KR20230025192A - Nondestructive inspection method using acoustic emission signal - Google Patents
Nondestructive inspection method using acoustic emission signal Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230025192A KR20230025192A KR1020210107417A KR20210107417A KR20230025192A KR 20230025192 A KR20230025192 A KR 20230025192A KR 1020210107417 A KR1020210107417 A KR 1020210107417A KR 20210107417 A KR20210107417 A KR 20210107417A KR 20230025192 A KR20230025192 A KR 20230025192A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sensor
- calculation
- signal
- destruction
- equation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 143
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims abstract description 67
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 64
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 33
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 27
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 claims description 21
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 7
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 41
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/041—Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4472—Mathematical theories or simulation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/48—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by amplitude comparison
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/50—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor using auto-correlation techniques or cross-correlation techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
- G01N2291/011—Velocity or travel time
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Algebra (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 비파괴 검사 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음향방출 신호를 이용하여 구조물의 결함을 진단하는 비파괴 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-destructive testing method, and more particularly, to a non-destructive testing method for diagnosing a defect in a structure using an acoustic emission signal.
음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사는, 재료에서 자발적으로 발생하는 탄성파를 측정하는 방식으로, 구조물의 결함을 조기에 진단할 수 있는 기술이다. 구조물의 결함을 조기에 발견하고 대응하기 위해서는, 결함의 발생 여부에 대한 실시간 검사뿐만 아니라, 결함이 발생한 위치와 시점에 대한 정확도 높은 분석이 이루어져야 한다.Non-destructive testing using acoustic emission signals is a technique for early diagnosis of structural defects by measuring elastic waves spontaneously generated from materials. In order to detect and respond to structural defects at an early stage, a high-accuracy analysis of the location and time of occurrence of the defect must be performed as well as a real-time inspection of whether the defect has occurred.
그러나, 종래의 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법은, 주변의 소음 및 진단대상물 자체의 가동음으로 인해, 결함 발생 여부를 정확하게 진단하는 데 어려움이 있었다. 또한, 결함 발생이 감지되더라도, 결함 위치와 결함 발생 시간의 추정에 있어서 정확도가 다소 낮다는 단점이 있었다.However, conventional non-destructive testing methods using acoustic emission signals have difficulties in accurately diagnosing whether a defect has occurred due to ambient noise and operating noise of the object to be diagnosed. In addition, even if the occurrence of a defect is detected, the accuracy of estimating the location of the defect and the occurrence time of the defect is somewhat low.
이에 따라, 가동중인 진단대상물의 결함 발생 여부 진단이 가능하며, 보다 정확한 결함 위치 및 결함 발생 시간을 진단하는 방법의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need to develop a method for diagnosing whether or not a defect occurs in an operating diagnosis target and more accurately diagnosing a defect location and a defect occurrence time.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법에 있어서, 가동중인 진단대상물의 결함 발생 여부 진단이 가능하며, 보다 정확한 결함 위치 및 결함 발생 시간을 진단하는 방법을 제공하는 것이다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for diagnosing whether or not a defect occurs in an operating diagnosis object in a non-destructive inspection method using an acoustic emission signal and more accurately diagnosing a defect location and a defect occurrence time.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예는 센서 모듈을 이용해 진단대상물에서 발생된 음향방출 신호를 측정하는 단계로서, 상기 센서 모듈을 상기 진단대상물에 배치된 한쌍의 메인센서 및 상기 한쌍의 메인센서와 이격된 한쌍의 보조센서를 구비하는 측정 단계, 데이터 연산부가, 상기 음향방출 신호 중 결함부에서 발생한 파괴 신호만을 선별하는 선별 단계, 데이터 연산부가, 상기 파괴 신호가 상기 메인센서 및 상기 보조센서에 도달한 시간인 측정 시간을 산출하는 산출 단계, 및 데이터 분석부가, 상기 측정 시간 및 상기 센서 모듈의 위치 정보를 이용하여, 상기 결함부의 위치 및 상기 파괴 신호의 전파 속도를 분석하는 분석 단계를 포함하는 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법을 제공할 수 있다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention is a step of measuring a sound emission signal generated from a diagnosis object using a sensor module, wherein the sensor module is connected to a pair of main sensors disposed in the diagnosis object and the pair of A measuring step including a pair of auxiliary sensors spaced apart from a main sensor; a selection step of, by a data calculating unit, selecting only a disruptive signal generated from a defective part among the sound emission signals; A calculation step of calculating a measurement time, which is the time to reach the sensor, and an analysis step of analyzing the position of the defective part and the propagation speed of the destruction signal by a data analysis unit using the measurement time and the location information of the sensor module. It is possible to provide a non-destructive inspection method using a sound emission signal including.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 선별 단계 이전에, 센서 모듈이, 파괴가 일어나지 않은 상태로 작동하는 진단대상물에서 정상 신호를 측정하는 정상 신호 측정 단계, 및 상기 정상 신호와 상기 파괴 신호를 구분하기 위한 기준 파라미터를 선정하고, 선정된 상기 기준 파라미터를 이용하여, 상기 진단대상물의 파괴 발생 여부를 판별하기 위한 판별기준을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, before the screening step, the normal signal measuring step of measuring a normal signal in a diagnosis target object operating in a state in which no destruction occurs, and distinguishing the normal signal from the disrupted signal The method may further include selecting a criterion parameter for the diagnosis target and setting a criterion for determining whether or not destruction of the diagnosis object has occurred by using the selected criterion parameter.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 선별 단계는, 선정된 상기 기준 파라미터를 상기 판별기준과 비교하여, 상기 진단대상물의 파괴 발생 여부를 판단하고, 상기 진단대상물에서 파괴가 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 판별기준에 따라 구분된 상기 파괴 신호만을 선별할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the screening step compares the selected reference parameter with the criterion to determine whether or not destruction of the diagnosis target has occurred, and when it is determined that destruction has occurred in the diagnosis target, the Only the destruction signal classified according to the discrimination criterion may be selected.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서 모듈은, 상기 메인센서 및 상기 보조센서에 입력되는 전압(voltage) 값을 실시간으로 수집함으로써 상기 음향방출 신호를 측정하고, 상기 산출 단계는, 상기 전압 값이 시간에 따라 증가하는 경향이 가장 큰 순간을 상기 측정 시간으로 산출할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sensor module measures the sound emission signal by collecting voltage values input to the main sensor and the auxiliary sensor in real time, and in the calculating step, the voltage value is The moment in which the tendency to increase with time is the greatest can be calculated as the measurement time.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 산출 단계는, 상기 전압 값이 시간에 따라 변화하는 경향을 분석하기 위해, 켄달 상관계수(Kendall rank correlation coefficient)를 사용할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the calculating step, a Kendall rank correlation coefficient may be used to analyze a tendency of the voltage value to change over time.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 분석 단계는, 상기 센서 모듈의 위치 및 상기 측정 시간에 기반한 제1 계산식을 정의하는 단계, 및 상기 제1 계산식을 기초로 정의된 제2 계산식을 이용하여 상기 결함부의 위치 및 상기 파괴 신호의 전파 속도를 계산하는 단계를 포함하고, 상기 제1 계산식은 하기 수학식 (1)-1, (1)-2, (1)-3 및 (1)-4로 정의되며,In an embodiment of the present invention, the analyzing step may include defining a first calculation formula based on the position of the sensor module and the measurement time, and using a second calculation formula defined based on the first calculation formula to detect the defect. and calculating a negative position and a propagation speed of the destruction signal, wherein the first calculation equation is defined by the following equations (1)-1, (1)-2, (1)-3, and (1)-4 becomes,
…(1)-1 … (1)-1
…(1)-2 … (1)-2
…(1)-3 … (1)-3
…(1)-4 … (1)-4
상기 제2 계산식은 하기 행렬식 (2)-1, (2)-2, (2)-3 및 (2)-4로 정의되고,The second calculation formula is defined by the following determinants (2)-1, (2)-2, (2)-3 and (2)-4,
…(2)-1 … (2)-1
…(2)-2 … (2)-2
…(2)-3 … (2)-3
…(2)-4 … (2)-4
상기 수학식 (1) 및 상기 행렬식 (2)에서,In Equation (1) and the determinant (2),
d: 결함부의 위치d: location of defects
v: 파괴 신호의 전파 속도v: propagation speed of the destruction signal
L: 제1 메인센서와 제2 메인센서 간의 거리L: distance between the first main sensor and the second main sensor
E1: 제1 메인센서와 제1 보조센서 간의 거리E1: Distance between the first main sensor and the first auxiliary sensor
E2: 제2 메인센서와 제2 보조센서 간의 거리E2: Distance between the second main sensor and the second auxiliary sensor
: 제1 메인센서와 제2 메인센서의 측정 시간 차이 : Measurement time difference between the first main sensor and the second main sensor
: 제1 메인센서와 제2 보조센서의 측정 시간 차이 : Measurement time difference between the first main sensor and the second auxiliary sensor
: 제1 보조센서와 제2 메인센서의 측정 시간 차이 : Measurement time difference between the first auxiliary sensor and the second main sensor
: 제1 보조센서와 제2 보조센서의 측정 시간 차이 : Measurement time difference between the first auxiliary sensor and the second auxiliary sensor
: 행렬 X의 전치행렬로 정의될 수 있다. : It can be defined as a transposed matrix of matrix X.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 분석 단계는, 상기 제2 계산식으로 계산된 상기 전파 속도 값을 상기 제1 계산식에 대입하여 상기 결함부의 위치를 계산하는 단계 및 상기 제2 계산식으로 계산된 상기 결함부의 위치 값과, 상기 제1 계산식으로 계산된 상기 결함부의 위치 값을 비교하여 가중치를 설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 가중치는 하기 수학식 (3)-1 및 (3)-2으로 정의되며,In an embodiment of the present invention, the analyzing step may include calculating the location of the defect by substituting the propagation speed value calculated by the second calculation equation into the first calculation equation, and the defect calculated by the second calculation equation. Further comprising the step of setting a weight by comparing the position value of the negative with the position value of the defective part calculated by the first calculation formula, wherein the weight is defined by Equations (3)-1 and (3)-2 below, ,
, , …(3)-1 , , … (3)-1
, , …(3)-2 , , … (3)-2
상기 수학식 (3)-1 및 (3)-2에서,In the above equations (3)-1 and (3)-2,
: 수학식 (1)-1의 가중치 : Weight of Equation (1)-1
: 수학식 (1)-2의 가중치 : Weight of Equation (1)-2
: 수학식 (1)-3의 가중치 : Weight of Equation (1)-3
: 수학식 (1)-4의 가중치 : Weight of Equation (1)-4
: 제2 계산식으로 계산된 결함부의 위치 : Position of the defective part calculated by the second calculation formula
: 수학식 (1)-i로 계산된 결함부의 위치로 정의될 수 있다. : It can be defined as the position of the defective part calculated by Equation (1)-i.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 분석 단계는, 상기 제2 계산식에 상기 가중치를 반영하여 제3 계산식을 정의하고, 상기 제3 계산식으로 상기 결함부의 위치 및 상기 전파 속도를 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 제3 계산식은 하기 수학식 (4)로 정의될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the analyzing step further includes defining a third calculation equation by reflecting the weight in the second calculation equation, and calculating the position of the defect part and the propagation speed by the third calculation equation. And, the third calculation formula can be defined as Equation (4) below.
…(4) … (4)
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 분석 단계는, 상기 제3 계산식으로 계산된 상기 전파 속도 값을, 상기 제1 계산식에 대입하여 상기 결함부의 위치를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the analyzing step may further include calculating the location of the defect part by substituting the propagation speed value calculated by the third calculation equation into the first calculation equation.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 분석 단계는, 상기 제3 계산식으로 계산된 상기 결함부의 위치 값과, 상기 제1 계산식으로 계산된 상기 결함부의 위치 값을 비교하여 상기 가중치를 재설정하는 단계, 및 상기 제3 계산식에 상기 재설정된 가중치를 반영하여 상기 결함부의 위치를 재계산 하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the analyzing step may include resetting the weight by comparing the position value of the defective part calculated by the third formula with the position value of the defective part calculated by the first formula, and The method may further include recalculating the location of the defective part by reflecting the reset weight in the third calculation formula.
본 발명의 실시 예에 따른 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법은, 진단대상물을 1차원으로 단순화하여 검사함으로써, 한쌍의 메인센서 및 한쌍의 보조센서만을 사용하여 검사를 수행할 수 있다. In the non-destructive inspection method using acoustic emission signals according to an embodiment of the present invention, by simplifying and inspecting an object to be diagnosed in one dimension, the inspection can be performed using only a pair of main sensors and a pair of auxiliary sensors.
또한, 한쌍의 메인센서 및 한쌍의 보조센서가 진단대상영역 내부에서 발생한 음향방출 신호를 수집하는 동시에, 진단대상영역 외부에서 발생한 잡음을 제거할 수 있다. 이에 따라, 불필요한 데이터를 분석 대상에서 제외함으로써, 보다 효율적인 검사가 이루어질 수 있다.In addition, a pair of main sensors and a pair of auxiliary sensors can collect acoustic emission signals generated inside the area to be diagnosed and simultaneously remove noise generated outside the area to be diagnosed. Accordingly, more efficient inspection can be performed by excluding unnecessary data from the analysis target.
그리고, 시간에 따른 전압의 변화 경향을 이용하여 측정 시간을 산출함으로써, 잡음으로 인한 오차의 발생을 방지하고, 보다 정확한 측정 시간을 제공할 수 있다. 이에 따라, 진단대상물이 가동 중인 상태에서도, 신뢰도가 높은 비파괴 검사를 수행할 수 있다.In addition, by calculating the measurement time using the change trend of the voltage with time, it is possible to prevent the occurrence of errors due to noise and provide a more accurate measurement time. Accordingly, a highly reliable non-destructive test can be performed even when the diagnosis target is in operation.
또한, 제1 계산식, 제2 계산식 및 제3 계산식에서 계산된 값을 비교하고, 가중치를 반복적으로 재설정함으로써, 보다 정확도가 높은 결함부의 위치 및 파괴 신호의 전파 속도 값을 제공할 수 있다. 이에 따라, 비파괴 검사 결과의 신뢰도가 보다 더 높아질 수 있다.In addition, by comparing the values calculated in the first calculation equation, the second calculation equation, and the third calculation equation, and repeatedly resetting the weights, it is possible to provide a more accurate position of the defective part and propagation speed value of the destruction signal. Accordingly, the reliability of the non-destructive test result may be further increased.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법을 수행하기 위한 비파괴 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 센서 모듈이 설치된 진단대상물에, 파괴가 발생한 결함부를 표시한 도면이다.
도 3은 음향방출 신호의 특성을 나타내는 파라미터들을 표시한 그래프이다.
도 4의 (a)는 진단대상물이 정상 상태인 경우 제1 파라미터의 분포를 나타내는 그래프이고, 도 4의 (b)는 진단대상물에 파괴가 발생한 경우 제1 파라미터의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 5의 (a)는 진단대상물이 정상 상태인 경우 제2 파라미터의 분포를 나타내는 그래프이고, 도 5의 (b)는 진단대상물에 파괴가 발생한 경우 제2 파라미터의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 6은 음향방출 신호가 문턱값을 최초로 초과하는 시점 및 최대진폭에 이르는 시점을 표시한 그래프이다.
도 7은 음향방출 신호의 측정 시간을 산출하기 위한 산출 구간 및 산출 윈도우를 표시한 그래프이다.
도 8의 (a)는 순위상관계수 값이 최대가 되는 산출 윈도우를 나타내는 그래프이고, 도 8의 (b)는 산출 구간 내의 순위상관계수 값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향방출 신호를 이용한 결함 위치 진단 방법의 과정을 도시한 흐름도이다.
도 10은 분석 단계를 수행하는 과정을 상세하게 도시한 흐름도이다.1 is a diagram schematically illustrating a non-destructive testing apparatus for performing a non-destructive testing method using a sound emission signal according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a defective part where destruction occurs in a diagnosis object in which a sensor module is installed.
3 is a graph showing parameters representing characteristics of a sound emission signal.
FIG. 4(a) is a graph showing the distribution of the first parameter when the object to be diagnosed is in a normal state, and (b) of FIG. 4 is a graph showing the distribution of the first parameter when the object to be diagnosed is destroyed.
FIG. 5(a) is a graph showing the distribution of the second parameter when the object to be diagnosed is in a normal state, and (b) of FIG. 5 is a graph showing the distribution of the second parameter when the object to be diagnosed is destroyed.
6 is a graph showing the time when the acoustic emission signal first exceeds the threshold value and the time when the maximum amplitude is reached.
7 is a graph showing a calculation period and a calculation window for calculating a measurement time of a sound emission signal.
FIG. 8(a) is a graph showing a calculation window in which a rank correlation coefficient value is maximized, and FIG. 8(b) is a graph showing a change in a rank correlation coefficient value within a calculation interval.
9 is a flowchart illustrating a process of a method for diagnosing a defect location using a sound emission signal according to an embodiment of the present invention.
10 is a flow chart showing the process of performing the analysis step in detail.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in many different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 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.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
본 명세서에서, "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예컨대 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예컨대 모듈은ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.In this specification, a “module” includes a unit composed of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit. A module can be an integral part or a minimal unit or part thereof that performs one or more functions. For example, the module may be composed of an application-specific integrated circuit (ASIC).
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법을 수행하기 위한 비파괴 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 센서 모듈이 설치된 진단대상물에, 파괴가 발생한 결함부를 표시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a non-destructive testing apparatus for performing a non-destructive testing method using a sound emission signal according to an embodiment of the present invention. 2 is a view showing a defective part where destruction occurs in a diagnosis object in which a sensor module is installed.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법은, 비파괴 검사 장치(1)에 의해 수행될 수 있다. 비파괴 검사 장치(1)는 음향방출(Acoustic Emission; AE) 신호를 이용하여 진단대상물(10)의 상태를 실시간으로 검사하는 장치일 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 , a non-destructive testing method using a sound emission signal according to an embodiment of the present invention may be performed by a
구체적으로, 비파괴 검사 장치(1)는, 진단대상물(10)의 음향방출 신호를 측정하여 진단대상물(10)의 파괴 발생 여부를 진단할 수 있다. 그리고, 진단대상물(10)에 파괴가 발생한 경우, 결함부(11)의 위치 및 결함부(11) 발생 시간을 분석할 수 있다. 여기서, 결함부(11)는 진단대상물(10) 내에서 재료의 파괴가 발생한 일 지점일 수 있다.Specifically, the
진단대상물(10)은 예를 들어, 발전소 등의 대형 설비를 구성하는 구조물일 수 있다. 구체적으로, 진단대상물(10)은 파이프 또는 보(beam) 등과 같이, 길이가 긴 구조물일수 있다. 이러한 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 진단대상물(10)을 1차원으로 단순화하여 비파괴 검사를 수행할 수 있다.The
음향방출 신호는 진단대상물(10)에서 발생하는 탄성파(Elastic wave)로부터 얻은 전기적 신호일 수 있다. 이러한 경우, 음향방출 신호는 파괴 신호 및 정상 신호를 모두 포함할 수 있다.The acoustic emission signal may be an electrical signal obtained from an elastic wave generated from the object to be diagnosed 10 . In this case, the acoustic emission signal may include both a disruptive signal and a normal signal.
파괴 신호는 진단대상물(10)에 파괴가 일어날 때에만 고유하게 발생하는 음향방출 신호일 수 있다. 파괴 신호는, 진단대상물(10)에 매우 미세한 파괴가 발생하는 경우, 즉 파괴가 시작되는 단계에서부터 연속적으로 발생할 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 사전에 진단대상물(10)과 유사한 재료와 형상을 가진 시험편(미도시)에 센서 모듈(100)을 설치하여, 시험편을 파괴하는 방식으로 파괴 신호에 대한 데이터를 수집할 수 있다.The destruction signal may be a sound emission signal uniquely generated only when destruction occurs in the
정상 신호는 파괴가 일어나지 않은 진단대상물(10)이 정상 작동 시 발생하는 음방방출 신호일 수 있다. 정상 신호는, 파괴를 진단하기 위한 관점에서, 잡음(Noise)으로 분류될 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 사전에 정상 상태의 진단대상물(10)에 센서 모듈(100)을 설치한 상태에서, 진단대상물(10)을 가동시켜 정상 신호를 수집할 수 있다. The normal signal may be a sound emission signal generated when the object to be diagnosed 10 without destruction is normally operated. A normal signal can be classified as noise from the point of view of diagnosing a breakdown. In this case, the user may operate the
비파괴 검사 장치(1)는 센서 모듈(100), 데이터 연산부(200) 및 데이터 분석부(300)를 포함할 수 있다.The
센서 모듈(100)은 진단대상물(10)에서 발생하는 음향방출 신호를 측정할 수 있다. 구체적으로, 센서 모듈(100)은, 진단대상물(10)에서 발생하는 탄성파를 전기적인 신호로 변환하여, 그 전압(voltage) 값을 실시간으로 수집할 수 있다.The
센서 모듈(100)은 복수개의 센서를 구비할 수 있다. 구체적으로, 센서 모듈(100)은 한쌍의 메인센서 및 한쌍의 보조센서를 구비할 수 있다. The
한쌍의 메인센서 및 한쌍의 보조센서는, 진단대상물(10)에 연결될 수 있다. 예컨대, 메인센서 및 보조센서는 진단대상물(10)의 표면에 부착될 수 있다. A pair of main sensors and a pair of auxiliary sensors may be connected to the
한쌍의 메인센서 및 한쌍의 보조센서는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 한쌍의 보조센서가 서로 이격되어 배치되고, 한쌍의 보조센서 사이에 한쌍의 메인센서가 서로 이격되어 배치될 수 있다.A pair of main sensors and a pair of auxiliary sensors may be disposed apart from each other. Specifically, a pair of auxiliary sensors may be disposed apart from each other, and a pair of main sensors may be disposed spaced apart from each other between the pair of auxiliary sensors.
이러한 경우, 제1 메인센서(S1)와 제2 메인센서(S2)가 이격된 거리를 L, 제1 메인센서(S1)와 제1 보조센서(G1)가 이격된 거리를 E1, 그리고 제2 메인센서(S2)와 제2 보조센서(G2)가 이격된 거리를 E2로 정의하기로 한다.In this case, the distance between the first main sensor S1 and the second main sensor S2 is L, the distance between the first main sensor S1 and the first auxiliary sensor G1 is E1, and the second A distance between the main sensor S2 and the second auxiliary sensor G2 is defined as E2.
한쌍의 보조센서는 진단대상영역을 구획할 수 있다. 구체적으로, 제1 보조센서(G1)와 제2 보조센서(G2) 사이의 구간은, 진단대상영역으로 정의될 수 있다.A pair of auxiliary sensors may partition a diagnosis target area. Specifically, a section between the first auxiliary sensor G1 and the second auxiliary sensor G2 may be defined as a region to be diagnosed.
이러한 경우, 비파괴 검사 장치(1)는, 진단대상영역 외부에서 발생한 음향방출 신호는 잡음으로 간주하여 제외할 수 있다. 그리고, 진단대상영역 내부에서 발생한 음향방출 신호만을 수집하여 분석할 수 있다. In this case, the
구체적으로, 제1 메인센서(S1)에 먼저 도달한 다음 제1 보조센서(G1)에 도달하는 음향방출 신호는, 진단대상영역의 내부에서 발생한 것으로 판단되어, 파괴 진단에 이용될 수 있다. 반대로, 제1 보조센서(G1)에 먼저 도달한 다음 제1 메인센서(S1)에 도달하는 음향방출 신호는, 진단대상영역의 외부에서 발생한 것으로 판단되어, 제거될 수 있다.Specifically, the acoustic emission signal that first reaches the first main sensor S1 and then reaches the first auxiliary sensor G1 is determined to have occurred inside the area to be diagnosed and can be used for destruction diagnosis. Conversely, an acoustic emission signal that first reaches the first auxiliary sensor G1 and then reaches the first main sensor S1 is determined to be generated outside the area to be diagnosed and can be removed.
동일한 방법으로, 제2 메인센서(S2)에 먼저 도달한 다음 제2 보조센서(G2)에 도달하는 음향방출 신호는, 진단대상영역의 내부에서 발생한 것으로 판단되어, 파괴 진단에 이용될 수 있다. 반대로, 제2 보조센서(G2)에 먼저 도달한 다음 제2 메인센서(S2)에 도달하는 음향방출 신호는, 진단대상영역의 외부에서 발생한 것으로 판단되어, 제거될 수 있다.In the same way, the acoustic emission signal that first reaches the second main sensor S2 and then reaches the second auxiliary sensor G2 is determined to have occurred inside the area to be diagnosed and can be used for destruction diagnosis. Conversely, the acoustic emission signal that first reaches the second auxiliary sensor G2 and then reaches the second main sensor S2 is determined to be generated outside the area to be diagnosed and can be removed.
즉, 센서 모듈(100)은, 진단대상영역 내부에서 발생한, 진단대상물(10)의 파괴 진단에 필요한 신호만을 수집할 수 있다.That is, the
도 3은 음향방출 신호의 특성을 나타내는 파라미터들을 표시한 그래프이다. 도 4의 (a)는 진단대상물이 정상 상태인 경우 제1 파라미터의 분포를 나타내는 그래프이고, 도 4의 (b)는 진단대상물에 파괴가 발생한 경우 제1 파라미터의 분포를 나타내는 그래프이다. 도 5의 (a)는 진단대상물이 정상 상태인 경우 제2 파라미터의 분포를 나타내는 그래프이고, 도 5의 (b)는 진단대상물에 파괴가 발생한 경우 제2 파라미터의 분포를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing parameters representing characteristics of a sound emission signal. FIG. 4(a) is a graph showing the distribution of the first parameter when the object to be diagnosed is in a normal state, and (b) of FIG. 4 is a graph showing the distribution of the first parameter when the object to be diagnosed is destroyed. FIG. 5(a) is a graph showing the distribution of the second parameter when the object to be diagnosed is in a normal state, and (b) of FIG. 5 is a graph showing the distribution of the second parameter when the object to be diagnosed is destroyed.
도 1 및 도 3 내지 도 5를 참조하면, 데이터 연산부(200)는 센서 모듈(100)에서 측정된 음향방출 신호 중, 파괴 신호를 선별할 수 있다. 데이터 연산부(200)는 예를 들어, 데이터 수집(Data acquisition; DAQ) 장치일 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 3 to 5 , the
파괴 신호를 선별하기 위해, 데이터 연산부(200)는 측정된 음향방출 신호로부터, 파라미터를 추출할 수 있다. 이때, 파라미터는 단일 음향방출 신호가 가진 파형의 특성을 나타내는 인자일 수 있다. In order to select the destruction signal, the
파라미터는 히트(Hit), 문턱값(Threshold; TH), 최대진폭(Peak Amplitude; PA), 카운트(Count; CT), 상승시간(Rising Time; RT), 지속시간(Duration; D), 에너지(Energy), 강도(Strength), 평균시그날레벨(Average Signal Level; ASL) 및 RMS(Root Mean Square)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 파라미터의 종류는 이에 한정되는 것은 아니며, 음향방출 신호 파형의 특성을 나타내는 다른 인자를 더 포함할 수도 있다.The parameters are Hit, Threshold (TH), Peak Amplitude (PA), Count (CT), Rising Time (RT), Duration (D), Energy ( Energy), strength, average signal level (ASL), and root mean square (RMS). However, the types of parameters are not limited thereto, and may further include other factors representing characteristics of the acoustic emission signal waveform.
히트는 독립적인 파형을 가지는 단일 음향방출 신호 각각을 의미할 수 있다. 구체적으로, 음향방출 신호는 연속적으로 발생하는 복수개의 돌발형 신호로 이루어지며, 서로 구분되는 독립적인 파형을 가지는 신호들 각각을 하나의 히트로 정의할 수 있다. 이러한 히트가 발생한 횟수는, 파괴 발생 또는 파괴 단계의 진전을 나타내는 하나의 인자일 수 있다. 보다 구체적으로, 일정 시점부터 발생한 히트의 누적 개수, 또는 일정 시간 동안 발생한 히트의 개수 등이 각각 하나의 파라미터로 정의될 수 있다.A hit may refer to each single acoustic emission signal having an independent waveform. Specifically, the sound emission signal is composed of a plurality of burst-type signals that are continuously generated, and each of the signals having independent waveforms that are distinct from each other can be defined as one hit. The number of such hits may be one factor indicative of failure occurrence or progression of failure stages. More specifically, the cumulative number of hits occurring from a certain point in time or the number of hits occurring during a certain period of time may be defined as one parameter.
문턱값(TH)은 음향방출 신호 발생 여부를 판단하는 기준 값일 수 있다. 이러한 문턱값(TH)은, 파형의 특성에 따라, 사용자가 그 값을 설정할 수 있다.The threshold value TH may be a reference value for determining whether a sound emission signal is generated. The threshold value TH may be set by the user according to the characteristics of the waveform.
최대진폭(PA)은 각 히트가 가지는 파형의 최대 진폭값을 의미할 수 있다.The maximum amplitude (PA) may mean a maximum amplitude value of a waveform of each hit.
카운트(CT)는 각 히트의 파형에서, 문턱값을 교차하는 파고(Wave height)의 개수일 수 있다.The count CT may be the number of wave heights crossing the threshold in the waveform of each hit.
상승시간(RT)은 각 히트가 문턱값을 초과한 시점부터, 최대 진폭에 도달하는 시점까지의 시간일 수 있다.The rise time (RT) may be a time from when each hit exceeds a threshold value to when each hit reaches the maximum amplitude.
지속시간(D)은 각 히트의 파형이 문턱값을 초과한 시점부터, 다시 문턱값 이하로 내려가는 시점까지의 시간일 수 있다.The duration D may be a time from a time point when the waveform of each hit exceeds a threshold value to a time point when the waveform of each hit falls below the threshold value again.
에너지는 각 히트의 파형을 적분한 값을 의미할 수 있다.The energy may mean a value obtained by integrating the waveform of each hit.
강도는 진폭의 절대값에 시간을 내적(Inner product)한 값일 수 있다.The intensity may be a value obtained by performing an inner product of an absolute value of an amplitude with time.
평균시그날레벨은 진폭의 절대값에 시간을 내적한 뒤, 그 값을 시간으로 나눈 값일 수 있다.The average signal level may be a value obtained by dividing an absolute value of an amplitude with time and then dividing the value by time.
RMS는 각 히트의 지속시간 내 발생한 순간 전압의 제곱을 평균하여, 그 제곱근을 구한 값일 수 있다.The RMS may be a value obtained by averaging the squares of instantaneous voltages generated within the duration of each hit and obtaining the square root thereof.
이러한 파라미터들은, 연속적으로 측정된 다수의 음향방출 신호 각각에 대응되도록, 연속적으로 다수개가 추출될 수 있다. 그리고, 다수개의 파라미터 값을 그래프에 표시하였을 때, 각 파라미터 별로 상이한 분포를 나타낼 수 있다.A plurality of these parameters may be consecutively extracted to correspond to each of a plurality of successively measured acoustic emission signals. In addition, when a plurality of parameter values are displayed on a graph, different distributions may be displayed for each parameter.
데이터 연산부(200)는 추출된 파라미터의 분포를 분석할 수 있다. 구체적으로, 데이터 연산부(200)는, 정상 신호에서 추출한 파라미터의 분포(이하, 정상 분포)와, 파괴 신호에서 추출한 파라미터의 분포(이하, 파괴 분포)를 비교할 수 있다. The
이러한 분석 결과를 기초로, 데이터 연산부(200)는, 정상 분포와 파괴 분포의 특성이 서로 상이하여 구분이 용이한 파라미터를 기준 파라미터로 선정할 수 있다. 그리고, 정상 분포와 파괴 분포를 구분하기 위한 판별기준을 설정할 수 있다.Based on the analysis result, the
일 실시 예로, 도 4에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제1 파라미터가 기준 파라미터로 선정될 수 있다. 제1 파라미터의 정상 분포는, 지수 함수(exponential function)와 같은 분포를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 제1 파라미터의 정상 분포는, 제1 파라미터의 값이 커질수록 측정된 음향방출 신호의 개수가 감소하는 분포를 나타낼 수 있다. As an example, as shown exemplarily in FIG. 4 , the first parameter may be selected as the reference parameter. The normal distribution of the first parameter may represent a distribution such as an exponential function. Specifically, the normal distribution of the first parameter may represent a distribution in which the number of measured acoustic emission signals decreases as the value of the first parameter increases.
그리고, 제1 파라미터의 파괴 분포는, 특정 구간에 군집화(clustering)되는 분포를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 제1 파라미터의 파괴 분포는, 정상 분포가 적거나 없는 일 구간에, 집중되는 분포를 나타낼 수 있다.And, the destruction distribution of the first parameter may represent a distribution clustered in a specific section. Specifically, the destruction distribution of the first parameter may represent a distribution concentrated in a section with little or no normal distribution.
이러한 경우, 데이터 연산부(200)는, 제1 파라미터의 파괴 분포가 군집화 되는 구간을 판별기준으로 설정할 수 있다. 그리고, 음향방출 신호에서 추출된 제1 파라미터 값이 판별기준에 부합하는 경우, 해당 음향방출 신호를 파괴 신호로 선별할 수 있다.In this case, the
다른 실시 예로, 도 5에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제2 파라미터가 기준 파라미터로 선정될 수 있다. 제2 파라미터의 정상 분포는, 가우스 함수(Gaussian function)와 같은 분포를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 제2 파라미터의 정상 분포는, 일 구간에서 급격하게 증가하다가 급격하게 감소하는, 종(bell) 형상의 분포를 나타낼 수 있다.In another embodiment, as exemplarily shown in FIG. 5 , the second parameter may be selected as the reference parameter. The normal distribution of the second parameter may represent a distribution such as a Gaussian function. Specifically, the normal distribution of the second parameter may represent a bell-shaped distribution that rapidly increases and then rapidly decreases in one section.
그리고, 제2 파라미터의 파괴 분포는, 특정 구간에 군집화되는 분포를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 정상 분포가 나타나는 일 구간과 상이한 타 구간에, 집중되는 분포를 나타낼 수 있다.And, the destruction distribution of the second parameter may represent a distribution clustered in a specific section. Specifically, a distribution concentrated in one section in which a normal distribution appears and another section different from that of a normal distribution may be indicated.
이러한 경우, 데이터 연산부(200)는, 제2 파라미터의 파괴 분포가 군집화 되는 구간을 판별기준으로 설정할 수 있다. 그리고, 음향방출 신호에서 추출된 제2 파라미터 값이 판별기준에 부합하는 경우, 해당 음향방출 신호를 파괴 신호로 선별할 수 있다.In this case, the
전술한 제1 파라미터 및 제2 파라미터 외에도, 정상 분포와 파괴 분포의 구분이 용이한 다른 파라미터가 기준 파라미터로 사용 될 수도 있음은 물론이다.In addition to the above-described first parameter and second parameter, other parameters easily distinguishable between normal distribution and destructive distribution may be used as reference parameters.
데이터 연산부(200)는, 측정된 음향방출 신호에서 판별되는 파괴 신호가 없는 경우, 진단대상물(10)이 정상 상태라고 판단할 수 있다. 반대로, 측정된 음향방출 신호 중 적어도 일부가 파괴 신호로 판별되는 경우에는, 진단대상물(10)에 파괴가 발생한 것으로 판단할 수 있다.The
진단대상물(10)에 파괴가 발생한 경우, 데이터 연산부(200)는, 선별된 파괴 신호가 센서 모듈(100)에 도달한 시간을 산출할 수 있다. 여기서, 파괴 신호가 센서 모듈(100)에 도달한 시간을 측정 시간()이라고 지칭하기로 한다.When destruction occurs in the object to be diagnosed 10 , the
도 6은 음향방출 신호가 문턱값을 최초로 초과하는 시점 및 최대진폭에 이르는 시점을 표시한 그래프이다. 6 is a graph showing the time when the acoustic emission signal first exceeds the threshold value and the time when the maximum amplitude is reached.
도 6을 참조하면, 종래의 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법은 일반적으로, 파괴 신호의 파형이 문턱값(TH)을 최초로 초과하는 시점() 또는 최대진폭(PA)에 이르는 시점()을 측정 시간으로 산출한다. 그러나, 이러한 산출 방법은 잡음에 의해 오차가 발생할 가능성이 크다는 문제점이 있다. 그리고, 산출된 측정 시간의 오차가 커질수록, 결함부(11)의 위치 및 결함부(11) 발생 시간을 정확하게 추정하기가 어려워진다.Referring to FIG. 6, in the conventional non-destructive testing method using a sound emission signal, the time point at which the waveform of the destructive signal first exceeds the threshold value TH ( ) or the point at which the maximum amplitude (PA) is reached ( ) is calculated as the measurement time. However, this calculation method has a problem in that errors are highly likely to occur due to noise. In addition, as the error of the calculated measurement time increases, it becomes difficult to accurately estimate the location of the
도 7은 음향방출 신호의 측정 시간을 산출하기 위한 산출 구간 및 산출 윈도우를 표시한 그래프이다. 도 8의 (a)는 순위상관계수 값이 최대가 되는 산출 윈도우를 나타내는 그래프이고, 도 8의 (b)는 산출 구간 내의 순위상관계수 값의 변화를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing a calculation period and a calculation window for calculating a measurement time of a sound emission signal. FIG. 8(a) is a graph showing a calculation window in which a rank correlation coefficient value is maximized, and FIG. 8(b) is a graph showing a change in a rank correlation coefficient value within a calculation interval.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 메인센서 및 보조센서에서 측정되는 전압은, 파괴 신호가 도달하기 이전에는 작고 일정한 진폭 값을 보인다. 반면에, 파괴 신호가 도달한 이후에는 진폭의 크기가 급격하게 증가했다가, 점차 감소하는 경향을 나타낸다.Referring to FIGS. 6 to 8 , the voltage measured by the main sensor and the auxiliary sensor shows a small and constant amplitude value before the breakdown signal arrives. On the other hand, after the destruction signal arrives, the magnitude of the amplitude rapidly increases and then gradually decreases.
데이터 연산부(200)는, 전술한 바와 같은 파괴 신호의 특성을 기초로, 메인센서 및 보조센서의 측정 시간()을 산출할 수 있다. 구체적으로, 데이터 연산부(200)는, 측정된 전압 값이 가장 급격하게 증가하는 시점을, 측정 시간()으로 산출할 수 있다. 보다 구체적으로, 데이터 연산부(200)는, 측정된 전압 값이 시간에 따라 증가하는 경향이 가장 큰 순간을, 측정 시간()으로 산출할 수 있다.The
이하에서는, 데이터 연산부(200)가 측정 시간()을 산출하는 방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the
먼저, 데이터 연산부(200)는 산출 구간을 설정할 수 있다. 여기서, 산출 구간이란, 파괴 신호가 센서 모듈(100)에 도달했을 가능성이 있는 구간을 의미할 수 있다. First, the
산출 구간은 예를 들어, 문턱값(TH)을 최초로 초과한 시점()을 기준으로 대칭되도록 설정될 수 있다. 구체적으로, 산출 구간은, 문턱값(TH)을 최초로 초과한 시점()보다 일정시간 빠른 시점으로부터, 일정시간 이후 시점까지의 구간일 수 있다. 이때, 산출 구간의 폭은, 진단대상물(10)의 특성에 따라, 사용자에 의해 설정될 수 있다.The calculation period is, for example, the time when the threshold value (TH) is first exceeded ( ) can be set to be symmetrical based on. Specifically, the calculation interval is the time point when the threshold value TH is first exceeded ( ) may be a section from a time point earlier than a certain time to a time point after a certain time. In this case, the width of the calculation section may be set by the user according to the characteristics of the object to be diagnosed 10 .
그리고, 데이터 연산부(200)는 산출 윈도우를 생성할 수 있다. 산출 윈도우란, 도 7에 도시된 바와 같이, 산출 구간 내부의 데이터 중 일부를 그룹화 하기위한 수단일 수 있다.Also, the
데이터 연산부(200)는, 산출 윈도우 내부에서, 전압 값이 시간에 따라 변화하는 경향을 분석할 수 있다. 구체적으로, 데이터 연산부(200)는, 산출 윈도우 내부의 데이터들(예: (제1 시간, 제1 전압), (제2 시간, 제2 전압), (제3 시간, 제3 전압)…을 비교하여, 전압이 시간에 따라 변화하는 경향을 수치화 할 수 있다. The
전압이 시간에 따라 변화하는 경향을 수치화 하기 위해, 데이터 연산부(200)는 일 실시 예로, 켄달 순위상관계수(Kendall rank correlation coefficient)를 사용할 수 있다. 여기서, 켄달 순위상관계수를 구하는 방법은 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In order to quantify the tendency of the voltage to change over time, the
이때, 데이터 연산부(200)가 켄달 상관계수 이외에, 다른 수치화 방법을 사용하는 실시 예도 가능함은 물론이다.At this time, of course, an embodiment in which the
산출 윈도우의 폭은 산출 구간의 폭 보다 작을 수 있다. 산출 윈도우의 폭은, 일 실시 예로, 문턱값(TH)을 최초로 초과하는 시점() 과 최대진폭(PA)에 이르는 시점()의 차이와 같을 수 있다. 그러나, 산출 윈도우의 폭은 이에 한정되지는 않으며, 진단대상물(10)의 특성에 따라 다르게 설정될 수도 있다.The width of the calculation window may be smaller than the width of the calculation interval. The width of the calculation window, in one embodiment, first exceeds the threshold value (TH) ( ) and the point at which the maximum amplitude (PA) is reached ( ) may be equal to the difference in However, the width of the calculation window is not limited thereto and may be set differently according to the characteristics of the
산출 윈도우는 적어도 하나가 생성될 수 있다. 일 실시 예로, 산출 윈도우는 복수개가 생성될 수 있으며, 복수개의 산출 윈도우는 산출 구간 내에 등간격으로 배치될 수 있다.At least one calculation window may be created. As an example, a plurality of calculation windows may be generated, and the plurality of calculation windows may be arranged at equal intervals within a calculation section.
이러한 경우, 데이터 연산부(200)는, 복수개의 산출 윈도우에 대해 각각 켄달 상관계수를 구하여, 이를 비교할 수 있다. 그리고, 켄달 상관계수의 값이 가장 큰 산출 윈도우에서, 측정 시간을 산출할 수 있다. 일 실시 예로, 산출 윈도우의 폭을 기준으로, 중심 지점의 시간 값을, 측정 시간으로 산출할 수 있다.In this case, the
이러한 방법으로, 데이터 연산부(200)는 산출 구간 내에서 전압 값이 가장 급격하게 증가하는 시점을 측정 시간()으로 산출함으로써, 파괴 신호가 메인센서 및 보조센서에 도달한 시간을 보다 정확하게 제공할 수 있다.In this way, the
또한, 특정 시점의 전압 값이 아닌, 전압 값이 변화하는 경향을 이용하여 측정 시간을 산출함으로써, 잡음으로 인한 오차 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라, 가동 중인 진단대상물(10)을 검사하는 경우에도, 정확한 검사 결과를 제공할 수 있다.In addition, by calculating the measurement time using the tendency of the voltage value to change, not the voltage value at a specific point in time, it is possible to prevent the occurrence of errors due to noise. Accordingly, it is possible to provide accurate test results even in the case of inspecting the
이하에서는, 도 2를 다시 참조하여, 데이터 분석부(300)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2 again, the
데이터 분석부(300)는, 데이터 연산부(200)에서 산출된 측정 시간()과, 센서 모듈(100)의 위치 정보를 이용하여, 결함부(11)의 위치 및 파괴 신호의 전파 속도를 분석할 수 있다.The
여기서, 센서 모듈(100)의 위치 정보는, 제1 메인센서(S1)와 제2 메인센서(S2) 간의 거리(L), 제1 메인센서(S1)와 제1 보조센서(G1) 간의 거리(E1), 그리고 제2 메인센서(S2)와 제2 보조센서(G2) 간의 거리(E2)를 의미할 수 있다.Here, the location information of the
결함부(11)의 위치는 일 실시 예로, 결함부(11)가 제1 메인센서(S1)로부터 이격된 거리(d)로 정의될 수 있다. 이때, 결함부(11)는, 제1 메인센서(S1), 제2 메인센서(S2), 제1 보조센서(G1) 및 제2 보조센서(G2)와 각각 상이한 거리로 이격될 수 있다.The position of the
이러한 경우, 결함부(11)에서 발생한 파괴 신호는, 제1 메인센서(S1), 제2 메인센서(S2), 제1 보조센서(G1) 및 제2 보조센서(G2)를 향해 동일한 속도로 전파되되, 도달하는 시간은 상이할 수 있다. 즉, 제1 메인센서(S1), 제2 메인센서(S2), 제1 보조센서(G1) 및 제2 보조센서(G2)의 측정 시간()은 각각 상이할 수 있다.In this case, the destruction signal generated from the
데이터 분석부(300)는, 측정 시간()과 센서 모듈(100)의 위치 정보에 기반하여, 제1 계산식을 정의할 수 있다. 일 실시 예로, 제1 계산식은 하기 수학식 (1)-1, (1)-2, (1)-3 및 (1)-4와 같이 정의될 수 있다.The
…(1)-1 … (1)-1
…(1)-2 … (1)-2
…(1)-3 … (1)-3
…(1)-4 … (1)-4
이때, 상기 수학식 (1)-1, (1)-2, (1)-3 및 (1)-4에서 사용된 기호는, 하기와 같이 정의된다.At this time, the symbols used in Equations (1)-1, (1)-2, (1)-3 and (1)-4 are defined as follows.
d: 결함부의 위치d: location of defects
v: 파괴 신호의 전파 속도v: propagation speed of the destruction signal
L: 제1 메인센서와 제2 메인센서 간의 거리L: distance between the first main sensor and the second main sensor
E1: 제1 메인센서와 제1 보조센서 간의 거리E1: Distance between the first main sensor and the first auxiliary sensor
E2: 제2 메인센서와 제2 보조센서 간의 거리E2: Distance between the second main sensor and the second auxiliary sensor
: 제1 메인센서와 제2 메인센서의 측정 시간 차이 : Measurement time difference between the first main sensor and the second main sensor
: 제1 메인센서와 제2 보조센서의 측정 시간 차이 : Measurement time difference between the first main sensor and the second auxiliary sensor
: 제1 보조센서와 제2 메인센서의 측정 시간 차이 : Measurement time difference between the first auxiliary sensor and the second main sensor
: 제1 보조센서와 제2 보조센서의 측정 시간 차이 : Measurement time difference between the first auxiliary sensor and the second auxiliary sensor
그리고, 제1 계산식은 하기 수학식 (a)와 같이, 행렬식으로 표현될 수 있다.Also, the first calculation equation may be expressed as a matrix equation as shown in Equation (a) below.
…(a) … (a)
이러한 제1 계산식을 기초로, 데이터 분석부(300)는 제2 계산식을 정의할 수 있다. 일 실시 예로, 제2 계산식은 하기 행렬식 (2)-1, (2)-2, (2)-3 및 (2)-4와 같이 정의될 수 있다.Based on the first calculation formula, the
…(2)-1 … (2)-1
…(2)-2 … (2)-2
…(2)-3 … (2)-3
…(2)-4 … (2)-4
이때, 상기 행렬식 (2)-1, (2)-2, (2)-3 및 (2)-4에서 사용된 기호는, 하기와 같이 정의된다.At this time, the symbols used in the determinants (2)-1, (2)-2, (2)-3 and (2)-4 are defined as follows.
: 행렬 X의 전치행렬 : transpose matrix of matrix X
데이터 분석부(300)는, 제2 계산식에 데이터 연산부에서 산출된 측정 시간() 값과, 센서 모듈(100)의 위치 정보(L, E1, E2의 값)을 대입하여, 결함부(11)의 위치와 파괴 신호의 전파 속도를 계산할 수 있다.The
그리고, 제2 계산식에서 계산된 전파 속도 값을, 전술한 제1 계산식에 대입하여, 서로 다른 4개의 결함부(11)의 위치 값을 얻을 수 있다. 이때, 4개의 결함부(11)의 위치 값은, 제2 계산식에서 계산된 결함부(11) 위치 값과 상이할 수 있다.In addition, the position values of the four different
이러한 경우, 데이터 분석부(300)는, 제1 계산식에서 계산된 결함부 위치 값과, 제2 계산식에서 계산된 결함부 위치 값을 비교하여, 가중치를 설정할 수 있다. 일 실시 예로, 가중치는 하기 수학식 (3)-1 및 (3)-2와 같이 정의될 수 있다.In this case, the
, , …(3)-1 , , … (3)-1
, , …(3)-2 , , … (3)-2
이때, 상기 수학식 (3)-1 및 (3)-2에서 사용된 기호는, 하기와 같이 정의된다.At this time, the symbols used in Equations (3)-1 and (3)-2 are defined as follows.
: 수학식 (1)-1의 가중치 : Weight of Equation (1)-1
: 수학식 (1)-2의 가중치 : Weight of Equation (1)-2
: 수학식 (1)-3의 가중치 : Weight of Equation (1)-3
: 수학식 (1)-4의 가중치 : Weight of Equation (1)-4
: 제2 계산식으로 계산된 결함부의 위치 : Position of the defective part calculated by the second calculation formula
: 수학식 (1)-i로 계산된 결함부의 위치 : Position of the defective part calculated by Equation (1)-i
하기 표 (1)은, 이러한 방법으로 가중치를 적용한 예시를 나타낸다.Table (1) below shows an example of applying weights in this way.
[표 (1)][Table (1)]
표 (1)을 참조하면, 계산된 결함부(11)의 위치 값이, 제2 계산식에서 계산된 결함부(11)의 위치 값에 가까울수록, 해당 수학식에 높은 가중치를 부여할 수 있다. 즉, 수학식 (1)-1 내지 (1)-4 중에서, 제2 계산식과 유사한 결과값을 산출하는 식을 보다 정확도가 높은 식으로 간주할 수 있다. 그리고, 정확도가 높은 식에서 산출된 값이 최종 결과 값에 보다 크게 반영되도록, 가중치를 높게 설정할 수 있다.Referring to Table (1), as the calculated position value of the
설정된 가중치를 기초로, 데이터 분석부(300)는 제3 계산식을 정의할 수 있다. 구체적으로, 데이터 분석부(300)는, 제2 계산식에 설정된 가중치를 반영하여, 제3 계산식을 정의할 수 있다. 일 실시 예로, 제3 계산식은 하기 수학식 (4)와 같이 정의될 수 있다.Based on the set weight, the
…(4) … (4)
데이터 분석부(300)는, 제3 계산식에 데이터 연산부에서 산출된 측정 시간() 값과, 센서 모듈(100)의 위치 정보(L, E1, E2의 값)을 대입하여, 결함부(11)의 위치와 파괴 신호의 전파 속도를 계산할 수 있다. The
그리고, 제3 계산식에서 계산된 전파 속도 값을, 전술한 제1 계산식에 대입하여, 각각 4개의 결함부(11)의 위치 값을 얻을 수 있다. 이때, 4개의 결함부(11)의 위치 값은, 제3 계산식에서 계산된 결함부(11) 위치 값과 상이할 수 있다.In addition, the position values of the four
이러한 경우, 데이터 분석부(300)는, 제1 계산식에서 계산된 결함부 위치 값과, 제3 계산식에서 계산된 결함부 위치 값을 비교하여, 가중치를 재설정할 수 있다. 이때, 가중치를 재설정 하는 방법은, 전술한 가중치를 설정하는 방법과 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In this case, the
재설정된 가중치가 적용된 제3 계산식으로, 데이터 분석부(300)는 결함부(11)의 위치와 파괴 신호의 전파 속도를 다시 계산할 수 있다. 그리고, 전술한 바와 같이 가중치를 재설정하고, 재설정된 가중치를 제3 계산식에 적용하여 다시 계산하는 과정을 반복할 수 있다.The
이러한 과정을 반복함에 따라, 제3 계산식에서 계산되는 결함부(11)의 위치 및 전파 속도 값은, 특정 값으로 수렴(converge)할 수 있다. 그리고, 데이터 분석부(300)는, 수렴된 결함부(11)의 위치 및 전파 속도 값을, 최종 결과값으로 산출할 수 있다.As this process is repeated, the position and propagation speed value of the
구체적으로, 데이터 분석부(300)는, 제3 계산식에서 계산된 결함부(11)의 위치 및 전파 속도 값의 변화량이 미리 설정된 기준보다 작은 경우, 마지막으로 계산된 결함부(11)의 위치 및 전파 속도 값을 최종 결과값으로 산출할 수 있다. 즉, 제3 계산식에서 산출된 값이 하기 수학식 (b)를 만족하는 경우, 분석을 종료할 수 있다.Specifically, the
…(b) … (b)
이때, 상기 수학식 (b)에 사용된 기호는 하기와 같이 정의될 수 있다.At this time, the symbols used in Equation (b) may be defined as follows.
: 제3 계산식으로 계산된 값의 변화량 : The amount of change in the value calculated by the third formula
: 미리 설정된 기준값 : preset reference value
최종적으로 산출된 결함부(11)의 위치 및 전파 속도 값을 이용하여, 데이터 분석부(300)는 결함부(11)의 위치 좌표 및 결함부(11)의 발생 시간을 계산할 수 있다. 그리고, 별도의 디스플레이 장치(미도시)에 이를 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 결함부(11)에 대한 정보를 용이하게 확인할 수 있다.Using the finally calculated position and propagation speed values of the
이러한 방법으로, 데이터 분석부(300)가 제1 계산식, 제2 계산식 및 제3 계산식에서 계산된 값을 비교하고, 가중치를 반복적으로 재설정함으로써, 보다 정확도가 높은 결함부(11)의 위치 및 파괴 신호의 전파 속도 값을 제공할 수 있다.In this way, the
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향방출 신호를 이용한 결함 위치 진단 방법의 과정을 도시한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a process of a method for diagnosing a defect location using a sound emission signal according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 음향방출 신호를 비파괴 검사 방법은, 다음과 같이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 9 , a method for non-destructive testing of an acoustic emission signal according to embodiments of the present invention may be performed as follows.
먼저, S100 단계에서, 센서 모듈(100)이 파괴가 일어나지 않은 상태에서 작동하는 진단대상물(10)에서 정상 신호를 측정하고, 시험편에서 파괴 신호를 측정할 수 있다.First, in step S100, the
다음으로, S200 단계에서, 측정된 정상 신호와 파괴 신호의 특성을 비교하여, 정상 신호와 파괴 신호를 구분하기 위한 기준 파라미터 및 판별 기준을 설정할 수 있다.Next, in step S200, it is possible to compare the measured characteristics of the normal signal and the disrupted signal, and set reference parameters and criterion for distinguishing the normal signal from the disrupted signal.
다음으로, S300 단계에서, 센서 모듈(200)이 작동 중인 진단대상물(10)에서 음향방출 신호를 측정할 수 있다.Next, in step S300, the
다음으로, S400 단계에서, 데이터 연산부(200)가 측정된 음향방출 신호에서 파괴 신호를 선별할 수 있다.Next, in step S400, the
다음으로, S500 단계에서, 데이터 연산부(300)가 선별된 파괴 신호의 측정 시간을 산출할 수 있다.Next, in step S500, the
다음으로, S600 단계에서, 데이터 분석부(300)가 산출된 측정 시간 및 센서 모듈(100)의 위치 정보를 이용하여, 결함부(11)의 위치 및 파괴 신호의 전파 속도를 분석하는 분석 단계를 수행할 수 있다.Next, in step S600, an analysis step of analyzing the position of the
도 10은 분석 단계를 수행하는 과정을 상세하게 도시한 흐름도이다.10 is a flow chart showing the process of performing the analysis step in detail.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 분석 단계(S600)는, 다음과 같이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 10 , the analysis step (S600) according to an embodiment of the present invention may be performed as follows.
먼저, S610 단계에서, 데이터 분석부(300)는 센서 모듈(100)의 위치 정보 및 산출된 측정 시간에 기반하여, 제1 계산식을 정의할 수 있다.First, in step S610, the
다음으로, S620 단계에서, 데이터 분석부(300)는 정의된 제1 계산식을 기초로 제2 계산식을 정의하고, 제2 계산식에 센서 모듈(100)의 위치 정보 및 산출된 측정 시간을 대입하여, 결함부(11)의 위치 및 파괴 신호의 전파 속도를 계산할 수 있다.Next, in step S620, the
다음으로, S630 단계에서, 제2 계산식으로 계산된 전파 속도 값을 제1 계산식에 대입하여, 4개의 결함부(11)의 위치 값을 얻을 수 있다.Next, in step S630, the position values of the four
다음으로, S640 단계에서, 제2 계산식과 제1 계산식에서 계산된 결함부(11)의 위치 값을 비교하여, 가중치를 설정할 수 있다.Next, in step S640, a weight may be set by comparing the position value of the
다음으로, S650 단계에서, 제2 계산식에 설정된 가중치가 반영된 제3 계산식을 정의할 수 있다. 그리고, 제3 계산식에 센서 모듈(100)의 위치 정보 및 산출된 측정 시간을 대입하여, 결함부(11)의 위치 및 파괴 신호의 전파 속도를 계산할 수 있다.Next, in step S650, a third calculation equation in which the weight set in the second calculation equation is reflected may be defined. In addition, the location of the
다음으로, S660 단계에서, 제3 계산식에서 계산된 전파 속도를 제1 계산식에 대입하여, 4개의 결함부(11) 위치 값을 얻을 수 있다.Next, in step S660 , the propagation speed calculated in the third calculation equation is substituted into the first calculation equation to obtain the position values of the four
다음으로, S670 단계에서, 제3 계산식의 결과값이 충분히 수렴하였는지 판단할 수 있다.Next, in step S670, it may be determined whether the resultant value of the third calculation formula has sufficiently converged.
제3 계산식의 결과값이 충분히 수렴하지 않았다고 판단되면, S680 단계에서, 가중치를 재설정 할 수 있다. 그리고, S650 단계, S660 단계 및 S670 단계를 다시 수행할 수 있다.If it is determined that the result of the third calculation formula has not sufficiently converged, the weights may be reset in step S680. Steps S650, S660, and S670 may be performed again.
제3 계산식의 결과값이 충분히 수렴하였다고 판단되면, S690 단계에서, 제3 계산식에서 계산된 결함부(11)의 위치 값 및 전파 속도 값을 최종 결과값으로 산출할 수 있다.If it is determined that the resultant value of the third calculation formula has sufficiently converged, in step S690, the position value and propagation speed value of the
본 발명의 실시 예에 따른 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법은, 진단대상물(10)을 1차원으로 단순화하여 검사함으로써, 한쌍의 메인센서 및 한쌍의 보조센서만을 사용하여 검사를 수행할 수 있다. In the non-destructive inspection method using acoustic emission signals according to an embodiment of the present invention, by simplifying the
또한, 한쌍의 메인센서 및 한쌍의 보조센서가 진단대상영역 내부에서 발생한 음향방출 신호를 수집하는 동시에, 진단대상영역 외부에서 발생한 잡음을 제거할 수 있다. 이에 따라, 불필요한 데이터를 분석 대상에서 제외함으로써, 보다 효율적인 검사가 이루어질 수 있다.In addition, a pair of main sensors and a pair of auxiliary sensors can collect acoustic emission signals generated inside the area to be diagnosed and simultaneously remove noise generated outside the area to be diagnosed. Accordingly, more efficient inspection can be performed by excluding unnecessary data from the analysis target.
그리고, 시간에 따른 전압의 변화 경향을 이용하여 측정 시간을 산출함으로써, 잡음으로 인한 오차의 발생을 방지하고, 보다 정확한 측정 시간을 제공할 수 있다. 이에 따라, 진단대상물(10)이 가동 중인 상태에서도, 신뢰도가 높은 비파괴 검사를 수행할 수 있다.In addition, by calculating the measurement time using the change trend of the voltage with time, it is possible to prevent the occurrence of errors due to noise and provide a more accurate measurement time. Accordingly, a non-destructive test with high reliability can be performed even when the object to be diagnosed 10 is in operation.
또한, 제1 계산식, 제2 계산식 및 제3 계산식에서 계산된 값을 비교하고, 가중치를 반복적으로 재설정함으로써, 보다 정확도가 높은 결함부(11)의 위치 및 파괴 신호의 전파 속도 값을 제공할 수 있다. 이에 따라, 비파괴 검사 결과의 신뢰도가 높아질 수 있다.In addition, by comparing the values calculated in the first calculation formula, the second calculation formula, and the third formula, and repeatedly resetting the weight, it is possible to provide a more accurate position of the
전술한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명의 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 사용가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 자기테이프 등의 자기기록 매체, CD-ROM, DVD 등의 광기록 매체, 플롭티컬디스크 등의 자기-광 매체, ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같이, 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어를 포함한다. 프로그램 명령은, 컴파일러에 의해 만들어지는 기계어 코드, 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에서 실행될 수 있는 고급언어 코드를 포함한다. 하드웨어는 본 발명에 따른 방법을 처리하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있고, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment of the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on a computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the embodiment of the present invention, or may be known and usable to those skilled in the art in the field of computer software. Computer-readable recording media include magnetic recording media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, ROMs, RAMs, and flash memories. , includes hardware configured to store and execute program instructions. Program instructions include machine language codes generated by a compiler and high-level language codes that can be executed on a computer using an interpreter. The hardware may be configured to act as one or more software modules to process the method according to the present invention and vice versa.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은 프로그램 명령 형태로 전자장치에서 실행될 수 있다. 전자장치는 스마트폰이나 스마트패드 등의 휴대용 통신 장치, 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 가전 장치를 포함한다.A method according to an embodiment of the present invention may be executed in an electronic device in the form of program commands. Electronic devices include portable communication devices such as smart phones and smart pads, computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, and home appliances.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 기록매체의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.A method according to an embodiment of the present invention may be provided by being included in a computer program product. Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities. The computer program product may be distributed in the form of a machine-readable recording medium or online through an application store. In the case of online distribution, at least part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a storage medium such as a manufacturer's server, an application store server, or a relay server's memory.
본 발명의 실시 예에 따른 구성요소, 예컨대 모듈 또는 프로그램 각각은 단수 또는 복수의 서브 구성요소로 구성될 수 있으며, 이러한 서브 구성요소들 중 일부 서브 구성요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성요소가 더 포함될 수 있다. 일부 구성요소들(모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.Components according to embodiments of the present invention, for example, each module or program, may be composed of one or more sub-components, and some of these sub-components may be omitted, or other sub-components may be further added. can be included Some components (modules or programs) may be integrated into one entity and perform the same or similar functions performed by each corresponding component prior to integration. Operations performed by modules, programs, or other components according to embodiments of the present invention are sequentially, parallelly, repetitively, or heuristically executed, or at least some operations are executed in a different order, are omitted, or other operations are added. It can be.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
1: 비파괴 검사 장치
10: 진단대상물
11: 결함부
100: 센서 모듈
200: 데이터 연산부
300: 데이터 분석부1: non-destructive testing device
10: diagnosis object
11: defective part
100: sensor module
200: data calculation unit
300: data analysis unit
Claims (10)
데이터 연산부가, 상기 음향방출 신호 중 결함부에서 발생한 파괴 신호만을 선별하는 선별 단계;
데이터 연산부가, 상기 파괴 신호가 상기 메인센서 및 상기 보조센서에 도달한 시간인 측정 시간을 산출하는 산출 단계; 및
데이터 분석부가, 상기 측정 시간 및 상기 센서 모듈의 위치 정보를 이용하여, 상기 결함부의 위치 및 상기 파괴 신호의 전파 속도를 분석하는 분석 단계;를 포함하는, 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법.A step of measuring an acoustic emission signal generated from an object to be diagnosed using a sensor module, wherein the sensor module is provided with a pair of main sensors disposed on the object and a pair of auxiliary sensors spaced apart from the pair of main sensors. ;
a selection step of selecting, by a data operation unit, only a destruction signal generated from a defective unit among the sound emission signals;
A calculation step of calculating a measurement time, which is a time at which the destruction signal reaches the main sensor and the auxiliary sensor, by a data calculation unit; and
A non-destructive inspection method using a sound emission signal comprising: a data analysis unit analyzing the position of the defective part and the propagation speed of the destructive signal using the measurement time and the location information of the sensor module.
상기 선별 단계 이전에,
센서 모듈이, 파괴가 일어나지 않은 상태로 작동하는 진단대상물에서 정상 신호를 측정하는 정상 신호 측정 단계; 및
상기 정상 신호와 상기 파괴 신호를 구분하기 위한 기준 파라미터를 선정하고, 선정된 상기 기준 파라미터를 이용하여, 상기 진단대상물의 파괴 발생 여부를 판별하기 위한 판별기준을 설정하는 단계;를 더 포함하는, 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법.According to claim 1,
Prior to the screening step,
A normal signal measuring step in which the sensor module measures a normal signal in a diagnosis target that operates in a state where no destruction has occurred; and
Selecting a reference parameter for distinguishing the normal signal from the destruction signal, and using the selected reference parameter, setting a criterion for determining whether or not destruction of the diagnosis object has occurred; further comprising a sound Non-destructive testing method using emission signals.
상기 선별 단계는,
선정된 상기 기준 파라미터를 상기 판별기준과 비교하여, 상기 진단대상물의 파괴 발생 여부를 판단하고,
상기 진단대상물에서 파괴가 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 판별기준에 따라 구분된 상기 파괴 신호만을 선별하는, 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법.According to claim 2,
In the selection step,
Comparing the selected reference parameter with the criterion to determine whether or not destruction of the diagnosis target has occurred;
When it is determined that destruction has occurred in the diagnosis target, a non-destructive testing method using an acoustic emission signal to select only the destruction signal classified according to the determination criterion.
상기 센서 모듈은, 상기 메인센서 및 상기 보조센서에 입력되는 전압(voltage) 값을 실시간으로 수집함으로써 상기 음향방출 신호를 측정하고,
상기 산출 단계는,
상기 전압 값이 시간에 따라 증가하는 경향이 가장 큰 순간을 상기 측정 시간으로 산출하는, 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법.According to claim 1,
The sensor module measures the sound emission signal by collecting voltage values input to the main sensor and the auxiliary sensor in real time,
In the calculation step,
A non-destructive inspection method using an acoustic emission signal that calculates a moment in which the voltage value has the greatest tendency to increase with time as the measurement time.
상기 산출 단계는,
상기 전압 값이 시간에 따라 변화하는 경향을 분석하기 위해, 켄달 상관계수(Kendall rank correlation coefficient)를 사용하는, 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법.According to claim 4,
In the calculation step,
A non-destructive inspection method using an acoustic emission signal, which uses a Kendall rank correlation coefficient to analyze a trend in which the voltage value changes over time.
상기 분석 단계는,
상기 센서 모듈의 위치 및 상기 측정 시간에 기반한 제1 계산식을 정의하는 단계; 및
상기 제1 계산식을 기초로 정의된 제2 계산식을 이용하여 상기 결함부의 위치 및 상기 파괴 신호의 전파 속도를 계산하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 계산식은 하기 수학식 (1)-1, (1)-2, (1)-3 및 (1)-4로 정의되며,
…(1)-1
…(1)-2
…(1)-3
…(1)-4
상기 제2 계산식은 하기 행렬식 (2)-1, (2)-2, (2)-3 및 (2)-4로 정의되고,
…(2)-1
…(2)-2
…(2)-3
…(2)-4
상기 수학식 (1) 및 상기 행렬식 (2)에서,
d: 결함부의 위치
v: 파괴 신호의 전파 속도
L: 제1 메인센서와 제2 메인센서 간의 거리
E1: 제1 메인센서와 제1 보조센서 간의 거리
E2: 제2 메인센서와 제2 보조센서 간의 거리
: 제1 메인센서와 제2 메인센서의 측정 시간 차이
: 제1 메인센서와 제2 보조센서의 측정 시간 차이
: 제1 보조센서와 제2 메인센서의 측정 시간 차이
: 제1 보조센서와 제2 보조센서의 측정 시간 차이
: 행렬 X의 전치행렬로 정의되는, 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법.According to claim 1,
The analysis step is
defining a first calculation formula based on the location of the sensor module and the measurement time; and
Calculating the location of the defect part and the propagation speed of the destruction signal using a second calculation equation defined based on the first calculation equation;
The first calculation formula is defined by the following equations (1)-1, (1)-2, (1)-3 and (1)-4,
… (1)-1
… (1)-2
… (1)-3
… (1)-4
The second calculation formula is defined by the following determinants (2)-1, (2)-2, (2)-3 and (2)-4,
… (2)-1
… (2)-2
… (2)-3
… (2)-4
In Equation (1) and the determinant (2),
d: location of defects
v: propagation speed of the destruction signal
L: distance between the first main sensor and the second main sensor
E1: Distance between the first main sensor and the first auxiliary sensor
E2: Distance between the second main sensor and the second auxiliary sensor
: Measurement time difference between the first main sensor and the second main sensor
: Measurement time difference between the first main sensor and the second auxiliary sensor
: Measurement time difference between the first auxiliary sensor and the second main sensor
: Measurement time difference between the first auxiliary sensor and the second auxiliary sensor
: A non-destructive inspection method using an acoustic emission signal, defined as a transposed matrix of matrix X.
상기 분석 단계는,
상기 제2 계산식으로 계산된 상기 전파 속도 값을 상기 제1 계산식에 대입하여 상기 결함부의 위치를 계산하는 단계; 및
상기 제2 계산식으로 계산된 상기 결함부의 위치 값과, 상기 제1 계산식으로 계산된 상기 결함부의 위치 값을 비교하여 가중치를 설정하는 단계;를 더 포함하고,
상기 가중치는 하기 수학식 (3)-1 및 (3)-2으로 정의되며,
, , …(3)-1
, , …(3)-2
상기 수학식 (3)-1 및 (3)-2에서,
: 수학식 (1)-1의 가중치
: 수학식 (1)-2의 가중치
: 수학식 (1)-3의 가중치
: 수학식 (1)-4의 가중치
: 제2 계산식으로 계산된 결함부의 위치
: 수학식 (1)-i로 계산된 결함부의 위치로 정의되는, 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법.According to claim 6,
The analysis step is
calculating a position of the defect part by substituting the propagation speed value calculated by the second calculation formula into the first calculation formula; and
Further comprising setting a weight by comparing the position value of the defective part calculated by the second calculation formula with the position value of the defective part calculated by the first formula,
The weight is defined by the following equations (3)-1 and (3)-2,
, , … (3)-1
, , … (3)-2
In the above equations (3)-1 and (3)-2,
: Weight of Equation (1)-1
: Weight of Equation (1)-2
: Weight of Equation (1)-3
: Weight of Equation (1)-4
: Position of the defective part calculated by the second calculation formula
: A non-destructive inspection method using an acoustic emission signal, defined as the position of the defective part calculated by Equation (1)-i.
상기 분석 단계는,
상기 제2 계산식에 상기 가중치를 반영하여 제3 계산식을 정의하고, 상기 제3 계산식으로 상기 결함부의 위치 및 상기 전파 속도를 계산하는 단계;를 더 포함하고,
상기 제3 계산식은 하기 수학식 (4)로 정의되는,
…(4)
음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법.According to claim 7,
The analysis step is
Defining a third calculation equation by reflecting the weight in the second calculation equation, and calculating the location of the defect part and the propagation speed by the third calculation equation; further comprising,
The third calculation formula is defined by Equation (4) below,
… (4)
Non-destructive testing method using acoustic emission signal.
상기 분석 단계는,
상기 제3 계산식으로 계산된 상기 전파 속도 값을, 상기 제1 계산식에 대입하여 상기 결함부의 위치를 계산하는 단계;를 더 포함하는, 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법.According to claim 8,
The analysis step is
The non-destructive inspection method using acoustic emission signals further comprising: calculating the position of the defective part by substituting the propagation speed value calculated by the third calculation formula into the first calculation formula.
상기 분석 단계는,
상기 제3 계산식으로 계산된 상기 결함부의 위치 값과, 상기 제1 계산식으로 계산된 상기 결함부의 위치 값을 비교하여 상기 가중치를 재설정하는 단계; 및
상기 제3 계산식에 상기 재설정된 가중치를 반영하여 상기 결함부의 위치를 재계산 하는 단계;를 더 포함하는, 음향방출 신호를 이용한 비파괴 검사 방법.
According to claim 9,
The analysis step is
resetting the weight by comparing the position value of the defective part calculated by the third formula with the position value of the defective part calculated by the first formula; and
Further comprising the step of recalculating the position of the defective part by reflecting the reset weight in the third calculation formula; non-destructive inspection method using an acoustic emission signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210107417A KR20230025192A (en) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | Nondestructive inspection method using acoustic emission signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210107417A KR20230025192A (en) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | Nondestructive inspection method using acoustic emission signal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230025192A true KR20230025192A (en) | 2023-02-21 |
Family
ID=85328259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210107417A KR20230025192A (en) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | Nondestructive inspection method using acoustic emission signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230025192A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102693542B1 (en) * | 2023-12-08 | 2024-08-09 | (주)브레인기술종합건축사사무소 | Method and apparatus for automatic performing facility health evaluation based on artificial intelligence |
-
2021
- 2021-08-13 KR KR1020210107417A patent/KR20230025192A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102693542B1 (en) * | 2023-12-08 | 2024-08-09 | (주)브레인기술종합건축사사무소 | Method and apparatus for automatic performing facility health evaluation based on artificial intelligence |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8577629B2 (en) | Method and system for transducer element fault detection for phased array ultrasonic instruments | |
US7660690B2 (en) | Method for verifying sensors installation and determining the location of the sensors after installation in a structural health management system | |
US10352912B2 (en) | Structure evaluation system, structure evaluation apparatus, and structure evaluation method | |
JP4235648B2 (en) | Eddy current flaw detection signal processing method | |
JP6103899B2 (en) | Failure location estimation device | |
EP3321673A1 (en) | Structure evaluation system, structure evaluation device, and structure evaluation method | |
US11519883B2 (en) | Structure evaluation system, structure evaluation apparatus, and structure evaluation method | |
KR20230025192A (en) | Nondestructive inspection method using acoustic emission signal | |
US10458954B2 (en) | Structure evaluation system, structure evaluation apparatus, and structure evaluation method | |
US11624687B2 (en) | Apparatus and method for detecting microcrack using orthogonality analysis of mode shape vector and principal plane in resonance point | |
CN114236272B (en) | Intelligent detection system of electronic product | |
KR100444269B1 (en) | A non-destructive tap test system and its test method | |
JP4598809B2 (en) | Soundness diagnosis method by sound analysis | |
JPWO2019163701A1 (en) | System identification device, system identification method and computer program | |
KR102207794B1 (en) | Apparatus for diagnosing state of ceramic insulator and method thereof | |
JP2019109194A (en) | Flow rate measuring device | |
JP2016080592A (en) | Surface inspection method and surface inspection device | |
CN113639804B (en) | Method and system for detecting quality of cable conduit | |
JP5150302B2 (en) | Ultrasonic inspection data evaluation apparatus and ultrasonic inspection data evaluation method | |
JP2018200217A (en) | Rattling sound inspection device and rattling sound inspection method | |
JP3446007B2 (en) | Structure deterioration diagnosis method and structure deterioration diagnosis apparatus | |
KR102490553B1 (en) | Nondestructive inspection method using acoustic emission signal | |
KR102528544B1 (en) | Method for locating fault using acoustic emission signal | |
RU2687177C1 (en) | Method of detecting and classification a signal in control systems | |
CN110205907B (en) | Method for calculating deformation peak value of impact position under impact load |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |