KR20220064535A - 상수 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법 - Google Patents

상수 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명 상수도 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법은 유도 초음파 생성부가 관로 원주 일측 방향으로 유도 초음파 및 관로 타측 원주 방향으로 유도 초음파를 주기적으로 발신하는 단계와, 유도 초음파 수신부가 유도 초음파가 관로를 매개로 원주 일측 방향을 돌아서 수신되는 유도 초음파 수신 신호 1을 주기적으로 수신하는 단계와, 유도 초음파 수신부가 유도 초음파가 관로를 매개로 하여 관로 원주의 타측 방향을 돌아서 수신되는 유도 초음파 수신신호 2를 주기적으로 수신하는 단계와, 유도 초음파 수신부가 주기적으로 수신된 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 메인 제어부로 전송하는 단계와, 메인 제어부가 수신된 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 기초로 관로의 원주 방향의 두께를 산정하는 단계와, 메인 제어부가 유도 초음파에 의하여 관로 원주방향의 연속적인 두께 값에서 관로 원주방향 1 내지 m포인트에 대한 원주 방향 두께를 산정하는 단계와, 관로의 유도 초음파가 발신되는 원주 방향에 설치된 다수의 초음파 센서 1 내지 m이 원주 방향과 직각방향으로 초음파를 조사하는 단계와, 다수의 초음파 센서 1 내지 m이 송신된 초음파가 반사되어 수신되는 1 내지 m의 초음파 반사 신호를 검출하는 단계와, 초음파 센서부 1내지 m이 검출된 초음파 반사 신호 1 내지 m을 메인 제어로 전송하는 단계와, 메인 제어부가 수신된 초음파 반사 신호 1내지 m을 기초로 하여 관로 원주 방향의 1 내지 m포인트에 대하여 관로 두께를 산정하는 단계와, 메인 제어부가 유도 초음파에 의하여 관로 원주 방향 1 내지 m 포인트의 관로 두께값과 초음파 센서에 의한 관로 원주 방향 1 내지 m 포인트의 관로 원주 방향 두께를 매칭시켜 각각 비교하는 단계와, 비교결과, 관로 원주 방향 각 두께값의 차이가 일정 오차 범위 이내인 경우 두 값을 평균한 값을 관로 원주방향 1 내지 m 포인트의 관로 원주 방향 두께로 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

상수 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법{Pipe Thickness Measuring Method by Induced Ultrasonic wave and Ultra Sonar}
본 발명은 상수도 관로의 대구경 또는 중간 구경의 관로의 경년 변화에 따른 두께 변화 추이를 모니터링하기 위한 것이다. 일반적으로 상수도 관로는 시간에 지남에 따라 스케일이 축적되고 관로는 녹이 쓸어 관로 두께가 변동되어 누수로 이어지므로 사전에 관로 두께를 파악하여 사전에 보강할 필요가 있는 것이다.
본 발명과 관련된 종래 기술은 대한민국 등록특허 제10-0966543호(2010. 06. 29. 공고)에 게시되어 있는 것이다. 도 1은 상기 종래의 유도 초음파를 이용한 배관 내부 침적층 평가 장치 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 유도 초음파를 이용한 배관 내부 침적층 평가 장치는 진동파인 초음파가 배관의 원주 방향으로 전파할 수 있도록 배관 외부에 슈(Shoe)로 부착시킨 송신 탐측자, 상기 송신 탐측자에서 일정 거리 떨어진 위치에서 배관 외부에 부착되어 필요시 상기 송신 탐측자와 같이 원주상으로 회전할 수 있는 수신부, 상기 송신 탐측자에 고출력 펄스 신호를 인가시키고 상기 수신부에서 받은 신호를 증폭해 주는 펄서/리시버(Pulser/Receiver) 및 송수신 신호를 받아서 원주 방향의 거리에 따른 진폭 및 최적 모드를 계산하고 이를 바탕으로 배관의 원주상 위치에 따른 침적층의 두께를 계산하는 제어부를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 종래 기술의 기본 원리를 설명하면 배관에 대해서도 관경이 초음파 발진자보다 매우 크면, 파가 원주 방향으로 진행하는 경우에 판파 이론을 근사적으로 사용할 수 있다. 즉, 배관 원주 방향으로 전파하는 유도 초음파의 경우에도 배관 내부와 외부의 경계 조건 변화에 따라 서로 다른 취득 신호를 얻게 된다. 물리적으로 유도 초음파의 경계 조건에 따른 감쇠 특성은 파형 특성에 지배적인 영향을 받는데, 특정 모드가 전파하는 단위 에너지당 피검체 표면에서 발생 가능한 수직 성분의 입자 변위가 커질수록 외부 유체로의 에너지 손실은 일반적으로 커지게 된다. 노출 가스 배관의 경우 외부의 경계 조건은 금속체 배관과 공기로서 일정하다. 그러나 배관 내부의 경계 조건은 가스가 지나가는 상부층과 타르와 같은 이물질의 침적층이 형성된 하부층의 조건이 서로 다르게 된다. 예를 들어, 물에 잠긴 판재에서 램파가 전파하면서 판재로부터 물로 에너지가 새어 나가는 Leaky Lamb 효과가 있듯이 하부에 부착된 침적층은 원주상을 전파하는 유도 초음파에 영향을 미치게 된다. 이에 따라 수많은 유도 초음파 모드 중에서 특정 모드의 수신 신호는 얻을 수 없게 되거나, 이와 달리 특정 모드는 더 큰 신호를 얻을 수도 있다. 아울러, 펄스 에코(Pulse-Echo) 방식이나 피치 캐치(Pitch-Catch) 방식으로 배치하여 신호를 취득할 때, 수신 탐촉자로 수신되는 신호의 진폭에도 영향을 미치게 된다. 상기 종래 기술의 원리는 배관 원주 방향으로 진행하는 유도 초음파가 배관 내의 침적층을 만날 때, 상기의 Leaky Lamb Wave 원리를 적용하여 배관 내면의 경계 조건 변화 상태를 반영하여 전파하는데 기초를 두고 있다. 이를 이용하여 침적층 두께를 배관 외부에 부착시킨 간단한 장치로서 비파괴적인 방법으로 검사하게 된다. 그리고 송수신을 동시에 할 수 있는 한 개의 탐촉자를 사용하거나 또는 별도의 송신 및 수신 초음파 진동자를 배관 원주상의 동일 위치에 두고 원주 방향으로 유도 초음파를 생성시켜 전파시켰을 때, 배관 내부의 침적층의 존재에 의한 경계 조건의 차이로 원주 방향으로 전파된 유도 초음파가 전파 도중에 일부 반사될 수 있으며, 유도 초음파는 각 모드에 따라 속도 Vm으로 전파되므로, 최적의 유도 초음파 모드를 구한 후, 초음파 탐촉자에서 부착층까지의 거리(L1)은 아래의 [수학식 1]과 같이 구할 수 있다.
수학식 1
Figure pat00001
여기서, Vm은 유도 초음파의 속도이고, T1은 유도 초음파의 수신 신호를 오실로스포우프 등을 통하여 보았을 때, 즉, 타임 도메인(Time Domain)으로 보았을 때, 침적층의 존재로 Leaky Lamb Wave가 반사된 신호의 위치로부터 구하는 시간이다. 또한 배관의 공칭 직경을 D라고 하면, L1, L2, L3 사이에는 아래의 [수학식 2]와 같은 관계식이 성립한다.
수학식 2
Figure pat00002
여기서, L1은 상부 방향으로 유도 초음파를 전파시켰을 때 초음파 발진자에서 배관 원주 방향을 따라 부착층이 형성된 위치 1까지의 거리이고, L2는 부착층이 형성된 위치 1과 위치 2 사이의 배관 원주상 거리이며, L3는 부착층의 원주상 끝 부분인 위치 2에서 탐촉자까지의 거리이다. 따라서, 유도 초음파의 원주 방향 송수신 신호를 얻게 되면, 상기 [수학식 2]를 이용하여 원주 방향으로 분포되어 있는 침적층의 분포(L2)를 비파괴적으로 평가할 수 있는 것이다.
상기와 같이 구성된 종래 유도 초음파를 이용한 배관 내부 침적층 평가 장치는 가스 관 내부의 침적층의 유무 등을 파악할 수 있으나 침적층의 두께 및 변동 상황 등을 정확하게 파악할 수 없는 문제점이 있는 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 유도 초음파와 초음파을 이용하여 상수도 관로의 잔존 두께와 잔존 두께의 변화를 정확하게 모니터링하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 상수 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법은 유도 초음파 생성부가 관로 일측 원주 방향으로 유도 초음파 및 관로 타측 원주 방향으로 유도 초음파를 주기적으로 발신하는 단계와, 유도 초음파 수신부가 유도 초음파가 관로를 매개로 원주 일측 방향을 돌아서 수신되는 유도 초음파 수신 신호 1을 주기적으로 수신하는 단계와, 유도 초음파 수신부가 유도 초음파가 관로를 매개로 하여 관로의 타측 방향을 돌아서 수신되는 유도 초음파 수신신호 2를 주기적으로 수신하는 단계와, 유도 초음파 수신부가 주기적으로 수신된 유도 초음파 수신신호 1 및 유도 초음파 수신신호 2를 메인 제어부로 전송하는 단계와, 메인 제어부가 수신된 유도 초음파 수신신호 1 및 유도 초음파 수신신호 2를 기초로 관로의 원주 방향의 두께를 산정하는 단계와, 메인 제어부가 유도 초음파에 의하여 관로 원주방향의 연속적인 두께 값에서 관로 원주방향 1 내지 m포인트에 대한 원주 방향 두께를 산정하는 단계와, 관로의 유도 초음파가 발신되는 원주 방향에 설치된 다수의 초음파 센서 1 내지 m이 원주 방향과 직각방향으로 초음파를 조사하는 단계와, 다수의 초음파 센서 1 내지 m이 송신된 초음파가 반사되어 수신되는 1 내지 m의 초음파 반사 신호를 검출하는 단계와, 초음파 센서부 1 내지 m이 검출된 초음파 반사 신호 1 내지 m을 메인 제어로 전송하는 단계와, 메인 제어부가 수신된 초음파 반사 신호 1 내지 m을 기초로 하여 관로 원주 방향의 1 내지 m포인트에 대하여 관로 두께를 산정하는 단계와, 메인 제어부가 유도 초음파에 의하여 관로 원주 방향 1 내지 m 포인트의 관로 두께값과 초음파 센서에 의한 관로 원주 방향 1 내지 m 포인트의 관로 원주 방향 두께를 매칭시켜 각각 비교하는 단계와, 비교결과, 관로 원주 방향 각 두께값의 차이가 일정 오차 범위 이내인 경우 두 값을 평균한 값을 관로 원주방향 1 내지 m 포인트의 관로 원주 방향 두께로 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명 상수 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법 및 장치는 상수도 관로의 두께 변화 추이를 모니터링할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명은 관로 원주 방향의 각 포인트에 대한 두께를 판단하고 모니터링할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명은 관로의 특정 포인트의 관로 두께를 측정함으로써 관로의 누수 포인트를 용이하게 검색할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명은 관로의 원주 방향 두께를 주기적으로 모니터링함으로써 관로의 시간에 따른 경년 변화 상태를 파악함으로써 사전에 대응할 수 있는 정보를 제공하는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래의 유도 초음파를 이용한 배관 내부 침적층 평가 장치 구성도,
도 2는 본 발명에 적용되는 중대구경 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 장치 구성도,
도 3은 본 발명에 적용되는 중대구경 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 장치 단면 구성도,
도 4는 본 발명에 적용되는 유도 초음파 및 초음파 센서에 의하여 산정된 관로 원주 방향 두께 측정 값의 예,
도 5는 본 발명에 적용되는 중대구경 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법에 대한 제어 흐름도이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 상수도 관로의 유도 초음파와 초음파 센서를 이용한 두께 측정 장치 및 방법을 도 2 내지 도 5를 기초로 하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 적용되는 중대구경 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 장치 구성도이다. 상기도 2에서 본 발명에 적용되는 중대구경 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 장치는 유도 초음파를 생성하고 금속 관로(500)의 원주 일측 방향으로 유도 초음파를 일정 주기로 발신하고, 원주 일측 방향과 반대 방향인 타측 방향으로 일정한 주기로 유도 초음파를 발신하는 유도 초음파 생성부(100)와, 유도 초음파가 관로를 매개로 원주 일측 방향을 돌아서 주기적으로 수신되는 유도 초음파 수신 신호 1을 수신하고, 유도 초음파가 관로를 매개로 하여 관로의 타측 방향을 돌아서 주기적으로 수신되는 유도 초음파 수신 신호 2를 수신하는 유도 초음파 수신부(200)와, 관로 원주 방향의 1 내지 m 포인트에 설치되고 1 내지 m 포인트에 대하여 관로 두께를 산정하기 위한 초음파 센서 1 내지 초음파 센서 m(300)와, 유도 초음파 수신부로부터 주기적으로 수신된 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 수신하고, 주기적으로 수신된 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신신호 2를 기초로 하여 금속 관로의 연속적인 두께 값을 산정하고 연속적인 두께 값에서 원주 방향의 1 내지 m 포인트 두께값을 도출하여 저장하고, 초음파 센서 1 내지 m으로부터 초음파 반사 신호 1 내지 m을 수신하고 상기 초음파 반사 신호 1 내지 m을 기초로 금속 관로 1 내지 m 포인트의 관로 두께를 산정하며, 상기 유도 초음파에 의한 금속 관로 1 내지 m 포인트 두께 값과 초음파 센서 1 내지 m에 의한 금속 관로 1 내지 m 포인트 두께 값을 비교하여 오차가 일정 범위 이내인 경우, 두 값을 평균하여 금속관로 1 내지 m 포인트의 관로 두께로 판단하는 메인 제어부(400)와, 메인 제어부로부터 산정된 금속 관로 1 내지 m 포인트의 두께 값을 수신하여 표시부로 제공하는 관리자 단말기(450)로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 오차가 일정 범위 이내인 경우는 사용자가 설정할 수 있는 것으로 관로 두께의 10% 이내인 경우로 설정할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 중대구경 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 장치 단면 구성도이다, 상기도 3에서 본 발명에 적용되는 중대구경 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 장치는 관로 외측면 일측에 구성되고 유도 초음파를 생성하여 금속관로 표면으로 발신하는 유도 초음파 생성부(100)와, 금속 관로에서 유도 초음파 생성부와 일정거리 이격되게 설치되고 유도 초음파가 금속 관로에서 반사되어 수신되는 유도 초음 수신 신호 1 내지 2를 주기적으로 수신하는 유도 초음파 수신부(200)와, 원주 방향으로 설치된 초음파 센서 1 내지 m(300)의 구성을 나타내고 있는 것이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 유도 초음파 및 초음파 센서에 의하여 산정된 관로 원주 방향 두께 측정 값의 예이다. 상기도 4에서 본 발명에 적용되는 유도 초음파 및 초음파 센서에 의하여 산정된 관로 원주 방향 두께 측정 값의 예는 관로 내부에 스케일이 점착하여 원주 방향의 관로 두께가 커진 경우 진폭이 감쇠하여 작아지고 관로 내부의 스케일이 적은 경우에는 파형의 진폭에 감쇠가 적음을 나타내고 있는 것이다. 상기도 4에서 가로방향은 금속 관로의 유도 초음파 생성부로부터 원주 방향의 거리(pipe circumferential distance)를 나타내고, 세로 방향은 원주 방향의 관로 두께(wall thickness variance)를 나타내고 있는 것이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 중대구경 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법에 대한 제어 흐름도이다. 상기도 5에서 본 발명에 적용되는 중대구경 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법은 유도 초음파 생성부가 관로 원주 일측 방향으로 일정한 주기로 유도 초음파 및 관로 일측과 반대인 관로 원주 차측 방향으로 유도 초음파를 발신하는 단계(S11)와, 유도 초음파 수신부가 관로 원주 일측 방향의 유도 초음파가 관로를 매개로 원주 방향을 돌아서 주기적으로 수신되는 초음파 수신 신호 1을 수신하는 단계(S12)와, 유도 초음파 수신부가 유도 초음파가 관로를 매개로 하여 관로의 원주 타측 방향을 돌아서 주기적으로 수신되는 유도 초음파 수신 신호 2를 수신하는 단계(S13)와, 유도 초음파 수신부가 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 메인 제어부로 전송하는 단계(S14)와, 메인 제어부가 주기적으로 수신된 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 기초로 관로의 원주 방향의 연속적인 두께값을 산정하는 단계(S15)와, 메인 제어부가 유도 초음파에 의하여 관로 원주방향의 연속적인 두께 값에서 원주방향 초음파 센서가 설치된 관로 1 내지 m포인트에 대한 원주 방향 두께를 산정하는 단계(S16)와, 관로의 유도 초음파가 발신되는 원주 방향에 설치된 다수의 초음파 센서 1 내지 m이 원주 방향과 직각방향으로 초음파를 조사하는 단계(S17)와, 다수의 초음파 센서 1 내지 m이 송신된 초음파가 관로에 반사되어 수신되는 1 내지 m의 초음파 반사 신호를 검출하는 단계(S18)와, 초음파 센서부 1 내지 m이 검출된 초음파 반사 신호 1 내지 m을 메인 제어부로 전송하는 단계(S19)와, 메인 제어부가 수신된 초음파 반사 신호 1 내지 m을 기초로 하여 관로 원주 방향의 1 내지 m 포인트에 대하여 금속 관로 두께를 산정하는 단계(S20)와, 메인 제어부가 유도 초음파에 의하여 관로 원주방향 1 내지 m 포인트의 관로 두께와 초음파에 의한 관로 원주 방향 1 내지 m 포인트의 관로 두께를 매칭시켜 각각 비교하는 단계(S21)와, 비교결과, 관로 원주 방향 각 두께값의 차이가 일정 오차 이내인 경우 두 값을 평균한 값을 관로 원주방향 1 내지 m 포인트의 관로 원주 방향 두께로 판단하는 단계(S22)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다. 여기서 m은 초음파 센서 수이다. 상기 S15 단계에서 금속 관로 각 포인트에 대한 두께 산정은 획득한 유도초음파 수신 신호에 대해 교차상관값을 구하는 단계와, 상기 교차상관값에 대해 포락선을 처리하여 피크값을 구하는 단계 및 상기 피크값 사이의 시간차를 이용하여 상기 금속 관로 포인트의 두께를 계산하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 금속 관로의 두께를 계산하는 식은 유도초음파가 금속판의 두께방향으로 진행하다가 표면에 의해 반사되어 센서로 돌아오는데 걸리는 초음파 신호의 전달시간(Δt )과 초음파의 속도(v )를 알면, 다음 수학식 1을 이용하여 금속판의 두께(d)를 측정할 수 있는 것이다.
2d=v·Δt …… [수학식 1]
따라서 일정한 주기로 유도 초음파를 관로의 원주 방향으로 발신하면 원주 방향의 두께를 측정할 수 있으며 유도 초음파 발신 주기 T를 짧게하면 원주방향의 연속적인 두께를 측정할 수 있는 것이다.
100 : 유도 초음파 생성부, 200 : 유도 초음파 수신부,
300 : 초음파 센서, 400 : 메인 제어부,
450 : 관리자 단말기, 500 : 금속 관로

Claims (8)

  1. 상수도 관로의 경년 변화에 따른 두께 변화 추이를 모니터링하기 위한 상수도 금속 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법에 있어서,
    상기 상수도 금속 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법은,
    유도 초음파 생성부가 관로 원주 일측 방향으로 일정한 주기로 유도 초음파 및 관로 일측과 반대인 관로 원주 차측 방향으로 유도 초음파를 발신하는 단계(S11)와;
    유도 초음파 수신부가 관로 원주 일측 방향의 유도 초음파가 관로를 매개로 원주 방향을 돌아서 주기적으로 수신되는 초음파 수신 신호 1을 수신하는 단계(S12)와;
    유도 초음파 수신부가 유도 초음파가 관로를 매개로 하여 관로의 원주 타측 방향을 돌아서 주기적으로 수신되는 유도 초음파 수신 신호 2를 수신하는 단계(S13)와;
    유도 초음파 수신부가 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 메인 제어부로 전송하는 단계(S14)와;
    메인 제어부가 주기적으로 수신된 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 기초로 관로의 원주 방향의 연속적인 두께값을 산정하는 단계(S15)와;
    메인 제어부가 유도 초음파에 의하여 관로 원주방향의 연속적인 두께 값에서 원주방향 초음파 센서가 설치된 관로 1 내지 m포인트에 대한 원주 방향 두께를 산정하는 단계(S16)와;
    관로의 유도 초음파가 발신되는 원주 방향에 설치된 다수의 초음파 센서 1 내지 m이 원주 방향과 직각방향으로 초음파를 조사하는 단계(S17)와;
    다수의 초음파 센서 1 내지 m이 송신된 초음파가 관로에 반사되어 수신되는 1 내지 m의 초음파 반사 신호를 검출하는 단계(S18)와;
    초음파 센서부 1 내지 m이 검출된 초음파 반사 신호 1 내지 m을 메인 제어부로 전송하는 단계(S19)와;
    메인 제어부가 수신된 초음파 반사 신호 1 내지 m을 기초로 하여 관로 원주 방향의 1 내지 m 포인트에 대하여 금속 관로 두께를 산정하는 단계(S20)와;
    메인 제어부가 유도 초음파에 의하여 관로 원주방향 1 내지 m 포인트의 관로 두께와 초음파에 의한 관로 원주 방향 1 내지 m 포인트의 관로 두께를 매칭시켜 각각 비교하는 단계(S21);
    및 비교결과, 관로 원주 방향 각 두께값의 차이가 일정 오차 이내인 경우 두 값을 평균한 값을 관로 원주방향 1 내지 m 포인트의 관로 원주 방향 두께로 판단하는 단계(S22)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상수도 금속 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    메인 제어부가 주기적으로 수신된 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 기초로 관로의 원주 방향의 연속적인 두께값을 산정하는 단계(S15)는,
    획득한 유도초음파 수신 신호에 대해 교차상관값을 구하는 단계와;
    상기 교차상관값에 대해 포락선을 처리하여 피크값을 구하는 단계;
    및 상기 피크값 사이의 시간차를 이용하여 상기 금속 관로 포인트의 두께를 계산하는 단계로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 상수도 금속 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    금속 관로 포인트의 두께를 계산하는 단계는,
    2d=v·Δt
    에 의하여 산정될 수 있는 것을 특징으로 하는 상수도 금속 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법.
    여기서, Δt는 유도초음파가 금속판의 두께방향으로 진행하다가 표면에 의해 반사되어 센서로 돌아오는데 걸리는 초음파 신호의 전달시간이고, v는 초음파의 속도(v ), d는 금속 관로의 두께임.
  4. 제1항 또는 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 유도 초음파 수신신호는,
    가로방향은 금속 관로의 유도 초음파 생성부로부터 원주 방향의 거리(pipe circumferential distance)를 나타내고, 세로 방향은 원주 방향의 관로 두께(wall thickness variance)로 표현될 수 있는 것을 특징으로 하는 상수도 금속 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법.
  5. 상수도 관로의 경년 변화에 따른 두께 변화 추이를 모니터링하기 위한 상수도 금속 관로의 유도 초음파를 이용한 두께 측정 방법에 있어서,
    상기 상수도 금속 관로의 유도 초음파를 이용한 두께 측정 방법은,
    유도 초음파 생성부가 관로 원주 일측 방향으로 일정한 주기로 유도 초음파 및 관로 일측과 반대인 관로 원주 차측 방향으로 유도 초음파를 발신하는 단계(S11)와;
    유도 초음파 수신부가 관로 원주 일측 방향의 유도 초음파가 관로를 매개로 원주 방향을 돌아서 주기적으로 수신되는 초음파 수신 신호 1을 수신하는 단계(S12)와;
    유도 초음파 수신부가 유도 초음파가 관로를 매개로 하여 관로의 원주 타측 방향을 돌아서 주기적으로 수신되는 유도 초음파 수신 신호 2를 수신하는 단계(S13)와;
    유도 초음파 수신부가 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 메인 제어부로 전송하는 단계(S14)와;
    메인 제어부가 주기적으로 수신된 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 기초로 관로의 원주 방향의 연속적인 두께값을 산정하는 단계(S15);
    및 메인 제어부가 유도 초음파에 의하여 관로 원주방향의 연속적인 두께 값에서 원주방향 초음파 센서가 설치된 관로 1 내지 m포인트에 대한 원주 방향 두께를 산정하는 단계(S16)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상수도 금속 관로의 유도 초음파를 이용한 두께 측정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메인 제어부가 주기적으로 수신된 유도 초음파 수신 신호 1 및 유도 초음파 수신 신호 2를 기초로 관로의 원주 방향의 연속적인 두께값을 산정하는 단계는
    획득한 유도초음파 수신 신호에 대해 교차상관값을 구하는 단계와;
    상기 교차상관값에 대해 포락선을 처리하여 피크값을 구하는 단계;
    및 상기 피크값 사이의 시간차를 이용하여 상기 금속 관로 포인트의 두께를 계산하는 단계로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 상수도 금속 관로의 유도 초음파를 이용한 두께 측정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속 관로 포인트의 두께를 계산하는 단계는,
    2d=v·Δt
    에 의하여 산정될 수 있는 것을 특징으로 하는 상수도 금속 관로의 유도 초음파를 이용한 두께 측정 방법.
    여기서, Δt는 유도초음파가 금속판의 두께방향으로 진행하다가 표면에 의해 반사되어 센서로 돌아오는데 걸리는 초음파 신호의 전달시간이고, v는 초음파의 속도(v ), d는 금속 관로의 두께임.
  8. 제5항 또는 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 유도 초음파 수신신호는,
    가로방향은 금속 관로의 유도 초음파 생성부로부터 원주 방향의 거리(pipe circumferential distance)를 나타내고, 세로 방향은 원주 방향의 관로 두께(wall thickness variance)로 표현될 수 있는 것을 특징으로 하는 상수도 금속 관로의 유도 초음파를 이용한 두께 측정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040056821A (ko) * 2002-12-24 2004-07-01 주식회사 포스코 유도 초음파를 이용한 배관 내부 침적층 평가 장치
KR101253933B1 (ko) * 2011-12-28 2013-04-16 재단법인 포항산업과학연구원 전자유도초음파를 이용한 금속판 두께측정방법

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