WO2021025238A1 - 분기관 용접부 초음파 검사용 반자동 스캐너 - Google Patents

분기관 용접부 초음파 검사용 반자동 스캐너 Download PDF

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WO2021025238A1
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WO
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vertical movement
probe
wheel
bracket
semi
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PCT/KR2019/016927
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임성진
정인곤
박민정
박익근
박태성
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대한검사기술(주)
서울과학기술대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a semi-automatic scanner for ultrasonic inspection, and more particularly, has a small size and is applicable to various fittings having various shapes such as branch pipe elbows as it is possible to inspect while moving while attached to an object by magnetic force.
  • the present invention relates to a semi-automatic scanner for ultrasonic inspection of branch pipe welds.
  • ultrasonic inspection technique a representative technique for detecting defects in industrial facilities and evaluating reliability. Recently, such ultrasonic flaw detection techniques have been widely applied to major power generation facilities such as turbines and boilers among power generation facilities.
  • the technical problem to be solved by the present invention is that it has a small size and can be inspected while moving while attached to an object by magnetic force, so that ultrasonic inspection of branch pipe welds that can be applied to various fittings having various shapes such as branch pipe elbows It is to provide a semi-automatic scanner for use.
  • a semi-automatic scanner for ultrasonic inspection for solving the above-described technical problem includes: a probe for inspecting a weld by irradiating ultrasonic waves on a surface of an object to be inspected; A probe holder for fastening the probe by applying an elastic force so as to be in close contact with the surface of the test object; A rod-shaped mounting bracket to which the probe holder is movably coupled in a horizontal direction; Four wheel parts that are slidably installed on both front and rear sides of the mounting bracket, respectively; It is installed on each of the four wheel parts, and includes; four magnet parts for contacting the wheel part to the object under test by magnetic force.
  • the wheel unit a vertical movement guide installed to be perpendicular to the longitudinal direction of the installation bracket on one side of the installation bracket;
  • a vertical movement unit installed to surround the vertical movement guide and sliding along the vertical movement guide;
  • An elastic pressing part installed between the vertical moving part and the vertical moving guide and pressing the vertical moving part in a downward direction with an elastic force; It is preferable to include; a wheel installed to be freely rotatable at the lower side of the side of the vertical moving part.
  • the magnet part is preferably installed to rotate with the wheel on the outer surface of the wheel.
  • the magnet part is formed in a disk shape having a diameter smaller than that of the wheel.
  • the probe holder may include a horizontal guide part installed on the installation bracket in a direction perpendicular to the length direction of the installation bracket to guide the horizontal movement of the probe;
  • a vertical movement guide that is installed to be vertically movable to the horizontal guide;
  • a vertical movement bracket installed to surround the vertical movement guide and vertically moving along the vertical movement guide;
  • An elastic pressing unit installed between the vertical movement bracket and the vertical movement guide unit and pressing the vertical movement bracket in a downward direction using an elastic force; It is preferable to include a; probe fastening portion coupled to the front surface of the vertical movement bracket so as to be freely rotatable, and freely rotatably coupled to both sides of the probe.
  • the horizontal guide part is inserted into the central part of the mounting bracket.
  • a long-hole-shaped guide hole that can be horizontally movable in a state in which the upper end of the vertical movement guide passes through is formed in the center.
  • a handle portion connecting the upper surfaces of the mounting brackets on both sides with the horizontal guide portion therebetween; is preferably further provided.
  • the probe fastening part is preferably coupled to the front surface of the vertical moving bracket in a structure capable of fastening and separating in a one-touch manner.
  • the fastening groove formed on the front surface of the vertical movement bracket; A cylindrical fastening part protruding from a rear end of the probe fastening part to have a locking groove and inserted into the fastening groove; It is preferable that the probe fastening part is fastened to the vertical moving bracket by a ball plunger which is installed by entering from the side of the fastening groove and fixes the fastening part inserted in the fastening groove by pressing with an elastic force.
  • an encoder for measuring the moving distance of the wheel is further provided on one of the four wheels.
  • the semi-automatic scanner for ultrasonic inspection of the present invention has a small size and is suitable for inspection work on branch pipes or fittings of various shapes.
  • the ultrasonic probe has a curved shape by means of a magnet part installed on each wheel. It has the advantage of being able to inspect while moving while completely in close contact with the corpse surface.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a semi-automatic scanner for ultrasonic inspection according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a wheel unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a front view showing the structure of a wheel unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a probe holder according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front view showing the structure of a probe holder according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view from another direction showing the structure of a probe holder according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a structure in which an encoder according to an embodiment of the present invention is installed.
  • FIG. 8 is a front view showing a structure in which an encoder according to an embodiment of the present invention is installed.
  • FIG. 9 is a view showing the structure of a fastening part according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a coupling structure of the fastening portion of FIG. 9.
  • the semi-automatic scanner 1 for ultrasonic inspection is an ultrasonic probe 100, a probe holder 200, an installation bracket 300, a wheel part 400, and a magnet part 500, as shown in FIG. ).
  • the ultrasonic probe 100 is a component that inspects a welding part by irradiating ultrasonic waves on the surface of an object to be inspected.
  • the ultrasonic probe 100 may employ a generally used one, and it is preferable to have a size and structure that can be easily coupled to the probe holder 200 to be described later.
  • the ultrasonic probe 100 may include a probe 110 and a wedge 120.
  • a rotation coupling portion (not shown in the drawing) may be formed to protrude or a rotation coupling groove may be formed in an intaglio so as to be rotatably coupled to the probe holder 200 on both sides of the wedge 120.
  • the probe holder 200 is a component for fastening the ultrasonic probe 100 by applying an elastic force downward so as to be in close contact with the surface of the test object, as shown in FIGS. 1 and 4.
  • the probe holder 200 specifically includes a horizontal guide part 210, a vertical movement guide part 220, a vertical movement bracket 230, an elastic pressing part, and a probe fastening part 240. Make up.
  • the horizontal guide part 210 is installed on the mounting bracket 300 in a direction perpendicular to the length direction of the mounting bracket 300 as shown in FIGS. 1 and 6 to horizontally move the ultrasonic probe 100. It is a component that guides in the direction of movement. Specifically, the horizontal guide part 210 is installed by being inserted into the central part of the installation bracket 300, as shown in FIGS. 1 and 6, and the upper end of the vertical moving guide part 220 penetrates through the center. It has a structure in which a long-hole type guide hole 212 that can be moved horizontally is formed.
  • fastening protrusions 214 are formed on both side surfaces of the horizontal guide part 210 so that the installation bracket 300 may be fastened.
  • the vertical movement guide unit 220 is vertically installed to be vertically movable to the horizontal guide unit 210, and the vertical movement bracket 230 moves vertically. It is a component that guides the direction. That is, when the ultrasonic probe 100 moves horizontally while being in close contact with the surface of the object to be tested, the vertical movement guide unit 220 moves the probe fastening part 240 and the ultrasonic wave fastened thereto. It guides the direction in which the probe 100 accurately moves in the vertical direction.
  • a pair of horizontal guide portion locking projections 222 are formed on the upper surface of the vertical movement guide unit 220 so that the lower portion of the horizontal guide unit 210 is inserted thereinto, and the vertical movement guide unit 220 ) Is coupled to the horizontal guide part 210, between the pair of horizontal guide part locking projections 222, the lower part of the horizontal guide part 210 is inserted as shown in FIG. 6.
  • a fastening screw (not shown in the drawing) is fastened to a fastening screw groove 224 formed in the center of the upper surface of the vertical moving guide unit 220 so that the vertical moving guide unit 220 is connected to the horizontal guide unit 210 Is fastened to.
  • the vertical movement bracket 230 is installed to surround the vertical movement guide unit 220, as shown in FIGS. 1 and 4, and is a component that vertically moves along the vertical movement guide unit 220. . That is, the vertical movement bracket 230 may be composed of a slide that moves in a vertical direction along the vertical movement guide unit 220, and is preferably composed of a ball slide for a smooth and smooth sliding operation.
  • a fastening protrusion 232 is formed on the front surface of the vertical movement bracket 230 by bending or protruding forward as shown in FIGS. 4 and 5.
  • a fastening groove (not shown in the drawing) into which the fastening part 242 of the probe fastening part 240 to be described later is rotatably inserted is formed on the front surface of the fastening protrusion 232.
  • a plunger installation hole (not shown) is formed on both sides of the fastening protrusion 232 in the direction of the fastening groove, and a ball plunger 234 to be described later is inserted and installed in the plunger installation hole.
  • the elastic pressing unit (not shown in the drawing) is installed between the vertical movement bracket 230 and the vertical movement guide unit 220, and presses the vertical movement bracket 230 in a downward direction using an elastic force. It is a component.
  • the vertical movement bracket 230 always maintains a state pressed downward by a constant elastic force, and when a force exceeding this elastic force is applied, the vertical movement bracket 230 This is to move along the vertical movement guide 220 to the upper side.
  • the probe fastening part 240 is freely rotatably coupled to the front surface of the vertical movement bracket 230, and both sides of the probe 100 are freely rotatable. It is a component that combines. That is, the probe fastening part 240 itself is rotatably installed on the vertical moving bracket 230 in a vertical direction, and the ultrasonic probe 100 installed on the probe fastening part 240 is rotatable in a horizontal direction. It is to conclude. Therefore, the ultrasonic probe 100, which is fastened to the probe fastening part 240, is installed in a state that can freely rotate in two directions, and has the advantage of being in close contact with the surface of the test subject in correspondence with various shapes of the test subject. have.
  • the probe fastening portion 240 is a pair of arm portions 246 spaced apart from each other so that the ultrasonic probe 100 enters, as shown in FIGS. 4 and 5, and the one It is configured to include a connecting portion 244 and a fastening portion 242 connecting the pair of arms 246.
  • a fastening hole (not shown in the figure) for fastening the ultrasonic probe 100 is formed in the pair of both arm parts 246, and a fastening bolt 248 is formed in the fastening hole. ) Is inserted to rotatably fasten the ultrasonic probe 100.
  • the ultrasonic probe 100 is detachably coupled to the probe fastening part 200 in a one-touch manner.
  • the term'one-touch method' means that the ultrasonic probe 100 is connected to the probe fastening part 200 by one operation of pressing the ultrasonic probe 100 in the direction of the probe fastening part 200 or the opposite direction. It refers to the way in which they are combined or separated.
  • a fastening groove is formed in the vertical movement bracket 230 as described above, and a fastening part 242 is formed to protrude from the rear end of the probe fastening part 240.
  • the fastening part 242 is formed to protrude from the rear end of the probe fastening part 240 to have a locking groove 241 along its outer circumferential surface, and has a cylindrical shape inserted into the fastening groove.
  • a pair of ball plungers 234 are installed by penetrating through the plunger installation hole formed in the vertical movement bracket 230 and entering from the side of the fastening groove as shown in FIG. 10. .
  • the fastening part 242 inserted into the fastening groove is pressed by the ball plungers 234 with an elastic force to fix the fastening part 242 so that it does not escape.
  • the probe fastening portion 240 is pulled with a force exceeding the elastic force, it is separated in a one-touch manner.
  • the mounting bracket 300 is a rod-shaped component to which the probe holder 200 is movably coupled in a horizontal direction, as shown in FIG. 1. That is, the mounting bracket 300 is installed long across the center of the semi-automatic scanner 1 for ultrasonic inspection according to the present embodiment, and the wheel parts 400 are coupled to both sides thereof, and the probe holder in the center 200 is installed to be horizontally movable.
  • the mounting bracket 300 is installed in pairs 310 and 320 symmetrically facing each other on the left and right around the horizontal guide part 210. In this way, when the installation bracket 300 is separated from the center and the horizontal guide part 210 is inserted and installed therebetween, the height and size of the entire device are reduced, and the vertical movement guide part 220 has no interference phenomenon. There is an advantage of being able to easily move horizontally without.
  • the mounting bracket 300 has a structure in which one end is coupled to the fastening protrusion 214 in a manner that surrounds the fastening protrusion 214 from above and below.
  • the mounting bracket 300 itself has a rod structure having a rectangular cross-sectional shape.
  • a handle part connecting the upper surfaces of a pair of mounting brackets 310 and 320 symmetrically coupled to both sides of the horizontal guide part 210 ( It is preferable that 330) is further provided.
  • the handle part 330 has a'C' shape as a whole, serves as a handle that can be gripped when the semi-automatic scanner for ultrasonic inspection according to the present embodiment is moved, and is separated on both sides of the horizontal guide part 210 It also performs a function of firmly coupling the pair of installation brackets 310 and 320 to be installed.
  • a plurality of screw holes for installation of the wheel part 400 are formed on both sides of the mounting bracket 300.
  • each of the four wheel parts 400 is installed to be slidable in an up-down direction and is pressed downward by an elastic force, a semi-automatic scanner for ultrasonic inspection according to this embodiment Even if 1) moves the uneven surface of the test subject 10 during the inspection, it has the advantage of stably moving the surface of the test subject and performing the inspection.
  • the wheel part 400 is specifically illustrated in FIGS. 2 and 3, including a vertical movement guide 410, a vertical movement part 420, an elastic pressing part, and a wheel 430. Configurable.
  • the vertical movement guide 410 is installed to be perpendicular to the longitudinal direction of the installation bracket 300 on one side of the installation bracket 300, and guides the vertical movement direction of the vertical movement part 420 Element. Specifically, the vertical movement guide 410 is fixed to the front of the installation block 412 and the installation block 412 installed by bolting to the side of the installation bracket 300, as shown in Figs. It may be configured as a vertical movement guide 410 installed in a form wrapped by the vertical movement part 420.
  • the vertical movement part 420 is installed to surround the vertical movement guide 410 and is a component that slides along the vertical movement guide 410.
  • the vertical movement unit 420 is composed of a slide that is coupled with the vertical movement guide 410 to slide, and in particular, a ball slide is preferable because it enables stable and smooth sliding.
  • the elastic pressing unit (not shown in the drawing) is installed between the vertical movement unit 420 and the vertical movement guide 410, and presses the vertical movement unit 420 in a downward direction with a constant elastic force. Element. Therefore, the wheel 430 always maintains a pressed state by an elastic force downward, and moves upward when a force exceeding this elastic force acts.
  • the wheel 430 is a component installed to be freely rotatable at the lower side of the side of the vertical moving part 420, and is made of a steel material for stable driving. It is desirable.
  • an encoder 600 is further provided in any one of the four wheel parts 400 as shown in FIGS. 7 and 8.
  • the encoder 600 is a component that accurately measures the distance the semi-automatic scanner for ultrasonic inspection has moved for inspection, and is installed by the encoder installation unit 610 on the wheel 430, and measures the distance that has been accurately moved. It can be done and has the advantage of taking up a small installation space.
  • the encoder 600 is preferably installed inside the wheel 430 of any one of the four wheels 430 as shown in FIGS. 7 and 8.
  • the magnet part 500 is installed on each of the four wheel parts 400, as shown in FIGS. 1 to 3, and makes the wheel part 400 in close contact with the subject 10 by magnetic force. It is a component. That is, the four magnet parts 500 are installed for each of the four wheels 430, so that the four wheels 430 are in close contact with the surface of the test object made of a paramagnetic material. In this way, when the four wheels 430 are in close contact with the surface of the test object, there is an advantage in that the test can be stably performed even on the test subject installed at various angles at various locations.
  • the magnet part 500 is installed in a wheel shape so as to rotate together with the wheel 430 on the outer surface of the wheel 430, as shown in FIGS. It is preferable that the wheels 430 can be brought into close contact with the surface of the test object.
  • the magnet part 500 as shown in Figs. 2 and 3, is formed in a disk shape having a diameter smaller than that of the wheel 430, as shown in Fig. 3, the subject in an inclined state It is preferable because the surface 10 can be stably driven.

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Abstract

본 발명은 소형의 크기를 가지며 피검사체에 자력에 의하여 부착된 상태에서 이동하면서 검사가 가능하여 분기관 엘보우 등 다양한 형상을 가지는 각종 피팅류에 적용이 가능한 분기관 용접부 초음파 검사용 반자동 스캐너에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 초음파 검사용 반자동 스캐너는, 피검사체의 표면에 초음파를 조사하여 용접부를 검사하는 프로브; 상기 프로브를 상기 피검사체의 표면에 밀착되도록 탄성력을 가하여 체결하는 프로브 홀더; 상기 프로브 홀더가 수평 방향으로 이동가능하게 결합되는 막대 형상의 설치 브라켓; 상기 설치 브라켓의 전후 양 측면에 각각 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 4개의 바퀴부; 상기 4개의 바퀴부 각각에 설치되며, 상기 바퀴부를 피검사체에 자력에 의하여 밀착시키는 4개의자석부;를 포함한다.

Description

분기관 용접부 초음파 검사용 반자동 스캐너
본 발명은 초음파 검사용 반자동 스캐너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소형의 크기를 가지며 피검사체에 자력에 의하여 부착된 상태에서 이동하면서 검사가 가능하여 분기관 엘보우 등 다양한 형상을 가지는 각종 피팅류에 적용이 가능한 분기관 용접부 초음파 검사용 반자동 스캐너에 관한 것이다.
비파괴 검사 기법 중에서 산업 설비의 결함을 검출하고 신뢰성을 평가하기 위한 대표적인 기법이 초음파 탐상 기법이다. 최근에는 이러한 초음파 탐상 기법이 발전설비 중 터빈, 보일러 등 주요 발전설비에 대하여 널리 적용되고 있다.
특히, 석유 정제시설과 같은 플랜트 설비에서는 대형 배관, 압력 용기, 후판이나 파이프 랙, 저장 탱크 설비와 같은 경우 검사 시간 단축이나 방사선 사용을 제한하는 경우가 많아서 초음파 탐상 시험 방법을 적용하는 경우가 일반화되고 있다.
그런데 종래의 초음파 탐상 시험의 경우, 검사장치 자체의 크기가 커서 작은분기관이나 엘보우 등의 피팅(fitting)류에 대한 검사 작업에 적합하지 않은 문제점이 있었다. 특히, 이러한 피팅류는 다양하게 연결되는 곡면으로 이루어지므로 피검사체의 표면에 밀착된 상태에서 검사작업이 이루어지기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 소형의 크기를 가지며 피검사체에 자력에 의하여 부착된 상태에서 이동하면서 검사가 가능하여 분기관 엘보우 등 다양한 형상을 가지는 각종 피팅류에 적용이 가능한 분기관 용접부 초음파 검사용 반자동 스캐너를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 초음파 검사용 반자동스캐너는, 피검사체의 표면에 초음파를 조사하여 용접부를 검사하는 프로브; 상기 프로브를 상기 피검사체의 표면에 밀착되도록 탄성력을 가하여 체결하는 프로브 홀더; 상기 프로브 홀더가 수평 방향으로 이동가능하게 결합되는 막대 형상의 설치 브라켓; 상기 설치 브라켓의 전후 양 측면에 각각 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 4개의 바퀴부; 상기 4개의 바퀴부 각각에 설치되며, 상기 바퀴부를 피검사체에 자력에 의하여 밀착시키는 4개의 자석부;를 포함한다.
그리고 본 발명에서 상기 바퀴부는, 상기 설치 브라켓의 일 측면에 상기 설치 브라켓의 길이 방향과 수직이 되도록 설치되는 수직 이동 가이드; 상기 수직 이동 가이드를 감싸도록 설치되며, 상기 수직 이동 가이드를 따라 슬라이딩 이동하는 수직 이동부; 상기 수직 이동부와 상기 수직 이동 가이드 사이에 설치되며, 상기 수직 이동부를 탄성력으로 하측 방향으로 가압하는 탄성 가압부; 상기 수직 이동부의 측면 하단에 자유회전 가능하게 설치되는 바퀴;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 자석부는 상기 바퀴의 외측면에 상기 바퀴와 함께 회전하도록 설치되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 자석부는 상기 바퀴보다 작은 직경을 가지는 원판형으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 프로브 홀더는, 상기 설치 브라켓에 상기 설치 브라켓의 길이 방향과 수직되는 방향으로 설치되어 상기 프로브의 수평 이동을 안내하는 수평 안내부; 상기 수평 안내부에 수평 이동 가능하게 수직으로 기립되어 설치되는 수직 이동 안내부; 상기 수직 이동 안내부를 감싸도록 설치되며, 상기 수직이동 안내부를 따라 수직 이동하는 수직 이동 브라켓; 상기 수직 이동 브라켓과 수직이동 안내부 사이에 설치되며, 상기 수직 이동 브라켓을 하측 방향으로 탄성력을 이용하여 가압하는 탄성 가압부; 상기 수직 이동 브라켓의 전면에 자유회전 가능하게 결합되며, 상기 프로브의 양 측면을 자유 회전 가능하게 결합시키는 프로브 체결부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 수평 안내부는, 상기 설치 브라켓의 중앙 부분에 삽
입되어 설치되며, 중앙에 상기 수직 이동 안내부의 상단이 관통한 상태로 수평 이동할 수 있는 장공형의 안내홀이 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 초음파 검사용 반자동 스캐너에는, 상기 수평 안내부를 사이에 두고 상기 양측의 설치 브라켓의 상면을 연결하는 손잡이부;가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 프로브 체결부는, 상기 수직 이동 브라켓의 전면에 원터치 방식으로 체결 및 분리가 가능한 구조로 결합되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에에서, 상기 수직 이동 브라켓의 전면에 형성되는 체결홈; 상기 프로브 체결부의 후단에 돌출되어 걸림홈을 가지도록 형성되며, 상기 체결홈에 삽입되는 원기둥 형상의 체결부; 상기 체결홈의 측부에서 진입하여 설치되며, 상기 체결홈에 삽입된 상기 체결부를 탄성력으로 가압하여 고정하는 볼플런저;에 의하여 상기 프로브 체결부가 상기 수직 이동 브라켓에 체결되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 초음파 검사용 반자동 스캐너에는, 상기 4개의 바퀴 중어느 하나에는 상기 바퀴의 이동 거리를 측정하는 엔코더가 더 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명의 초음파 검사용 반자동 스캐너에 의하면 소형의 크기를 가져서 다양한 형상의 분기관이나 피팅류에 대한 검사 작업에 적합하며, 특히, 각 바퀴부에 설치되는 자석부에 의하여 초음파 프로브가 곡면 형상의 피검사체 표면에 완전하게 밀착된 상태에서 이동하면서 검사가 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 검사용 반자동 스캐너의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바퀴부의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바퀴부의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브홀더의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브홀더의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브홀더의 구조를 도시하는 다른 방향에서의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더가 설치되는 구조를 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더가 설치되는 구조를 도시하는 정면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 체결부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 체결부의 결합구조를 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 초음파 검사용 반자동 스캐너(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 초음파 프로브(100), 프로브 홀더(200), 설치 브라켓(300), 바퀴부(400) 및 자석부(500)을 포함하여 구성된다.
먼저 상기 초음파 프로브(100)는 피검사체의 표면에 초음파를 조사하여 용접부를 검사하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 초음파 프로브(100)는 일반적으로 사용되는 것을 채용할 수 있으며, 후술하는 프로브 홀더(200)에 용이하게 결합될 수 있는 크기 및 구조를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 초음파 프로브(100)는 프로브(110)와 웨지(120)로 구성될 수 있다. 상기 웨지(120)의 양 측부에 상기 프로브 홀더(200)에 회동가능하게 결합되도록 회동 결합부(도면에 미도시)가 돌출되어 형성되거나 회동 결합홈이 음각으로 형성될 수 있다.
다음으로 상기 프로브 홀더(200)는 도 1, 4에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 프로브(100)를 상기 피검사체의 표면에 밀착되도록 하측으로 탄성력을 가하여 체결하는 구성요소이다. 이를 위하여 본 실시예에서는 상기 프로브 홀더(200)를 구체적으로 수평 안내부(210), 수직이동 안내부(220), 수직이동 브라켓(230), 탄성가압부 및 프로브 체결부(240)를 포함하여 구성한다.
먼저 상기 수평 안내부(210)는 도 1, 6에 도시된 바와 같이, 상기 설치 브라켓(300)에 상기 설치 브라켓(300)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 설치되어 상기 초음파 프로브(100)를 수평 이동 방향으로 안내하는 구성요소이다. 구체적으로 상기 수평 안내부(210)는 도 1, 6에 도시된 바와 같이, 상기 설치 브라켓(300)의 중앙 부분에 삽입되어 설치되며, 중앙에 상기 수직 이동 안내부(220)의 상단이 관통한 상태로 수평 이동할 수 있는 장공형의 안내홀(212)이 형성되는 구조를 가진다.
그리고 상기 수평 안내부(210)의 양측면에는 상기 설치 브라켓(300)이 체결될 수 있도록 체결 돌출부(214)가 형성된다.
다음으로 상기 수직이동 안내부(220)는 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 상기 수평 안내부(210)에 수평 이동 가능하게 수직으로 기립되어 설치되며, 상기 수직이동 브라켓(230)의 수직 이동 방향을 안내하는 구성요소이다. 즉, 상기 수직 이동안내부(220)는 상기 초음파 프로브(100)가 피검사체 표면에 밀착된 상태에서 수평이동하면서 검사하는 과정에서 상하 방향으로 움직이는 경우 상기 프로브 체결부(240)와 이에 체결된 초음파 프로브(100)가 상하 방향으로 정확하게 이동하는 방향을 안내하는 것이다.
상기 수직이동 안내부(220)의 상면에는 상기 수평 안내부(210)의 하부가 삽입되도록 일정한 폭으로 이격되어 한 쌍의 수평 안내부 걸림턱(222)이 형성되며, 상기 수직이동 안내부(220)가 상기 수평 안내부(210)에 결합된 상태에서 상기 한 쌍의 수평안내부 걸림턱(222) 사이에, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 수평 안내부(210)의 하부가 삽입된다. 그리고 상기 수직이동 안내부(220)의 상면 중앙에 형성되어 있는 체결 나사홈(224)에 체결 나사(도면에 미도시)가 체결되어 상기 수직이동 안내부(220)가 상기 수평 안내부(210)에 체결된다.
이때 상기 수직 이동 안내부(220)를 상기 수평 안내부(210)를 따라 수평 이동시키는 동안에는 상기 체결 나사를 느슨하게 풀어서 이동시키고, 검사가 진행되는 동안에는 상기 체결 나사를 견고하게 조여서 상기 수직이동 안내부(220)가 움직이지 않도록 고정한다.
다음으로 상기 수직이동 브라켓(230)은 도 1, 4에 도시된 바와 같이, 상기 수직 이동 안내부(220)를 감싸도록 설치되며, 상기 수직 이동 안내부(220)를 따라 수직 이동하는 구성요소이다. 즉, 상기 수직 이동 브라켓(230)은 상기 수직이동 안내부(220)를 따라 수직 방향으로 이동하는 슬라이드로 구성될 수 있으며, 원활하고 부드러운 슬라이딩 동작을 위하여 볼 슬라이드로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 수직이동 브라켓(230)의 전면에는 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 전방으로 절곡 또는 돌출되어 체결 돌출부(232)가 형성된다. 상기 체결 돌출부(232)의 전면에는 후술하는 프로브 체결부(240)의 체결부(242)가 회동가능하게 삽입되는 체결홈(도면에 미도시)이 형성된다.
또한 상기 체결 돌출부(232)의 양 측면에는 상기 체결홈 방향으로 관통되어플런저 설치홀(도면에 미도시)이 형성되고, 이 플런저 설치홀에 후술하는 볼 플런저(234)가 삽입되어 설치된다.
다음으로 상기 탄성 가압부(도면에 미도시)는 상기 수직 이동 브라켓(230)과 수직이동 안내부(220) 사이에 설치되며, 상기 수직 이동 브라켓(230)을 하측 방향으로 탄성력을 이용하여 가압하는 구성요소이다. 이 탄성 가압부(도면에 미도시)에의하여 상기 수직이동 브라켓(230)은 항상 일정한 탄성력에 의하여 하측으로 가압된 상태를 유지하며, 이 탄성력을 능가하는 힘이 가해지면 상기 수직이동 브라켓(230)이 상측으로 상기 수직이동 안내부(220)를 따라 이동하는 것이다.
다음으로 상기 프로브 체결부(240)는 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 상기 수직 이동 브라켓(230)의 전면에 자유회전 가능하게 결합되며, 상기 프로브(100)의 양 측면을 자유 회전 가능하게 결합시키는 구성요소이다. 즉, 상기 프로브 체결부(240) 자체는 상기 수직이동 브라켓(230)에 연직 방향으로 회전가능하게 설치되고, 상기 프로브 체결부(240)에 설치되는 초음파 프로브(100)는 수평 방향으로 회전가능하게 체결하는 것이다. 따라서 상기 프로브 체결부(240)에 체결되어 있는상기 초음파 프로브(100)는 2 방향으로 자유 회전할 수 있는 상태로 설치되며, 피검사체의 다양한 형상에 대응하여 피검사체 표면에 밀착될 수 있는 장점이 있다.
본 실시예에서 상기 프로브 체결부(240)는 구체적으로 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 프로브(100)가 진입하도록 일정 간격 이격되어 설치되는 한 쌍의 양팔부(246), 상기 한 쌍의 양팔부(246)를 연결하는 연결부(244) 및 체결부(242)를 포함하여 구성된다. 상기 한 쌍의 양팔부(246)에는 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 프로브(100)의 체결을 위한 체결홀(도면에 미도시)이 형성되며, 이 체결홀에 체결 볼트(248)가 삽입되어 상기 초음파 프로브(100)를 회동가능하게 체결한다.
한편 본 실시예에서는 상기 초음파 프로브(100)가 상기 프로브 체결부(200)에 원터치 방식으로 탈부착 가능하게 결합된다. 여기에서 '원터치 방식'이라 함은 상기 초음파 프로브(100)를 상기 프로브 체결부(200) 방향 또는 그 반대 방향으로 가압하는 한 번의 동작에 의하여 상기 초음파 프로브(100)가 상기 프로브 체결부(200)에 결합되거나 분리되는 방식을 말한다.
이렇게 상기 초음파 프로브(100)가 상기 프로브 체결부(200)에 원터치 방식으로 체결되면, 검사 과정에서 필요에 따라 상기 초음파 프로브(100)의 규격을 변경하는 경우, 단순한 하나의 동작으로 용이하게 교체할 수 있는 장점이 있다.
이를 위하여 상기 수직이동 브라켓(230)에는 전술한 바와 같이, 체결홈이 형성되고, 상기 프로브 체결부(240)의 후단에는 체결부(242)가 돌출되어 형성된다. 상기 체결부(242)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 프로브 체결부(240)의 후단에 돌출되어 그 외주면을 따라 걸림홈(241)을 가지도록 형성되며, 상기 체결홈에 삽입되는 원기둥 형상을 가진다.
그리고 전술한 바와 같이, 상기 수직이동 브라켓(230)에 형성되어 있는 플런저 설치홀을 관통하여 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 체결홈의 측부에서 진입하여 한 쌍의 볼플런저(234)들이 설치된다. 이 볼플런저(234)들에 의하여 상기 체결홈에 삽입된 상기 체결부(242)를 탄성력으로 가압하여 상기 체결부(242)가 빠져나가지 않도록 고정한다. 물론 상기 탄성력을 능가하는 힘으로 상기 프로브 체결부(240)를 당기면 원터치 방식으로 분리된다.
다음으로 상기 설치 브라켓(300)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 프로브 홀더(200)가 수평 방향으로 이동가능하게 결합되는 막대 형상의 구성요소이다. 즉, 상기 설치 브라켓(300)은 본 실시예에 따른 초음파 검사용 반자동 스캐너(1)의 중앙을 가로질러 길게 설치되며, 상기 바퀴부(400)가 그 양측에 각각 결합되고, 중앙에는 상기 프로브 홀더(200)가 수평 이동가능하게 설치된다.
본 실시예에서는 상기 설치 브라켓(300)이 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 수평 안내부(210)를 중심으로 좌우에 서로 마주보도록 대칭되게 한 쌍(310, 320)으로 설치된다. 이렇게 상기 설치 브라켓(300)이 중앙에서 분리되고, 그 사이에 상기 수평 안내부(210)가 삽입되어 설치되면, 장치 전체의 높이와 크기가 작아지고 상기 수직이동 안내부(220)가 아무런 간섭 현상 없이 용이하게 수평 이동할 수 있는 장점이 있다.
구체적으로 상기 설치 브라켓(300)은 상기 체결 돌출부(214)를 상하에서 감싸는 방식으로 상기 체결 돌출부(214)에 일단이 결합되는 구조를 가진다. 그리고 상기 설치 브라켓(300) 자체는 단면 형상이 직사각형 형상을 가지는 막대 구조를 가진다.
그리고 본 실시예에서는 이렇게 상기 수평 안내부(210)를 사이에 두고, 상기 수평 안내부(210)의 양측에 대칭되게 결합되는 한 쌍의 설치 브라켓(310, 320)의 상면을 연결하는 손잡이부(330)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 이 손잡이부(330)는 전체적으로 'ㄷ'자 형상을 가지며, 본 실시예에 따른 초음파 검사용 반자동 스캐너의 이동시에 파지할 수 있는 손잡이 역할을 함과 동시에 상기 수평 안내부(210)의 양측에 분리되어 설치되는 한 쌍의 설치 브라켓(310, 320)을 견고하게 결합시키는 기능도 수행한다.
그리고 상기 설치 브라켓(300)의 양 측면에는 상기 바퀴부(400)의 설치를 위한 나사홀 등이 다수개 형성된다.
다음으로 상기 바퀴부(400)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 설치 브라켓(300)의 전후 양 측면에 각각 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 4개가 설치된다. 본 실시예에서 상기 4개의 바퀴부(400)는 각각이 상하 방향으로 슬라이딩(sliding) 가능하게 설치되고, 또한 탄성력에 의하여 하측으로 가압된 상태를 가지므로 본 실시예에 따른 초음파 검사용 반자동 스캐너(1)가 검사하는 과정에서 울퉁불퉁한 피검사체(10) 표면을 이동하더라도 안정적으로 피검사체 표면을 이동하며 검사할 수 있는 장점이 있다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 바퀴부(400)를 구체적으로 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 수직이동 가이드(410), 수직 이동부(420), 탄성 가압부 및 바퀴(430)를 포함하여 구성할 수 있다.
먼저 상기 수직이동 가이드(410)는 상기 설치 브라켓(300)의 일 측면에 상기 설치 브라켓(300)의 길이 방향과 수직이 되도록 설치되어, 상기 수직 이동부(420)의 수직이동 방향을 안내하는 구성요소이다. 구체적으로 상기 수직 이동 가이드(410)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 설치 브라켓(300) 측면에 볼트 결합 등에 의하여 설치되는 설치 블럭(412)과 상기 설치 블럭(412)의 전면에 고정되어 상기 수직 이동부(420)에 의하여 감싸지는 형태로 설치되는 수직이동가이드(410)로 구성될 수 있다.
다음으로 상기 수직 이동부(420)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 수직 이동 가이드(410)를 감싸도록 설치되며, 상기 수직 이동 가이드(410)를 따라 슬라이딩 이동하는 구성요소이다. 구체적으로 상기 수직 이동부(420)는 상기 수직이동 가이드(410)와 결합되어 슬라이딩 이동하는 슬라이드로 구성되며, 특히, 볼 슬라이드로 구성되는 것이 안정적이고 부드러운 슬라이딩이 가능하여 바람직하다.
다음으로 상기 탄성 가압부(도면에 미도시)는 상기 수직 이동부(420)와 상기 수직 이동 가이드(410) 사이에 설치되며, 상기 수직 이동부(420)를 일정한 탄성력으로 하측 방향으로 가압하는 구성요소이다. 따라서 상기 바퀴(430)는 항상 하측으로 탄성력에 의하여 가압된 상태를 유지하며, 이 탄성력을 능가하는 힘이 작용하면 상측으로 이동하는 것이다.
다음으로 상기 바퀴(430)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 수직 이동부(420)의 측면 하단에 자유회전 가능하게 설치되는 구성요소이며, 안정적인 구동을 위하여 스틸(steel) 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편 본 실시예에 따른 초음파 검사용 반자동 스캐너(1)에서는 도 7, 8에 도시된 바와 같이, 4개의 바퀴부(400) 중 어느 하나에 엔코더(600)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 엔코더(600)는 상기 초음파 검사용 반자동 스캐너가 검사를 위하여 움직인 거리를 정확하게 측정하는 구성요소인데, 상기 바퀴(430)에 엔코더 설치부(610)에 의하여 설치되며, 정확하게 움직인 거리를 측정할 수 있고, 설치 공간을 작게 차지하는 장점이 있다.
특히, 본 실시예에서 상기 엔코더(600)는 도 7, 8에 도시된 바와 같이, 상기 4개의 바퀴(430) 중 어느 하나의 상기 바퀴(430)의 내측에 설치되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 자석부(500)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 상기 4개의 바퀴부(400) 각각에 설치되며, 상기 바퀴부(400)를 피검사체(10)에 자력에 의하여 밀착시키는 구성요소이다. 즉, 상기 4개의 자석부(500)는 4개의 각 바퀴(430)마다 설치되어, 상기 4개의 바퀴(430)를 상자성 물질로 이루어진 피검사체 표면에 밀착시키는 것이다. 이렇게 4개의 바퀴(430)가 피검사체 표면에 밀착되면, 다양한 위치에 다양한 각도로 설치되어 있는 피검사체에 대해서도 안정적으로 검사를 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 실시예에서 상기 자석부(500)는, 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 바퀴(430)의 외측면에 상기 바퀴(430)와 함께 회전하도록 바퀴 형상으로 설치되는 것이, 가장 효과적으로 상기 바퀴(430)들을 피검사체 표면에 밀착시킬 수 있어서 바람직하다.
이때 상기 자석부(500)는, 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 바퀴(430)보다 작은 직경을 가지는 원판형으로 형성되는 것이, 도 3에 도시된 바와 같이, 경사진 상태의 피검사체 표면(10)을 안정적으로 주행할 수 있어서 바람직하다.
[부호의 설명] 1 : 초음파 검사용 반자동 스케너, 100 : 초음파 프로브, 200 : 프로브 홀더, 300 : 설치 브라켓, 400 : 바퀴부, 500 : 자석부, 600 : 엔코더

Claims (5)

  1. 피검사체의 표면에 초음파를 조사하여 용접부를 검사하는 프로브;
    상기 프로브를 상기 피검사체의 표면에 밀착되도록 탄성력을 가하여 체결하는 프로브 홀더;
    상기 프로브 홀더가 수평 방향으로 이동가능하게 결합되는 막대 형상의 설치 브라켓;
    상기 설치 브라켓의 전후 양 측면에 각각 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 4개의 바퀴부;
    상기 4개의 바퀴부 각각에 설치되며, 상기 바퀴부를 피검사체에 자력에 의하여 밀착시키는 4개의 자석부;를 포함하는 초음파 검사용 반자동 스캐너.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바퀴부는,
    상기 설치 브라켓의 일 측면에 상기 설치 브라켓의 길이 방향과 수직이 되도록 설치되는 수직 이동 가이드;
    상기 수직 이동 가이드를 감싸도록 설치되며, 상기 수직 이동 가이드를 따라슬라이딩 이동하는 수직 이동부;
    상기 수직 이동부와 상기 수직 이동 가이드 사이에 설치되며, 상기 수직 이동부를 탄성력으로 하측 방향으로 가압하는 탄성 가압부;
    상기 수직 이동부의 측면 하단에 자유회전 가능하게 설치되는 바퀴;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사용 반자동 스캐너.
  3. 제2항에 있어서, 상기 자석부는,
    상기 바퀴의 외측면에 상기 바퀴와 함께 회전하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사용 반자동 스캐너.
  4. 제3항에 있어서, 상기 자석부는,
    상기 바퀴보다 작은 직경을 가지는 원판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사용 반자동 스캐너.
  5. 제1항에 있어서, 상기 프로브 홀더는,
    상기 설치 브라켓에 상기 설치 브라켓의 길이 방향과 수직되는 방향으로 설치되어 상기 프로브의 수평 이동을 안내하는 수평 안내부;
    상기 수평 안내부에 수평 이동 가능하게 수직으로 기립되어 설치되는 수직 이동 안내부;
    상기 수직 이동 안내부를 감싸도록 설치되며, 상기 수직 이동 안내부를 따라 수직 이동하는 수직 이동 브라켓;
    상기 수직 이동 브라켓과 수직이동 안내부 사이에 설치되며, 상기 수직 이동 브라켓을 하측 방향으로 탄성력을 이용하여 가압하는 탄성 가압부;
    상기 수직 이동 브라켓의 전면에 자유회전 가능하게 결합되며, 상기 프로브의 양 측면을 자유 회전 가능하게 결합시키는 프로브 체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사용 반자동 스캐너.
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