WO2017099284A1 - 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치 및 방법 - Google Patents

높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치 및 방법 Download PDF

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ultrasonic sensor
defect
reflected
ultrasonic
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임충수
허형준
박현철
이상진
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Definitions

  • the present invention relates to flaw detection of steel sheets using ultrasonic sensors.
  • Ultrasonic inspection is performed on the correction line before shipment of the produced product to detect internal defects of the finished steel sheet.
  • Ultrasonic flaw detection is a method of diagnosing the presence of defects such as cracks, inclusions, and segregation in a steel sheet by transmitting ultrasonic waves to the steel sheet to receive and analyze ultrasonic waves reflected from the steel sheet. .
  • Ultrasonic flaw detection can be classified into a contact flaw detection method and a non-contact flaw detection method depending on whether there is a contact between the ultrasonic probe (probe) and the surface of the steel sheet.
  • a flaw detection method using a non-contact flaw detection method has been considered in multiple angles.
  • a contact medium is required in order to transmit the ultrasonic energy generated by the ultrasonic sensor (probe) to the steel sheet, and a representative medium may include water having excellent ultrasonic transmission efficiency.
  • FIG. 1 shows a non-contact ultrasonic inspection apparatus as described above.
  • the non-contact ultrasonic flaw detection apparatus includes a nozzle case 2 for spraying a medium onto a test subject 3 at a predetermined distance from a lower part of the test subject 3, and inside the nozzle case 2. It is configured to include an ultrasonic sensor 1 which is installed in and transmits and receives ultrasonic waves to the inspected object (3).
  • an apparatus and method for detecting internal defects of a steel sheet using a height-adjustable ultrasonic sensor that can easily inspect the internal defects of the steel sheet.
  • a spray nozzle for spraying a medium toward the steel sheet while being spaced a predetermined distance from the lower portion of the steel sheet to form a medium pillar;
  • An ultrasonic sensor for transmitting and receiving an ultrasonic wave for detecting a defect of a steel sheet through the medium pillar;
  • a defect detector for detecting the presence of internal defects in the steel sheet based on the transmitted and received ultrasonic waves; And elevating the ultrasonic sensor so that the steel sheet lower surface reflected wave reflected by the lower surface of the steel sheet, the steel plate defect reflected wave reflected by the defect of the steel sheet, and the steel plate upper surface reflected wave reflected by the upper surface of the steel sheet are sequentially reached.
  • an internal defect inspection apparatus for a steel sheet using a height-adjustable ultrasonic sensor including a lifting unit for adjusting a separation distance between a sensor and the steel sheet.
  • the second step of transmitting and receiving the ultrasonic wave for the defect detection of the steel sheet through the medium pillar In the ultrasonic sensor, the second step of transmitting and receiving the ultrasonic wave for the defect detection of the steel sheet through the medium pillar;
  • the internal defect of the steel sheet using the height-adjustable ultrasonic sensor configured to adjust the separation distance between the ultrasonic sensor and the steel sheet by raising and lowering the ultrasonic sensor so that the defect reflected wave and the steel sheet upper reflection wave reflected by the upper surface of the steel sheet are sequentially reached.
  • a flaw detection method is provided.
  • the steel sheet reflecting wave reflected by the lower surface of the steel sheet according to the thickness of the steel sheet, the steel sheet defect reflected wave reflected by the defect of the steel sheet and the upper surface reflected wave reflected by the upper surface of the steel sheet sequentially By adjusting the distance between the ultrasonic sensor and the steel sheet, the internal defect of the steel sheet can be easily inspected.
  • FIG. 1 is a view showing a defect inspection apparatus according to the prior art.
  • FIG. 2 is a view showing an internal defect inspection apparatus of a steel sheet using a height-adjustable ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention.
  • 3A to 3B are views illustrating a method for forming a medium pillar through the spray nozzle shown in FIG. 1.
  • 4A to 4D are waveform diagrams illustrating an ultrasonic detection process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of an ultrasonic flaw detector according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of the ultrasonic flaw detector shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an internal defect inspection method of a steel sheet using a height-adjustable ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing an internal defect inspection apparatus of a steel sheet using a height-adjustable ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention.
  • an ultrasonic flaw detector may include a spray nozzle 110, an ultrasonic sensor 120, a medium circulation unit 130, a lifting unit 150, and a defect detecting unit 160. It may include.
  • the spray nozzle 110 is installed below the steel sheet 3 conveyed by a conveying means, for example, a roll 4, and sprays a medium (for example, water) toward the steel sheet 3 so that the medium pillar 10 is provided.
  • a conveying means for example, a roll 4
  • the medium pillar 10 may be formed to have a height of several tens of millimeters (mm) from the injection hole of the injection nozzle 110, which enables stable ultrasonic transmission and reception.
  • the ultrasonic sensor 120 is installed inside the injection nozzle 110 and transmits and receives ultrasonic waves for detecting defects of the steel sheet 3 through the medium pillar 10.
  • the ultrasonic sensor 120 may be supported by the lifting unit 150 in the lower portion to move up and down, and may be in the form of an immersion probe deposited by a medium.
  • the ultrasonic sensor 120 is connected to the defect detection unit 160 that processes and calculates an ultrasonic signal received from the steel sheet 3 and analyzes whether there is an internal defect in the steel sheet 3 through a wired or wireless connection. When the wireless connection method is applied, the ultrasonic sensor 120 has a built-in wireless communication module for wirelessly transmitting an ultrasonic signal to the defect detector 160.
  • the medium circulation unit 130 has a function of recovering the medium dropped from the medium column 10 and circulating the spray nozzle 110.
  • the medium circulation unit 130 has a configuration including a medium receiving 131, a recovery pipe 132 and a supply pipe 133.
  • the medium receiving 131 is installed outside the injection nozzle 110 and is configured to receive a medium dropped from the medium pillar 10.
  • the medium receiver 131 may be formed in the form of a cylinder or a box defining the injection nozzle 110.
  • the recovery pipe 132 is connected to the medium receiver 131 and is configured to recover the medium in the medium receiver 131.
  • the medium falling from the medium column 10 and dropped into the medium receiving 131 is supplied to the recovery pipe 132.
  • the recovery pipe 132 may be provided with a filter 134 for filtering the medium discharged from the medium receiving 131, through which the medium from which impurities are removed may be resupplied to the injection nozzle 110.
  • the supply pipe 133 is for supplying a medium of the recovery pipe 132 to the injection nozzle 110 and communicates with the injection nozzle 110 and the recovery pipe 132, respectively.
  • An injection pressure supply unit 140 may be installed between the supply pipe 133 and the recovery pipe 132 to supply the injection pressure to the injection nozzle 110.
  • the injection nozzle 110 injects the medium at a predetermined pressure so that the medium pillar 10 is formed.
  • a circulation pump may be used as the injection pressure supply unit 140, and the injection pressure of the injection nozzle 110 may be controlled through the control of the circulation pump.
  • Lifting unit 150 is configured to support the ultrasonic sensor 120, the distance between the steel plate 3 and the ultrasonic sensor 120 by elevating the ultrasonic sensor 120 up and down under the control of the defect detection unit 160. Can be adjusted.
  • a hydraulic cylinder may be used as the lifting unit 150, but any means may be used as long as the ultrasonic sensor 120, such as a rack-pinion gear, can be lifted.
  • the defect detector 160 drives the ultrasonic sensor 120 to transmit and receive ultrasonic waves for defect detection of the steel sheet. Further, the steel sheet 3 and the ultrasonic sensor 120 are received by inputting the thickness information of the steel sheet 3 and controlling the lifting unit 150 according to the input thickness information of the steel sheet 3 to lift the ultrasonic sensor 120. You can adjust the distance between). This will be described later with reference to FIGS. 3A to 3D.
  • Figures 3a to 3b is a view showing a method for forming a medium pillar through the spray nozzle shown in FIG.
  • FIG. 3A shows the shape of the medium column 10 formed by the spray nozzle 110
  • FIG. 3B shows the state in which the medium column 10 formed by the spray nozzle 110 is in contact with the steel plate 3. .
  • the distance D between the injection hole of the injection nozzle 110 and the lower surface of the steel plate 3 is preferably lower than the height h of the medium pillar 10.
  • the medium column 10 is formed by forming the medium column 10 such that the medium column 10 has a height h higher than the distance D between the injection port of the injection nozzle 110 and the lower surface of the steel plate 3. It may be in close contact with the steel plate 3, thereby enabling the formation of the medium pillar 10 for stable ultrasonic transmission and reception.
  • reference numeral H which is not described, indicates the distance between the ultrasonic sensor 120 and the steel sheet (3).
  • 4A to 4D are waveform diagrams for describing an ultrasonic detection process according to an embodiment of the present invention.
  • 4A illustrates a process in which ultrasonic signals generated by the ultrasonic sensor 120 are reflected on the lower surface of the steel sheet and the upper surface of the steel sheet
  • FIG. 4B illustrates an ultrasonic signal of a steel sheet without defects
  • FIG. 4C illustrates ultrasonic waves of the steel sheet in the case of defects.
  • 4D is a diagram showing an ultrasonic signal when the distance H between the ultrasonic sensor 3 and the steel sheet 3 is too close compared to the thickness T of the steel sheet.
  • the ultrasonic signal generated by the ultrasonic sensor 120 is reflected from the lower surface of the steel sheet 3 to be returned to the ultrasonic sensor 120 or transmitted through the steel sheet 3 and then the steel sheet 3 Reflected by the upper surface of the) and returned to the ultrasonic sensor 120.
  • the ultrasonic signal reflected from the lower surface of the steel plate 3 and returned to the ultrasonic sensor 120 may be reflected back to the steel plate 3 by the surface of the ultrasonic sensor 3 again.
  • multiple reflected waves due to the lower surface of the steel plate 3 and the surface of the ultrasonic sensor 120 exist between the ultrasonic sensor 120 and the steel plate 3.
  • the ultrasonic signal reflected by the upper surface of the steel sheet 3 and then reflected back by the ultrasonic sensor 120 may be neglected because the magnitude thereof is relatively weak, and the inside of the steel sheet 3 may be ignored. Note that it is not used for flaw detection (ie can be ignored).
  • Figure 4b shows an ultrasonic signal when there is no defect inside the steel sheet.
  • S0 is an ultrasonic signal initially generated by the ultrasonic sensor 120
  • S1 is a surface of the ultrasonic sensor 120 after the ultrasonic signal S0 is reflected by the lower surface of the steel plate 3.
  • S2 is a signal that is re-reflected
  • S2 is a signal that is reflected back from the surface of the ultrasonic sensor 120 after the ultrasonic signal S1 is reflected by the lower surface of the steel plate 3
  • S3 is an ultrasonic signal S2 is the steel plate 3 ) Is a signal that is reflected by the lower surface of the back and then reflected back from the surface of the ultrasonic sensor 120.
  • S11 is an ultrasonic signal reflected by the upper surface of the steel plate 3 by the ultrasonic signal S0 and returned to the ultrasonic sensor 120.
  • the ultrasonic signal S1 is reflected by the upper surface of the steel plate 3 and is ultrasonic.
  • the ultrasonic signal returned to the sensor 120, S31 is an ultrasonic signal reflected by the upper surface of the steel plate 3 to the ultrasonic sensor 120.
  • ⁇ t s is a time taken for the ultrasonic signal to pass through the lower surface of the steel sheet 3 to be reflected by the upper surface of the steel sheet 3 and return to the lower surface of the steel sheet 3 according to Equation 1 below.
  • w is a time taken for the ultrasonic signal to return to the ultrasonic sensor 120 after the ultrasonic signal is reflected on the lower surface of the steel sheet 3 according to Equation 2 below.
  • H is the distance between the surface of the ultrasonic sensor and the steel sheet
  • Vs is the ultrasonic velocity in the steel sheet.
  • T is the thickness of the steel sheet and Vw is the ultrasonic velocity in the medium (water).
  • Figure 4c is a view showing the ultrasonic signal of the steel sheet when there is a defect inside the steel sheet.
  • the difference from FIG. 4B is that signals S12, S22 and S32 due to internal defects in the steel sheet 3 are added.
  • the ultrasonic signal S12 is a signal returned to the ultrasonic sensor 120 after the ultrasonic signal S0 is reflected by a defect inside the steel sheet 3
  • the ultrasonic signal S22 is an ultrasonic signal S1 inside the steel sheet 3.
  • the signal is returned to the ultrasonic sensor 120 after being reflected by the defect
  • the ultrasonic signal S32 is a signal returned to the ultrasonic sensor 120 after the ultrasonic signal S2 is reflected by the internal defect of the steel sheet 3.
  • the distance H between the steel sheet 3 and the ultrasonic sensor 120 is adjusted to satisfy the condition of Equation 3 below.
  • the lower surface of the steel sheet 3 reflected by the lower surface of the steel sheet 3 the upper surface of the steel sheet defect reflected waves S12, S22, S32 and the steel sheet 3 reflected by the defects of the steel sheet 3.
  • the reflected steel plate upper reflection waves S11, S21, S31 can be sequentially reached.
  • Equation 4 The distance H between the steel sheet S and the ultrasonic sensor 3 satisfying Equation 3 by rearranging the above Equation 3 in relation to Equations 1 to 2 may be derived as Equation 4 below. .
  • H is the distance between the ultrasonic sensor and the steel sheet
  • T is the thickness of the steel sheet
  • Vs is the ultrasonic velocity in the steel sheet
  • Vw is the ultrasonic velocity in the medium (water).
  • the defect detection unit 160 may adjust the distance between the ultrasonic sensor 120 and the steel sheet 3 by elevating the ultrasonic sensor 120 by controlling the elevating unit 150 to satisfy the above-described equation (4). have.
  • the lower surface of the steel sheet 3 reflected by the lower surface of the steel sheet 3 the upper surface of the steel sheet defect reflected waves S12, S22, S32 and the steel sheet 3 reflected by the defects of the steel sheet 3.
  • the upper surface reflected waves S11, S21, and S31 reflected by the steel sheets can be sequentially reached.
  • the defect detection unit 160 has the magnitudes of the steel sheet defect reflected waves S12, S22, and S31, respectively. If the value is between the magnitude of the lower surface of the steel sheet reflected waves (S1, S2, S3) and the size of the upper surface of the steel sheet reflected waves (S11, S21, S31), it may be determined that a defect exists in the steel sheet 3.
  • 4D is a diagram showing an ultrasonic signal when the distance H between the ultrasonic sensor 120 and the steel sheet 3 is too close compared to the thickness of the steel sheet.
  • the first ultrasonic signal S0 is generated. Thereafter, the first steel plate upper surface reflected wave S11 reaches the ultrasonic sensor 120 only after the plurality of steel plate lower surface reflected waves S1 and S2 due to the lower surface reflection of the steel sheet 3 are reached. In this case, one period (for example, ⁇ t w + in FIG.
  • the steel sheet defect reflected waves S12, S22 which are reflected by the defects of the steel sheet lower surface reflected waves S1, S2, S3, and the steel sheet 3 reflected by the lower surface of the steel sheet 3,
  • the distance between the ultrasonic sensor 120 and the steel plate 3 is adjusted so as to sequentially reach the steel plate upper surface reflected waves S11, S21, and S31 reflected by the upper surface of the steel plate 3, S32, and the size of the ultrasonic signals.
  • Figure 5 is a perspective view of the ultrasonic flaw detection apparatus according to another embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a plan view of the ultrasonic flaw detection apparatus shown in FIG.
  • Ultrasonic flaw detector may also include a spray nozzle 210, an ultrasonic sensor 220, a medium circulation unit 230, a spray pressure supply unit 240 and the like as in the previous embodiment.
  • the ultrasonic sensors 220 are arranged in plural along the width direction of the steel plate 3 to form the transducer array 225.
  • the transducer array 225 preferably has a length L equal to or greater than the width W of the steel plate 3.
  • Injection nozzle 210 is formed to accommodate the transducer array 225, in the case of an embodiment of the present invention illustrates that the injection nozzle 210 is formed to have a rectangular cross-section having the width direction of the steel sheet 3 in the longitudinal direction and have.
  • the medium receiving 231 also has a rectangular box shape that defines an outline of the injection nozzle 210.
  • the shapes of the injection nozzle 210 and the medium receiving 231 illustrated in one embodiment of the present invention are not limited to those described above, but may be modified in various forms.
  • the plurality of transducers 220 arranged along the width direction of the steel sheet 3 covers the full width of the steel sheet 3, the transfer of the steel sheet 3 when the steel sheet 3 is transferred. There is an advantage that the whole width can be examined at the same time.
  • the upper surface of the steel sheet reflected by the lower surface of the steel sheet reflected by the lower surface of the steel sheet according to the thickness of the steel sheet, the reflected wave of the steel sheet defect reflected by the defect of the steel sheet and the upper surface of the steel sheet By adjusting the distance between the ultrasonic sensor and the steel sheet so that the reflected waves are sequentially reached, the internal defects of the steel sheet can be easily inspected.
  • Figure 7 is a flow chart for explaining the internal flaw detection method of the steel sheet using the height-adjustable ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention.
  • descriptions of parts overlapping with those already described with reference to FIGS. 1 to 6 will be omitted.
  • the injection nozzle 110 sprays a medium (for example, water) toward the steel plate 3 while being spaced apart from the lower portion of the steel plate 3 by a predetermined distance H.
  • a medium for example, water
  • the medium pillar 10 may be formed to have a height of several tens of millimeters (mm) from the injection hole of the injection nozzle 110, which enables stable ultrasonic transmission and reception.
  • the ultrasonic sensor 120 may transmit and receive ultrasonic waves for defect detection of the steel sheet 3 through the medium pillar 10 (S602).
  • the ultrasonic sensor 120 may be supported by the lifting unit 150 in the lower portion to move up and down, and may be in the form of an immersion probe deposited by a medium.
  • the defect detector 160 may detect an internal defect of the steel sheet 3 based on the transmitted and received ultrasonic waves (S603).
  • the defect detector 160 may easily detect a defect in the steel sheet 3 by detecting a defect based on the magnitudes of the ultrasonic signals sequentially reached.
  • the defect detection unit 160 controls the elevating unit 150 to elevate the ultrasonic sensor 120 according to the thickness information of the steel sheet 3, thereby, the steel sheet 3 and the ultrasonic sensor Configured to adjust the distance between 120.
  • the upper surface reflected waves (S11, S21, S31) of the steel sheet reflected by the upper surface of the can sequentially reach, and subsequently detects the defects based on the magnitude of the ultrasonic signals reached sequentially, thereby detecting the defects inside the steel sheet (3)
  • the term ' ⁇ part' may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components.
  • a processor, controller, arithmetic logic unit (ALU), digital signal processor, microcomputer, field programmable array (FPA), programmable logic unit (PLU), microprocessor, or instruction As with any other device that can execute and respond, it can be implemented using one or more general purpose or special purpose computers.
  • the software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and configure the processing device to operate as desired, or independently or collectively.
  • Command the processing device may be any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device in order to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. Or may be permanently or temporarily embodied in a signal wave to be transmitted.
  • the software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner.
  • Software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
  • the upper surface of the steel sheet reflected by the lower surface of the steel sheet reflected by the lower surface of the steel sheet according to the thickness of the steel sheet, the reflected wave of the steel sheet defect reflected by the defect of the steel sheet and the upper surface of the steel sheet By adjusting the distance between the ultrasonic sensor and the steel sheet so that the reflected waves are sequentially reached, the internal defects of the steel sheet can be easily inspected.
  • this invention is useful for detecting the internal defect of the steel plate produced by steel mill, for example.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치는, 강판의 하부에 일정 거리 이격된 채 설치되며, 강판을 향해 매질을 분사하여 매질 기둥을 형성하는 분사 노즐과, 분사 노즐 내부에 설치되며, 매질 기둥을 통해 강판의 결함 검출을 위한 초음파를 송수신하는 초음파 센서와, 송수신된 초음파에 기초하여 강판의 내부 결함의 존재를 검출하는 결함 검출부와, 분사 노즐 내부에 설치되며, 강판의 두께에 따라 초음파 센서와 강판 간의 거리를 조절하는 구동부를 포함할 수 있다.

Description

높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치 및 방법
본 발명은 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상에 관한 것이다.
제철소 후판 공장에서는 생산 완료된 강판의 내부 결함을 검출하기 위하여 생산 제품의 출하 전 정정 라인에서 초음파 탐상을 실시하고 있다. 초음파 탐상은 강판에 초음파를 송신하여 강판으로부터 반사된 초음파를 수신 및 분석함으로써 강판 내에 크랙(crack), 개재물(inclusion), 편석(segregation) 등의 결함(defect)이 존재하는지 여부를 진단하는 방법이다.
초음파 탐상은 초음파 센서(probe)와 강판 표면 사이의 접촉 유무에 따라 접촉식 탐상 방식과 비접촉식 탐상 방식으로 나눌 수 있다.
접촉식 탐상 방식의 경우 강판의 표면 상태 및 형상에 따른 노이즈 발생에 의해 오검출이 빈번하게 발생하고 있으며, 초음파 센서와 강판 사이의 마찰에 의해 탐촉자의 탐상면에 마모가 발생하여 탐상 성능 저하 및 탐촉자의 수명 단축의 문제가 발생하고 있다.
이와 같은 접촉식 탐상 방식을 해결하기 위하여 비접촉식 탐상 방식을 통한 탐상 방법이 다각도로 고려되고 있다.
비접촉식 탐상 방식의 경우 초음파 센서(probe)에서 발진된 초음파 에너지를 강판에 전달하기 위하여 반드시 접촉 매질이 필요하며, 대표적인 매질로서 초음파 전송 효율이 우수한 물을 들 수 있다.
도 1은 상술한 비접촉식 초음파 검사 장치를 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 비접촉식 초음파 탐상 검사 장치는, 피검사체(3)의 하부에서 일정 거리 이격되어 피검사체(3)로 매질을 분사하는 노즐 케이스(2)와, 노즐 케이스(2) 내부에 설치되어 피검사체(3)로 초음파를 송수신하는 초음파 센서(1)를 포함하도록 구성된다.
하지만, 상술한 종래 기술의 경우 피검사체(3)의 하부에서 분사되는 매질과 초음파 센서(1)에 대해서만 개시되어 있을 뿐, 피검사체(3)의 내부 결함을 검사하는 구체적인 구성에 대해서는 개시하고 있지 않다.
관련 선행 기술로는 일본공개실용 소63-200161(공개일: 1988년12월23일)이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판의 내부 결함을 용이하게 검사할 수 있는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판의 하부로부터 일정 거리 이격된 채 상기 강판을 향해 매질을 분사하여 매질 기둥을 형성하는 분사 노즐; 상기 매질 기둥을 통해 강판의 결함 검출을 위한 초음파를 송수신하는 초음파 센서; 상기 송수신된 초음파에 기초하여 상기 강판의 내부 결함의 존재를 검출하는 결함 검출부; 및 상기 강판의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파, 상기 강판의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파 및 상기 강판의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파가 순차적으로 도달되도록 상기 초음파 센서를 승강시킴으로써, 상기 초음파 센서와 상기 강판 간의 이격 거리를 조절하는 승강부를 포함하는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 분사 노즐에서, 강판의 하부로부터 일정 거리 이격된 채 상기 강판을 향해 매질을 분사하여 매질 기둥을 형성하는 제1 단계; 초음파 센서에서, 상기 매질 기둥을 통해 강판의 결함 검출을 위한 초음파를 송수신하는 제2 단계; 및 결함 검출부에서, 상기 송수신된 초음파에 기초하여 상기 강판의 내부 결함의 존재를 검출하는 제3 단계를 포함하며, 상기 강판의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파, 상기 강판의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파 및 상기 강판의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파가 순차적으로 도달되도록 상기 초음파 센서를 승강시킴으로써, 상기 초음파 센서와 상기 강판 간의 이격 거리는 조절 가능하도록 구성된 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판의 두께에 따라 강판의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파, 강판의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파 및 강판의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파가 순차적으로 도달되도록 초음파 센서와 강판 간의 거리를 조절함으로써, 강판의 내부 결함을 용이하게 검사할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 결함 탐상 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치를 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 도 1에 도시된 분사 노즐을 통한 매질 기둥 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 검출 과정을 설명하기 위한 파형도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 탐상 장치의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 초음파 탐상 장치의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 탐상 장치는 분사노 즐(110), 초음파 센서(120), 매질 순환 유닛(130), 승강부(150) 및 결함 검출부(160)를 포함할 수 있다.
분사 노즐(110)은 이송 수단, 예를 들어 롤(4)에 의해 이송되는 강판(3)의 하측에 설치되며, 강판(3)을 향해 매질(예를 들면 물)을 분사하여 매질 기둥(10, 예를 들면 물기둥)을 형성할 수 있다. 매질 기둥(10)은 분사 노즐(110)의 분사구로부터 수십 밀리미터(mm)의 높이를 갖도록 형성될 수 있으며, 이는 안정적인 초음파 송수신이 가능케 한다.
초음파 센서(120)는 분사 노즐(110)의 내부에 설치되며, 매질 기둥(10)을 통해 강판(3)의 결함 검출을 위한 초음파를 송수신한다. 초음파 센서(120)는 하부의 승강부(150)에 의해 지지되어 위 아래로 승강할 수 있으며, 매질에 의해 침적되는 침적식 탐촉자의 형태일 수 있다. 초음파 센서(120)는 강판(3)으로부터 수신된 초음파 신호를 처리 및 연산하여 강판(3)의 내부 결함 유무를 분석하는 결함 검출부(160)와 유선 또는 무선 연결 방식을 통해 연결된다. 무선 연결 방식이 적용된 경우 초음파 센서(120)는 초음파 신호를 결함 검출부(160)로 무선 전송하기 위한 무선통신모듈이 내장된 형태를 갖는다.
매질 순환 유닛(130)은 매질 기둥(10)에서 낙하한 매질을 회수하여 분사 노즐(110)로 순환시키는 기능을 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 매질 순환 유닛(130)은 매질받이(131), 회수배관(132) 및 공급배관(133)을 포함하는 구성을 갖는다.
매질받이(131)는 분사 노즐(110)의 외곽에 설치되며, 매질 기둥(10)으로부터 낙하한 매질을 받도록 구성된다.
매질받이(131)는 분사 노즐(110)을 한정하는 실린더 또는 박스의 형태로 형성 가능하다.
회수배관(132)은 매질받이(131)에 연결되며, 매질받이(131) 내의 매질을 회수하도록 구성된다. 매질 기둥(10)에서 낙하하여 매질받이(131)로 떨어진 매질은 회수배관(132)으로 공급된다.
회수배관(132)에는 매질받이(131)에서 배출된 매질을 필터링하기 위한 필터(134)가 설치될 수 있으며, 이를 통해 불순물이 제거된 매질을 분사 노즐(110)로 재공급할 수 있다.
공급배관(133)은 회수배관(132)의 매질을 분사 노즐(110)에 공급하기 위한 것으로서, 분사 노즐(110)과 회수배관(132)에 각각 연통된다.
공급배관(133)과 회수배관(132)의 사이에는 분사 노즐(110)에 분사압을 공급 위한 분사압 공급 유닛(140)이 설치될 수 있다. 분사압 공급 유닛(140)의 압력 공급에 따라 분사 노즐(110)이 일정 압력으로 매질을 분사함으로써 매질 기둥(10)이 형성되게 된다. 분사압 공급 유닛(140)으로서 순환 펌프가 사용될 수 있으며, 순환 펌프의 제어를 통해 분사 노즐(110)의 분사압을 제어할 수 있다.
승강부(150)는 초음파 센서(120)를 지지하도록 구성되며, 결함 검출부(160)의 제어에 따라 초음파 센서(120)를 위아래로 승강시킴으로써, 강판(3)과 초음파 센서(120) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 상술한 승강부(150)로는, 예를 들면 유압 실린더가 사용될 수 있으나, 랙-피니언 기어 등 초음파 센서(120)를 승강시킬 수 있다면 어떠한 수단이라도 무방하다.
결함 검출부(160)는, 초음파 센서(120)를 구동하여 강판의 결함 검출을 위한 초음파를 송수신한다. 또한, 강판(3)의 두께 정보를 입력받고, 입력된 강판(3)의 두께 정보에 따라 승강부(150)를 제어하여 초음파 센서(120)를 승강시킴으로써, 강판(3)과 초음파 센서(120) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 이에 대해서는 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 후술한다.
한편, 도 3a 내지 도 3b는 도 2에 도시된 분사 노즐을 통한 매질 기둥 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 3a는 분사 노즐(110)에 의해 형성된 매질 기둥(10)의 형태를 나타내고 있으며, 도 3b는 분사 노즐(110)에 의해 형성된 매질 기둥(10)이 강판(3)에 접촉한 상태를 나타내고 있다.
도 3b와 같이 분사 노즐(110)의 분사구와 강판(3)의 하면 사이의 거리(D)는 매질 기둥(10)의 높이(h)보다 낮게 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 매질 기둥(10)이 분사 노즐(110)의 분사구와 강판(3)의 하면 사이의 거리(D)보다 높은 높이(h)를 갖도록 매질 기둥(10)을 형성함으로써 매질 기둥(10)을 강판(3)에 밀착시킬 수 있으며, 이로써 안정적인 초음파 송수신을 위한 매질 기둥(10)의 형성이 가능하다. 한편, 미설명된 부호 H는 초음파 센서(120)와 강판(3) 간의 거리를 나타낸다.
한편, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 검출 과정을 설명하기 위한 파형도이다. 도 4a는 초음파 센서(120)에서 발생된 초음파 신호가 강판 하부면 및 강판 상부면에 반사되는 과정을, 도 4b는 결함이 없는 강판의 초음파 신호를, 도 4c는 결함이 있는 경우의 강판의 초음파 신호를, 도 4d는 강판의 두께(T)에 비해 초음파 센서(3)와 강판(3) 간의 거리(H)가 너무 가까운 경우의 초음파 신호를 도시한 도면이다.
우선, 도 4a에서 도시된 바와 같이, 초음파 센서(120)에 발생된 초음파 신호는 강판(3)의 하면에서 반사되어 초음파 센서(120)로 되돌아오거나 강판(3) 내부를 투과한 후 강판(3)의 상면에서 반사되어 초음파 센서(120)로 되돌아온다. 이때 강판(3)의 하면에서 반사되어 초음파 센서(120)로 되돌아온 초음파 신호는 다시 초음파 센서(3)의 표면에 의해 다시 강판(3) 쪽으로 재반사될 수 있다. 이와 같이 초음파 센서(120)와 강판(3) 사이에는 강판(3)의 하면과 초음파 센서(120) 표면에 의한 다중 반사파가 존재하게 된다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어 강판(3) 상면에 의해 반사된 후 초음파 센서(120)에 의해 재반사되는 초음파 신호는 그 크기가 상대적으로 미약하기 때문에 무시할 수 있으며, 강판(3)의 내부 결함 탐상에는 사용되지 않음에 유의하여야 한다(즉, 무시할 수 있음).
한편, 도 4b는 강판 내부에 결함이 없는 경우의 초음파 신호를 도시한 것이다.
도 4a 내지 도 4b에서, S0는 초음파 센서(120)에 의해 최초 발생된 초음파 신호이며, S1은 초음파 신호(S0)가 강판(3)의 하면에 의해 반사된 후 초음파 센서(120)의 표면에서 재반사되는 신호이며, S2는 초음파 신호(S1)가 강판(3)의 하면에 의해 반사된 후 초음파 센서(120)의 표면에서 재반사되는 신호이며, S3은 초음파 신호(S2)가 강판(3)의 하면에 의해 반사된 후 초음파 센서(120)의 표면에서 재반사되는 신호이다.
그리고, S11은 초음파 신호(S0)가 강판(3)의 상면에 의해 반사되어 초음파 센서(120)로 되돌아온 초음파 신호이며, S21은 초음파 신호(S1)가 강판(3)의 상면에 의해 반사되어 초음파 센서(120)로 되돌아온 초음파 신호이며, S31은 초음파 신호(S3)가 강판(3)의 상면에 의해 반사되어 초음파 센서(120)로 되돌아온 초음파 신호이다.
그리고, △ts는 하기의 수학식 1에 따라 초음파 신호가 강판(3)의 하면을 투과한 후 강판(3)의 상면에 반사되어 강판(3)의 하면으로 되돌아오는데 걸리는 시간이며, △tw는 하기의 수학식 2에 따라 초음파 신호가 강판(3)의 하면에 반사된 후 초음파 센서(120)로 되돌아오는데 걸리는 시간이다.
[수학식 1]
△ts = 2H × Vs
여기서, H은 초음파 센서의 표면과 강판까지의 거리, Vs는 강판 내에서의 초음파 속도이다.
[수학식 2]
△tw = 2T × Vw
여기서, T는 강판의 두께, Vw는 매질(물) 내에서의 초음파 속도이다.
한편, 도 4c는 강판 내부에 결함이 있는 경우의 강판의 초음파 신호를 도시한 도면이다. 도 4b와 다른 점은 강판(3) 내부 결함에 의한 신호(S12, S22, S32)가 추가된 것이다. 초음파 신호(S12)는 초음파 신호(S0)가 강판(3) 내부 결함에 의해 반사된 후 초음파 센서(120)로 되돌아온 신호이며, 초음파 신호(S22)는 초음파 신호(S1)가 강판(3) 내부 결함에 의해 반사된 후 초음파 센서(120)로 되돌아온 신호이며, 초음파 신호(S32)는 초음파 신호(S2)가 강판(3) 내부 결함에 의해 반사된 후 초음파 센서(120)로 되돌아온 신호이다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 강판(3)의 내부에 결함이 있는 경우에는 하기의 수학식 3의 조건을 만족하도록 강판(3)과 초음파 센서(120) 간의 거리(H)를 조절함으로써, 강판(3)의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파(S1, S2, S3), 강판(3)의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파(S12, S22, S32) 및 강판(3)의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파(S11, S21, S31)가 순차적으로 도달하도록 할 수 있다.
[수학식 3]
△tw < △ts
상술한 수학식 3을 수학식 1 내지 2와 관련하여 다시 정리하여 수학식 3을 만족하는 강판(S)과 초음파 센서(3) 간의 거리(H)는 하기의 수학식 4와 같이 도출될 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2015014093-appb-I000001
여기서, H는 초음파 센서와 강판까지의 거리, T는 강판의 두께, Vs는 강판 내에서의 초음파 속도, Vw는 매질(물) 내에서의 초음파 속도이다.
즉, 상술한 수학식 4를 만족하도록, 결함 검출부(160)는, 승강부(150)를 제어하여 초음파 센서(120)를 승강시킴으로써, 초음파 센서(120)와 강판(3) 간의 거리를 조절할 수 있다. 이를 통해 강판(3)의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파(S1, S2, S3), 강판(3)의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파(S12, S22, S32) 및 강판(3)의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파(S11, S21, S31)가 각각 순차적으로 도달하도록 할 수 있다. 이때, 초음파 신호의 크기는 각각 S1>S12>S11, S2>S22>S21, S3>S32>S31의 관계가 있으므로, 결함 검출부(160)는 강판 결함 반사파(S12, S22, S31)의 크기가 각각 강판 하면 반사파(S1, S2, S3)의 크기와 강판 상면 반사파(S11, S21, S31)의 크기 사이의 값일 경우 강판(3)의 내부에 결함이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
하지만, 강판(3)의 두께에 비해 초음파 센서(120)와 강판(3) 간의 거리(H)가 너무 가까운 경우에는 결함 검출이 곤란하다.
도 4d는 강판의 두께에 비해 초음파 센서(120)와 강판(3) 간의 거리(H)가 너무 가까운 경우의 초음파 신호를 도시한 도면이다.
즉, 도 4d에 도시된 바와 같이, 강판(3)의 두께(T)가 초음파 센서(120)와 강판(3) 간의 거리(200)에 비해 너무 두꺼운 경우에는 첫번째 초음파 신호(S0)가 발생된 이후 강판(3)의 하면 반사에 의한 다수개의 강판 하면 반사파(S1, S2)가 도달된 이후에야 첫번째 강판 상면 반사파(S11)가 초음파 센서(120)에 도달하게 된다. 이 경우 한 주기(예를 들면, 도 4c의 △tw + △ts ) 내에서 결함 여부를 판단하기 어려울 뿐 아니라 강판(3)의 내부 결함에 의한 반사파(미도시)의 크기는 다른 초음파 신호들의 크기와 비슷(예를 들면, 도 4c에서 S12와 S2)하여 구분이 쉽지 않다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판(3)의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파(S1, S2, S3), 강판(3)의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파(S12, S22, S32) 및 강판(3)의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파(S11, S21, S31)가 각각 순차적으로 도달하도록 초음파 센서(120)와 강판(3) 간의 거리를 조절하고, 초음파 신호들의 크기에 기초하여 결함을 검출함으로써, 강판(3) 내부의 결함을 용이하게 검출할 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 탐상 장치의 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 초음파 탐상 장치의 평면도이다.
본 발명의 일 실시예의 초음파 탐상 장치 또한 앞선 실시예와 마찬가지로 분사 노즐(210), 초음파 센서(220), 매질 순환 유닛(230), 분사압 공급 유닛(240) 등을 포함할 수 있다.
도 5 내지 도 6에서는 앞선 실시예에 대응되는 구성의 도면부호를 앞선 실시예와 유사한 도면부호로 표기하였다. 즉, 앞선 실시예에서 100번대로 표시된 도면 부호를 200번대로 변경하여 표기하였다.
본 발명의 일 실시예의 따르면, 초음파 센서(220)는 강판(3)의 폭 방향을 따라 복수로 배열되어 탐촉자 어레이(225)를 형성한다. 여기서 탐촉자 어레이(225)는 강판(3)의 폭(W) 이상의 길이(L)를 갖는 것이 바람직하다. 분사 노즐(210)은 탐촉자 어레이(225)를 수용하도록 형성되며, 본 발명의 일 실시예의 경우 분사 노즐(210)이 강판(3)의 폭 방향을 길이 방향으로 갖는 사각 단면을 갖도록 형성된 것을 예시하고 있다. 그리고 매질받이(231) 또한 분사 노즐(210)의 외곽을 한정하는 사각 박스 형태를 갖는 것이 예시되어 있다. 다만 본 발명의 일 실시예에서 예시된 분사노즐(210) 및 매질받이(231)의 형상은 위에서 설명한 것에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 변형 실시 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 강판(3)의 폭 방향을 따라 배열된 복수의 탐촉자(220)가 강판(3)의 전폭을 커버하고 있으므로, 강판(3)의 이송시 강판(3)의 전폭(全幅)을 동시에 탐상할 수 있는 이점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판의 두께에 따라 강판의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파, 강판의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파 및 강판의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파가 순차적으로 도달되도록 초음파 센서와 강판 간의 거리를 조절함으로써, 강판의 내부 결함을 용이하게 검사할 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 6과 관련하여 이미 설명된 사항과 중복된 부분에 대한 설명은 생략한다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법을 설명한다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 우선 분사 노즐(110)은 강판(3)의 하부로부터 일정 거리(H) 이격된 채 강판(3)을 향해 매질(예를 들면 물)을 분사하여 매질 기둥(10, 예를 들면 물기둥)을 형성할 수 있다(S601). 매질 기둥(10)은 분사 노즐(110)의 분사구로부터 수십 밀리미터(mm)의 높이를 갖도록 형성될 수 있으며, 이는 안정적인 초음파 송수신이 가능케 한다.
다음, 초음파 센서(120)는 매질 기둥(10)을 통해 강판(3)의 결함 검출을 위한 초음파를 송수신할 수 있다(S602). 초음파 센서(120)는 하부의 승강부(150)에 의해 지지되어 위 아래로 승강할 수 있으며, 매질에 의해 침적되는 침적식 탐촉자의 형태일 수 있다.
다음, 결함 검출부(160)는 송수신된 초음파에 기초하여 강판(3)의 내부 결함을 검출할 수 있다(S603).
구체적으로, 결함 검출부(160)는 순차적으로 도달한 초음파 신호들의 크기에 기초하여 결함을 검출함으로써, 강판(3) 내부의 결함을 용이하게 검출할 수 있다.
이 경우, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 결함 검출부(160)는 강판(3)의 두께 정보 따라 승강부(150)를 제어하여 초음파 센서(120)를 승강시킴으로써, 강판(3)과 초음파 센서(120) 사이의 거리를 조절하도록 구성된다. 이러한 구성에 의해 강판(3)의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파(S1, S2, S3), 강판(3)의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파(S12, S22, S32) 및 강판(3)의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파(S11, S21, S31)가 순차적으로 도달하도록 할 수 있으며, 이후 순차적으로 도달한 초음파 신호들의 크기에 기초하여 결함을 검출함으로써, 강판(3) 내부의 결함을 용이하게 검출할 수 있는 이점이 있다.
본 발명을 설명함에 있어, '~부'라는 용어는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.
또한, 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 강판의 두께에 따라 강판의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파, 강판의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파 및 강판의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파가 순차적으로 도달되도록 초음파 센서와 강판 간의 거리를 조절함으로써, 강판의 내부 결함을 용이하게 검사할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이상과 같이 본 발명은 예컨대 제철소에서 생산 완료된 강판의 내부 결함을 검출하는 데에 유용하다.

Claims (16)

  1. 강판의 하부로부터 일정 거리 이격된 채 상기 강판을 향해 매질을 분사하여 매질 기둥을 형성하는 분사 노즐;
    상기 매질 기둥을 통해 강판의 결함 검출을 위한 초음파를 송수신하는 초음파 센서;
    상기 송수신된 초음파에 기초하여 상기 강판의 내부 결함의 존재를 검출하는 결함 검출부; 및
    상기 강판의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파, 상기 강판의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파 및 상기 강판의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파가 순차적으로 도달되도록 상기 초음파 센서를 승강시킴으로써, 상기 초음파 센서와 상기 강판 간의 이격 거리를 조절하는 승강부를 포함하는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 강판의 하면에 의해 반사된 초음파는,
    상기 초음파 센서에 의해 재 반사된 후 다시 상기 강판으로 입사되는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 결함 검출부는,
    상기 강판 하면 반사파의 도달 시각 및 상기 강판 상면 반사파의 도달 시각 사이에 상기 강판 결함 반사파가 존재하는 경우 상기 강판의 내부에 결함이 존재하는 것으로 판단하는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결함 검출부는,
    상기 강판 결함 반사파의 크기가 상기 강판 하면 반사파의 크기와 상기 강판 상면 반사파의 크기 사이의 값일 경우 상기 강판의 내부에 결함이 존재하는 것으로 판단하는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 승강부는, 하기의 수학식:
    Figure PCTKR2015014093-appb-I000002
    을 만족하도록 상기 초음파 센서와 상기 강판 간의 거리를 조절하며,
    여기서, H는 초음파 센서와 강판 간의 거리, T는 강판의 두께, Vs는 강판 내에서의 초음파 속도, Vw는 매질 내에서의 초음파 속도인 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 승강부는,
    상기 분사 노즐 내부에 설치된 유압 실린더를 포함하는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 매질은,
    물을 포함하는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 센서는 상기 강판의 폭 방향을 따라 복수로 배열되며,
    상기 분사 노즐은 상기 복수의 초음파 센서에 의해 형성된 초음파 어레이를 수용하도록 구성되는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 초음파 어레이는 상기 강판의 폭 이상의 길이를 갖는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 장치.
  10. 분사 노즐에서, 강판의 하부로부터 일정 거리 이격된 채 상기 강판을 향해 매질을 분사하여 매질 기둥을 형성하는 제1 단계;
    초음파 센서에서, 상기 매질 기둥을 통해 강판의 결함 검출을 위한 초음파를 송수신하는 제2 단계; 및
    결함 검출부에서, 상기 송수신된 초음파에 기초하여 상기 강판의 내부 결함의 존재를 검출하는 제3 단계를 포함하며,
    상기 강판의 하면에 의해 반사된 강판 하면 반사파, 상기 강판의 결함에 의해 반사된 강판 결함 반사파 및 상기 강판의 상면에 의해 반사된 강판 상면 반사파가 순차적으로 도달되도록 상기 초음파 센서를 승강시킴으로써, 상기 초음파 센서와 상기 강판 간의 이격 거리는 조절 가능하도록 구성된 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 강판의 하면에 의해 반사된 초음파는,
    상기 초음파 센서에 의해 재 반사된 후 다시 상기 강판으로 입사되는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 강판 하면 반사파의 도달 시각 및 상기 강판 상면 반사파의 도달 시각 사이에 상기 강판 결함 반사파가 존재하는 경우 상기 강판의 내부에 결함이 존재하는 것으로 판단하는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 강판 결함 반사파의 크기가 상기 강판 하면 반사파의 크기와 상기 강판 상면 반사파의 크기 사이의 값일 경우 상기 강판의 내부에 결함이 존재하는 것으로 판단하는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 초음파 센서와 상기 강판 간의 거리는, 하기의 수학식:
    Figure PCTKR2015014093-appb-I000003
    을 만족하며,
    여기서, H는 초음파 센서와 강판 간의 거리, T는 강판의 두께, Vs는 강판 내에서의 초음파 속도, Vw는 매질 내에서의 초음파 속도인 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 센서는,
    유압 실린더를 이용하여 승강되는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 매질은,
    물을 포함하는 높이 조절형 초음파 센서를 이용한 강판의 내부 결함 탐상 방법.
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