KR20210142048A - Nondestructive inspection device using 60GHz radar of the welding part of the ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 선박 외벽의 용접부 용접비드 높이를 레이더 전파로 검사하는 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for a welding part of a ship that inspects the weld bead height of a welded part of a ship's outer wall by radar radio waves.
일반적으로, 선박은 마주보는 상태로 접하는 복수의 강판들을 용접으로 결합하면서 건조가 이루어지게 한다. 따라서, 용접 상태의 품질을 검사하는 것이 중요하며, 특히 용접부의 용접비드 품질(높이)를 검사하는 것이 중요한 검사 중에 하나이다.In general, a ship is made while drying by welding a plurality of steel plates in contact with each other in a facing state. Therefore, it is important to inspect the quality of the welded state, and in particular, to inspect the weld bead quality (height) of the weld is one of the important inspections.
이러한, 용접부의 용접비드 검사는 검사자의 육안에 의존하거나, 비파괴 검사장치로 용접비드에 레이저를 조사하고, 용접비드면으로부터 반사되는 레이저를 카메라가 수광하며, 카메라가 수광한 영상신호 정보를 용접비드에 대한 입체정보로 변환하는 방식으로 용접비드에 대한 정보를 얻거나, 전자파를 용접부에 방사하여 전자파가 강판에서 반사된 후 용접부에서 나올 때 전자기파를 측정하여 용접비드에 대한 정보를 얻을 수 있다.Such a welding bead inspection of the welding part depends on the inspector's eyes or irradiates a laser to the welding bead with a non-destructive inspection device, the camera receives the laser reflected from the welding bead surface, and the image signal information received by the camera is used for the welding bead. Information about the weld bead can be obtained by converting it to three-dimensional information about the weld bead, or by emitting electromagnetic waves to the welded part and measuring the electromagnetic wave when it comes out of the welded part after the electromagnetic wave is reflected from the steel plate.
그러나, 레이저와 카메라를 이용한 비파괴 검사장치는, 직진성만을 가지는 레이저의 성질 때문에 용접비드 상에 레이저가 닿지 못하는 암부가 형성될 수 있다. 또한, 용접비드의 선단측면 또는 후단측면 중 어느 한면은 형성된 용접비드면이 레이저의 진로를 방해하는 장애물이 되어 카메라가 레이저를 수광할 수 있게 되어 정밀한 검사를 수행할 수 없게 되는 바, 모든 용접비드면에 레이저가 닿도록 각도 또는 위치를 재설정해야 불편함이 있다.However, in a non-destructive inspection apparatus using a laser and a camera, a dark portion that the laser cannot reach may be formed on the weld bead due to the nature of the laser having only straightness. In addition, the weld bead surface formed on either the front side or the rear end side of the weld bead becomes an obstacle that obstructs the path of the laser, so that the camera can receive the laser light, thereby making it impossible to perform a precise inspection. It is inconvenient to have to reset the angle or position so that the laser hits the surface.
특히, 레이더를 이용한 비파괴 검사장치는, 용접비드의 높이가 높아질수록 반사되는 레이더 신호가 약해지고, 약해진 신호를 증폭해 주기 위해 깊이에 따라 일정한 비율 또는 조작자의 경험에 기초하여 반사된 신호에 소정의 게인(Gain)을 주어 반사되는 깊이에 따라 신호를 적절히 증폭하게 되는데, 이로 인해 측정데이터를 왜곡시킬 우려가 있으면서 작업자의 경험과 숙련도에 따라 주관적 요소가 요구되어 정확한 측정이 어려운 문제점이 있다.In particular, in the non-destructive inspection apparatus using radar, the higher the height of the weld bead, the weaker the reflected radar signal, and a predetermined gain to the reflected signal based on a certain ratio according to the depth or the operator's experience to amplify the weakened signal. (Gain) is given to appropriately amplify the signal according to the reflected depth. This causes the measurement data to be distorted and subjective factors are required depending on the experience and skill of the operator, making accurate measurement difficult.
이러한, 비파괴 검사에 대한 관련기술은, 대한민국 등록특허 제10-0490123호(2005.05.09), 대한민국 등록특허 제10-1780049호(2017.09.13)에 제시된다.These, related technologies for non-destructive testing are presented in Korean Patent Registration No. 10-0490123 (May 09, 2005) and Korean Patent Registration No. 10-1780049 (September 13, 2017).
본 발명은, 레이더를 이용한 용접비드 검사시, 레이더 신호의 약해짐을 방지하여 별도의 레이더 신호 증폭없이도 정확한 측정을 가능하게 하는 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for a welding part of a ship that enables accurate measurement without a separate radar signal amplification by preventing the weakening of a radar signal during welding bead inspection using radar.
본 발명은, 전면부에는 레이더 전파를 선박의 용접부 방향으로 출력함과 더불어 용접부에 충돌된 후 반사된 레이더 전파를 다시 입력받을 수 있게 하는 레이더 센서를 구비하는 레이더 제어보드, 상기 레이더 센서의 전방에 위치하도록 레이더 제어보드의 전면부에 결합 설치하며, 레이더 센서에서 레이더 제어보드의 전방으로 방사되는 레이더 전파의 출력방향으로 연장되도록 전파보정구가 관통 형성되어, 레이더 센서에서 출력되는 레이더 전파가 레이더 제어보드 전방에 배치된 용접부 방향으로 직진이동되게 가이드함과 더불어 용접부에 충돌된 후 반사된 레이더 전파를 집중상태로 레이더 센서에 유입되게 가이드하는 입출력 보정부를 포함하는 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치를 제공한다.The present invention relates to a radar control board having a radar sensor on the front part that outputs a radar wave in the direction of a welding part of a ship and receives a radar wave reflected back after it collides with a welding part, and in front of the radar sensor. It is installed on the front part of the radar control board so that it is located, and the radio wave correction sphere is formed to extend in the output direction of the radar wave radiated from the radar sensor to the front of the radar control board, so that the radar wave output from the radar sensor is controlled by the radar. Provides a 60 GHz radar non-destructive inspection device for ship welding parts, including an input/output correction unit that guides moving in the direction of the welding part disposed in front of the board and guides the reflected radar wave after it collides with the welding part to flow into the radar sensor in a concentrated state do.
또한, 상기 전파보정구는, 레이더 센서에서 방사되는 레이더 전파의 출력방향을 기준으로 레이더 센서에서 출력된 레이더 전파가 유입되는 입구 부분에서 레이더 전파가 배출되는 출구 부분으로 갈수록 내경이 커지도록 형성될 수 있다.In addition, the radio wave compensator, based on the output direction of the radar wave radiated from the radar sensor, may be formed so that the inner diameter increases from the inlet portion through which the radar wave output from the radar sensor is introduced to the outlet portion through which the radar wave is discharged. .
또한, 상기 레이더 제어보드의 전면부를 감싸도록 입출력 보정부에 결합 설치되어, 레이더 제어보드 전면부로 레이더 전파 이외의 외부 전파가 유입되는 것을 차단하는 금속 재질의 전면 전파보호판, 상기 레이더 제어보드의 후면부를 감싸도록 레이더 제어보드에 결합 설치되어, 레이더 제어보드 후면부로 외부 전파가 유입되는 것을 차단하는 금속 재질의 후면 전파보호판을 포함할 수 있다.In addition, a front radio wave protection plate made of a metal material that is coupled to the input/output correction unit to surround the front portion of the radar control board and blocks external radio waves other than radar radio waves from entering the front portion of the radar control board, and the rear portion of the radar control board It is coupled to the radar control board so as to surround it, and may include a rear radio wave protection plate made of a metal material to block the inflow of external radio waves to the rear part of the radar control board.
본 발명에 따른 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치는, 레이더 센서의 전방에 전파보정구가 형성된 입출력 보정부를 설치하여, 레이더 센서에서 출력되는 레이더 전파가 레이더 제어보드 전방에 배치된 용접부 방향으로 직진이동되게 가이드함과 더불어 용접부에 충돌된 후 반사된 레이더 전파를 집중상태로 레이더 센서에 유입되게 가이드한다. 따라서, 레이더 전파가 선박 외판의 용접부에 안정적으로 도달하여 선박 외벽의 용접부에 충돌된 후 반사된 레이더 전파가 다시 레이더 센서에 집중상태로 유입되게 하는 바, 레이더 전파의 입력신호를 향상시켜 처리장치에서 정확한 영상데이터를 만들게 하면서 용접비드 높이를 정확하게 검사할 수 있게 한다.The 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for a ship welding part according to the present invention installs an input/output correction unit in which a radio wave correction tool is formed in front of a radar sensor, and the radar wave output from the radar sensor moves straight in the direction of the welding part disposed in front of the radar control board It also guides the reflected radar wave after it collides with the welding part to flow into the radar sensor in a concentrated state. Therefore, the radar wave stably reaches the welding part of the ship's outer plate and collides with the welding part of the outer wall of the ship, and then the reflected radar wave flows back into the radar sensor in a concentrated state. It makes it possible to accurately inspect the weld bead height while creating accurate image data.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치의 단면도이다.1 is a perspective view of a 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for a ship welding part according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of a 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for a ship welding part according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for a ship welding part according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치의 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예의 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치는, 레이더 제어보드(100), 입출력 보정부(200)를 구비한 상태로 선박 외벽의 용접부에 형성된 용접비드(도면미도시)로 레이더 전파를 방사한 후, 레이더 전파가 용접비드와 전기적인 성질이 다른 선박 외벽에 반사되는 레이더 전파를 입력받는다. 이렇게 입력된 신호를 별도의 처리장치(도면미도시)에서 선박 외벽에 반사된 후 용접비드 표면에 나와서 수신될 때까지의 시간에 기초하여 반사물체까지의 거리를 측정함으로써 이에 기초한 영상데이터를 만들어 용접비드 높이를 검사할 수 있게 한다.1 is a perspective view of a 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for a ship welding part according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of a 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for a ship welding part according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is It is a cross-sectional view of a 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for a ship welding part according to an embodiment of the present invention. 1 to 3 , the 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for the welding part of a ship according to an embodiment includes a
상기 레이더 제어보드(100)는 레이더 전파를 용접비드에 방사되도록 레이더 전파를 출력되게 함과 더불어 반사되는 레이더 전파를 입력받은 후, 입력 신호를 처리장치로 전달하는 회로기판 부분이다. 이러한, 레이더 제어보드(100)의 전면부에는 외부에서 전원의 공급시, 레이더 전파를 출력되게 함과 더불어 선박 외벽의 용접부가 형성된 부분에 충돌한 후 반사된 레이더 전파를 입력받을 수 있게 하는 레이더 센서(110)를 연결 구비한다.The
여기서, 상기 레이더 제어보드(100)의 레이더 센서(110)는 레이더 전파를 출력하는 전파출력부와, 반사된 레이더 전파를 입력받는 전파입력부를 포함할 수 있으며, 전파입력부는 처리장치와 연결되어 입력된 신호를 처리장치로 전달할 수 있게 한다. 그리고, 전파출력부에서 출력되는 레이더 전파는 60GHz의 주파수를 가지는 것이 바람직하다. 이때, 레이더 전파의 주파수가 60GHz보다 낮을 경우 mm단위의 용접부에 대한 감지가 어렵고, 레이더 전파의 주파수가 60GHz보다 높을 경우 감지범위가 좁고 외부 전파의 영향을 받아 정확한 검사가 어려운 문제점이 있다.Here, the
그리고, 상기 레이더 제어보드(100)의 후면부에는 레이더 제어보드(100)의 후면부로 외부의 전파가 유입되는 것을 차단하는 금속 재질의 후면 전파보호판(120)를 결합 구비할 수 있다. 이러한, 후면 전파보호판(120)은 레이더 제어보드(100)의 후면부 전체를 감싸도록 레이더 제어보드(100)의 면적과 같거나 더 큰 면적을 가지도록 형성시킨 상태로 레이더 제어보드(100)에 볼트와 같은 체결부재(121)를 통해 결합 설치할 수 있다.In addition, a rear radio
상기 입출력 보정부(200)는 레이더 제어보드(100)의 레이더 센서(110)에서 출력되는 레이더 전파가 레이더 제어보드(100) 전방에 배치된 용접부의 용접비드 방향으로 직진이동되게 가이드함과 더불어 선박 외벽의 용접부에 충돌된 후 반사된 레이더 전파를 집중상태로 레이더 센서(110)에 유입되게 가이드하는 육면체 블럭 부분이다. 이러한, 입출력 보정부(200)는 레이더 센서(110)의 전방에 위치하도록 레이더 제어보드(100)의 전면부에 결합 설치한다.The input/
그리고, 상기 입출력 보정부(200)에는 레이더 제어보드(100)의 레이더 센서(110)에서 레이더 제어보드(100)의 전방으로 방사되는 레이더 전파의 출력방향으로 연장되도록 전파보정구(210)가 관통 형성된다. 이때, 전파보정구(210)는 레이더 제어보드(100)의 전면부에 수직한 상태로 직선형으로 관통 형성된다.In addition, a radio
더불어, 상기 전파보정구(210)는 레이더 센서(110)에서 방사되는 레이더 전파의 출력방향을 기준으로 레이더 센서(110)에서 출력된 레이더 전파가 유입되는 입구 부분 'a' 에서 레이더 전파가 배출되는 출구 부분 'b' 으로 갈수록 내경이 커지도록 형성된다. 즉, 전파보정구(210)는 레이더 센서(110)에서 레이더 제어보드(100)의 전방으로 갈수록 내경이 커지도록 형성된다. 보다 상세하게는, 전파보정구(210)는 입구 부분에서 출구 부분으로 중심축선을 기준으로 30도 각도로 확대되도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the
이같이, 상기 전파보정구(210)가 레이더 센서(110)에서 레이더 제어보드(100)의 전방으로 갈수록 내경이 커지도록 형성된 바, 레이더 센서(110)에서 출력되는 레이더 전파가 레이더 제어보드(100) 전방에 배치된 용접부의 용접비드 방향으로 직진이동되게 안정적으로 가이드함과 더불어 레이더 전파가 용접부에 집중상태로 방사되도록 하면서 용접부에 안정적으로 도달할 수 있게 한다. 더불어, 전파보정구(210)가 레이더 센서(110)에서 레이더 제어보드(100)의 전방으로 갈수록 내경이 커지도록 형성됨으로써, 선박 외벽의 용접부에 충돌된 후 반사된 레이더 전파를 안정적으로 레이더 센서(110)에 유입되게 가이드함과 더불어 레이더 전파를 집중상태로 레이더 센서(110)에 유입되게 하는 바, 레이더 전파의 입력신호를 향상시켜 처리장치에서 정확한 영상데이터를 만들수 있게 하여, 용접비드 높이를 정확하게 검사할 수 있게 한다.In this way, the
그리고, 상기 입출력 보정부(200)에는 레이더 제어보드(100) 전면부로 선박 외벽의 용접부에 충돌된 후 반사된 레이더 전파 이외의 외부 전파가 유입되는 것을 차단하는 금속 재질의 전면 전파보호판(220)을 결합 구비할 수 있다. 이러한, 전면 전파보호판(220)은 레이더 제어보드(100)의 전면부 전체를 감싸도록 입출력 보정부(200)에 결합 설치할 수 있다. 이때, 전면 전파보호판(220)은 입출력 보정부(200)의 외주면에 일체상태로 결합 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 별도의 구성으로 형성한 상태로 상호 연결상태로 볼트와 같은 체결부재(도면부재)를 통해 결합되게 할 수도 있음은 물론이다.In addition, the input/
이와 같은, 일 실시예의 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치는, 레이더 센서(110)의 전방에 전파보정구(210)가 형성된 입출력 보정부(200)를 설치하여, 레이더 센서(110)에서 출력되는 레이더 전파가 레이더 제어보드(100) 전방에 배치된 용접부 방향으로 직진이동되게 가이드함과 더불어 용접부에 충돌된 후 반사된 레이더 전파를 집중상태로 레이더 센서(110)에 유입되게 가이드한다. 따라서, 레이더 전파가 선박 외판의 용접부에 안정적으로 도달하여 선박 외벽의 용접부에 충돌된 후 반사된 레이더 전파가 다시 레이더 센서(110)에 집중상태로 유입되게 하는 바, 레이더 전파의 입력신호를 향상시켜 처리장치에서 정확한 영상데이터를 만들게 하면서 용접비드 높이를 정확하게 검사할 수 있게 한다.As described above, the 60 GHz radar non-destructive inspection apparatus for a ship welding part of an embodiment installs the input/
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
100: 레이더 제어보드
110: 레이더 센서
120: 후면 전파보호판
200: 입출력 보정부
210: 전파보정구
220: 전면 전파보호판100: radar control board 110: radar sensor
120: rear radio wave protection plate 200: input and output correction unit
210: radio wave correction sphere 220: front radio wave protection plate
Claims (3)
상기 레이더 센서의 전방에 위치하도록 레이더 제어보드의 전면부에 결합 설치하며, 레이더 센서에서 레이더 제어보드의 전방으로 방사되는 레이더 전파의 출력방향으로 연장되도록 전파보정구가 관통 형성되어, 레이더 센서에서 출력되는 레이더 전파가 레이더 제어보드 전방에 배치된 용접부 방향으로 직진이동되게 가이드함과 더불어 용접부에 충돌된 후 반사된 레이더 전파를 집중상태로 레이더 센서에 유입되게 가이드하는 입출력 보정부;를 포함하는 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치.a radar control board having a radar sensor on the front part for outputting a radar wave in the direction of a welding part of the ship and receiving the reflected radar wave again after colliding with the welding part;
It is coupled and installed on the front part of the radar control board so as to be located in front of the radar sensor, and a radio wave compensator is formed so as to extend in the output direction of the radar wave radiated from the radar sensor to the front of the radar control board, and output from the radar sensor Vessel welding part including; input/output correction unit for guiding the radar wave to be used to move straight in the direction of the welding part disposed in front of the radar control board and guiding the reflected radar wave after colliding with the welding part to flow into the radar sensor in a concentrated state; 60GHz radar non-destructive testing device for use.
상기 전파보정구는, 레이더 센서에서 방사되는 레이더 전파의 출력방향을 기준으로 레이더 센서에서 출력된 레이더 전파가 유입되는 입구 부분에서 레이더 전파가 배출되는 출구 부분으로 갈수록 내경이 커지도록 형성된 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치.The method according to claim 1,
The radio wave compensator, based on the output direction of the radar wave emitted from the radar sensor, is formed such that the inner diameter increases from the inlet part where the radar wave output from the radar sensor is introduced to the outlet part where the radar wave is discharged. Non-destructive testing device.
상기 레이더 제어보드의 전면부를 감싸도록 입출력 보정부에 결합 설치되어, 레이더 제어보드 전면부로 레이더 전파 이외의 외부 전파가 유입되는 것을 차단하는 금속 재질의 전면 전파보호판과,
상기 레이더 제어보드의 후면부를 감싸도록 레이더 제어보드에 결합 설치되어, 레이더 제어보드 후면부로 외부 전파가 유입되는 것을 차단하는 금속 재질의 후면 전파보호판을 포함하는 선박 용접부용 60GHz 레이더 비파괴 검사장치.
The method according to claim 1,
A front radio wave protection plate made of a metal material that is coupled to the input/output correction unit so as to surround the front portion of the radar control board and blocks external radio waves other than radar radio waves from entering the front side of the radar control board;
A 60 GHz radar non-destructive inspection device for a ship welding part including a metal rear radio wave protection plate that is coupled to the radar control board so as to surround the rear part of the radar control board and blocks the inflow of external radio waves to the rear part of the radar control board.
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