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KR101107364B1 - 레이저 초음파 특성 측정 장치 - Google Patents

레이저 초음파 특성 측정 장치 Download PDF

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KR101107364B1
KR101107364B1 KR1020087027553A KR20087027553A KR101107364B1 KR 101107364 B1 KR101107364 B1 KR 101107364B1 KR 1020087027553 A KR1020087027553 A KR 1020087027553A KR 20087027553 A KR20087027553 A KR 20087027553A KR 101107364 B1 KR101107364 B1 KR 101107364B1
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KR
South Korea
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light
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laser
opening
light blocking
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미츠히코 사노
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도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 태양은, 측정 대상물(M)에 여기 레이저광을 조사하여 상기 측정 대상물(M)에 초음파를 여기하기 위한 송신기(12), 상기 측정 대상물(M)에 탐사 레이저광을 조사하여, 상기 측정 대상물(M)로부터의 상기 탐사 레이저광의 반사광을 수광하여 상기 초음파를 검출하기 위한 수신기(14), 상기 측정 대상물(M)을 통과시키는 제1 개구(16a)를 가지며, 상기 측정 대상물(M)을 수용하도록 작동가능한 차광 구조물(16), 및 상기 제1 개구(16a)를 커버 및 개방하도록 작동가능한 커버(18)를 구비한다.
차광 구조물, 커버, 차광판, 개구, 산란광, 검출기, 셔터, 이송 롤러, 송출기, 수취기, 반출기, 이동기

Description

레이저 초음파 특성 측정 장치 {LASER ULTRASONIC PROPERTY MEASUREMENT APPARATUS}
본 발명은 측정 대상물의 표면에 레이저광을 조사함으로써 측정 대상물 내에 초음파를 여기(excite)하여, 측정 대상물 내에서 전파되는 초음파의 파형 변화를 검지하고, 이것에 기초하여 측정 대상물의 특성을 측정하는 장치에 관한 것이다.
종래, 금속의 결정 입자 크기(grain size)와 같은 특성을 측정하는 방법으로서, 레이저 초음파 특성 측정 방법이 공지되어 있다.
이 레이저 초음파 특성 측정 방법은, 측정 대상물에 레이저광을 조사하여 측정 대상물 내에 초음파를 여기하고, 이 초음파가 측정 대상물 내에서 전파될 때의 그러한 초음파의 파형 변화를 계측함으로써 측정 대상물의 특성을 측정한다.
상술한 측정 방법의 원리를 도13을 참조하여 설명한다. 측정 대상물(M)(통상 금속)의 관찰면에 여기 레이저 광원(82)으로부터 펄스 레이저광을 조사하여 측정 대상물(M)에 소규모 폭발(또는 애블레이션(ablations))을 일으킴으로써, 대상물(M) 내에 펄스형 초음파를 발생시킨다. 이 초음파는, 측정 대상물(M) 내에서 전파되면서 감쇠되고, 측정 대상물(M)의 반대면에 미세한 진동으로서 나타난다. 이 반대면에 대해 탐사(probing) 레이저 광원(84)으로부터 탐사 레이저광을 조사하고, 그 반사광과 기준광 사이에 간섭계(86)로 간섭을 발생시킴으로써, 측정 대상물(M)의 반대면에 나타난 미세 진동을 전압 신호로서 읽어들일 수 있다. 이 전압 신호가 컴퓨터(88)에 입력되고, 파형 해석에 의해, 결정 입자 크기, 영률(Young's modulus), 랭크포드 값(Lankford value) 등이 얻어진다.
이와 같이, 레이저 초음파 특성 측정 장치를 사용함으로써, 측정 대상물의 특성을 비접촉 방식으로 측정할 수 있으며, 측정 대상물이 고온인 경우에도 측정이 가능하다.
또한, 레이저 초음파 특성 측정 장치는 대상물(M) 내에 수십 내지 수백 MHz의 고주파로 초음파 진동을 여기할 수 있으며, 특히 압연 강판(rolled steel plate)의 결정 입자 크기를 측정하는 경우에 바람직하다.
그런데, 상술한 바와 같은 레이저 초음파 특성 측정 장치에서는, 여기 레이저광을 측정 대상물에 조사하여 측정 대상물의 표면에 소규모의 폭발(또는 애블레이션)을 여기시키기 위해, 또한 탐사 레이저광을 측정 대상물에 조사하여 간섭계에 의한 측정을 가능하게 하기 위해, 충분한 강도를 갖는 레이저광을 사용할 필요가 있다. 특히, 여기 레이저광을 방출하기 위한 레이저 장치로서는, JIS[일본 공업 규격 C 6802(1991) "레이저 제품에 대한 방사 안전 기준"]에도 규정한 클래스4 이상의 고출력 레이저 장치여야 한다.
이러한 고출력 레이저 장치를 사용하기 위해서는, 작업자의 안전을 확보하기 위해 무엇보다도 레이저의 산란광 및 반사광의 강도를 충분히 감소시켜야 한다. 따라서, 종래의 레이저 초음파 특성 측정 장치는, 대부분의 경우, 밀폐된 무인 실험실 내에서 원격 조작으로 사용되고 있으며, 예를 들어 압연 강판의 제조 라인에서의 사용은 사실상 불가능했다.
밀폐된 실험실 이외에서 레이저 초음파식 장치를 사용하는 방법으로서, 일본 특허 공개공보 제2004-101189호에 기재된 결함 검사 방법이 있다. 이 검사 방법에서는, 차광(light blocking) 커버를 사용하여 레이저광의 광로 및 피조사부를 간단히 커버함으로써 작업자의 안전을 확보하고 있다.
그러나, 이 방법의 적용에 있어서는, 차광 커버를 측정 대상물에 밀착시켜야 하는 경우, 금속을 압연 가공하기 위한 제조 라인 등은, 측정 대상물이 고온일 수 있고, 측정 대상물이 이동할 수 있으며, 측정 대상물의 표면이 평탄하지 않은 경우도 있을 수 있기 때문에 밀착을 유지하기가 곤란하며, 결국 레이저의 산란광, 반사광 등이 누설되는 문제를 겪을 수 있다.
추가로, 측정 대상물과 차광 커버가 밀착됨으로 인해, 측정 대상물의 표면에 흠(surface flaws)이 발생되고, 측정 대상물의 온도가 저하되며, 차광 커버가 마모되는 단점이 초래된다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것이며, 그 목적은, 차광 커버를 측정 대상물에 밀착시킬 필요없이, 측정 대상물의 출입을 용이하게 행할 수 있는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 측정 대상물이 차광 구조물보다 큰 경우에도 누설되는 레이저의 산란광 또는 반사광의 강도를 충분히 감소시킬 수 있는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 태양은, 측정 대상물(M)에 여기 레이저광을 조사하여 상기 측정 대상물(M)에 초음파를 여기하도록 구성된 송신기(12, 32); 상기 측정 대상물(M)에 탐사 레이저광을 조사하여, 상기 측정 대상물(M)로부터의 상기 탐사 레이저광의 반사광을 수광하여 상기 초음파를 검출하도록 구성된 수신기(14); 상기 측정 대상물(M)을 통과시키는 제1 개구(16a, 26a, 36a, 46a, 47a)를 가지며, 상기 측정 대상물(M)을 수용하도록 구성된 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47); 및 상기 제1 개구(16a, 26a, 36a, 46a, 47a)를 커버 및 개방하도록 구성된 커버(18)를 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
추가로, 본 발명의 제2 태양은, 제1 태양에 있어서, 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)은, 상기 제1 개구(16a, 26a, 36a, 46a, 47a)의 개방 방향에 직교하는 방향으로 배향된 적어도 하나의 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b), 및 상기 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b)와 상기 여기 레이저광이 조사될 위치 사이에 배치되는 적어도 하나의 차광판(P1 내지 P4)을 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 제3 태양은, 제2 태양에 있어서, 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)의 길이(L) 및 상기 차광판(P1 내지 P4)과 상기 측정 대상물(M) 사이의 제1 간극 거리(h)가 상기 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b)로부터 직접 누설되는 산란광의 강도, 상기 측정 대상물(M)의 두께, 및 상기 측정 대상물(M)의 휘어짐량에 기초하여 결정되고, 상기 차광판(P1 내지 P4)의 위치는 상기 제1 간극 거리(h)와, 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)과 상기 측정 대상물(M) 사이의 제2 간극 거리(H)의 비율에 기초하여 결정되는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 제4 태양은, 제1 태양 내지 제3 태양 중 어느 하나에 있어서, 상기 커버(18)가 상기 제1 개구에 대해 개방되어 있는 것을 검출하여 검출 신호를 송출하도록 구성된 검출기(S), 및 상기 검출 신호를 수신하여 상기 여기 레이저광이 방출되는 것을 방지하도록 구성된 셔터(13)를 더 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 제5 태양은, 제1 태양 내지 제4 태양 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기(32)는 상기 차광 구조물(36)에 대해 감합되도록 고정되어 구성되는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 제6 태양은, 제1 태양 내지 제5 태양 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)은 측정 대상물(M)을 이송하도록 구성된 이송 롤러(46c)를 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 제7 태양은, 제2 태양 내지 제6 태양 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)에 제공되는 두 개의 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b); 상기 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b)의 한쪽에 대면하여 배치되고 상기 측정 대상물(M)을 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)로 송출하도록 구성된 송출기(52); 및 상기 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b)의 다른쪽에 대면하여 배치되고, 상기 송출기(52)와 함께, 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)로부터 송출되는 상기 측정 대상물(M)에 장력을 제공하도록 구성된 수취기(acceptor)(54)를 더 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 제8 태양은, 제7 태양에 있어서, 상기 송출기(52)는 상기 측정 대상물(M)을 압연하는 기능도 갖도록 구성되는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 제9 태양은, 제7 태양 또는 제8 태양에 있어서, 상기 수취기(54)는, 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)로부터 송출되는 측정 대상물(M)을 권취하도록 구성된 권취기(winder)(54)를 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 제10 태양은, 제1 태양 내지 제7 태양 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 개구(16a, 26a, 36a, 46a, 47a) 방향으로 측정 대상물(M)을 압출하도록 구성된 반출기(unloader)(5)를 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 제11 태양은, 제1 태양 내지 제8 태양 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 개구(16a, 26a, 36a, 46a, 47a)의 개방 방향과 반대의 방향으로 측정 대상물을 이동시키도록 구성된 이동기(mover)(7)를 더 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 차광 구조물과 측정 대상물을 밀착시킬 필요가 없으며, 따라서 측정 대상물의 출입이 용이한 레이저 초음파 특성 측정 장치가 제공된다. 또한, 측정 대상물이 차광 구조물보다 큰 경우에도 누설되는 레이저의 산란광 또는 반사광의 강도를 충분히 감소시킬 수 있는 레이저 초음파 특성 측정 장치를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치의 개략도이다.
도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치의 개략도이다.
도3의 (a)는 여기 레이저광, 반사광, 및 산란광이 조사되는 측정 대상물의 개략도이며, 도3의 (b)는 도2에 도시된 레이저 초음파 특성 측정 장치의 차광판의 입면도이고, 도3의 (c)는 산란광의 광로를 도시하는 개략도이다.
도4는 도2에 도시된 측정 장치의 차광판의 위치결정을 설명하는 도면이다.
도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치의 일부를 도시하는 개략도이다.
도6의 (a)는 제3 실시예의 변형에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치를 도시하는 단면도이며, 도6의 (b)는 감합 길이(fit-in length)를 설명하는 도면이다.
도7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치를 도시하는 개략도이다.
도8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치를 도시하는 개략도이다.
도9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치를 도시하는 개략도이다.
도10은 도9에 도시된 레이저 초음파 특성 측정 장치의 A-A 단면의 단면도이다.
도11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치를 도시하는 개략도이다.
도12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치를 도시하는 개략도이다.
도13은 레이저 초음파 특성 측정 장치의 원리를 설명하는 개략도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들에서, 유사한 부재 또는 요소에는 유사한 참조부호를 병기하고, 이들에 관한 중복되는 설명은 생략한다. 모든 첨부도면은 단지 개별 실시예에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치를 개략적으로 도시하고 있는 것이다. 따라서, 각 구성요소간의 비율 등이 항상 실제 설계대로 도시되지는 않음에 유의해야 할 것이다.
(제1 실시예)
도1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 초음파 특성 측정 장치(이하, 간단히 측정 장치라 함)의 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 측정 장치(10)는, 송신기(12), 수신기(14), 차광 구조물(16), 및 커버(18)를 구비한다.
송신기(12)는 측정 대상물(M)[이하, 대상물(M)로 지칭]에 여기 레이저광을 조사하여 대상물(M) 내에 초음파를 여기시킨다. 송신기(12)는, 도1에 도시된 바와 같이, 레이저 광원(12a), 광학계(12b), 및 출사 창(shooting window)(12c)을 포함한다. 레이저 광원(12a)은, 여기 레이저광으로서, 대상물(M)의 관측면에서 애블레이션을 발생시키기에 충분한 에너지를 갖는 펄스 레이저광을 방출한다. 레이저 광원(12a)은, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 YAG(yttrium aluminum garnet) 레이저 장치(파장 1,064nm)일 수 있다. 광학계(12b)는 레이저 광원(12a)으로부터 방출되는 여기 레이저광의 통과를 허용하며, 또한 그 빔 직경 및 조사 방향을 조정한다. 구체적으로, 빔 직경은 특히 레이저 광원(12a)의 용량(에너지) 및 대상물(M)의 표면 상태에 따라 결정된다. 광학계(12b)를 통과한 레이저광은 출사 창(12c)을 통해서 차광 구조물(16) 내로 방출된다.
수신기(14)는 대상물(M)에 탐사 레이저광을 조사하고, 대상물(M)로부터 탐사 레이저광의 반사광을 수광하여 초음파를 검출한다. 수신기(14)는 레이저 광원(14a), 간섭계(14b), 및 출사 창(도시되지 않음)을 포함한다. 레이저 광원(14a)은 탐사 레이저광으로서 연속 레이저광을 방출한다. 레이저 광원(14a)은, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 YAG 레이저 장치일 수 있다. 탐사 레이저광의 강도가 높을수록 대상물(M)에 여기되는 초음파를 더 분명하게 검출할 수 있으며, 레이저 광원(14a)은, 대상물(M)의 반대면에서 애블레이션을 초래하지 않는 범위에서 강도 높은 레이저광을 방출하는 것이 바람직하다. 간섭계(14b)로는, 탐사 레이저광이 조사되는 면[대상물(M)의 반대면]이 거칠어도 안정적으로 측정할 수 있으며, 주파수 특성이 우수한 Fabry-Perot 간섭계, 또는 광굴절 결정을 사용한 2파장 혼합식 간섭계를 포함하는 다양한 간섭계가 사용될 수 있다. 수신기(14)의 출사 창은 탐사 레이저광의 통과 및 그 반사광의 통과를 허용하도록 구성되어 있다.
차광 구조물(16)은 그 내부에 대상물(M)을 수용하도록 금속으로 상자 형태로 형성된다. 차광 구조물(16)은 용접, 주조, 단조 또는 성형과 같은 방법에 의해 형성될 수 있다. 또한, 차광 구조물(16)은 대상물(M)이 이를 통해서 반입(搬入:load) 또는 반출(搬出:unload)되는 개구(16a), 송신기(12)의 출사 창(12c)과 합치되는 관통 구멍(도시되지 않음), 수신기(14)의 출사 창과 합치되는 관통 구멍(도시되지 않음)을 갖는다. 이들 관통 구멍은 각각의 레이저광의 통과를 허용하며, 또한 수신기(14)가 반사광을 집광하는 것을 방해하지 않는 한 가능한한 작은 것이 바람직하다. 또한, 도1에 도시된 바와 같이, 송신기(12) 및 수신기(14)를 차광 구조물(16)에 직접 부착하는 것은, 레이저광의 누설을 방지하는 관점에서 보다 바람직하다. 추가로, 차광 구조물(16)의 내면은, 여기 레이저광 및 탐사 레이저광의 반사를 방지하기 위해, 이들 레이저광의 파장에서의 반사율이 낮도록 처리되는 것이 더 바람직할 수 있다. 구체적으로, 상기 내면은 흑색으로 페인팅되면 유용할 수 있다.
커버(18)는 개구(16a)를 커버할 수 있도록 구성되며, 차광 구조물(16)의 개구(16a)의 상방에 설치된 힌지 조인트(도시되지 않음)에 의해 개방될 수 있다. 커버(18)는 폐쇄 상태에서는 차광 구조물(16) 내부로부터 레이저광이 외부로 누설되는 것을 방지하고, 개방 상태에서는 차광 구조물(16)의 개구(16a)를 통한 대상물(M)의 반입 및 반출을 허용하도록 구성된다. 커버(18)는 수동으로 또는 자동으로 개폐될 수 있다. 제1 실시예에서 커버(18)는 개구(16a)의 상방에 설치된 힌지 조인트를 중심으로 수직으로 선회하도록 구성되어 있지만, 수평 방향으로 선회할 수도 있음을 유의해야 한다. 또한, 커버(18)는 단일 패널로만 구성되지 않고, 2장 이상의 플레이트로 구성될 수도 있다. 이 경우에는, 대상물(M)의 크기에 따라, 복수의 패널의 일부만을 개폐가능하게 할 수 있다. 또한, 커버(18)는 2장의 플레이트로 구성되는 더블 스윙 패널일 수도 있다. 추가로, 힌지 조인트를 사용하는 대신에, 수평 방향 또는 수직 방향으로 슬라이드됨으로써 개폐될 수도 있다.
또한, 수신기(14)에는 컴퓨터(도시되지 않음)가 전기적으로 접속되며, 수신기(14)에서 검출된 초음파 파형의 전압 신호에 기초하여, 파형 해석이 이루어져, 결정 입자 크기, 영률, 랭크포드 값 등이 얻어진다.
상기 구성에 의하면, 송신기(12)로부터 대상물(M)의 관측면에 여기 레이저광으로서의 펄스 레이저광이 조사되어, 대상물(M)의 관측면에서 소규모 폭발이 초래되며, 이로 인해 대상물(M) 내에 초음파가 여기된다. 이 초음파는, 대상물(M) 내에 전파되고, 감쇠되며, 그 반대면에 미세한 진동으로서 나타난다. 한편, 대상물(M)의 반대면에는 수신기(14)로부터 탐사 레이저광으로서의 연속 레이저광이 조사된다. 조사된 레이저광의 반사광은, 수신기(14)의 간섭계(14a)에 의해 기준광과 간섭을 일으키며, 대상물(M)의 반대면에 나타난 미세 진동이 전압 신호로서 샘플링된다. 그 후, 이 전압 신호가 해석되어, 특히 대상물(M)의 결정 입자 크기, 랭크포드 값 등이 얻어진다.
제1 실시예에 따른 측정 장치(10)에 의하면, 개구(16a)를 갖는 차광 구조물(16)과, 개구(16a)를 커버하는 커버(18)에 의해, 대상물(M)에 조사되어 반사되거나 산란되는 레이저광이 외부로 누설되는 것이 방지되며, 따라서 작업자의 안전을 확보할 수 있다. 이 측정 장치(10)는, 커버(18)가 개방되도록 작동가능하고, 따라서 차광 구조물(16)의 개구(16a)를 통해서 대상물(M)이 용이하게 반입 및 반출될 수 있다는 이점을 갖는다. 추가로, 특히 레이저광의 광로 및 조사부만을 차광 부재로 커버하는 것과 달리, 대상물(M)에 밀착되는 부재가 필요없다. 따라서, 대상물(M)의 표면에 흠이 발생되거나, 그 표면이 마모되는 것 등을 방지할 수 있다. 또한, 송신기(12)와 대상물(M) 사이의 간극 거리를 길게 할 수 있으므로, 예를 들어 대상물(M)이 고온이어도 측정할 수 있다.
특히 압연 강판의 결정 입자 크기를 측정하기 위해서는, 대상물(M) 내에 수십 내지 수백 MHz의 고주파의 초음파 진동을 여기하는 것이 바람직하고, 이 관점에서, 초음파의 여기 및 수신을 위해서는 레이저광을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 측정 환경 및 측정 사항에 따라, 송신 또는 수신을 위해 압전형 또는 전자(電磁)형 초음파 발생 소자 또는 각종 초음파 송수신 수단을 사용하는 것도 가능하다.
제1 실시예의 측정 장치(10)에서는 송신기(12)와 수신기(14)가 수직 관계로 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않으며, 양자를 나란히 배치하고 그 사이에 대상물을 개재시킬 수도 있음에 유의해야 한다. 추가로, 동일 면에 여기 레이저광과 탐사 레이저광이 조사되도록 수신기(14)를 배치할 수도 있다.
(제2 실시예)
도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 측정 장치의 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 측정 장치(20)는 송신기(12), 수신기(14), 차광 구조물(26), 및 커버(18)를 구비한다. 차광 구조물(26)은, 차광 구조물(16)의 개구(16a)에 대응하는 개구(26a) 외에 추가적인 다른 개구를 갖는다는 점에서, 제1 실시예의 차광 구조물(16)과 다르다. 즉, 차광 구조물(26)은, 개구(26a)의 양단에 배치되고 개구(26a)의 개방 방향에 직교하는 방향으로 배향되는 개구(26b)를 갖는다. 개구(26b)는 대상물(M)이 차광 구조물(26)에 접촉하지 않고 통과할 수 있는 치수를 가지며, 도2로부터 명백한 바와 같이, 개구(26b)를 통해서 대상물(M)이 반입 및 반출될 수 있다.
이 차광 구조물(26)은 도3의 (b)에 도시된 바와 같이, 대상물(M)에 조사되는 레이저광의 조사점(irradiated point)과 개구(26a) 사이에, 산란광의 진행 방향을 가로지르도록, 구체적으로, 본 실시예에서는 차광 구조물(26)에서의 대상물(M)이 배치되는 표면에 대해 직각으로 배치되는 복수의 차광판(P1 내지 P4)을 구비한다. 이들 차광판(P1 내지 P4)은, 여기 레이저광(I)의 산란광, 및 반사광을 감쇠적으로 반사시키는 기능을 갖고 있다.
이제, 여기 레이저광(I)의 산란광에 대해 도3의 (a) 내지 도3의 (c)를 참조하여 설명한다.
도3의 (a)에 도시된 바와 같이, 여기 레이저광(I)이 대상물(M)의 상방으로부터 조사점(A)에 수직하게 조사되면, 화살표로 표시된 바와 같이 반사광(R)과 산란광(S)이 발생한다. 화살표의 길이는 대체로 반사광(R) 및 산란광(S)의 강도를 나타내고 있다. 산란광(S)의 강도는 대상물(M)의 조도(粗度: roughness)와 같은 표면 상태에 따라 변화되지만, 일반적으로는 산란각(θ)[대상물(M)의 표면에 대한 각도]이 작을수록 감소된다. 즉, 여기 레이저광(I)의 강도를 I0으로 하면, 산란광의 강도(IS)는 아래의 수학식 1로 표시된다.
Figure 112008077767398-pct00001
도3의 (b)는 조사점(A)으로부터의 산란광들이 진행하는 광로들의 예를 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 산란광(S1 내지 S4)은 각각 차광판(P1 내지 P4)에 입사하여 반사되고, 그후 반사가 여러번 반복된다. 또한, 도3의 (b)에 광로 C로 표시되는 산란광은, 어떠한 차광판에 의해서도 반사되지 않고 외부로 직접 누설된다. 여기에서, 차광 구조물(26)의 길이(L)[여기 레이저광(I)의 입사점으로부터 차광 구조물(26)의 개구(26b) 까지의 길이]를 길게 하고 차광판(P1 내지 P4)과 대상물(M) 사이의 간극 거리(h)를 작게 하면, 산란각(θ)이 작고 강도가 작은 산란광만이, 광로 C를 따라서 외부로 누설되기 때문에, 외부로 누설되는 산란광의 강도를 현저히 작게 할 수 있다. 이와 관련하여, 간극 거리(h)는 적어도 대상물(M)이 접촉하지 않는 특정 치수 범위 내에서 설정되어야 한다. 따라서, 간극 거리(h)는 무엇보다 대상물의 판 두께 및 판 휘어짐량을 고려하고, 이것에 더하여 여유값(margin)을 더한 값으로 한다. 즉,
Figure 112008077767398-pct00002
도면에 도시된 바와 같이, 이는 제2 실시예에서 개구(26b)의 높이와 동일하다.
다음으로, 차광 구조물(26)의 길이(L)는, 직접 외부로 누설되는 산란광의 강도가 충분히 작아지도록, 즉 다음 수학식을 만족하도록 결정된다.
Figure 112008077767398-pct00003
여기에서, IUL은 직접 외부로 누설되는 것이 허용되는 산란광 강도의 상한치이며, 측정 장치(20)의 설치 상태 및 운용 상태에 의해 결정되는 값이고, θMAX는 직접 외부로 누설되는 것이 허용되는 산란광과 대상물(M) 사이에 정의되는 각도의 최대치이다.
이것을 θ에 대해 풀면 수학식 4가 얻어진다.
Figure 112008077767398-pct00004
이 θMAX는 수학식 5에 의해 차광 구조물의 길이(L)를 결정하는데 사용될 수 있다.
Figure 112008077767398-pct00005
이와 관련하여, 길이(L)는 측정 장치(20)의 설치 상태, 제조 비용 등을 고려하여 결정될 수 있다.
도4는 차광판(P1 내지 P4)의 설치 위치를 결정하는 방법의 일 예를 설명하는 도면이다. 점 A로부터의 산란광 중에서, 산란각이 범위φ5에 속하는 산란광(S), 및 반사광(R)은 차광판(P1 내지 P4)에는 닿지 않지만, 진행 방향이 거의 상방이므로, 차광 구조물(26)의 내부 영역과 대상물(M)의 사이에서 반사를 반복하고, 점차 흡수되며, 그 강도가 충분히 저감된다. 산란각이 범위φ1에 속하는 산란광은, 전술한 바와 같이, 길이(L)와 간극 거리(h)의 조정에 의해 강도가 충분히 저감되므로, 차광판에 닿지 않고 외부로 방출되어도 문제되지 않는다.
한편, 산란각이 범위φ2 내지 φ4에 속하는 산란광은, 후술되는 바와 같이 배치되는 차광판(P1 내지 P4)에 닿아서 진행 방향이 변하고, 반복하여 반사되며, 따라서 그 강도가 충분히 저감된다.
도4에서, 차광판(P4)은, 식(5)에 의해 결정되는 L에 대응하는 위치, 즉 차광 구조물(26)의 개구 단부에 설치된다. 차광판(P4)은 차광 구조물(26)의 일부를 구성하고 있다. 차광판(P4)은, 산란각이 범위φ1보다 큰 범위φ2에 속하는 산란광을 반사할 수 있어서, 개구(26b)와 반대의 방향들로 진행시킬 수 있다. 따라서, 이러한 산란광은 여러 번 반사되어 그 강도가 저감된다.
그 다음으로, 차광판(P3)은, 산란각이 범위φ3에 속하는 산란광을 반사할 수 있도록 위치 x1(도4)에 설치된다. 위치 x1은, 삼각형의 상사(相似) 관계로부터 용이하게 계산될 수 있으며, 수학식 6으로 주어진다.
Figure 112008077767398-pct00006
여기에서, L은 전술한 차광 구조물(26)의 길이이고, H는 차광 구조물(26)의 내부 높이이며, h는 차광판(P1 내지 P4)과 대상물(M) 사이의 간극 거리이다.
마찬가지로, 차광판(P2)의 위치 x2는, 산란각 범위φ4에 속하는 산란광을 반사시켜 개구(26b)와 반대 방향으로 진행시킬 수 있는 위치에 설치된다. 차광판의 위치 x2는 수학식 7에서 얻어진다.
Figure 112008077767398-pct00007
차광판(P1)의 위치 x3도 마찬가지로, 수학식 8로 주어진다.
Figure 112008077767398-pct00008
개구 단부들 외에는 차광판을 갖지 않는 차광 구조물의 구성으로는, 도3의 (c)에 광로 S10과 S11로 도시된 바와 같이, 조사점(A)으로부터의 산란광(특히, 산란각이 범위φ3 내지 φ4에 속하는 산란광)이 차광 구조물(26)의 내면과 대상물(M) 사이에서 비교적 적은 횟수(예를 들면, 1회 내지 2회)로 반사되어 개구에 도달하므로, 강도가 충분히 감쇠되지 않은채로 산란광이 외부로 방출되어, 작업자의 안전을 위협하게 된다. 그러나, 제2 실시예에 따른 측정 장치(20)에 의하면, 산란광이 개구(26b)로부터 누설된다고 해도, 차광판(P1 내지 P4)에 의해 강도가 충분히 감쇠되고 있으므로, 작업자의 안전이 확보된다.
도3 및 도4를 참조하여, 4개의 차광판 세트의 경우를 설명했지만, 산란광을 보다 효과적으로 감쇠시키기 위해 차광판의 개수를 이보다 많게 할 수도 있다. 차광판의 개수는, 사용될 여기 레이저광의 강도, 비용 등을 고려하여, 적절히 결정되어야 함은 물론이다.
제2 실시예에 따른 측정 장치(20)에 의하면, 커버(18)에 의해 커버되는 개구(26a)의 개방 방향에 직교하는 방향으로 개방되는 개구(26b)가 차광 구조물(26)에 설치되어 있으므로, 이를 통해서 대상물(M)을 반입, 반출할 수 있으며, 또한 긴 대상물(M)도 절단하지 않고 측정할 수 있다. 또한, 개구(26b)에는 커버(18)에 상당하는 부재가 설치되어 있지 않지만, 차광 구조물(26) 내에서 개구(26b)와 광로 구멍(12c) 사이에 차광판(P1 내지 P4)이 설치되어 있으며, 이들에 의해 산란광이 여러번 반사되고, 그 강도가 감쇠하므로, 외부로의 산란광 누설을 충분히 저감할 수 있다.
또한, 제2 실시예에서는 한 쌍의 개구(26b)가 설치되는 경우를 예시했지만, 개구(26b)는 하나일 수도 있다. 이 경우에도, 여기 레이저광의 조사점과 개구(26b) 사이에 설치되는 복수의 차광판에 의해, 외부로 누설되는 산란광의 강도를 충분히 저감할 수 있다.
(제3 실시예)
제3 실시예에 따른 측정 장치는, 송신기 및 차광 구조물이 일부 변경되어 있는 점을 제외하고, 제1 실시예의 측정 장치(10)와 동일하게 구성되어 있다. 도5는 이 변경 사항을 중심으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 측정 장치의 일부를 도시하는 개략도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 송신기(32)는 돌출부(32a)를 가지며, 차광 구조물(36)은 오목부(36e)를 갖는다. 돌출부(32a)는 중공 원통 형상을 가지며, 그 내부를 통해서 여기 레이저광이 출사된다. 오목부(36e)는 원형이며, 그 내경은, 돌출부(32a)가 오목부(36e)에 삽입되었을 때 송신기(32)가 과도한 유격 없이 고정되도록 조정된다. 오목부(36e)의 바닥의 대략 중앙에는, 송신기(32)로부터의 여기 레이저광이 통과하기 위한 관통 구멍(36c)이 설치되어 있다.
이러한 구성에 의해, 송신기(32)는 그 돌출부(32a)가 오목부(36e)에 삽입되어 차광 구조물(36)에 고정되며, 여기 레이저광은 돌출부(32a)의 내부 및 관통 구멍(36c)을 통해서 대상물에 조사된다.
송신기(32)는 돌출부(32a)를 구비하고 있는 점을 제외하고, 송신기(12)와 동일하게 구성되어 있음에 유의해야 한다. 또한, 차광 구조물(36)은 오목부(36e)를 갖고 있는 점을 제외하고, 개구(36a)와 개구(36b)(도6의 (a))가 제공됨을 포함하여, 차광 구조물(16) 또는 차광 구조물(26)과 동일한 구성을 갖는다.
도6의 (a)에 도시된 바와 같이, 차광 구조물(36)은 오목부(36e) 대신에, 돌출부(32a)가 감합되는 관통 구멍(36f)을 구비할 수도 있다. 이 경우, 돌출부(32a) 또는 관통 구멍(36f)에 있어서, 감합 길이(D)(도6의 (b) 참조)는, 송신기(32)로부터의 여기 레이저광이 대상물(도시되지 않음)에 조사되면, 반사광 또는 산란광(S)이, 돌출부(32a)와 구멍(36f) 사이의 간극에서 여러번 반사되어, 소망의 강도 이하로 저감되도록 결정된다. 산란광의 강도는 대상물의 표면 조도, 산란 방향 등에 따라 변화하므로, 미리 실험을 통해서 적절한 감합 길이(D)를 구해두면 바람직하다. 길이(D)의 조정을 위해, 도6의 (b)에 도시된 바와 같이, 차광 구조물(36)에 환형 돌출부(또는 슬리브)(36d)가 제공될 수도 있다.
상기 구성에 의해, 송신기(32)를 차광 구조물(36)에 용이하게 고정할 수 있다. 또한, 차광 구조물(36)과는 독립적으로, 대상물(M)과 송신기(32)의 간극 거리를 조정할 수도 있고(도6의 (a)에서의 이중 화살표), 송신기(32)의 광학계(도시되지 않음)의 조정에 의하지 않고서, 예를 들면, 초점 거리를 조정할 수 있다. 추가로, 돌출부(32a)가 오목부(36e) 또는 관통 구멍(36f)에 대해 적절한 유격을 가짐으로써, 차광 구조물(36)에 발생하는 기계적 진동으로부터 송신기(32)를 보호할 수 있다.
또한, 전술한 설명에서는 돌출부(32a)가 중공 원통형이고 오목부(36e)가 원형이었지만, 이러한 형상에 한정되는 것은 아님에 유의해야 한다. 양자가 적절히 감합되는 한, 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 돌출부(32a)는 중공형에 한정되지 않으며, 레이저광의 통과를 허용하는 관통 구멍을 갖는 한, 중실형(solid)이어도 좋다. 구성에 있어서, 차광 구조물(26)에 제공된 돌출부와 송신기(12)에 제공된 오목부 또는 관통 구멍 간에 감합될 수도 있다. 즉, 돌출부와 오목부 중 하나가 송신기(32)에 설치되고 돌출부와 오목부 중 다른 하나가 차광 구조물(36)에 설치되어, 송신기(32)와 차광 구조물(36)이 요철 감합(concavo-convex fit)에 의해 상호 고정될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 실시예에서 수신기(14)에 돌출부(32a)를 설치하고, 차광 구조물(16)의 반대면에 오목부 또는 관통 구멍을 설치하는 것도 가능하다.
(제4 실시예)
도7은, 본 발명의 제4 실시예에 따른 측정 장치를 도시하는 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따른 측정 장치(40)는, 송신기(12), 수신기(14), 차광 구조물(46), 및 커버(18)를 구비한다. 차광 구조물(46)은, 제2 실시예에서의 차광 구조물(26)의 개구(26a)에 상당하는 개구(46a)와, 개구(26b)에 상당하는 개구(46b)를 갖고 있다. 추가로, 차광 구조물(46)은 복수의 이송 롤러(46c)를 갖는다. 이송 롤러(46c)는 수동으로 또는 전동으로 회전가능하며, 대상물(M)을 지지하는 동시에, 롤링 작용에 의해 대상물(M)을 이동시킬 수 있다. 이송 롤러(46c)는 수신기(14)로부터 방출되는 탐사 레이저광 및 그 반사광의 광로와 간섭하지 않도록 배치된다. 이송 롤러(46c)는 공기압(pneumatic pressure), 유압(hydraulic pressure) 등에 의해 구동될 수도 있음에 유의해야 한다.
측정 장치(40)에 의하면, 개구(46a)를 통해서 대상물(M)을 반입, 반출할 수 있으며, 또한 이송 롤러(46c)에 의해 한쪽 개구(46b)에서 다른쪽 개구로 이동되는 대상물(M)에 대해 복수의 측정점에서 측정을 수행할 수 있다. 또한, 무엇보다도, 개구(46a)로부터 대상물(M)을 반입하거나, 반출하는 것도 가능하다. 특히, 이송 롤러(46c)에 의해 대상물(M)을 이송하고 있을 때, 어떤 이유로 대상물(M)을 개구(46b)로부터 꺼낼 수 없게 되면, 개구(46a)로부터 대상물(M)을 방출하게 되는 유용한 서비스가 제공될 수 있다.
(제5 실시예)
도8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 측정 장치를 도시하는 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제5 실시예에 따른 측정 장치(50)는, 송신기(12), 수신기(14), 차광 구조물(46), 커버(18), 압연기(roller)(52), 및 권취기(54)를 구비한다. 압연기(52)는, 한쪽 개구(46b)에 대면하는 위치에 배치되고, 예를 들면 고온의 강철 슬래브(slab) 또는 빌렛(billet)을 압연하여 압연 스트립(rolled strip)을 형성하며, 이것을 차광 구조물(46) 내로 송출한다. 차광 구조물(46) 내에서는, 이송 롤러(46c)에 의해 압연 스트립이 다른쪽 개구(46b)로 송출된다. 권취기(54)는, 다른쪽 개구(46b)에 대면하는 위치에 배치되며, 차광 구조물(46)을 빠져나온 압연 스트립을 롤 형태로 권취한다.
이러한 구성에 의하면, 압연 강판의 제조 중에, 결정 입자 크기 등을 측정할 수 있다. 또한, 권취기(54)나 압연기(52) 또는 양자의 구동 속도를 조절함으로써, 차광 구조물(46)을 통과하는 압연 스트립에 적당한 장력을 제공하여, 원활한 송출이 가능해진다. 또한, 적당한 장력이 주어지면, 대상물(M) 내에서 초음파가 양호하게 전파되는 효과가 제공된다.
상기 권취기(54)를 핀치 롤러로 대체할 수도 있으며, 권취기(54)와 개구(46b) 사이에, 추가적인 핀치 롤러를 배치할 수도 있다. 이 경우, 핀치 롤러에 의해 압연 스트립의 장력이 조절된다.
(제6 실시예)
도9는, 본 발명의 제6 실시예에 따른 측정 장치를 도시하는 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제6 실시예에 따른 측정 장치(60)는, 제5 실시예에 따른 측정 장치(50)에 반출기(unloader)(5)가 부가된 구성을 갖는다. 반출기(5)는 아암(5a), 압출 플레이트(5b), 및 유압 실린더(5c)로 구성된다. 아암(5a)은, 도10에 도시된 바와 같이, 차광 구조물(47)의 배면에 설치된 관통 구멍(47c)을 통해서 차광 구조물(47) 내에 삽입된다. 삽입된 아암(5a)의 선단에는 압출 플레이트(5b)가 부착되어 있다. 압출 플레이트(5b)는 이송 롤러(46c) 상에 또는 그 상방에 위치하고, 이송 롤러(46c) 상에 놓여있는 대상물(M)을 측방으로부터 압출할 수 있도록 설치된다. 아암(5a)의 타단은 유압 실린더(5c)에 접속되어 있으며, 유압 실린더(5c)는, 아암(5a)을 거쳐서 압출 플레이트(5b)가 대상물(M)을 개구(47a) 방향으로 압출시키도록 작동할 수 있다.
상기 구성에 의하면, 예를 들어, 이송 롤러(46c)에 의해 대상물(M)을 이송하고 있을 때, 어떤 이유로 대상물(M)을 개구(46b)로부터 꺼낼 수 없게 되면, 커버(18)를 개방하고, 대상물(M)을 반출기(5)에 의해 반출할 수 있다. 대상물(M)이 고온인 경우에, 반출기(5)에 의한 반출은 특히 유용하다. 또한, 관통 구멍(47c)의 길이는, 아암(5a)과 관통 구멍(47c) 사이의 간극에 입사된 산란광이, 이들 사이에서 반복적으로 반사되어 강도가 충분히 감쇠되도록 결정된다. 필요에 따라 슬리브(47d)가 제공될 수도 있음에 유의해야 한다.
(제7 실시예)
도11은, 본 발명의 제7 실시예에 따른 측정 장치를 도시하는 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제7 실시예에 따른 측정 장치(60)는, 제2 실시예에 따른 측정 장치(20)에 이동기(7)가 부가된 구성을 갖는다.
이동기(7)는, 바퀴(7a1)와 바퀴(7a1)를 구동하기 위한 동력원(7a2)이 구비되고 측정 장치(20)가 탑재되는 트럭(7a)과, 바퀴(7a1)를 이동가능하게 지지하는 레일(7b)을 포함한다.
이 구성에 의하면, 동력원(7a2)을 기동함으로써, 트럭(7a)이 레일(7b) 상을 이동하고, 그로 인해 트럭(7a)에 탑재된 측정 장치(20)가 도11의 화살표 방향으로 이동한다. 따라서, 제7 실시예는, 예를 들어 대상물(M)이 길고 반출이 곤란한 경우에, 측정 장치(20)를 이동시킴으로써 유지보수 작업을 행할 수 있다는 이점을 제공할 수 있다.
(제8 실시예)
도12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 측정 장치를 도시하는 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제8 실시예에 따른 측정 장치(80)는 송신기(12), 수신기(14), 차광 구조물(16), 및 커버(18)를 구비한다. 송신기(12)는, 레이저 광원(12a)으로부터의 여기 레이저광이 송신기(12)로부터 방출되는 것을 방지하기 위한 셔터(13)를 갖고 있다. 또한, 차광 구조물(16)의 개구(16a) 아래에는, 커버(18)가 개방된 것을 검지하는 스위치(S)가 설치되어 있다.
커버(18)가 개방되면, 개방된 것을 감지한 스위치(S)가 검출 신호를 콘트롤러(C)에 송신한다(화살표 A1). 콘트롤러(C)는 검출 신호를 수신하면, 셔터(13)에 대해 지시 신호를 송신한다(화살표 A2). 지시 신호를 수신한 셔터(13)는, 출사 창(12d)을 닫도록 회전하고, 따라서, 여기 레이저광이 송신기(12)로부터 방출되는 것을 방지한다. 또한, 수신기(14)에 대해서도, 레이저광의 방출을 방지할 수 있는 개폐가능한 셔터를 설치하고, 콘트롤러(C)로부터의 지시 신호에 의해 셔터를 폐쇄하도록 구성할 수 있다. 이것은, 고출력의 탐사 레이저광을 사용하는 경우에 유용 하다.
이러한 인터로크 장치가 제공되면, 측정 중에 커버(18)가 잘못하여 개방된 경우에도, 레이저광의 방출을 차단할 수 있어서, 작업자의 안전이 보다 확실하게 확보된다.
이상, 몇 개의 실시예를 제시하여, 본 발명에 따른 재질 측정 장치를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 변경이 있을 수 있다.
예를 들면, 송신기(12) 및 수신기(14)가, 차광 구조물의 외부에 배치되는 경우를 예시했지만, 제1 실시예의 측정 장치(10)에서는 차광 구조물의 내부에 배치될 수도 있다.
송신기(12)의 레이저 광원(12a)으로부터 방출되는 여기 레이저광의 진행 방향을 편향시키는 편향기를 더 구비하는 것도 가능하다. 이러한 구조에 의하면, 예를 들어, 긴 압연 강판이 차광 구조물(46, 47) 내를 이동하는 중에, 이동 방향에 직교하는 방향으로 여기 레이저광을 편향함으로써, 압연 강판의 넓은 범위에 걸쳐서 결정 입자 크기를 측정할 수 있다.
제5 실시예에서는, 압연기(52)와 권취기(54)를 포함하는 측정 장치(50)를 설명했지만, 측정 장치(40)를 압연 강재의 제조 라인의 조(粗:rough) 압연기와 사상(仕上:finish) 압연기 사이에, 또는 사상 압연기와 권취기 사이에 배치하는 것도 유용할 수 있다.
제6 실시예에서는, 유압 실린더(5c)를 사용했지만, 압출 플레이트(5b)에 의한 대상물(M)의 압출이 가능하다면, 이것에 한정되는 것은 아니다.
제7 실시예에서는, 바퀴(7a1)와 동력원(7a2)을 갖는 트럭(7a), 및 레일(7b)을 구비하는 이동기(7)를 설명했지만, 차광 구조물(26)의 개구(26a)의 개방 방향과 반대로 측정 장치(20)를 이동시킬 수 있으면, 이동기(7)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 트럭(7a)에 동력원(7a2) 대신 견인기(tractor)를 설치하여, 견인기에 의해 트럭(7a)이 견인될 수 있도록 이동기를 구성할 수도 있다. 또한, 견인기를 설치하는 대신에, 트럭(7a)을 수동으로 이동시킬 수도 있다. 동력원(7a2)으로는 모터가 바람직하지만, 공기압, 유압 등을 이용한 동력원이어도 무방하다. 또한, 제7 실시예에서는, 측정 장치의 전체를 이동하도록 했지만, 차광 구조물만을 이동하도록 구성할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 작업자의 안전이 확보되도록 레이저광의 누설이 억제되므로, 무인 실험실에서뿐 아니라, 예를 들면 압연 강판의 제조 라인에서도 사용할 수 있으며, 제조 중에 특성 모니터링이 가능하여 고품질의 강판을 제조할 수 있다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 레이저 초음파 특성 측정 장치로서,
    측정 대상물(M)에 여기 레이저광을 조사하여 상기 측정 대상물(M)에 초음파를 여기하도록 구성된 송신기(12, 32);
    상기 측정 대상물(M)에 탐사 레이저광을 조사하여, 상기 측정 대상물(M)로부터의 상기 탐사 레이저광의 반사광을 수광하여 상기 초음파를 검출하도록 구성된 수신기(14);
    상기 측정 대상물(M)을 통과시키는 제1 개구(16a, 26a, 36a, 46a, 47a)를 가지며, 상기 측정 대상물(M)을 수용하도록 구성된 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47); 및
    상기 제1 개구(16a, 26a, 36a, 46a, 47a)를 커버 및 개방하도록 구성된 커버(18)를 포함하고,
    상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)은, 상기 제1 개구(16a, 26a, 36a, 46a, 47a)의 개방 방향에 직교하는 방향으로 배향된 적어도 하나의 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b), 및 상기 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b)와 상기 여기 레이저광이 조사될 위치 사이에 배치되는 적어도 하나의 차광판(P1 내지 P4)을 포함하는, 레이저 초음파 특성 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)의 길이(L) 및 상기 차광판(P1 내지 P4)과 상기 측정 대상물(M) 사이의 제1 간극 거리(h)가 상기 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b)로부터 직접 누설되는 산란광의 강도, 상기 측정 대상물(M)의 두께, 및 상기 측정 대상물(M)의 휘어짐량에 기초하여 결정되고,
    상기 차광판(P1 내지 P4)의 위치는 상기 제1 간극 거리(h)와, 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)과 상기 측정 대상물(M) 사이의 제2 간극 거리(H)의 비율에 기초하여 결정되는, 레이저 초음파 특성 측정 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 커버(18)가 상기 제1 개구에 대해 개방되어 있는 것을 검출하여 검출 신호를 송출하도록 구성된 검출기(S), 및
    상기 검출 신호를 수신하여 상기 여기 레이저광이 방출되는 것을 방지하도록 구성된 셔터(13)
    를 더 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 송신기(32)는 상기 차광 구조물(36)에 대해 감합되도록 고정되어 구성되는, 레이저 초음파 특성 측정 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)은 측정 대상물(M)을 이송하도록 구성된 이송 롤러(46c)를 포함하는, 레이저 초음파 특성 측정 장치.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)에 제공되는 두 개의 상기 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b);
    상기 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b)의 한쪽에 대면하여 배치되고 상기 측정 대상물(M)을 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)로 송출하도록 구성된 송출기(52); 및
    상기 제2 개구(26b, 36b, 46b, 47b)의 다른쪽에 대면하여 배치되고, 상기 송출기(52)와 함께, 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)로부터 송출되는 상기 측정 대상물(M)에 장력을 제공하도록 구성된 수취기(54)
    를 더 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 송출기(52)는 상기 측정 대상물(M)을 압연하는 기능도 갖도록 구성되는, 레이저 초음파 특성 측정 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 수취기(54)는, 상기 차광 구조물(16, 26, 36, 46, 47)로부터 송출되는 측정 대상물(M)을 권취하도록 구성된 권취기(54)를 포함하는, 레이저 초음파 특성 측정 장치.
  10. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 개구(16a, 26a, 36a, 46a, 47a) 방향으로 측정 대상물(M)을 압출하도록 구성된 반출기(5)를 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치.
  11. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 개구(16a, 26a, 36a, 46a, 47a)의 개방 방향과 반대의 방향으로 측정 대상물을 이동시키도록 구성된 이동기(7)를 더 포함하는 레이저 초음파 특성 측정 장치.
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