KR20210112053A - Optical damage detection device - Google Patents

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KR20210112053A
KR20210112053A KR1020200027138A KR20200027138A KR20210112053A KR 20210112053 A KR20210112053 A KR 20210112053A KR 1020200027138 A KR1020200027138 A KR 1020200027138A KR 20200027138 A KR20200027138 A KR 20200027138A KR 20210112053 A KR20210112053 A KR 20210112053A
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Abstract

Disclosed is an optical damage detecting apparatus which detects the presence of damage to a surface of an optical component. The optical damage detecting apparatus according to an embodiment of the present invention, which is the apparatus for detecting optical damage to an inspection object having a first surface and a second surface formed at the opposite side of the first surface, comprises: a probe which touches the first surface and generates an electrical signal by transmitting and receiving ultrasonic waves toward the second surface; and a control unit which receives the electrical signal from the probe and determines the presence of optical damage to the second surface based on the electrical signal. The present invention detects damage to an optical component without separation of the optical component from a laser plasma accelerator.

Description

광학 손상 감지 장치{OPTICAL DAMAGE DETECTION DEVICE}OPTICAL DAMAGE DETECTION DEVICE

본 발명은 광학 손상 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 미러와 같은 광학 부품의 광학적인 손상을 감지하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detecting optical damage, and more particularly, to an apparatus for detecting optical damage to an optical component such as a mirror.

종래의 선형 가속기는 마이크로파를 사용하고 있다. 종래의 선형 가속기에 포함된 금속관은 높은 전압을 공급하면 금속판이 방전되므로, 금속관이 수십 미터(m)에서 수십 키로(km)로 길어지는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 강한 출력과 소형 크기의 레이저-플라즈마 가속기가 연구되고 있다.Conventional linear accelerators use microwaves. Since a metal plate is discharged when a high voltage is supplied to the metal tube included in the conventional linear accelerator, there is a problem in that the metal tube lengthens from several tens of meters (m) to several tens of kilometers (km). To solve this problem, a laser-plasma accelerator with a strong output and a small size is being studied.

레이저-플라즈마 가속기는 미러(mirror), 편광판(polarizer), 파장판(wave-plate), 광학 필터(optical filter)와 같은 광학 부품으로 구성된다. 레이저가 광학 부품에 일정 시간과 특정 에너지로 조사할 경우, 광학 부품의 표면으로부터 물리적인 변형이 발생되는 문제점이 발생된다. 이러한 광학 부품의 표면의 물리적인 변형은 표면으로부터 광학 부품의 매질 방향, 즉 광학 부품의 내부에 물리적인 변형으로 진행되는 문제가 발생된다.A laser-plasma accelerator consists of optical components such as a mirror, a polarizer, a wave-plate, and an optical filter. When the laser is irradiated to the optical component for a certain time and with a specific energy, there is a problem in that physical deformation is generated from the surface of the optical component. The physical deformation of the surface of the optical component causes a problem in that it proceeds from the surface in the direction of the medium of the optical component, that is, in the interior of the optical component.

레이저에 의한 손상(LID; Laser Induced Damage)인 광학 부품의 물리적인 변형을 감지하기 위한 종래의 방법은, 디지털 카메라(CCD camera; Charge-coupled device camera)를 이용한 이미지 획득 방법, 광학 간섭계(optical interferometer)를 이용한 감지 방법 또는, 현미경을 이용한 감지 방법 등이 있다. 그러나, 종래의 레이저에 의한 손상(LID)을 감지하는 방법은 레이저-플라즈마 가속기에 장착된 광학 부품을 분리하여야 하는 불편함이 있다.A conventional method for detecting a physical deformation of an optical component, which is a laser induced damage (LID), is an image acquisition method using a charge-coupled device camera (CCD camera), an optical interferometer ) or a detection method using a microscope. However, the conventional method of detecting damage caused by a laser (LID) is inconvenient in that it is necessary to separate an optical component mounted on a laser-plasma accelerator.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광학 부품을 레이저-플라즈마 가속기에서 분리하지 않고도 광학 부품의 손상을 감지하는 광학 손상 감지 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide an optical damage detection device for detecting damage to an optical component without separating the optical component from a laser-plasma accelerator.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치는, 제1 면과 상기 제1 면의 반대측에 형성된 제2 면을 가지는 피검사물의 광학적인 손상을 감지하는 장치에 있어서; 상기 제1 면에 접촉되고, 상기 제2 면을 향하는 초음파를 송수신하여 전기적인 신호를 발생시키는 탐촉자; 및 상기 탐촉자로부터 상기 전기적인 신호를 전달받고, 상기 전기적인 신호를 기반으로 하여 상기 제2 면의 광학적인 손상 여부를 판단하는 제어부; 를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, an optical damage detection device according to an embodiment of the present invention, an apparatus for detecting optical damage to an object to be inspected having a first surface and a second surface formed on the opposite side of the first surface; a probe in contact with the first surface and transmitting and receiving ultrasonic waves directed to the second surface to generate an electrical signal; and a control unit receiving the electrical signal from the transducer and determining whether the second surface is optically damaged based on the electrical signal; may include.

상기 제어부는, 손상되지 않은 피검사물의 전기적인 신호를 기준값으로 결정하고, 상기 제어부는, 상기 탐촉자로부터 실시간으로 전달받는 상기 전기적인 신호와 상기 기준값을 비교하여 상기 제2 면의 광학적인 손상 여부를 판단할 수 있다.The control unit determines whether an electrical signal of an undamaged object to be inspected is a reference value, and the control unit compares the electrical signal received from the probe in real time with the reference value to determine whether the second surface is optically damaged. can judge

상기 제어부는, 상기 기준값에 해당하는 상기 초음파의 제1 왕복 시간과 상기 전기적인 신호에 해당하는 상기 초음파의 제2 왕복 시간을 비교하여, 상기 제2 면의 광학적인 손상 여부를 판단할 수 있다.The controller may determine whether the second surface is optically damaged by comparing the first reciprocating time of the ultrasonic wave corresponding to the reference value and the second reciprocating time of the ultrasonic wave corresponding to the electrical signal.

상기 제어부는, 상기 기준값의 제1 진폭과 상기 전기적인 신호의 제2 진폭을 비교하여, 상기 제2 면의 광학적인 손상 여부를 판단할 수 있다.The controller may determine whether the second surface is optically damaged by comparing a first amplitude of the reference value with a second amplitude of the electrical signal.

상기 광학 손상 감지 장치는, 상기 탐촉자를 상기 제1 면 상에서 X방향 또는 상기 X방향과 수직한 Y방향으로 이송시키는 이송부를 더 포함할 수 있다.The optical damage detection device may further include a transfer unit for transferring the transducer in an X direction or a Y direction perpendicular to the X direction on the first surface.

상기 이송부는, 상기 피검사물에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.The transfer unit may be detachably coupled to the object to be inspected.

상기 이송부는, 상기 탐촉자와 연결되고, 상기 탐촉자를 상기 X방향으로 이송시키는 제1 이송부; 및 상기 탐촉자와 연결되고, 상기 탐촉자를 상기 Y방향으로 이송시키는 제2 이송부를 포함할 수 있다.The transfer unit may include: a first transfer unit connected to the transducer and transferring the transducer in the X direction; and a second transfer unit connected to the transducer and transferring the transducer in the Y direction.

상기 제1 이송부는, 상기 제1 이송부의 측면에 형성되는 제1 가이드 홀; 및 상기 제1 이송부의 상면에 형성되는 제2 가이드 홀을 포함하고, 상기 제2 이송부는 상기 제1 가이드 홀을 따라 상기 Y방향으로 이동되고, 상기 탐촉자는 상기 제2 가이드 홀을 따라 상기 Y방향으로 이송될 수 있다.The first transfer unit may include: a first guide hole formed on a side surface of the first transfer unit; and a second guide hole formed on an upper surface of the first transfer unit, wherein the second transfer unit is moved in the Y direction along the first guide hole, and the transducer is moved in the Y direction along the second guide hole. can be transferred to

본 발명의 실시예에 따르면, 초음파를 발생하는 탐촉자에 의해 피검사물의 표면의 손상 여부를 확인하므로, 피검사물을 레이저-플라즈마 가속기로부터 분리하지 않고도 피검사물의 표면의 검사의 편의성이 개선된다.According to an embodiment of the present invention, since it is checked whether the surface of the inspection object is damaged by the probe that generates ultrasonic waves, the convenience of inspection of the surface of the inspection object is improved without separating the inspection object from the laser-plasma accelerator.

또한, 탐촉자의 초음파의 송수신을 통해 발생되는 전기적인 신호를 기반으로 피검사물의 표면의 손상 여부를 확인하므로, 피검사물의 표면의 검사의 정확성이 개선된다.In addition, since it is checked whether the surface of the inspection object is damaged based on the electrical signal generated through the ultrasonic wave transmission and reception of the probe, the accuracy of the inspection of the surface of the inspection object is improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치를 통해 피검사물의 광학적인 손상을 감지하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 손상되지 않은 피검사물의 전기적인 신호를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3의 도시된 피검사물의 전기적인 신호를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing an optical damage detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an apparatus for detecting optical damage according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a process of detecting optical damage to an object to be inspected through an optical damage detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing an electrical signal of an undamaged object to be inspected.
5 is a graph showing an electrical signal of the object to be inspected shown in FIG. 3 .
6 is a diagram schematically illustrating an optical damage detection apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments according to the present invention can be variously modified. Certain embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings are only provided to facilitate understanding of the various embodiments. Accordingly, the technical spirit is not limited by the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings, and it should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but these elements are not limited by the above-described terms. The above terminology is used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

본 발명의 실시예에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 발명의 실시예에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the embodiments of the present invention, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the embodiments of the present invention exist, It should be understood that it does not preclude the possibility of addition or existence of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

한편, 본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Meanwhile, a “module” or “unit” for a component used in an embodiment of the present invention performs at least one function or operation. In addition, a "module" or "unit" may perform a function or operation by hardware, software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of “modules” or a plurality of “units” other than a “module” or “unit” to be performed in specific hardware or to be executed in at least one processor may be integrated into at least one module. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

그 밖에도, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be abbreviated or omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치를 나타내는 블록도이다.FIG. 1 is a diagram schematically showing an optical damage detecting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an optical damage detecting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치(100)는 피검사물(10)의 광학적인 손상을 감지하는 장치로서, 탐촉자(110) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.1 and 2 , an optical damage detection device 100 according to an embodiment of the present invention is a device for detecting optical damage of an object 10 to be inspected, and includes a probe 110 and a control unit 130 . may include

상기 피검사물(10)은 미러(mirror), 편광판(polarizer), 파장판(wave-plate), 광학 필터(optical filter)와 같은 광학 부품일 수 있다. 또한, 상기 피검사물(10)은 레이저-플라즈마 가속기에 사용되는 다양한 광학 부품일 수 있다. 상기 피검사물(10)은 제1 면(11) 및 상기 제1 면(11)의 반대측에 형성되는 제2 면(12)을 가질 수 있다. 상기 제1 면(11)과 상기 제2 면(12)은 상기 피검사물(10)의 두께(Ep)만큼 떨어질 수 있다. 상기 제2 면(12)에는 레이저-플라즈마 가속기에서 사용되는 레이저와 같은 전자기파가 조사될 수 있다.The inspected object 10 may be an optical component such as a mirror, a polarizer, a wave-plate, or an optical filter. In addition, the object 10 to be inspected may be various optical components used in a laser-plasma accelerator. The object 10 to be inspected may have a first surface 11 and a second surface 12 formed on the opposite side of the first surface 11 . The first surface 11 and the second surface 12 may be separated by a thickness Ep of the object 10 to be inspected. The second surface 12 may be irradiated with an electromagnetic wave such as a laser used in a laser-plasma accelerator.

상기 탐촉자(110)는 상기 제1 면(11)에 접촉되는 접촉면(111)을 가질 수 있다. 상기 탐촉자(110)는 초음파를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 상기 탐촉자(110)는 10 ~ 99 MHz 대역 중 적어도 하나의 초음파를 송수신할 수 있다. 상기 탐촉자(110)는 전선(113)을 통해 전원을 공급받아 진동 또는 초음파를 발생하는 압전 소자를 포함할 수 있다. 상기 탐촉자(110)는 상기 제2 면(12)을 향하는 초음파(①)를 송신하고, 상기 제2 면(12)으로부터 반사되어 상기 제1 면(11)으로 향하는 초음파(②)를 수신할 수 있다. 상기 탐촉자(110)는 상기 수신된 초음파를 통해 전기적인 신호를 발생시킬 수 있다.The probe 110 may have a contact surface 111 in contact with the first surface 11 . The transducer 110 may transmit and receive ultrasonic waves. For example, the transducer 110 may transmit/receive at least one ultrasonic wave in a band of 10 to 99 MHz. The transducer 110 may include a piezoelectric element that receives power through the electric wire 113 to generate vibration or ultrasonic waves. The transducer 110 transmits an ultrasonic wave (①) directed to the second surface 12, and can receive an ultrasonic wave (②) reflected from the second surface 12 and directed toward the first surface 11 have. The transducer 110 may generate an electrical signal through the received ultrasound.

상기 제어부(130)는 상기 탐촉자(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제어부(130)는 상기 제어부(130)로부터 상기 전기적인 신호를 전달받을 수 있다. 상기 제어부(130)는 상기 전기적인 신호를 기반으로 하여, 상기 제2 면(12)의 광학적인 손상 여부를 판단할 수 있다. 상기 제어부(130)에 대해서는 이후 도면을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.The control unit 130 may be electrically connected to the transducer 110 . The control unit 130 may receive the electrical signal from the control unit 130 . The control unit 130 may determine whether the second surface 12 is optically damaged based on the electrical signal. The control unit 130 will be described in detail later with reference to the drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치(100)는 통신부(150)를 더 포함할 수 있다.The apparatus 100 for detecting optical damage according to an embodiment of the present invention may further include a communication unit 150 .

상기 통신부(150)는 상기 제어부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 통신부(150)는 상기 제어부(130)로부터 상기 전기적인 신호를 전달받을 수 있다. 상기 통신부(150)는 외부의 전자 장치(미도시)와 무선 또는 유선으로 통신할 수 있다. 예를 들면, 상기 통신부(150)는 상기 전기적인 신호를 상기 외부의 전자 장치로 전송할 수 있다. 상기 외부의 전자 장치는 예를 들어, 스마트폰, 컴퓨터 또는 서버일 수 있다. 상기 외부의 전자 장치는 상기 전기적인 신호를 실시간으로 디스플레이할 수 있다. 또한, 상기 외부의 전자 장치는 상기 전기적인 신호를 기반으로 하여, 실시간으로 상기 피검사물의 표면의 상태를 표시할 수 있다.The communication unit 150 may be electrically connected to the control unit 130 . The communication unit 150 may receive the electrical signal from the control unit 130 . The communication unit 150 may communicate with an external electronic device (not shown) wirelessly or by wire. For example, the communication unit 150 may transmit the electrical signal to the external electronic device. The external electronic device may be, for example, a smartphone, a computer, or a server. The external electronic device may display the electrical signal in real time. Also, the external electronic device may display the state of the surface of the object to be inspected in real time based on the electrical signal.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치를 통해 피검사물의 광학적인 손상을 감지하는 과정을 나타내는 도면이고, 도 4는 손상되지 않은 피검사물의 전기적인 신호를 나타내는 그래프이고, 도 5는 도 3의 도시된 피검사물의 전기적인 신호를 나타내는 그래프이다.3 is a diagram illustrating a process of detecting optical damage of an object to be inspected through an optical damage detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a graph showing an electrical signal of an undamaged object to be inspected, FIG. 5 is a graph showing an electrical signal of the object to be inspected shown in FIG. 3 .

도 1 및 도 3 내지 도 5를 참조하여, 상기 피검사물(10)의 광학적인 손상을 감지하는 과정을 살펴보기로 한다.Referring to FIGS. 1 and 3 to 5 , a process of detecting the optical damage of the object 10 will be described.

먼저, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(130)는 상기 제2 면(12)의 광학적인 손상 여부를 판단하기 위하여, 손상되지 않은 피검사물(10, 도 1 참조)의 전기적인 신호를 기준값으로 결정할 수 있다. 상기 기준값은 상기 피검사물(10, 도 1 참조)에 레이저와 같은 전자기파를 조사하기 않은 상태에서, 상기 탐촉자(110)로부터 발생된 상기 전기적인 신호를 기반으로 하여 결정될 수 있다.First, as shown in FIGS. 1 and 4 , the control unit 130 determines whether the second surface 12 is optically damaged, A negative signal can be determined as a reference value. The reference value may be determined based on the electrical signal generated from the probe 110 in a state in which electromagnetic waves such as a laser are not irradiated to the object 10 (refer to FIG. 1 ).

상기 탐촉자(110)는 상기 피검사물(10, 도 1 참조)의 상기 제2 면을 향하여 제1 초음파(①)를 송신할 수 있다. 상기 제1 초음파(①)는 상기 제2 면(12)에 반사되고, 상기 탐촉자(110)는 상기 제2 면(12)에 반사되어 상기 제1 면(11)을 향하는 제2 초음파(②)를 수신할 수 있다. 상기 탐촉자(110)는 상기 수신된 제2 초음파(②)에 해당되는 전기적인 신호를 발생시킬 수 있다.The probe 110 may transmit a first ultrasonic wave (①) toward the second surface of the object 10 (refer to FIG. 1). The first ultrasonic wave (①) is reflected on the second surface 12, and the transducer 110 is reflected on the second surface 12, and a second ultrasonic wave (②) directed toward the first surface 11 (②) can receive The transducer 110 may generate an electrical signal corresponding to the received second ultrasonic wave (②).

상기 기준값은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 수신된 제2 초음파(②)의 상기 전기적인 신호의 제1 진폭을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(130)는 상기 제1 초음파(①)의 송신을 시작 시점으로 하고 상기 제2 초음파(②)의 수신을 도달 시점으로 하여 상기 기준값에 해당하는 상기 초음파의 제1 왕복 시간(S1)을 결정할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the reference value may include a first amplitude of the electrical signal of the received second ultrasound (②). In addition, the control unit 130 uses the transmission of the first ultrasound (①) as a start time and reception of the second ultrasound (②) as the arrival time, and the first round trip time S1 of the ultrasound corresponding to the reference value. ) can be determined.

다음으로, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 피검사물(10)의 표면이 레이저와 같은 전자기파에 의해 광학적인 손상이 발생된 경우, 상기 피검사물(10)의 내부에는 물리적인 결함(C)이 발생될 수 있다.Next, as shown in FIGS. 3 and 5 , when the surface of the inspected object 10 is optically damaged by electromagnetic waves such as a laser, there is a physical defect ( C) may occur.

상기 제2 면(12)을 향하는 제3 초음파(③)가 상기 결함(C)에 반사되고, 상기 탐촉자(110)는 상기 결함(C)에 반사된 제4 초음파(④)를 수신할 수 있다. 상기 탐촉자(110)는 상기 수신된 제4 초음파(④)에 해당되는 전기적인 신호를 발생시킬 수 있다.A third ultrasonic wave (③) facing the second surface 12 is reflected by the defect (C), and the probe 110 may receive a fourth ultrasonic wave (④) reflected by the defect (C) . The transducer 110 may generate an electrical signal corresponding to the received fourth ultrasonic wave (④).

상기 제어부(130)는 상기 수신된 제4 초음파(④)의 상기 전기적인 신호의 제2 진폭을 계산할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(130)는 상기 제3 초음파(③)의 송신을 시작 시점으로 하고 상기 제4 초음파(④)의 수신을 도달 시점으로 하여 상기 전기적인 신호의 제2 왕복 시간(S2)을 결정할 수 있다.The controller 130 may calculate a second amplitude of the electrical signal of the received fourth ultrasound (④). In addition, the controller 130 determines the second round trip time S2 of the electrical signal with the transmission of the third ultrasonic wave (③) as the start time and the reception of the fourth ultrasonic wave (④) as the arrival time. can

상기 제어부(130)는 상기 탐촉자(110)로부터 실시간으로 전달받는 상기 전기적인 신호와 상기 기준값을 비교하여 상기 제2 면(12)의 광학적인 손상 여부를 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어부(130)는 상기 기준값에 해당하는 상기 초음파의 상기 제1 왕복 시간(S1)과 상기 전기적인 신호에 해당하는 상기 초음파의 상기 제2 왕복 시간(S2)을 비교하여, 상기 제1 왕복 시간(S1)과 상기 제2 왕복 시간(S2)이 다른 경우, 상기 제2 면(12)의 광학적인 손상을 확인할 수 있다. 특히, 상기 제2 왕복 시간(S2)이 상기 제1 왕복 시간(S1)보다 적은 경우, 상기 피검사물(10)의 내부에 결함(C)이 발생된 것이므로, 상기 제어부(130)는 상기 제2 면(12)의 광학적인 손상을 확인할 수 있다.The control unit 130 may determine whether the second surface 12 is optically damaged by comparing the reference value with the electrical signal received from the transducer 110 in real time. In addition, the controller 130 compares the first reciprocating time S1 of the ultrasound corresponding to the reference value with the second reciprocating time S2 of the ultrasound corresponding to the electrical signal, When the reciprocating time S1 and the second reciprocating time S2 are different, optical damage to the second surface 12 may be confirmed. In particular, when the second reciprocating time S2 is less than the first reciprocating time S1, since the defect C is generated inside the inspected object 10, the control unit 130 controls the second reciprocating time S1. Optical damage of the surface 12 can be confirmed.

또한, 상기 제어부(130)는 상기 기준값의 제1 진폭과 상기 전기적인 신호의 제2 진폭을 비교하여, 상기 제2 면(12)의 광학적인 손상 여부를 판단할 수 있다.Also, the controller 130 may determine whether the second surface 12 is optically damaged by comparing the first amplitude of the reference value with the second amplitude of the electrical signal.

또한, 상기 제어부(130)는 상기 제1 왕복 시간(S1), 상기 제2 왕복 시간(S2), 상기 제1 진폭 및 상기 제2 진폭과 같은 상기 전기적인 신호를 기반으로 하여, 상기 결함(C)의 위치와 크기를 확인할 수 있다.In addition, the control unit 130 based on the electrical signals such as the first round trip time (S1), the second round trip time (S2), the first amplitude and the second amplitude, the defect (C) ) and its size.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치(100)는 상기 피검사물(10)에 조사되는 초음파로부터 발생되는 전기적인 신호를 통해 상기 피검사물(10)의 표면의 손상 여부를 감지할 수 있다.As described above, the optical damage detecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention detects whether the surface of the inspected object 10 is damaged through an electrical signal generated from ultrasonic waves irradiated to the inspected object 10 . can do.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치(100)는 상기 피검사물(10)의 재질에 따라 초음파가 진행되어 반사되는 경우에는 고온 상태나 수중 상태에서도 상기 피검사물(10)의 광학적인 손상 여부를 감지할 수 있다.In addition, the optical damage detection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention provides optical damage to the object 10 even in a high temperature state or underwater when ultrasonic waves are reflected and processed according to the material of the object 10 . It can detect phosphorus damage.

또한, 상기 통신부(150, 도 2 참조)는 상기 제어부(130)로부터 상기 전기적인 신호를 전달받고, 상기 전기적인 신호를 외부의 전자 장치로 전송할 수 있다. 상기 외부의 전자 장치는 상기 전기적인 신호를 저장한 후, 시간에 따른 상기 제2 진폭을 확인할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치(100)는 상기 피검사물(10)의 표면의 미세한 변화의 정도인 경년변화를 확인할 수 있다.Also, the communication unit 150 (refer to FIG. 2 ) may receive the electrical signal from the control unit 130 and transmit the electrical signal to an external electronic device. After storing the electrical signal, the external electronic device may check the second amplitude according to time. Accordingly, the apparatus 100 for detecting optical damage according to an embodiment of the present invention can confirm the secular change, which is the degree of minute change in the surface of the object 10 to be inspected.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.6 is a diagram schematically illustrating an optical damage detection apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치(200)는 탐촉자(210), 제어부(130, 도 2 참조) 및 이송부(220)를 포함하고, 본 발명의 다른 실시예의 구성과 동일하거나 유사한 구성에 대한 설명은 전술한 설명으로 대체한다.6 is an optical damage detection device 200 according to another embodiment of the present invention including a probe 210, a control unit 130 (see FIG. 2) and a transfer unit 220, the same configuration as in another embodiment of the present invention or a description of a similar configuration is replaced with the above description.

상기 이송부(220)는 상기 탐촉자(210)를 상기 제1 면(11) 상에서 X방향 또는 상기 X방향과 수직한 Y방향으로 이송시킬 수 있다. 상기 이송부(220)는 상기 피검사물(10)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 상기 이송부(220)는 상기 제1 이송부(221) 및 상기 제2 이송부(222)를 포함할 수 있다.The transfer unit 220 may transfer the transducer 210 in the X direction or the Y direction perpendicular to the X direction on the first surface 11 . The transfer unit 220 may be detachably coupled to the object 10 to be inspected. The transfer unit 220 may include the first transfer unit 221 and the second transfer unit 222 .

상기 제1 이송부(221)는 상기 탐촉자(210)와 연결되고, 상기 탐촉자(210)를 상기 X방향으로 이송시킬 수 있다. 상기 제1 이송부(221)의 양단은 상기 피검사물(10)의 측면(13)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 이송부(221)는 상기 제1 면(11)과 상기 측면(13)을 감싸면서 상기 X방향으로 이동될 수 있다. 상기 제1 이송부(221)가 상기 X방향으로 이동됨에 따라, 상기 탐촉자(210)는 상기 X방향으로 이송될 수 있다. 또한, 상기 제1 이송부(221)는 상기 제1 이송부(221)의 측면에 형성되는 제1 가이드 홀(221a) 및 상기 제1 이송부(221)의 상면에 형성되는 제2 가이드 홀(221b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 가이드 홀(221a)은 상기 제2 가이드 홀(221b)과 평행하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 가이드 홀(221a)의 길이는 상기 제2 가이드 홀(221b)의 길이에 대응할 수 있다. 상기 제1 가이드 홀(221a)과 상기 제2 가이드 홀(221b)은 상기 Y방향을 따라 형성될 수 있다.The first transfer unit 221 may be connected to the transducer 210 and transfer the transducer 210 in the X direction. Both ends of the first transfer unit 221 may be in contact with the side surface 13 of the object 10 to be inspected. The first transfer unit 221 may move in the X direction while surrounding the first surface 11 and the side surface 13 . As the first transfer unit 221 moves in the X direction, the probe 210 may be transferred in the X direction. In addition, the first transfer unit 221 includes a first guide hole 221a formed on a side surface of the first transfer unit 221 and a second guide hole 221b formed on an upper surface of the first transfer unit 221 . may include The first guide hole 221a may be formed parallel to the second guide hole 221b. Also, a length of the first guide hole 221a may correspond to a length of the second guide hole 221b. The first guide hole 221a and the second guide hole 221b may be formed along the Y direction.

상기 제2 이송부(222)는 상기 탐촉자(210)와 연결되고, 상기 탐촉자(210)를 상기 Y방향으로 이송시킬 수 있다. 상기 제2 이송부(222)는 상기 제1 가이드 홀(221a)을 따라 상기 Y방향으로 이동될 수 있다.The second transfer unit 222 may be connected to the transducer 210 and transfer the transducer 210 in the Y direction. The second transfer unit 222 may move in the Y direction along the first guide hole 221a.

상기 제2 이송부(222)가 상기 Y방향으로 이동되면, 상기 탐촉자(210)는 상기 제2 이송부(222)와 함께 상기 제2 가이드 홀(221b)을 따라 상기 Y방향으로 이송될 수 있다.When the second transfer unit 222 is moved in the Y direction, the probe 210 may be transferred along the second guide hole 221b together with the second transfer unit 222 in the Y direction.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 손상 감지 장치(200)는 상기 피검사물(10)의 상기 제1 면(11) 상에서 상기 탐촉자(210)를 이송시키는 상기 이송부(220)를 포함함에 따라, 상기 탐촉자(210)가 상기 피검사물(10)의 상기 제1 면(11)의 전체 표면을 정밀하게 검사할 수 있다.As the optical damage detection device 200 according to another embodiment of the present invention includes the transfer unit 220 for transferring the probe 210 on the first surface 11 of the object 10, the The probe 210 may precisely inspect the entire surface of the first surface 11 of the object 10 to be inspected.

다만, 상기 이송부(220)는 상기 제1 이송부(221)와 상기 제2 이송부(222)로 구성되는 것에 한정되지 않고, 상기 탐촉자(210)를 상기 제1 면(11)에 접촉시키면서 상기 X방향과 상기 Y방향으로 이송시킬 수 있는 다양한 구조로 구성될 수 있다.However, the transfer unit 220 is not limited to being composed of the first transfer unit 221 and the second transfer unit 222 , and the probe 210 is brought into contact with the first surface 11 in the X direction. and various structures capable of being transported in the Y direction.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, preferred embodiments according to the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the present invention in addition to the above-described embodiments is understood by those of ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

100: 광학 손상 감지 장치
110: 탐촉자
130: 제어부100: optical damage detection device
110: transducer
130: control unit

Claims (8)

제1 면과 상기 제1 면의 반대측에 형성된 제2 면을 가지는 피검사물의 광학적인 손상을 감지하는 장치에 있어서;
상기 제1 면에 접촉되고, 상기 제2 면을 향하는 초음파를 송수신하여 전기적인 신호를 발생시키는 탐촉자; 및
상기 탐촉자로부터 상기 전기적인 신호를 전달받고, 상기 전기적인 신호를 기반으로 하여 상기 제2 면의 광학적인 손상 여부를 판단하는 제어부;
를 포함하는 광학 손상 감지 장치.
An apparatus for detecting optical damage to an object to be inspected having a first surface and a second surface formed on an opposite side of the first surface;
a probe in contact with the first surface and transmitting and receiving ultrasonic waves directed to the second surface to generate an electrical signal; and
a control unit receiving the electrical signal from the transducer and determining whether the second surface is optically damaged based on the electrical signal;
Optical damage detection device comprising a.
 제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 손상되지 않은 피검사물의 전기적인 신호를 기준값으로 결정하고,
상기 제어부는, 상기 탐촉자로부터 실시간으로 전달받는 상기 전기적인 신호와 상기 기준값을 비교하여 상기 제2 면의 광학적인 손상 여부를 판단하는 광학 손상 감지 장치.
According to claim 1,
The control unit determines the electrical signal of the undamaged object to be inspected as a reference value,
The control unit, an optical damage sensing device for determining whether the second surface is optically damaged by comparing the reference value with the electrical signal received from the transducer in real time.
 제2 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 기준값에 해당하는 상기 초음파의 제1 왕복 시간과 상기 전기적인 신호에 해당하는 상기 초음파의 제2 왕복 시간을 비교하여, 상기 제2 면의 광학적인 손상 여부를 판단하는 광학 손상 감지 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit compares the first reciprocating time of the ultrasonic wave corresponding to the reference value and the second reciprocating time of the ultrasonic wave corresponding to the electrical signal, and detecting optical damage to determine whether the second surface is optically damaged. Device.
 제2 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 기준값의 제1 진폭과 상기 전기적인 신호의 제2 진폭을 비교하여, 상기 제2 면의 광학적인 손상 여부를 판단하는 광학 손상 감지 장치.
3. The method of claim 2,
The controller compares the first amplitude of the reference value with the second amplitude of the electrical signal, and determines whether the second surface is optically damaged.
 제1 항에 있어서,
상기 탐촉자를 상기 제1 면 상에서 X방향 또는 상기 X방향과 수직한 Y방향으로 이송시키는 이송부를 더 포함하는 광학 손상 감지 장치.
According to claim 1,
The optical damage detection device further comprising a transfer unit for transferring the transducer in the X direction or the Y direction perpendicular to the X direction on the first surface.
 제5 항에 있어서,
상기 이송부는, 상기 피검사물에 탈착 가능하게 결합되는 광학 손상 감지 장치.
6. The method of claim 5,
The transfer unit is an optical damage detection device that is detachably coupled to the object to be inspected.
 제6 항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 탐촉자와 연결되고, 상기 탐촉자를 상기 X방향으로 이송시키는 제1 이송부; 및
상기 탐촉자와 연결되고, 상기 탐촉자를 상기 Y방향으로 이송시키는 제2 이송부를 포함하는 광학 손상 감지 장치.
7. The method of claim 6,
The transfer unit,
a first transfer unit connected to the transducer and transferring the transducer in the X direction; and
An optical damage detection device connected to the transducer and comprising a second conveying unit for conveying the transducer in the Y direction.
 제7 항에 있어서,
상기 제1 이송부는,
상기 제1 이송부의 측면에 형성되는 제1 가이드 홀; 및
상기 제1 이송부의 상면에 형성되는 제2 가이드 홀을 포함하고,
상기 제2 이송부는 상기 제1 가이드 홀을 따라 상기 Y방향으로 이동되고,
상기 탐촉자는 상기 제2 가이드 홀을 따라 상기 Y방향으로 이송되는 광학 손상 감지 장치.8. The method of claim 7,
The first transfer unit,
a first guide hole formed on a side surface of the first transfer unit; and
and a second guide hole formed on an upper surface of the first transfer unit,
The second transfer unit is moved in the Y direction along the first guide hole,
The probe is an optical damage detection device that is transferred in the Y direction along the second guide hole.
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KR20150074554A (en) * 2013-12-24 2015-07-02 주식회사 포스코 Ultrasonic testing apparatus for thick plate

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