KR20150109230A - 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강판의 장력이 변하더라도, 강판과 센서 모듈 사이의 간극을 일정하게 유지할 수 있는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 케이스, 자석 및 센서셋을 구비한 센서 모듈을 포함하여, 이송하는 강판의 결함을 탐상하기 위하여 강판과 일정 간격 이격되어 설치되는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치에 있어서, 상기 케이스에 형성되어 공압이 공급되는 인입구; 및 상기 케이스 전면에 형성되되, 상기 인입구와 연통되어 공압을 상기 강판에 분사하는 다수의 공기 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치{Devise of holding gap for apparatus of detecting defect of rolled coil}

본 발명은 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 강판과 자기 센서모듈간의 간극을 일정하게 유지하는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치에 관한 것이다.

통상 산업적으로 이용되는 강판은 냉연 강판을 의미하며, 열연강판을 산으로 세척한 후, 상온에서 압연하여 두께가 고르고 표면이 매끈하고 광택이 나도록 만든 강판이다. 상기 냉연 강판은 표면이 고우며 치수 정확도, 편평도 및 성형성이 우수하여 자동차 내외부, 사무용 기기, 냉장고와 세탁기 등의 가전기구, 및 주방 기구 등에 넓게 사용되고 있어, 산업적으로 매우 중요한 원자재에 해당한다.

그러나, 생산과정 중 발생하는 냉연 강판의 결함은 예를 들면 개재물(inclusion), 크랙, 스크래치, 덴트, 홀 등이 있는데 상기 결함은 최종 제품의 기계적인 특성에 영향을 미치고, 결과적으로 제품의 불량과 직결되어, 양질의 냉연강판을 생산하기 위해서는 제조 공정에서 발생하는 결함의 위치, 형상, 크기, 분포등을 분석/평가하는 방법이 필요하다.

종래에 냉연 강판의 내부 또는 표면에 존재하는 결함을 탐상하기 위해 여러 방법이 시도되고 현재 일부 방법들은 생산라인에 적용되고 있다. 이러한 종래의 방법 중 광학적인 방법은 강판의 표면에 존재하고, 육안으로 식별이 가능한 결함만을 검출할 수 있다. 그러나 광학적 방법은 내부 결함을 검출하는 데 사용할 수 없다.

또한, 종래의 냉연 강판의 결함을 탐상하기 위한 방법으로는 전자기적 방식, 초음파 방식, 열방식 및 방사선 방식 등이 있다.

상기 전자기적 방식은 대상재를 자화시켜 와전류 또는 누설자속을 발생하여 내부 결함에 의한 와전류 또는 누설 자속의 전자기적 특성값 신호의 변환을 이용하여 해당 내부 결함을 검출하는 방식이다.

상기 초음파 방식은 대상재의 내부로 초음파를 발진시켜 강판에 존재하는 내부결함에 의한 초음파의 진행방향 및 각도의 변화를 이용하여 해당 내부결함을 검출하는 방식이다.

상기 열 방식은 대상재의 자체 발열 또는 외부에서 인가된 열에 의해 온도분포 또는 열 전도도를 검출하고, 내부 결함의 여부에 따른 온도변화 또는 열 전도도의 변화를 이용하여 해당 내부결함을 검출하는 방식이다.

상기 방사선 방식은 대상재에 방사선을 조사하고 대상재를 통과한 방사선의 세기를 검출하며, 대상재 내부의 결함의 존재 여부에 따라 방사선 세기를 변화시킨 후 해당 결함을 검출하는 방식이다.

상기의 방식 중에 비교적 장점이 높은 전자기적 방식, 특히 누설 자속법을 이용한 탐상 방식이 현재 가장 많이 적용되고 있다.

예를 들면, 공개 특허 제2011-25282호에는 강판 표면을 자석에 의한 자기장을 형성하고, 상기 자석의 극 사이에 자기 센서 어레이를 위치시켜, 강판 내부의 개재물을 탐상하는 방법이 개시되어 있다.

특히 상기 방법에서는 자화부에 의하여 강판에 자속이 지속적으로 형성되고, 상기 자속이 강판 내부에 위치하는 개재물에 의하여 변화되는 양을 2개의 센서 어레이로 감지하여 개재물의 존재 여부를 감지하는 것을 그 특징으로 하는 것으로, 센서 어레이에 배치되는 단위 센서의 수를 증가시키는 경우 매우 높은 분해능을 가지며, 개재물에 의한 자속 변화 정도도 높아 매우 우수한 감지 특성을 나타낸다.

그러나, 강판에 결함 또는 개재물이 강판의 길이 방향으로 연속해서 분포되는 경우에는 강판 이동 방향에 수직으로 센서 어레이를 배치하는 상기 방식으로는 검출 능력이 떨어지는 단점이 있다.

특히 강판은 길이 방향으로 연속하여 제조되므로, 특정한 위치에서 결함이 발생하는 경우 강판의 길이 방향으로 지속적으로 발생하는 경우가 많이 이러한 결함의 탐지는 상기 특허의 방식으로는 다소 어려운 실정이다.

상기와 같은 단점을 극복하기 위하여 공개특허 제2010-0076838호에는 다수의 센서 모듈과 자석들을 강판의 이송 방향으로 일정하게 경사지도록 형성하여 강판의 길이 방향의 결함을 검출할 수 있는 방법이 제안되었다.

상기 방법은 센서 구조가 다소 복잡한 형태이나, 강판의 길이 방향으로 지속적으로 발생하는 결함 또는 개재물을 감지를 할 수 있는 장점이 있어, 현재 널리 적용되고 있다.

상기와 같이 자속을 이용하여 강판의 결함을 탐지하는 방법은 기본적으로 높은 자력을 갖는 자석을 포함한다. 따라서 이송하는 강판은 센서모듈에 부착하려는 힘이 지속적으로 작용하여, 상기와 같은 강판의 이동을 방지하기 위하여 강판의 장력을 지속적으로 관리하고 있다.

특히, 상기 자기 센서는 강판과 근접한 거리에 위치해야지만, 그 정도가 높아지므로, 강판과 자기 센서 모듈과의 거리 유지는 강판 결함 탐상 장치의 정확도에 결정적인 영향을 미친다.

통상 강판은 인접하는 지지 롤러 등을 이용하여 일정한 장력을 유지하도록 운전되고 있으나, 전체 공정에 문제가 발생하는 경우에는 강판의 장력 변화가 발생하고, 상기 장력 변화는 강판이 상기 자기 센서 모듈을 타격하는 현상이 발생되어 센서 모듈이 망실되는 경우가 종종 있어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 강판의 장력이 변하더라도, 강판과 센서 모듈 사이의 간극을 일정하게 유지할 수 있는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 케이스, 자석 및 센서셋을 구비한 센서 모듈을 포함하여, 이송하는 강판의 결함을 탐상하기 위하여 강판과 일정 간격 이격되어 설치되는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치에 있어서, 상기 케이스에 형성되어 공압이 공급되는 인입구; 및 상기 케이스 전면에 형성되되, 상기 인입구와 연통되어 공압을 상기 강판에 분사하는 다수의 공기 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 공기 노즐은 케이스 전면에 폐쇄형으로 배치되며, 상기 폐쇄 면적은 자석의 끝단과 센서셋을 포함하는 면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 인입구는 상기 케이스 내부의 공간과 연통하고, 상기 공기 노즐도 상기 케이스 내부 공간과 연통하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 인입구는 상기 케이스 내면에 형성되는 매니폴드에 연통하고, 상기 공기 노즐도 상기 매니폴드에 연통하는 것을 특징으로 하는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치.

더욱 바람직하게는, 상기 센서모듈이 설치된 강판의 반대면에 상기 공기 노즐과 동일한 수와 동일한 배치의 공기 노즐이 형성된 공압 분사체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치는 센서 모듈 전방으로 다수의 공압 노즐을 형성하고, 상기 공압 노즐을 통하여 공압이 지속적으로 분사하여, 강판과 센서 모듈 사이의 자력에 의한 인력을 상쇄하여 강판과 센서 모듈 사이의 간극을 일정하게 유지하며, 또한 강판에 부착된 일부 이물질을 사전에 제거하여 상기 센서 모듈에 포함된 자력에 의하여 센서 모듈에 부착되는 현상을 방지할 수 있으므로, 강판 결함 탐상 장치의 유지 보수의 편리성을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치의 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 센서 모듈의 정면도이며,
도 3은 도 1에 도시된 센서 모듈의 공기 유동 구조이며,
도 4는 도 3의 다른 실시예이며,
도 5는 도 1의 다른 실시예이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 이송하는 강판(1), 상기 강판(1)에 일정 간격으로 설치되는 센서 모듈(10), 상기 센서 모듈(10) 내부에 위치하여 강판(1)에 자력을 제공하는 자석(20), 상기 자석(20)에서 제공된 자력의 변화를 감지하는 다수의 단위 센서로 구성되는 센서셋(30), 상기 센서 모듈(10)을 감싸는 케이스(40), 상기 케이스(40) 전방에 형성되는 다수의 공기 노즐(50), 상기 케이스(40) 후방에서 형성되어 외부의 공압이 공급되는 인입구(60)를 포함하여 구성된다.

상기 강판(1)은 강판 제조 공정을 통하여 생산되는 것으로 공정에 문제가 없는 한 지속적으로 이송하며, 또한 상기 강판(1)에 작용하는 장력을 연속하여 조절한다.

상기 강판(1)의 일면에는 센서 모듈(10)의 일정한 간격으로 배치되며, 상기 간격은 1mm 내지 2mm가 가장 바람직하다.

상기 강판(1)은 지속적인 장력의 조절이 있는 조업 중인 경우, 대략 0.2mm 내지 0.5mm 정도 진동을 하며, 조업이 중단된 경우 2mm 정도까지 진동이 발생하며, 상기와 같이 조업이 중단되어 장력 조절이 없는 경우 높은 진동폭을 나타내어 강판(1)이 상기 센서 모듈(10)을 타격하는 현상이 발생한다.

상기 센서 모듈(10)은 케이스(40)를 포함하며, 내부에 자석(20)의 양끝단이 케이스(40)의 전방으로 배치되도록 구성되며, 상기 자석(20)의 양 끝단 사이에 센서셋(30)이 위치한다.

상기 자석(20)은 상기 강판(1)에 자력을 제공하고, 상기 자석(20)에서 제공되는 자력의 변화를 상기 센서셋(30)이 감지하여 신호처리장치로 전송하고, 상기 신호처리장치는 상기 센서셋(30)에서 감지되는 자력의 변화를 이용하여 강판의 결함을 감지한다.

상기 케이스(40)의 전방에는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 공기 노즐(50)이 형성된다.

상기 공기 노즐(50)은 상기 케이스(40) 전면에 노출되는 자석(20)의 끝단과 센서셋(30)을 포함하는 외곽 라인에 따라 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 케이스(40)의 후면에는 인입구(60)가 형성되고, 상기 인입구(60)는 상기 공기 노즐(50)과 연통되도록 구성한다.

상기 연통구조는 케이스(40)의 형태에 따라 달리 구성할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(40) 후방에 매니폴드(61)를 형성하고, 상기 인입구(60)를 상기 매니폴드(61)와 연통하고, 각 공기 노즐(50)이 상기 매니폴드(61)와 다시 연통하도록 구성할 수도 있다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(40) 전면을 밀봉 처리하고, 케이스(40) 내부 전체 공간을 상기 인입구(60)와 연통하고, 또한 상기 공기 노즐(50)을 상기 내부 공간과 연통하는 형태로도 구성할 수 있다.

상기 구성은 특히 자석(20)을 전자석으로 구성하는 경우 전자석의 열을 공압을 통하여 외부로 발산하여 자석(20)을 냉각할 수 있는 장점이 있다.

상기 인입구(60)를 통하여 공급되는 공압은 상기 공기 노즐(50)의 직경과 전체 공기 노즐의 수를 고려하여, 상기 공압에 의한 척력이 상기 자석(20)에 의하여 발생하는 강판(1)과 센서 모듈(10) 사이에 지속적으로 작용하는 인력을 상쇄할 수 있는 정도로 설정하며, 통상의 공압 발생 장치에서 생성할 수 있는 5bar 내지 100bar 사이가 바람직하다.

또한 상기 자석(20)을 전자석으로 사용하는 경우, 사용 중 자력이 발생되지 않는 경우도 발생한다. 이때는 공압의 작동을 중지시키는 형태로 운전 가능하나, 공압의 제어가 어려운 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 강판(1)의 다른면에 상기 공기 노즐(50)과 동일한 배치를 갖는 공압 분사체(70)를 추가할 수 있다.

특히 상기 공압 분사체(70)는 상기 자석(20)의 작동이 중지된 경우, 작동시켜 강판(1)의 일시적인 반대 이동을 방지할 수 있다.

또한 센서 모듈(10)에서 배출되는 공압과 상기 공압 분사체(70)에서 배출되는 공압이 지속적으로 강판(1)을 가압하는 경우, 2개의 가상 롤러가 상기 센서 모듈(10) 위치에서 강판(1)을 지지하는 것과 동일한 효과를 제공하므로, 상기 자석(20)의 작동과 관계없이 양자 모두 작동시켜 탐상할 수도 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시 예들을 모두 포함한다.

1: 강판 10: 센서 모듈
20: 자석 30: 센서셋
40: 케이스 50: 공기 노즐
60: 인입구 61: 매니폴드
70: 공압 분사체 100: 간격 유지 장치

Claims (5)

1. 케이스, 자석 및 센서셋을 구비한 센서 모듈을 포함하여, 이송하는 강판의 결함을 탐상하기 위하여 강판과 일정 간격 이격되어 설치되는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치에 있어서,
   상기 케이스에 형성되어 공압이 공급되는 인입구; 및
   상기 케이스 전면에 형성되되, 상기 인입구와 연통되어 공압을 상기 강판에 분사하는 다수의 공기 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 공기 노즐은 케이스 전면에 폐쇄형으로 배치되며, 상기 폐쇄 면적은 자석의 끝단과 센서셋을 포함하는 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 인입구는 상기 케이스 내부의 공간과 연통하고, 상기 공기 노즐도 상기 케이스 내부 공간과 연통하는 것을 특징으로 하는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 인입구는 상기 케이스 내면에 형성되는 매니폴드에 연통하고, 상기 공기 노즐도 상기 매니폴드에 연통하는 것을 특징으로 하는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 센서모듈이 설치된 강판의 반대면에 상기 공기 노즐과 동일한 수와 동일한 배치의 공기 노즐이 형성된 공압 분사체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 결함 탐상 장치용 간격 유지 장치.
   

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