KR20150036972A - 전자기 유도 센서를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템 및 그 검사 방법 - Google Patents

전자기 유도 센서를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템 및 그 검사 방법 Download PDF

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Abstract

전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템이 개시된다. 상기 검사 시스템은, 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템으로서, 검사대상 주물이 위치하는 테이블; 상기 테이블 상에 설치되고 상기 테이블의 횡방향, 종방향 및 상기 테이블의 표면에 수직한 방향으로 이동 가능한 이동수단; 상기 검사대상 주물의 표면에 대향되게 배치되도록 상기 이동수단에 장착되고, 내부에 자기 유도 코일을 포함하며 상기 자기 유도 코일에서 발생된 자속선을 상기 검사대상 주물에 투과시킨 후 수신하기 위한 전자기 유도 센서부; 및 상기 수신한 자속선에 대한 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자기 유도 센서를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템 및 그 검사 방법{CASTING NONDESTRUCTIVE INSPECTION SYSTEM AND INSPECTION METHOD THEREOF USING AN ELECTROMAGNETIC INDUCTION SENSOR}
본 발명은 비파괴 주물 검사 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기 유도 센서를 활용함으로써 철도레일에 대한 비파괴 검사를 실시하기 위한 검사 시스템 및 그 검사 방법에 관한 것이다.
주물은 원료인 금속을 용해하여 주형에 부어, 냉각 한 후에 주형의 형상을 하고 있는 것의 총칭. 재질에 따라 주철 주물, 강철 주물, 구리합금 주물, 주물 등으로 나누어진다. 주형과 주조법에 따라 모래형 주물, 금형 주물, 다이캐스트 주물, 정밀 주조주물, 원심 주조주물 등으로 나눈다. 주철과 주강에서는 모래형에 주물을 붓는 모래형 주물이 많이 사용된다. 주물은 주조나 용접에 비해 복잡한 형상의 것을 간단하게 대량 생산할 수 있는 것이 특색이다.
이러한 주물은 주물의 제조 과정에서 결함이 발생할 수 있다. 예를 들면, 기공, 수축공동, 편석, 표면 불량, 변형과 균열, 유동성 불량 등이 결함이 발생할 수 있다.
기공은 주형내 가스(gas)가 배출되지 못하여 생기는 결함이고, 수축공동은 용탕이 응고수축할 때의 발생될 수 있는 결함이고, 편석은 주물성분이 구부적으로 치우치는 경우 발생될 수 있는 결함이고, 표면 불량은 주형의 도포제에서 발생하는 가스 또는 용탕의 압력 등에 의해 발생될 수 있는 결함이고, 변형과 균열은 주물의 응고 후 잔류응력의 부분적 차이에 의해 발생될 수 있는 결함이고, 유동성 불량은 용탕의 온도가 너무 낮은 경우 발생될 수 있는 결함이다.
이러한 결함의 발생 여부를 확인하기 위해 주물의 검사가 실시된다.
주물의 검사 방법으로는 파괴 검사 및 비파괴 검사 방법이 이용된다.
파괴 검사는 파괴된 주물의 파면의 색, 조밀, 모양을 보아서 조직이나 성분 함유량을 추정하며, 또한 내부 결함의 유무를 검사하는 방법이다.
비파괴 검사 방법으로는 방
사선 비파괴검사(RT:Radiographic Testing), 초음파 탐상검사(UT: Ultrasonic Testing), 자분탐상 비파괴검사 (MT : Magnetic Particle Testing), 침투탐상 비파괴검사(PT: Liquid Penetrant Testing), 와전류(渦 電流)비파괴검사(ET: Eddy Current Testing)등이 있다.
1. 방사선 비파괴검사(RT)방식의 경우, 원리는 투과성 방사선을 제품에 조사했을때 투과 방사선의 강도의 변화 즉, 건전부와 결함부의 투과선 양의 차에 의한 필름상의 농도의 차를 이용하여 제품의 불량 유무를 검사하는 방법이다. 이 검사방법의 경우 방사선 자체가 [국가 방사선 위험물 취급관리 규정]에 의하여 고도의 숙력된 기술공만이 검사작업에 투입할 수 있으며, 취급이 어렵고 시간과 비용이 증가되는 문제가 있다.
2. 초음파탐상 검사(UT)의 경우 원리는 초음파를 제품에 전달하여 내부에 존재하는 불연속 부분으로부터 반사한 초음파 에너지량, 초음파의 진행시간 등을 CRT Screen표시, 분석하여 불연속(결함)의 위치 및 크기를 탐지하는 검사방법으로 세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 비파괴검사 방법 중 하나이다. 그러나, 이 방법 역시 초음파 에너지의 손실을 최소화 하기 위해 초음파 탐촉자에 젤을 도포하여 측정하여야 하고, 젤의 도포량, 탐촉자의 측정각도 및 위치, 주위의 환경 및 온도 등의 영향에 의해 데이터의 왜곡 현상으로 인하여 전수검사를 통한 자동화 시스템 구축에 어려운 한계점이 있다.
3. 자분탐상 비파괴검사(MT)의 원리는 강자성체 표면 또는 표면하에 있는 불연속부(결함)를 검출하기 위하여 강자성체를 자화시키고 자분을 적용하여 누설자장에 의해 자분이 모이거나, 불어서 결함부의 윤곽을 형성, 그 위치, 크기, 형태 및 넓이 등을 검사하는 방법으로 표면의 균열만 측정이 가능하고, 데이터화 수치화 할 수 없어 유관검사로만 이루어지고 있다.
4. 침투탐상 비파괴검사(PT)의 원리는 제품의 표면에 침투액을 도포한 후 충분한 시간이 경과하면 불연속부(결함)에 침투하지 못하고 시험체 표면에 남아있는 과잉의 침투제를 제거, 거 위에 현상제를 도포하여 침투제를 빨아 올림으로서 결함의 위치, 크기 및 지시모양을 검출하는 방법이다. 이 방법 역시 제품의 표면의 결함만 측정이 가능하고, 데이터화 수치화를 할 수 없어 자동화 전수검사에 적용하기 어렵다.
5. 와전류 비파괴검사(ET)의 원리는 금속 등의 시험체에 가까이 가져가면 도체의 내부에는 와전류라는 교류전류가 발생하고, 그 와전류는 결함이나 재질 등의 영향에 의해 그 크기와 분포가 변화함으로 그 변화량을 측정하여 검사체 표면의 균열이나 결함을 측정하는 검사방법이다. 그러나 이 역시 표면검사는 가능하지만 제품의 내부 및 심층부의 검사는 불가능하여 정확한 제품의 불량을 판별하기 어렵다는 단점이 있다.
따라서 최근에는 취급이 쉽고, 저렴한 비용으로 주물의 표면 및 주물의 내부 검사를 실시할 수 있는 비파괴 주물 검사 장치 또는 비파괴 주조품 검사 장치가 개발되고 있다. 일 예로, 대한민국 특허출원 제10-2000-0081851호 '주조품의 내부 결함 검사장치 및 방법'이 있다.
본 발명은, 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템으로서, 검사대상 주물이 위치하는 테이블; 상기 테이블 상에 설치되고 상기 테이블의 횡방향, 종방향 및 상기 테이블의 표면에 수직한 방향으로 이동 가능한 이동수단; 상기 검사대상 주물의 표면에 대향되게 배치되도록 상기 이동수단에 장착되고, 내부에 자기 유도 코일을 포함하며 상기 자기 유도 코일에서 발생된 자속선을 상기 검사대상 주물에 투과시킨 후 수신하기 위한 전자기 유도 센서부; 및 상기 수신한 자속선에 대한 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템을 제공한다.
상기 이동수단은 상기 테이블의 일 방향, 상기 일 방향에 수직한 방향 및 상기 테이블의 평면에 수직한 방향을 따라 이동이 가능하게 설치되어 있고, 상기 전자기 유도 센서부는 상기 이동수단의 이동 방향을 따라 이동하면서 상기 테이블 상에 위치한 검사대상 주물을 검사할 수 있다.
한편, 상기 이동수단에 장착되어 상기 이동수단이 이동한 위치를 측정하여 상기 이동수단의 위치정보를 출력하는 센서부; 및 상기 이동수단, 상기 전자기 유도 센서 및 상기 디스플레이부를 제어하고, 상기 센서부로부터 출력되는 상기 이동수단의 위치정보가 입력되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부에는 상기 센서부를 통해 상기 이동수단의 최초 위치정보 또는 이전 위치정보가 입력되어 저장되고, 상기 최초 위치정보 또는 상기 이전 위치정보를 기초로 상기 이동수단의 현재 위치정보를 판단하여 상기 이동수단의 이동변위를 측정하도록 설정될 수 있다.
상기 제어부는 상기 수신한 자속선에 대한 정보를 상기 이동변위와 상기 자기 유도 코일의 전압간의 관계로 변환하고, 상기 디스플레이부는 상기 이동변위와 상기 자기 유도 코일의 전압 간의 관계를 상기 이동변위가 x축이 되고 상기 전압이 y축이 되는 그래프로 디스플레이할 수 있다.
상기 제어부는 상기 검사대상 주물의 품질정상구간의 이동변위와 상기 자기 유도 코일의 전압 간의 그래프 및 상기 검사대상 주물의 품질불량구간의 이동변위와 상기 자기 유도 코일의 전압 간의 관계 그래프의 위상차 및 진폭차를 수치화하고, 상기 디스플레이부는 상기 이동변위가 x축이 되고 상기 수치화된 위상차 및 진폭차가 y축이 되는 그래프를 디스플레이할 수 있다.
일 예로, 상기 전자기 유도 센서부는 상기 자기 유도 코일에 인가되는 전류, 상기 자기 유도 코일의 형상 및 권선수를 변화함으로써 상기 검사 대상물로의 투과 거리를 조절할 수 있다.
다른 예로, 상기 전자기 유도 센서부는 상기 이동수단을 상기 테이블의 평면에 수직한 방향을 따라 이동하여 상기 검사대상 주물에 근접하도록 위치되거나 상기 검사대상 주물과 멀어지도록 위치되어 상기 검사대상 주물로의 투과 거리를 조절할 수 있다.
본원 발명의 다른 실시예에 따르면, 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 방법이 개시된다. 상기 전자기 유도 센서부 및 위치감지 센서부가 장착된 이동수단을 검사대상 주물의 길이방향 및 폭방향을 따라 이동시키는 단계; 상기 이동수단의 최초 위치 또는 상기 이동수단의 이전 위치에 대한 위치정보를 출력하는 단계; 상기 최초 위치정보 또는 상기 이전 위치정보를 기초로 상기 이동수단의 현재 위치정보를 판단하여 상기 이동수단의 이동변위를 측정하는 단계; 상기 검사대상 주물에 대하여 상기 전자기 유도 센서부를 이용하여 자속선을 투과시킨 후 수신하는 단계; 상기 이동수단의 이동에 따라 변화하는 상기 이동변위와 상기 이동변위의 측정 지점에서의 상기 자기 유도 코일의 전압 간의 관계로 변환하여 상기 검사대상 주물의 품질이 정상인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
위와 같은 구성에 따르면, 주물의 품질 검사시에 주물을 파괴하지 않고도 검사가 가능하고, 자기 유도 코일에 인가되는 전류, 자기 유도 코일의 형상 및 수를 조절함으로써 주물의 내부 검사의 깊이를 조절할 수 있어 생산성 향상, 비용 절감 및 측정 정밀도 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템의 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템의 개략도를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기 유도 센서에서 자속선을 발생시켜 크랙 등이 없는 검사대상 주물에 투과시킨 후 수신하는 모습을 도시한다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기 유도 센서에서 자속선을 발생시켜 크랙 등이 존재하는 검사대상 주물에 투과시킨 후 수신하는 모습을 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이부에서 디스플레이되는 그래프들을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비파괴 주물 검사 방법의 흐름도를 도시한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전자기 유도 센서를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템의 개념도를 도시하고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템의 개략도를 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템(100)이 개시된다. 상기 비파괴 주물 검사 시스템은 테이블(101), 이동수단(102), 전자기 유도 센서부(103), 위치감지 센서부(104), 제어부(105) 및 디스플레이부(106)를 포함할 수 있다.
테이블(101)에는 검사대상 주물(1)이 위치할 수 있다. 테이블(101)의 형상에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들면, 평면이 사각형상인 테이블일 수 있다.
이동수단(102)은 전자기 유도 센서부(103)를 일측에 장착하여 테이블(101) 상에 설치되어 이동할 수 있다. 이에 의해 이동수단(102)은 전자기 유도 센서부(103)를 x축, y축 및 z축을 따라 이동시킬 수 있다. x축은 테이블(101)의 길이방향일 수 있고, y축은 상기 길이방향에 수직한 테이블(101)의 폭방향일 수 있고, z축은 테이블(101)의 평면에 수직한 방향일 수 있다.
일 예로, 이동수단(102)이 테이블(101) 상에서 이동 가능하기 위하여, 테이블(101)의 길이방향의 양측 측면에는 제1 레일부(101a)가 형성될 수 있고, 이동수단(102)은, 하단부가 제1 레일부(101a)에 결합되어 제1 레일부(101a)를 따라 테이블(101)의 길이방향(x축)으로 이동하는 두 수직부(1021a) 및 두 수직부(1021a)에 수직하게 연결되고 일면에 테이블(101)의 평면과 평행하게 연장된 제2 레일부(미도시)를 갖는 수평부(1021b)를 포함하는 제1 이동몸체(1021); 상기 테이블(101)의 평면에 수직하게 배치되고 상기 수평부(1021b)에 결합되어 상기 제2 레일부를 따라 테이블(101)의 폭방향(y축)으로 이동하고 하단부가 테이블(101)의 평면에 수직한 방향(z축)으로 이동가능한 제2 이동몸체(1022)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 전자기 유도 센서부(103)는 제2 이동몸체(1022)의 하단부에 장착될 수 있다.
이러한 이동수단(102)은 제1 이동몸체(1021)가 x축을 따라 이동하는 것에 의해 전자기 유도 센서부(103)가 x축으로 이동이 가능하도록 하고, 제2 이동몸체(1022)가 y축을 따라 이동하는 것에 의해 전자기 유도 센서부(103)가 y축으로 이동이 가능하도록 하고, 제2 이동몸체(1022)의 하단부가 z축으로 이동하는 것에 의해 전자기 유도 센서부(103)가 z축으로 이동할 수 있다.
여기서, 제2 이동몸체(1022)는 하단부가 z축으로 이동하는 것을 구현하기 위해, 예를 들면, 실린더 장치로 구성될 수 있고, 이러한 경우 실린더 내를 왕복하는 피스톤의 단부에 전자기 유도 센서부(103)가 장착될 수 있다.
이러한 이동수단(102)의 형태는 예시적인 형태일 뿐 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
전자기 유도 센서부(103)는 앞서 언급된 바와 같이 이동수단(102)에 장착되어 이동수단(102)의 이동방향을 따라 이동할 수 있다. 전자기 유도 센서부(103)는 내부에 자기 유도 코일을 포함하며, 상기 자기 유도 코일에서 발생된 자속선을 상기 검사대상 주물(1)에 투과시킨 후 수신하기 위한 것이다.
또한 전자기 유도 센서부(103)는 내부에 존재하는 자기 유도 코일에 전류를 흘려 발생시킨 자속선을 검사대상 주물(1)에 투과시킨다. 검사대상 주물(1)에 투과된 자속선은 검사대상 주물(1)에 크랙, 피로 등의 불균일상이 존재하지 않는 경우 자속선의 모습이 변화되지 않고 전자기 유도 센서부(103)에 수신된다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기 유도 센서에서 자속선을 발생시켜 크랙 등이 없는 검사대상 주물에 투과시킨 후 수신하는 모습을 도시한다.
도 3a를 참조하면, 전자기 유도 센서부(103)로부터 출력된 자속선은 검사대상 주물(1)을 투과한 후 전자기 유도 센서부(103)로 수신된다. 도 3a에서는 검사대상 주물(1)에 크랙, 피로 등의 불균일상이 존재하지 않기 때문에, 자속선의 모습이 변화되지 않고 전자기 유도 센서부(103)에 수신되고 있다.
검사대상물에 투과된 자속선은 검사대상물에 크랙, 피로, 도금 박리 등의 불균일상이 존재하는 경우 자속선의 모습이 변화되어 전자기 유도 센서부(103)에 수신된다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기 유도 센서에서 자속선을 발생시켜 크랙 등이 존재하는 검사대상 주물에 투과시킨 후 수신하는 모습을 도시한다.
도 3b를 참조하면, 전자기 유도 센서부(103)로부터 출력된 자속선은 검사대상 주물(1)을 투과한 후 전자기 유도 센서부(103)로 수신된다. 도 3b에서는 검사대상물에 크랙, 피로 등의 불균일상이 존재하기 때문에, 자속선의 모습이 변화되어 전자기 유도 센서부(103)에 수신되고 있다.
전자기 유도 센서부(103)에서 수신한 자속선에 의해 자기 유도 코일에 발생하는 전압의 진폭 및 위상을 분석함으로써, 검사대상 주물(1)에 크랙, 피로 등의 불균일 상이 존재하는지 여부를 판단해 검사대상 주물(1)의 정상품질 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 검사대상 주물(1)의 정상품질 구간에서의 전압의 진폭 및 위상 그래프를 획득하고, 이를 기초로 하여, 전압의 진폭 및 위상 그래프에서 미리 결정된 범위 이상의 차이가 발생하는 구간에 대하여 불량이라고 결정할 수 있다.
전자기 유도 센서부(103) 내의 자기 유도 코일의 형상 및 권선수를 조절하거나, 자기 유도 코일에 가하는 전류를 조절함으로써 자속선을 변화시킬 수 있고, 자속선의 변화에 따라 검사대상물로의 투과 거리를 조절할 수 있다.
또는, 앞서 언급된 바와 같이 전자기 유도 센서부(103)는 z축으로 이동 가능한 상기 제2 이동몸체(1022)의 하단부에 설치되는 경우, 제2 이동몸체(1022)의 하단부를 z축을 따라 이동하여 검사대상 주물(1)에 전자기 유도 센서부(103)가 검사대상 주물(1)에 근접하도록 위치되거나 검사대상 주물(1)과 멀어지도록 위치 이동되어 검사대상 주물(1)로의 투과 거리를 조절할 수 있다.
위치감지 센서부(104)는 상기 이동수단(102)에 장착되어 이동수단(102)이 이동한 위치를 측정하고 그 측정된 위치정보를 출력할 수 있다. 이러한 위치감지 센서부(104)는 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 센서로 이루어질 수 있고, 또는 복수의 센서로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 하나의 센서로 이루어지는 경우, 하나의 센서는 이동수단(102)의 x축으로의 이동 및 이동수단(102)의 y축으로의 이동을 모두 감지할 수 있는 센서일 수 있다. 이러한 경우, 하나의 센서는 제2 몸체부()에 장착될 수 있다.
이와 달리 복수의 센서로 이루어지는 경우, 복수의 센서는 이동수단(102)의 x축으로의 이동을 감지하는 제1 센서 및 이동수단(102)의 y축으로의 이동을 감지하는 제2 센서로 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 제1 센서는 제1 이동몸체(1021)의 수직부(1021a) 또는 수평부(1021b)에 장착될 수 있고, 제2 센서는 제2 이동몸체(1022)에 장착될 수 있다.
이러한 위치감지 센서부(104)의 구성은 예시적인 형태일 뿐 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
제어부(105)는 이동수단(102)의 구동부와 연결되어 이동수단(102)을 제어할 수 있고, 전자기 유도 센서부(103), 위치감지 센서부(104) 및 디스플레이부(106)와 연결되어 이들을 제어할 수 있다. 제어부(104)는 예를 들어, PC 형태일 수 있다.
이러한 제어부(105)에는 위치감지 센서부(104)를 통해 이동수단(102)의 최초 위치정보 또는 이전 위치정보가 입력되어 저장될 수 있고, 이동수단(102)의 현재 위치정보가 입력될 수 있다. 이러한 위치정보들을 통해 제어부(105)는 이동수단(102)의 이동변위를 측정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(105)는 이동수단(102)의 최초 위치정보 또는 이전 위치정보를 기초로 이동수단(102)의 현재 위치정보를 판단하여 이동수단(102)의 이동변위를 측정하도록 설정될 수 있다.
한편 제어부(104)는 전자기 유도 센서부(103)의 전압 등을 제어하여 자기 유도 코일의 자속선을 조절할 수 있고, 자기 유도 코일의 자속선의 전압을 디지털 정보로 변환하여 크랙 등을 파악할 수 있는 다양한 정보로 변환할 수 있다.
제어부(104)에서 다양한 정보를 디스플레이부(105)에서 디스플레이하도록 처리할 수 있다. 예를 들어, 제어부(104)는 디스플레이부(105)에서, x축을 기준점으로부터의 검사대상 주물(1)의 이동변위로 놓고, 수신된 자속선에 의해 자기 유도 코일에 발생하는 전압을 y축으로 논 그래프를 디스플레이하도록 수신한 자속선의 전압 정보를 가공할 수 있다.
디스플레이부(105)는 전자기 유도 센서부(103)에서 얻은 정보로부터 생성된 그래프 중 적어도 하나를 디스플레이할 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이부에서 디스플레이되는 그래프들을 도시한다.
도 4a를 참조하면, 그래프에서 x축은 이동수단(102)이 이동한 이동변위를 표시하고, y축은 전자기 유도 센서부에 수신된 자속선에 의해 자기 유도 코일에 발생하는 전압을 표시한다.
401로 표시된 그래프는 검사대상 주물의 정상구간의 출력 파형이고, 402로 표시된 그래프는 검사대상 주물의 불량구간의 출력 파형으로써, 진폭 및 위상에 있어서 상기 정상구간의 출력 파형을 기초한 미리 결정된 기준 이상의 차이가 있기 때문에 402로 표시된 그래프를 생성시킨 검사대상 주물의 구간은 불량구간으로 구분된다.
4b를 참조하면, 도 4a에서 정상구간과 불량구간의 그래프의 위상 및 진폭의 차를 절대치로 변환하여 표시한 그래프가 도시되어 있다.
도 4a에서 얻은, 검사대상 주물의 정상구간과 불량구간의 전압-거리 그래프 간의 위상차 및 진폭차를 수치화하여 도 4b에서와 같은 그래프로 표시하면, 특정 수치값(예를 들어, 1.0 내지 -1.0) 내에 값이 표시되는 부분은 피로, 크랙 등이 없고, 이를 벗어나는 부분은 피로, 크랙 등이 있는 것으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 4b의 그래프에서 120m(10m) 내지 125m(10m) 부분, 130m(10m) 내지 148m(10m) 등에 해당하는 부분은 그래프가 1.0 내지 -1.0 사이의 y값을 가지고 있기 때문에, 이 부분은 검사대상 주물의 표면이 정상적인 것으로 판단할 수 있으나, 225m(10m)에서 230m(10m) 사이 부분은 1.0 내지 -1.0 을 벗어난 y값을 가지고 있기 때문에, 이 부분에 피로, 크랙 등이 생긴 것으로 판단할 수 있다. 이러한 도 4b의 그래프에서 괄호 앞에 숫자는 x축의 변위이고 괄호 내에 숫자는 y축의 변위일 수 있다.
따라서, 위와 같은 그래프에 따르면 검사대상 주물의 불량구간을 판단할 수도 있다.
도 4b에서 y값은 예를 들어, 전압-거리 그래프의 위상차 및 진폭차를 1:1로 반영하고, 위상차가 +20도 및 진폭차가 +0.001볼트인 경우를 1.0으로 설정하여 이에 따라 y값을 정할 수 있다. 이는 예시일 뿐, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비파괴 주물 검사 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5를 참조하면, 우선, 전자기 유도 센서부 및 위치감지 센서부가 장착된 이동수단을 검사대상 주물의 길이방향 및 폭방향을 따라 이동시킬 수 있다(501). 그 다음에, 이동수단의 최초 위치 또는 이전 위치에 대한 위치정보를 출력할 수 있다(502). 그 다음에, 이동수단의 최초 위치정보 또는 이전 위치정보를 기초로 상기 이동수단의 현재 위치정보를 판단하여 이동수단의 이동변위를 측정할 수 있다(503). 그 다음에, 검사대상 주물에 대하여 전자기 유도 센서부를 이용하여 자속선을 투과시킨 후 수신할 수 있다(504). 마지막으로, 이동수단의 이동에 따라 변화하는 이동변위와 이동변위의 측정 지점에서의 자기 유도 코일의 전압 간의 관계로 변환하여 검사대상 주물의 품질이 정상인지 여부를 판단할 수 있다(505).
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템으로서,
    검사대상 주물이 위치하는 테이블;
    상기 테이블 상에 설치되고 상기 테이블의 횡방향, 종방향 및 상기 테이블의 표면에 수직한 방향으로 이동 가능한 이동수단;
    상기 검사대상 주물의 표면에 대향되게 배치되도록 상기 이동수단에 장착되고, 내부에 자기 유도 코일을 포함하며 상기 자기 유도 코일에서 발생된 자속선을 상기 검사대상 주물에 투과시킨 후 수신하기 위한 전자기 유도 센서부; 및
    상기 수신한 자속선에 대한 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동수단은 상기 테이블의 일 방향, 상기 일 방향에 수직한 방향 및 상기 테이블의 평면에 수직한 방향을 따라 이동이 가능하게 설치되어 있고,
    상기 전자기 유도 센서부는 상기 이동수단의 이동 방향을 따라 이동하면서 상기 테이블 상에 위치한 검사대상 주물을 검사하는 것을 특징으로 하는,
    전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동수단에 장착되어 상기 이동수단이 이동한 위치를 측정하여 상기 이동수단의 위치정보를 출력하는 센서부; 및
    상기 이동수단, 상기 전자기 유도 센서 및 상기 디스플레이부를 제어하고, 상기 센서부로부터 출력되는 상기 이동수단의 위치정보가 입력되는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부에는 상기 센서부를 통해 상기 이동수단의 최초 위치정보 또는 이전 위치정보가 입력되어 저장되고, 상기 최초 위치정보 또는 상기 이전 위치정보를 기초로 상기 이동수단의 현재 위치정보를 판단하여 상기 이동수단의 이동변위를 측정하도록 설정된 것을 특징으로 하는,
    전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수신한 자속선에 대한 정보를 상기 이동변위와 상기 자기 유도 코일의 전압간의 관계로 변환하고,
    상기 디스플레이부는 상기 이동변위와 상기 자기 유도 코일의 전압 간의 관계를 상기 이동변위가 x축이 되고 상기 전압이 y축이 되는 그래프로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는,
    전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 검사대상 주물의 품질정상구간의 이동변위와 상기 자기 유도 코일의 전압 간의 그래프 및 상기 검사대상 주물의 품질불량구간의 이동변위와 상기 자기 유도 코일의 전압 간의 관계 그래프의 위상차 및 진폭차를 수치화하고,
    상기 디스플레이부는 상기 이동변위가 x축이 되고 상기 수치화된 위상차 및 진폭차가 y축이 되는 그래프를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는,
    전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전자기 유도 센서부는 상기 자기 유도 코일에 인가되는 전류, 상기 자기 유도 코일의 형상 및 권선수를 변화함으로써 상기 검사 대상물로의 투과 거리를 조절하는 것을 특징으로 하는,
    전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전자기 유도 센서부는 상기 이동수단을 상기 테이블의 평면에 수직한 방향을 따라 이동하여 상기 검사대상 주물에 근접하도록 위치되거나 상기 검사대상 주물과 멀어지도록 위치되어 상기 검사대상 주물로의 투과 거리를 조절하는 것을 특징으로 하는,
    전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 시스템.
  8. 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 방법으로서,
    상기 전자기 유도 센서부 및 위치감지 센서부가 장착된 이동수단을 검사대상 주물의 길이방향 및 폭방향을 따라 이동시키는 단계;
    상기 이동수단의 최초 위치 또는 상기 이동수단의 이전 위치에 대한 위치정보를 출력하는 단계;
    상기 최초 위치정보 또는 상기 이전 위치정보를 기초로 상기 이동수단의 현재 위치정보를 판단하여 상기 이동수단의 이동변위를 측정하는 단계;
    상기 검사대상 주물에 대하여 상기 전자기 유도 센서부를 이용하여 자속선을 투과시킨 후 수신하는 단계;
    상기 이동수단의 이동에 따라 변화하는 상기 이동변위와 상기 이동변위의 측정 지점에서의 상기 자기 유도 코일의 전압 간의 관계로 변환하여 상기 검사대상 주물의 품질이 정상인지 여부를 판단하는 단계를 포함하는,
    전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴 주물 검사 방법.
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