KR940002516B1 - 표면 크랙의 깊이를 결정하는 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

표면 크랙의 깊이를 결정하는 장치

제1도는 재킷내 표면크랙의 깊이를 결정하기 위한 장치.

제2도는 재키의 내부표면에서 반사된 초음파 신호의 주파수 스펙트럼.

제3도는 유효밴드폭에서 크랙의 깊이의 함수의존도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 재킷(jacket) 2 : 초음파 송신기(transducer)

3 : 검지기 4 : 분석기

5 : 주파수 스펙트럼 6 : 평가유니트

7 : 중심 8 : 기록 유니트

9 : 오실로우스코우프 10 : 크랙

본 발명은 워어크피스(workpieces)의 표면에 있는 크랙(crack)의 깊이를 측정하기 위해 초음파 송신기(transducer)를 갖고 있는 장치에 관한 것이다.

그와같은 장치는 이미 공지되어 있다(Krautkraemer : Material Testing with Ultrasonics, Chapters 3.2 and 1.10). 이 경우에, 초음파는 초음파 송신기에 의해 만들어지며 크랙에 의해 워어크피스에서 반사된 에코우는 기록된다. 반사된 신호는 초음파 송신기에 의해 수신되며 평가된다. 그러므로 측정된 에코우신호의 크기는 크랙의 깊이를 지시하게 된다.

그와같은 장치에서, 기록된 신호 진폭은 비교적 작은 크랙을 갖는 크랙의 깊이와는 상호관계를 갖지 않는다. 실제로 그것은 규칙적인, 일반적으로 V형 단면을 갖는 시험홈(test groove)과의 상호관계이므로, 이것은 본래의 크랙이 비규칙적인 형상을 갖기 때문에 그 신호에 대해서는 반복될 수 없다.

또한, 장치의 시험신뢰성은 검지된 초음파의 파장에 의해 한정된다. 본질적으로 초음파의 파장보다 작은 깊이를 갖는 크랙은 크랙과 파장의 비가 적을수록 신뢰도가 적어지는 것으로 확인되었다.

본 발명은 초음파 수단에 의해 워어크피스내의 크랙의 깊이를 측정하기 위한 장치를 개발하는데 목적을 두고 있으며, 그것은 크랙의 형상과는 무관하게 크랙의 깊이와 측정된 신호 사이의 기본적인 상호 관계를 보장해준다.

이러한 방식에서, 크랙의 깊이는 어떤 크랙에 대해 반사된 신호로부터 결정될 수 있을 것이다. 더우기, 작은 크랙은 그들 스스로가 장치를 사용하여 확인될 수 있다.

이런 목적은 초움파 송신기가 초음파 신호의 주파수 스펙트럼을 형성하는 분석기와 연결되어 있으며, 분석기는 크랙의 깊이와 상호관계가 있는 유효밴드폭, 주파수 스펙트럼의 적분계수, 그리고 주파수 스펙트럼의 적분된 영역의 중심의 세로좌표 값을 결정하는 평가유니트와 연결되어 있고, 평가 유니트는 크랙의 깊이를 지시해주는 지시기(indicator)와 연결되어 있는 본 발명에 따라 해결된다.

상호관계는 인공적으로 만들어진 시험홈의 공지된 깊이와 측정된 유효밴드폭과의 관계를 설정함으로써 얻어진다. 시험 신뢰도는 고도의 초음파 주파수를 선택함으로써 작은 크랙에 대해 개선된다.

본 발명에 따른 장치에는 진폭대신에 수신된 신호로부터 얻어진 유효밴드폭이 크랙의 단면형성과 무관하다는 장점이 있다. V형의 단면을 갖는 시험 홈에서 결정된 상호관계는 비규칙적인 형상을 갖는 원래의 크랙에 되풀이될 수 있다.

시험홈에 관한 상호관계를 결정하기 위해, 초음파 송신기는 초음파 송신기를 이동시키는 조종기(manipulator)상에 배치되도록 준비되어 있다.

초음파 송신기는 재킷내에 공지된 깊이를 갖는 두개의 서로 다른 시험 홈에 대해 서로로부터 가능한한 멀리 떨어져 놓여있는 유효밴드폭이 측정될때까지 조종기와 함께 이동된다. 이 경우에 우리는 양호한 상호 관계를 얻을 수 있다. 일련의 보정후, 본 발명에 따라 큰 정밀도로 재캣내의 상이한 형상을 한 크랙에 대한 깊이를 결정할 수 있으며 지시기에 공급할 수 있다. 따라서, 반응기의 연소로드와 같은 재킷은 신뢰할 수 있게 점검될 것이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

원자로의 연소로드용 재킷(1)은 그 표면에 크랙(10)을 소유할 수 있다. 초음파 송신기는 초음파 신호를 보내고 재킷(1)의 내부 표면에 있는 크랙(10)에서 반사된 신호를 수신하므로써 이 크랙들(10)을 감지한다. 초음파 송신기(2)의 출력신호는 검지기(3)에 공급되며, 그것은 조정되어서 재킷(1)내의 크랙(10)으로부터 나온 초음파 임펄스를 신뢰할 수 있게 감지한다. 오실로스코우프(9)는 신호감시를 위해 초음파 송신기(2) 및 검지기(3)에 연결되어 있다. 따라서, 주파수 스펙트럼(5)은 분석기(4)내의 푸우리에(Fourier) 분석으로 인해 검지된 임펄스에 대해 만들어진다(제2도 참조).

주파수 스펙트럼(5)의 또다른 평가를 위해, 제1도에 따른 분석기(4)의 출력은 평가 유니트(6)에 연결되어 있다. 주파수 스펙트럼(5)보다 아래쪽의 영역은 적분에 의해 결정된다. 부가하여, 유효밴드폭 Q로서 이 영역의 중심(7)좌표와 주파수 스펙트럼(5) 아래영역의 적분계수, 그리고 중심의 세로좌표 값 Y가 결정된다. 이 유효밴드폭 Q는 재킷(1)내 크랙(10)의 깊이 S와 상호관련되어 있다.

크랙(10)의 형상은 깊이 지시기에 나타나지 않는다. 제3도에 따르면, 크랙깊이 S 및 유효밴드폭 Q에 대한 V형 단면을 갖는 시험홈의 값(십자형)과 본래의 트랙의 값(점)이 충분한 정확도를 가지고 곡선상에 놓여있다.

V형 시험홈을 고정함으로써 얻어진 관계는 평가 유니트(6)에 저장된다. 재킷(1)내 비규칙적인 홈의 개별적 측정과 더불어, 크랙(10)의 깊이 S는 반사된 펄스의 주파수 스펙트럼(5)으로부터 평가 유니트(6)에서 결정될 수 있다.

평가 유니트(6)는 재킷(1)의 벽에 형성된 크랙(10)의 깊이 S를 마이크로미터로 기록하는 기록 유니트(8)에 연결되어 있다.

Claims (2)

1. 초음파 송신기(2)를 사용하여 워어크피스의 표면에 있는 크랙(10)의 깊이(S)를 결정하는 장치에 있어서, 초음파 송신기(2)가 초음파 신호의 주파수 스펙트럼(5)을 형성하는 분석기(4)에 연결되어 있고, 분석기(4)는 크랙의 깊이(S)와 상호관계가 있는 유효밴드폭(Q) 및 주파수 스펙트럼(5)의 적분계수 그리구 주파수 스펙트럼(5)의 적분면의 중심(7)의 세로좌표값(Y)를 결정하는 평가 유니트(6)에 연결되어 있으며, 평가 유니트(6)는 크랙의 깊이(S)를 지시해 주는 지시기(8)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 초음파 송신기(2)가 초음파 수신기(2)를 이동시키는 조종기상에 배열되며, 그로인해 서로로부터 비교적 넓게 떨어져 있는 유효밴드폭(Q)이 재킷(1)내에서 공지된 깊이를 갖고 있는 두개의 시험홈에 대해 측정되는 것을 특징으로 하는 장치.

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