)의 단면적은 축소될 수 있다.
한편, 코일(12)의 권선수는 여자 전류(exciting current)와 자속(magnetic flux) 사이의 관계로부터 계산될 수 있다.
Figure pat00001
N은 권선수, i는 전류, φ는 자속, Ｒ은 자기 저항(magnetic reluctance)이다.
수학식 1에서, 자기 저항은 일정하다고 가정되고, 어떤 자속의 크기는 고정된 크기의 전압원에 의해 일정하게 유지될 수 있다. 따라서 수학식 1에 따르면, 권선수 N을 증가시키면 전류 i는 줄어들 수 있다. 이 경우, 많은 수의 코일 권선수와 지름이 큰 코일 선에 의해 코일(12)의 오믹 손실(ohmic loss)은 낮아진다.
단계(S43)에서, 수학식 1의 관계에 따라, Ni의 값과, 전류 i 및 권선수 N을 각각 특정한 값으로 결정할 수 있다.
이어서, 자기 센서(10)의 크기 조건이 고려되어야 하는데, 권선수와 코일 지름에 따라 코일이 차지할 부피가 너무 크면 자기 센서(10)의 제작 시에, 나아가 탐상 시에 문제가 될 수 있다.
따라서 단계(S44)에서, 코어(11)의 재질과 형상 및 권선수와 코일 지름에 따라 결정되는 코일(12)의 부피가 자기 센서(10)의 크기 조건에 적합한지 여부를 판정한다. 만약 단계(S44)에서 자기 센서(10)의 크기 조건에 부합되지 않으면, 단계(S42) 및 단계(S43)로 돌아가서 자기 센서(10)의 코어(11)의 재질과 크기, 그리고 권선수와 코일의 지름을 다시 결정할 수 있다.
코어(12)의 부피가 자기 센서(10)의 크기 조건을 만족하면, 이어서 단계(S45)에서, 패러데이의 법칙(Faraday's Law)을 반영한 수학식 2의 관계에 따라, 구동 전압의 크기 및 주파수를 대략적으로 결정할 수 있다.
Figure pat00002
여기서 ω는 구동 전압의 각주파수, E와 Φ는 각각 기전력(EMF)과 자속의 페이저들이다. 구동 전압의 주파수는 이 주파수로부터 계산되는 침투 깊이의 값이 강자성체 표본(2)의 두께를 기준으로 소정의 여유 비율을 가지는 범위 내에 있도록, 또는 강자성체 표본(2)의 두께보다 크거나 같도록 결정될 수 있다.
또한 선택된 코어(11)나 강자성체 표본(2)의 소재에 따른 자기 포화 자속은 알려져 있기 때문에, 포화되지 않는 자속 Φ 크기를 적절하게 결정할 수 있고, 수학식 2에 의해 기전력 E도 결정할 수 있다.
결정된 E, ω, N, Φ, i와 코어(11) 및 강자성체 표본(2)의 소재 및 형상을 기초로, 단계(S46)에서, 자기 센서(10)와 강자성체 표본(2)의 자속 분포를 유한 요소 해석(Finite element analysis) 기법으로 모델링하여, 단계(S47)에서 자기 센서(10) 또는 강자성체 표본(2) 중 어느 하나라도 자기 포화되는지 검증할 수 있다.
만약 자기 포화가 일어나면, 단계(S43)로 돌아가서, 전류 i를 줄이고 N은 늘린 다음, 다시 자기 센서(10)의 크기를 검증하고 유한 요소 해석을 통해 자기 포화가 일어나는지 검증한다. 이러한 절차들을 반복하여, 크기 조건을 만족하면서 자기 포화가 일어나지 않게 하는 E, ω, N, Φ, i, 코어(11) 및 강자성체 표본(2)의 소재 및 형상을 가진 자기 센서(10)를 설계할 수 있다. 다만 설계에 있어서, 약간의 허용 한계(tolerance)를 고려할 필요가 있다.
이렇게 설계된 자기 센서(10)를 강자성체 표본(2)의 표면에 접촉하였을 때의 등가 임피던스를 알기 위한 등가 회로는 도 5와 같다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 도 1 및 도 3의 자기 센서와 배관의 등가 회로를 예시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 주파수 ω를 가정하고 자기 센서(10)의 코어(11) 및 코일(12)과 강자성체 표본(2)이 가지는 특성들, 예를 들어 포화, 히스테리시스, 표피 효과, 가장자리 효과, 자속 누설, 와전류 발생 등을 모두 감안하는 하나의 비선형적 임피던스 성분(Zm)으로 표현할 수 있다.
코일(12)의 DC 저항 성분은 Rs이고, 주파수 ω를 가지고 코일(12)에 인가되는 구동 전압 및 여자 전류는 각각 V 및 I이다.
여자 전류 I는 기본 주파수 ω 성분과 그 하모닉 성분을 가지지만, 기본 주파수 성분이 지배적(dominant)하고 또한 전력의 전달에 전적으로 기여하므로, 등가 회로 분석에는 기본 주파수 성분만을 고려할 수 있다.
여자 전류 I는 구동 전압 V에 대해 정위상인 성분 Ic과 직교 위상인 성분 Im으로 구성될 수 있는데, 정위상 성분 Ic에 의한 임피던스 성분은 비선형 저항 Rc(ω)으로, 직교 위상 성분 Im에 의한 임피던스 성분은 비선형 인덕턴스 Lm(ω)로 각각 표현할 수 있다. 이때, 비선형 저항 Rc는 코어(11)에서 발생하는 다양한 열 손실 현상을 대표하고, 비선형 인덕턴스는 자속의 발생과 에너지 축적 현상을 대표한다.
이러한 등가 회로에서 등가 임피던스는 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00003
여기서, R과 L은 각각 등가 저항 및 등가 인덕턴스이다. 수학식 3을 참조하면, 등가 저항 R과 등가 인덕턴스 L가 각각 비선형 저항 성분 Rc와 비선형 인덕턴스 성분 Lm의 변화에 의해 변하는 관계임을 알 수 있다.
이때, 비선형 저항 성분 Rc와 비선형 인덕턴스 성분 Lm은 와전류의 분포를 반영한다. 따라서, 만약 외관 상의 결함에 의해 와전류의 분포가 변화한다면, 결과적으로 등가 저항 R 및 등가 인덕턴스 L이 모두 변화할 것임을 예측할 수 있다.
배관의 외관에 의한 와전류 분포의 영향을 살펴보면 다음과 같다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 배관의 두께에 따른 와전류의 분포와 등가 임피던스의 변화를 예시한 도면들이다.
도 6을 참조하면, 두께가 각각 4.3 mm, 6.45 mm, 8.6 mm인 배관에서 와전류가 발생하는 부위 및 와전류의 전류 밀도가 각각 예시된다.
앞서 도 3에서 자속은 자기 센서(10)의 코어(11)의 바깥 다리(111)의 말단부(112) 안쪽 모서리 부근에서 강자성체 표본(2) 내부로 이어지는 것을 알 수 있는데, 그러한 자속에 의한 와전류도 자속이 분포하는 경향에 상응하여 분포하는 것을 알 수 있다.
배관의 두께가 작아지면, 자속의 단면 폭도 좁아지며, 이로 인해 자기 저항은 커지고 자화 인덕턴스는 작아진다. 반면에, 배관의 두께가 작아지면, 와전류가 존재하는 단면의 폭은 작아지고, 코어 손실을 반영하는 저항은 증가한다. 다시 말해, 자화 인덕턴스와 코어 손실 저항의 변화 경향은 서로 상충한다.
일정한 구동 주파수가 주어진다면, 자화 인덕턴스는 자기 센서(10)의 코어(11)와 강자성체 표본(2)의 재질 및 형상에 따라 결정될 수 있다. 반면에 코어 손실 저항은 강자성체 표본(2)의 와전류 분포에 따라 전적으로 결정될 수 있다. 따라서, 강자성체 표본(2)의 두께에 따라 자속 분포의 단면과 와전류 분포의 단면이 모두 영향을 받는 상황에서, 코어 손실 저항의 값이 자화 인덕턴스의 값보다 강자성체 표본(2)의 두께에 의한 영향을 더 많이 받는다.
이러한 영향은 수학식 3의 등가 저항 및 등가 인덕턴스의 표현식에도 나타나 있다. 코일의 저항은 일정하다고 가정될 수 있다. 등가 저항과 등가 인덕턴스는 동일한 분모를 가지고 있다. 이때 이 분모 성분은 코어 손실 저항과 자화 인덕턴스의 제곱들의 합으로 표현되며, 코어 손실 저항의 변화에 더 크게 영향을 받는다. 따라서, 강자성체 표본(2)의 두께가 작아지면 분모 성분은 증가한다.
등가 저항과 등가 임피던스의 분자 성분들은 코어 손실 저항과 자화 인덕턴스의 곱으로 표현되는데, 서로 상충하는 두 파라미터의 곱에 의한 분자 성분의 변화는 분모 성분의 변화보다 작다.
결과적으로, 강자성체 표본(2)의 두께가 작아지면, 등가 저항 및 등가 인덕턴스는 모두 작아진다는 점이 예측될 수 있다. 따라서, 등가 저항, 등가 인덕턴스 및 등가 임피던스 중 어느 하나의 변화를 검출함으로써 강자성체 표본(2)의 두께의 변화를 검출할 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 수치적 분석으로 얻은, 두께에 따른 등가 저항(마름모 포인트) 및 등가 인덕턴스(정사각형 포인트)의 변화가 예시되어 있다. 이는 도 5 및 수학식 3의 등가 회로 분석에서 정성적으로 예측한 결과와 일치한다.
그렇다면, 강자성체 표본(2)의 내측 표면에 형상 변화, 즉 결함이 있을 경우에 위에서 예측한 임피던스의 변화를 이용하여 그러한 결함이 검출될 수 있는지 살펴볼 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법 및 장치에서, 배관의 결함과 자기 센서의 상대적 위치에 따른 자속 분포 및 와전류 분포의 영향을 예시한 도면이고, 도 10은 등가 임피던스 변화를 예시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 강자성체 표본(2)은 두께 8.6 mm인 스틸 소재의 배관이고 보이지 않는 내측 표면에 길이 20 mm, 깊이 5 mm인 직사각형 홈이 형성되어 있는 반면에, 도 9에서는 내측 표면에 길이 20 mm, 최대 깊이 5 mm인 삼각형 홈이 형성되어 있다.
직사각형 홈과 삼각형 홈이 자기 센서(10)의 코어(11)의 한 쪽 바깥 다리(111) 밑을 지나서 중심부 아래에 각각 도달하는 동안, 자속 분포와 와전류 분포는 배관 두께의 감소에 즉각적으로 영향을 받는다. 배관 두께의 감소에 따라, 등가 저항과 등가 인덕턴스가 감소하면서 등가 임피던스도 감소한다.
직사각형 홈이나 삼각형 홈이 중심부의 바로 밑에 있는 시점에 자속 분포와 와전류 분포는 가장 큰 영향을 받는다. 따라서 이 시점에 등가 임피던스가 가장 작은 값을 나타낼 것임을 예상할 수 있다.
도 10을 참조하면, 도 7과 도 8의 각 위치에서 측정되는 등가 임피던스를 2차원법으로 도시한 그래프가 나타나 있다.
등가 임피던스가 표시되는 2차원 평면에서, 가로축은 등가 저항의 변화이고 세로축은 등가 인덕턴스의 변화를 의미한다.
자기 센서(10)가 강자성체 표본(2)의 표면에 접촉하면서 이동하는 동안 강자성체 표본(2)에 결함이 없어 두께 변화가 없는 동안에 등가 임피던스는 기준 좌표에 머물러 있지만, 결함의 존재에 따른 두께 감소가 있으면 곧바로 등가 임피던스는 4분면으로 이동한다. 결함이 있는 부위를 지나치면 다시 등가 임피던스는 기준 좌표로 돌아온다.
직사각형 결함의 경우에 등가 임피던스의 실선 궤적은 삼각형 결함에 상응하는 등가 임피던스의 점선 궤적에 비해 좀더 크고 좀더 빨리 움직인다.
이렇듯 등가 임피던스의 궤적은 강자성체 표본(2)의 두께 변화를 반영하므로, 등가 임피던스의 궤적과 자기 센서(10)와 강자성체 표본(2)의 상대적인 이동 속도와 자기 센서(10)의 대칭적 형상을 고려하면 강자성체 표본(2)에 생긴 결함의 형상과 크기, 다시 말해 강자성체 표본(2)의 내측면의 두께 프로파일을 추정할 수 있다.
자기 센서(10)의 코어(11)의 형상에 따라 등가 임피던스의 궤적 형태가 달라 질 수 있다. 예를 들어, 도 10은 코어(11)가 C자형일 때 강자성체 표본(2)의 내측에 생긴 결함이 있는 부위가 코어(11)의 어느 한 바깥 다리(111)로 진입하였다가 코어(11)의 아래에 이르는 동안에 궤적은 기준 좌표에서 4분면으로 이동하는데 코어(11)의 바로 아래에 도달할 때에 기준 좌표에서 가장 멀어진다.
결함이 있는 부위가 코어(11)의 아래에서 다른 바깥 다리(111)로 이동하는 동안의 궤적은 지금까지의 궤적을 거슬러 다시 기준 좌표로 되돌아가는 경로를 그리기 때문에, 앞서의 궤적과 거의 중첩되며, 전체적으로는 약간 구부러진 선분 모양의 궤적이 나타난다.
반면에, 도시되어 있지는 않지만, 만약 코어가 E자형이라면, 강자성체 표본(2)의 내측에 생긴 결함이 있는 부위가 코어의 어느 한 바깥 다리에서 진입하면서 4분면으로 이동하기 시작하고, 바깥 다리와 중간 다리의 사이에서 기준 좌표로부터 가장 멀어졌다가, 코일이 권선된 중간 다리에 이르면 가장 멀어진 좌표와 기준 좌표의 중간 정도까지 돌아온다. 이때까지의 궤적은 길쭉한 갈고리와 같은 형태를 가진다.
계속하여 결함이 있는 부위가 중간 다리 아래에서 다른 바깥 다리로 이동하면, 궤적은 이전까지의 궤적을 거슬러 기준 좌표에서 가장 멀어진 좌표까지 갔다가 기준 좌표로 되돌아오는 경로를 그리며, 앞서의 궤적과 거의 중첩되기 때문에, 전체적으로 납작하고 길쭉한 후크 형태의 궤적이 나타난다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다.
1 극저주파 자계 기반 비파괴 탐상 장치
10 자기 센서 11 코어
111 바깥 다리 112 말단
12 코일 20 전력 공급부
30 전압계 40 전류계
50 임피던스 분석부

Claims (18)

  1. 코어 및 코일을 포함하며 상기 코일에 흐르는 전류에 의해 소정의 정상 두께를 가지는 강자성체 표본의 표면에 접촉한 상태로 이동하면서 상기 강자성체 표본의 표면에 평행하게 자속을 인가하는 자기 센서;
    상기 코일에서 생성되어 상기 강자성체 표본의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 상기 강자성체 표본의 정상 두께에 관하여 소정의 여유 범위에 속하도록 하는 주파수와 상기 강자성체 표본이 자기 포화되지 않도록 하는 크기를 가지는 극저주파 구동 전압을 상기 코일에 인가하는 전력 공급부; 및
    상기 코일의 양단에서 측정되는 전압 및 전류 파형에 기초하여 등가 임피던스를 검출하는 임피던스 분석부를 포함하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 전력 공급부가 인가하는 극저주파 구동 전압의 주파수는,
    상기 코일에서 생성되어 상기 강자성체 표본의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 상기 강자성체 표본의 정상 두께와 같거나 큰 범위에 속하도록 하는 주파수인 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 전력 공급부는,
    상기 코어가 자기 포화되지 않도록 하는 크기를 가지는 극저주파 구동 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 임피던스 분석부는,
    상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 저항의 크기의 감소를 검출하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 임피던스 분석부는,
    상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 인덕턴스의 크기의 감소를 검출하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 임피던스 분석부는,
    상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 임피던스의 크기의 감소를 검출하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 임피던스 분석부는,
    상기 등가 임피던스의 궤적을 분석하여 상기 강자성체 표본의 내측면의 두께 프로파일을 검출하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 등가 임피던스의 변화를 2차원 벡터 또는 리사주 도형으로 표시하는 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 코어는 C자형, U자형, 또는 E자형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 장치.
  10. 코어 및 코일을 포함하며 강자성체 표본의 표면에 평행하게 자속을 인가하는 자기 센서를 제공하는 단계;
    상기 코일에서 생성되어 상기 강자성체 표본의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 상기 강자성체 표본의 정상 두께에 관하여 소정의 여유 범위에 속하도록 하는 구동 전압의 주파수 및 상기 강자성체 표본이 자기 포화되지 않도록 하는 상기 구동 전압의 크기를 각각 결정하는 단계; 및
    상기 코일에 상기 구동 전압을 인가하면서 상기 강자성체 표본의 표면에 접촉한 상태로 상기 자기 센서를 이동시키면서 상기 코일의 양단에서 측정되는 전압 및 전류 파형에 기초하여 등가 임피던스를 검출하는 단계를 포함하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 구동 전압의 주파수는,
    상기 코일에서 생성되어 상기 강자성체 표본의 내부로 침투하는 자속의 침투 깊이가 상기 강자성체 표본의 정상 두께와 같거나 큰 범위에 속하도록 하는 주파수인 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 구동 전압의 크기는,
    상기 코어가 자기 포화되지 않도록 하는 크기인 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 등가 임피던스를 검출하는 단계는,
    상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 저항의 크기의 감소를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법.
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 등가 임피던스를 검출하는 단계는,
    상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 인덕턴스의 크기의 감소를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법.
  15. 청구항 10에 있어서, 상기 등가 임피던스를 검출하는 단계는,
    상기 강자성체 표본의 내측면에서 두께의 감소가 일어나는 부위에서 등가 임피던스의 크기의 감소를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 등가 임피던스를 검출하는 단계는,
    상기 등가 임피던스의 궤적을 분석하여 상기 강자성체 표본의 내측면의 두께 프로파일을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법.
  17. 청구항 10에 있어서, 상기 등가 임피던스의 변화를 2차원 벡터 또는 리사주 도형으로 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법.
  18. 청구항 10에 있어서, 상기 코어는 C자형, U자형, 또는 E자형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 극저주파 자계 기반의 비파괴 탐상 방법.
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