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KR101656858B1 - Acoustic Emission sensor apparatus and wireless defect diagnostics system for high pressure pipe using thereof - Google Patents

Acoustic Emission sensor apparatus and wireless defect diagnostics system for high pressure pipe using thereof Download PDF

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KR101656858B1
KR101656858B1 KR1020090117373A KR20090117373A KR101656858B1 KR 101656858 B1 KR101656858 B1 KR 101656858B1 KR 1020090117373 A KR1020090117373 A KR 1020090117373A KR 20090117373 A KR20090117373 A KR 20090117373A KR 101656858 B1 KR101656858 B1 KR 101656858B1
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pressure pipe
signal
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주식회사 렉터슨
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Abstract

본 발명은 곡면의 고압배관에 안정적으로 고정 가능한 음향방출신호 센서장치 및 이를 이용하여 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 무선 진단하는 고압배관의 무선 결함진단시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an acoustic emission signal sensor device capable of stably fixing to a curved surface high pressure pipe, and a wireless fault diagnosis system for a high pressure pipe which wirelessly diagnoses defect, defect degree, and defect position of a high pressure pipe using the acoustic emission signal sensor device.

구체적으로 본 발명은 제 1 커넥터가 일측에 구비되고 곡면의 자성체인 고압배관에 밀착되는 밑면이 실질적으로 수평한 원통 형상의 AE 센서; 적어도 하나의 자석이 부착된 저면으로부터 장입구가 만입 형성되어 상기 밑면이 노출되도록 상기 AE 센서가 수용되고, 상기 장입구의 내면 일측에 상기 제 1 커넥터와 결합되는 제 2 커넥터가 구비된 절연재질의 하우징; 상기 장입구에 삽입되어 상기 AE 센서가 상기 하우징으로부터 멀어지도록 탄성을 발휘하는 탄성수단; 상기 제 2 커넥터와 전기적으로 연결되어 상기 하우징에 내장되고, 상기 AE 센서가 감지한 음향방출신호를 처리 및 근거리 전송하는 신호처리모듈을 포함하는 음향방출신호 센서장치를 제공하는 한편, 이를 이용한 고압배관의 무선 결함진단시스템으로서 상기 신호처리모듈로부터 근거리 전송된 신호를 수신해서 상기 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출하는 중앙신호처리부를 포함하는 고압배관의 무선 결함진단시스템을 제공한다.More particularly, the present invention relates to an AE sensor having a first connector on one side and a substantially cylindrical bottom surface which is in close contact with a high-pressure pipe as a magnetic body of a curved surface, Wherein the AE sensor is housed in the bottom surface of the at least one magnet to expose the bottom surface and the second connector is coupled to the first connector at one side of the inner surface of the inlet, housing; An elastic means inserted into the bow inlet and exerting elasticity such that the AE sensor moves away from the housing; And a signal processing module that is electrically connected to the second connector and is embedded in the housing and that processes and transmits an acoustic emission signal sensed by the AE sensor. The present invention also provides an acoustic emission signal sensor device using the same, And a central signal processing unit for receiving the signal transmitted from the signal processing module and calculating a defect, defect degree, and defect position of the high-pressure pipe, and a central signal processing unit for diagnosing the wireless defect of the high-pressure pipe.

Description

음향방출신호 센서장치 및 이를 이용한 고압배관의 무선 결함진단시스템{Acoustic Emission sensor apparatus and wireless defect diagnostics system for high pressure pipe using thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an acoustic emission signal sensor device and a wireless fault diagnosis system for a high-

본 발명은 음향방출신호 센서장치 및 이를 이용한 고압배관의 무선 결함진단시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 곡면의 고압배관에 안정적으로 고정 가능한 음향방출신호 센서장치 및 이를 이용하여 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 무선 진단하는 고압배관의 무선 결함진단시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an acoustic emission signal sensor device and a wireless fault diagnosis system for a high-pressure pipe using the same. More particularly, the present invention relates to an acoustic emission signal sensor device capable of stably fixing to a curved surface high pressure pipe, and a wireless fault diagnosis system for a high pressure pipe that wirelessly diagnoses whether a high pressure pipe is defective, defective or defective.

전 세계적으로 급격한 산업화 및 도시화가 진행되면서 에너지의 효율적 분배에 기초한 고출력 산업의 필요성이 고조되고 있고, 여기에 발맞추어 보일러, 발전기 등 대량의 에너지생산을 위한 대형 산업설비의 구축사례가 크게 증가하고 있다. 하지만 일각에서는 이들 산업설비의 안정성을 우려하는 목소리가 높아지고 있는데, 실제 외부로부터 은폐된 산업설비의 내부구조물에 결함이 발생되면 좀처럼 발견이 어려워서 자칫 심각한 문제로까지 확대될 가능성이 크다.With the rapid industrialization and urbanization all over the world, the need for a high-output industry based on the efficient distribution of energy is heightening, and in parallel with this, the construction of large-scale industrial facilities for the production of large quantities of energy such as boilers and generators has increased greatly . However, some of them are worried about the stability of industrial facilities. If defects are found in the internal structures of industrial facilities concealed from the outside, it is very difficult to find them.

이에 따라 산업설비용 내부구조물의 미세변형, 미세균열 등 각종 결함여부를 초기에 감지하고자 하는 노력이 계속되었지만, 이를 위해 추가의 인위적 손상을 가하는 과거의 결함진단방식은 아무런 실익(實益)이 없다.Accordingly, efforts have been made to detect early defects such as micro-deformation, micro-cracking, etc. of internal structures for industrial facilities. However, there is no practical advantage in diagnosing defects in the past that add additional anthropogenic damage.

때문에 요사이 들어서는 대상물에 손상을 가하지 않으면서도 결함여부를 진단할 수 있는 '비파괴검사법(non-destructive inspection)'이 주목받고 있다.Therefore, 'non-destructive inspection', which can diagnose defects without damaging the object, is attracting attention.

'비파괴검사법'이란 재료가 가지는 물리적 현상을 이용, 추가적인 손상을 가하지 않으면서도 불완전성 여부를 조사 및 판단하는 방법으로서, 방사선투과법, 초음파탐상법, 자기탐상법, 침투탐상법, 전자기유도탐상법 등이 이에 해당된다. 그러나 대부분의 비파괴검사법은 대상물에 직접적이고 일회적인 에너지를 가하여 결함여부를 검사하므로 접근이 제한된 산업설비의 내부구조물에는 적용이 어렵고, 특정 시점의 검사결과 이외에는 얻기가 힘들어서 실시간의 감지가 불가능하다.'Non-destructive testing' is a method to investigate and judge incompleteness without using any additional damage by using the physical phenomenon of the material, and there are various methods such as radiation penetration method, ultrasonic flaw detection method, magnetic flaw detection method, And so on. However, most non-destructive testing methods are difficult to apply to internal structures of industrial facilities with limited accessibility because they are directly and once energy applied to the object to check for defects.

한편, 최근에 알려진 '음향방출신호(Acoustic Emission : AE)를 이용한 비파괴검사법'은 대상물의 변형 또는 균열에 수반되는 탄성파(elastic wave) 중에서도 특정 주파수 대역의 음향방출신호(AE)를 이용하여 결함유무를 판단한다. 때문에 엄밀하게는 초음파영역의 비파괴검사방법에 해당 되지만 상대적으로 감도가 높고 지속적인 검사가 가능하며 대상물의 구조, 결함크기, 방향 등에 구애받지 않아 접근이 제한된 경우라도 적용이 가능하다.Meanwhile, a non-destructive testing method using an acoustic emission (AE), which has been recently known, uses an acoustic emission signal (AE) of a specific frequency band among elastic waves accompanied by deformation or cracking of an object, . Therefore, it can be applied to the case where the access is restricted because the object is not sensitive to the structure, defect size, and direction of the object, although it corresponds to the nondestructive inspection method of the ultrasonic wave region in a strict sense.

그러나 음향방출신호는 가청주파수인 저주파 대역으로부터 수 MHz의 고주파 대역에 달하는 각종 잡음(noise)을 내포하므로 정확한 해석이 어렵고, 센서감도에 따라 결과가 크게 달라지는 등 지금까지는 신뢰성이 낮다. 때문에 현재로서는 대상 물의 누설에 수반되는 특정주파수 대역의 음향방출신호만을 이용하고 있지만 누설은 균열 이후에 나타나는 현상이므로 결국 사후관리에 준한다.However, since the acoustic emission signal contains various noise ranging from the low frequency band, which is the audio frequency, to the high frequency band of several MHz, it is difficult to accurately analyze and the result is largely changed depending on the sensitivity of the sensor. Therefore, at present, only the acoustic emission signal of a specific frequency band accompanied by the leakage of the object water is used, but leakage is a phenomenon appearing after the cracking, so it is eventually followed by post management.

아울러, 음향방출신호를 이용한 기존의 비파괴검사방법은 누설발생 시점 이후에 나타나는 기준치 이상의 측정값, 예컨대 기준 dB의 상한값을 초과하는 측정값에 대한 경보나 알람 등을 통해 누설을 판단한다. 때문에 정확한 사전정보를 얻기 어려워서 누설이 감지되면 부득이 산업설비를 멈추어야 하므로 설비정지 후 정비완료시점까지 상당한 경제적 손실을 초래하고, 특히 대략적인 누설위치 파악 이외에 정확한 감지가 어려워서 신속한 대응에도 한계가 있다.In addition, the conventional nondestructive testing method using an acoustic emission signal judges leakage through an alarm or an alarm for a measurement value exceeding a reference value, for example, a measurement value exceeding an upper limit value of a reference dB. Therefore, it is difficult to obtain precise information, so if the leakage is detected, it is necessary to stop the industrial facility. Therefore, it causes considerable economic loss until the completion of maintenance after the stoppage of the facility.

또한, 음향방출신호를 감지하기 위한 기존의 센서, 예컨대 음향방출신호 센서(AE 센서라 한다. 이하 동일하다.)는 케이블 연결을 위한 커넥터의 수량 및 위치에 다소 변화가 있을 뿐 대부분 원통 형상을 나타내고, 실질적으로 평평한 밑면을 대상물 표면에 밀착시킨다. In addition, a conventional sensor for detecting an acoustic emission signal, such as an acoustic emission signal sensor (hereinafter referred to as an AE sensor), has a cylindrical shape in which the number and position of the connector for cable connection are somewhat changed , And a substantially flat bottom surface is brought into close contact with the object surface.

때문에 고압배관과 같은 곡면에는 고정이 어려운 문제점을 나타낸다.Therefore, it is difficult to fix on a curved surface such as a high-pressure pipe.

더욱이 산업설비의 결함검사에는 다수의 AE 센서가 사용되고, 특히 고압배관 등 대형설비의 검사를 위해서는 상당한 수량의 AE 센서가 사용되는바, 작업자는 AE 센서 각각을 곡면의 고압배관에 고정하는 동시에 케이블을 연결해야 하므로 전체적인 작업과정이 매우 까다로우며 시간 및 비용의 소모가 큰 단점을 나타낸다.In addition, since a large number of AE sensors are used for defect inspection of industrial facilities, and in particular, a large number of AE sensors are used for inspection of large facilities such as high-pressure piping, the operator fixes each AE sensor on the curved high- The entire work process is very troublesome and time and cost are consumed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 접근이 제한된 대형 산업설비의 내부구조물에 대한 결함여부를 상대적으로 간편하면서도 정확하게 감지할 수 있는 구체적인 방도를 제공하는데 궁극적인 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a concrete method for relatively easily and accurately detecting whether or not a defect in an internal structure of a large industrial facility with limited access is solved.

구체적으로 본 발명은 평면은 물론 고압배관과 같은 곡면에도 용이하게 고정될 수 있어 작업성이 뛰어난 동시에 무선통신이 가능하여 케이블 연결을 위한 시간과 노력을 크게 절감할 수 있는 AE 센서장치를 제공하는데 그 목적을 둔다.Specifically, the present invention provides an AE sensor device that can be easily fixed to a flat surface such as a high-pressure pipe as well as a flat surface, thereby being excellent in workability and capable of wireless communication and greatly reducing time and effort for cable connection. Put the purpose.

또한, 본 발명은 현장에서 수집된 저주파 및 고주파신호로부터 불필요한 잡음을 효율적으로 제거 및 분석해서 신호해석의 신뢰성을 높이는 한편, 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 무선 진단하여 사용자에게 효과적으로 제공할 수 있는 무선 결합진단시스템을 제공하는데 목적을 둔다.Further, the present invention efficiently removes and analyzes unnecessary noise from low-frequency and high-frequency signals collected in the field to improve the reliability of signal analysis, and wirelessly diagnoses whether the high-pressure pipe is defective, The present invention is directed to a radio-coupled diagnostic system that can be used in a wireless communication system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제 1 커넥터가 일측에 구비되고 곡면의 자성체인 고압배관에 밀착되는 밑면이 실질적으로 수평한 원통 형상의 AE 센서; 적어도 하나의 자석이 부착된 저면으로부터 장입구가 만입 형성되어 상기 밑면이 노출되도록 상기 AE 센서가 수용되고, 상기 장입구의 내면 일측에 상기 제 1 커넥터와 결합되는 제 2 커넥터가 구비된 절연재질의 하우징; 상기 장입구에 삽입되어 상기 AE 센서가 상기 하우징으로부터 멀어지도록 탄성을 발휘하는 탄성수단; 상기 제 2 커넥터와 전기적으로 연결되어 상기 하우징에 내장되고, 상기 AE 센서가 감지한 음향방출신호를 처리 및 근거리 전송하는 신호처리모듈을 포함하는 음 향방출신호 센서장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an AE sensor comprising: a first connector having a first connector and a substantially cylindrical bottom surface which is closely attached to a high-pressure pipe as a magnetic body of a curved surface; Wherein the AE sensor is housed in the bottom surface of the at least one magnet to expose the bottom surface and the second connector is coupled to the first connector at one side of the inner surface of the inlet, housing; An elastic means inserted into the bow inlet and exerting elasticity such that the AE sensor moves away from the housing; And a signal processing module electrically connected to the second connector and incorporated in the housing, for processing and transmitting the acoustic emission signal sensed by the AE sensor.

이때, 상기 신호처리모듈은, 상기 AE 센서가 감지한 음향방출신호를 증폭 및 대역 필터링하는 엠프유닛; 상기 증폭 및 대역 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환하여 웨이블릿(wavelet) 필터링 하는 디지털신호처리부; 상기 웨이블릿 필터링된 신호를 근거리 전송하는 제 1 근거리 무선 통신유닛을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 하우징의 외면 일측에 마련되어 상기 신호처리모듈과 전기적으로 연결되는 제 3 커넥터; 상기 제 3 커넥터에 연결되는 배터리팩을 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 근거리 무선 통신유닛은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식인 것을 특징으로 한다.The signal processing module includes an amplifier unit for amplifying and band-filtering an acoustic emission signal sensed by the AE sensor; A digital signal processor for converting the amplified and band-filtered signal into a digital signal for wavelet filtering; And a first short range wireless communication unit for short-distance transmission of the wavelet-filtered signal, wherein the third connector is provided at one side of the outer surface of the housing and is electrically connected to the signal processing module. The first short range wireless communication unit may be a ZigBee, a Bluetooth, an Ultra WideBand (UWB), a WiFi (WiFi) , Worldwide Interoperability for Microwave Access (ISM), and Industrial Scientific and Medical (ISM).

또한, 본 발명은 상기의 센서장치를 이용한 고압배관의 결함진단시스템으로서, 상기 신호처리모듈로부터 근거리 전송된 신호를 수신해서 상기 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출하는 중앙신호처리부를 포함하는 고압배관의 무선 결함진단시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a fault diagnosis system for a high-pressure piping using the above-described sensor device, comprising: a central signal processing unit for receiving a signal transmitted from the signal processing module in a short distance and calculating a defect, The present invention provides a wireless fault diagnosis system for a high-pressure piping including a high-

이때, 상기 중앙신호처리부는, 상기 근거리 전송된 신호를 수신하는 제 2 근거리 무선 통신유닛; 상기 센싱유닛의 장착위치와 감지시점을 토대로 상기 신호를 연산하여 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출하는 연산유닛을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제 2 근거리 무선 통신유닛은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥 스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식인 것을 특징으로 하며, 상기 신호처리모듈과 상기 중앙신호처리부의 근거리 통신을 중계하는 중계부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the central signal processing unit may include a second short range wireless communication unit for receiving the short distance transmitted signal; And a calculation unit which calculates the presence / absence of defects, the degree of defects, and the position of defects by calculating the signal on the basis of the mounting position and the sensing point of time of the sensing unit, wherein the second short range wireless communication unit includes a ZigBee, And is a method selected from among Bluetooth, Ultra WideBand (UWB), WiFi, Worldwide Interoperability for Microwave Access, and ISM (Industrial Scientific and Medical) And a relaying unit for relaying the local communication between the signal processing module and the central signal processing unit.

본 발명은 산업설비용 내구구조물의 결함진단을 위해 음향방출신호를 이용하므로 고감도의 지속적인 결함진단이 가능하고 내부구조물의 구조나 결함의 크기, 방향 등에 구애받지 않아 접근이 제한된 경우에도 적용 가능한 장점을 나타낸다.The present invention utilizes an acoustic emission signal to diagnose a defect in a durable structure for an industrial facility. Therefore, it is possible to continuously diagnose a defect with high sensitivity, and it can be applied even when the accessibility is limited due to the structure of the internal structure, .

특히, 본 발명에 따른 AE 센서장치는 평면은 물론 고압배관과 같은 곡면에도 쉽게 고정될 수 있고, 더 나아가 무선통신이 가능하므로 케이블 연결과정을 생략할 수 있어 작업성이 대폭 높이는 동시에 시간과 노력을 크게 절감할 수 있다.Particularly, the AE sensor device according to the present invention can be easily fixed to a flat surface such as a high-pressure pipe as well as a flat surface, and furthermore, since wireless communication is possible, a cable connection process can be omitted, Can be greatly reduced.

아울러, 본 발명에 따른 결함진단시스템은 현장에서 무선통신 방식으로 수집된 음향방출신호로부터 불필요한 잡음을 효과적으로 제거 및 분석할 수 있어 신호해석의 객관성과 정확성을 향상시켜 진단결과에 대한 신뢰성을 더하며, 지역표정법과 도달시간차법에 근거한 데이터베이스 기반의 최적화 보정과정을 통해 결함위치를 상대적으로 정확하게 위치표정 할 수 있다.In addition, the defect diagnosis system according to the present invention can effectively remove and analyze unnecessary noises from the acoustic emission signals collected by the wireless communication method in the field, thereby improving the objectivity and accuracy of the signal analysis, Based on the local expression method and the time-of-arrival method, a database-based optimization correction process can accurately position the defect location.

또한, 본 발명에 따른 결함진단시스템은 대상물을 결함정보를 사용자에게 온/오프라인의 다양한 방식으로 전송하므로 한층 더 효과적인 관리가 가능하다.In addition, the defect diagnosis system according to the present invention can more effectively manage the defect information by transmitting the defect information to the user in various ways on / off-line.

이하, 도면을 참조해서 본 발명을 상세하게 살펴본다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본격적인 앞서, 본 명세서에서 언급될 몇 가지 주요용어를 살펴보면 '음향방출신호'는 가청신호와 음향방출 및 음향진동신호를 포함하는 20~500kHz 대역의 고주파 신호를 지칭한다. 또한 아래에서는 편의상 결함진단의 대상물을 '고압배관'으로 가정하지만 본 발명은 곡면의 자성체라면 모든 종류의 산업설비에 적용 가능한바, 이하의 설명을 통해 당업자라면 쉽게 이해할 수 있다.Prior to realizing some of the main terms to be referred to herein, an 'acoustic emission signal' refers to a high frequency signal in the 20 to 500 kHz band including an audible signal, an acoustic emission, and an acoustic vibration signal. In the following, the object of the defect diagnosis is assumed to be 'high-pressure piping' for convenience, but the present invention can be applied to all kinds of industrial facilities if a curved magnetic body is used, and can be easily understood by those skilled in the art through the following description.

첨부된 도 1은 본 발명의 일 양태(樣態)에 따른 AE 센서장치(10)의 사시도이고, 도 2는 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 III-III 선에 대한 단면도이다.1 is a perspective view of an AE sensor device 10 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG.

보이는 것처럼, 본 발명에 따른 AE 센서장치(10)는 고압배관에 밀착되는 원통 형상의 AE 센서(20), AE 센서(20)의 밀착면을 제외한 나머지를 덮어 수용하는 절연재질의 하우징(12), 하우징(12)에 내장되어 AE 센서(20)와 전기적으로 연결되는 신호처리모듈(30)을 포함한다. As shown, the AE sensor device 10 according to the present invention includes a cylindrical AE sensor 20 which is in close contact with a high-pressure pipe, a housing 12 of an insulating material which covers and accommodates the rest of the AE sensor 20, And a signal processing module 30 built in the housing 12 and electrically connected to the AE sensor 20.

각각을 살펴보면 다음과 같다.Each of them is as follows.

먼저, AE 센서(20)는 고압배관에 밀착되어 음향방출신호를 감지하는 부분으로서, 고압배관에 밀착되는 밑면이 실질적으로 수평한 소정높이의 원통 형상을 나타낸다. 그리고 AE 센서(20)의 일측에는 제 1 커넥터(22)가 구비된다.First, the AE sensor 20 is a portion that is closely attached to a high-pressure pipe and detects an acoustic emission signal. The bottom surface of the AE sensor 20 closely contacting the high-pressure pipe shows a cylindrical shape with a predetermined height. A first connector (22) is provided on one side of the AE sensor (20).

이때, 바람직하게는 제 1 커넥터(22)는 밑면의 반대편인 상면에 구비되는데, 그외 AE 센서(20)의 세부적인 구성 및 작용은 공지의 기술내용이 폭넓게 적용될 수 있으므로 별도의 자세한 설명은 생략한다.In this case, preferably, the first connector 22 is provided on the upper surface opposite to the bottom surface, and further detailed description and operation of the AE sensor 20 can be widely applied to the AE sensor 20, .

다음으로, 하우징(12)은 AE 센서(20)의 밑면을 고압배관에 가압 밀착시키는 동시에 신호처리모듈(30)과 AE 센서(20)의 전기적 연결을 도모하는 부분으로서, 적어도 하나의 자석(16)이 부착된 저면에는 AE 센서(20)를 수용하기 위한 장입구(13)가 만입 형성되고, 장입구(13)의 내면 일측에는 제 2 커넥터(18)가 구비된다.Next, the housing 12 is a portion for pressing the bottom surface of the AE sensor 20 against the high-pressure pipe and for electrically connecting the signal processing module 30 and the AE sensor 20, and at least one magnet 16 And a second connector 18 is provided on one side of the inner surface of the entry port 13. The second connector 18 is provided on the inner surface of the entry port 13,

이때, 바람직하게는 제 2 커넥터(18)는 AE 센서(20)의 상면과 마주보는 장입구(13)의 대향면에 구비되고, 장입구(13)의 깊이는 AE 센서(20)의 삽입 시 하우징(13)의 저면과 AE 센서(20)의 밑면이 일치되거나 일정 정도 노출되도록 적절히 조절되며, 하우징(12)의 외면 일측에는 후술하는 신호처리모듈(30)과 전기적으로 연결된 제 3 커넥터(14)가 구비된다.Preferably, the second connector 18 is provided on the opposite face of the entry opening 13 opposite to the upper face of the AE sensor 20, and the depth of the entry opening 13 is larger than the depth of the entry opening 13 when the AE sensor 20 is inserted The bottom surface of the housing 13 and the bottom surface of the AE sensor 20 are matched or appropriately exposed to a certain degree and a third connector 14 (not shown), which is electrically connected to a signal processing module 30 .

따라서 하우징(12)의 장입구(13)에 AE 센서(20)를 삽입하면 제 1 및 제 2 커넥터(22,18)가 물리적으로 결합되는 동시에 AE 센서(20)의 밑면은 하우징(12)의 저면과 일치되거나 일정 정도 노출되고, 제 1 내지 제 3 커넥터(22,18,14)와 신호처리모듈은 전기적으로 연결된다. Therefore, when the AE sensor 20 is inserted into the entry port 13 of the housing 12, the first and second connectors 22 and 18 are physically coupled and the bottom surface of the AE sensor 20 is connected to the housing 12 And the first to third connectors 22, 18, 14 and the signal processing module are electrically connected to each other.

다음으로, 신호처리모듈(30)은 AE 센서(20)가 감지한 음향방출신호를 처리 및 근거리 전송한다.Next, the signal processing module 30 processes and transmits the acoustic emission signal sensed by the AE sensor 20.

첨부된 도 4는 신호처리모듈(30)을 간략하게 나타낸 모식도로서, 도 1 내지 도 3과 함께 참조하면, 신호처리모듈(30)은 엠프유닛(32), 디지털신호처리유닛(34), 제 1 근거리 무선통신유닛(36)을 포함한다. 1 to 3, the signal processing module 30 includes an amplifier unit 32, a digital signal processing unit 34, a digital signal processing unit 34, 1 short range wireless communication unit 36.

이때, 엠프유닛(32)은 AE 센서(20)로부터 전달되는 음향방출신호를 증폭 및 필터링하고, 이를 위한 증폭기, 적어도 하나의 대역필터를 포함한다.At this time, the amplifier unit 32 amplifies and filters the acoustic emission signal transmitted from the AE sensor 20, and includes an amplifier and at least one band filter.

그리고 디지털신호처리유닛(34)은 엠프유닛(32)으로부터 전달되는 아날로그의 음향방출신호를 디지털 신호로 변환한 후 소정의 필터링을 수행하며, 이를 위한 디지털필터(digital filter), 일정 알고리즘의 제 1 애플리케이션(application)을 포함한다. The digital signal processing unit 34 converts the analog acoustic emission signal transmitted from the amplifier unit 32 into a digital signal and then performs predetermined filtering. The digital signal processing unit 34 includes a digital filter, a first And includes an application.

이 경우 바람직하게는 디지털신호처리부(34)는 RMS, Amplitude, Rising Time, Duration time, Ring down count(Count), Event, Energy, Peak Frequency 등의 변수를 사용하여 디지털 신호를 얻고, 시간-스케일(time-scale)에 따른 웨이블릿(wavelet) 변환의 적응형 필터링을 수행할 수 있다. 참고로, 상기 주요변수의 신호적 정의는 도 5와 같고, 시간-스케일에 의한 웨이블릿 변환이란 시간과 주파수에 따라 윈도우를 적절하게 조절하는 신호변환방식으로서 스케일링(scaling)과 이동(shift)에 의한 잡음제거방법이다. 웨이블릿 변환은 공지의 내용이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략하더라도 당업자라면 쉽게 이해할 수 있으며, 본 출원인에 의한 등록특허 제10-0883446호에 자세히 소개되어 있다.In this case, preferably, the digital signal processor 34 obtains a digital signal using parameters such as RMS, Amplitude, Rising Time, Duration time, Ring down count, Event, Energy and Peak Frequency, adaptive filtering of wavelet transform according to time-scale can be performed. The signal definition of the main variable is as shown in FIG. 5, and the time-scale wavelet transform is a signal transformation method that appropriately adjusts the window according to time and frequency. The wavelet transformation is performed by scaling and shifting Noise reduction method. The wavelet transform is well known in the art and can be easily understood by those skilled in the art even if the detailed explanation is omitted, and it is disclosed in detail in the registered patent No. 10-0883446 by the present applicant.

또한, 제 1 근거리 무선통신유닛(36)은 디지털신호처리유닛(34)의 디지털신호를 근거리 전송한다. 이를 위한 제 1 근거리 무선통신유닛(36)은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식이 사용된다.Further, the first short range wireless communication unit 36 transmits the digital signal of the digital signal processing unit 34 at a short distance. The first short range wireless communication unit 36 for this purpose may be a ZigBee, a Bluetooth, an Ultra WideBand (UWB), a WiFi, a Worldwide Interoperability for Microwave Access (ISM) and Medical) are used.

다시 도 1 내지 도 3 을 참조하면, 본 발명에 따른 AE 센서장치(10)에는 바람직하게는 별도의 배터리 팩(B)이 포함되어 하우징(12)의 제 3 커넥터(14)를 통해 AE 센서(20) 및 신호처리모듈(30)과 전기적으로 연결된다. 미설명 부호 C 는 배터리 팩(B)을 제 3 커넥터(14)에 연결하기 위한 별도의 커넥터(C)를 나타낸다.1 to 3, the AE sensor device 10 according to the present invention is preferably provided with a separate battery pack B and is connected to the AE sensor (not shown) through the third connector 14 of the housing 12 20 and the signal processing module 30, respectively. And the reference character C denotes a separate connector C for connecting the battery pack B to the third connector 14.

그 결과, 본 발명에 따른 AE 센서장치(10)는 하우징(12)의 장입구(13)에 AE 센서(10)가 삽입된 상태로 고압배관에 부착되는데, 하우징(12) 저면의 자석(16)은 자성체인 고압배관에 대해 강한 전자기적 인력을 발휘해서 AE 센서(10)의 밑면을 곡면의 고압배관 표면에 긴밀하게 밀착시킨다. 그리고 하우징(12)의 제 3 커넥터(14)에 배터리 팩(B)이 연결되면 AE 센서(20)는 고압배관으로부터 전달되는 음향방출신호를 감지하며, AE 센서(20)가 감지한 음향방출신호는 신호처리모듈(30)의 엠프유닛(32)과 디지털신호처리유닛(34)을 거치는 과정 중에 디지털 신호로 변환되어 제 1 근거리 무선통신유닛(36)을 통해 실시간으로 무선 전송된다. As a result, the AE sensor device 10 according to the present invention is attached to the high-pressure pipe in a state in which the AE sensor 10 is inserted into the intestinal entrance 13 of the housing 12, ) Exerts a strong electromagnetic attraction on the high-pressure pipe as a magnetic body, and tightly adheres the bottom surface of the AE sensor 10 to the surface of the high-pressure pipe on the curved surface. When the battery pack B is connected to the third connector 14 of the housing 12, the AE sensor 20 senses an acoustic emission signal transmitted from the high-pressure pipe, and outputs the acoustic emission signal sensed by the AE sensor 20 Is converted into a digital signal during the process of passing through the amplifier unit 32 of the signal processing module 30 and the digital signal processing unit 34 and wirelessly transmitted in real time via the first short range wireless communication unit 36. [

이때, 필요하다면 하우징(12)의 일면에는 배터리 팩(B)의 전력공급을 온/오프(on/off) 제어하는 스위치 등이 마련될 수 있다.At this time, a switch for on / off controlling power supply of the battery pack B may be provided on one side of the housing 12 if necessary.

그리고 바람직하게는 AE 센서(20)가 고압배관에 보다 긴밀하게 밀착되도록 하우징(12)의 장입구(13)에는 AE 센서(20)가 하우징(12)으로부터 멀어지도록 탄성을 발휘하는 탄성수단(19)이 내장될 수 있는데, 바람직하게는 탄성수단(19)은 AE 센서(20)의 상면과 장입구(13)의 대향면 사이로 개재되어 제 1 및 제 2 커넥터(22,18)의 외곽을 두르는 코일 스프링이 사용될 수 있다.And preferably the elastic inlet 19 of the housing 12 is provided with elastic means 19 for exerting the AE sensor 20 away from the housing 12 so that the AE sensor 20 is more closely contacted to the high- Preferably the resilient means 19 is interposed between the upper surface of the AE sensor 20 and the opposing face of the intestinal mouth 13 so as to surround the outer peripheries of the first and second connectors 22, A coil spring may be used.

아래에서는 상기의 AE 센서장치(10)를 이용한 본 발명에 따른 고압배관의 무선 결함진단시스템(결함진단시스템이라 한다. 이하 동일하다.)을 살펴본다. 앞서의 도 1 내지 도 3을 적절히 참조한다.Hereinafter, a wireless fault diagnosis system (defect diagnosis system) of the high-pressure pipe according to the present invention using the AE sensor device 10 will be described below. Referring properly to FIGS. 1 to 3 above.

첨부된 도 6은 본 발명에 따른 결함진단시스템의 모식도로서, 적어도 하나의 AE 센서장치(10), AE 센서장치(10)와 근거리 무선통신하는 중앙신호처리부(50), 중앙신호처리부(50)와 유무선 연결되는 인터페이스 유닛(60)과 사용자 단말(70)을 포함한다.FIG. 6 is a schematic diagram of a defect diagnosis system according to the present invention. The system includes at least one AE sensor device 10, a central signal processor 50 for short-range wireless communication with the AE sensor device 10, a central signal processor 50, And an interface unit 60 and a user terminal 70 which are wired and wirelessly connected to each other.

먼저, AE 센서장치(10)는 앞서 살펴본 바와 같고, 적어도 하나가 고압배관에 긴밀히 장착된다. 이때, 바람직하게는 AE 센서장치(10)의 신호검출가능범위는 서로 중복된다.First, the AE sensor device 10 is as described above, and at least one of the AE sensor devices 10 is closely mounted to the high-pressure pipe. At this time, the signal detectable range of the AE sensor device 10 preferably overlaps with each other.

다음으로, 중앙신호처리부(50)는 적어도 하나의 AE 센서장치(10)로부터 근거리 전송된 신호를 수신해서 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출한다.Next, the central signal processing unit 50 receives the signals transmitted from the at least one AE sensor device 10 in a short distance, and calculates the presence or absence of defects, defects, and defects in the high-pressure pipe.

보다 구체적으로, 첨부된 도 7은 중앙신호처리부(50)를 간략하게 나타낸 모식도로서 제 2 근거리 무선 통신 유닛(52), 연산유닛(54)을 포함한다. More specifically, FIG. 7 attached hereto includes a second short range wireless communication unit 52 and a calculation unit 54 as a schematic diagram showing the central signal processing unit 50 in brief.

제 2 근거리 무선통신유닛(52)은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식으로 AE 센서장치(10)의 하우징(12)에 내장된 신호처리모듈(30)의 제 1 근거리 무선통신유닛(36)과 무선통신을 한다.The second short range wireless communication unit 52 may be one or more of a ZigBee, a Bluetooth, an Ultra WideBand (UWB), a WiFi, a Worldwide Interoperability for Microwave Access (ISM), an Industrial Scientic and Medical The first short range wireless communication unit 36 of the signal processing module 30 built in the housing 12 of the AE sensor device 10 in a selected one of the two types of wireless communication units.

그리고 연산유닛(54)은 제 2 근거리 무선통신유닛(52)으로 수신된 적어도 하나의 디지털 신호를 근거로 상관법(cross-correlation)을 이용해서 AE 센서장치(10)의 시간지연을 연산하고, AE 센서장치(10)의 장착위치, 감지시점 등을 근거 로 지역표정법과 도달시간차법을 이용하여 1차 위치표정의 결과를 얻은 후 데이터베이스에 기반한 최적의 보정과정을 통해 2차 위치표정해서 최종의 결함발생위치를 산출한다. The calculation unit 54 calculates the time delay of the AE sensor device 10 using a cross-correlation based on the at least one digital signal received by the second short-range wireless communication unit 52, Based on the mounting position and sensing point of the AE sensor device 10, the results of the first position look-up are obtained by using the regional expression method and the arrival time difference method, and then the second position is expressed through an optimal correction process based on the database, The defective position is calculated.

이를 위한 연산유닛(54)은 소정의 알고리즘에 따른 연산을 수행하는 전용의 제 2 애플리케이션, 실질적인 데이터베이스로서 메모리(memory), 전체의 제어 및 연산을 위한 중앙처리장치(Central Processing Unit : CPU)를 포함한다. 그리고 감지대상물, 예컨대 고압배관의 구조 및 특성과 AE 센서장치(10)의 장착위치는 미리 사용자에게 의해 연산유닛(54)의 데이터베이스에 입력된다. The operation unit 54 for this purpose includes a second application dedicated to performing an operation according to a predetermined algorithm, a memory as a substantial database, and a central processing unit (CPU) for overall control and operation do. The structure and characteristics of the sensing object, such as the high-pressure pipe, and the mounting position of the AE sensor device 10 are input to the database of the calculation unit 54 by the user in advance.

여기서 연산유닛(54)의 연산과정을 좀더 자세히 살펴보면, 지역표정법은 내부구조물의 결함위치를 점으로 구하는 대신 AE 센서장치(10)의 유효계측감도 범위로 산출하는 방식이며 후술하는 도달시간차법으로만 위치표정이 곤란한 경우, 예컨대 음속이 전파방향에 따라 다른 이방성 재료, 전파방향이 같지 않은 용접재, 고감쇠재료 등에 적용된다. 그리고 도달시간차법은 AE 센서장치(10) 각각의 검지시점, 다시 말해 도달시간차를 통해 결함위치를 구하는 방식이며 AE 센서장치(10) 간 신호 검출순위를 토대로 위치표정을 한다. 또한 데이터베이스에 기반한 최적의 보정과정은 지역표정법과 도달시간차법을 통해 얻어진 1차 위치표정결과에 용접부위에 의한 속도 가중치 등 데이터베이스에 기반한 보정사항을 반영하는 방식이며 최종의 2차 위치표정을 통해 한층 더 정확한 위치표정결과를 얻는다.Here, the calculation method of the calculation unit 54 will be described in more detail. The area facial method is a method of calculating the effective measurement sensitivity range of the AE sensor device 10 instead of determining the defect position of the internal structure by a point, For example, when the bare-mouth position is difficult, for example, a sound velocity is applied to other anisotropic materials depending on the propagation direction, welding materials having the same propagation direction, high attenuation materials and the like. The arrival time difference method is a method of obtaining a defect position at the detection time point of each of the AE sensor devices 10, that is, the arrival time difference, and performs the position based on the signal detection order among the AE sensor devices 10. In addition, the optimal calibration process based on the database reflects the database-based calibration, such as the velocity weighting on the welds, in the primary position look-up results obtained by the regional expression method and the time-of-arrival method, Obtain accurate position expression results.

첨부된 도 8은 연산유닛(54)에 의한 위치표정 과정을 나타낸 모식도이다. 8 is a schematic diagram showing a positional expression process by the calculation unit 54. As shown in FIG.

먼저, (a)와 같이 지역표정법에 의한 지역표정결과와 도달시간차법에 의한 도달시간차결과를 토대로 결함위치를 추정한다. 그리고 이어서 (b)와 같이 데이터베이스에 기반한 보정사항, 예컨대 용접부(P)의 위치 및 이로 인한 가속도신호와 음향방출신호의 전파속도 변화량을 반영하여 결함위치를 2차 표정함으로써 (c)와 같이 최종의 정확한 결함위치를 연산한다.First, as shown in (a), the location of the defect is estimated based on the local facial expression by the regional facial expression method and the arrival time difference result by the arrival time difference method. Subsequently, as shown in (c), the position of the defect is reflected by reflecting the correction amount based on the database, for example, the position of the welding portion P and the variation rate of the propagation speed of the acceleration signal and the acoustic emission signal, And calculates an accurate defect position.

정리하면, 연산유닛(54)에 의한 위치표정은 AE 센서장치(10)의 장착위치에 근거한 지역표정법과 AE 센서장치(10)의 감지시간에 근거한 도달시간차법 그리고 대상물의 종류와 특성에 따른 데이터베이스 기반의 최적화 보정과정으로 진행된다.In summary, the position lookup by the arithmetic unit 54 is based on the area expression method based on the mounting position of the AE sensor device 10, the arrival time difference method based on the sensing time of the AE sensor device 10, Based optimization correction process.

다시 도 6을 참조하면, 적어도 하나의 AE 센서장치(10)와 중앙신호처리부(50) 사이로는 중계부(40)가 개재될 수 있다. 이는 무선통신을 중계하기 위한 것으로서 공지의 기술내용이 폭넓게 적용될 수 있다.Referring again to FIG. 6, a relay unit 40 may be interposed between the at least one AE sensor device 10 and the central signal processing unit 50. This is for relaying wireless communication, and a publicly known technical content can be widely applied.

아울러, 본 발명에 따른 결함진단시스템은 바람직하게는 중앙신호처리부(50)와 유무선으로 연결된 인터페이스유닛(60), 사용자 단말(70)을 포함할 수 있고, 이 경우 중앙신호처리부(50)에는 별도의 통신유닛(도 7의 56 참조, 이하 동일하다.)이 내장된다. The defect diagnosis system according to the present invention may include a central signal processor 50 and an interface unit 60 and a user terminal 70 connected to the central signal processor 50 in a wired or wireless manner. (See 56 in Fig. 7, the same will apply hereinafter).

이때, 통신유닛(56)은 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치 등 연산유닛(54)의 산출결과를 인터페이스 유닛(60)과 사용자 단말(70)로 유무선 전송한다.At this time, the communication unit 56 wirelessly transmits the calculation result of the calculation unit 54 to the interface unit 60 and the user terminal 70, such as whether or not the high-pressure pipe is defective, the degree of defectiveness,

이를 위한 통신유닛(56)은 SMS(short message service) 또는 MMS(Multimedia Messaging Service)와 같은 휴대폰용 메시지 생성을 위한 메시지 생성모듈, TCP/IP(transmission control protocol-internet protocol) 등 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)에 따른 통신데이터를 생성하는 데이터생성모듈을 포함하며, 필요하다면 통신사 내지는 기지국, URL의 웹페이지를 제공하는 웹서버 등의 외부의 중계시스템과 연동되어 인터페이스 유닛(60)으로 산출결과를 유선 전송하고, SMS 또는 MMS나 인터넷 중 적어도 하나의 방법을 통해 사용자 단말(70)로 산출결과를 무선 전송한다. The communication unit 56 for this purpose includes a message generation module for generating a message for a mobile phone such as a short message service (SMS) or a multimedia messaging service (MMS), an internet protocol such as a transmission control protocol- ), And interworks with an external relay system such as a communication server or a base station or a web server that provides a web page of a URL, if necessary, and sends the calculation result to the interface unit 60 for wire transmission And wirelessly transmits the calculation result to the user terminal 70 through at least one of SMS, MMS or the Internet.

그리고 인터페이스 유닛(60)은 연산유닛(54)의 산출결과를 사용자에게 표시하는 등 사용자의 인터페이스 환경을 제공한다.The interface unit 60 provides the user interface environment such as displaying the calculation result of the calculation unit 54 to the user.

첨부된 도 9는 인터페이스 유닛(60)을 간략하게 나타낸 블럭도로서, 중앙신호처리부(50)의 산출결과를 디스플레이하는 모니터 등의 디스플레이부(62), 산출결과가 기(旣) 설정된 기준값 이상인 경우, 즉 결함이 감지되거나 결함 정도가 심해진 경우에 청각적인 경고음을 발하는 스피커 등의 알람부(64) 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 중앙신호처리부(50)의 연산유닛(54), 디스플레이부(62), 알람부(64) 등을 제어하는 유무선의 로컬 터미널(66)을 구비한다.9 is a block diagram briefly showing the interface unit 60, which includes a display unit 62 such as a monitor for displaying a calculation result of the central signal processing unit 50, An alarm unit 64 such as a speaker that emits an audible warning sound when a defect is detected or a degree of defect becomes severe and preferably includes an operation unit 54 of the central signal processing unit 50, And a local terminal 66 for controlling the operation unit 62, the alarm unit 64, and the like.

이때, 로컬 터미널(66)은 로컬 컴퓨터가 사용될 수 있으며, 사용자는 로컬 터미널(66)을 이용해서 중앙신호처리부(50)의 연산유닛(54)에 적절한 변수 및/또는 설정환경을 입력, 변경하고, 연산유닛(54)의 위치표정법을 선택 및 전환함으로써 본 발명에 따른 결함진단시스템을 목적에 적합한 용도로 활용한다. 또한, 인터페이스 유닛(60)에는 로컬 터미널(66)의 일부 또는 전체 기능을 수행하는 별도의 리모트 컨트롤러(remote controller : 68)가 마련될 수 있고, 이를 통해 한층 더 편리하게 본 발명에 따른 결함진단시스템을 제어 및 활용할 수 있다.At this time, the local terminal 66 can be used as a local computer, and the user can input and change the appropriate variable and / or setting environment to the operation unit 54 of the central signal processing unit 50 using the local terminal 66 , And selects and switches the position expression method of the calculation unit 54, thereby utilizing the defect diagnosis system according to the present invention as a purpose suitable for the purpose. The interface unit 60 may also be provided with a separate remote controller 68 that performs part or all of the functions of the local terminal 66 to further facilitate the defect diagnosis system Can be controlled and utilized.

마지막으로 도 6의 사용자 단말(70)은 휴대폰, 인터넷 접속이 가능한 클라이 언트 컴퓨터를 포함한다. 따라서 사용자는 사용자 단말(70)로 인터넷에 접속해서 중앙신호처리부(50)의 산출결과를 간편하게 실시간으로 확인하거나 휴대폰의 SMS 또는 MMS를 통해 결함진결과를 확인할 수 있다. Finally, the user terminal 70 of FIG. 6 includes a cellular phone and a client computer capable of accessing the Internet. Accordingly, the user can easily check the result of calculation of the central signal processing unit 50 in real time by connecting to the Internet through the user terminal 70, or confirm the result of defect through SMS or MMS of the mobile phone.

이때, 휴대폰의 SMS 또는 MMS는 정기 또는 비정기적으로 수신되며, 중앙신호처리부(50)의 산출결과가 기(旣) 설정된 기준값 이상인 경우에 수신되는 것도 가능함은 물론이다. 아울러 클라이언트 컴퓨터에는 중앙신호처리부(50)의 산출결과를 3차원 영상으로 보여주기 위한 전용의 프로그램이 탑재될 수 있고, 이를 통해 사용자는 보다 쉽게 결함위치 등을 파악할 수 있다. At this time, the SMS or MMS of the mobile phone may be regularly or irregularly received, and it may be received when the calculation result of the central signal processing unit 50 is equal to or greater than the predetermined reference value. In addition, a dedicated program for displaying the calculation result of the central signal processing unit 50 as a three-dimensional image can be mounted on the client computer, so that the user can more easily grasp the defect position and the like.

이하. 본 발명에 따른 결함진단방법을 살펴본다.Below. A defect diagnosis method according to the present invention will be described.

첨부된 도 10은 본 발명에 따른 AE 센서장치(10) 및 결함진단시스템을 이용한 고압배관의 결함진단방법을 나타낸 모식도이다. 앞서 살펴본 도 1 내지 도 8과 함께 참조한다.10 is a schematic diagram illustrating a method for diagnosing defects in a high-pressure pipe using the AE sensor apparatus 10 and the defect diagnosis system according to the present invention. With reference to FIGS. 1 to 8, which have been described above.

먼저, 결함진단을 위한 내부구조물, 예컨대 고압배관에 적어도 하나의 AE 센서장치(10)를 부착한다.(st1)First, at least one AE sensor device 10 is attached to an internal structure for defect diagnosis, for example, a high-pressure pipe. (St1)

이때, AE 센서장치(10)는 하우징(12) 저면으로부터 만입 형성된 장입구(13) 내에 AE 센서(20)가 내장되어 AE 센서(20)의 밑면이 노출된 상태로서, 하우징(12) 저면의 자석(16)에 의해 AE 센서(20)의 밑면은 고압배관에 긴밀하게 밀착된다. 그리고 배터리 팩(B)이 제 3 커넥터(14)에 연결되어 AE 센서(20)는 고압배관으로부터 발생되는 음향진동신호를 수신하고, 신호처리모듈(30)은 AE 센서(20)가 수신한 음향진동신호를 적절한 디지털 신호로 변환해서 실시간으로 무선 전송한다.(st2)At this time, the AE sensor device 10 has the AE sensor 20 embedded in the intestinal inlet 13 formed in the bottom of the housing 12 to expose the bottom surface of the AE sensor 20, The bottom surface of the AE sensor 20 is tightly adhered to the high-pressure pipe by the magnet 16. And the battery pack B is connected to the third connector 14 so that the AE sensor 20 receives the acoustic vibration signal generated from the high-pressure pipe, and the signal processing module 30 receives the acoustic signal received by the AE sensor 20 Converts the vibration signal into an appropriate digital signal and wirelessly transmits it in real time (st2)

그리고 중계부(40)는 AE 센서장치(10)의 디지털 신호를 실시간 중계한다.(st3)The relay unit 40 relays the digital signal of the AE sensor device 10 in real time. (St3)

이에 따라 중앙신호처리부(50)는 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 판단하는데, 그 구체적인 방법에 대해서는 앞서 자세히 살펴본 바 있으므로 별도의 중복된 설명을 생략하며, 중앙신호처리부(50)의 산출결과는 인터페이스유닛(60)과 사용자 단말(70)로 유무선 전송된다.Accordingly, the central signal processing unit 50 determines whether or not the high-pressure pipe has a defect, the degree of defect, and the position of the defect. The specific method has been described in detail above. The calculation result is transmitted to the interface unit 60 and the user terminal 70 by wire or wireless.

따라서 사용자는 인터페이스 유닛(60)을 이용하여 실시간의 결함진단을 할 수 있고, 인터페이스 유닛(40)을 떠나 원격지에 있는 관리자는 사용자 단말(70)로 산출결과를 확인할 수 있다. 일례로 사용자 단말(70)이 클라이언트 컴퓨터라면 고압배관의 형상을 3차원 영상으로 보여주는 가운데 결함발생지점으로 추정되는 위치가 하나 이상의 포인트로 표시될 수 있다.Accordingly, the user can perform real-time defect diagnosis using the interface unit 60, and the administrator at a remote location from the interface unit 40 can confirm the calculation result with the user terminal 70. [ For example, if the user terminal 70 is a client computer, the position of the defective point may be displayed as one or more points while the shape of the high-pressure pipe is displayed as a three-dimensional image.

한편, 이상의 설명은 본 발명의 바람직한 일 양태(樣態)를 설명하기 위한 예시에 지나지 않는바, 여러 가지 변형이 있을 수 있다. 하지만 이들 모든 변형은 본 발명의 기술적 사상을 만족시키는 한 본 발명의 권리범위에 속한다고 판단해야 할 것인바, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위를 통해 당업자라면 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The above description is merely an example for explaining a preferred embodiment of the present invention, and various modifications may be made. It is to be understood, however, that all such modifications are intended to be within the scope of the present invention as long as they satisfy the technical spirit of the present invention, and the scope of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art from the following claims.

도 1은 본 발명에 따른 AE 센서장치의 사시도.1 is a perspective view of an AE sensor device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 AE 센서장치의 분해사시도.2 is an exploded perspective view of an AE sensor device according to the present invention.

도 3은 도 1의 III-III 선에 대한 단면도.3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG.

도 4는 본 발명에 따른 AE 센서장치의 신호처리모듈의 모식도.4 is a schematic diagram of a signal processing module of an AE sensor device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 AE 센서장치의 신호처리모듈에 대한 변수계통도.5 is a variable diagram of a signal processing module of an AE sensor device according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 결함진단시스템의 모식도.6 is a schematic diagram of a defect diagnosis system according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 결함진단시스템의 중앙신호처리부에 대한 모식도.7 is a schematic diagram of a central signal processing unit of the defect diagnosis system according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 결함진단시스템의 위치표정과정을 나타낸 모식도.FIG. 8 is a schematic view illustrating a process of determining a position of a defect diagnosis system according to the present invention. FIG.

도 9는 본 발명에 따른 결함진단시스템의 인터페이스 유닛에 대한 모식도.9 is a schematic diagram of an interface unit of a defect diagnosis system according to the present invention;

도 10은 본 발명에 따른 결함진단시스템을 이용한 결함진단방법의 모식도.10 is a schematic diagram of a defect diagnosis method using a defect diagnosis system according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

10 : AE 센서장치 12 : 하우징10: AE sensor device 12: housing

13 : 장입구 16 : 자석13: entryway 16: magnet

18 : 탄성수단 22,18,14 : 제 1 내지 제 3 커넥터18: elastic means 22, 18, 14: first to third connectors

20 : AE 센서20: AE sensor

Claims (8)

제 1 커넥터가 일측에 구비되고 곡면의 자성체인 고압배관에 밀착되는 밑면이 실질적으로 수평한 원통 형상의 AE 센서;An AE sensor having a first connector on one side and a substantially horizontal bottom surface which is in close contact with a high-pressure pipe which is a magnetic body of a curved surface; 적어도 하나의 자석이 부착된 저면으로부터 장입구가 만입 형성되어 상기 밑면이 노출되도록 상기 AE 센서가 수용되고, 상기 장입구의 내면 일측에 상기 제 1 커넥터와 결합되는 제 2 커넥터가 구비된 절연재질의 하우징;Wherein the AE sensor is housed in the bottom surface of the at least one magnet to expose the bottom surface and the second connector is coupled to the first connector at one side of the inner surface of the inlet, housing; 상기 장입구에 삽입되어 상기 AE 센서가 상기 하우징으로부터 멀어지도록 탄성을 발휘하는 탄성수단; 및 An elastic means inserted into the bow inlet and exerting elasticity such that the AE sensor moves away from the housing; And 상기 제 2 커넥터와 전기적으로 연결되어 상기 하우징에 내장되고, 상기 AE 센서가 감지한 음향방출신호를 처리 및 근거리 전송하는 신호처리모듈을 포함하고,And a signal processing module that is electrically connected to the second connector and is embedded in the housing, processes and processes the acoustic emission signal sensed by the AE sensor, 상기 신호처리모듈은, Wherein the signal processing module comprises: 상기 AE 센서가 감지한 음향방출신호를 증폭 및 대역 필터링하는 엠프유닛;An amplifier unit for amplifying and band-filtering an acoustic emission signal sensed by the AE sensor; 상기 증폭 및 대역 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환하여 웨이블릿(wavelet) 필터링 하는 디지털신호처리부; 및 A digital signal processor for converting the amplified and band-filtered signal into a digital signal for wavelet filtering; And 상기 웨이블릿 필터링된 신호를 근거리 전송하는 제 1 근거리 무선 통신유닛을 포함하는 음향방출신호의 센서장치.And a first short range wireless communication unit for transmitting the wavelet filtered signal in a short distance. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 하우징의 외면 일측에 마련되어 상기 신호처리모듈과 전기적으로 연결되는 제 3 커넥터; 및 A third connector provided on one side of the outer surface of the housing and electrically connected to the signal processing module; And 상기 제 3 커넥터에 연결되는 배터리팩을 더 포함하는 음향방출신호의 센서장치.And a battery pack connected to the third connector. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 근거리 무선 통신유닛은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식인 음향방출신호의 센서장치.The first short range wireless communication unit may be one of ZigBee, Bluetooth, Ultra WideBand (UWB), WiFi, Worldwide Interoperability for Microwave Access (ISM), Industrial Scientific and Medical The sensor device of an acoustic emission signal selected one way. 청구항 1, 3, 4 중 어느 한 청구항에 기재된 센서장치를 이용한 고압배관의 결함진단시스템으로서,A defect diagnosis system for a high-pressure pipe using the sensor device according to any one of claims 1, 3 and 4, 상기 신호처리모듈로부터 근거리 전송된 신호를 수신해서 상기 고압배관의 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출하는 중앙신호처리부를 포함하는 고압배관의 무선 결함진단시스템.And a central signal processing unit for receiving a signal transmitted from the signal processing module in a short distance and calculating a defect, defect degree, and defect position of the high-pressure pipe. 청구항 5에 있어서,The method of claim 5, 상기 중앙신호처리부는, The central signal processing unit, 상기 근거리 전송된 신호를 수신하는 제 2 근거리 무선 통신유닛; 및 A second short range wireless communication unit for receiving the short distance transmitted signal; And 상기 센서장치의 장착위치와 감지시점을 토대로 상기 신호를 연산하여 결함여부, 결함정도, 결함위치를 산출하는 연산유닛을 포함하는 고압배관의 무선 결함진단시스템.And an arithmetic unit for calculating the presence / absence of defects, the degree of defects, and the position of defects by calculating the signal based on a mounting position and a sensing point of time of the sensor device. 청구항 6에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 2 근거리 무선 통신유닛은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 울트라와이드밴드(Ultra WideBand : UWB), 와이파이(WiFi), 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access), ISM(Industrial Scientic and Medical) 중 선택된 하나의 방식인 고압배관의 무선 결함진단시스템.The second short range wireless communication unit may be one of ZigBee, Bluetooth, Ultra WideBand (UWB), WiFi, Worldwide Interoperability for Microwave Access (ISM), Industrial Scientific and Medical A wireless fault diagnosis system for high pressure piping, which is selected one way. 청구항 5에 있어서,The method of claim 5, 상기 신호처리모듈과 상기 중앙신호처리부의 근거리 통신을 중계하는 중계부를 더 포함하는 고압배관의 무선 결함진단시스템.Further comprising a relay for relaying the local communication between the signal processing module and the central signal processing unit.
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