WO2018212574A1 - 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치 - Google Patents

이동식 초음파 영상 설비 진단 장치 Download PDF

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WO2018212574A1
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김영기
김영민
이재선
한성주
임정현
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(주)에스엠인스트루먼트
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for diagnosing a fault in a mobile ultrasonic apparatus capable of overlaying two or three kinds of ultrasonic images, optical images, and thermal images on a single screen. Rather than analyzing echo reflection ultrasonic waves, it shows the image of the ultrasonic generation position (not the echo signal) that is naturally radiated from a mechanical facility or gas pipe as an image image, and also displays the ultrasonic generation position in the image image and thermal image.
  • the present invention relates to a mobile ultrasound imaging apparatus diagnostic apparatus used for diagnosing a failure of a facility by showing a single screen.
  • Patent 10-1477755 The high-pressure panel, low-pressure panel, distribution panel, motor control panel equipped with the ultrasonic-based arc and corona discharge monitoring diagnosis system based on the ultrasonic wave to diagnose the discharge state of the arc or corona of the housing including the high-voltage panel therein.
  • the sensor unit consisting of a plurality of ultrasonic sensors that are installed in contact with or close to the equipment provided inside the housing, to detect the ultrasonic waves generated by the arc or corona discharge ; And an abnormality determination unit configured to detect an arc or corona discharge generated in the facility based on the ultrasonic signal detected by the sensor unit and to control an internal state of the housing according to the detected arc or corona discharge information.
  • the present invention provides a high pressure panel, a low pressure panel, a distribution panel, and a motor control panel equipped with an ultrasonic based arc and corona discharge monitoring diagnosis system including a monitoring device.
  • the present invention is to provide a mobile ultrasonic equipment failure diagnosis apparatus capable of overlaying two to three supersonic waves, optical images, and thermal images on one screen.
  • the present invention unlike the medical ultrasonic diagnostic apparatus that visualizes the internal shape by the reflected wave after the ultrasonic emission by the conventional ultrasonic device, ultrasonic sound source generation position image that is naturally radiated by the interaction between components in the equipment (device), machinery, etc.
  • ultrasonic equipment failure diagnosis apparatus that visualizes the image with a thermal image or an optical image.
  • the present invention can implement the sound of the ultrasonic region more efficiently than the vibration sound capable of initial failure diagnosis in machinery failure diagnosis or failure prediction, monitoring, and the ultrasonic sensor and processing device, battery, display device (display), etc.
  • Mobile ultrasonic equipment fault diagnosis is provided in the body case so that the user can easily move the measurement point to perform ultrasonic visualization and display the result with a visual display device along with the thermal image in real time or recognize it through an audio display device. To provide a device.
  • the present invention optimizes and minimizes the data throughput (processing step) for radioactive ultrasound visualization without losing the ultrasonic sound source position size information in the ultrasonic region where the data processing capacity is large, so that proper performance and arithmetic processing capability are achieved.
  • the apparatus for diagnosing a mobile ultrasonic imaging apparatus of the present invention comprises a plurality of ultrasonic sensors and is configured to detect ultrasonic signals emitted from a facility while directing a radiation source.
  • a data acquisition board on which an electronic circuit for acquiring the ultrasonic signals x n at the sampling frequency (f s ) of the ultrasonic signals sensed by the ultrasonic sensor array is mounted on a substrate;
  • a data storage medium storing data processed by the arithmetic processing unit of the main board
  • a display device for visually displaying data processed by the operation processing device of the main board;
  • An optical camera for capturing an image of a direction in which the sound wave sensor array is directed and transferring the image to the main board;
  • an IR camera for capturing a thermal image in a direction that the optical camera is directed.
  • the apparatus for diagnosing a mobile ultrasound imaging apparatus of the present invention may further include a case built-in rechargeable battery or an external portable battery for supplying power to the data acquisition board, the main board and the display device, and the sound wave sensor array) and the data acquisition board;
  • the motherboard and data storage media are mounted and secured in a hard plastic body case.
  • the main board may display at least two or three selected from among ultrasonic sound source information, an optical image in a direction toward which the sensor array picked up by the optical camera, and a thermal image picked up by the IR camera match the position coordinates. It is preferable to overlay and display on the surface together.
  • a portable ultrasonic equipment failure diagnosis apparatus capable of overlaying two to three supersonic waves, optical images, and thermal images on one screen.
  • a mobile ultrasonic equipment failure diagnosis apparatus for visualizing the image with a thermal image or an optical image.
  • the present invention it is possible to implement the sound of the ultrasonic region more efficiently than the vibration sound capable of initial failure diagnosis in machinery failure diagnosis or failure prediction, monitoring, ultrasonic sensors and processing devices, batteries, display devices (display), etc.
  • the portable ultrasound is provided in one body case so that the user can easily move the measurement point to perform ultrasonic visualization and display the result in real time with the thermal image with a visual display device, or recognize it through an audio display device.
  • Equipment failure diagnosis apparatus is provided.
  • the data throughput (processing step) for the radioactive ultrasonic visualization is reduced as much as possible without losing the ultrasonic sound source position size information, so as to achieve proper performance and arithmetic processing.
  • the portable ultrasonic equipment failure diagnosis device which is excellent in terms of product size and weight, has excellent portability, and allows users to visually and ultrasonically recognize ultrasonic visualization results in real time in the field in real time. Is provided.
  • 1 is a conceptual diagram of the coordinates and virtual plane coordinates of the radiation ultrasonic visualization sensor of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of the radiation ultrasonic visualization time delay summing of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a mobile ultrasonic equipment failure diagnosis apparatus of the present invention.
  • 4 and 5 are explanatory diagrams of a radiation ultrasonic visualization process of the present invention.
  • the apparatus for diagnosing a mobile ultrasonic imaging apparatus of the present invention comprises a plurality of ultrasonic sensors and is configured to detect ultrasonic signals emitted from a facility while directing a radiation source.
  • a data acquisition board on which an electronic circuit for acquiring the ultrasonic signals x n at the sampling frequency (f s ) of the ultrasonic signals sensed by the ultrasonic sensor array is mounted on a substrate;
  • a data storage medium storing data processed by the arithmetic processing unit of the main board
  • a display device for visually displaying data processed by the operation processing device of the main board;
  • An optical camera for capturing an image of a direction in which the sound wave sensor array is directed and transferring the image to the main board;
  • an IR camera for capturing a thermal image in a direction that the optical camera is directed.
  • the apparatus for diagnosing a mobile ultrasound imaging apparatus of the present invention may further include a case built-in rechargeable battery or an external portable battery for supplying power to the data acquisition board, the main board and the display device, and the sound wave sensor array) and the data acquisition board;
  • the motherboard and data storage media are mounted and secured in a hard plastic body case.
  • the main board may display at least two or three selected from among ultrasonic sound source information, an optical image in a direction toward which the sensor array picked up by the optical camera, and a thermal image picked up by the IR camera match the position coordinates. It is preferable to overlay and display on the surface together.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of the radiation ultrasonic visualization sensor coordinates and virtual plane coordinates of the present invention
  • Figure 2 is a conceptual diagram of the sum of the radiation ultrasonic visualization time delay of the present invention
  • the present invention does not analyze the echo reflection ultrasonic waves with the projectile and the ultrasonic receiver, but shows the ultrasonic generation position (not the echo signal) that is naturally radiated from a mechanical facility or a gas pipe as an image image, and also generates ultrasonic waves.
  • the present invention relates to a portable ultrasound imaging apparatus diagnostic apparatus used for diagnosing equipment failure by showing an image image and a thermal image on one screen.
  • a portable equipment failure diagnosis apparatus equipped with an electronic means for visualizing a radiation and a computer program may include an ultrasonic sensor array (10), a data acquisition board (DAQ board), and a main board (30). ), A data storage medium 40, a battery 50, a plastic body case 60, a display device 70, an optical camera 80, and an IR camera 90.
  • the ultrasonic sensor array 10 includes a plurality of N ultrasonic sensors 11 and senses ultrasonic signals emitted from a facility while directing a radiation sound source.
  • the ultrasonic sensor array 10 may have a form in which a plurality of MEMS microphones, ultrasonic transducers, and ultrasonic sensors are mounted on a printed circuit board (PCB) on a plane or a flexible printed circuit board (Flexible PCB) on a curved surface.
  • PCB printed circuit board
  • Flexible PCB flexible printed circuit board
  • the data acquisition board (DAQ board) 20 has an electronic circuit for acquiring the ultrasonic signals x n at the sampling frequency (f s ) of the ultrasonic signals detected by the ultrasonic sensor array 10 (Array). It is mounted.
  • the data acquisition board (DAQ board) 20 handles sampling and can incorporate signal amplification circuitry.
  • the main board 30 is mounted on a substrate with a processing unit 31 for processing a digital (or analog) ultrasonic signal received from a data acquisition board (DAQ board, 20), and displays the processed ultrasonic sound source information ( To pass).
  • the data storage medium 40 stores data processed by the arithmetic processing unit 31 of the main board 30.
  • the battery 50 supplies power to the data acquisition board 20 and the main board 30.
  • the battery 50 is preferably detachably charged inside the plastic body case 60.
  • the battery 50 is provided on the outside of the plastic body case 60. It may be a separate portable rechargeable battery positioned to supply power to the data acquisition board 20, the main board 30, and the display device 70 by wires. Alternatively, both an internal battery and an external auxiliary battery may be provided and used.
  • the plastic body case 60 is made of a hard material that fixes the ultrasonic sensor array 10, the data acquisition board 20, the main board 30, and the data storage medium 40.
  • the plastic body case 60 supports an array 10 composed of a plurality of ultrasonic sensors 11 electrically connected to each other, or an ultrasonic sensor array PCB on a flat or curved plate on which the ultrasonic sensors 11 are mounted. It is preferable to support the ultrasonic sensor array 10 by supporting and fixing the substrate. Inside the plastic body case 60, a hollow chamber is formed, and a data acquisition board 20 and a main board 30 having arithmetic processing capability are fixedly installed in the hollow chamber.
  • the display device 70 visually expresses data processed by the arithmetic processing unit 31 of the main board 30 and is integrally installed in the plastic body case 60.
  • the display device 70 is integrally fixed to the plastic body case 60 so as to be exposed to the outside of the plastic body case 60.
  • the optical camera 80 captures an image of a direction in which the ultrasonic sensor array 10 is directed and transmits the image to the main board 30.
  • the lens of the optical camera 80 exposes the optical lens toward the direction in which the sensor array 10 is in a flat shape.
  • the front surface of the plastic body case 60 has a hole (Hole) for exposing the lens of the optical camera 80.
  • the IR camera 90 photographing photographs a thermal image in a direction that the optical camera 80 is directed to and transmits the thermal image to the main board 30 having the arithmetic processing device.
  • the main board 30 is overlaid and displayed on the display device 70 together with the ultrasonic sound source information and the optical image in the direction toward which the sensor array 10 captured by the optical camera 70 faces.
  • the IR camera 90 can be replaced with a thermal imaging camera having other thermal imaging principles.
  • 5 is a flow chart of the radiation ultrasonic visualization method of the present invention. 1 to 5, first, in the delay distance calculating step S10, distances between the sensors 11 and the virtual plane points are calculated using the sensor coordinates and the virtual plane coordinates.
  • 1 is a diagram showing a relationship between sensor coordinates and virtual plane coordinates. As shown, the distance d k between the sensor coordinates Xs, Ys and the virtual plane coordinates Xg, Yg is calculated as follows. If the distance L is 1m, the operation of + L 2 is represented by the +1 operation.
  • the ultrasonic sensor array (10, Array) consisting of a plurality (N) of ultrasonic sensors 11 and directed to the radiation sound source detects the ultrasonic signals.
  • the data acquisition board (DAQ board) 20 acquires the ultrasonic signals x n at the sampling frequency (sampling frequency, f s ) of the ultrasonic signals detected by the ultrasonic sensor array (10, Array). do.
  • the detailed expression regarding the ultrasonic signal x n is as follows.
  • the main board 30 having the arithmetic processing unit is a band of the ultrasonic frequency band (f 1 ⁇ f 2 ) preset in the ultrasonic signal (x n ) obtained in step (S30)
  • a band pass filter is applied. In the filtering data x nf [s], 1 ⁇ nf ⁇ N.
  • step S50 time delay correction is applied to the ultrasonic signals x n using the delay distances of step S10, and the sum is added to the sound source values of the M virtual plane points. r nk ).
  • the delay sample count is calculated.
  • the time delay is calculated using the sensor, the virtual plane distance, and the sound velocity, and the delayed sample number is calculated using the calculated time delay. Details are as follows.
  • C d is the time delay coefficient and c is the speed of sound.
  • N k is the number of delay samples.
  • the time delay is compensated using the number of delay samples and the sum is performed.
  • a sensor-specific correction factor is applied.
  • M is the number of all elements in the rows and columns on the virtual plane coordinates.
  • a beam power level calculation step S60 of calculating beam power levels z of the sound source values r nk generated in step S40 is performed.
  • the beam power levels z calculated in step S50 are overlaid on the display device 70 together with the optical image in the direction in which the sensor array 10 is facing. To express.
  • the ultrasonic sensor array 10 may be configured in a manner in which a plurality of ultrasonic sensors 11 are mounted on a printed circuit board forming one plane.
  • the ultrasonic sensor array 10 is positioned so as to be exposed to the front of the device and pointed forward (one direction).
  • a plurality of ultrasonic sensors 11 may be arranged at regular intervals on a sphere, a substantially ball-shaped polyhedron, a hemisphere, and a rear open convex curved surface.
  • the ultrasonic sensor array 10 may have a form in which a plurality of MEMS microphones, ultrasonic transducers, or ultrasonic sensors are mounted on a flexible printed circuit board (Flexible PCB) on a curved surface (stereoscopic).
  • Flexible PCB Flexible printed circuit board
  • the sampling frequency (sampling frequency, f s ) is in the range of 20 KHz (40 KHz) to 200 KHz, and the lower limit f 1 and the upper limit f 2 of the ultrasonic frequency band of the band pass filter are 10 KHz. It is preferable that it is one range existing between (20 KHz) and 100 KHz.
  • test results show the ultrasonic sensor detection performance and the ultrasonic sound source location information that are effective and necessary for monitoring machinery failures, rotating machinery failures, gas pipeline gas leaks, and power equipment diagnostic monitoring in this area, and also appropriately reduce data throughput in this area.
  • the test result shows that it can be done. If the sampling frequency is too large, more data processing than necessary is required. If the sampling frequency is too small, the ultrasonic region sound source information is lost.
  • the portable equipment failure diagnosis apparatus equipped with the electronic means for visualizing the radiation ultrasonic wave and the computer program according to the exemplary embodiment of the present invention may further include a voice output means 80 (a speaker).
  • the main board 30 converts a part or all of the generated sound source values r nk by heterodyne conversion to convert an audible sound signal in a sound wave band (100 Hz to 20 KHz), and the main board 30.
  • the audio signal is transmitted to the audio output means 90 for audible sound, so that the user can recognize the radiated ultrasonic sound.
  • the portable ultrasound imaging apparatus diagnosis apparatus includes an input window for a user interface electrically connected to the main board 30 so as to be exposed to the plastic body case 60, and a band pass filter. It is preferable to allow the lower limit f 1 and the upper limit f 2 of the ultrasonic frequency band to be input by the user through an input window for the user interface. That is, before the ultrasonic sensing step S20, the lower limit f 1 and the upper limit f 2 of the ultrasonic frequency band of the band pass filter are input through the input window. This can be done through a user input window or by a user selecting from a plurality of ranges previously input by the designer.
  • a portable ultrasonic equipment failure diagnosis apparatus capable of overlaying two to three supersonic waves, optical images, and thermal images on one screen.
  • a mobile ultrasonic equipment failure diagnosis apparatus for visualizing the image with a thermal image or an optical image.
  • the present invention it is possible to implement the sound of the ultrasonic region more efficiently than the vibration sound capable of initial failure diagnosis in machinery failure diagnosis or failure prediction, monitoring, ultrasonic sensors and processing devices, batteries, display devices (display), etc.
  • the portable ultrasound is provided in one body case so that the user can easily move the measurement point to perform ultrasonic visualization and display the result in real time with the thermal image with a visual display device, or recognize it through an audio display device.
  • Equipment failure diagnosis apparatus is provided.
  • the data throughput (processing step) for the radioactive ultrasonic visualization is reduced as much as possible without losing the ultrasonic sound source position size information, so as to achieve proper performance and arithmetic processing.
  • the portable ultrasonic equipment failure diagnosis device which is excellent in terms of product size and weight, has excellent portability, and allows users to visually and ultrasonically recognize ultrasonic visualization results in real time in the field in real time. Is provided.

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Abstract

본 발명은 방사 초음파 감지를 이용한 설비 고장 진단 장치에 있어서, 복수개(N)의 초음파 센서(11)로 구성되고 방사 음원을 지향하면서 설비에서 방사되는 초음파 신호들을 감지하는 음파 센서 어레이(10, Array)와; 초음파 센서 어레이(10, Array)에서 감지된 초음파 신호들을 샘플링 주파수(Sampling Frequency, fs)로 초음파 신호(xn)들을 취득하기 위한 전자회로가 기판상에 실장된 데이터 습득 보드(DAQ 보드, 20)와; 상기 데이터 습득 보드(DAQ 보드, 20)에서 수신되는 초음파 신호를 처리하는 연산처리장치(31)가 기판상에 실장되고, 처리된 초음파 음원 정보를 표출장치(70)에 전달하는 메인 보드(30)와; 상기 메인 보드(30)의 연산처리장치(31)에서 처리된 데이터를 저장하는 데이터 저장 매체(40)와; 상기 메인 보드(30)의 연산처리장치(31)에서 처리된 데이터를 시각적으로 표출하는 표출장치(70)와; 상기 음파 센서 어레이(10, Array)가 지향하는 방향의 영상을 촬상하여 메인 보드(30)에 전달하는 광학 카메라(80)와; 상기 광학 카메라(80)가 지향하는 방향의 열상(Thermal Image)을 촬영하는 IR 카메라(90); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방사 초음파 가시화용 전자적 수단을 포함하는 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치에 관한 것이다.

Description

이동식 초음파 영상 설비 진단 장치
본 발명은 초음파 영상, 광학 영상, 및 열상(Thermal Image)를 하나의 화면에 2~ 3가지를 중첩하여 오버레이 할 수 있는 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치에 관한 것이며, 또한, 초음파를 발사체와 초음파 수신체를 구비하여 에코 반사 초음파를 분석하는 것이 아니라, 기계 설비나 가스관 등에서 자연 방사되는(에코 신호가 아닌) 초음파 발생위치를 이미지 영상으로 보여주고, 또한, 초음파 발생위치를 이미지 영상과 열상(Thermal Image)을 하나의 화면에 보여줌으로써 설비 고장 진단을 하는데 사용되는 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치에 관한 것이다.
등록특허 10-1477755 : 초음파 기반의 아크 및 코로나 방전 감시진단 시스템이 탑재된 고압반, 저압반, 분전반, 모터 제어반은 고압반을 내부에 포함하는 하우징의 아크 또는 코로나의 방전 상태를 진단하는 초음파 기반의 아크 및 코로나방전 감시진단 시스템이 탑재된 고압반에 있어서, 상기 하우징 내부에 구비된 설비에 접촉 또는 근접 설치되어, 아크나 코로나 방전에 의해 발생하는 초음파를 검출하는 다수의 초음파 센서로 구성된 센서부; 및, 상기 센서부에서 검출된 초음파 신호를 기초하여, 상기 설비에서 발생하는 아크나 코로나 방전을 감지하고, 감지된 상기 아크나 코로나 방전 정보에 따라 상기 하우징의 내부 상태를 제어하는 이상유무 판단부를 구성하는 감시장치를 포함하는 초음파 기반의 아크 및 코로나 방전 감시진단 시스템이 탑재된 고압반, 저압반, 분전반, 모터 제어반을 제공한다.
본 발명은 초음파 영상, 광학 영상, 및 열상(Thermal Image)를 하나의 화면에 2~ 3가지를 중첩하여 오버레이 할 수 있는 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치를 재공하기 위한 것이다.
본 발명은, 종래의 초음파 장치에 의한 초음파 발사 후 반사파에 의해 내부 형상을 가시화하는 의료용 초음파 진단 장치와 달리, 설비(장치), 기계류 등에서 구성 요소간의 상호 동작에 의해 자연 방사되는 초음파 음원 발생위치 영상을 열상 또는 화상(Optical Image)과 함께 가시화하는 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명은 기계류 고장 진단 또는 고장 예진, 감시에서 초기 고장 진단이 가능한 진동 음향보다 효율적이 초음파 영역의 음향을 구현할 수 있으며, 초음파 센서와 처리장치, 배터리, 표출장치(디스플레이) 등이 하나의 몸체 케이스에 구비되어 사용자가 용이하게 측정지점을 옮기면서 초음파 가시화를 수행하고 그 결과를 실시간으로 열상 화상과 함께 시각적 표출장치로 표출하거나, 청각적 표출장치를 통하여 인식할 수 있게 하는 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명은 데이터 처리 용량이 많을 수 밖에 없는 초음파 영역에서, 초음파 음원 위치 크기 정보를 소실하지 않으면서 방사 초음파 가시화를 위한 데이터 처리량(처리 단계)을 최적화, 최소화 함으로써, 적정한 성능 및 연산 처리 능력을 갖는 전자적 수단으로 수행가능하도록 연산 처리 단계를 형성한 프로그램 및 전자적 수단을 구비하여,
궁극적으로 장치의 크기 및 무게를 줄이고 휴대성이 우수하면서 사용자가 현장에서 실시간으로 초음파 가시화 결과를 열상과 함께 시각적으로, 또는 초음파를 청각적으로 인식할 수 있어서 상품성이 우수한 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치를 제공하기 위함이다.
본 발명의 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치는, 방사 초음파 감지를 이용한 설비 고장 진단 장치에 있어서, 복수개(N)의 초음파 센서로 구성되고 방사 음원을 지향하면서 설비에서 방사되는 초음파 신호들을 감지하는 음파 센서 어레이와;
초음파 센서 어레이에서 감지된 초음파 신호들을 샘플링 주파수(Sampling Frequency, fs)로 초음파 신호(xn)들을 취득하기 위한 전자회로가 기판상에 실장된 데이터 습득 보드와;
상기 데이터 습득 보에서 수신되는 초음파 신호를 처리하는 연산처리장치가 기판상에 실장되고, 처리된 초음파 음원 정보를 표출장치에 전달하는 메인 보드와;
상기 메인 보드의 연산처리장치에서 처리된 데이터를 저장하는 데이터 저장 매체와;
상기 메인 보드의 연산처리장치에서 처리된 데이터를 시각적으로 표출하는 표출장치와; 상기 음파 센서 어레이가 지향하는 방향의 영상을 촬상하여 메인 보드(30)에 전달하는 광학 카메라와; 상기 광학 카메라가 지향하는 방향의 열상(Thermal Image)을 촬영하는 IR 카메라;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치는, 상기 데이터 습득 보드와 메인 보드 및 표출장치에 전력을 공급하는 케이스 내장 충전 배터리 또는 외장 휴대용 배터리를 더 포함하고, 상기 음파 센서 어레이)와 데이터 습득 보드와 메인 보드와 데이터 저장 매체는 하드한 재질의 플라스틱 몸체 케이스에 탑재, 고정되고,
상기 메인 보드는 초음파 음원 정보, 상기 광학 카메라에 의해 촬상된 센서 어레이가 향하고 있는 방향의 광학 이미지, 및 상기 IR 카메라에 의해 촬영된 열상 이미지 중에서 선택된 적어도 2~3가지를 위치 좌표를 일치시켜서 표출장치 상에 함께 오버레이(Over Lay)하여 표출하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르는 경우, 초음파 영상, 광학 영상, 및 열상(Thermal Image)를 하나의 화면에 2~ 3가지를 중첩하여 오버레이 할 수 있는 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치가 제공된다.
본 발명에 따르는 경우, 종래의 초음파 장치에 의한 초음파 발사 후 반사파에 의해 내부 형상을 가시화하는 의료용 초음파 진단 장치와 달리, 설비(장치), 기계류 등에서 구성 요소간의 상호 동작에 의해 자연 방사되는 초음파 음원 영상을 열상 또는 화상(Optical Image)과 함께 가시화하는 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르는 경우, 기계류 고장 진단 또는 고장 예진, 감시에서 초기 고장 진단이 가능한 진동 음향보다 효율적이 초음파 영역의 음향을 구현할 수 있으며, 초음파 센서와 처리장치, 배터리, 표출장치(디스플레이) 등이 하나의 몸체 케이스에 구비되어 사용자가 용이하게 측정지점을 옮기면서 초음파 가시화를 수행하고 그 결과를 실시간으로 열상 화상과 함께 시각적 표출장치로 표출하거나, 청각적 표출장치를 통하여 인식할 수 있게 하는 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르는 경우, 데이터 처리 용량이 많을 수 밖에 없는 초음파 영역에서, 초음파 음원 위치 크기 정보를 소실하지 않으면서 방사 초음파 가시화를 위한 데이터 처리량(처리 단계)을 최대한 줄여서, 적정한 성능 및 연산 처리 능력을 갖는 전자적 수단으로 수행가능하도록 연산 처리 단계를 형성한 프로그램 및 전자적 수단을 구비하여,
궁극적으로 장치의 크기 및 무게를 줄이고 휴대성이 우수하면서 사용자가 현장에서 실시간으로 초음파 가시화 결과를 열상과 함께 시각적으로, 또는 초음파를 청각적으로 인식할 수 있어서 상품성이 우수한 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 방사 초음파 가시화 센서 좌표와 가상평면 좌표 개념도.
도 2는 본 발명의 방사 초음파 가시화 시간 지연 합산 개념도.
도 3은 본 발명의 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치 구성도.
도 4, 도 5는 본 발명의 방사 초음파 가시화 과정 설명도.
본 발명의 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치는, 방사 초음파 감지를 이용한 설비 고장 진단 장치에 있어서, 복수개(N)의 초음파 센서로 구성되고 방사 음원을 지향하면서 설비에서 방사되는 초음파 신호들을 감지하는 음파 센서 어레이와;
초음파 센서 어레이에서 감지된 초음파 신호들을 샘플링 주파수(Sampling Frequency, fs)로 초음파 신호(xn)들을 취득하기 위한 전자회로가 기판상에 실장된 데이터 습득 보드와;
상기 데이터 습득 보에서 수신되는 초음파 신호를 처리하는 연산처리장치가 기판상에 실장되고, 처리된 초음파 음원 정보를 표출장치에 전달하는 메인 보드와;
상기 메인 보드의 연산처리장치에서 처리된 데이터를 저장하는 데이터 저장 매체와;
상기 메인 보드의 연산처리장치에서 처리된 데이터를 시각적으로 표출하는 표출장치와; 상기 음파 센서 어레이가 지향하는 방향의 영상을 촬상하여 메인 보드(30)에 전달하는 광학 카메라와; 상기 광학 카메라가 지향하는 방향의 열상(Thermal Image)을 촬영하는 IR 카메라;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치는, 상기 데이터 습득 보드와 메인 보드 및 표출장치에 전력을 공급하는 케이스 내장 충전 배터리 또는 외장 휴대용 배터리를 더 포함하고, 상기 음파 센서 어레이)와 데이터 습득 보드와 메인 보드와 데이터 저장 매체는 하드한 재질의 플라스틱 몸체 케이스에 탑재, 고정되고,
상기 메인 보드는 초음파 음원 정보, 상기 광학 카메라에 의해 촬상된 센서 어레이가 향하고 있는 방향의 광학 이미지, 및 상기 IR 카메라에 의해 촬영된 열상 이미지 중에서 선택된 적어도 2~3가지를 위치 좌표를 일치시켜서 표출장치 상에 함께 오버레이(Over Lay)하여 표출하는 것이 바람직하다.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 방사 초음파 가시화용 전자적 수단 및 컴퓨터 프로그램이 구비된 휴대용 설비 고장 진단 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 방사 초음파 가시화 센서 좌표와 가상평면 좌표 개념도, 도 2는 본 발명의 방사 초음파 가시화 시간 지연 합산 개념도, 도 3은 본 발명의 방사 초음파 가시화용 전자적 수단이 구비된 휴대용 설비 고장 진단 장치 구성도이고, 도 4, 도 5는 본 발명의 방사 초음파 가시화 과정 설명도이다.
본 발명은 초음파를 발사체와 초음파 수신체를 구비하여 에코 반사 초음파를 분석하는 것이 아니라, 기계 설비나 가스관 등에서 자연 방사되는(에코 신호가 아닌) 초음파 발생위치를 이미지 영상으로 보여주고, 또한, 초음파 발생위치를 이미지 영상과 열상(Thermal Image)을 하나의 화면에 보여줌으로써 설비 고장 진단을 하는데 사용되는 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사 초음파 가시화용 전자적 수단 및 컴퓨터 프로그램이 구비된 휴대용 설비 고장 진단 장치는, 초음파 센서 어레이(10, Array)와 데이터 습득 보드(DAQ 보드, 20)와 메인 보드(30)와 데이터 저장 매체(40)와 배터리(50)와 플라스틱 몸체 케이스(60)와 표출장치(70)와 광학 카메라(80)와 IR 카메라(90)를 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 센서 어레이(10, Array)는 복수개(N)의 초음파 센서(11)로 구성되고 방사 음원을 지향하면서 설비에서 방사되는 초음파 신호들을 감지한다. 초음파 센서 어레이(10, Array)는 평면 상의 인쇄회로 기판(PCB) 또는 곡면(입체) 상의 유연성 인쇄회로 기판(Flexible PCB)에 MEMS 마이크로폰 또는 초음파 트랜스듀서, 초음파 센서들이 복수개 탑재된 형태일 수 있다.
데이터 습득 보드(DAQ 보드, 20)는 초음파 센서 어레이(10, Array)에서 감지된 초음파 신호들을 샘플링 주파수(Sampling Frequency, fs)로 초음파 신호(xn)들을 취득하기 위한 전자회로가 기판상에 실장된다. 데이터 습득 보드(DAQ 보드, 20)는 샘플링을 관장하고, 신호 증폭 회로를 내장할 수 있다.
메인 보드(30)는 데이터 습득 보드(DAQ 보드, 20)에서 수신되는 디지탈(또는 아날로그) 초음파 신호를 처리하는 연산처리장치(31)가 기판상에 실장되고, 처리된 초음파 음원 정보를 표출장치(70)에 전달한다. 데이터 저장 매체(40)는 메인 보드(30)의 연산처리장치(31)에서 처리된 데이터를 저장한다.
배터리(50)는 데이터 습득 보드(20)와 메인 보드(30)에 전력을 공급하는데, 플라스틱 몸체 케이스(60)의 내부에 착탈 충전식으로 구비된 것이 바람직하지만, 플라스틱 몸체 케이스(60)의 외부에 위치하여 전선으로 데이터 습득 보드(20)와 메인 보드(30) 및 표출장치(70)에 전력을 공급하는 별도의 휴대식 충전 배터리일 수 있다. 또는 내부 배터리와 외장 보조 배터리를 모두 구비, 사용할 수도 있다.
플라스틱 몸체 케이스(60)는 초음파 센서 어레이(10, Array)와 데이터 습득 보드(20)와 메인 보드(30)와 데이터 저장 매체(40)를 고정하는 하드한 재질로 구성된다.
플라스틱 몸체 케이스(60)는 전기적으로 서로 연결된 복수개의 초음파 센서들(11)로 구성된 어레이(10, Array)를 지지하거나, 또는 초음파 센서들(11)들이 실장된 평판 또는 곡면판 상의 초음파 센서 어레이 PCB 기판을 지지, 고정함으로써 초음파 센서 어레이(10, Array)를 지지하는 것이 바람직하다. 플라스틱 몸체 케이스(60)의 내부는 중공실이 형성되며 중공실에 데이터 습득 보드(20) 및 연산처리 능력을 구비한 메인 보드(30)가 고정 설치된다.
표출장치(70)는 메인 보드(30)의 연산처리장치(31)에서 처리된 데이터를 시각적으로 표출하여 주고 상기 플라스틱 몸체 케이스(60)에 일체로 설치된다. 또한, 표출장치(70)는 플라스틱 몸체 케이스(60)의 외부로 노출되도록 플라스틱 몸체 케이스(60)에 일체로 고정설치된다.
광학 카메라(80)는 초음파 센서 어레이(10, Array)가 지향하는 방향의 영상을 촬상하여 메인 보드(30)에 전달한다. 광학 카메라(80)의 렌즈는 센서 어레이(10, Array)가 평판 형상인 경우 그것이 지향하는 방향을 향하여 광학 렌즈가 노출된다. 플라스틱 몸체 케이스(60)의 전면은 광학 카메라(80)의 렌즈를 노출시키기 위한 구멍(Hole)을 갖는다.
촬영하는 IR 카메라(90)는 광학 카메라(80)가 지향하는 방향의 열상(Thermal Image)을 촬영하여 연산처리 장치를 구비한 메인 보드(30)로 전송한다. 메인 보드(30)는 초음파 음원 정보와 상기 광학 카메라(70)에 의해 촬상된 센서 어레이(10, Array)가 향하고 있는 방향의 광학 이미지와 함께 표출장치(70) 상에 오버레이(Over Lay)하여 표출하게 된다. IR 카메라(90)는 다른 열 촬상 원리를 갖는 열상 촬영 카메라로 대체될 수 있다.
<메인 보드 기능>
도 5는 본 발명의 방사 초음파 가시화 방법 흐름도이다. 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 지연 거리 연산 단계(S10)에서, 센서 좌표와 가상평면 좌표를 이용하여 센서(11)들과 가상평면 지점간 거리들을 연산한다.
도 1은 센서 좌표와 가상평면 좌표 간의 관계를 보이는 그림이다. 도시된 바와 같이, 센서 좌표(Xs, Ys)와 가상 평면 좌표(Xg, Yg) 사이의 거리 dk는 다음과 같이 계산된다. 거리 L이 1m인 경우 +L2의 연산은 +1 연산으로 표시된다.
Figure PCTKR2018005579-appb-I000001
다음으로, 초음파 감지 단계(S20)에서, 복수개(N)의 초음파 센서(11)로 구성되고 방사 음원을 지향하는 초음파 센서 어레이(10, Array)가 초음파 신호들을 감지한다.
데이터 습득 단계(S30)에서, 데이터 습득 보드(DAQ 보드, 20)가 초음파 센서 어레이(10, Array)에서 감지된 초음파 신호들을 샘플링 주파수(Sampling Frequency, fs)로 초음파 신호(xn)들을 취득한다. 초음파 신호(xn)에 관한 상세 식은 다음과 같다.
Figure PCTKR2018005579-appb-I000002
여기서, S : Sample Number. fs : Sampling Rate(frequency)이다.
데이터 습득 단계(S30) 이후에, 연산처리장치를 구비한 메인 보드(30)가 단계(S30)에서 취득된 초음파 신호(xn)들에 미리 설정된 초음파 주파수 대역(f1~f2)의 밴드 패스 필터(band pass filter)가 적용되는 단계(S40)가 진행된다. 필터링 데이터 xnf[s]에서, 1 ≤ nf ≤ N 이다.
Figure PCTKR2018005579-appb-I000003
도 2는 본 발명의 방사 초음파 가시화 시간 지연 합산 개념도이다. 다음 진행되는 음원값 연산 단계(S50)에서, 단계(S10)의 지연 거리들을 이용하여 초음파 신호(xn)들에 각각 시간 지연 보정을 적용하고, 이들을 합산하여 M 개의 가상 평면 지점들의 음원값(rnk)들을 연산한다.
먼저 지연 샘플수를 계산한다. 센서와 가상평면 거리, 및 음속을 이용하여 시간지연을 계산하고, 이렇게 계산된 시간 지연으로 지연 샘플수를 계산한다. 상세 사항은 다음과 같다.
Figure PCTKR2018005579-appb-I000004
(시간지연),
Figure PCTKR2018005579-appb-I000005
여기서, Cd: 시간 지연 계수이고, c는 음속이다. Nk는 지연 샘플수이다.
다음으로, 지연 샘플수를 이용하여 시간 지연을 보상한 후 합을 시행한다. 이때, 센서별 보정 계수가 적용된다.
Figure PCTKR2018005579-appb-I000006
여기서, 1 ≤ nk≤ M이다. M은 가상평면 좌표 상의 행과 열에 있는 모든 요소(element)의 수이다.
다음으로, 단계(S40)에서 생성된 음원값(rnk)들의 빔 파워 레벨(z, Beam Power Level)들을 연산하는 빔 파워 레벨 연산 단계(S60)가 수행된다.
Figure PCTKR2018005579-appb-I000007
시각적 표출 단계(S70)에서, 단계(S50)에서 연산된 빔 파워 레벨(z)들을 상기 센서 어레이(10, Array)가 향하고 있는 방향의 광학 이미지와 함께 표출장치(70)상에 오버레이(Over Lay)하여 표출한다.
<센서 어레이, 샘플링 주파수>
도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 센서 어레이(10, Array)는 복수개의 초음파 센서(11)들이 하나의 평면을 이루는 인쇄회로 기판에 실장되는 방식으로 구성될 수 있다. 초음파 센서 어레이(10, Array)는 장치의 전방에 노출되어 전방(일방향)을 지향하도록 위치 배열된다. 또는, 구체(Sphere), 대략 볼(ball) 형상의 다면체, 반구체, 후방 개방 볼록형 곡면체 상에 복수개의 초음파 센서(11)들이 규칙적인 간격으로 배열되는 형상일 수도 있다. 초음파 센서 어레이(10, Array)는 곡면(입체) 상의 유연성 인쇄회로 기판(Flexible PCB)에 MEMS 마이크로폰, 초음파 트랜스듀서, 또는 초음파 센서들이 복수개 탑재된 형태일 수 있다.
여기서, 샘플링 주파수(Sampling Frequency, fs)는, 20KHz(40KHz) ~ 200KHz 범위이고, 밴드 패스 필터(band pass filter)의 초음파 주파수 대역의 하한계(f1)와 상한계(f2)는 10KHz(20KHz) ~ 100KHz 사이에 존재하는 하나의 범위인 것이 바람직하다.
테스트 결과 이 영역에서 현재 출시된 초음파 센서 감지 성능 및 기계류 고장, 회전 기계류 고장, 가스관 가스 누설, 전력 설비 진단 감시에 효과적이고 필요한 초음파 음원 위치 정보를 얻을수 있고 또한, 이 영역에서 데이터 처리량을 적합하게 감소시킬 수 있음을 테스트 결과 알 수 있었다. 샘플링 주파수가 너무 큰 경우 필요 이상의 데이터 처리가 필요하며 너무 작은 경우 초음파 영역 음원 정보를 상실하게 된다.
<밴드 패스, 헤테로 가청 변환>
본 발명의 일실시예에 따른 방사 초음파 가시화용 전자적 수단 및 컴퓨터 프로그램이 구비된 휴대용 설비 고장 진단 장치는, 청음용 음성 출력 수단(80, 스피커)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 메인 보드(30)는, 생성된 음원값(rnk)들 중 일부 또는 전부를 헤테로다인(Heterodyne) 변환하여 음파 대역(100Hz ~ 20KHz)의 가청 음향 신호를 변환하고, 메인 보드(30)는 상기 가청 음향 신호를 청음용 음성 출력 수단(90)으로 전송하여, 방사 초음파를 사용자가 청각으로 인지할 수 있도록 한다.
또한, 휴대용(Portable) 초음파 영상 설비 진단 장치는, 플라스틱 몸체 케이스(60)에 노출되도록 상기 메인 보드(30)와 전기전자적으로 연결된 사용자 인터페이스용 입력창을 구비하며, 밴드 패스 필터(band pass filter)의 초음파 주파수 대역의 하한계(f1)와 상한계(f2)가 사용자 인터페이스용 입력창을 통하여 사용자에 의해 입력될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 초음파 감지 단계(S20) 전에, 입력창을 통하여 밴드 패스 필터(band pass filter)의 초음파 주파수 대역의 하한계(f1)와 상한계(f2)가 입력되는 단계가 진행된다. 사용자 입력창을 통하여 입력하거나 설계자가 미리 입력한 여러개의 범위 중에서 사용자가 선택하는 방법으로 진행될 수 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.
본 발명에 따르는 경우, 초음파 영상, 광학 영상, 및 열상(Thermal Image)를 하나의 화면에 2~ 3가지를 중첩하여 오버레이 할 수 있는 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치가 제공된다.
본 발명에 따르는 경우, 종래의 초음파 장치에 의한 초음파 발사 후 반사파에 의해 내부 형상을 가시화하는 의료용 초음파 진단 장치와 달리, 설비(장치), 기계류 등에서 구성 요소간의 상호 동작에 의해 자연 방사되는 초음파 음원 영상을 열상 또는 화상(Optical Image)과 함께 가시화하는 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르는 경우, 기계류 고장 진단 또는 고장 예진, 감시에서 초기 고장 진단이 가능한 진동 음향보다 효율적이 초음파 영역의 음향을 구현할 수 있으며, 초음파 센서와 처리장치, 배터리, 표출장치(디스플레이) 등이 하나의 몸체 케이스에 구비되어 사용자가 용이하게 측정지점을 옮기면서 초음파 가시화를 수행하고 그 결과를 실시간으로 열상 화상과 함께 시각적 표출장치로 표출하거나, 청각적 표출장치를 통하여 인식할 수 있게 하는 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르는 경우, 데이터 처리 용량이 많을 수 밖에 없는 초음파 영역에서, 초음파 음원 위치 크기 정보를 소실하지 않으면서 방사 초음파 가시화를 위한 데이터 처리량(처리 단계)을 최대한 줄여서, 적정한 성능 및 연산 처리 능력을 갖는 전자적 수단으로 수행가능하도록 연산 처리 단계를 형성한 프로그램 및 전자적 수단을 구비하여,
궁극적으로 장치의 크기 및 무게를 줄이고 휴대성이 우수하면서 사용자가 현장에서 실시간으로 초음파 가시화 결과를 열상과 함께 시각적으로, 또는 초음파를 청각적으로 인식할 수 있어서 상품성이 우수한 이동식 초음파 설비 고장 진단 장치가 제공된다.

Claims (9)

  1. 방사 초음파 감지를 이용한 설비 고장 진단 장치에 있어서,
    복수개(N)의 초음파 센서(11)로 구성되고 방사 음원을 지향하면서 설비에서 방사되는 초음파 신호들을 감지하는 음파 센서 어레이(10, Array)와;
    초음파 센서 어레이(10, Array)에서 감지된 초음파 신호들을 샘플링 주파수(Sampling Frequency, fs)로 초음파 신호(xn)들을 취득하기 위한 전자회로가 기판상에 실장된 데이터 습득 보드(DAQ 보드, 20)와;
    상기 데이터 습득 보드(DAQ 보드, 20)에서 수신되는 초음파 신호를 처리하는 연산처리장치(31)가 기판상에 실장되고, 처리된 초음파 음원 정보를 표출장치(70)에 전달하는 메인 보드(30)와;
    상기 메인 보드(30)의 연산처리장치(31)에서 처리된 데이터를 저장하는 데이터 저장 매체(40)와;
    상기 메인 보드(30)의 연산처리장치(31)에서 처리된 데이터를 시각적으로 표출하는 표출장치(70)와;
    상기 음파 센서 어레이(10, Array)가 지향하는 방향의 영상을 촬상하여 메인 보드(30)에 전달하는 광학 카메라(80);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방사 초음파 가시화용 전자적 수단을 포함하는 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학 카메라(80)가 지향하는 방향의 열상(Thermal Image)을 촬영하는 IR 카메라(90)를 더 포함하여 구성되고, 상기 데이터 습득 보드(20)와 메인 보드(30) 및 표출장치(70)에 전력을 공급하는 케이스 내장 충전 배터리(20) 또는 외장 휴대용 배터리를 더 포함하고,
    상기 음파 센서 어레이(10, Array)와 데이터 습득 보드(20)와 메인 보드(30)와 데이터 저장 매체(40)는 하드한 재질의 플라스틱 몸체 케이스(60)에 탑재, 고정되고,
    상기 메인 보드(30)는 초음파 음원 정보, 상기 광학 카메라(70)에 의해 촬상된 센서 어레이(10, Array)가 향하고 있는 방향의 광학 이미지, 및 상기 IR 카메라(90)에 의해 촬영된 열상 이미지 중에서 선택된 적어도 2~3가지를 위치 좌표를 일치시켜서 표출장치(70) 상에 함께 오버레이(Over Lay)하여 표출하는 것을 특징으로 하는 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인 보드(30)는,
    센서 좌표와 가상평면 좌표를 이용하여 센서(11)들과 가상평면 지점간 거리들을 연산하는 지연 거리 연산하고,
    상기 지연 거리들을 이용하여 상기 초음파 신호(xn)들에 각각 시간 지연 보정을 적용하고 이들을 합산하여 가상 평면 지점들의 음원값(rnk)들을 생성하고,
    상기 생성된 음원값(rnk)들의 빔 파워 레벨(z, Beam Power Level)들을 연산하여 생성하는,
    컴퓨터 프로그램을 내장하여 실행하는 것을 특징으로 하는 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메인 보드(30)는,
    상기 빔 파워 레벨(z)들을 상기 센서 어레이(10, Array)가 향하고 있는 방향의 광학 이미지와 함께 표출장치(70)에 오버레이(Over Lay)하여 시각적으로 표출하는 것을 특징으로 하는
    이동식 초음파 영상 설비 진단 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 메인 보드(30)는,
    데이터 습득시 취득된 초음파 신호(xn)들에 미리 설정된 초음파 주파수 대역(f1~f2)의 밴드 패스 필터(band pass filter)가 적용하고,
    상기 밴드 패스 필터가 적용된 신호를 이용하여 음원값(rnk)을 연산하는 것을 특징으로 하는
    이동식 초음파 영상 설비 진단 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 센서 어레이(10, Array)는 하나의 평면 상에 복수개의 초음파 센서(11)들이 전방을 지향하도록 위치 배열되거나,
    구(Sphere) 상에 복수개의 초음파 센서(11)들이 규칙적인 간격으로 배열되는 형상인 것을 특징으로 하는
    이동식 초음파 영상 설비 진단 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 샘플링 주파수(Sampling Frequency, fs)는, 20KHz ~ 200KHz 범위이고,
    상기 밴드 패스(band pass filter)의 초음파 주파수 대역의 하한계(f1)와 상한계(f2)는 10KHz ~ 100KHz 사이에 존재하는 하나의 범위인 것을 특징으로 하는
    이동식 초음파 영상 설비 진단 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 휴대용 설비 고장 진단 장치는,
    청음용 음성 출력 수단(90, 스피커)을 더 포함하여 구성되고,
    상기 메인 보드(30)는,
    생성된 음원값(rnk)들 중 일부 또는 전부를 헤테로다인(Heterodyne) 변환하여 음파 대역(100Hz ~ 20KHz)의 가청 음향 신호를 변환하고,
    상기 메인 보드(30)는 상기 가청 음향 신호를 청음용 음성 출력 수단(110)으로 전송하여, 방사 초음파를 사용자가 청각으로 인지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 휴대용(Portable) 초음파 영상 설비 진단 장치는,
    밴드 패스 필터(band pass filter)의 초음파 주파수 대역의 하한계(f1)와 상한계(f2)가 입력되는 사용자 인터페이스용 입력창을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동식 초음파 영상 설비 진단 장치.
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