KR20180031523A - 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하세는 복잡한 형상을 갖는 모터 코어에 초음파를 가하고 그 모터 코어의 적외선 열화상을 확보하여 이로부터 모터 코어의 결함을 실시간으로 검출함으로써 모터 코어의 검사에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있는 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템은, 모터 코어의 결함 유무를 검출하기 위한 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템에 있어서, 상기 모터 코어에 초음파를 가하는 초음파 가진기와, 상기 초음파 가진기에 의해 초음파가 가해져 발열된 모터 코어의 표면으로부터 복사되는 적외선을 검출하는 적외선 열화상 카메라와, 상기 적외선 열화상 카메라로부터 얻어진 열화상으로부터 모터 코어의 결함 여부를 판단하는 판단수단이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템은, 모터 코어의 결함 유무를 검출하기 위한 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템에 있어서, 상기 모터 코어에 초음파를 가하는 초음파 가진기와, 상기 초음파 가진기에 의해 초음파가 가해져 발열된 모터 코어의 표면으로부터 복사되는 적외선을 검출하는 적외선 열화상 카메라와, 상기 적외선 열화상 카메라로부터 얻어진 열화상으로부터 모터 코어의 결함 여부를 판단하는 판단수단이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하세는 복잡한 형상을 갖는 모터 코어에 초음파를 가하고 그 모터 코어의 적외선 열화상을 확보하여 이로부터 모터 코어의 결함을 실시간으로 검출함으로써 모터 코어의 검사에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있는 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템에 관한 것이다.
세탁기 구동을 위해 이용되는 모터는 일반적으로 모터 코어와 로터를 포함하여 구성된다. 모터 코어는 모터의 효율과 동특성에 큰 영향을 미치므로 모터 코어의 신뢰성과 안정성 확보를 위해서는 모터의 내부 결함 유무를 판다하는 것이 매우 중요하다.
통상 모터 코어의 결함은 육안으로 검사하고 있다. 이는 모터 코어가 블랭킹 성형된 강판을 적층하여 코어치와 슬롯을 갖도록 형성되어 그 형상이 복잡하여 방사선투과시험(R.T : Radiographic Testing), 자분탐상법(M.T : Magnetic Particle Testing), 초음파탐상법(UT : Ultrasonic Test) 등과 같은 비접촉 탐상법을 적용하는데 한계가 있다.
한편 초음파가진 적외선 열화상 기술은 결함을 갖는 시험체에 20~40kHz 영역의 초음파를 입사하고, 입사된 초음파의 탄성에너지의 일부가 결합부에서 열탄성효과로 인하여 열에너지로 변환하게 되고, 이때 적외선 열화상 카메라를 발진된 초음파에 동기화시켜 시험체의 온도분포를 측정함으로써 결함을 검출하는 기술로 최근 주목받고 있는 기술이다. 대한민국 등록특허 제10-0931370호에는 초음파가진 적외선 열화상 기술을 이용하여 결함을 측정하는 기술인 '초음파 공구혼 및 이를 이용한 적외선 열화상 비파괴검사시스템'이 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 복잡한 형상을 갖는 모터 코어에 초음파를 가하고 그 모터 코어의 적외선 열화상을 확보하여 이로부터 모터 코어의 결함을 실시간으로 검출함으로써 모터 코어의 검사에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있는 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템은, 모터 코어의 결함 유무를 검출하기 위한 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템에 있어서, 상기 모터 코어에 초음파를 가하는 초음파 가진기와, 상기 초음파 가진기에 의해 초음파가 가해져 발열된 모터 코어의 표면으로부터 복사되는 적외선을 검출하는 적외선 열화상 카메라와, 상기 적외선 열화상 카메라로부터 얻어진 열화상으로부터 모터 코어의 결함 여부를 판단하는 판단수단이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템은, 상기 적외선 열화상 카메라에 의해 검출된 적외선의 강도에 따른 색상으로 화면상에 표출하는 디스플레이부가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템은, 상기 초음파 발진기는 주파수 30kHz의 초음파를 가진하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템은 복잡한 형상을 갖는 모터 코어에 초음파를 가하고 그 모터 코어의 적외선 열화상을 확보하여 이로부터 모터 코어의 결함을 실시간으로 검출함으로써 모터 코어의 검사에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 도시한 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용한 실험을 위한 모터 코어 시편을 도시한 사진
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템에 의해 취득한 시편A 열 분포 이미지
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편A의 spot의 시간에 따른 온도 변화 그래프
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편A의 spot의 시간에 따른 온도 변화 이미지
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편A의 스플라인의 시간에 따른 온도 변화 그래프
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템에 의해 취득한 시편B 열 분포 이미지
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편B의 spot의 시간에 따른 온도 변화 그래프
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편B의 spot의 시간에 따른 온도 변화 이미지
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편B의 스플라인의 시간에 따른 온도 변화 그래프
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용한 실험을 위한 모터 코어 시편을 도시한 사진
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템에 의해 취득한 시편A 열 분포 이미지
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편A의 spot의 시간에 따른 온도 변화 그래프
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편A의 spot의 시간에 따른 온도 변화 이미지
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편A의 스플라인의 시간에 따른 온도 변화 그래프
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템에 의해 취득한 시편B 열 분포 이미지
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편B의 spot의 시간에 따른 온도 변화 그래프
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편B의 spot의 시간에 따른 온도 변화 이미지
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편B의 스플라인의 시간에 따른 온도 변화 그래프
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용한 실험을 위한 모터 코어 시편을 도시한 사진이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템에 의해 취득한 시편A 열 분포 이미지이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편A의 spot의 시간에 따른 온도 변화 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편A의 spot의 시간에 따른 온도 변화 이미지이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편A의 스플라인의 시간에 따른 온도 변화 그래프이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템에 의해 취득한 시편B 열 분포 이미지이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편B의 spot의 시간에 따른 온도 변화 그래프이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편B의 spot의 시간에 따른 온도 변화 이미지이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어 신뢰성 평가 시스템을 이용하여 얻은 시편B의 스플라인의 시간에 따른 온도 변화 그래프이다.
본 발명에 따른 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템은 모터 코어의 결함 유무를 검출하기 위한 것으로, 초음파 가진기(10), 적외선 열화상 카메라(20), 판단수단(30) 및 디스플레이부(40)을 포함하여 구성된다.
상기 초음파 가진기(10)은 모터 코어에 초음파를 가하기 위한 구성이다. 상기 초음파 가진기(10)는 초음파 발진자에서 발생된 초음파를 공구혼에 의해 공구혼 끝단에 초음파가 집속시켜 모터 코어에 접촉된 공구혼을 통해 모터 코어에 초음파를 전달하게 된다.
상기 적외선 열화상 카메라(20)는 상기 초음파 가진기(10)에 의해 초음파가 가해져 발열된 모터 코어의 표면으로부터 복사되는 적외선을 검출하기 위한 구성이다. 상기 적외선 열화상 카메라(Infrared Thermography Camera)는 모터 코어의 표면으로부터 복사되는 에너지(열에너지)를 전자파의 일종인 적외선 파장(Infrared Wavelength)형태로 검출, 피사체 표면의 복사열의 강도(양) (Radiant Heat Intensity)을 측정하여 강도(양)에 따라 각각의 다른 색상(False or Pseudo Color)으로 표현한다.
상기 판단수단(30)은 상기 적외선 열화상 카메라로부터 얻어진 열화상으로부터 모터 코어의 결함 여부를 판단하는 구성이다. 결함을 갖는 모터 코어로부터 얻어진 열화상은 정상(결함이 없는) 모터 코어로부터 얻어진 열화상과 차이를 갖게되고 상기 판단수단(30)은 이들의 차이로부터 결함을 갖는 모터 코어를 검출하게 된다.
상기 디스프레이부(40)는 상기 적외선 열화상 카메라(20)에 의해 검출된 적외선의 강도에 따른 색상으로 화면상에 표출하기 위한 구성이다.
이하에서는 도 2에 도시된 모터 코어를 이용하여 결함을 평가한 실시예를 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 모터 코어 중 A는 정상 시편이고 B는 결함을 갖는 시편이다.
표 1은 모터 코어 시편의 사양을 정리한 것이다.
모터 코어 시편의 표면에 초음파를 가하고 적외선 열화상 카메라를 이용하여 이미지 데이터를 획득하였다. 시험을 위한 주변 온도는 25℃를 유지하였고, 적외선 열화상 카메라와 모터 코어 시편의 거리는 50Cm 이내로 하여 640*480의 해상도 영상을 취득하였다.
도 3은 A시편의 모터 코어의 표면에 초음파를 가해 5군데 spot을 적외선 열화상 카메라로 촬영하여 시간의 흐름에 따른 온도 분포를 도시한 이미지이고, 도 4는 도 3의 spot을 그래프로 나타낸 것이고, 도 5는 모터 코어 시편으로 스플라인(Splline)의 온도 분포를 열화상 이미지로 획득한 도면이고, 도 6은 도 5의 스플라인을 그래프로 나타낸 것이다. 표 2 및 도 3의 열화상 이미지를 분석해보면 초음파를 가한 spot1이 160.2℃로 가장 높은 온도로 측정되었고, 초음파 혼과 가장 멀리 떨어진 spot5가 127.1℃로 상대적으로 낮게 온도가 측정되었다. 도 5와 표2에서 보는 바와 같이 열에너지가 일정한 모습으로 절달됨을 확인하였다.
도 7은 시편B의 모터 코어에 초음파를 가해 5군데 spot촬영하여 시간 흐름에 따라 표 3에서와 같은 온도분포를 획득하였다. 도7의 열화상 이미지를 보면 육안으로도 열에너지의 흐름이 일정하지 않음을 확인할 수 있다. 도 8은 도 7의 spot을 그래프로 나타낸 것이다. 도 9는 도 스플라인의 온도분포를 열화상으로 나태난 것이고, 도 10은 도 9의 스플라인을 그래프로 나태낸 것이다.
결과적으로 도 5에서와 같이 정상적인 모터 코어 시편A는 일정한 열에너지 분포를 보이는데 반해, 도 9로부터 결함을 갖는 모터 코어 시편B는 열에너지 전달이 일정하지 않음을 확인할 수 있다.
10
초음파 가진기
20 적외선 열화상 카메라
30 판단수단
40 디스플레이부
20 적외선 열화상 카메라
30 판단수단
40 디스플레이부
Claims (3)
- 모터 코어의 결함 유무를 검출하기 위한 초음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템에 있어서,
상기 모터 코어에 초음파를 가하는 초음파 가진기와,
상기 초음파 가진기에 의해 초음파가 가해져 발열된 모터 코어의 표면으로부터 복사되는 적외선을 검출하는 적외선 열화상 카메라와,
상기 적외선 열화상 카메라로부터 얻어진 열화상으로부터 모터 코어의 결함 여부를 판단하는 판단수단이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 적외선 열화상 카메라에 의해 검출된 적외선의 강도에 따른 색상으로 화면상에 표출하는 디스플레이부가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 음파 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 초음파 발진기는 주파수 30kHz의 초음파를 가진하는 것을 특징으로 하는 적외선 열화상을 이용한 모터 코어의 신뢰성 평가 시스템.
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