KR20220083280A - 중공형 부품의 초음파 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공형 부품의 초음파 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 중공형 부품(10)이 안착될 수 있도록 서로 평행하게 제공되는 한쌍의 롤러(21, 22)와, 내부에 수용공간을 가지고, 상기 수용공간 안에 초음파 스템(41)이 설치된 측정 챔버(31)를 포함하고, 상기 측정 챔버(31)의 하부에는 개방홈(33)이 형성되고, 상기 중공형 부품(10)의 상부에 상기 측정 챔버(31)가 위치한 상태에서 상기 개방홈(33)에 상기 중공형 부품(10)의 일부가 밀착되어 상기 초음파 스템(41)에 노출되고, 상기 수용공간에 용매가 채워진 상태에서 상기 초음파 스템(41)이 상기 중공형 부품(10)의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 중공형 부품의 초음파 검사 장치에 관한 것이다.

Description

중공형 부품의 초음파 검사 장치{Ultrasonic Thickness Measurement Apparatus}

본 발명은 중공형 부품의 초음파 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 중공형 부품(10)이 안착될 수 있도록 서로 평행하게 제공되는 한쌍의 롤러(21, 22)와, 내부에 수용공간을 가지고, 상기 수용공간 안에 초음파 스템(41)이 설치된 측정 챔버(31)를 포함하고, 상기 측정 챔버(31)의 하부에는 개방홈(33)이 형성되고, 상기 중공형 부품(10)의 상부에 상기 측정 챔버(31)가 위치한 상태에서 상기 개방홈(33)에 상기 중공형 부품(10)의 일부가 밀착되어 상기 초음파 스템(41)에 노출되고, 상기 수용공간에 용매가 채워진 상태에서 상기 초음파 스템(41)이 상기 중공형 부품(10)의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 중공형 부품의 초음파 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 초음파를 이용한 중공형 제품 두께 측정 기술은 한 개의 초음파 센서를 중공형 제품 외면에 접촉하고 중공형 제품 두께 내부로 초음파를 전달하여 돌아오는 시간을 계산하여 두께로 환산하는 방법을 이용하고 있다.

상기의 방법은 두께가 변동되는 지점에서 검출된 신호를 판정하여 두께 감육 상태를 판정하고 있으나, 검사자가 접근이 곤란한 위치는 검사할 수 없어 육안점검에 의존하고 있다. 하지만, 측정지점 위치 결정시 육안 판단이 가능하고 접근이 가능할 경우는 선택이 가능하나 접근이 제한되는 협소구간의 이격된 중공형 제품의 경우는 측정자체가 불가능 하거나 접근가능 한 지점 위치에서 두께 측정값을 취득하고 있어 중공형 제품 건전성 판단 신뢰성이 제한된다.

따라서 신뢰성 있는 중공형 제품 두께 감육 상태 판정을 위해서는 중공형 제품 감육이 발생할 수 있는 위치를 중심으로 측정해야 하고, 검사공간의 협소와 검사대상 위치가 검사자와 거리가 이격되어 초음파 센서가 검사 위치로 접근하는데 제한되는 단점을 해소할 필요가 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 중공형 부품의 두께를 측정하는 시간을 줄이고, 그 정확도를 높이는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 상기의 목적을 해결하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.

중공형 부품(10)이 안착될 수 있도록 서로 평행하게 제공되는 한쌍의 롤러(21, 22)와,

내부에 수용공간을 가지고, 상기 수용공간 안에 초음파 스템(41)이 설치된 측정 챔버(31)를 포함하고,

상기 측정 챔버(31)의 하부에는 개방홈(33)이 형성되고,

상기 중공형 부품(10)의 상부에 상기 측정 챔버(31)가 위치한 상태에서 상기 개방홈(33)에 상기 중공형 부품(10)의 일부가 밀착되어 상기 초음파 스템(41)에 노출되고,

상기 수용공간에 용매가 채워진 상태에서 상기 초음파 스템(41)이 상기 중공형 부품(10)의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는,

중공형 부품의 초음파 검사 장치를 제공한다.

또한, 상기 한쌍의 롤러(21, 22)는 동일한 방향으로 회전하여, 상기 중공형 부품의 원주 방향에 걸쳐 두께를 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 측정 챔버(31)는 상기 중공형 부품의 길이 방향으로 이동하면서 두께를 측정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기의 과제 해결 수단을 통해, 중공형 부품의 두께를 측정하는 데에 있어서 그 측정시간을 줄이고, 측정 정확도를 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 측정 대상인 중공형 부품의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 측정 대상인 중공형 부품의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 중공형 부품의 초음파 검사 장치의 구성도
도 4는 본 발명에 따른 중공형 부품의 초음파 검사 장치의 구성도

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 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.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세하게 설명하기로 한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 측정 대상이 될 수 있는 중공형 부품의 예이다. 단면은 원형이고, 길이 방향으로 긴 형상이 적합하다. 도 3은 본 발명에 따른 중공형 부품의 측정 장치에 대한 구성도이다.

중공형 부품(10)이 안착될 수 있도록 서로 평행하게 제공되는 한쌍의 롤러(21, 22)와, 내부에 수용공간을 가지고, 상기 수용공간 안에 초음파 스템(41)이 설치된 측정 챔버(31)를 포함한다.

중공형 부품(10)은 상기 한쌍의 롤러 위에 안착되고, 그 위로 측정 챔버(31)가 제공된다.

상기 측정 챔버(31)의 하부에는 개방홈(33)이 형성된다. 측정 챔버(31)의 하측은 안착부(32, 33)가 제공되는데, 안착부의 하부면(34, 35)은 상기 중공형 부품(10)의 외면에 대응하는 형상인 것이 바람직하다. 상기 하부면(32, 35)에는 실링부재가 더 제공될 수 있고, 중공형 부품(10)의 외주면과 정확히 밀착 대응되어 측정 챔버(31)의 용매가 중력에 의해 유출되는 것을 방지하는 구조이다. 따라서, 안착부(32, 33)는 전부 또는 중공형 부품(10)과 접촉하는 부분은 연질 재료로 형성되는 것도 바람직하다.

상기 중공형 부품(10)의 상부에 상기 측정 챔버(31)가 위치한 상태에서 상기 개방홈(33)에 상기 중공형 부품(10)의 일부가 밀착되어 상기 초음파 스템(41)에 노출된다. 상기 개방홈(33)의 상부에는 초음파 스템(41)이 위치하고, 상기 개방홈(33)으로 초음파를 발사하고 되돌아오는 통로 역할을 수행한다.

상기 수용공간에 용매가 채워진 상태에서 상기 초음파 스템(41)이 상기 중공형 부품(10)의 두께를 측정하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 사용하는 용매는 기름, 콘택트 겔 또는 물 중의 어느 하나가 바람직하다. 음파의 전달을 위해 초음파 센서는 측정 대상 사이에 적당한 매개체가 필요료 하는데, 본 발명에서는 측정 챔버 내에 용매를 넣어서 사용한다.

또한, 상기 한쌍의 롤러(21, 22)는 동일한 방향으로 회전하여, 상기 중공형 부품의 원주 방향에 걸쳐 두께를 측정하는 것을 특징으로 한다. 이러한 방법으로 측정하고자 하는 시편의 방향을 수동을 전환시키지 않고, 자동으로 빠르게 전체적인 외주면에 따라 측정이 가능하다.

또한, 상기 측정 챔버(31)는 상기 중공형 부품의 길이 방향으로 이동이 가능하도록 제공된다. 도 4에는 이에 대한 개략적인 설명이 되어 있다. 중공형 부품이 길이가 긴 형상일때에는 측정 챔버가 길이 방향으로 이동하면서 상기의 측정 과정을 반복수행할 수 있다.

본 측정 챔버(31)의 상부에는 홀이 형성되고, 상기 홀을 통하여 초음파 모듈(40)이 제공된다. 또한, 측면에는 용매 공급부(54)가 제공되고, 외부에는 용매 수조(50)가 제공되어 측정시 유출되는 용매를 계속적으로 공급할 수 있도록 한다. 중요한 것은 지속적으로 공급이 되도록 하기 위해 용매 수조(50)의 용매 표면이 상기 용매 공급부(54) 보다 위쪽에 위치하도록 제공되어야 한다. 더욱 바람직하게는 측정 챔버(31)의 수용공간의 가장 위쪽보다 용매 수조(50)의 용매 표면이 더 높은 위치로 가도록 하여, 수용공간에는 공기가 없이 용매로 가득 채워져 있어야 한다. 이렇게 되어야 수용공간 내의 용매에 일정한 압력이 가해지게 되어 초음파 측정이 더욱 정밀해질 수 있다.

본 발명은 중공 밸브 중 정확하게 선택된 소정의 부분에 특정 양태로 초음파 센서를 배치하고 이것에 의해 두께의 정확한 측정을 한다고 하는 일반적 개념에 기반하고 있다. 중공형 부품의 두께를 측정하기 위한 본 발명에 따른 방법으로는 따라서 적어도 하나의 초음파 센서를 이용하여 스템의 영역에서 두께가 측정되고 이 경우에 있어서 초음파 센서는 스템의 표면에 대해서 방사하는 초음파가 당해 표면에 수직으로 도입될 수 있는 양태로 향한다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 중공형 부품
21, 22 : 롤러
31 : 측정 챔버
41 : 초음파 스템
33 : 개방홈
100 : 용매

Claims (3)

1. 중공형 부품(10)이 안착될 수 있도록 서로 평행하게 제공되는 한쌍의 롤러(21, 22)와,
   내부에 수용공간을 가지고, 상기 수용공간 안에 초음파 스템(41)이 설치된 측정 챔버(31)를 포함하고,
   상기 측정 챔버(31)의 하부에는 개방홈(33)이 형성되고,
   상기 중공형 부품(10)의 상부에 상기 측정 챔버(31)가 위치한 상태에서 상기 개방홈(33)에 상기 중공형 부품(10)의 일부가 밀착되어 상기 초음파 스템(41)에 노출되고,
   상기 수용공간에 용매가 채워진 상태에서 상기 초음파 스템(41)이 상기 중공형 부품(10)의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는,
   중공형 부품의 초음파 검사 장치
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 한쌍의 롤러(21, 22)는 동일한 방향으로 회전하여, 상기 중공형 부품의 원주 방향에 걸쳐 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는,
   중공형 부품의 초음파 검사 장치
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 측정 챔버(31)는 상기 중공형 부품의 길이 방향으로 이동하면서 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는,
   중공형 부품의 초음파 검사 장치
   
   
   

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