KR20230169799A - Observing device of fracture surface and observing method of fracture surface using the same - Google Patents

Observing device of fracture surface and observing method of fracture surface using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20230169799A
KR20230169799A KR1020220070391A KR20220070391A KR20230169799A KR 20230169799 A KR20230169799 A KR 20230169799A KR 1020220070391 A KR1020220070391 A KR 1020220070391A KR 20220070391 A KR20220070391 A KR 20220070391A KR 20230169799 A KR20230169799 A KR 20230169799A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fracture
fracture surface
amount
reflected light
unit
Prior art date
Application number
KR1020220070391A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김지수
이승용
Original Assignee
코웨이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코웨이 주식회사 filed Critical 코웨이 주식회사
Priority to KR1020220070391A priority Critical patent/KR20230169799A/en
Publication of KR20230169799A publication Critical patent/KR20230169799A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/44—Resins; Plastics; Rubber; Leather
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1717—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with a modulation of one or more physical properties of the sample during the optical investigation, e.g. electro-reflectance
    • G01N2021/1725—Modulation of properties by light, e.g. photoreflectance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/1757—Time modulation of light being essential to the method of light modification, e.g. using single detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/1789—Time resolved

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

본 발명은, 파단 시작점과 파단 시간의 추적이 보다 용이한 파단면 검사 시스템 및 이를 이용한 파단면 검사 방법에 있어서, 상기 파단면에 금속성 물질을 증착시키는 스퍼터링(sputtering)부, 상기 금속성 물질이 스퍼터링된 상기 파단면을 향하여 빛을 조사하는 조사부, 상기 파단면을 향하여 조사된 빛의 반사 광량을 측정하는 촬상부 및 상기 측정 결과를 토대로 상기 파단면의 파단 시작점 및 파단 시간 중 적어도 어느 하나를 도출하는 연산부를 포함하는, 파단면 검사 시스템 및 이를 이용한 파단면 검사 방법을 개시한다.The present invention provides a fracture surface inspection system that makes it easier to track the fracture start point and fracture time, and a fracture surface inspection method using the same, including a sputtering unit for depositing a metallic material on the fracture surface, and a sputtering device where the metallic material is sputtered. An irradiation unit that irradiates light toward the fracture surface, an imaging unit that measures the amount of reflected light of the light irradiated toward the fracture surface, and a calculation unit that derives at least one of the fracture start point and fracture time of the fracture surface based on the measurement results. Disclosed is a fracture surface inspection system and a fracture surface inspection method using the same, including a fracture surface inspection system.

Description

파단면 검사 시스템 및 이를 이용한 파단면 검사 방법{Observing device of fracture surface and observing method of fracture surface using the same}Fracture surface inspection system and fracture surface inspection method using the same {Observing device of fracture surface and observing method of fracture surface using the same}

본 발명은 파단면 검사 시스템 및 이를 이용한 파단면 검사 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 파단 시작점과 파단 시간의 추적이 보다 용이한 파단면 검사 시스템 및 이를 이용한 파단면 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fracture surface inspection system and a fracture surface inspection method using the same. More specifically, it relates to a fracture surface inspection system that makes it easier to track the fracture start point and fracture time and a fracture surface inspection method using the same.

전자 제품 및 그 부품에는 다양한 고분자가 사용되고 있으며, 각각의 고분자는 고유의 물성과 파단 형태를 갖는다. 고분자의 파단은 순간 충격, 장시간에 걸쳐 가해지는 에너지 등 여러 요인에 의하여 발생될 수 있다. 따라서, 파단의 발생 요인과 유형을 파악하기 위하여는 파단면의 검사 및 관찰이 요구된다. 그러나, 고분자의 파단면은 그 형상이 다양한 바 검사 결과에 대한 객관화 또는 수치화에 어려움이 있다.A variety of polymers are used in electronic products and their components, and each polymer has unique physical properties and fracture patterns. Fracture of polymers can be caused by several factors, such as instantaneous impact or energy applied over a long period of time. Therefore, inspection and observation of the fracture surface are required to determine the cause and type of fracture. However, because the fracture surfaces of polymers have various shapes, it is difficult to objectify or quantify the test results.

종래에는 파단면의 정보를 파악하기 위하여 파단면의 소성 변형 정도를 주관적, 상대적으로 비교하고 이로부터 파단면의 파단에 관한 정보를 추측하였다. 그러나, 이러한 유형의 파단면 검사 방법은, 검사자에 따라 비교 대상과 기준이 상이한 바 검사의 신뢰성이 미흡하다. 이에 따라, 파단 시간, 파단 시작점 등을 추적하는 데 한계가 있다.Conventionally, in order to obtain information on the fracture surface, the degree of plastic deformation of the fracture surface was compared subjectively and relatively, and information about the fracture of the fracture surface was inferred from this. However, this type of fracture surface inspection method is unreliable because the comparison object and standards are different depending on the inspector. Accordingly, there are limitations in tracking the rupture time, rupture start point, etc.

특히, 고분자가 순간 충격에 의하여 파단된 경우 파단 시작점을 추적하는 것이 중요한데, SEM(Scanning Electron Microscope, 주사 전자 현미경) 등의 고가 장비를 이용하더라도 파단 시작점을 확인하는 데 어려움이 크다.In particular, when a polymer is fractured by an instantaneous impact, it is important to track the fracture starting point. Even when using expensive equipment such as a SEM (Scanning Electron Microscope), it is difficult to identify the fracture starting point.

이에 따라, 파단 시작점과 파단 시간이 보다 용이하게 추적될 수 있는 파단면 검사 시스템 및 이를 이용한 파단면 검사 방법의 개발이 고려될 수 있다.Accordingly, the development of a fracture surface inspection system and a fracture surface inspection method using the same in which the fracture start point and fracture time can be more easily tracked may be considered.

한국공개특허공보 제1997-0048399호는 파단면의 열상 분석을 위한 화상 처리 방법을 개시한다. 구체적으로, 취득된 전체 영상 중에서 수평 최고 휘도 위치를 검출하고 그 주변에서 소결케익의 경계를 취득하여 소결케익의 영역을 검출하는 파단면의 열상 분석을 위한 화상 처리 방법을 개시한다.Korean Patent Publication No. 1997-0048399 discloses an image processing method for thermal analysis of fractured surfaces. Specifically, an image processing method for thermal image analysis of a fractured surface is disclosed, which detects the horizontal highest brightness position among all acquired images, acquires the boundary of the sintered cake around it, and detects the area of the sintered cake.

그런데, 이러한 유형의 방법은, 파단면의 파단 시작점과 파단 시간 등에 대한 분석 방법은 개시하지 않는다.However, this type of method does not disclose an analysis method for the fracture start point and fracture time of the fracture surface.

한국등록특허공보 제10-0550289호는 DWTT(낙하 중량 시험) 연성 및 취성 파단면 검출용 조명 장치를 개시한다. 구체적으로, 파단면의 형상 및 높이를 고려하여 조명 장치의 조사 각도 변동을 자동화하고 시편에 대한 양호한 영상 취득 및 분리가 가능한 파단면 검출용 조명 장치를 개시한다.Korean Patent Publication No. 10-0550289 discloses a DWTT (drop weight test) lighting device for detecting ductile and brittle fracture surfaces. Specifically, we disclose a lighting device for detecting a fractured surface that automates the change in the irradiation angle of the lighting device by considering the shape and height of the fractured surface and enables good image acquisition and separation of the specimen.

그런데, 이러한 유형의 조명 장치를 이용한 파단면 검출 방법은, 다양한 고분자의 파단면 관찰 결과를 객관화 또는 수치화하기 위한 해결책은 개시하지 않는다.However, the fracture surface detection method using this type of lighting device does not disclose a solution for objectifying or quantifying the fracture surface observation results of various polymers.

한국공개특허공보 제1997-0048399호 (1997.07.29.)Korean Patent Publication No. 1997-0048399 (July 29, 1997) 한국등록특허공보 제10-0550289호 (2006.02.08.)Korean Patent Publication No. 10-0550289 (2006.02.08.)

본 발명의 일 목적은, 파단 유형의 파악이 보다 용이한 파단면 검사 시스템 및 이를 이용한 파단면 검사 방법을 제공하는 것이다.One purpose of the present invention is to provide a fracture surface inspection system that makes it easier to determine the fracture type and a fracture surface inspection method using the same.

본 발명의 다른 일 목적은, 파단 시간 및 파단 시작점의 추적이 보다 용이한 파단면 검사 시스템 및 이를 이용한 파단면 검사 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fracture surface inspection system and a fracture surface inspection method using the same that allow easier tracking of fracture time and fracture start point.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 검사 결과를 보다 용이하게 객관화 및 수치화 가능한 검사 시스템 및 이를 이용한 파단면 검사 방법을 제공하는 것이다.Another purpose of the present invention is to provide an inspection system that can more easily objectify and quantify inspection results and a fracture surface inspection method using the same.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 파단면 검사 시스템은, 상기 파단면에 금속성 물질을 증착시키는 스퍼터링(sputtering)부; 상기 금속성 물질이 스퍼터링된 상기 파단면을 향하여 빛을 조사하는 조사부; 상기 파단면을 향하여 조사된 빛의 반사 광량을 측정하는 촬상부; 및 상기 측정 결과를 토대로 상기 파단면의 파단 시작점 및 파단 시간 중 적어도 어느 하나를 도출하는 연산부를 포함한다.In order to achieve the above object, a fracture surface inspection system according to an embodiment of the present invention includes a sputtering unit for depositing a metallic material on the fracture surface; an irradiation unit that irradiates light toward the fractured surface on which the metallic material is sputtered; an imaging unit that measures the amount of reflected light irradiated toward the fracture surface; and a calculation unit that derives at least one of a fracture start point and fracture time of the fracture surface based on the measurement results.

또한, 상기 연산부는, 상기 파단면 상의 복수의 지점 별로 반사 광량을 측정하고, 상기 복수의 지점 중 상기 반사 광량이 최대로 측정된 지점을 상기 파단면의 파단 시작점으로 결정하는 파단 시작점 연산부를 포함할 수 있다.In addition, the calculation unit may include a fracture start point calculation unit that measures the amount of reflected light at each of a plurality of points on the fracture surface and determines the point where the maximum amount of reflected light is measured among the plurality of points as the fracture start point of the fracture surface. You can.

또한, 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 제어하는 광도 조절부를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a brightness control unit that controls the brightness of light irradiated toward the fractured surface.

또한, 상기 연산부는, 상기 광도 조절부가 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 조절함에 따라 상기 복수의 지점 별로 측정되는 반사 광량을 연산하고, 상기 복수의 지점 중 상기 반사 광량이 최대로 측정된 지점과 상기 반사 광량이 최소로 측정된 지점의 반사 광량 차이값이 기 설정된 기준값 이상인 시점 또는 상기 반사 광량 차이값이 최댓값에 도달한 시점에서의 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 토대로 상기 파단면의 파단 시간을 추정하는 파단 시간 연산부를 포함할 수 있다.In addition, the calculation unit calculates the amount of reflected light measured for each of the plurality of points as the brightness control unit adjusts the brightness of the light irradiated toward the fracture surface, and the maximum amount of reflected light is measured among the plurality of points. The waveform is based on the luminous intensity of light irradiated toward the fracture surface at the point when the difference in reflected light amount between the point and the point where the minimum reflected light amount is measured is greater than or equal to a preset reference value or when the reflected light amount difference reaches its maximum value. It may include a rupture time calculator that estimates the rupture time of the cross section.

또한, 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도에 따른 파단 시간이 저장된 저장부;를 더 포함하고, 상기 파단 시간 연산부는, 상기 반사 광량 차이값이 상기 기 설정된 기준값 이상인 시점 또는 최댓값에 도달한 시점에서의 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도와 상기 저장부에 저장된 빛의 광도를 비교하여 파단 시간을 추정할 수 있다.In addition, it further includes a storage unit that stores the rupture time according to the luminous intensity of the light irradiated toward the fracture surface, wherein the rupture time calculation unit is configured to operate at a time when the reflected light amount difference value is greater than or equal to the preset reference value or when the maximum value is reached. The rupture time can be estimated by comparing the luminous intensity of the light irradiated toward the fractured surface and the luminous intensity of the light stored in the storage unit.

또한, 상기 금속성 물질은, 금(Au) 소재로 형성될 수 있다.Additionally, the metallic material may be formed of gold (Au) material.

또한, 본 발명은, 시료의 파단면을 검사하는 방법으로서, (a) 상기 시료의 파단면에 금속성 물질이 스퍼터링되는 단계; (b) 상기 파단면을 향하여 빛이 조사되는 단계; (c) 상기 파단면을 향하여 조사된 빛의 반사 광량이 상기 파단면 상의 복수의 지점 별로 측정되는 단계; 및 (d) 상기 측정 결과를 토대로 상기 파단면의 파단 시작점 및 파단 시간 중 적어도 어느 하나가 연산되는 단계를 포함하는, 파단면 검사 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for inspecting the fractured surface of a sample, comprising: (a) sputtering a metallic material on the fractured surface of the sample; (b) irradiating light toward the fracture surface; (c) measuring the amount of reflected light irradiated toward the fractured surface for each of a plurality of points on the fractured surface; and (d) calculating at least one of a fracture start point and a fracture time of the fracture surface based on the measurement results.

또한, 상기 (d) 단계는, (d1) 상기 파단면 상의 복수의 지점 별로 반사 광량을 측정하고, 상기 복수의 지점 중 상기 반사 광량이 최대로 측정된 지점이 상기 파단면의 파단 시작점으로 결정되는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in step (d), (d1) the amount of reflected light is measured at each of a plurality of points on the fracture surface, and the point where the maximum amount of reflected light is measured among the plurality of points is determined as the fracture start point of the fracture surface. May include steps.

또한, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도가 조절되는 단계를 포함할 수 있다.Additionally, step (b) may include the step (b1) of adjusting the brightness of the light irradiated toward the fractured surface.

또한, 상기 (d) 단계는, (d2) 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도가 조절됨에 따라 상기 복수의 지점 별로 측정되는 반사 광량을 연산하고, 상기 복수의 지점 중 상기 반사 광량이 최대로 측정된 지점과 상기 반사 광량이 최소로 측정된 지점의 반사 광량 차이값이 기 설정된 기준값 이상인 시점 또는 상기 반사 광량 차이값이 최댓값에 도달한 시점에서의 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 토대로 상기 파단면의 파단 시간이 연산되는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in step (d), (d2) the amount of reflected light measured for each of the plurality of points is calculated as the brightness of the light irradiated toward the fracture surface is adjusted, and the amount of reflected light is maximized among the plurality of points. Based on the luminous intensity of light irradiated toward the fracture surface at the point when the difference in reflected light amount between the measured point and the point where the minimum reflected light amount is measured is greater than or equal to a preset reference value or when the reflected light amount difference reaches its maximum value. It may include calculating the fracture time of the fracture surface.

본 발명의 다양한 효과 중, 상술한 해결 수단을 통해 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.Among the various effects of the present invention, the effects that can be obtained through the above-described solution are as follows.

먼저, 파단면 검사 시스템은, 파단면에 금속성 물질을 증착시키는 스퍼터링(sputtering)부를 포함한다. 이때, 금속성 물질은 각 증착 지점에서 발생된 소성 변형의 정도에 따라 그 코팅량이 상이하게 형성된다.First, the fracture surface inspection system includes a sputtering unit that deposits a metallic material on the fracture surface. At this time, the metallic material is formed in a different coating amount depending on the degree of plastic deformation occurring at each deposition point.

따라서, 파단면 검사 시스템의 연산부는 파단면에서의 반사량으로부터 파단면의 형상을 보다 용이하게 파악할 수 있다. 이에 따라, 순간 충격에 의한 파단과 장기간에 걸친 에너지에 의한 파단을 보다 용이하게 구분할 수 있다. 즉, 파단 유형의 파악이 보다 용이하다.Therefore, the calculation unit of the fracture surface inspection system can more easily determine the shape of the fracture surface from the amount of reflection from the fracture surface. Accordingly, it is possible to more easily distinguish between fracture caused by instantaneous impact and fracture caused by long-term energy. In other words, it is easier to identify the type of fracture.

또한, 연산부는 파단면의 반사량으로부터 파단면의 소성 변형 정도와 거칠기를 보다 용이하게 파악할 수 있다.Additionally, the calculation unit can more easily determine the degree of plastic deformation and roughness of the fractured surface from the reflection amount of the fractured surface.

따라서, 연산부는 파단 시작 시점으로부터 파단 종료 시점까지 소요된 시간, 즉 파단 시간을 예측할 수 있다. 뿐만 아니라, 소성 변형 정도의 대소를 비교함으로써, 파단면의 파단 시작점을 보다 용이하게 추적할 수 있다.Therefore, the calculation unit can predict the time taken from the start of fracture to the end of fracture, that is, the fracture time. In addition, by comparing the degree of plastic deformation, the fracture start point of the fracture surface can be more easily traced.

또한, 연산부는 고분자에 대한 파단 시간과 조도의 상관 관계를 고려하여, 반사량에 따른 파단 시간을 추정할 수 있다.Additionally, the calculation unit can estimate the fracture time according to the amount of reflection by considering the correlation between the fracture time and illuminance for the polymer.

따라서, 파단면 검사 결과를 보다 용이하게 객관화 및 수치화 가능하다.Therefore, the fracture surface inspection results can be more easily objectiveized and quantified.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파단면 검사 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 파단면 검사 시스템에 구비되는 조사부, 촬상부, 연산부 및 제어부를 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 1의 파단면 검사 시스템에 구비되는 조사부, 촬상부, 연산부 및 출력부를 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파단면 검사 방법을 도시하는 순서도이다.1 is a schematic diagram showing a fracture surface inspection system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a irradiation unit, an imaging unit, a calculation unit, and a control unit provided in the fracture surface inspection system of FIG. 1.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a irradiation unit, an imaging unit, a calculation unit, and an output unit provided in the fracture surface inspection system of FIG. 1.
Figure 4 is a flowchart showing a fracture surface inspection method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 파단면 검사 시스템(1) 및 이를 이용한 파단면 검사 방법을 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the fracture surface inspection system 1 and the fracture surface inspection method using the same according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.In the following description, in order to clarify the characteristics of the present invention, descriptions of some components may be omitted.

본 명세서에서는 서로 다른 실시 예라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.In this specification, the same reference numbers are assigned to the same components even in different embodiments, and duplicate descriptions thereof are omitted.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.The attached drawings are only intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings.

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

이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 파단면 검사 시스템(1)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the fracture surface inspection system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

본 발명에 따른 파단면 검사 시스템(1)은 시료의 파단면을 검사하는 데 사용된다. 구체적으로, 파단면 검사 시스템(1)은 파단의 발생 유형과 원인을 파악하는데 사용된다.The fracture surface inspection system 1 according to the present invention is used to inspect the fracture surface of a sample. Specifically, the fracture surface inspection system 1 is used to determine the type and cause of fracture.

파단면 검사 시스템(1)은 고분자 시료의 파단면을 검사하는 데 사용될 수 있다. 이때, 파단면 검사 시스템(1)은 다양한 형상으로 이루어지는 고분자의 파단면 검사 결과를 객관화 및 수치화하여 제공할 수 있다.The fracture surface inspection system 1 can be used to inspect the fracture surface of a polymer sample. At this time, the fracture surface inspection system 1 can objectify and quantify the fracture surface inspection results of polymers of various shapes and provide them.

파단면 검사 시스템(1)은 시료의 파단면에 금속성 물질을 증착시킨 뒤 빛을 조사하여 반사되는 광량을 측정하고, 이로부터 파단 시작점, 파단 시간 등 파단면에 대한 정보를 연산한다.The fracture surface inspection system (1) deposits a metallic material on the fracture surface of a sample, irradiates light, measures the amount of reflected light, and calculates information about the fracture surface, such as the fracture start point and fracture time, from this.

도시된 실시 예에서, 파단면 검사 시스템(1)은 스퍼터링부(10), 조사부(20), 촬상부(30), 연산부(40), 출력부(50) 및 제어부(60)를 포함한다.In the illustrated embodiment, the fracture surface inspection system 1 includes a sputtering unit 10, an irradiation unit 20, an imaging unit 30, a calculation unit 40, an output unit 50, and a control unit 60.

스퍼터링(sputtering)부(10)는 시료의 파단면에 금속성 물질을 증착시킨다. 이때, 파단면에 증착된 금속성 물질은, 각 증착 지점에서 발생된 소성 변형의 정도에 따라 그 코팅량이 상이하게 형성된다. 일 실시 예에서, 상기 금속성 물질은 금(Au) 소재로 형성될 수 있다.The sputtering unit 10 deposits a metallic material on the fractured surface of the sample. At this time, the coating amount of the metallic material deposited on the fractured surface varies depending on the degree of plastic deformation occurring at each deposition point. In one embodiment, the metallic material may be made of gold (Au).

일 실시 예에서, 스퍼터링부(10)는 스퍼터링 공정을 통해 금속성 물질을 시료의 파단면에 증착시킬 수 있다. 상기 실시 예에서, 스퍼터링부(10)는 고에너지의 입자들을 타깃인 금속성 물질에 충돌시킴으로써, 금속성 물질에서 분리된 원자 또는 분자를 파단면에 부착시킨다. 스퍼터링 공정에 대한 상세한 설명은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 주지한 바 생략한다.In one embodiment, the sputtering unit 10 may deposit a metallic material on the fractured surface of the sample through a sputtering process. In the above embodiment, the sputtering unit 10 causes high-energy particles to collide with the target metallic material, thereby attaching atoms or molecules separated from the metallic material to the fractured surface. A detailed description of the sputtering process is omitted as it is well known to those skilled in the art.

조사부(20)는 파단면을 향하여 빛을 방사하는 부분이다.The irradiation unit 20 is a part that radiates light toward the fractured surface.

조사부(20)는 금속성 물질의 스퍼터링 공정이 종료된 이후, 파단면을 향하여 빛을 방사한다. 일 실시 예에서, 조사부(20)는 파단면을 향하여 엘이디(LED)광을 방사할 수 있다.The irradiation unit 20 radiates light toward the fractured surface after the sputtering process of the metallic material is completed. In one embodiment, the irradiation unit 20 may emit LED light toward the fractured surface.

조사부(20)로부터 방사된 빛은 파단면에서 반사된 뒤 촬상부(30)를 향하여 진행된다.The light emitted from the irradiation unit 20 is reflected from the fracture surface and then proceeds toward the imaging unit 30.

촬상부(30)는 파단면에서 반사된 빛을 받아들이고, 이들의 반사 광량을 측정한다. 구체적으로, 촬상부(30)는 파단면 상의 복수의 지점 별로 빛의 반사 광량을 측정한다.The imaging unit 30 receives light reflected from the fracture surface and measures the amount of reflected light. Specifically, the imaging unit 30 measures the amount of reflected light at each plurality of points on the fracture surface.

촬상부(30)는 상기 측정 결과를 연산부(40)로 전달한다. 이를 위하여, 촬상부(30)는 연산부(40)와 통전 가능하게 연결된다.The imaging unit 30 transmits the measurement result to the calculation unit 40. To this end, the imaging unit 30 is electrically connected to the calculation unit 40.

연산부(40)는 촬상부(30)의 측정 결과를 토대로 파단면의 정보를 도출한다. 구체적으로, 연산부(40)는 파단면의 파단 시작점 및 파단 시간 중 적어도 어느 하나를 도출한다.The calculation unit 40 derives information on the fracture surface based on the measurement results of the imaging unit 30. Specifically, the calculation unit 40 derives at least one of the fracture start point and fracture time of the fracture surface.

전술한 바와 같이, 파단면에 증착되는 금속성 물질은 각 증착 지점에서 발생된 소성 변형 정도에 따라 그 코팅량이 상이하게 형성된다. 이에 따라, 파단면의 각 지점에 대한 반사 광량 또한 소성 변형 정도에 따라 상이하게 측정된다.As described above, the coating amount of the metallic material deposited on the fractured surface varies depending on the degree of plastic deformation occurring at each deposition point. Accordingly, the amount of reflected light at each point of the fracture surface is also measured differently depending on the degree of plastic deformation.

따라서, 연산부(40)는 파단면에서의 반사 광량으로부터 파단면의 형상을 보다 용이하게 파악할 수 있다. 이에 따라, 순간 충격에 의한 파단과 장기간에 걸친 에너지에 의한 파단을 보다 용이하게 구분할 수 있다. 즉, 파단 유형의 파악이 보다 용이하다.Accordingly, the calculation unit 40 can more easily determine the shape of the fractured surface from the amount of light reflected from the fractured surface. Accordingly, it is possible to more easily distinguish between fracture caused by instantaneous impact and fracture caused by long-term energy. In other words, it is easier to identify the type of fracture.

또한, 연산부(40)는 파단면의 소성 변형 정도와 거칠기를 보다 용이하게 파악할 수 있는 바, 파단 시작 시점으로부터 파단 종료 시점까지 소요된 시간, 즉 파단 시간을 예측할 수 있다. 뿐만 아니라, 소성 변형 정도의 대소를 비교함으로써, 파단면의 파단 시작점을 보다 용이하게 추적할 수 있다. 파단 시작점과 파단 시간의 연산 방법에 대한 상세한 설명은 후술한다.In addition, the calculation unit 40 can more easily determine the degree of plastic deformation and roughness of the fracture surface, and thus can predict the time required from the start of fracture to the end of fracture, that is, the fracture time. In addition, by comparing the degree of plastic deformation, the fracture start point of the fracture surface can be more easily traced. A detailed description of the calculation method for the fracture start point and fracture time will be provided later.

연산부(40)는 상기 연산 결과를 출력부(50)로 전달한다.The calculation unit 40 transmits the calculation result to the output unit 50.

출력부(50)는 연산부(40)로부터 상기 연산 결과를 전달받아, 이를 외부로 출력한다. 이를 위하여, 출력부(50)는 연산부(40)와 통전 가능하게 연결된다.The output unit 50 receives the calculation result from the calculation unit 40 and outputs it to the outside. To this end, the output unit 50 is electrically connected to the calculation unit 40.

일 실시 예에서, 출력부(50)는 외부 단말과 통신 가능하게 연결되어, 외부 단말로 연산부(40)의 연산 결과를 송출할 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 출력부(50)는 파단면 검사 시스템(1)에 구비되는 디스플레이부(미도시)와 통전 가능하게 연결되어, 상기 디스플레이부로 연산부(40)의 연산 결과를 송출할 수 있다.In one embodiment, the output unit 50 is communicatively connected to an external terminal and can transmit the calculation result of the calculation unit 40 to the external terminal. In another embodiment, the output unit 50 is electrically connected to a display unit (not shown) provided in the fracture surface inspection system 1, and can transmit the calculation result of the calculation unit 40 to the display unit. .

제어부(60)는 파단면 검사 시스템(1)의 시동 및 제동을 포함한 전반적인 동작을 컨트롤한다.The control unit 60 controls the overall operation of the fracture surface inspection system 1, including starting and braking.

제어부(60)는 외부로부터 파단면 검사 시스템(1)의 운전과 관련한 정보를 입력받는다. 구체적으로, 제어부(60)는 스퍼터링부(10), 조사부(20), 촬상부(30), 연산부(40) 및 출력부(50)의 운전과 관련한 정보를 입력받는다. 이를 위하여, 제어부(60)는 스퍼터링부(10), 조사부(20), 촬상부(30), 연산부(40) 및 출력부(50)와 각각 통전 가능하게 연결된다.The control unit 60 receives information related to the operation of the fracture surface inspection system 1 from the outside. Specifically, the control unit 60 receives information related to the operation of the sputtering unit 10, the irradiation unit 20, the imaging unit 30, the calculation unit 40, and the output unit 50. To this end, the control unit 60 is electrically connected to the sputtering unit 10, the irradiation unit 20, the imaging unit 30, the calculation unit 40, and the output unit 50, respectively.

스퍼터링부(10), 조사부(20), 촬상부(30), 연산부(40) 및 출력부(50)는 각각 제어부(60)로부터 시동 신호를 전달받아 기 설계된 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 제어부(60)로부터 제동 신호를 전달받아 동작 수행을 종료할 수 있다.The sputtering unit 10, the irradiation unit 20, the imaging unit 30, the calculation unit 40, and the output unit 50 may each receive a start-up signal from the control unit 60 and perform pre-designed operations. Conversely, the operation may be terminated by receiving a braking signal from the control unit 60.

또한, 제어부(60)는 스퍼터링부(10)의 증착 범위, 증착 정도 등 스퍼터링 공정에 대한 전반적인 동작을 컨트롤한다. 뿐만 아니라, 제어부(60)는 광도를 포함하여 조사부(20)에서 방사되는 빛의 상태를 컨트롤한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.In addition, the control unit 60 controls the overall operation of the sputtering process, such as the deposition range and deposition degree of the sputtering unit 10. In addition, the control unit 60 controls the state of light emitted from the irradiation unit 20, including the luminous intensity. A detailed description of this will be provided later.

일 실시 예에서, 제어부(60)는 외부로부터 시료에 관한 정보와 반사 광량과 파단 시간의 상관 관계에 관한 데이터를 입력받을 수 있다. 상기 실시 예에서, 제어부(60)는 입력받은 정보를 연산부(40) 등으로 전달할 수 있다.In one embodiment, the control unit 60 may receive information about the sample and data about the correlation between the amount of reflected light and the rupture time from the outside. In the above embodiment, the control unit 60 may transmit the input information to the calculation unit 40, etc.

이상으로, 본 발명의 실시 예에 따른 파단면 검사 시스템(1)의 각 구성 요소에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 파단면 검사 시스템(1)에 구비되는 촬상부(30), 연산부(40) 및 제어부(60)에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Above, each component of the fracture surface inspection system 1 according to an embodiment of the present invention has been described. Below, with reference to FIGS. 2 and 3 , the imaging unit 30, the calculation unit 40, and the control unit 60 provided in the fracture surface inspection system 1 will be described in more detail.

도시된 실시 예에서, 촬상부(30)는 반사광 감지부(310) 및 변환부(320)를 포함한다.In the illustrated embodiment, the imaging unit 30 includes a reflected light detection unit 310 and a conversion unit 320.

반사광 감지부(310)는 파단면을 향하여 조사된 빛의 반사 광량을 직접적으로 측정하는 부분이다. 구체적으로, 반사광 감지부(310)는 파단면 상의 복수의 지점 별로 빛의 반사 광량을 측정한다.The reflected light detection unit 310 is a part that directly measures the amount of reflected light irradiated toward the fractured surface. Specifically, the reflected light detection unit 310 measures the amount of reflected light for each of a plurality of points on the fracture surface.

반사광 감지부(310)는 측정 결과를 변환부(320)로 전달한다. 이를 위하여, 반사광 감지부(310)는 변환부(320)와 통전 가능하게 연결된다.The reflected light detection unit 310 transmits the measurement result to the conversion unit 320. To this end, the reflected light detection unit 310 is electrically connected to the conversion unit 320.

변환부(320)는 상기 측정 결과를 디지털 신호로 변환한다. 이는 상기 측정 결과의 수학적 연산이 보다 용이하게 처리될 수 있도록 하기 위함이다.The conversion unit 320 converts the measurement result into a digital signal. This is to ensure that mathematical operations of the measurement results can be processed more easily.

변환부(320)는 상기 변환 결과를 연산부(40)로 전달한다. 이를 위하여, 변환부(320)는 연산부(40)와 통전 가능하게 연결된다.The conversion unit 320 transmits the conversion result to the calculation unit 40. To this end, the conversion unit 320 is electrically connected to the calculation unit 40.

전술한 바와 같이, 연산부(40)는 촬상부(30)의 측정 결과를 토대로 파단면의 정보를 도출한다.As described above, the calculation unit 40 derives information on the fracture surface based on the measurement results of the imaging unit 30.

도시된 실시 예에서, 연산부(40)는 데이터 수집부(410), 저장부(420), 파단 시작점 연산부(430) 및 파단 시간 연산부(440)를 포함한다.In the illustrated embodiment, the calculation unit 40 includes a data collection unit 410, a storage unit 420, a rupture start point calculation unit 430, and a rupture time calculation unit 440.

데이터 수집부(410)는 촬상부(30)의 측정 결과를 직접적으로 수신하는 부분이다.The data collection unit 410 is a part that directly receives the measurement results of the imaging unit 30.

저장부(420)는 외부로부터 정보를 수신하는 부분이다.The storage unit 420 is a part that receives information from the outside.

일 실시 예에서, 저장부(420)는 외부로부터 특정 고분자에 대한 파단 시간과 조도의 상관 관계에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 상기 실시 예에서, 저장부(420)는 상기 정보를 통하여 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도에 따른 시료의 파단 시간을 수집하고 이를 저장할 수 있다.In one embodiment, the storage unit 420 may receive information about the correlation between rupture time and roughness for a specific polymer from the outside. In the above embodiment, the storage unit 420 can collect and store the fracture time of the sample according to the luminous intensity of light irradiated toward the fracture surface through the information.

데이터 수집부(410) 및 저장부(420)는 각각 수신한 데이터를 파단 시작점 연산부(430) 또는 파단 시간 연산부(440)로 전달한다.The data collection unit 410 and the storage unit 420 transmit the received data to the rupture start point calculation unit 430 or the rupture time calculation unit 440, respectively.

파단 시작점 연산부(430)는 파단면의 파단 시작점을 도출한다.The fracture start point calculation unit 430 derives the fracture start point of the fracture surface.

파단 시작점 연산부(430)는 파단면 상의 복수의 지점 별로 측정된 반사 광량을 토대로, 상기 복수의 지점 중 반사 광량이 최대로 측정된 지점을 파단면의 파단 시작점으로 결정한다. 이를 위하여, 파단 시작점 연산부(430)는 데이터 수집부(410)와 통전 가능하게 연결된다. 일 실시 예에서, 상기 지점의 단위는 픽셀(pixel) 단위일 수 있다.The fracture start point calculation unit 430 determines the point where the maximum amount of reflected light is measured among the plurality of points as the fracture start point of the fracture surface, based on the amount of reflected light measured at each of the plurality of points on the fracture surface. To this end, the fracture start point calculation unit 430 is connected to the data collection unit 410 so that electricity can be supplied. In one embodiment, the unit of the point may be a pixel unit.

특히, 순간 충격에 의한 파단의 경우, 초기 파단면의 파단 시간이 짧기 때문에 소성 변형량이 작아서 상대적으로 매끄러운 표면을 나타낸다. 이에 따라, 초기 파단면의 반사 광량이 다른 지점보다 크게 측정될 수 있다.In particular, in the case of fracture due to instantaneous impact, the rupture time of the initial fracture surface is short, so the amount of plastic deformation is small, resulting in a relatively smooth surface. Accordingly, the amount of reflected light at the initial fracture surface can be measured to be greater than at other points.

또한, 파단 시작점 연산부(430)는 후술하는 광도 조절부(620)가 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 조절함에 따라 복수의 지점 별로 측정되는 반사 광량을 연산할 수 있다.Additionally, the fracture start point calculation unit 430 may calculate the amount of reflected light measured for each of a plurality of points as the luminance control unit 620, which will be described later, adjusts the luminous intensity of the light irradiated toward the fracture surface.

파단 시간 연산부(440)는 파단면의 파단 시간을 도출한다. 여기에서, 파단 시간은 파단의 시작부터 종료까지 소요된 시간을 의미한다.The fracture time calculator 440 derives the fracture time of the fracture surface. Here, the rupture time means the time taken from the start to the end of rupture.

파단 시간 연산부(440)는 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 토대로 파단면의 파단 시간을 추정한다. 구체적으로, 파단 시간 연산부(440)는 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도와 저장부(420)에 저장된 빛의 광도를 비교하여 파단 시간을 추정한다. 이를 위하여, 파단 시간 연산부(440)는 데이터 수집부(410)와 통전 가능하게 연결된다.The rupture time calculator 440 estimates the rupture time of the fracture surface based on the luminous intensity of the light irradiated toward the fracture surface. Specifically, the rupture time calculator 440 estimates the rupture time by comparing the luminous intensity of the light irradiated toward the fracture surface with the luminous intensity of the light stored in the storage unit 420. To this end, the rupture time calculation unit 440 is connected to the data collection unit 410 in a conductive manner.

파단 시간이 짧은 경우, 즉 순간 충격에 의한 파단의 경우, 파단면의 형상이 매끄러우며 소성 변형된 표면의 양이 많지 않다. 이에 따라, 파단면의 전체 표면에 균일하게 금속성 물질이 증착될 수 있다.When the fracture time is short, that is, when fracture occurs due to an instantaneous impact, the shape of the fracture surface is smooth and the amount of plastically deformed surface is not large. Accordingly, the metallic material can be deposited uniformly on the entire surface of the fractured surface.

반대로, 파단 시간이 긴 경우, 즉 장기간에 걸친 파단의 경우, 파단면의 위치에 따라 소성 변형의 정도가 큰 편차를 보인다. 이에 따라, 파단면의 각 지점 별로 금속성 물질의 코팅량이 상이하게 형성되고, 금속성 물질이 코팅되지 못한 비율이 증가될 수 있다.On the contrary, when the fracture time is long, that is, when fracture occurs over a long period of time, the degree of plastic deformation shows a large difference depending on the location of the fracture surface. Accordingly, a different coating amount of the metallic material is formed at each point of the fracture surface, and the rate at which the metallic material is not coated may increase.

파단 시간 연산부(440)는 이러한 파단 특성과 특정 고분자에 대한 파단 시간과 조도의 상관 관계를 고려하여, 반사 광량에 따른 파단 시간을 추정할 수 있다. 이를 위하여, 파단 시간 연산부(440)는 저장부(420)와 통전 가능하게 연결된다.The rupture time calculation unit 440 can estimate the rupture time according to the amount of reflected light by considering these rupture characteristics and the correlation between the rupture time and illuminance for a specific polymer. To this end, the rupture time calculation unit 440 is connected to the storage unit 420 so that electricity can be supplied.

시료를 구성하는 고분자의 종류에 따라, 동일한 유형의 파단이더라도 소성 변형 정도가 상이하게 나타날 수 있다. 이에 따라, 반사 광량을 확인하여 각 고분자의 파단 시간과 초기 파단면의 파단 시작점을 추적할 수 있다. 따라서, 파단면의 검사 결과를 보다 용이하게 객관화 및 수치화 가능하다.Depending on the type of polymer constituting the sample, the degree of plastic deformation may vary even for the same type of fracture. Accordingly, by checking the amount of reflected light, the fracture time of each polymer and the fracture start point of the initial fracture surface can be tracked. Therefore, the inspection results of the fracture surface can be more easily objectified and quantified.

일 실시 예에서, 파단 시간 연산부(440)는 복수의 지점 중 반사 광량이 최대로 측정된 지점과 반사 광량이 최소로 측정된 지점의 반사 광량 차이값이 기 설정된 기준값 이상인 시점에서의 빛의 광도를 토대로 파단면의 파단 시간을 추정할 수 있다.In one embodiment, the rupture time calculation unit 440 calculates the luminance of light at a point when the difference in reflected light amount between the point where the maximum amount of reflected light is measured and the point where the amount of reflected light is measured is minimum among the plurality of points is greater than or equal to a preset reference value. Based on this, the fracture time of the fracture surface can be estimated.

다른 일 실시 예에서, 파단 시간 연산부(440)는 복수의 지점 중 반사 광량이 최대로 측정된 지점과 반사 광량이 최소로 측정된 지점의 반사 광량 차이값이 최댓값에 도달한 시점에서의 빛의 광도를 토대로 파단면의 파단 시간을 추정할 수 있다.In another embodiment, the rupture time calculating unit 440 determines the luminance of light at the point when the difference in reflected light amount between the point where the maximum amount of reflected light is measured and the point where the amount of reflected light is measured among the plurality of points reaches the maximum value. Based on this, the fracture time of the fracture surface can be estimated.

또한, 파단 시간 연산부(440)는 후술하는 광도 조절부(620)가 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 조절함에 따라 복수의 지점 별로 측정되는 반사 광량을 토대로 파단 시간을 추정할 수 있다.In addition, the rupture time calculation unit 440 can estimate the rupture time based on the amount of reflected light measured at each plurality of points as the luminance control unit 620, which will be described later, adjusts the luminous intensity of the light irradiated toward the fracture surface.

파단 시작점 연산부(430) 및 파단 시간 연산부(440)는 연산이 종료되면 각각의 연산 결과를 출력부(50)로 전달한다.When the rupture start point calculation unit 430 and the rupture time calculation unit 440 complete the calculation, they transmit their respective calculation results to the output unit 50.

촬상부(30) 및 연산부(40)는 제어부(60)에 의하여 컨트롤된다.The imaging unit 30 and the calculation unit 40 are controlled by the control unit 60.

제어부(60)는 조사부(20), 촬상부(30) 및 연산부(40)를 포함한 파단면 검사 시스템(1)의 각 구성 요소를 전반적으로 컨트롤한다.The control unit 60 generally controls each component of the fracture surface inspection system 1, including the irradiation unit 20, the imaging unit 30, and the calculation unit 40.

도시된 실시 예에서, 제어부(60)는 구동 제어부(610) 및 광도 조절부(620)를 포함한다.In the illustrated embodiment, the control unit 60 includes a driving control unit 610 and a brightness adjustment unit 620.

구동 제어부(610)는 촬상부(30)를 포함한 파단면 검사 시스템(1)의 각 구성 요소의 시동 및 제동을 컨트롤한다. 이를 위하여, 구동 제어부(610)는 촬상부(30) 등과 통전 가능하게 연결된다.The drive control unit 610 controls starting and braking of each component of the fracture surface inspection system 1 including the imaging unit 30. For this purpose, the drive control unit 610 is electrically connected to the imaging unit 30, etc.

구동 제어부(610)는 외부로부터 촬상부(30) 등의 시동 및 제동 신호를 수신하고, 이를 촬상부(30) 등으로 전달하여 촬상부(30) 등이 시동될 수 있도록 한다.The drive control unit 610 receives starting and braking signals of the imaging unit 30, etc. from the outside and transmits them to the imaging unit 30, etc., so that the imaging unit 30, etc. can be started.

광도 조절부(620)는 조사부(20)와 통전 가능하게 연결되어, 조사부(20)에서 방사되는 빛의 광도를 제어한다. 이에 따라, 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도가 조절될 수 있다.The brightness control unit 620 is electrically connected to the irradiation unit 20 and controls the brightness of light emitted from the irradiation unit 20. Accordingly, the brightness of the light irradiated toward the fracture surface can be adjusted.

이상으로, 본 발명의 실시 예에 따른 파단면 검사 시스템(1)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 4를 참조하여 상술한 파단면 검사 시스템(1)을 이용한 파단면 검사 방법에 대하여 설명한다.Above, the fracture surface inspection system 1 according to an embodiment of the present invention has been described. Below, a fracture surface inspection method using the fracture surface inspection system 1 described above with reference to FIG. 4 will be described.

본 발명의 실시 예에 따른 파단면 검사 방법은, 시료의 파단면에 금속성 물질이 스퍼터링되는 단계(S100), 파단면을 향하여 빛이 조사되는 단계(S200), 파단면을 향하여 조사된 빛의 반사 광량이 파단면 상의 복수의 지점 별로 측정되는 단계(S300) 및 측정 결과를 토대로 파단면의 파단 시작점 및 파단 시간 중 적어도 어느 하나가 연산되는 단계(S400)를 포함한다.The fracture surface inspection method according to an embodiment of the present invention includes the step of sputtering a metallic material on the fracture surface of the sample (S100), the step of irradiating light toward the fracture surface (S200), and the reflection of the light irradiated toward the fracture surface. It includes a step of measuring the amount of light at each of a plurality of points on the fracture surface (S300) and a step of calculating at least one of the fracture start point and fracture time of the fracture surface based on the measurement results (S400).

우선, 시료의 파단면에 금속성 물질이 스퍼터링되는 단계(S100)에 대하여 설명한다.First, the step (S100) in which a metallic material is sputtered on the fractured surface of the sample will be described.

제어부(60)가 외부로부터 시동 신호를 입력받아, 이를 스퍼터링부(10)로 전달한다. 시동 신호를 수신한 스퍼터링부(10)는 가동되어 시료의 파단면에 금속성 물질을 증착시킨다. 일 실시 예에서, 스퍼터링부(10)는 시료의 파단면에 금(Au) 소재의 금속성 물질을 증착시킬 수 있다.The control unit 60 receives a starting signal from the outside and transmits it to the sputtering unit 10. The sputtering unit 10, which receives the start signal, operates to deposit a metallic material on the fractured surface of the sample. In one embodiment, the sputtering unit 10 may deposit a metallic material made of gold (Au) on the fractured surface of the sample.

이때, 금속성 물질은 증착 지점에서 발생된 소성 변형의 정도에 따라 그 코팅량이 상이하게 형성된다.At this time, the coating amount of the metallic material is formed differently depending on the degree of plastic deformation occurring at the deposition point.

이후, 파단면을 향하여 빛이 조사되는 단계(S200)가 수행된다.Afterwards, a step (S200) in which light is irradiated toward the fractured surface is performed.

조사부(20)는 제어부(60)로부터 시동 신호를 받아, 파단면을 향하여 빛을 방사한다. 일 실시 예에서, 조사부(20)는 엘이디(LED)광을 방사할 수 있다.The irradiation unit 20 receives a start signal from the control unit 60 and radiates light toward the fracture surface. In one embodiment, the irradiation unit 20 may emit LED light.

일 실시 예에서, 파단면을 향하여 빛이 조사되는 단계(S200)는 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도가 조절되는 단계(S210)를 포함한다.In one embodiment, the step of irradiating light toward the fractured surface (S200) includes adjusting the brightness of the light irradiated toward the fractured surface (S210).

다음으로, 파단면을 향하여 조사된 빛의 반사 광량이 파단면 상의 복수의 지점 별로 측정되는 단계(S300)가 수행된다.Next, a step (S300) is performed in which the amount of reflected light irradiated toward the fracture surface is measured for each of a plurality of points on the fracture surface.

촬상부(30)는 파단면에서 반사된 빛을 받아들이고, 이들의 반사 광량을 측정한다. 이때, 촬상부(30)는 파단면 상의 복수의 지점 별로 반사 광량을 측정한다. 전술한 바와 같이, 파단면의 각 지점의 소성 변형 정도에 따라 금속성 물질의 코팅량이 상이하게 형성되는 바, 각 지점에 대한 반사 광량 또한 소성 변형 정도에 따라 상이하게 측정된다.The imaging unit 30 receives light reflected from the fracture surface and measures the amount of reflected light. At this time, the imaging unit 30 measures the amount of reflected light at each of a plurality of points on the fracture surface. As described above, different coating amounts of metallic material are formed depending on the degree of plastic deformation at each point of the fracture surface, and the amount of reflected light at each point is also measured differently depending on the degree of plastic deformation.

마지막으로, 측정 결과를 토대로 파단면의 파단 시작점 및 파단 시간 중 적어도 어느 하나가 연산되는 단계(S400)가 수행된다.Finally, a step (S400) in which at least one of the fracture start point and fracture time of the fracture surface is calculated based on the measurement results is performed.

일 실시 예에서, 측정 결과를 토대로 파단면의 파단 시작점 및 파단 시간 중 적어도 어느 하나가 연산되는 단계(S400)는 파단면 상의 복수의 지점 별로 반사 광량을 측정하고, 복수의 지점 중 반사 광량이 최대로 측정된 지점이 파단면의 파단 시작점으로 결정되는 단계(S410)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step (S400) of calculating at least one of the fracture start point and fracture time of the fracture surface based on the measurement result measures the amount of reflected light at each of a plurality of points on the fracture surface, and measures the amount of reflected light at the maximum among the plurality of points. It may include a step (S410) in which the point measured is determined as the fracture start point of the fracture surface.

예를 들어, 순간 충격에 의한 파단의 경우, 초기 파단면의 파단 시간이 짧기 때문에 소성 변형량이 적고 상대적으로 매끄러운 표면을 나타낸다. 따라서, 초기 파단면의 반사 광량이 다른 지점보다 크게 측정될 수 있다.For example, in the case of fracture due to an instantaneous impact, the rupture time of the initial fracture surface is short, so the amount of plastic deformation is small and a relatively smooth surface is displayed. Therefore, the amount of reflected light at the initial fracture surface can be measured to be greater than at other points.

다른 일 실시 예에서, 측정 결과를 토대로 파단면의 파단 시작점 및 파단 시간 중 적어도 어느 하나가 연산되는 단계(S400)는 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도가 조절됨에 따라 복수의 지점 별로 측정되는 반사 광량을 연산하고, 복수의 지점 중 반사 광량이 최대로 측정된 지점과 반사 광량이 최소로 측정된 지점의 반사 광량 차이값이 기 설정된 기준값 이상인 시점 또는 반사 광량 차이값이 최대값에 도달한 시점에서의 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 토대로 파단면의 파단 시간이 연산되는 단계(S420)를 포함할 수 있다.In another embodiment, the step (S400) of calculating at least one of the fracture start point and fracture time of the fracture surface based on the measurement result is a reflection measured at each of a plurality of points as the brightness of the light irradiated toward the fracture surface is adjusted. The amount of light is calculated, and when the difference in reflected light amount between the point where the maximum reflected light amount is measured and the point where the reflected light amount is measured is minimum among the plurality of points is greater than the preset reference value, or when the difference in reflected light amount reaches the maximum value. It may include a step (S420) in which the rupture time of the fracture surface is calculated based on the brightness of the light irradiated toward the fracture surface.

이때, 파단 시간 연산부(440)는 저장부(420)에 입력된 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도에 따른 시료의 파단 시간을 토대로 파단 시간을 연산할 수 있다. 구체적으로, 파단 시간 연산부(440)는 상기 반사 광량 차이값이 상기 기 설정된 기준값 이상인 시점 또는 최댓값에 도달한 시점에서의 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 저장부(420)에 입력된 데이터와 비교하여 파단 시간을 추정할 수 있다.At this time, the rupture time calculation unit 440 may calculate the rupture time based on the rupture time of the sample according to the luminous intensity of the light irradiated toward the fracture surface input to the storage unit 420. Specifically, the rupture time calculation unit 440 stores the luminance of light irradiated toward the fracture surface at the point when the reflected light amount difference value is greater than or equal to the preset reference value or reaches the maximum value, and the data input to the storage unit 420. By comparison, the rupture time can be estimated.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 설명된 실시 예들의 구성에 한정되는 것이 아니다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiments.

또한, 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.In addition, the present invention can be modified and changed in various ways by those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below.

더 나아가, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.Furthermore, the above embodiments may be configured by selectively combining all or part of each embodiment so that various modifications can be made.

1: 파단면 검사 시스템
10: 스퍼터링(sputtering)부
20: 조사부
30: 촬상부
310: 반사광 감지부
320: 변환부
40: 연산부
410: 데이터 수집부
420: 저장부
430: 파단 시작점 연산부
440: 파단 시간 연산부
50: 출력부
60: 제어부
610: 구동 제어부
620: 광도 조절부1: Fracture inspection system
10: Sputtering section
20: Investigation Department
30: imaging unit
310: Reflected light detection unit
320: conversion unit
40: calculation unit
410: Data collection unit
420: storage unit
430: Fracture start point calculation unit
440: Breaking time calculation unit
50: output unit
60: control unit
610: Drive control unit
620: Brightness control unit

Claims (10)

시료의 파단면을 검사하는 시스템으로서,
상기 파단면에 금속성 물질을 증착시키는 스퍼터링(sputtering)부;
상기 금속성 물질이 스퍼터링된 상기 파단면을 향하여 빛을 조사하는 조사부;
상기 파단면을 향하여 조사된 빛의 반사 광량을 측정하는 촬상부; 및
상기 측정 결과를 토대로 상기 파단면의 파단 시작점 및 파단 시간 중 적어도 어느 하나를 도출하는 연산부를 포함하는,
파단면 검사 시스템.A system for inspecting the fracture surface of a sample, comprising:
a sputtering unit that deposits a metallic material on the fractured surface;
an irradiation unit that irradiates light toward the fractured surface on which the metallic material is sputtered;
an imaging unit that measures the amount of reflected light irradiated toward the fracture surface; and
Comprising a calculation unit that derives at least one of the fracture start point and fracture time of the fracture surface based on the measurement results,
Fracture surface inspection system. 제1항에 있어서,
상기 연산부는,
상기 파단면 상의 복수의 지점 별로 반사 광량을 측정하고, 상기 복수의 지점 중 상기 반사 광량이 최대로 측정된 지점을 상기 파단면의 파단 시작점으로 결정하는 파단 시작점 연산부를 포함하는,
파단면 검사 시스템.According to paragraph 1,
The calculation unit is,
Comprising a fracture start point calculation unit that measures the amount of reflected light at each of a plurality of points on the fracture surface and determines the point at which the maximum amount of reflected light is measured among the plurality of points as the fracture start point of the fracture surface,
Fracture surface inspection system. 제1항에 있어서,
상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 제어하는 광도 조절부를 더 포함하는,
파단면 검사 시스템.According to paragraph 1,
Further comprising a brightness control unit that controls the brightness of light irradiated toward the fracture surface,
Fracture surface inspection system. 제3항에 있어서,
상기 연산부는,
상기 광도 조절부가 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 조절함에 따라 상기 복수의 지점 별로 측정되는 반사 광량을 연산하고,
상기 복수의 지점 중 상기 반사 광량이 최대로 측정된 지점과 상기 반사 광량이 최소로 측정된 지점의 반사 광량 차이값이 기 설정된 기준값 이상인 시점 또는 상기 반사 광량 차이값이 최댓값에 도달한 시점에서의 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 토대로 상기 파단면의 파단 시간을 추정하는 파단 시간 연산부를 포함하는,
파단면 검사 시스템.According to paragraph 3,
The calculation unit is,
As the brightness control unit adjusts the brightness of the light irradiated toward the fracture surface, it calculates the amount of reflected light measured for each of the plurality of points,
Among the plurality of points, the difference in the amount of reflected light between the point where the maximum amount of reflected light is measured and the point where the amount of reflected light is measured is equal to or greater than a preset reference value, or when the difference in amount of reflected light reaches the maximum value. Comprising a rupture time calculation unit that estimates the rupture time of the fracture surface based on the brightness of the light irradiated toward the fracture surface,
Fracture surface inspection system. 제4항에 있어서,
상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도에 따른 파단 시간이 저장된 저장부;를 더 포함하고,
상기 파단 시간 연산부는,
상기 반사 광량 차이값이 상기 기 설정된 기준값 이상인 시점 또는 최댓값에 도달한 시점에서의 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도와 상기 저장부에 저장된 빛의 광도를 비교하여 파단 시간을 추정하는,
파단면 검사 시스템.According to paragraph 4,
It further includes a storage unit that stores the fracture time according to the brightness of the light irradiated toward the fracture surface,
The rupture time calculation unit,
Estimating the rupture time by comparing the luminous intensity of the light irradiated toward the fractured surface and the luminous intensity of the light stored in the storage unit at the time when the reflected light amount difference value is greater than the preset reference value or reaches the maximum value,
Fracture surface inspection system. 제1항에 있어서,
상기 금속성 물질은,
금(Au) 소재로 형성되는,
파단면 검사 시스템.According to paragraph 1,
The metallic material is,
Formed from gold (Au) material,
Fracture surface inspection system. 시료의 파단면을 검사하는 방법으로서,
(a) 상기 시료의 파단면에 금속성 물질이 스퍼터링되는 단계;
(b) 상기 파단면을 향하여 빛이 조사되는 단계;
(c) 상기 파단면을 향하여 조사된 빛의 반사 광량이 상기 파단면 상의 복수의 지점 별로 측정되는 단계; 및
(d) 상기 측정 결과를 토대로 상기 파단면의 파단 시작점 및 파단 시간 중 적어도 어느 하나가 연산되는 단계를 포함하는,
파단면 검사 방법.As a method of inspecting the fracture surface of a sample,
(a) sputtering a metallic material on the fractured surface of the sample;
(b) irradiating light toward the fracture surface;
(c) measuring the amount of reflected light irradiated toward the fractured surface for each of a plurality of points on the fractured surface; and
(d) Comprising the step of calculating at least one of the fracture start point and fracture time of the fracture surface based on the measurement results,
Fracture surface inspection method. 제7항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
(d1) 상기 파단면 상의 복수의 지점 별로 반사 광량을 측정하고, 상기 복수의 지점 중 상기 반사 광량이 최대로 측정된 지점이 상기 파단면의 파단 시작점으로 결정되는 단계를 포함하는,
파단면 검사 방법.In clause 7,
In step (d),
(d1) measuring the amount of reflected light at each of a plurality of points on the fracture surface, and determining the point where the maximum amount of reflected light is measured among the plurality of points as the starting point of fracture of the fracture surface,
Fracture surface inspection method. 제7항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도가 조절되는 단계를 포함하는,
파단면 검사 방법.In clause 7,
In step (b),
(b1) comprising the step of adjusting the brightness of the light irradiated toward the fracture surface,
Fracture surface inspection method. 제9항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
(d2) 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도가 조절됨에 따라 상기 복수의 지점 별로 측정되는 반사 광량을 연산하고, 상기 복수의 지점 중 상기 반사 광량이 최대로 측정된 지점과 상기 반사 광량이 최소로 측정된 지점의 반사 광량 차이값이 기 설정된 기준값 이상인 시점 또는 상기 반사 광량 차이값이 최댓값에 도달한 시점에서의 상기 파단면을 향하여 조사되는 빛의 광도를 토대로 상기 파단면의 파단 시간이 연산되는 단계를 포함하는,
파단면 검사 방법.According to clause 9,
In step (d),
(d2) As the brightness of the light irradiated toward the fracture surface is adjusted, the amount of reflected light measured for each of the plurality of points is calculated, and among the plurality of points, the point where the amount of reflected light is measured to be the maximum and the amount of reflected light to be the minimum are calculated. The rupture time of the fractured surface is calculated based on the luminous intensity of the light irradiated toward the fractured surface at the point when the reflected light amount difference value at the point measured is more than a preset reference value or when the reflected light amount difference reaches the maximum value. comprising steps,
Fracture surface inspection method.
KR1020220070391A 2022-06-09 2022-06-09 Observing device of fracture surface and observing method of fracture surface using the same KR20230169799A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220070391A KR20230169799A (en) 2022-06-09 2022-06-09 Observing device of fracture surface and observing method of fracture surface using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220070391A KR20230169799A (en) 2022-06-09 2022-06-09 Observing device of fracture surface and observing method of fracture surface using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230169799A true KR20230169799A (en) 2023-12-18

Family

ID=89309405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220070391A KR20230169799A (en) 2022-06-09 2022-06-09 Observing device of fracture surface and observing method of fracture surface using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230169799A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970048399A (en) 1995-12-22 1997-07-29 김종진 Thermal image analysis device for fracture surface of sintered cake and image processing method for thermal image analysis
KR100550289B1 (en) 2003-12-22 2006-02-08 재단법인 포항산업과학연구원 Light source mechanism for DWTT test between ductility and brittleness

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970048399A (en) 1995-12-22 1997-07-29 김종진 Thermal image analysis device for fracture surface of sintered cake and image processing method for thermal image analysis
KR100550289B1 (en) 2003-12-22 2006-02-08 재단법인 포항산업과학연구원 Light source mechanism for DWTT test between ductility and brittleness

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3037808B1 (en) Device and method for optically detecting surface defect of round wire rod
Zheng et al. Evaluation of large plastic deformation for metals by a non-contacting technique using digital image correlation with laser speckles
US11275002B2 (en) Method for detecting mechanoresponse of mechanical component by organic mechanoresponsive luminogen
CN110889821A (en) Apparatus and method for shot peening evaluation
KR20160090359A (en) Surface defect detection method and surface defect detection device
US20080175466A1 (en) Inspection apparatus and inspection method
JP2014211455A (en) Method for determining and evaluating display of eddy current of crack particularly in object to be tested comprising conductive material
JP2009282027A6 (en) A method for judging and evaluating the eddy current display of cracks in test objects made of conductive materials.
JP6756417B1 (en) Work surface defect detection device and detection method, work surface inspection system and program
EP3182060A1 (en) Apparatus for inspecting shape of metal body, and method for inspecting shape of metal body
JP2007078659A (en) Method and device for determining analysis condition of digital image correlation method
US20080040064A1 (en) Surface inspection apparatus and surface inspection method
JP5392119B2 (en) Method for evaluating oxide coating adhesion strength of grain-oriented electrical steel sheet and its evaluation apparatus
KR102277276B1 (en) Measuring system and method of metal material property
JP2010014530A (en) Substrate visual inspection method and substrate visual inspecting device
EP4038428A1 (en) Maintaining gap spacing between an optical probe and an optical device of a device under test
JP2021056182A (en) Apparatus and method for detecting surface defect of workpiece, surface inspection system for workpiece, and program
JP2011191252A (en) Surface quality evaluation method of metal and surface quality evaluation apparatus of metal
JP2021056183A (en) Apparatus and method for detecting surface defect of workpiece, surface inspection system for workpiece, and program
KR20230169799A (en) Observing device of fracture surface and observing method of fracture surface using the same
Panwitt et al. Fatigue crack growth determination under in-phase and out-of-phase mixed-mode loading conditions using an automated DIC evaluation tool
CN109196302A (en) For measuring device, method and the program of the shape of scroll spring
CN116735593B (en) Quality detection method and system for electrolytic coloring
US4656663A (en) Method of film inspection with a microscopical image analyzer
JP3904796B2 (en) Foreign object or defect inspection apparatus, and foreign object or defect inspection method