KR20230041413A - 3d ultrasonic scanner for detecting location of defect in weld joint - Google Patents

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KR20230041413A
KR20230041413A KR1020210125002A KR20210125002A KR20230041413A KR 20230041413 A KR20230041413 A KR 20230041413A KR 1020210125002 A KR1020210125002 A KR 1020210125002A KR 20210125002 A KR20210125002 A KR 20210125002A KR 20230041413 A KR20230041413 A KR 20230041413A
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신병철
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동의대학교 산학협력단
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Abstract

A 3D ultrasonic scanner for detecting the location of a defect in a weld joint is disclosed. The present invention may include at least three ultrasonic transducers, a housing containing the at least three ultrasonic transducers, and a controller receiving electrical signals generated from the at least three ultrasonic transducers. Therefore, the 3D ultrasonic scanner can detect the more accurate location of a defect.

Description

용접 이음부의 결함의 위치를 검출하기 위한 3차원 초음파 스캐너{3D ULTRASONIC SCANNER FOR DETECTING LOCATION OF DEFECT IN WELD JOINT}3D ultrasound scanner for detecting the location of defects in welded joints {3D ULTRASONIC SCANNER FOR DETECTING LOCATION OF DEFECT IN WELD JOINT}

본 발명은 용접 이음부의 결함의 위치를 검출하기 위한 3차원 초음파 스캐너에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서를 활용하여, 용접 이음부의 결함의 위치를 검출하기 위한 3차원 초음파 스캐너에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional ultrasound scanner for detecting the location of a defect in a weld joint. More specifically, it relates to a three-dimensional ultrasonic scanner for detecting the location of a defect in a weld joint by utilizing at least three ultrasonic transducers.

일반적으로, 용접 이음부는 그 수명 동안에 자중과 화물의 무게를 지탱하고 응력, 부식, 피로 균열에 대한 저항력을 가져야 하는 것은 자명한 사실이다. 용접 이음부는 먼저 재료적으로 요구하는 강도를 가져야 하고 용접재의 올바른 사용과 올바른 시공에 의한 용접작업을 거쳐서 완성되어져 신뢰성 있는 검사방법으로 조사, 평가하여 요구하는 품질을 만족시켜야 한다.In general, it is self-evident that a welded joint must support its own weight and the weight of a load during its life and have resistance to stress, corrosion and fatigue cracking. Welded joints must first have the required strength in terms of materials, and must be completed through welding work by correct use of welding materials and correct construction, and must be investigated and evaluated with reliable inspection methods to satisfy the required quality.

용접 이음부에 대한 검사방법으로는 파괴검사와 비파괴검사가 적용되고 있다. 파괴검사는 용접 품질에 이상이 있는지 (기포나 크랙 등과 같은 결함이 용접된 부위에 있는지)를 검사하는 일반적인 방법 중 하나로서, 정기적으로( 예를 들어, 아침, 점심, 저녁 시점에) 용접 이음부를 샘플링하고, 샘플링한 용접 이음부를 파괴하여 그 파괴된 부분의 용접 품질을 확인함으로써, 용접상태를 검사할 수 있다. 하지만 파괴검사는 신뢰성은 높으나 용접 이음부에 직접 수행하기에는 생산 비용이 증가하게 되고, 용접 이음부 전체에 대한 용접 상태를 확인하는 것은 어려운 문제점이 있다.Destructive testing and non-destructive testing are applied as inspection methods for welded joints. Destructive inspection is one of the general methods of inspecting the welding quality for abnormalities (whether there are defects such as bubbles or cracks in the welded area). The welding state can be inspected by sampling, destroying the sampled weld joint, and confirming the welding quality of the destroyed portion. However, although the destructive inspection is highly reliable, production costs are increased because it is directly performed on the welded joint, and it is difficult to check the welding state of the entire welded joint.

대안의 방법으로 비파괴검사는 용접 이음부에 손상을 입히지 않고 결함의 존재에 의해 변화하는 물리적 성질을 측정하고 검출하여 품질기준에 따라 합격 혹은 불합격의 판정이 가능하기에 생산 공정 중에 또한 널리 적용되고 있다. 즉, 생산된 부품 등의 용접된 부분의 품질을 초음파를 사용하는 비파괴 검사를 이용하면, 파괴 검사에 의한 상기의 문제점을 해소할 수 있다. As an alternative method, non-destructive testing measures and detects the physical properties that change due to the presence of defects without damaging the welded joint, and is widely applied during the production process because it is possible to determine pass or fail according to quality standards. . That is, if non-destructive testing using ultrasonic waves is used to measure the quality of welded parts of manufactured parts, the above problems caused by destructive testing can be solved.

이러한 초음파 탐상 방식에 의한 비파괴 검사는, 부품 등의 용접에 이상이 있는지 여부를 간단하면서도 용이하게 검사할 수 있다. 초음파를 사용한 용접 품질 검사 방법에 대해 보다 상세히 설명하면, 초음파 검사 장치를 부품 등의 제조 라인 상에 설치한 뒤, 용접된 부분을 갖는 검사 대상물, 예를 들어 생산된 부품에 초음파를 입사시키게 된다. Non-destructive inspection using such an ultrasonic inspection method can simply and easily inspect whether or not there is an abnormality in welding of parts or the like. In more detail, a welding quality inspection method using ultrasonic waves is installed on a production line of parts and the like, and then ultrasonic waves are incident on an inspection object having a welded part, for example, a produced part.

이처럼, 종래 초음파 탐상 방식은 일반적으로 한 개 또는 두개의 초음파 트랜스듀서를 사용하여 비파괴 검사를 진행하였다. 그러나, 기존과 같이 한 개 또는 두개의 초음파 트랜스듀서를 사용하는 경우 결함의 정확한 위치를 측정하기 어려운 문제가 있었다. 또한, 결함 이외의 요소에 의하여 측정되는 요소까지 함께 측정된다는 점에서, 정확한 측정이 어려운 문제가 있었다. As such, in the conventional ultrasonic inspection method, non-destructive testing was generally performed using one or two ultrasonic transducers. However, in the case of using one or two ultrasonic transducers as in the prior art, it is difficult to measure the exact location of the defect. In addition, there is a problem in that accurate measurement is difficult in that elements measured by elements other than defects are also measured.

JPH08184583AJPH08184583A

본 발명의 목적은 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서를 활용하여 보다 정확한 결함의 위치를 검출하기 위한 3차원 초음파 스캐너를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a three-dimensional ultrasound scanner for more accurately detecting the location of a defect by utilizing at least three ultrasound transducers.

또한, 본 발명의 목적은 다양한 검증을 통하여 보다 정확한 결함의 위치를 검출하기 위한 3차원 초음파 스캐너를 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention is to provide a three-dimensional ultrasound scanner for more accurate detection of the location of a defect through various verifications.

또한, 본 발명의 목적은 복수의 초음파 트랜스듀서의 위치를 변경하여 보다 정확한 결함의 위치를 검출하고, 빅데이터로 미리 학습한 심층신경망을 통하여 생성된 이미지 데이터에 대한 비전 인식을 수행하여 결함의 위치를 검증할 수 있는 3차원 초음파 스캐너를 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention is to detect the location of a defect more accurately by changing the location of a plurality of ultrasonic transducers, and to perform vision recognition on image data generated through a deep neural network learned in advance with big data to locate the defect. It is to provide a 3D ultrasound scanner capable of verifying.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 용접 이음부의 결함의 위치를 검출하기 위한 3차원 초음파 스캐너에 있어서, 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서, 상기 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서를 포함하는 하우징 및 상기 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서로부터 생성된 전기 신호를 수신하는 제어부를 포함할 수 있다. In order to solve the above problems, the present invention provides a three-dimensional ultrasound scanner for detecting the location of a defect in a weld joint, comprising at least three ultrasonic transducers, a housing including the at least three ultrasonic transducers, and the at least three ultrasonic transducers. It may include a control unit for receiving an electrical signal generated from the ultrasonic transducer of the dog.

또한, 상기 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서는 제1 초음파 트랜스듀서 내지 제3 초음파 트랜스듀서를 포함하고, 상기 제1 초음파 트랜스듀서는 제1 초음파 신호를 생성하고, 상기 제2 초음파 트랜스듀서는 상기 제1 초음파 신호를 수신하고, 상기 제3 초음파 트랜스듀서는 상기 제1 초음파 신호를 수신할 수 있다. In addition, the at least three ultrasonic transducers include first to third ultrasonic transducers, the first ultrasonic transducer generates a first ultrasonic signal, and the second ultrasonic transducer generates the first ultrasonic transducer. An ultrasonic signal may be received, and the third ultrasonic transducer may receive the first ultrasonic signal.

이때, 상기 제2 초음파 트랜스듀서는 상기 제3 초음파 트랜스듀서와 일정 거리만큼 이격될 수 있다. At this time, the second ultrasonic transducer may be spaced apart from the third ultrasonic transducer by a predetermined distance.

이때, 상기 제어부는, 상기 제2 초음파 트랜스듀서로부터 상기 결함으로부터 반사된 상기 제1 초음파 신호를 수신한 제1 시간 정보를 기초로, 상기 결함의 제1 위치를 검출하고, 상기 제3 초음파 트랜스듀서로부터 상기 결함으로부터 반사된 상기 제1 초음파 신호를 수신한 제2 시간 정보를 기초로, 상기 결함의 제2 위치를 검출할 수 있다. At this time, the control unit detects a first position of the defect based on first time information at which the first ultrasonic signal reflected from the defect is received from the second ultrasonic transducer, and the third ultrasonic transducer A second position of the defect may be detected based on second time information at which the first ultrasonic signal reflected from the defect is received from the defect.

이때, 상기 제어부는 상기 결함의 제1 위치 및 상기 결함의 제2 위치를 평균하여, 상기 결함의 최종 위치를 검출할 수 있다. In this case, the control unit may average the first location of the defect and the second location of the defect to detect the final location of the defect.

이때, 상기 제어부는, 상기 결함의 최종 위치를 기초로 이미지 데이터를 생성하고, 상기 이미지 데이터에 이미지 필터를 적용하여 학습할 수 있다. In this case, the control unit may generate image data based on the final position of the defect, and apply an image filter to the image data for learning.

이때, 상기 3차원 초음파 스캐너는 상기 제어부로부터 수신한 정보를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 이미지 필터를 적용하여 학습한 결과 데이터를 표시하기 위한 이미지 레이어를 생성하고, 상기 이미지 데이터와 상기 이미지 레이어를 병합하여 상기 디스플레이부로 전송할 수 있다. At this time, the 3D ultrasound scanner further includes a display unit for displaying the information received from the control unit, and the control unit generates an image layer for displaying result data learned by applying the image filter, and displays the image data and The image layers may be merged and transmitted to the display unit.

본 발명은 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서를 활용하여 보다 정확한 결함의 위치를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서의 다양한 배치를 통하여 보다 정확한 결함의 위치를 검출할 수 있다. According to the present invention, the position of the defect can be more accurately detected using at least three ultrasonic transducers, and the position of the defect can be more accurately detected through various arrangements of the at least three ultrasonic transducers.

또한, 본 발명은 딥러닝 알고리즘을 활용하여 거리 정보에 오류가 존재하는지를 검증할 뿐만 아니라, 이미지 데이터에 대하요 심층신경망을 적용하여 결과값을 검증할 수 있는 다양한 수단을 제공할 수 있다. In addition, the present invention not only verifies whether there is an error in distance information using a deep learning algorithm, but also provides various means for verifying result values by applying a deep neural network to image data.

본 발명에 따라 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 보호부의 외부면으로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable according to the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned are clearly understood by those skilled in the art from the outer surface of the protection unit below. It could be.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 용접 이음부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 용접 이음부를 3차원 초음파 스캐너가 지나가는 것을 나타낸 일 예시이다.
도 5는 본 발명에 따른 초음파 측정 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1 초음파 트랜스듀서와 제2 초음파 트랜스듀서의 상관 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 3개의 초음파 트랜스듀서에 의한 초음파 측정 그래프를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 용접 이음부를 3차원 초음파 스캐너가 지나가는 것을 나타낸 또 다른 일 예시이다.
도 10은 본 발명에 따른 제어부를 간략히 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 메모리에 저장된 기능적 구성들을 간략히 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명에 따른 학습 및 검증 모듈의 검증 예시를 설명하기 위한 그래프이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 3차원 스캐너를 실시하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
1 and 2 show a three-dimensional ultrasound scanner according to the present invention.
3 is a view schematically showing a welded joint according to the present invention.
4 is an example showing that a 3D ultrasound scanner passes through a welded joint.
5 is a diagram showing an ultrasound measurement graph according to the present invention.
6 is a diagram showing a correlation between a first ultrasonic transducer and a second ultrasonic transducer according to the present invention.
7 is a diagram showing a graph of ultrasound measurement by three ultrasound transducers according to the present invention.
8 and 9 are another examples illustrating that a 3D ultrasound scanner passes through a welded joint.
10 schematically illustrates a control unit according to the present invention.
11 is a simplified representation of functional configurations stored in a memory according to the present invention.
12 is a graph for explaining an example of verification of a learning and verification module according to the present invention.
13 and 14 are diagrams showing examples of implementing the 3D scanner of the present invention.
15 is a diagram showing an example of an image correction filter according to the present invention.
The accompanying drawings, which are included as part of the detailed description to aid understanding of the present specification, provide examples of the present specification and describe technical features of the present specification together with the detailed description.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, the embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are given the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiment disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, the technical idea disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention , it should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 보호부의 외부면된 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.In this application, terms such as "comprise" or "having" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof external to the protection unit in the specification, but one or It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof beyond that.

이하, 상술한 내용들을 바탕으로 본 명세서의 바람직한 일 실시예에 따른, 용접 이음부의 결함의 위치를 검출하기 위한 3차원 초음파 스캐너에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a 3D ultrasound scanner for detecting a location of a defect in a weld joint according to a preferred embodiment of the present specification based on the above description will be described in detail.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너를 나타낸 것이다. 1 and 2 show a three-dimensional ultrasound scanner according to the present invention.

도 1 및 도 2에 따르면, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 용접 이음부의 결함(DF)의 위치를 검출하기 위한 3차원 초음파 스캐너(10)일 수 있다. 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3), 하우징(100) 및 제어부(200)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 측정된 결과를 이미지로 표시하기 위한 디스플레이부(400)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이부(400)는 하우징(100)의 상면에 설치되어, 사용자가 3차원 초음파 스캐너(10)를 사용함과 동시에 디스플레이부(400)로부터 시각 정보를 제공받을 수 있다. According to FIGS. 1 and 2 , the 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention may be a 3D ultrasound scanner 10 for detecting a location of a defect DF in a weld joint. The 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention may include at least three ultrasound transducers T1, T2, and T3, a housing 100, and a controller 200. In addition, the 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention may further include a display unit 400 for displaying a measured result as an image. The display unit 400 is installed on the upper surface of the housing 100 so that the user can receive visual information from the display unit 400 while using the 3D ultrasound scanner 10 .

본 발명에 따른 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)는, 초음파를 발생시키는 초음파 발생 모듈과 초음파를 감지하는 초음파 수신 모듈을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)는 전기 신호를 초음파로 변환할 수 있고, 초음파를 전기 신호로 변환할 수 있는 장치를 의미할 수 있다. At least three ultrasonic transducers T1 , T2 , and T3 according to the present invention may include an ultrasonic generating module generating ultrasonic waves and an ultrasonic receiving module detecting ultrasonic waves. That is, the ultrasonic transducers T1 , T2 , and T3 according to the present invention may refer to devices capable of converting electrical signals into ultrasonic waves and converting ultrasonic waves into electrical signals.

본 발명에 따른 하우징(100)은, 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)를 내부에 포함하고, 외부와 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)를 차단하기 위한 구성일 수 있다. 하우징(100)의 하부에는 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)에 대응한 통공 또는 빈 영역이 형성될 수 있으며, 통공 또는 빈 영역을 통하여 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)는 초음파를 외부로 발생시키고 외부로부터 초음파를 수신할 수 있다. 본 발명에 따른 하우징(100)은 외부에서 들어오는 잡음, 파장 및 초음파 등을 차단할 수 있다. 이때, 외부에서 들어오는 잡음, 파장 및 초음파 등은 상기 통공 또는 빈 영역으로부터 수신하는 초음파는 제외한 것을 의미할 수 있다. The housing 100 according to the present invention includes at least three ultrasonic transducers T1, T2, and T3 therein, and is configured to block the at least three ultrasonic transducers T1, T2, and T3 from the outside. can Through-holes or empty areas corresponding to the ultrasonic transducers T1, T2, and T3 may be formed in the lower portion of the housing 100, and through the through-holes or empty areas, the ultrasonic transducers T1, T2, and T3 transmit ultrasonic waves to the outside. and can receive ultrasonic waves from the outside. The housing 100 according to the present invention can block noise, wavelengths, and ultrasonic waves coming from outside. In this case, noise, wavelength, and ultrasonic waves coming from the outside may mean excluding ultrasonic waves received from the through hole or the empty area.

본 발명에 따른 하우징(100)은 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)가 설치되는 베이스 하우징(120), 및 베이스 하우징(120)을 커버(cover)할 수 있는 덮개부(110)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 하우징(100)은 베이스 하우징(120)과 덮개부(110)를 결합함으로써 형성될 수 있다.The housing 100 according to the present invention includes a base housing 120 in which at least three ultrasonic transducers T1, T2, and T3 are installed, and a cover portion 110 capable of covering the base housing 120. can include The housing 100 according to the present invention may be formed by combining the base housing 120 and the cover part 110.

본 발명에 따른 제어부(200)는, 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)로부터 생성된 전기 신호를 수신하고, 이를 저장하거나 학습할 수 있다. 제어부(200)는 전기 신호를 기초로 결함(DF)의 위치 또는 3차원 위치를 도출할 수 있다. 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)는 제1 초음파 트랜스듀서 내지 제3 초음파 트랜스듀서를 포함할 수 있다. The control unit 200 according to the present invention may receive electrical signals generated from at least three ultrasonic transducers T1, T2, and T3, and store or learn them. The controller 200 may derive the location or 3D location of the defect DF based on the electrical signal. The at least three ultrasonic transducers T1 , T2 , and T3 may include a first through third ultrasonic transducers.

도 2에 따르면, 본 발명에 따른 제어부(200)는 하우징(100)의 내부에 설치될 수 있다. 제어부(200)가 하우징(100)의 내부에 설치됨으로 인하여, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 핸드헬드 타입으로 사용될 수 있다. 다만, 핸드헬드 타입으로 사용되기 위해서, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 별도의 배터리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. According to FIG. 2 , the controller 200 according to the present invention may be installed inside the housing 100 . Since the controller 200 is installed inside the housing 100, the 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention can be used as a handheld type. However, in order to be used as a handheld type, the 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention may further include a separate battery unit (not shown).

도 2에 따르면, 본 발명에 따른 제어부(200)는 하우징(100)의 외부에 별도로 설치될 수 있다. 본 발명에 따른 제어부(200)는 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)로부터 전기 신호를 유선 또는 무선으로 수신할 수 있다. 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 전기 신호를 하우징(100) 외부의 제어부(200)로 전송하기 위한 별도의 데이터 전송 장치(300)를 더 포함할 수 있다. 데이터 전송 장치(300)는 하우징(100)의 내부에 설치되고, 적어도 3개의 초음파 스캐너로부터 생성된 전기 신호를 유선 또는 무선으로 제어부(200)로 전송할 수 있다. According to FIG. 2 , the controller 200 according to the present invention may be separately installed outside the housing 100 . The control unit 200 according to the present invention may receive electrical signals from at least three ultrasonic transducers T1, T2, and T3 in a wired or wireless manner. The 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention may further include a separate data transmission device 300 for transmitting electrical signals to the controller 200 outside the housing 100 . The data transmission device 300 may be installed inside the housing 100 and transmit electric signals generated from at least three ultrasound scanners to the controller 200 by wire or wirelessly.

본 발명에 따른 제1 초음파 트랜스듀서(T1)는 제1 초음파 신호를 생성하고, 상기 제2 초음파 트랜스듀서(T2)는 상기 제1 초음파 신호를 수신하고, 상기 제3 초음파 트랜스듀서(T3)는 상기 제1 초음파 신호를 수신할 수 있다. 이는 하나의 예시로서, 초음파 신호를 생성하는 주체는 제2 초음파 트랜스듀서(T2) 또는 제3 초음파 트랜스듀서(T3)일 수 있다. According to the present invention, the first ultrasonic transducer (T1) generates a first ultrasonic signal, the second ultrasonic transducer (T2) receives the first ultrasonic signal, and the third ultrasonic transducer (T3) The first ultrasound signal may be received. As an example, a subject generating an ultrasonic signal may be the second ultrasonic transducer T2 or the third ultrasonic transducer T3.

또한, 본 발명에 따른 제1 초음파 트랜스듀서(T1) 및 제2 초음파 트랜스듀서(T2)는 제1 간격만큼 이격될 수 있다. 또한, 제2 초음파 트랜스듀서(T2)는 제3 초음파 트랜스듀서(T3)와 제2 간격만큼 이격될 수 있다. 이때, 제1 간격은 제2 간격보다 길 수 있으나, 본 발명에 따른 간격은 이에 제한되지 않을 수 있다.Also, the first ultrasonic transducer T1 and the second ultrasonic transducer T2 according to the present invention may be spaced apart by a first distance. Also, the second ultrasonic transducer T2 may be spaced apart from the third ultrasonic transducer T3 by a second interval. In this case, the first interval may be longer than the second interval, but the interval according to the present invention may not be limited thereto.

도 3은 본 발명에 따른 용접 이음부를 개략적으로 나타낸 도면이다. 3 is a view schematically showing a welded joint according to the present invention.

본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(도 1 및 도 2의 10)는 적어도 2개의 대상이 용접된 부위(이하, 용접 이음부)의 내부에 위치한 결함(DF)의 위치를 측정할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(도 1 및 도 2의 10)는 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)를 통하여 결함(DF)에 대하여 초음파를 발생시키고, 결함(DF)에서 반사되는 초음파를 통하여 결함(DF)의 위치를 측정할 수 있다. The 3D ultrasound scanner (10 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention can measure the location of a defect DF located inside a region where at least two objects are welded (hereinafter referred to as a welded joint). To this end, the 3D ultrasound scanner (10 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention transmits ultrasound to the defect DF through at least three ultrasonic transducers (T1, T2, and T3 in FIGS. 1 and 2). and the location of the defect DF can be measured through ultrasonic waves reflected from the defect DF.

도 4는 용접 이음부를 3차원 초음파 스캐너가 지나가는 것을 나타낸 일 예시이다. 4 is an example showing that a 3D ultrasound scanner passes through a welded joint.

도 4에 따르면, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 3개의 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 3개의 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)는 서로 일정 거리만큼 이격될 수 있다. According to FIG. 4 , the 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention may include three ultrasound transducers (T1, T2, and T3 in FIGS. 1 and 2). Three ultrasonic transducers (T1, T2, T3 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention may be spaced apart from each other by a predetermined distance.

이처럼, 일정 거리만큼 이격된 3개의 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)를 통하여, 각각의 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)와 결함(DF)과의 거리가 서로 다르게 측정된다. 구체적으로, 비파괴 기법을 통하여 결함(DF)과의 거리를 측정할 수 있다. 본 발명에 따른 비파괴 검사 기법은 원칙적으로 2개의 원점만으로도 대상의 위치 좌표를 계산할 수 있다. In this way, through the three ultrasonic transducers (T1, T2, T3 in FIGS. 1 and 2) spaced apart by a certain distance, each ultrasonic transducer (T1, T2, T3 in FIGS. 1 and 2) and the defect (DF) ) are measured differently. Specifically, the distance to the defect DF may be measured through a non-destructive technique. In principle, the non-destructive inspection technique according to the present invention can calculate the positional coordinates of an object using only two origin points.

다만, 본 발명과 같이 용접 이음부(WD) 내부에서 결함(DF)의 위치를 정확하게 알지 못하여, 3차원 초음파 스캐너(10)는 용접 이음부(WD) 주위를 움직이며 초음파 스캔할 수 있다. 이 경우, 스캐너 자체가 움직이면서 초음파 스캔하므로 측정되는 결과값에는 어느정도 오차가 존재할 수밖에 없다. However, since the position of the defect DF inside the weld joint WD is not accurately known as in the present invention, the 3D ultrasound scanner 10 may perform ultrasonic scanning while moving around the weld joint WD. In this case, since the scanner itself scans ultrasound while moving, there is bound to be some error in the measured result.

이때, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)와 같이 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)를 사용하여 결함(DF)의 위치를 측정한다면, 보다 정확한 회절파 시간 측정이 가능한 장점이 있다. At this time, if the position of the defect DF is measured using at least three ultrasonic transducers (T1, T2, T3 in FIGS. 1 and 2) like the 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention, more accurate diffraction It has the advantage of being able to measure wave time.

도 5는 본 발명에 따른 초음파 측정 그래프를 나타낸 도면이다. 5 is a diagram showing an ultrasound measurement graph according to the present invention.

도 5에 따르면, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(도 4의 10)가 일 방향으로 이동하면서 결함(DF)의 위치를 측정함에 따라, 발생한 초음파를 수신하였을 때, 수신된 초음파의 세기(즉, 전류의 세기)가 거리에 따라 다르게 측정될 수 있다. 즉, 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)와 결함(DF)과의 거리는 3차원 초음파 스캐너(도 4의 10)가 움직이면서 결함(DF)의 위치와 가까워짐에 따라 줄어들 수 있다. 3차원 초음파 스캐너(도 4의 10)의 이동 경로 중 결함(DF)의 위치와 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)의 거리가 가장 짧은 지점에서 수신된 초음파의 세기가 가장 크게 측정된다. According to FIG. 5, when the 3D ultrasound scanner (10 in FIG. 4) according to the present invention measures the location of the defect DF while moving in one direction, when the generated ultrasound is received, the intensity of the received ultrasound (that is, , the strength of the current) can be measured differently depending on the distance. That is, the distance between the ultrasonic transducers (T1, T2, and T3 in FIGS. 1 and 2) and the defect DF may decrease as the 3D ultrasound scanner (10 in FIG. 4) moves and approaches the position of the defect DF. there is. In the moving path of the 3D ultrasound scanner (10 in FIG. 4), the intensity of the ultrasound received at the point where the distance between the location of the defect (DF) and the ultrasonic transducer (T1, T2, and T3 in FIGS. 1 and 2) is the shortest is the largest measured

도 5에 따르면, 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 제1 초음파 트랜스듀서(T1)로부터 초음파를 수신한 전기 신호를 수신할 수 있다. 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 수신된 전기 신호들 중 가장 강한 세기의 초음파 신호를 기초로 결함(DF)의 위치를 계산할 수 있다. 즉, 바람직하게는, 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 필터를 통하여 가장 큰 세기의 초음파 신호만 필터링하여 결함(DF)의 위치를 측정할 수 있다. According to FIG. 5 , the control unit (200 in FIGS. 1 and 2 ) according to the present invention may receive an electrical signal that receives ultrasonic waves from the first ultrasonic transducer T1. The control unit ( 200 in FIGS. 1 and 2 ) according to the present invention may calculate the location of the defect DF based on the ultrasonic signal having the strongest intensity among the received electrical signals. That is, preferably, the control unit (200 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention may measure the position of the defect DF by filtering only the ultrasonic signal having the highest intensity through a filter.

도 5에 따르면, 제1 초음파 트랜스듀서(T1)의 초음파 신호 측정 그래프만 도시되어 있으나, 초음파 신호 필터링 과정은 다른 초음파 트랜스듀서(T2, T3)에도 동일하게 적용될 수 있다. According to FIG. 5, only the ultrasonic signal measurement graph of the first ultrasonic transducer T1 is shown, but the ultrasonic signal filtering process may be equally applied to the other ultrasonic transducers T2 and T3.

도 6은 본 발명에 따른 제1 초음파 트랜스듀서와 제2 초음파 트랜스듀서의 상관 관계를 나타낸 도면이다. 6 is a diagram showing a correlation between a first ultrasonic transducer and a second ultrasonic transducer according to the present invention.

도 6에 따르면, 본 발명에 따른 제1 초음파 트랜스듀서(T1)는 제1 초음파 신호를 발생할 수 있다. 제1 초음파 신호는 적어도 3개의 경로를 거처 제2 초음파 트랜스듀서(T2)로 송신될 수 있다. According to FIG. 6, the first ultrasonic transducer T1 according to the present invention may generate a first ultrasonic signal. The first ultrasound signal may be transmitted to the second ultrasound transducer T2 through at least three paths.

본 발명에 따른 제1 초음파 신호는 용접 이음부(WD)의 바닥면(BS)에 반사되어 제2 초음파 트랜스듀서(T2)로 전송될 수 있다(제1 경로). 또한, 본 발명에 따른 제1 초음파 신호는 용접 이음부(WD)의 결함(DF)에 반사되어 제2 초음파 트랜스듀서(T2)로 전송될 수 있다(제2 경로). 또한, 본 발명에 따른 제1 초음파 신호는 용접 이음부(WD)의 상부면(US)을 따라 제2 초음파 트랜스듀서(T2)로 전송될 수 있다(제3 경로). The first ultrasonic signal according to the present invention may be reflected on the bottom surface BS of the weld joint WD and transmitted to the second ultrasonic transducer T2 (first path). In addition, the first ultrasonic signal according to the present invention may be reflected on the defect DF of the weld joint WD and transmitted to the second ultrasonic transducer T2 (second path). In addition, the first ultrasonic signal according to the present invention may be transmitted to the second ultrasonic transducer T2 along the upper surface US of the weld joint WD (third path).

이하, 본 발명에서는 제1 경로에 따른 초음파 신호는 tB로 표시하고, 제2 경로에 따른 초음파 신호는 tD로 표시하며, 제3 경로에 따른 초음파 신호는 tS로 표시할 수 있다. Hereinafter, in the present invention, the ultrasonic signal along the first path may be denoted as t B , the ultrasound signal along the second path may be denoted as t D , and the ultrasound signal along the third path may be denoted as t S.

제1 경로 내지 제3 경로를 비교하면, 제1 경로의 길이가 가장 길고 제3 경로의 길이가 가장 짧으므로, 시간 순서로 초음파 신호를 나열하면, tS, tD, tB가 될 것이다. 따라서, 바람직하게는, 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)로부터 수신한 초음파 신호의 시간 순서에 따라 tS, tD, tB를 나눌 수 있다. 이하, 본 발명에서 사용되는 tS, tD, tB는 각 신호의 시간 정보(ms)를 의미할 수 있다. Comparing the first path to the third path, since the length of the first path is the longest and the length of the third path is the shortest, if the ultrasonic signals are arranged in time order, t S , t D , t B will be Therefore, preferably, according to the time order of the ultrasonic signal received from the ultrasonic transducer (T1, T2, T3 of Figs. 1 and 2), the controller (200 in Figs. 1 and 2) according to the present invention t S , t D , t B can be divided. Hereinafter, t S used in the present invention, t D , t B may mean time information (ms) of each signal.

도 7은 본 발명에 따른 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)에 의한 초음파 측정 그래프를 나타낸 도면이다. 단, 도 7에 나타난 초음파 신호들은 도 5에서와 같이 필터링된 신호들만을 의미할 수 있다. 7 is a diagram showing a graph of ultrasound measurement by three ultrasound transducers T1, T2, and T3 according to the present invention. However, the ultrasonic signals shown in FIG. 7 may mean only filtered signals as shown in FIG. 5 .

도 7에 따르면, 제1 초음파 트랜스듀서(T1)는 제1 초음파 신호(ti)를 발생할 수 있다. 제1 초음파 신호(ti)는 발생과 동시에 제1 초음파 트랜스듀서(T1)에 측정될 수 있다. 또한, 제1 초음파 트랜스듀서(T1)는 제1 초음파 신호가 결함(DF)에 의하여 반사되어 되돌아온 초음파 신호(tD1)를 수신할 수 있다. 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 제2 초음파 트랜스듀서(T2)로부터 제1 초음파 신호를 수신한 제1 시간 정보(tD2), 제3 초음파 트랜스듀서(T3)로부터 제1 초음파 신호를 수신한 제2 시간 정보(tD3)를 기초로 결함(DF)의 위치를 검출할 수 있다. 이때, 결함(DF)의 위치를 검출하는 방법은 삼각 측량법 또는 회절파 시간 측정법일 수 있다. According to FIG. 7 , the first ultrasonic transducer T1 may generate a first ultrasonic signal t i . The first ultrasonic signal t i may be measured by the first ultrasonic transducer T1 as soon as it is generated. Also, the first ultrasonic transducer T1 may receive the ultrasonic signal t D1 returned after the first ultrasonic signal is reflected by the defect DF. The controller (200 in FIGS. 1 and 2 ) according to the present invention provides first time information (t D2 ) of receiving the first ultrasonic signal from the second ultrasonic transducer (T2) and information from the third ultrasonic transducer (T3). The position of the defect DF may be detected based on the second time information t D3 at which the first ultrasonic signal is received. In this case, a method of detecting the location of the defect DF may be a triangulation method or a diffraction wave time measurement method.

또한, 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 제2 초음파 트랜스듀서(T2)로부터 용접 이음부(WD)의 바닥면(BS)으로부터 상기 제1 초음파 신호가 반사되어 도달한 시간(tB2), 및 상기 용접 이음부(WD)의 상부면(US)으로부터 상기 제1 초음파 신호가 반사되어 도달한 시간(tS2)을 수신할 수 있다. 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200) 또는 제어부에 포함된 이미지 생성 모듈(도 11의 224)는 tB2, tS2를 기초로 용접 이음부(WD)의 제1 경계면 쌍을 포함하는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. In addition, the controller (200 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention determines the arrival time after the first ultrasonic signal is reflected from the bottom surface BS of the weld joint WD from the second ultrasonic transducer T2. (t B2 ) and a time (t S2 ) at which the first ultrasonic signal is reflected from the top surface US of the weld joint WD may be received. The control unit (200 in FIGS. 1 and 2) or the image generation module (224 in FIG. 11) included in the control unit according to the present invention includes a pair of first boundary surfaces of the weld joint WD based on t B2 and t S2 image data can be created.

또한, 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 제3 초음파 트랜스듀서(T3)로부터 용접 이음부(WD)의 바닥면(BS)으로부터 상기 제1 초음파 신호가 반사되어 도달한 시간(tB3), 및 상기 용접 이음부(WD)의 상부면(US)으로부터 상기 제1 초음파 신호가 반사되어 도달한 시간(tS3)을 수신할 수 있다. 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200) 또는 제어부에 포함된 이미지 생성 모듈(도 11의 224)는 tB3, tS3를 기초로 용접 이음부(WD)의 제2 경계면 쌍을 포함하는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. In addition, the control unit (200 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention determines the arrival time after the first ultrasonic signal is reflected from the bottom surface BS of the weld joint WD from the third ultrasonic transducer T3. (t B3 ), and a time t S3 at which the first ultrasonic signal is reflected from the top surface US of the weld joint WD and arrives at the time (t S3 ) may be received. The control unit (200 in FIGS. 1 and 2) or the image generation module (224 in FIG. 11) included in the control unit according to the present invention includes a pair of second boundary surfaces of the weld joint WD based on t B3 and t S3 image data can be created.

또한, 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 상기 제1 경계면 쌍과 제2 경계면 쌍을 평균한 평균 경계면 쌍을 생성하고, 평균 경계면 쌍을 기초로 이미지 데이터를 생성할 수 있다. In addition, the controller (200 in FIGS. 1 and 2 ) according to the present invention may generate an average boundary surface pair obtained by averaging the first boundary surface pair and the second boundary surface pair, and may generate image data based on the average boundary surface pair. .

도 7에 따르면, 제2 초음파 트랜스듀서(T2)는 제1 초음파 신호가 용접 이음부(WD)의 바닥면(BS)으로부터 반사된 tB2와, 제1 초음파 신호가 용접 이음부(WD)의 결함(DF)으로부터 반사된 tD2, 및 제1 초음파 신호가 용접 이음부(WD)의 상부면을 따라 전달된 tS2를 수신할 수 있다. According to Figure 7, the second ultrasonic transducer (T2) is a first ultrasonic signal reflected from the bottom surface (BS) of the weld joint (WD) t B2 and the first ultrasonic signal of the weld joint (WD) t D2 reflected from the defect DF and t S2 in which the first ultrasonic signal is transferred along the upper surface of the weld joint WD may be received.

도 7에 따르면, 제3 초음파 트랜스듀서(T3)는 제1 초음파 신호가 용접 이음부(WD)의 바닥면(BS)으로부터 반사된 tB3와, 제1 초음파 신호가 용접 이음부(WD)의 결함(DF)으로부터 반사된 tD3, 및 제1 초음파 신호가 용접 이음부(WD)의 상부면(도 6의 US)을 따라 전달된 tS3를 수신할 수 있다. According to FIG. 7, the third ultrasonic transducer (T3) has a first ultrasonic signal reflected from the bottom surface (BS) of the weld joint (WD) t B3 and the first ultrasonic signal of the weld joint (WD) t D3 reflected from the defect DF and t S3 transmitted along the upper surface (US in FIG. 6 ) of the first ultrasonic signal WD may be received.

본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 수신된 초음파 신호들 중 tD를 추출하고, tD1, tD2 및 tD3를 기초로 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)와 결함(DF)과의 거리를 각각 측정할 수 있다. 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 제1 초음파 트랜스듀서(T1)와 제2 초음파 트랜스듀서(T2)와의 제1 거리, 제1 초음파 트랜스듀서(T1)와 제3 초음파 트랜스듀서(T3)와의 제2 거리를 미리 저장해둘 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)에서 발생하는 초음파의 속도 및 파장 역시 미리 저장해둘 수 있다. 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 미리 저장해둔 데이터와 측정된 tD들을 기초로, 3개의 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)와 결함(DF)과의 거리를 측정할 수 있다. The control unit (200 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention extracts t D from among the received ultrasonic signals, and uses three ultrasonic transducers (T1, T2, T3) based on t D1 , t D2 and t D3 . and the distance to the defect DF can be measured respectively. The control unit (200 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention controls the first distance between the first ultrasonic transducer T1 and the second ultrasonic transducer T2, the first ultrasonic transducer T1 and the third ultrasonic transducer. A second distance to the deducer T3 may be stored in advance. In addition, the control unit (200 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention may also store in advance the velocity and wavelength of ultrasonic waves generated from the ultrasonic transducers T1, T2, and T3. The control unit (200 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention measures the distance between the three ultrasonic transducers (T1, T2, T3) and the defect (DF) based on the previously stored data and the measured t D can do.

도 7에 따르면, 제1 초음파 트랜스듀서(T1)에서 발생되는 제1 초음파 신호는 일정한 주기로 발생될 수 있다. 이때, 일정한 주기는 미리 정해진 주기일 수 있으며, 이전에 발생된 제1 초음파 신호와 간섭되지 않도록 충분한 시간 간격을 가질 수 있도록 정해질 수 있다. 이때, 일정한 주기가 지나치게 큰 경우, 초음파 스캔의 해상도가 떨어질 수 있어 주의가 필요할 수 있다. According to FIG. 7 , the first ultrasonic signal generated by the first ultrasonic transducer T1 may be generated at regular intervals. In this case, the constant period may be a predetermined period, and may be determined to have a sufficient time interval so as not to interfere with the previously generated first ultrasound signal. At this time, if the constant period is too large, the resolution of the ultrasound scan may be degraded, which may require attention.

또한, 도 7과 달리, 다른 초음파 트랜스듀서(T2, T3)에서 다른 초음파 신호를 생성하는 예시를 살펴보면 아래와 같다. In addition, unlike FIG. 7, an example of generating another ultrasonic signal in the other ultrasonic transducers T2 and T3 is as follows.

본 발명에 따른 제2 초음파 트랜스듀서(T2)는 제2 초음파 신호를 생성할 수 있고, 제1 초음파 트랜스듀서(T1)는 제2 초음파 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제3 초음파 트랜스듀서(T3)는 제2 초음파 신호를 수신할 수 있다. 단, 제2 초음파 트랜스듀서(T2)가 제2 초음파 신호 생성시, 제1 초음파 트랜스듀서(T1)가 제1 초음파 신호를 생성하는 때와 생성과 일정한 시간차를 둠으로써 제1 초음파 신호와 제2 초음파 신호가 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다. The second ultrasonic transducer T2 according to the present invention may generate a second ultrasonic signal, and the first ultrasonic transducer T1 may receive the second ultrasonic signal. Also, the third ultrasonic transducer T3 may receive the second ultrasonic signal. However, when the second ultrasonic transducer T2 generates the second ultrasonic signal, the first ultrasonic transducer T1 generates the first ultrasonic signal with a predetermined time difference, thereby generating the first ultrasonic signal and the second ultrasonic signal. It is possible to prevent ultrasonic signals from interfering with each other.

뿐만 아니라, 본 발명에 다른 제3 초음파 트랜스듀서(T3)는 제3 초음파 신호를 생성할 수 있고, 제1 초음파 트랜스듀서(T1)는 제3 초음파 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제2 초음파 트랜스듀서(T2)는 제3 초음파 신호를 수신할 수 있다. 단, 제3 초음파 트랜스듀서(T3)가 제3 초음파 신호 생성시, 제1 초음파 트랜스듀서(T1)가 제1 초음파 신호를 생성하는 때와 생성과 일정한 시간차를 둠으로써 제1 초음파 신호와 제3 초음파 신호가 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제3 초음파 트랜스듀서(T3)가 제3 초음파 신호 생성시, 제2 초음파 트랜스듀서(T2)가 제2 초음파 신호를 생성하는 때와 생성과 일정한 시간차를 둠으로써 제2 초음파 신호와 제3 초음파 신호가 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the third ultrasonic transducer T3 according to the present invention may generate a third ultrasonic signal, and the first ultrasonic transducer T1 may receive the third ultrasonic signal. Also, the second ultrasonic transducer T2 may receive a third ultrasonic signal. However, when the third ultrasonic transducer T3 generates the third ultrasonic signal, the first ultrasonic signal and the third ultrasonic signal are generated by leaving a predetermined time difference between the generation and the time when the first ultrasonic transducer T1 generates the first ultrasonic signal. It is possible to prevent ultrasonic signals from interfering with each other. In addition, when the third ultrasonic transducer T3 generates the third ultrasonic signal, the second ultrasonic signal and the third ultrasonic signal are generated by leaving a predetermined time difference between when the second ultrasonic transducer T2 generates the second ultrasonic signal and when the second ultrasonic signal is generated. It is possible to prevent ultrasonic signals from interfering with each other.

이처럼, 본 발명에 따른 제어부(도 1 및 도 2의 200)는 제1 초음파 트랜스듀서 내지 제3 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)로부터 각각 발생되는 초음파 신호의 주기를 제어함으로서, 초음파 신호들이 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다. As such, the control unit (200 in FIGS. 1 and 2) according to the present invention controls the period of the ultrasonic signals generated from the first to third ultrasonic transducers T1, T2, and T3, respectively, so that the ultrasonic signals are interference with each other can be prevented.

도 8 및 도 9는 용접 이음부를 3차원 초음파 스캐너가 지나가는 것을 나타낸 또 다른 일 예시이다. 8 and 9 are another examples illustrating that a 3D ultrasound scanner passes through a welded joint.

도 8 및 도 9에 따르면, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3 / T1, T2, T3, T4)의 개수 및/또는 배열을 달리하여 결함(DF) 위치 측정의 정확도를 높일 수 있다. 8 and 9, the 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention varies the number and/or arrangement of the ultrasound transducers T1, T2, T3 / T1, T2, T3, T4 to determine the defect (DF). ) can increase the accuracy of position measurement.

도 8에 따르면, 제1 초음파 트랜스듀서(T1) 및 제2 초음파 트랜스듀서(T2)는 나란히 배치되되, 3차원 초음파 스캐너(10)의 이동 방향에 수직하게 배치될 수 있다. 이때, 제3 초음파 트랜스듀서(T3)의 위치가 변경됨을 알 수 있다. 제3 초음파 트랜스듀서(T3)의 위치가 3차원 초음파 스캐너(10)의 진행방향으로 전진하여 배치됨으로써, 3차원 초음파 스캐너(10)의 이동에 따라 발생할 수 있는 측정의 오차를 줄일 수 있다. Referring to FIG. 8 , the first ultrasound transducer T1 and the second ultrasound transducer T2 may be disposed side by side and perpendicular to the movement direction of the 3D ultrasound scanner 10 . At this time, it can be seen that the position of the third ultrasonic transducer T3 is changed. Since the position of the third ultrasound transducer T3 is forwardly disposed in the moving direction of the 3D ultrasound scanner 10, a measurement error that may occur according to the movement of the 3D ultrasound scanner 10 may be reduced.

도 9에 따르면, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 제3 초음파 트랜스듀서(T3) 외에 제4 초음파 트랜스듀서(T4)를 더 포함할 수 있다. 제4 초음파 트랜스듀서(T4)는 제1 초음파 트랜스듀서 내지 제3 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)와 일정 거리만큼 이격되어 위치할 수 있다. According to FIG. 9 , the 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention may further include a fourth ultrasound transducer T4 in addition to the third ultrasound transducer T3. The fourth ultrasonic transducer T4 may be spaced apart from the first to third ultrasonic transducers T1, T2, and T3 by a predetermined distance.

도 9에 따르면, 제1 초음파 트랜스듀서(T1) 및 제2 초음파 트랜스듀서(T2)는 나란히 배치되되, 3차원 초음파 스캐너(10)의 이동 방향에 수직하게 배치될 수 있다. 또한, 제3 초음파 트랜스듀서(T3) 및 제4 초음파 트랜스듀서(T4)는 나란히 배치되되, 3차원 초음파 스캐너(10)의 이동 방향에 수직하게 배치될 수 있다. 이때, 제3 초음파 트랜스듀서(T3) 및 제4 초음파 트랜스듀서(T4)의 위치가 변경됨을 알 수 있다. 제3 초음파 트랜스듀서(T3) 및 제4 초음파 트랜스듀서(T4)의 위치가 3차원 초음파 스캐너(10)의 진행방향으로 전진하여 배치됨으로써, 3차원 초음파 스캐너(10)의 이동에 따라 발생할 수 있는 측정의 오차를 줄일 수 있다. According to FIG. 9 , the first ultrasound transducer T1 and the second ultrasound transducer T2 may be disposed side by side and perpendicular to the moving direction of the 3D ultrasound scanner 10 . In addition, the third ultrasound transducer T3 and the fourth ultrasound transducer T4 may be disposed side by side and perpendicular to the movement direction of the 3D ultrasound scanner 10 . At this time, it can be seen that the positions of the third ultrasonic transducer T3 and the fourth ultrasonic transducer T4 are changed. As the positions of the third ultrasonic transducer T3 and the fourth ultrasonic transducer T4 are forwardly disposed in the moving direction of the 3D ultrasonic scanner 10, the movement of the 3D ultrasonic scanner 10 may occur. Measurement errors can be reduced.

도 10은 본 발명에 따른 제어부를 간략히 나타낸 것이다. 10 schematically illustrates a control unit according to the present invention.

도 10에 따르면, 본 발명에 따른 제어부(200)는 프로세서(210), 메모리(220), 및 통신 모듈(230)을 포함할 수 있다. According to FIG. 10 , the controller 200 according to the present invention may include a processor 210, a memory 220, and a communication module 230.

본 발명에 따른 프로세서(210)는 제어부(200)의 구성들을 제어할 수 있다. 프로세서(210)는 메모리(220)에 저장된 명령어를 수행할 수 있다. 메모리(220)에 저장된 명령어는 다른 구성들을 제어하기 위한 명령어로서 미리 저장된 것일 수 있다. The processor 210 according to the present invention may control elements of the control unit 200 . The processor 210 may execute instructions stored in the memory 220 . Commands stored in the memory 220 may be previously stored as commands for controlling other configurations.

프로세서(210)는, 연산을 수행하고 다른 장치를 제어할 수 있는 구성이다. 주로, 중앙 연산 장치(CPU), 어플리케이션 프로세서(AP), 그래픽스 처리 장치(GPU) 등을 의미할 수 있다. 또한, CPU, AP 또는 GPU는 그 내부에 하나 또는 그 이상의 코어들을 포함할 수 있으며, CPU, AP 또는 GPU는 작동 전압과 클락 신호를 이용하여 작동할 수 있다. 다만, CPU 또는 AP는 직렬 처리에 최적화된 몇 개의 코어로 구성된 반면, GPU는 병렬 처리용으로 설계된 수 천 개의 보다 소형이고 효율적인 코어로 구성될 수 있다.The processor 210 is a component capable of performing calculations and controlling other devices. Mainly, it may mean a central processing unit (CPU), an application processor (AP), a graphics processing unit (GPU), and the like. Also, the CPU, AP, or GPU may include one or more cores therein, and the CPU, AP, or GPU may operate using an operating voltage and a clock signal. However, while a CPU or AP consists of a few cores optimized for serial processing, a GPU may consist of thousands of smaller and more efficient cores designed for parallel processing.

프로세서(210)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(220)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.The processor 210 may provide or process appropriate information or functions to a user by processing signals, data, information, etc. input or output through the components described above or by running an application program stored in the memory 220.

메모리(220)는 제어부(200)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(220)는 제어부(200)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 제어부(200)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버(40)로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 응용 프로그램은, 메모리(220)에 저장되고, 제어부(200)에 설치되어, 프로세서(210)에 의하여 상기 제어부(200)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.The memory 220 stores data supporting various functions of the control unit 200 . The memory 220 may store a plurality of application programs (application programs or applications) driven by the control unit 200, data for operation of the control unit 200, and commands. At least some of these application programs may be downloaded from the external server 40 through wireless communication. In addition, the application program may be stored in the memory 220, installed in the control unit 200, and driven by the processor 210 to perform the operation (or function) of the control unit 200.

메모리(220)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(220)는 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 포함할 수도 있다.The memory 220 may be a flash memory type, a hard disk type, a solid state disk type, a silicon disk drive type, or a multimedia card micro type. ), card-type memory (eg SD or XD memory, etc.), RAM (random access memory; RAM), SRAM (static random access memory), ROM (read-only memory; ROM), EEPROM (electrically erasable programmable read -only memory), a programmable read-only memory (PROM), a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk. Also, the memory 220 may include a web storage performing a storage function on the Internet.

통신 모듈(230)은 제어부(200)와 외부 장치 또는 외부 서버를 통신하기 위한 구성일 수 있다. 통신 모듈(230)의 경우, 안테나를 통해 기지국 또는 통신 기능을 포함하는 서버(30)와 정보의 송수신을 실행한다. 통신 모듈(230)은 변조부, 복조부, 신호 처리부 등을 포함할 수 있다.The communication module 230 may be a component for communicating the control unit 200 and an external device or external server. In the case of the communication module 230, transmission and reception of information with a base station or a server 30 including a communication function is performed through an antenna. The communication module 230 may include a modulation unit, a demodulation unit, a signal processing unit, and the like.

무선 통신은, 통신사들이 기존에 설치해둔 통신 시설과 그 통신 시설의 주파수를 사용하는 무선 통신망을 사용한 통신을 말할 수 있다. 이때, 통신 모듈(230)은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있으며, 뿐만 아니라, 통신 모듈(230)은 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution) 등에도 사용될 수 있다. 또한, 최근 상용화 중인 5G 통신 뿐만 아니라, 추후 상용화가 예정되어 있는 6G 등도 사용될 수 있다. 다만, 본 명세서는 이와 같은 무선 통신 방식에 구애됨이 없이 기설치된 통신망을 활용할 수 있다.Wireless communication may refer to communication using a wireless communication network using a communication facility previously installed by telecommunication companies and a frequency of the communication facility. At this time, the communication module 230 is CDMA (code division multiple access), FDMA (frequency division multiple access), TDMA (time division multiple access), OFDMA (orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA (single carrier frequency division multiple access), and the like, as well as the communication module 230 can also be used for 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE). In addition, not only 5G communication currently commercialized, but also 6G communication scheduled for commercialization in the future may be used. However, the present specification may utilize a pre-installed communication network without being bound by such a wireless communication method.

도 11은 본 발명에 따른 메모리에 저장된 기능적 구성들을 간략히 나타낸 것이고, 도 12는 본 발명에 따른 학습 및 검증 모듈의 검증 예시를 설명하기 위한 그래프이다.11 briefly shows functional configurations stored in a memory according to the present invention, and FIG. 12 is a graph for explaining an example of verification of a learning and verification module according to the present invention.

도 11에 따르면, 본 발명에 따른 메모리(220)는 신호 검출 모듈(221), 위치 측정 모듈(222) 및 학습 및 검증 모듈(223)을 포함할 수 있다. According to FIG. 11 , the memory 220 according to the present invention may include a signal detection module 221 , a location measurement module 222 and a learning and verification module 223 .

본 발명에 따른 신호 검출 모듈(221)은 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)에서 감지된 초음파 신호들의 진폭의 변화를 기초로, 초음파 피크(peak)를 추출할 수 있다. 이때, 추출된 초음파 피크는 가장 큰 진폭을 가지는 초음파 피크일 수 있다. The signal detection module 221 according to the present invention may extract an ultrasonic peak based on a change in amplitude of ultrasonic signals detected by the ultrasonic transducer (T1, T2, and T3 in FIGS. 1 and 2). . In this case, the extracted ultrasonic peak may be an ultrasonic peak having the largest amplitude.

본 발명에 따른 신호 검출 모듈(221)은 상술한 도 5에 따른 과정을 통하여 하나의 초음파 피크를 추출할 수 있다. 즉, 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)는 3차원 초음파 스캐너(도 1 및 도 2의 10)가 이동하면서 초음파를 계속 발생시키고 있으며, 3차원 초음파 스캐너(도 1 및 도 2의 10)와 결함(DF)과의 거리에 따라 수신되는 초음파 피크의 진폭은 변화할 수 있다. 따라서, 신호 검출 모듈(221)은 가장 큰 진폭의 초음파 피크를 추출하고, 추출된 초음파 피크에 대한 정보 데이터를 위치 측정 모듈(222)에 전달할 수 있다. The signal detection module 221 according to the present invention may extract one ultrasonic peak through the process according to FIG. 5 described above. That is, the ultrasonic transducers (T1, T2, T3 in FIGS. 1 and 2) continue to generate ultrasonic waves while the 3D ultrasound scanner (10 in FIGS. 1 and 2) moves, and the 3D ultrasound scanner (FIGS. 1 and 2) The amplitude of the received ultrasonic peak may vary according to the distance between 10 in FIG. 2 and the defect DF. Accordingly, the signal detection module 221 may extract the ultrasonic peak having the largest amplitude and transmit information data on the extracted ultrasonic peak to the location measurement module 222 .

본 발명에 따른 위치 측정 모듈(222)은 각각의 초음파 모듈과 결함(DF)과의 거리 정보를 추출할 수 있다. 즉, 위치 측정 모듈(222)은 미리 저장된 초음파의 속도, 파장, 진동수 등에 대한 정보를 기초로, 초음파 신호가 수신된 시간에 따른 거리 정보를 추출할 수 있다. 또한, 위치 측정 모듈(222)은 각각의 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3) 사이의 거리 정보를 저장할 수 있다. The position measurement module 222 according to the present invention may extract distance information between each ultrasound module and the defect DF. That is, the location measurement module 222 may extract distance information according to the time at which the ultrasonic signal is received based on previously stored information about speed, wavelength, frequency, and the like of the ultrasonic wave. In addition, the position measurement module 222 may store distance information between each ultrasonic transducer (T1, T2, T3 in FIGS. 1 and 2).

본 발명에 따른 위치 측정 모듈(222)에 있어서, 결함(DF)과의 거리 정보를 도출하기 위해선 제1 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1) 및 제2 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T2)가 필요하다. 따라서, 본 발명에 따른 위치 측정 모듈(222)은 제1 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1) 및 제2 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T2)로부터 측정된 초음파 신호를 기초로, 결함(DF)과의 제1 위치 정보를 도출할 수 있다. In the position measurement module 222 according to the present invention, in order to derive distance information from the defect DF, the first ultrasonic transducer (T1 in FIGS. 1 and 2) and the second ultrasonic transducer (FIG. 1 and FIG. 2) 2 of T2) is required. Therefore, the position measuring module 222 according to the present invention is based on the ultrasonic signals measured from the first ultrasonic transducer (T1 in FIGS. 1 and 2) and the second ultrasonic transducer (T2 in Figs. 1 and 2). , it is possible to derive the first location information with the defect DF.

또한, 본 발명에 따른 위치 측정 모듈(222)은 제1 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1) 및 제3 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T3)로부터 측정된 초음파 신호를 기초로, 결함(DF)과의 제2 위치 정보를 도출할 수 있다. In addition, the position measuring module 222 according to the present invention is based on the ultrasonic signals measured from the first ultrasonic transducer (T1 in FIGS. 1 and 2) and the third ultrasonic transducer (T3 in Figs. 1 and 2). , it is possible to derive the second location information with the defect DF.

또한, 본 발명에 따른 위치 측정 모듈(222)은 회절파 시간 측정법 및/또는 삼각 측량법을 사용하여 결함(DF)의 위치를 측정할 수 있다. In addition, the location measurement module 222 according to the present invention may measure the location of the defect DF using a diffraction wave timing method and/or a triangulation method.

본 발명에 따른 위치 측정 모듈(222)은 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보를 기초로 결함(DF)의 오차를 줄일 수 있다. 구체적으로, 위치 측정 모듈(222)은 제1 위치에 따른 좌표와 제2 위치에 따른 좌표의 평균 좌표를 도출할 수 있다. 평균 계산을 통하여, 본 발명은 측정된 위치 좌표의 오차를 보정하거나 줄일 수 있다. The location measurement module 222 according to the present invention may reduce the error of the defect DF based on the first location information and the second location information. Specifically, the location measurement module 222 may derive an average coordinate of coordinates according to the first location and coordinates according to the second location. Through average calculation, the present invention can correct or reduce errors in measured positional coordinates.

본 발명에 따른 학습 및 검증 모듈(223)은 선형 회기 모델을 통하여 시간축에 따른 거리 정보를 예측하고, 예측된 거리 정보와 도출된 거리 정보의 차이를 기초로 잘못 도출된 거리 정보를 도출할 수 있다. 이와 관련된 설명은 이하 도 12에서 후술한다. The learning and verification module 223 according to the present invention may predict distance information along the time axis through a linear regression model and derive erroneously derived distance information based on a difference between the predicted distance information and the derived distance information. . A description related to this will be described later with reference to FIG. 12 .

도 11에 따르면, 본 발명에 따른 메모리(220)는 이미지 생성 모듈(224) 및 이미지 학습 모듈(225)을 더 포함할 수 있다. According to FIG. 11 , the memory 220 according to the present invention may further include an image generating module 224 and an image learning module 225 .

본 발명에 따른 이미지 생성 모듈(224)은 tS, tD, tB를 기초로 용접 이음부(WD)의 경계면과 결함(DF)의 위치를 포함하는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 생성 모듈(224)은 이미지 데이터에 포함되는 경계면과 결함(DF)의 위치를 정확하게 표시하기 위하여, 디스플레이부(도 1 및 도 2의 400)의 일 모서리를 원점 (0, 0)으로 설정할 수 있다. 본 발명에 따른 이미지 생성 모듈(224)은 원점에 대하여 미리 입력된 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)들의 상대적인 위치 좌표를 기초로 상기 경계면(바닥면 및/또는 상부면) 및 과 상기 결함(DF)의 위치를 디스플레이부(도 1 및 도 2의 400)에 표시할 수 있는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 위치 측정 모듈(222)에 의하여 측정되는 결함(DF)의 위치 정보는 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)들에 대한 상대적인 위치 정보를 포함하기 때문이다. The image generation module 224 according to the present invention may generate image data including the location of the boundary surface of the weld joint WD and the defect DF based on t S , t D , and t B . The image generation module 224 may set one corner of the display unit (400 in FIGS. 1 and 2) as the origin (0, 0) in order to accurately display the location of the boundary surface and the defect DF included in the image data. there is. The image generation module 224 according to the present invention is based on the relative positional coordinates of the ultrasonic transducers (T1, T2, T3 in FIGS. 1 and 2) input in advance with respect to the origin, and the boundary surface (bottom surface and/or top surface). ), and image data capable of displaying the location of the defect DF on the display unit (400 in FIGS. 1 and 2) may be generated. This is because the location information of the defect DF measured by the location measurement module 222 includes relative location information for the ultrasonic transducers (T1, T2, and T3 in FIGS. 1 and 2).

본 발명에 따른 위치 측정 모듈(222)은 결함(DF)의 위치를 측정하는 방식과 동일한 방식으로 용접 이음부(WD)의 경계면의 위치를 측정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 이미지 생성 모듈(224)은 결함(DF)의 위치를 포함하는 이미지 데이터를 생성하는 방식과 동일한 방식으로 경계면(바닥면 및/또는 상부면)의 위치를 포함하는 이미지 데이터를 생성할 수 있다.The position measurement module 222 according to the present invention may measure the position of the boundary surface of the weld joint WD in the same way as the position of the defect DF. In addition, the image generating module 224 according to the present invention generates image data including the position of the boundary surface (bottom surface and/or top surface) in the same way as generating image data including the position of the defect DF. can create

본 발명에 따른 이미지 학습 모듈(225)은 심층신경망(Deep Neural Network)을 통하여 이미지 생성 모듈(224)에서 생성된 이미지 데이터를 학습할 수 있다. The image learning module 225 according to the present invention may learn image data generated by the image generating module 224 through a deep neural network.

본 발명의 심층신경망(Deep Neural Network)은, 하나 이상의 컴퓨터 내에 하나 이상의 레이어(Layer)를 구축하여 복수의 데이터를 바탕으로 판단을 수행하는 시스템 또는 네트워크를 의미한다. 예를 들어, 심층신경망은 컨볼루션 풀링 층(Convolutional Pooling Layer), 로컬 접속 층(a locallyconnectedlayer) 및 완전 연결 층(fully-connected layer)을 포함하는 층들의 세트로 구현될 수 있다. 일 예로, 심층신경망의 전체적인 구조는 컨볼루션 풀링 층에 로컬 접속 층이 이어지고, 로컬 접속 층에 완전 연결 층이 이러지는 형태인 나선형 신경망(즉, Convolutional Neural Network; CNN) 구조로 이루어질 수 있다. 또한 심층신경망은, 예를 들어, 각 레이어의 노드들에 자신을 가르키는 엣지(edge)가 포함됨에 따라 재귀적으로 연결되는 순환형 신경망(Recurrent Neural Network; RNN) 구조로 형성될 수도 있다. 심층신경망은 다양한 판단기준을 포함할 수 있고, 입력되는 영상 분석을 통해 새로운 판단기준을 추가할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에 따른 심층신경망의 구조는 이에 한정되지 아니하고, 다양한 구조의 신경망으로 형성될 수 있다.The deep neural network of the present invention refers to a system or network that builds one or more layers in one or more computers and performs a decision based on a plurality of data. For example, a deep neural network can be implemented with a set of layers including a convolutional pooling layer, a locally connected layer, and a fully-connected layer. For example, the overall structure of the deep neural network may be a convolutional neural network (ie, convolutional neural network; CNN) structure in which a local access layer is followed by a convolutional pooling layer, and a fully connected layer is followed by a local access layer. In addition, the deep neural network may be formed, for example, in a recurrent neural network (RNN) structure in which nodes of each layer include edges pointing to the nodes and are connected recursively. The deep neural network may include various criterion, and a new criterion may be added through analysis of an input image. However, the structure of the deep neural network according to the embodiment of the present invention is not limited thereto, and may be formed with various structures of neural networks.

본 발명에 따른 이미지 학습 모듈(225)은 빅데이터를 통하여 미리 학습된 심층신경망을 기반으로, 이미지 생성 모듈(224)에서 생성된 이미지 데이터의 결함(DF)을 비전 인식으로 학습하기 위한 모듈일 수 있다. 이미지 학습 모듈(225)은 미리 학습된 심층신경망을 기반으로, 이미지 데이터에 표시된 결함(DF)의 유형을 학습하고 분류할 수 있다. 또한, 이미지 학습 모듈(225)은 미리 학습된 심층신경망을 기반으로, 결함(DF) 이외의 요소를 포함하는 이미지 데이터에 대하여, 결함(DF) 이외의 요소를 선별할 수 있다. The image learning module 225 according to the present invention may be a module for learning a defect (DF) of image data generated by the image generation module 224 through vision recognition based on a deep neural network pretrained through big data. there is. The image learning module 225 may learn and classify the type of defect (DF) indicated in the image data based on the pretrained deep neural network. Also, the image learning module 225 may select elements other than the defect DF from image data including elements other than the defect DF based on the pretrained deep neural network.

또한, 본 발명에 따른 이미지 학습 모듈(225)은 학습 결과 데이터를 이미지에 표시할 수 있는 이미지 레이어를 생성하고, 이를 이미지 데이터에 병합하여 본 발명의 디스플레이부(도 1 및 도 2의 400)에 제공할 수 있다. 이에 대한 예시는 이하 도 13 및 도 14에서 설명된다. In addition, the image learning module 225 according to the present invention generates an image layer capable of displaying the learning result data on an image, merges it with the image data, and displays the display unit (400 in FIGS. 1 and 2) of the present invention. can provide Examples of this will be described in FIGS. 13 and 14 below.

또한, 본 발명에 따른 이미지 학습 모델(225)은 이미지 필터를 적용할 수 있으며, 이미지 필터에 대한 구체적인 내용은 이하 도 15에서 설명된다. In addition, the image learning model 225 according to the present invention may apply an image filter, and detailed information about the image filter will be described with reference to FIG. 15 below.

도 12에 따르면, 초음파 스캐너(도 1 및 도 2의 10)의 이동 방향에 따른 T1과 결함(DF)과의 거리가 측정된 그래프가 개시된다. 거리 정보는 일정 주기를 기초로 계산될 수 있으며, T1과 결함(DF)과 거리가 가장 가까울 때가 초음파 신호의 진폭이 가장 높은 때일 수 있다. Referring to FIG. 12 , a graph in which the distance between T1 and the defect DF according to the moving direction of the ultrasound scanner ( 10 in FIGS. 1 and 2 ) is measured is disclosed. The distance information may be calculated based on a predetermined period, and the amplitude of the ultrasonic signal may be the highest when the distance between T1 and the defect DF is closest.

도 12에 따르면, 제1 지점과 제2 지점의 거리 정보가 동일하게 나타난다. 제1 지점은 T1과 결함(DF)과의 거리를 제대로 나타낸 지점이고, 제2 지점은 측정 오차 및/또는 주변 노이즈에 의하여 거리를 잘못 나타낸 지점이다. According to FIG. 12 , distance information of a first point and a second point are identically displayed. The first point is a point that correctly indicates the distance between T1 and the defect DF, and the second point is a point that incorrectly indicates the distance due to measurement error and/or ambient noise.

앞서 도 5에서 설명한 내용과 같이, 초음파 신호의 진폭이 가장 큰 지점으로 거리 정보를 계산한 경우, 제2 지점의 거리가 T1과 결함(DF)과의 거리로 도출되어, 실제 거리와 다른 거리 정보다 도출될 수 있다. As described above with reference to FIG. 5, when distance information is calculated as the point where the amplitude of the ultrasonic signal is the largest, the distance of the second point is derived as the distance between T1 and the defect DF, and distance information different from the actual distance. all can be derived.

따라서, 바람직하게는 본 발명에 따른 학습 및 검증 모듈(223)은 다음의 과정을 통하여 도출된 거리 정보를 검증할 수 있다. Therefore, preferably, the learning and verification module 223 according to the present invention can verify the derived distance information through the following process.

(1) 선형 회기 모델을 활용하여 주기별로 도출된 거리 정보의 경향성을 학습하는 단계(1) Learning the tendency of distance information derived for each period using a linear regression model

(2) 도출된 가장 진폭이 큰 초음파 신호에 대하여 학습된 경향성을 기초로 검증하는 단계(2) Verification based on the learned tendency for the derived ultrasound signal with the largest amplitude

이때, 거리 정보의 경향성은 선형 회기 모델을 통하여 학습될 수 있다. 구체적으로, 3차원 초음파 스캐너(도 1 및 도 2의 10)가 이동함에 따라, 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)는 결함(DF)이 위치한 영역을 지나치게 된다. 이때, 초음파 트랜스듀서(도 1 및 도 2의 T1, T2, T3)는 결함(DF)이 위치한 영역을 지나는 순간의 거리 정보가 가장 짧은 거리 정보가 된다. In this case, the tendency of the distance information may be learned through a linear regression model. Specifically, as the 3D ultrasound scanner (10 in FIGS. 1 and 2) moves, the ultrasound transducers (T1, T2, and T3 in FIGS. 1 and 2) pass the region where the defect DF is located. At this time, the distance information at the moment when the ultrasonic transducers (T1, T2, and T3 in FIGS. 1 and 2) pass through the area where the defect DF is located becomes the shortest distance information.

따라서, 거리 정보의 경향성은 1차원 선형 회기 모델을 기초로 학습될 수 있고, 그에 따른 하나의 1차원 선형 수식이 생성될 수 있다. Accordingly, the tendency of the distance information may be learned based on a 1D linear regression model, and a 1D linear equation may be generated accordingly.

또한, 거리 정보의 경향성은 가장 짧은 거리를 지난 후에는 1차원 선형 수식의 반대되는 기울기를 가질 수 있다. 따라서, 가장 짧은 거리를 지났다고 판단되는 경우(경향성이 급격히 변화하는 경우), 새로운 1차원 선형 수식이 생성될 수 있으며, 새로운 1차원 선형 수식은 지난 1차원 선형 수식의 기울기와 반대되는 기울기를 포함할 수 있다. In addition, the tendency of the distance information may have an opposite slope of a one-dimensional linear equation after passing the shortest distance. Therefore, when it is determined that the shortest distance has passed (when the tendency changes rapidly), a new one-dimensional linear formula can be created, and the new one-dimensional linear formula will include a slope opposite to that of the previous one-dimensional linear formula. can

이처럼, 거리 정보의 경향성이 학습되면, 특정 지점에 대한 예측이 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 학습 및 검증 모듈은 결함(DF)과의 거리 정보로 추출된 그래프 상의 지점에 대하여, 학습된 경향성을 기초로 검증할 수 있다. In this way, if the tendency of distance information is learned, it may be possible to predict a specific point. Therefore, the learning and verification module according to the present invention can verify the point on the graph extracted as distance information from the defect DF based on the learned tendency.

일 예로, 제2 지점이 거리 정보로서 추출될 수 있다. 본 발명에 따른 학습 및 검증 모듈은 제2 지점에 대해 검증하기 위하여, 제2 지점에 대응하는 주기의 예측 지점을 도출할 수 있다. 제2 지점에 대응하는 주기의 예측 지점은 학습된 경향성을 기초로 도출될 수 있다. 본 발명에 따른 학습 및 검증 모듈은 예측 지점과 제2 지점의 그래프 상의 거리를 계산하고, 계산된 그래프 상의 거리를 기초로 제2 지점을 검증할 수 있다. For example, the second point may be extracted as distance information. The learning and verification module according to the present invention may derive a prediction point of a period corresponding to the second point in order to verify the second point. A prediction point of a period corresponding to the second point may be derived based on the learned tendency. The learning and verification module according to the present invention may calculate a distance between the predicted point and the second point on the graph, and verify the second point based on the calculated distance on the graph.

유클리디안 거리 d는 두 점 사이의 거리를 나타내는 다양한 방식 중 하나일 수 있다. 이때, 상기 그래프 상의 거리는 하기 수학식 1에 의하여 계산될 수 있다. 하기 수학식 1은 유클리디안 거리를 구하는 수식이다.The Euclidean distance d may be one of various ways to represent the distance between two points. In this case, the distance on the graph may be calculated by Equation 1 below. Equation 1 below is a formula for obtaining a Euclidean distance.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

단, XE 및 X2는 시간-거리 그래프상의 좌표 정보를 의미할 수 있고, XE는 경향성에 의하여 도출된 예상 지점의 좌표로서 (x1, y1)이고, X2는 제2 지점의 좌표로서 (x2, y2)일 수 있다. However, X E and X 2 may mean coordinate information on the time-distance graph, X E is the coordinates of the expected point derived by the tendency (x1, y1), and X 2 is the coordinate of the second point It can be (x2, y2).

본 발명에 따른 학습 및 검증 모듈은 상기 수학식 1에 의하여 계산된 유클리디안 거리 d(XE, X2)가 미리 정해진 크기보다 큰 경우, 제2 지점은 오차에 의한 것으로 분류할 수 있다. 이때, 분류의 기준이 되는 거리값은 하기 수학식 2과 같을 수 있다. The learning and verification module according to the present invention may classify the second point as being due to an error when the Euclidean distance d(X E , X 2 ) calculated by Equation 1 is greater than a predetermined size. In this case, a distance value serving as a criterion for classification may be expressed as Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

단, α는 0.5 내지 1.5 사이에서 정해질 수 있는 상수이며, 바람직하게 α는 0.9 내지 1.2일 수 있다. 또한, 수학식 2에서의 제1 지점은 도 12에서 표시된 제1 지점 뿐만 아니라 임의의 지점을 의미할 수 있으며, 수학식 2에서의 제3 지점은 도 12에서 표시된 제3 지점 뿐만 아니라, 상기 임의의 지점의 바로 옆의 지점 중 하나를 의미할 수 있다. However, α is a constant that can be determined between 0.5 and 1.5, preferably α can be 0.9 to 1.2. In addition, the first point in Equation 2 may mean not only the first point indicated in FIG. 12 but also an arbitrary point, and the third point in Equation 2 may mean not only the third point indicated in FIG. It may mean one of the points immediately adjacent to the point of .

[실험예 1][Experimental Example 1]

본 발명에 따른 검증 과정에 있어서, α의 적용 범위에 따른 결함(DF) 검증의 결과에 따른 정확도를 살펴보면 아래와 같다. 아래 표는 해당 기술분야 종사자에 의뢰하여, α의 적용 범위에 따른 검증 결과의 정확도를 수치로서 나타낸 것이다. In the verification process according to the present invention, the accuracy according to the result of the defect (DF) verification according to the application range of α is as follows. The table below shows the accuracy of the verification result according to the application range of α as a numerical value, requested by a person in the relevant technical field.

Figure pat00003
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00005
정확도 (점수)accuracy (score) 8181 9898 8484

상기 표 1는 전문가로부터 평가된 정확도에 대한 점수를 각 케이스별로 나타낸 것이다. 본 실험예는 100개의 용접 이음부(WD) 샘플을 기초로 실험된 것이며, 실제 결함(DF)에 대한 정보와 검증 결과의 정확도를 100점 만점으로 측정한 것이다. 각각의 용접 이음부(WD)는 실험을 진행한 후 전문가에 의한 파괴 검사를 받았다.Table 1 shows the scores for accuracy evaluated by experts for each case. This experimental example is an experiment based on 100 welded joint (WD) samples, and measures the accuracy of the information on the actual defect (DF) and the verification result out of 100 points. Each welded joint (WD) was subjected to a destructive test by an expert after testing.

표 1에서 확인할 수 있는 것과 같이, α의 적용 범위에 따라 정확도에 차이가 확인되었다. 본 발명에 따른 학습 및 검증 모듈은 0.9 이상 1.1 미만의 범위의 α를 통하여 보다 높은 정확도의 검증 과정을 수행할 수 있다. As can be seen in Table 1, differences in accuracy were confirmed according to the application range of α. The learning and verification module according to the present invention can perform a verification process with higher accuracy through α in the range of 0.9 or more and less than 1.1.

도 13 및 도 14는 본 발명의 3차원 스캐너를 실시하는 예시를 나타낸 도면이다. 13 and 14 are diagrams showing examples of implementing the 3D scanner of the present invention.

도 13 및 도 14에 따르면, 본 발명에 따른 디스플레이부(400)는 이미지 생성 모듈에서 생성된 상기 이미지 데이터와, 이미지 학습 모듈에서 생성된 상기 이미지 레이어를 병합한 최종 이미지 데이터를 표시할 수 있다. 본 발명에 따른 디스플레이부(400)는 미리 학습된 심층신경망에 따라 정확도가 표시된 화면을 사용자에게 제공할 수 있다. 13 and 14 , the display unit 400 according to the present invention may display final image data obtained by merging the image data generated by the image generating module and the image layer generated by the image learning module. The display unit 400 according to the present invention may provide a user with a screen displaying accuracy according to a pre-learned deep neural network.

도 13 및 도 14에 따르면, 본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 용접 이음부(WD)의 길이 방향을 따라 이동하면서 결함(DF) 위치를 검출할 수 있고, 또한, 용접 이음부(WD)의 넓이 방향을 따라 이동하면서 결함(DF) 위치를 검출할 수도 있다. 13 and 14, the 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention can detect the location of the defect DF while moving along the longitudinal direction of the weld joint WD, and also the weld joint (WD). The position of the defect DF may be detected while moving along the width direction of the WD.

본 발명에 따른 3차원 초음파 스캐너(10)는 이미지 학습 모듈을 통하여 이미지 데이터 수준의 검증을 다시 수행하고, 이에 따른 결과를 도 13 및 도 14와 같이 바운딩 박스를 이용하여 표시함으로써, 사용자에게 보다 정확하고 다양한 정보를 제공할 수 있는 효과를 가진다. The 3D ultrasound scanner 10 according to the present invention re-verifies the level of image data through the image learning module and displays the result using a bounding box as shown in FIGS. 13 and 14, thereby providing more accurate information to the user. and has the effect of providing various information.

도 15는 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이다. 15 is a diagram showing an example of an image correction filter according to the present invention.

도 15에 따르면, 필터의 종류와 기능이 나타나 있다. 즉, CNN 알고리즘은 복수의 레이어를 사용하는 학습 알고리즘일 수 있다. 또한, CNN 알고리즘은 이미지 분류 정확도를 최대화하는 필터를 자동으로 학습할 수 있으며, 합성곱 계층과 폴링 계층이라고 하는 새로운 층을 풀리 커넥티드 계층 이전에 추가함으로써 원본 이미지에 필터링 기법을 적용한 뒤에 필터링된 이미지에 대해 분류 연산을 수행할 수 있다. CNN 알고리즘은 합성곱 계층 (convolutional layer)과 풀링 계층 (pooling layer)이라고 하는 새로운 층을 fully-connected 계층 이전에 추가함으로써 원본 이미지에 필터링 기법을 적용한 뒤에 필터링된 이미에 대해 분류 연산이 수행되도록 구성될 수 있다. According to FIG. 15, the types and functions of filters are shown. That is, the CNN algorithm may be a learning algorithm using a plurality of layers. In addition, the CNN algorithm can automatically learn a filter that maximizes image classification accuracy, and by adding a new layer called a convolutional layer and a polling layer before the fully connected layer, after applying the filtering technique to the original image, the filtered image A classification operation can be performed on . The CNN algorithm is configured to apply a filtering technique to the original image by adding a new layer, called a convolutional layer and a pooling layer, before the fully-connected layer, and then perform a classification operation on the filtered image. can

이때, CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터에 대한 연산식은 아래의 수학식 3과 같다. At this time, the operation expression for the image filter using the CNN algorithm is as shown in Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00006
Figure pat00006

(단, (step,

GIJ : 행렬로 표현된 필터링된 이미지의 i번째 행, j번째 열의 픽셀, G IJ : pixel of the i-th row, j-th column of the filtered image expressed as a matrix,

F : 필터, F: filter,

X : 이미지, X: image,

FH : 필터의 높이 (행의 수), F H : height of filter (number of rows),

FW : 필터의 너비 (열의 수)이다. ) F W : The width of the filter (number of columns). )

바람직하게는, CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터에 대한 연산식은 아래의 수학식 4와 같다. Preferably, an operation expression for an image filter using the CNN algorithm is as shown in Equation 4 below.

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00007
Figure pat00007

(단, (step,

GIJ : 행렬로 표현된 필터링된 이미지의 i번째 행, j번째 열의 픽셀, G IJ : pixel of the i-th row, j-th column of the filtered image expressed as a matrix,

F' : 응용 필터 F': application filter

X : 이미지, X: image,

F'H : 응용 필터의 높이 (행의 수), F'H : height of application filter (number of rows),

F'W : 응용 필터의 너비 (열의 수)이다.) F' W : The width (number of columns) of the application filter.)

바람직하게는, F'는 응용 필터로서 결함(DF)이 표시된 이미지 데이터를 학습하고 인식하기 위하여, 상기 이미지 데이터에 적용되는 필터일 수 있다. 특히, 결함(DF)의 경우 형태, 크기 및 위치의 차이를 기초로 유형에 따라 분류될 수 있으므로, 형태, 크기 및 위치를 효과적으로 인지하기 위한 응용 필터가 필요할 수 있다. 이러한 필요성을 충족하기 위하여 응용 필터 F'는 아래의 수학식 5에 의하여 연산될 수 있다. Preferably, F' is an applied filter and may be a filter applied to the image data in order to learn and recognize the image data in which the defect DF is displayed. In particular, since defects (DF) can be classified according to types based on differences in shape, size, and location, an application filter for effectively recognizing the shape, size, and location may be required. In order to meet this need, the application filter F' can be calculated by Equation 5 below.

[수학식 5] [Equation 5]

Figure pat00008
Figure pat00008

(단, F : 필터,

Figure pat00009
: 계수, F' : 응용 필터)(However, F: filter,
Figure pat00009
: Coefficient, F' : Application filter)

이때, 각 F에 따른 필터는 도 15에 따른 엣지 인식 필터(Edge detection), 샤픈 필터(sharpen) 및 박스 블러 필터(Box blur) 중 어느 하나의 행렬일 수 있다. In this case, the filter according to each F may be a matrix of any one of an edge detection filter according to FIG. 15, a sharpen filter, and a box blur filter.

바람직하게,

Figure pat00010
를 구하는 연산식은 아래의 수학식 4와 같다. 이때,
Figure pat00011
는 필터의 효율을 높이기 위하여 사용되는 하나의 변수로서 해석될 수 있으며, 그 단위는 무시될 수 있다. Preferably,
Figure pat00010
The operation expression for obtaining is as shown in Equation 4 below. At this time,
Figure pat00011
can be interpreted as a variable used to increase the efficiency of the filter, and its unit can be ignored.

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00012
Figure pat00012

단, 이미지 촬영에 사용된 카메라의 렌즈의 직경(지름)은 mm 단위이고, 초음파 발생 주기는 ms 단위이며, ti 및 tD는 각각 신호가 감지된 시간을 ms 단위로 나타낸 것일 수 있다. 또한, ti는 제1 초음파 트랜스듀서(T1)에서 제1 초음파 신호를 발생시킨 시간(ms)이고, tD는 제n 초음파 트랜스듀서(T1, T2, T3)에서 결합에 반사된 초음파 신호가 감지된 시간(ms)을 의미할 수 있다. However, the diameter (diameter) of the lens of the camera used to capture the image may be in mm, the ultrasonic generation period may be in ms, and t i and t D may respectively represent signal detection times in ms. In addition, t i is the time (ms) for generating the first ultrasonic signal in the first ultrasonic transducer (T1), and t D is the ultrasonic signal reflected from the coupling in the n-th ultrasonic transducer (T1, T2, T3) It may mean the detected time (ms).

[실험예 2][Experimental Example 2]

본 발명에 따른 이미지 데이터에 대하여, 본 발명의 응용 필터 F'를 적용하는 경우에 실제 결함(DF)에 대한 정보와의 정확도를 살펴보면 아래와 같다. 아래 표는 해당 기술분야 종사자에 의뢰하여, 필터 적용 여부 등에 따라 인식 결과의 정확도를 수치로서 나타낸 것이다. Regarding the image data according to the present invention, when the application filter F' of the present invention is applied, the accuracy of information on the actual defect DF is as follows. The table below shows the accuracy of the recognition result as a numerical value, depending on whether a filter is applied or not, requested by a person in the relevant technical field.

필터 적용 없음no filter applied 필터

Figure pat00013
적용filter
Figure pat00013
apply 필터
Figure pat00014
적용
filter
Figure pat00014
apply
정확도 (점수)accuracy (score) 6060 8585 9898

상기 표 2는 전문가로부터 평가된 정확도에 대한 점수를 각 케이스별로 나타낸 것이다. 본 실험예는 100개의 용접 이음부(WD) 샘플을 기초로 실험된 것이며, 실제 결함(DF)에 대한 정보와 이미지 데이터에 표현된 정보의 정확도를 100점 만점으로 측정한 것이다. 각각의 용접 이음부(WD)는 실험을 진행한 후 전문가에 의한 파괴 검사를 받았다. Table 2 shows the scores for accuracy evaluated by experts for each case. This experimental example is an experiment based on 100 welded joint (WD) samples, and the accuracy of the information about the actual defect (DF) and the information expressed in the image data is measured out of 100 points. Each welded joint (WD) was subjected to a destructive test by an expert after testing.

표 2에서 확인할 수 있는 것과 같이, 필터 적용 없는 경우, 결함(DF) 이외의 요소가 인식될 확률이 존재하여 상대적으로 낮은 정확도로 평가되었다. 이에 비하여, 일반 CNN 필터 F를 적용한 경우 다소 정확도가 높았으나, 응용 필터 F'를 적용하는 경우의 정확도가 현저하게 향상되는 것이 확인된다.As can be seen in Table 2, in the case where no filter is applied, there is a probability that elements other than the defect (DF) will be recognized, resulting in a relatively low accuracy evaluation. In contrast, the accuracy was slightly higher when the general CNN filter F was applied, but it was confirmed that the accuracy was remarkably improved when the applied filter F' was applied.

이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 대한 설명에서 제1 초음파 트랜스듀서(T1)를 기초로 설명된 내용들은 제2 초음파 트랜스듀서(T2), 제3 초음파 트랜스듀서(T3)에 대한 내용들로 치환되어 이해될 수 있다. 마찬가지로, 제1 초음파 신호를 기초로 설명된 내용들은 제2 초음파 신호, 제3 초음파 신호에 대한 내용들로 치환되어 이해될 수 있다. As described above, the contents described based on the first ultrasonic transducer T1 in the description of an embodiment of the present invention are the contents of the second ultrasonic transducer T2 and the third ultrasonic transducer T3. It can be understood by replacing with Likewise, contents described based on the first ultrasound signal may be understood as being substituted with contents about the second ultrasound signal and the third ultrasound signal.

또한, 본 발명에 따른 제어부(200) 또는 제어부(200)에 속한 구성들은 제1 초음파 신호에 대한 결과 내지 제3 초음파 신호에 대한 결과들을 종합하여 결과를 도출할 수 있으며, 이러한 내용은 본 명세서의 내용으로부터 유추될 수 있을 것이다. In addition, the control unit 200 according to the present invention or components belonging to the control unit 200 may derive a result by integrating the results of the first to third ultrasound signals, which are described in the present specification. can be inferred from the content.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 모델링하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 모델링되는 것도 포함한다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.The above-described present invention can be modeled as a computer readable code on a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. , and also includes those modeled in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet). Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered illustrative. The scope of this specification should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of this specification are included in the scope of this specification.

앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.Any or other embodiments of the present invention described above are not mutually exclusive or distinct. Certain or other embodiments of the present invention described above may be used in combination or combination of respective configurations or functions.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

10: 3차원 초음파 스캐너
100: 하우징
200: 제어부
300: 디스플레이부
10: 3D ultrasound scanner
100: housing
200: control unit
300: display unit

Claims (7)

용접 이음부의 결함의 위치를 검출하기 위한 3차원 초음파 스캐너에 있어서,
적어도 3개의 초음파 트랜스듀서;
상기 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서를 포함하는 하우징; 및
상기 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서로부터 생성된 전기 신호를 수신하는 제어부;를 포함하는,
3차원 초음파 스캐너.
In a three-dimensional ultrasound scanner for detecting the location of a defect in a welded joint,
at least three ultrasonic transducers;
a housing containing the at least three ultrasonic transducers; and
A control unit for receiving electrical signals generated from the at least three ultrasonic transducers; including,
3D ultrasound scanner.
제1항에 있어서,
상기 적어도 3개의 초음파 트랜스듀서는 제1 초음파 트랜스듀서 내지 제3 초음파 트랜스듀서를 포함하고,
상기 제1 초음파 트랜스듀서는 제1 초음파 신호를 생성하고,
상기 제2 초음파 트랜스듀서는 상기 제1 초음파 신호를 수신하고,
상기 제3 초음파 트랜스듀서는 상기 제1 초음파 신호를 수신하는 것인,
3차원 초음파 스캐너.
According to claim 1,
The at least three ultrasonic transducers include a first ultrasonic transducer to a third ultrasonic transducer,
The first ultrasonic transducer generates a first ultrasonic signal,
The second ultrasonic transducer receives the first ultrasonic signal,
The third ultrasonic transducer receives the first ultrasonic signal,
3D ultrasound scanner.
제2항에 있어서,
상기 제2 초음파 트랜스듀서는 상기 제3 초음파 트랜스듀서와 일정 거리만큼 이격된 것인,
3차원 초음파 스캐너.
According to claim 2,
The second ultrasonic transducer is spaced apart from the third ultrasonic transducer by a predetermined distance,
3D ultrasound scanner.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 초음파 트랜스듀서로부터 상기 결함으로부터 반사된 상기 제1 초음파 신호를 수신한 제1 시간 정보를 기초로, 상기 결함의 제1 위치를 검출하고,
상기 제3 초음파 트랜스듀서로부터 상기 결함으로부터 반사된 상기 제1 초음파 신호를 수신한 제2 시간 정보를 기초로, 상기 결함의 제2 위치를 검출하는 것인,
3차원 초음파 스캐너.
According to claim 3,
The control unit,
Detecting a first position of the defect based on first time information at which the first ultrasonic signal reflected from the defect is received from the second ultrasonic transducer;
Detecting a second position of the defect based on second time information of receiving the first ultrasonic signal reflected from the defect from the third ultrasonic transducer,
3D ultrasound scanner.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 결함의 제1 위치 및 상기 결함의 제2 위치를 평균하여, 상기 결함의 최종 위치를 검출하는 것인,
3차원 초음파 스캐너.
According to claim 4,
The control unit,
averaging the first location of the defect and the second location of the defect to detect the final location of the defect;
3D ultrasound scanner.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 결함의 최종 위치를 기초로 이미지 데이터를 생성하고, 상기 이미지 데이터에 이미지 필터를 적용하여 학습하는 것인,
3차원 초음파 스캐너.
According to claim 5,
The control unit,
Generating image data based on the final position of the defect, and learning by applying an image filter to the image data,
3D ultrasound scanner.
제6항에 있어서,
상기 3차원 초음파 스캐너는 상기 제어부로부터 수신한 정보를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 이미지 필터를 적용하여 학습한 결과 데이터를 표시하기 위한 이미지 레이어를 생성하고, 상기 이미지 데이터와 상기 이미지 레이어를 병합하여 상기 디스플레이부로 전송하는 것인,
3차원 초음파 스캐너.
According to claim 6,
The 3D ultrasound scanner further includes a display unit displaying information received from the controller,
The control unit,
Generating an image layer for displaying data as a result of learning by applying the image filter, merging the image data and the image layer and transmitting to the display unit,
3D ultrasound scanner.
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