KR20190001236A - 초음파 탐촉자 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 탐상장치의 기체에 형성된 슬라이드 홈에 결합되는 초음파 탐촉자 조립체로서, 일측면에 이격되게 형성되어 슬라이드 홈에 삽입되는 한 쌍의 제1 삽입부와, 타측면에 형성된 결합부와, 한 쌍의 제1 삽입부 사이에 형성된 절개홈을 갖는 몸체와, 절개홈에 슬라이드 이동되게 결합되며, 상부로부터 축선방향을 따라 형성된 체결암나사부와, 한 쌍의 제1 삽입부 사이에 위치되는 제2 삽입부를 갖는 이동체와, 몸체의 상부를 관통하여 체결암나사부에 체결되는 체결숫나사부와, 체결숫나사부의 일단부에 형성되는 머리부를 갖는 이동체 조절구와, 결합부에 결합되는 지지프레임과, 지지프레임의 하단에 설치되는 홀더와, 홀더에 회전 가능하게 결합되고, 탐촉자와 물공급관을 갖는 웨지를 포함하고, 한 쌍의 제1 삽입부에는 슬라이드 홈의 내부 일측에 걸림되는 제1 걸림부가 형성되고, 제2 삽입부에는 슬라이드 홈의 내부 타측에 걸림되는 제2 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 탐촉자 조립체{Ultrasonic Inspector Assemble}

본 발명은 초음파 탐상장치에 설치되는 초음파 탐촉자 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 대입열 편면 자동 용접이 적용되는 두꺼운 판의 맞대기 용접에 있어서, 용접이 종료되는 판 가장자리 근처에는 응고 균열이 발생되기 때문에 용접이 완료된 후 비파괴 검사를 통해 균열 발생 유무를 확인하게 된다.

이때, 용접부의 결함 유무를 확인하기 위한 검사방법으로 초음파 탐상법이 가장 많이 이용되고 있다.

초음파탐상검사는 고주파수의 음파를 검사할 재질내로 보내어 표면 및 내부 결함을 검출하는 비파괴검사법의 하나로서, 초음파를 이용하여 시험체에 초음파를 전달하면 에너지의 손실과 더불어 시험체 내부를 진행하게 되며 내부에 존재하는 불연속으로부터 반사한 초음파의 에너지량, 초음파의 진행시간 등을 분석하여 불연속의 위치및 크기를 정확히 알아낼 수 있게 된다.

초음파탐상검사는 시험체의 내부에 존재하는 불연속부를 확인할 수 있는 방법으로 방사선투과검사와 더불어 가장 널리 사용되지만 이에 비해 시험체의 두께가 두꺼워도 쉽게 검사가 가능하며, 면상결함에 대한 검출 능력이 뛰어난 장점이 있다.

또한, 초음파탐상검사시 얻어질 수 있는 정보는 초음파의 성질에 의해 반사, 굴절, 회절 및 간섭을 통해 이루어지며 시험체내 불연속으로부터의 반사, 고체와 기체의 계면에서의 반사, 고체와 액체의 계면에서의 반사등을 통한 펄스-반사법이 주로 이용되고 있다.

산업분야에 쓰이는 초음파탐상검사는 모재의 불연속부에 포함되어 있는 라미네이션, 균열, 개재물의 탐상뿐만 아니라 가공시(용접, 주조등)나 사용중에 발생할수 있는 기공, 균열, 개재물, 피로균열의 검출에 사용된다. 또한 강재뿐만 아니라 비강재의 재질로 이루어진 교량, 철재구조물, 조선, 압력용기, 일반 기계부품에 이르기까지 많은 분야에 걸쳐 있으며 사용될 수 있다.

선체의 용접부 결함을 검사하기 위한 종래의 초음파 탐상장치의 구조를 보면, 모터 구동에 의한 주행이 가능하도록 된 기체에 초음파 탐촉자가 결합되고, 기체의 주행시 탐촉자가 피검사물 표면에 밀착되어 함께 이동되도록 하여 용접부의 결함을 검사되도록 하는 구조가 알려져있다.

이러한, 구조의 종래기술은 피검사물의 표면이 균일한 경우에는 검사의 정확도가 높지만, 피검사물의 표면이 굴곡 또는 요철, 단차면을 갖는 경우, 탐촉자가 들뜨게 되어 결함을 제대로 검출할 수 없는 문제가 있었다.

또한, 초음파 탐촉자를 기체에 결합하는 방식이 초음파 탐촉자의 일측에 설치된 결합부를 기체에 형성된 슬라이드 홈의 끝단을 통해 삽입시킨 후 초음파 탐촉자를 슬라이드 홈을 따라 이동시켜 원하는 위치에 고정하게 되어 있어 초음파 탐촉자의 교체시 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.

이와 더불어 슬라이드 홈의 일부분이 손상된 경우 초음파 탐촉자가 슬라이드 홈을 따라 이동하지 못해 초음파 탐촉자를 원하는 위치에 위치시킬 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 탐촉자와 피검사물 사이가 들뜨는 것을 방지시켜 검사의 정확도를 향상시킬 수 있는 초음파 탐촉자 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 초음파 탐상장치의 기체에 초음파 탐촉자 조립체를 간단하고 신속하게 결합할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있는 초음파 탐촉자 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 피검사물의 용접부의 축선방향에 대해 직각으로 존재하는 결함을 검출할 수 있는 초음파 탐촉자 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시예에 의한 초음파 탐촉자 조립체는 초음파 탐상장치의 기체에 형성된 슬라이드 홈에 결합되는 초음파 탐촉자 조립체로서, 일측면에 이격되게 형성되어 슬라이드 홈에 삽입되는 한 쌍의 제1 삽입부와, 타측면에 형성된 결합부와, 한 쌍의 제1 삽입부 사이에 형성된 절개홈을 갖는 몸체와, 절개홈에 슬라이드 이동되게 결합되며, 상부로부터 축선방향을 따라 형성된 체결암나사부와, 한 쌍의 제1 삽입부 사이에 위치되는 제2 삽입부를 갖는 이동체와, 몸체의 상부를 관통하여 체결암나사부에 체결되는 체결숫나사부와, 체결숫나사부의 일단부에 형성되는 머리부를 갖는 이동체 조절구와, 결합부에 결합되는 지지프레임과, 지지프레임의 하단에 설치되는 홀더와, 홀더에 회전 가능하게 결합되고, 탐촉자와 물공급관을 갖는 웨지를 포함하고, 한 쌍의 제1 삽입부에는 슬라이드 홈의 내부 일측에 걸림되는 제1 걸림부가 형성되고, 제2 삽입부에는 슬라이드 홈의 내부 타측에 걸림되는 제2 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

실시예에 의하면 결합부에는 양측면에 슬라이드돌기가 형성된 레일가이드가 설치되고, 지지프레임의 양측면에는 슬라이드 돌기에 결합되는 슬라이드 홈이 형성된다.

실시예에 의하면 지지프레임에는 축선방향으로 레일가이드와 홀더 사이에 위치되고, 내주면에는 슬라이드 홈에 결합되는 돌기가 형성된 한 쌍의 지지링이 이격되게 배치되고, 한 쌍의 지지링 사이에는 코일스프링이 마련된다.

전술한 구성을 갖는 실시예에 따르면, 탐촉자와 피검사물 사이가 들뜨는 것을 방지시켜 검사의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 초음파 탐상장치의 기체에 초음파 탐촉자 조립체를 간단하고 신속하게 결합할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 피검사물의 용접부의 축선방향에 대해 직각으로 존재하는 결함을 검출할 수 있어 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 탐촉자 조립체를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 탐촉자 조립체를 도시한 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 몸체의 변형 실시예를 도시하는 사시도.
도 4은 본 발명의 실시에에 따른 몸체와 이동체의 결합상태를 도시하는 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 몸체와 이동체의 분해 사시도.
도 6은 도 4와 도 5에 도시된 몸체와 이동체가 기체에 결합되는 작동을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 탐촉자 조립체의 사용 상태를 도시하는 측면도.

본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 탐촉자 조립체를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 탐촉자 조립체를 도시한 분해 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 몸체의 변형 실시예를 도시하는 사시도, 도 4은 본 발명의 실시에에 따른 몸체와 이동체의 결합상태를 도시하는 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 몸체와 이동체의 분해 사시도, 도 6은 도 4와 도 5에 도시된 몸체와 이동체가 기체에 결합되는 작동을 도시하는 도면이다.

이를 참조하면, 실시예에 따른 초음파 탐촉자 조립체(100)는 초음파 탐상장치(미도시)의 기체(10)에 형성된 슬라이드 홈(12)에 결합되어 초음파 탐상장치가 피검사물(1)의 용접부(2)의 축선방향으로 주행할 때 용접부(2)의 결함을 검사하는 것으로서, 몸체(110), 이동체(120), 이동체 조절구(130), 지지프레임(140), 홀더(150), 웨지(160)를 포함하여 이루어진다.

몸체(110)는 기체(10)에 형성된 슬라이드 홈(12)에 결합된다.

몸체(110)의 일측면에는 슬라이드 홈(12)에 삽입되는 한 쌍의 제1 삽입부(112)가 이격되게 형성되고, 타측면에는 결합부(114)가 피검사물(1)의 용접부(2)와 마주보도록 형성된다.

또한, 결합부(114)는 도 3에 도시된 바와 같이, 일면이 소정의 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

이처럼 결합부(114)의 일면을 경사지게 형성하는 이유는 도 7에 도시된 바와 같이 후술하는 결합부(114)에 결합된 지지프레임(140)이 피검사물(1)의 용접부(2)의 축선방향에 대해 소정 각도로 경사지게 결합되게 하여 지지프레임(140)의 하단에 홀더(150)를 통해 결합된 웨지(160)가 피검사물(1)의 용접부(2)의 축선방향에 대해 직각으로 존재하는 결함을 검출할 수 있게 한다.

이는 초음파의 그 특성상 용접부(2)에 존재하는 결함의 위치가 초음파의 전달방향과 직각으로 교차하는 경우에는 용이하게 검출이 되나 용접부(2)에 존재하는 결함의 위치가 초음파의 전달방향과 평행하게 존재하는 경우에는 검출이 되지 않기 때문에 결합부(114)를 소정의 각도로 경사지게 형성함으로써 용접부(2)에 존재하는 결함이 용접부(2)의 축선방향에 대해 직각으로 존재하더라도 검출할 수 있게 된다.

또한, 한 쌍의 제1 삽입부(112) 사이에는 소정의 길이와 소정의 깊이를 갖는 절개홈(116)이 형성되고, 절개홈(116)의 내부에는 가이드홈(116a)이 형성된다.

이동체(120)는 절개홈(116)에 슬라이드 이동되게 결합된다. 이러한, 이동체(120)의 중심부에는 상부로부터 축선방향을 따라 체결암나사부(122)가 형성되고, 일측면에는 한 쌍의 제1 삽입부(112) 사이에 위치되어 한 쌍의 제1 삽입부(112)와 함께 슬라이드 홈(12)에 삽입되는 제2 삽입부(124)가 형성된다.

여기서, 한 쌍의 제1 삽입부(112)에는 슬라이드 홈(12)의 내부 일측에 걸림되는 제1 걸림부(112a)가 형성되고, 제2 삽입부(124)에는 슬라이드 홈(12)의 내부 타측에 걸림되는 제2 걸림부(124a)가 형성된다.

즉, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 걸림부(112a)와 제2 걸림부(124a)는 슬라이드 홈(12)을 기준으로 상호 엇갈리게 형성되는 것이다.

이와 같이 제1 걸림부(112a)와 제2 걸림부(124a)가 슬라이드 홈(12)을 기준으로 상호 엇갈리게 각각 제1 삽입부(112)와 제2 삽입부(124)에 형성되기 때문에 제1 삽입부(112)와 제2 삽입부(124)가 슬라이드 홈(12)에 삽입된 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이 이동체(120)를 후술하는 이동체 조절구(130)를 통해 슬라이드 이동시키면 제1 걸림부(112a)와 제2 걸림부(124a)가 각각 슬라이드 홈(12)의 내부 일측과 타측에 걸리면서 몸체(110)가 기체(10)에 견고하게 고정 결합된다.

이동체(120)의 타측면에는 이동체(120)가 절개홈(116)을 따라 슬라이드 이동될 수 있게 절개홈(116)의 내부에 형성된 가이드홈(116a)에 결합되는 가이드돌기(120a)이 형성된다.

아울러, 절개홈(116)의 내부에는 일단이 절개홈(116)의 내부 일측면에 지지되고, 타단이 절개홈(116)의 내부 일측면과 마주보는 이동체(120)의 일측면에 지지되는 스프링(S)이 마련될 수 있다.(도 6참조)

이러한 스프링(S)은 도 6에 도시된 바와 같이, 이동체(120)를 후술하는 이동체 조절구(130)로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 인가하여 이동체(120)가 이동체 조절구(130)의 회전에 의해 이동체 조절구(130)로부터 멀어지는 방향으로 이동될 때 보다 손쉽게 이동될 수 있게 한다.

이동체 조절구(130)는 절개홈(116)에 결합된 이동체(120)가 절개홈(116)을 따라 슬라이드 이동되게 하는 것으로서, 몸체(110)의 상부를 관통하여 이동체(120)에 형성된 체결암나사부(122)에 체결되는 체결숫나사부(132)와, 체결숫나사부(132)의 일단부에 형성되는 머리부(134)로 이루어진다.

지지프레임(140)은 직사각형의 판체형상으로 이루어져 결합부(114)에 결합된다.

또한, 지지프레임(140)은 결합부(114)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 것도 가능한데, 이 경우 결합부(114)에는 양측면에 슬라이드돌기(118a)가 형성된 레일가이드(118)가 볼트(B)를 통해 설치되고, 지지프레임(140)의 양측면에는 슬라이드돌기(118a)에 결합되는 슬라이드홈(140a)이 형성된다.

아울러, 지지프레임(140)에는 지지프레임(140)의 축선방향으로 한 쌍의 지지링(142)이 이격되게 배치되고, 한 쌍의 지지링(142) 사이에는 코일스프링(144)이 마련되는 것도 가능하다.

이때, 한 쌍의 지지링(142) 중 어느 하나는 레일가이드(118)의 하부에 위치되고, 다른 하나는 후술하는 홀더(150)의 상부에 위치된다.

또한, 한 쌍의 지지링(142)의 각각의 내주면에는 지지프레임(140)에 형성된 슬라이드 홈(140a)에 결합되는 돌기(142a)가 형성된다.

지지프레임(140)의 상단에는 스토퍼(146)가 볼트(B)와 너트(N)를 통해 설치되는데, 이 스토퍼(146)는 초음파 탐촉자 조립체(100)가 설치된 초음파 탐상장치를 다른 장소로 작업자가 들어서 이동시 지지프레임(140)이 자중에 의해 레일가이드(118)로부터 이탈되지 않게 한다.

홀더(150)는 지지프레임(140)의 하단에 지지프레임(140)의 축선방향으로 회전되게 볼트(B)와 너트(N)를 통해 힌지결합되고, 양측면에는 한 쌍의 날개부(152)가 평행하게 돌출 형성된다.

웨지(160)는 양측면이 홀더(150)에 형성된 한 쌍의 날개부(152)의 단부에 각각 힌지결합된다.

또한, 웨지(160)에는 피검사물(1)의 표면에 전달하고자 하는 초음파를 발생시키는 탐촉자(162)와, 탐촉자(162)에서 발생된 초음파가 피검사물(1)에 전달되게 하는 매질인 물을 웨지(160)의 내부에 공급하는 물공급관(164)이 구비된다.

아울러, 웨지(160)의 바닥면에는 자성체(166)가 구비되는 것도 가능한데, 이는 본 발명에 따른 초음파 탐촉자 조립체가 초음파 탐상장치와 함께 피검사물(1)의 용접부(2)를 따라 이동될 때 용접부(2)의 표면이 균일하지 못 한경우 웨지(160)가 용접부(2)의 표면으로부터 이탈되지 않게 한다.

이상 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110; 몸체 142a; 돌기
112; 제1 삽입부 144; 코일스프링
112a; 제1 걸림부 146; 스토퍼
114; 결합부 150; 홀더
116; 절개홈 152; 한 쌍의 날개부
116a; 가이드홈 160; 웨지
118; 레일가이드 162; 탐촉자
118a; 슬라이드돌기 164; 물공급관
120; 이동체 166; 자성체
120a; 가이드돌기
122; 체결암나사부
124; 제2 삽입부
124a; 제2 걸림부
130; 이동체 조절구
132; 체결숫나사부
134; 머리부
140; 지지프레임
140a; 슬라이드홈
142; 한 쌍의 지지링

Claims (5)

1. 초음파 탐상장치의 기체에 형성된 슬라이드 홈에 결합되는 초음파 탐촉자 조립체 있어서,
   일측면에 이격되게 형성되어 상기 슬라이드 홈에 삽입되는 한 쌍의 제1 삽입부와, 타측면에 형성된 결합부와, 상기 한 쌍의 제1 삽입부 사이에 형성된 절개홈을 갖는 몸체;
   상기 절개홈에 슬라이드 이동되게 결합되며, 상부로부터 축선방향을 따라 형성된 체결암나사부와, 상기 한 쌍의 제1 삽입부 사이에 위치되는 제2 삽입부를 갖는 이동체;
   상기 몸체의 상부를 관통하여 상기 체결암나사부에 체결되는 체결숫나사부와, 상기 체결숫나사부의 일단부에 형성되는 머리부를 갖는 이동체 조절구;
   상기 결합부에 결합되는 지지프레임;
   상기 지지프레임의 하단에 설치되는 홀더; 및,
   상기 홀더에 회전 가능하게 결합되고, 탐촉자와 물공급관을 갖는 웨지;를 포함하고,
   상기 한 쌍의 제1 삽입부에는 상기 슬라이드 홈의 내부 일측에 걸림되는 제1 걸림부가 형성되고, 상기 제2 삽입부에는 상기 슬라이드 홈의 내부 타측에 걸림되는 제2 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자 조립체.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 결합부에는 양측면에 슬라이드돌기가 형성된 레일가이드가 설치되고,
   상기 지지프레임의 양측면에는 상기 슬라이드 돌기에 결합되는 슬라이드 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자 조립체.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 지지프레임에는 축선방향으로 상기 레일가이드와 상기 홀더 사이에 위치되고, 내주면에는 상기 슬라이드 홈에 결합되는 돌기가 형성된 한 쌍의 지지링이 이격되게 배치되고,
   상기 한 쌍의 지지링 사이에는 코일스프링이 마련되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자 조립체.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 웨지의 바닥면에는 자성체가 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자 조립체.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 결합부는 일면이 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자 조립체.

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