KR900008301B1 - 초음파프루브 지그 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

초음파프루브 지그

제1도는 종래 프루브지그의 측면도이다.

제2도는 본 발명의 1실시예에 따른 초음파프루브지그의 측면도.

제2b도는 본 발명의 1실시예에 따른 초음파프루브지그의 평면도.

제3a도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파프루지그의 사시도.

제3b도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파프루지그의 측면도.

제4a도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 초음파프루브지그의 사시도.

제4b도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 초음과프루브지그의 측면도.

제5도 및 제6도는 각각 2개의 프루브가 사용될 경우의 프루브 지지구조를 나타내는 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 프루브 2 : 피측정물

3 : 아암 3A, 3B : 지지판

4 : 스프링 5 : 지지봉

6 : 판스프링 7 : 제어장치

8, 11 : 회동축 10 : 지그

12 : 지지부재

본 발명은 시험하고자 하는 피측정 물체의 표면에 접촉시켜 내부결함이나 두께등을 검출하는 초음파프루브를 자동으로 이동시켜 주도록 된 초음파프루브지그에 관한 것으로. 특히 자동으로 초음파프루브지그를 이동시켜 줌으로써 초음파전송 및 수신동작을 효과적으로 수행할 수 있도록 된 초음파프루브지그에 관한 것이다.

초음파를 이용하여 물체의 내부 결함이나 두께등을 검출하는 초음파프루브장치에 있어서는, 피측정물에 초음파 빔(beam)을 효과적으로 주사함과 더불어 피측정물의 내부로부터의 반향파를 효과적으로 검출하는 것이 매우 중요하다.

그런데 종래 프루브(1: 子)는 제1도에 도시된 바와같이, 직각프리즘이나 원통형으로 구성되면서, 그하단부에 종래 초음파 발생 및 검출요소(즉, 자기왜곡요소, 또는 전기왜곡이나 압전요소를 사용한 전기-기계적 진동변환시스템)로서 초음파를 발생시키거나 검출하는 초음파발생 및 검출표면이 장착되는바, 이러한 초음파발생 및 검출표면은 피측정물(2)의 표면에 평행되게 밀착 접촉되어지면서, 프루브가 최적 압력으로 가압되도록 되어 있다.

그런데 상기와 같은 종래의 초음파 검사장치를 사용할때에는, 사용자가 자신의 손으로 피측정물의 표면상에 프루브를 가압하게 되어 있는바, 이와 같이 수동으로 프루브의 가압력을 제어하는 것을 매우 어려울 뿐만 아니라 에러가 자주 발생하게 된다는 문제점을 갖고 있었다.

이에 본 발명은 측정하고자 하는 물체의 표면에다 종래의 초음파프루브를 수동가압할 때 발생하게 되는 에러를 제거함과 아울러, 초음파를 이용하여 결함을 검출하거나 계측작업을 하는 동안 프루브를 피측정물에 기계적이면서 자동적으로 접촉시킬 수 있도록 된 초음파프루브지그를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 초음파프루브지그는, 피측정물위에 놓여진 초음파프루브의 상부 표면에 접촉하도록 된 판스프링부재와, 이 판스프링부재의 가장자리부를 지지해 주도록 된 지지부재, 제어장치에 결합된 지지봉을 상기 지지부재에 축회전될 수 있도록 장착시켜주는 장착기구 및, 한쪽 선단이 지지봉에 장착됨과 더불어 다른쪽 선단이 지지부재에 설치되어 지지부재의 축회전운동을 조절하여 안정시켜주도록된 안정화 부재로 구성되어 있다.

이하 본 발명의 구성에 따른 작용ㆍ효과를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2a, 2b도는 본 발명의 1실시예에 따른 초음파프루브지그를 도시해 놓은 것인데, 여기서 지그(10)는 피측정물(2)과 접촉하도록 된 초음파프루브(1)상에 장착되면서 판스프링(6)의 가장자리부를 지지하도록 C자 형상으로 됨 지지부재인 아암(3)을 갖추고 있는바, 이 아암(3)은 중심부(3a)가 평탄하면서 그 중앙에 한쌍의 돌출부(3b)가 길이 방향을 따라 폭방향으로 일정간격으로 떨어져 형성되고, 이들 돌출부(3b)에는 회동축(8)이 끼워져 제어장치(7)와 연결된 지지봉(5)의 선단과 상기 아암(3)이 서로 축회전될 수 있도록 장착시키는 장착기구 역할을 하도록 되며, 상기 아암(3)의 양쪽 선단부(3c,3d)사이에는 판스프링(6)이라던가 가요성부재가 장착되어 이 판스프링(6)이 프루브(1)의 상단에 접촉되도록 되어 있다.

한편, 지지부재 역할을 하도록 된 상기 아암(3)의 평탄한 중심부(3a)에는 역 V자형 스프링(4)의 한쪽 선단이 연결되고, 이 스프링(4)의 다른쪽 선단은 지지봉(5)에 고정되어, 아암(3)이 상기 회동축(8)을 중심으로 축회전운동을 할때 이 아암(3)에다 복원력을 가해 주도록 되어 있는바, 이때 아암(3)보다 폭이 좁은 상기 판스프링(6)은 아암(3)의 길이방향 둘레로 비틀림에 대한 유연성을 갖도록 되고, 상기 프루브(1)의 하단면에는 초음파를 효과적으로 발생할 수 있도록 수정이나 기타 재료로 만들어진 공진판(1a)이 공지방법에 따라 장착되며, 이 공진판(1a)의 배면에는 에폭시 수지에다 베이클라이트나 텅스텐을 보강시켜서 만든 댐퍼(1b)가 접촉되어 있다.

이상과 같은 구성으로 된 본 실시예에 따른 프루브(1)는, 지지봉의 전주위에 걸쳐 자유롭게 경사진 표면상에서 복원력을 가지면서 탄성적으로 장착됨으로써 프루브(1)가 임의의 경사면에 비해 수직방향으로 탄성적으로 움직일 수 있도록 되어 있는바, 즉 지지봉(5)에 가해지는 힘에 의해 프루브(1)의 접촉압력이 최적상태로 유지되면서 프루브(1)가 지지봉C5)에 대해 기울어질 수 있도록 되는 한편, 상기 스프링(4)은 프루브(1)가 피측정물(2)의 표면으로 부터 이탈될때 공진면이 피측정물(2)의 표면과 실제로 평행하도록 복원시켜 주게 되는데, 이때 스프링(4)은 판형이나 막대형 또는 코일스프링을 사용해도 좋은 바, 이 경우에도 스프링(4)의 안쪽 선단은 아암(3)에, 다른쪽 선단은 지지봉(5)에 고정시켜 주어야 한다.

한편, 상기 지지봉(5)은 프루브(1) 및 지지봉(5)과 가요성 지지부재를 갖춘 전체 지그가 피측정물(2)의 표면과 접촉되거나 혹은 분리되도록 이동시켜주도록 된 이송기구(도시되지 않은)와 연결되는바, 여기서 상기 이송기구의 이송방향은 피측정물(2)에 대해 수직이라야 바람직하지만, 이송방향이 항상 수직으로 설정될 수는 없기때문에 판스프링(6)과 같은 가요성부재를 선정할때에는 이송방향도 고려하여야 한다.

또한, 제3a 및 제3b도와 제4a 및 제4b도는 초음파프루지그의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 제2a 및 제2b도와 동일부품은 동일부호로 표기하였는바, 제3a 및 제3b도에서 도시된 바와같이, 지지판(3A)에는 프루브(1)에 접촉하도록 된 판스프링(6)이 지지설치되고, 이 지지판(3A)은 정 3각형의 꼭지점방향으로 뻗으면서 그 끝단이 하방으로 절곡되어 있으며, 상기 지지판(3A)의 중앙부위에는 장착기구 역할을 하는 피봇장치(8A)가 장착되어, 지지봉(5)과 지지판(3A)이 서로 상대적으로 회동될 수 있드록 결합시켜주는 한편, 참조부호(4A)는 지지봉(5)으로 부터 지지판(3A)의 평탄부위까지 연장되어 지지판(3A)의 축회전운동을 안정화시켜 주도록 된 스프링이다.

한편 제4a도 및 제4b도에서 도시된 바와같이, 지지판(3B)은 정 4각형의 꼭지점 방향으로 뻗어 형성되면서 그 끝단이 하방으로 절곡되어 있고 이 지지판(3B)에도 판스프링(6)이 지지설치되며, 지지봉(5)으로 부터 지지판(3B)의 소정부위까지 스프링(4B)이 뻗어설치되는바, 본 실시예에서 지그의 기타 다른 요소의 배열은 제3a 및 제3b도와 동일하다.

그런데 상기 실시예에서는 단지 하나의 프루브를 사용한 것을 설명하였거나, 피측정물에 츠음파빔을 발생시켜 결함을 검출하기 위해 다수의 프루브, 특히 2개의 프루브가 종종 사용되어지는바, 이러한 경우에는 2개의 프루브가 각각 초음파를 발생, 검출동작을 하도록 됨으로써 동시에 2개 지점을 검사할 수 있게되고, 또 다른 실시예에서는 하나의 프루브를 송신프루브로 사용하고 또 하나의 프루브를 수신프루브로 사용할 경우도 있다. 즉 2개의 프루브를 갖는 초음파프루브지그는 제5도 및 제6도에 도시된 바와같이, 지지봉(5)에 대해 축회전될 수 있도록 회동축(11)에 의해 장착된 C자형 지지부재(12)와 이 지지부재(12)의 양단에는 제2a 및 제2b에서 도시된 바와 같이 동일한 지그가 장착되어 있다.

여기서 상기 지지부재(12)의 양단(12a, 12b)은 제2a 및 제2b도의 지지봉(5)과 대응되는 것으로서, 상기양단(12a, 12b)에는 각각 회동축(8)을 통해 아암(3)이 결합되어지는데, 이 아암(3)에는 제2a 및 제2b도에서 도시된 바와 같은 동일한 판스프링(6)과 스프링(4)이 장착되고, 상기 지지부재(12)의 중심부는 평탄하게 형성되면서 역 V자형스프링(13)이 장착되어 지지봉(5)에 대해 상기 지지부재(12)가 축회전할때 지지부재(12)에 복원력을 부여하게 된다.

여기서 프루브(1)는 지지봉(5)의 한쪽선단에 탄성적으로 회전될 수 있도록 지지된 상기 지지부재(12)의 양단에 제2a 및 제2b도에 도시된 지그(10)를 매개로 장착되는바, 특히 피측정물(2)의 표면이 제6도에서 도시된 바와같이 곡면으로 형성된 경우에는 상기 지지부재(12)를 미리 피측정물(2)의 곡면에 대응되는 곡면으로 굴곡지게 형성시켜야 한다.

한편 2개지점 이상의 측정부위사이 계단부가 형성되어 있거나 측정부위의 표면이 서로 다른 방향으로 경사지게 형성되어 있는 경우에 있어서도 2개 이상의 프루브가 동시에 이들 측정부위들과 밀착되게 접촉될 수 있도록 해주기 위해서는, 상기 지지부재(12)의 형상을 제6도에 도시된 바와같이, 피측정물(2)의 표면형상에 대응되게 미리 변형시켜줄 수도 있고, 또 프루브(1)와 측정하고자 하는 측정부위간의 접촉압력이 항상 최적상태가 될 수 없는 경우도 있기는 하나(왜냐하면 피측정물(2)이 동일한 칫수이어야 하나 제작시의 오차가 있기 때문에), 상술한 본 발명 목적이 대체로 달성되게 된다.

이상 설명한 바와같이 본 발명 초음파 프루브지그는, 프루브하단의 초음파 발생 및 검출면이 피측정물의 표면과 평행을 이루면서 최적압력으로 밀착접촉된 상태로 이송되어지므로 측정시에 발생되는 오차가 극소화될 뿐만 아니라 초음파검사 및 측정작업이 기계적으로 자동적으로 이루어지도록 되고, 또한 그 구조가 간단하여 보수ㆍ유지작업이 용이한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 피측정물(2)위에 설치된 초음파프루브(1)의 윗면과 접촉하도록 된 판스프링부재(6)와, 이 판스프링부재(6)의 가장 자리를 지지해 주도록된 지지부재, 이 지지부재위에서 제어장치(7)와 결합된 지지봉(5)을 회동할 수 있도록 장착시켜주는 장착기구(8, 8A) 및, 한쪽 선단이 상기 지지봉(5)에 장착됨과 더불어 다른쪽 선단이 지지부재의 평탄부에 결속되어 상기 지지부재의 축회전동작이 안정되게 이루어지도록 해주는 스프링(4)으로 구성된 초음파프루브지그.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지부재가 아암(3)으로 이루어지고, 이 아암(3)은 상기 스프링(4)의 한쪽 선단이 결속되는 평탄한 중심부(3a)와 하향절곡된 양쏙 선단부(3c, 3d)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파프루브지그.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지부재가 정 3각형의 꼭지점방향으로 뻗은 평탄부위를 가지면서 그 끝단이 하향절곡된 지지판(3A)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초음파프루브지그.
4. 제1항에 있어서, 상기 지지부재가 정 4각형의 꼭지점 방향으로 뻗은 평탄부위를 가지면서 그 끝단이 하향절곡된 지지판(3B)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초음파프루브지그.
5. 이송기구의 제어장치와 결합된 지지봉(5)에 회동축(11)을 매개로 축회전될 수 있도록 지지부재(12)가 설치되고, 한쪽 선단이 지지봉(5)에 장착됨과 더불어 다른쪽 선단은 지지부재(12)에 설치되어 상기 지지부재(12)의 축회전동작이 안정되게 이루어지도록 해주는 스프링(13) 및, 상기 지지부재(12)의 양쪽 선단(12a, 12b)에 회동축(8)을 매개로 축회전될 수 있도록 아암(3)이 각각 설치되고, 한쪽 선단이 상기 지지부재(12)의 양쪽선단(12a, 12b)에 각각 장착됨과 더불어 다른쪽 선단은 상기 아암(3)상에 각각 연결되어 상기 아암(3)의 축회전동작이 안정되게 이루어지도록 해주는 스프링(4) 및, 상기 아암(3)의 양단에 지지되면서피측정물(2)위에 설치된 초음파 프루브(1)의 윗면과 접촉되도록 된 판스프링(6)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파프루브지그.
6. 제5항에 있어서, 상기 지지부재(12)가 피측정물(2)의 곡면에 대응하는 곡면으로 구부려지게 형성된 것을 특징으로 하는 초음파푸르브지그.

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