KR20190130834A

KR20190130834A - 비파괴검사시스템

Info

Publication number: KR20190130834A
Application number: KR1020180055469A
Authority: KR
Inventors: 안일성; 구상문
Original assignee: 주식회사 정안시스템
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2019-11-25
Also published as: KR102213699B1

Abstract

본 발명은 비파괴검사시스템에 관한 것으로서,신호처리장치로서의 컴퓨터일 수 있고 처리소프트웨어를 어플리케이션(11)으로 가지는 PC(10), 상기 PC(10)에 보드로서 장착되는 드라이버이고 증폭기인 드라이버(DMS)엔진(20), 이격된 측정장소에 설치되는 센서군인 센서그룹으로서의 센서(S1,S2,S3,..Sn)를 가지는 센서부(30)를 가지고, 상기 PC(10)와 드라이버(DMS)엔진(20) 및 센서부(30)는 상호 RS통신이블(40)로서 연결되어 구성되며; 대면적, 장길이의 측정대상의 피검사물의 형태, 두께, 재질에 대응하기 위하여 측정대상물의 형태에 맞게 프레임에 다수 고정배설되는 상기 센서(S1,S2,S3,..Sn)는, 센서코어(31)와 상기 센서코어(31)와 신호연결되는 스위칭부(32) 및 상기 스위칭부(32)의 신호에 따라 각각의 ID 인 채널어드레스(address #)가 입력되어 기억하는 상기 EPROM(33)을 제어하는 마이컴(32)을 내장,구성하여 가지고, 상기 센서(S1,S2,S3,..Sn)는 상기 PC(10)의 어플리케이션(11)의 설정에 따라서 채널의 EPROM(33)에 저장되는 어드레스번호에 해당되는 센서(S1,S2,S3,..Sn)만을 선택적으로 구동, 또는 해당 어드레스번호에 해당하는 센서(S1,S2,S3,..Sn)의 각 측정특성을 변경시켜 제어측정이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

비파괴검사시스템{A system of non-destructive inspection}

본 발명은 비파괴검사시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 센서를 가짐으로서 검사효율과 정도를 제고할 수 있는 구성의 센서부와, 이 센서부와 통신하는 시스템을 가지는 비파괴검사시스템에 관한 것이다.

기계,조선, 토목 등의 다양한 산업현장에서 철재소재나 구조물, 제품 등의 내부 조직이나 균열 상태 등을 검사하기 위하여 널리 사용되는 산업용 측정장비가 비파괴검사(Non-Destructive Inspection)장치이다.

이러한 비파괴검사장치는 방사선투과검사, 초음파탐상, 자기탐상, 자기누설, 전자유도검사법 등이 알려져 있다.

상기한 여러 가지 비파괴 검사법 중, 자기누설검사법은, 센서시스템의 자세나 진동 또는 이동속도가 불안정하더라도 출력신호의 일정 품질을 유지할 수 있어, 가장 많이 적용되는 검사기법이다.

와전류(Eddy Current)를 이용하는 자기누설검사를 위한 센서장치는 기본적으로 두 개의 영구자석과, 상기 영구자석을 연결하여 자로(Magnetic Path)를 제공하는 요크와, 상기 영구자석의 사이에 설치되며 결함부위에서 누설되는 자기장의 밀도를 측정하는 홀(Hall)센서 등의 감지센서로 구성된다.

상기 홀센서는, 자기장의 방향과 크기를 알아내는데 사용되는 소자로서, 자기장의 세기에 비례하는 출력을 발생한다.

종래로부터 이러한 종류의 자기누설검사를 수행하는 다양한 구성의 비파괴검사장치 내지 시스템이 안출되어 있다.

그 선원의 하나로서 한국특허공개 제10-2016-0013750호에 구성을 도 1에 도시하는 바와 같이, 비파괴검사시스템의 종래로부터의 일 실시예로서의 구성을 개략도로서 도시한다.

도 1을 참조하면, 전자기 유도 센서부를 활용한 비파괴검사장치는 프로브 및 본체(102)로 구성되고 측정자가 피로도 검사 장치를 휴대하고, 프로브를 이용하여 검사 부위를 스캐닝하면서 자속선을 투과시킨 후 수신하고 본체(102)에서 자속선 정보를 디스플레이하고, 검사 부위의 정상 여부를 판단하는 구성이며,

시스템은 측정자의 손떨림을 측정하기 위한 가속도 센서(201) 및 내부에 전자기 유도 코일을 포함하며 상기 전자기 유도 코일에서 발생된 자속선을 상기 검사 부위에 투과시킨 후 수신하기 위한 전자기 유도 센서부(202)를 포함하는 프로브부(203); 상기 수신한 자속선에 대한 정보에 상기 가속도 센서에 의해 측정된 손떨림정보를 반영하기 위한 제어부(204); 및 상기 손떨림 정보가 반영된 자속선에 대한 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(205)를 포함할 수 있다.

검사 부위를 측정자가 프로브(203)로 스캔을 할 때에 손떨림이 발생하는 경우 전자기 유도 센서(202)에서 수신한 자속선에 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 측정자의 손떨림을 보정하는 것이 필요하다. 이 선원 발명에서는 측정자의 손떨림을 측정하기 위한 가속도 센서(201)를 포함함으로써, 측정자의 손떨림을 측정하고 이를 이용하여손떨림에 의한 자속선의 오차를 보정할 수 있는 것을 기술적인 요지로 하고 있다.

전자기 유도 센서부(202)는 내부에 전자기 유도 코일을 포함하며 상기 전자기 유도 코일에서 발생된 자속선을 검사 부위에 투과시킨 후 수신한다. 제어부(204)에서는 전자기 유도 센서부(202)에서 수신한 자속선에 대한 정보에 가속도 센서(201)에 의해 측정된떨림으로 인한 오차를 보정한다. 제어부(204)에 의해 손떨림으로 인한 오차가 보정된 자속선에 대한 정보는 디스플레이부(205)에 손떨림 정보를 반영하여 디스플레이된다. 검사 장치는 정상 상태의 시편 (기준 시편)을 수납할 수 있는 공간(206); 및 [0032] 상기 정상 상태의 시편을 측정하기 위한 기준 센서(207)를 포함하는 기준 센서부(208)를 더 포함할 수 있는 구성을 구비하고 있다.

한국특허공개 10-2016-0013750호

상기의 선원 구성과 같은 비파괴검사시스템은 휴대가능한 독립된 유니트로서 센서를 장착하여 특정부위에서 검사를 수행하기에 적합한 장치로서, 다면적이나 길이가 긴 검사 대상에서 일괄적으로 수행하는 비파괴검사는 원천적으로 불가능하여 매 검사포인트를 측정검사하여야 하므로 검사시간과 검사인건비가 다대히 소요되는 문제점이 있다.

본 발명의 비파괴검사시스템은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로서, 면적이 크거나 길이가 길고 연속적인 검사대상 예를 들면 제조과정에서의 강판, 강관, 선박이나 교량등에서의 대형구조물의 검사 등에 측정이 용이하게 하고 별도의 독립된 측정장치없이 센서부의 구성과 이를 제어하는 소프트웨어의 개선만으로 개인용컴퓨터에서 구현할 수 있게 함으로서 장치 제조비를 대폭저감시켜 저렴하고도 신뢰성있는 다목적, 검사대상에 대한 적응성이 높은 비파괴검사시스템을 제공하고자 한다.

상기하는 과제를 해결하기 위하여 안출된 발명의 비파괴검사시스템은,

신호처리장치로서의 개인용컴퓨터일 수 있고 처리소프트웨어를 어플리케이션(11)으로 가지는 PC(10), 상기 PC(10)에 보드로서 장착되는 드라이버이고 증폭기인 드라이버(DMS)엔진(20), 이격된 측정장소에 설치되는 센서군인 센서그룹으로서의 센서(S1,S2,S3,..Sn)를 가지는 센서부(30)를 가지고, 상기 PC(10)와 드라이버(DMS)엔진(20) 및 센서부(30)는 상호 RS통신이블(40)로서 연결되어 구성되며;

대면적, 장길이의 측정대상의 피검사물의 형태, 두께, 재질에 대응하기 위하여 측정대상물의 형태에 맞게 프레임에 다수 고정배설되는 상기 센서(S1,S2,S3,..Sn)는, 센서코어(31)와 상기 센서코어(31)와 신호연결되는 스위칭부(32) 및 상기 스위칭부(32)의 신호에 따라 각각의 ID 인 채널어드레스(address #)가 입력되어 기억하는 상기 EPROM(33)을 제어하는 마이컴(32)을 내장,구성하여 가지고,

상기 센서(S1,S2,S3,..Sn)는 상기 PC(10)의 어플리케이션(11)의 설정에 따라서 채널의 EPROM(33)에 저장되는 어드레스번호에 해당되는 센서(S1,S2,S3,..Sn)만을 선택적으로 구동, 또는 해당 어드레스번호에 해당하는 센서(S1,S2,S3,..Sn)의 각 측정특성을 변경시켜 제어측정이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 비파괴검사시스템은 검사대상에 적응하여 다양한 센서어셈블리를 구성함으로서 단시간에 많은 비파괴검사를 수행할 수 있을 뿐아니라 적용대상 검사체에 적합한 해석프로그램을 설정하여 구성할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 종래의 일반적인 비파괴검사시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 비파괴검사시스템의 기본개념의 구성도.
도 3은 본 발명의 비파괴검사시스템의 적용예시도이다.

이하, 본 발명의 비파괴검사시스템의 바람직한 실시예에 따른 구성과 작용을 첨부도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 비파괴검사시스템의 기본개념의 구성도이고 도 3은 본 발명의 비파괴검사시스템의 적용예시도이다.

본 발명의 비파괴검사시스템(S)은 신호처리장치로서의 개인용 또는 산업용컴퓨터일 수 있고 처리소프트웨어를 어플리케이션(11)으로 가지는 PC(10), PC(10)에 보드로서 장착되는 드라이버이고 증폭기인 드라이버(DMS)엔진(20) 및 이격된 측정장소에 설치되는 센서군인 센서부(30)로서 구성되고,

PC(10)와 드라이버(DMS)엔진(20) 및 센서부(30)는 상호 RS통신케이블(40)로서 연결되어 구성된다. 따라서 이 RS232통신케이블에 의하여 최대 128채널까지 통신선로의 구성이 가능하다.

센서부(30)는 측정대상의 면적과 길이에 대응하여 측정영역내의 간극으로 각각 배설되며 요구되는 수대로 제공되는 센서그룹으로서 최대 센서(S1,S2,S3,..Sn)까지 제공되면 RS232통신규약에 의하여 128개의 센서(S1,S2,S3,..Sn)가 제공될 수 있다.

센서부(30)의 각각의 센서(S1,S2,S3,..Sn)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 도시하고 예시하는 바와 같이, 와전류(Eddy Current)를 이용하는 자기누설검사를 위한 통상적인 종래로부터의 센서코어(31)와, 이 센서코어(31)와 신호연결되는 스위칭부(32) 및 이 스위칭부(32)의 신호에 따라서 또는 협동하여 각각의 센서(S1,S2,S3,..Sn)의 ID인 채널어드레스(address#)가 입력되어 기억되는 EPROM(33)을 제어하는 마이컴(32)을 구성하여 가진다.

이들 스위칭부(32) 및 스위칭부(32)의 신호에 따라 채널 address#를 기억하는 EPROM(33)및 이를 제어하는 마이컴(32)은 모두 소자로서 도시하는 소형의 PCB보드(P)에 장착되어 센서부(30)의 각 센서(S1,S2,S3,..Sn)의 프로브하우징에 수납된다.

상기하는 구성으로서, 각각의 센서(S1,S2,S3,..Sn)를 구성하는 센서부(30)는 스위칭부(32) 및 스위칭부(32)의 신호에 따라 채널 address#를 기억하는 EPROM(33)및 이를 제어하는 마이컴(32)과 신호처리되는 PC(10)의 소프트웨어에 의하여 제어받으며 그러한 채널어드레스를 선택하고 배설하는 구성로직은 일반적인 당해업계의 기술이므로 상술하지 아니한다.

PC(10)의 어플리케이션(11)에서 특정군의 센서부(30)의 센서(S1,S2,S3,..Sn)를 스위칭하면,

해당되는 채널의 어드레스번호에 해당되는 센서(S1,S2,S3,..Sn)만을 스위칭부(32) 및 스위칭부(32)의 신호에 따라 채널 address#를 기억하는 EPROM(33)및 이를 제어하는 마이컴(32)이 선택적으로 구동하게 하거나 또는 해당 어드레스#에 해당하는 센서(S1,S2,S3,..Sn)의 각 측정특성을 변경시킬 수 있다.

여기에서 측정특성이라 함은 대면적 또는 길이가 긴 측정대상물의 형태(빈공간이나 홀부가 있는 부분)나 두께의 상이함, 재질의 상이함 등의 센서위치에 따라서 각각 다른 물리적, 물성적특성을 미리 설계예측 및 측정하여 해당위치의 어드레스에 해당하는 센서(S1,S2,S3,..Sn)의 측정특성 및 측정값의 해석방법이나 함수, 변수를 다르게 하여 일괄측정이 가능하게 하는 것을 말한다.

도 3에 예시적으로 길이가 긴 비파괴 검사라인(L)을 따라서 도시하지 아니하는 센서고정프레임에 센서부(30)가 고정되어 특정길이의 영역을 일괄하여 센싱하는 것을 도시한다. 면적인 큰 경우 센서부(30)의 센서(S1,S2,S3,..Sn)가 고정되는 고정프레임은 격자상의 장착프레임이 될 것이다.

이러한 구성은 강판이나 강관, 선박 선체부, 자동차새시부등 연속적으로 공급되는 공정상에서 고정되는 측정시스템으로서 본 발명의 비파괴검사시스템의 적용이 가능하다.

이상과 같은 본 발명의 비파괴검사시스템은 길이가 길거나 면적이 큰 검사영역을 선택적으로 일시에 측정이 가능하게 하여 다차원적인 검사해석이 가능하며 또한 단시간에 측정이 가능하게 하여 생산성을 대폭 제고할 수 있다.

본 발명에서는 RS232 통신규약을 언급하고 있으나 대면적의 경우 RS485통신을 사용하여 센서(S1,S2,S3,..Sn)의 수를 더욱 증대할 수 있음은 물론이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시나 응용이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시나 응용 예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

S: 비파괴검사시스템
S1,S2,S3,..Sn: 센서
10: PC
20: 드라이버(DMS)엔진
30: 센서부
40: RS232통신케이블

Claims

신호처리장치로서의 컴퓨터일 수 있고 처리소프트웨어를 어플리케이션(11)으로 가지는 PC(10), 상기 PC(10)에 보드로서 장착되는 드라이버이고 증폭기인 드라이버(DMS)엔진(20), 이격된 측정장소에 설치되는 센서군인 센서그룹으로서의 센서(S1,S2,S3,..Sn)를 가지는 센서부(30)를 가지고, 상기 PC(10)와 드라이버(DMS)엔진(20) 및 센서부(30)는 상호 RS통신이블(40)로서 연결되어 구성되며;
대면적, 장길이의 측정대상의 피검사물의 형태, 두께, 재질에 대응하기 위하여 측정대상물의 형태에 맞게 프레임에 다수 고정배설되는 상기 센서(S1,S2,S3,..Sn)는, 센서코어(31)와 상기 센서코어(31)와 신호연결되는 스위칭부(32) 및 상기 스위칭부(32)의 신호에 따라 각각의 ID 인 채널어드레스(address #)가 입력되어 기억하는 상기 EPROM(33)을 제어하는 마이컴(32)을 내장,구성하여 가지고,
상기 센서(S1,S2,S3,..Sn)는 상기 PC(10)의 어플리케이션(11)의 설정에 따라서 채널의 EPROM(33)에 저장되는 어드레스번호에 해당되는 센서(S1,S2,S3,..Sn)만을 선택적으로 구동, 또는 해당 어드레스번호에 해당하는 센서(S1,S2,S3,..Sn)의 각 측정특성을 변경시켜 제어측정이 가능한 것을 특징으로 하는 비파괴검사시스템.