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산업설비의 다양한 결함을 검사하는 복합 초음파 위상배열 영상화 장치

B10

 특허명 :복합 다중 주파수 초음파 위상배열영상화장치 4건

Composite Ultrasonic Phased Array Imaging Device Inspecting Various Defects in Industrial Equipment

TRL7 :Pilot개발/시작품신뢰성평가

한줄 기술 요약

  • 공진 주파수가 다른 두 개의 초음파 송수신 압전소자를 활용하여 피검체의 검사영상을 출력하고, 기존의 선형 영상화 기법에서 검출이 불가능한 다양한 종류의 결함을 감시할 수 있는 영상화 장치

개발배경 및 해결과제

기존의 기법으로 찾을 수 없는 미세 균열, 닫힘 결함 등의 탐지

○ 방사선투과검사방법(기존의 검사방식)
 –
배관의 두깨가 두껍거나 특정 각도로 기울어진 경우 결함으로 표시되지 않아 검출이 어려움
작업자의 방사선 피폭의 우려


○ 초음파검사방법
(기존의 검사방식)
복잡한 형상에서 반사되는 결함신호와 형상신호를 분별하기 어려워 평가결과의 신뢰성이 낮음
미세한 결함이나 잔류응력으로 닫혀져 있는 큰 결함의 크기를 정확히 측정하기 어려움

기술의 우수성

  • 초음파를 이용한 다양한 형상의 설비에 적용 가능한 복합(선형+ 비선형)의 결함 영상 획득 방법 개발
  • 피검체의 내부로 초음파를 송신한 후, 피검체 내부에서 반사되는 초음파를 수신하여 이를 영상화하는 기술

    기술의 차별성

    – 초음파 신호로 기존의 선형 위상배열 영상 외에 피검체의 저조파 검사영상 및 비선형 고조파 검사영상을 출력할 수 있어 선형 영상화 기법이 검출할 수 없는 다양한 종류의 결함과 크기를 검사할 수 있는 효과가 있음

    – 결함에 대해 영상화를 통해 보여주므로 보다 직관적으로 결함 확인이 가능 함

    – 단일 시스템으로 구성하여 부피가 크지 않고 낮은 전압에서 구동이 가능하도록 구성하여, 산업현장의 활용성을 확대함

    기술구현

    • 초음파를 이용한 다양한 형상의 설비에 적용 가능한 복합(선형+ 비선형)의 결함 영상 획득 방법 개발

    기술구현 2

    •  위상차 배열 방식의 트랜스듀서 각각의 위상차를 가지는 초음파 신호를 송신하도록 함으로써 초음파 신호의 집중 지점을 제어- 재료 비선형성에 민감하게 반응하는 두 개의 공진주파수를 가진 초음파 변환기를 구현

    기술구현 3

    • 제어부에서 인가된 동작신호와 트랜스듀서에서 수신한 초음파 신호를 위상배열 영상을 위한 지연-합(Delay-Sum)으로 계산하여 영상으로 출력 및 고해상도 영상 구현

    활용분야

    • 비파괴 검사기술은 IT기술과의 융합 및 복합기술 등으로 기술 개발이 활발. 최근 비파괴 검사 장비는 전자화, 디지털화 영상화, 지능화 진행
    •  비파괴 검사 시장은 성숙기이나, 새로운 응용 분야를 위한 새로운 기술 개발과 비파괴 검사 서비스에 대한 수요는 지속적 으로 증가하고 있음

    관련특허

    • 해외출원특허 3건, 등록특허 1건

    시장전망

    • 세계 초음파 탐상 검사 시장은 201769260만 달러 규모의 시장에서 연평균 7.44% 성장하여, 202299160만 달러 규모까지 성장할 것으로 전망