[go: up one dir, main page]

KR102265940B1 - 케이블 결함 검사 장치 - Google Patents

케이블 결함 검사 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102265940B1
KR102265940B1 KR1020190160078A KR20190160078A KR102265940B1 KR 102265940 B1 KR102265940 B1 KR 102265940B1 KR 1020190160078 A KR1020190160078 A KR 1020190160078A KR 20190160078 A KR20190160078 A KR 20190160078A KR 102265940 B1 KR102265940 B1 KR 102265940B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
yoke
cable
hall sensor
bar
yoke bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020190160078A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210070060A (ko
Inventor
김영주
승홍민
Original Assignee
한국표준과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국표준과학연구원 filed Critical 한국표준과학연구원
Priority to KR1020190160078A priority Critical patent/KR102265940B1/ko
Publication of KR20210070060A publication Critical patent/KR20210070060A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102265940B1 publication Critical patent/KR102265940B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00—Other common features of elevators
    • B66B7/12—Checking, lubricating, or cleaning means for ropes, cables or guides
    • B66B7/1207—Checking means
    • B66B7/1215—Checking means specially adapted for ropes or cables
    • B66B7/123—Checking means specially adapted for ropes or cables by analysing magnetic variables
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D22/00—Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/34—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors
    • G01R31/59—Testing of lines, cables or conductors while the cable continuously passes the testing apparatus, e.g. during manufacture

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

본 발명은 케이블 결함 검사 장치에 관한 것으로서, 케이블의 중심축에 평행하게 배치되며, 코일 센서가 구비되는 제 1 요크바를 포함하는 제 1 자화요크, 제 1 요크바와 평행하게 배치되며, 홀 센서가 구비되는 제 2 요크바를 포함하는 제 2 자화요크 및 제 1 자화요크 및 제 2 자화요크의 양 단부를 형성하는 요크코어와 연결되어 케이블에 인접 배치되는 영구자석을 포함할 수 있다. 이때, 제 2 요크바는 제 1 요크바 대비 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있다.

Description

케이블 결함 검사 장치{CABLE DEFECT INSPECTION APPARATUS}
본 발명은 케이블 결함 검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 와이어로프뿐만 아니라 교량용 케이블 등과 같은 다양한 케이블에 활용 가능하며, 케이블에 대한 효과적인 자화를 통해 케이블의 단면적 감소 감지 및 결함 특성의 검출이 가능한 케이블 결함 검사 장치에 관한 것이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1192286호는 와이어로프의 체적 손실 및 절단, 마모, 부식, 기타 외부 충격 등으로 인한 결함을 측정하기 위한 장치로서, 와이어로프에 직접 코일을 권선하지 않고, 자화요크에 권선된 코일 센서를 활용하여 금속 단면적 감소(Loss of Metallic cross-section Area, LMA)를 탐지하는 기술이다.
도 1을 참조하면, 전술한 와이어로프 결함 탐지장치(10)는 와이어로프(1)를 자화시키기 위한 자화요크(3)와 영구자석(5), 자화된 와이어로프를 지나는 자기력선 총량에 따른 신호를 출력하는 코일 센서(4)를 주요 구성으로 포함한다. 자화요크(3)와 영구자석(5)은 와이어로프(1)를 감싸도록 배치되며, 코일 센서(4)는 자화요크(3)를 구성하는 철심의 일 영역에 배치된다.
도 1과 같이 와이어로프 결함 탐지장치(10)가 와이어로프(2)에 설치되면, 영구자석(5)에 의해 자기력선이 발생하게 되고, 자기력선은 자화요크(3) 및 자화된 와이어로프(2)가 형성하는 폐곡선 경로를 지나가게 된다. 이때, 자화요크(3)에 배치된 코일 센서(4)는 자속밀도의 변화를 감지하여 와이어로프(2)에 공극, 부식 등의 결함이 존재하는지를 검출할 수 있다.
그러나, 종래의 와이어로프 결함 탐지장치의 코일 센서는 자속밀도의 변화를 감지하므로, 와이어로프에 발생된 균열, 부식 등에 의해 생성된 결함의 시작지점과 끝지점만을 검출할 수 밖에 없다. 따라서, 종래의 와이어로프 결함 탐지장치의 코일 센서는 결함이 와이어로프의 축방향을 따라 연속적으로 길게 형성되어 있는지 또는 와이어로프의 축방향을 따라 산발적으로 형성되어 있는지를 명확하게 구분하기 어렵다.
즉, 종래의 와이어로프 결함 탐지장치는 와이어로프의 단면적 감소를 탐지를 정확히 탐지할 수는 있으나, 균열, 부식 등에 의해 생성된 결함의 형상 등과 같은 결함의 특성을 정확하게 검출하기 어려운 단점이 있다. 또한, 종래의 와이어로프 결함 탐지장치는 구성요소들의 재질, 배치 등이 최적화되어 있지 않아 상당한 중량이 요구되므로, 와이어로프 이외에 교량용 케이블과 같이 경사진 배치를 갖는 다양한 케이블에 장착되어 사용하기 어려운 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1192286호 (2012.10.17)
본 발명은 전술한 바와 같은 단점을 개선하기 위한 것으로서, 케이블을 통과하는 자력선을 분배하여 감지함으로써, 케이블에 발생한 결함의 형상 등과 같은 결함의 특성을 용이하고 정확하게 탐지할 수 있는 장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 구성요소들의 재질, 무게 등을 최적화하여 전체적인 무게와 체적을 줄인 경량화가 가능하고, 와이어로프뿐만 아니라 교량용 케이블 등과 같은 다양한 케이블에 용이하게 장착되어 활용 가능한 결함 검출 장치를 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치는 케이블의 중심축에 평행하게 배치되며, 코일 센서가 구비되는 제 1 요크바를 포함하는 제 1 자화요크, 제 1 요크바와 평행하게 배치되며, 홀 센서가 구비되는 제 2 요크바를 포함하는 제 2 자화요크 및 제 1 자화요크와 제 2 자화요크의 양 단부를 형성하는 요크코어와 연결되어 케이블에 인접 배치되는 영구자석을 포함할 수 있다. 이때, 제 2 요크바는 제 1 요크바 대비 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 요크바에는 홀 센서의 포화를 방지하기 위한 공극이 마련되며, 공극의 내부에는 홀 센서가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 공극은 홀 센서가 외부로 노출되도록 제 2 요크바의 상부 일부를 개방하는 형태로 형성되거나, 홀 센서가 외부로 노출되지 않도록 제 2 요크바의 내부에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 공극의 폭은 제 2 요크바의 두께 또는 홀 센서의 종류 중 적어도 하나 이상이 고려되어 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 요크바에는 홀 센서의 포화를 방지하기 위한 전자기장 차폐층이 마련되며, 영구자석에 의해 생성되는 자속의 방향을 기준으로 전자기장 차폐층의 후방에 홀 센서가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 코일 센서에 의해 측정된 자속밀도의 시간변화량에 대응하는 전압 및 홀 센서에 의해 측정된 자속밀도를 기초로 케이블의 결함 특성이 추정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 자화요크, 제 2 자화요크 및 영구자석은 일체로 케이블의 원주방향을 따라 등간격의 방사형으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치는 케이블의 국부결함을 탐지하기 위해서 케이블의 원주방향을 따라 인접 배치되는 코일 센서 또는 홀 센서를 추가로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 결함 검사 장치에 따르면, 케이블을 통과하는 자력선을 분배하는 자화요크 구조를 통해 자속밀도 및 자속밀도의 순간적인 변화를 함께 측정하여 종래 장치에서는 파악할 수 없었던 결함의 형상 등과 같은 결함의 고유 특성을 손쉽고 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 전술한 자화요크 구조 및 구성요소들의 재질, 무게 등을 최적화한 경량화를 통해 와이어로프뿐만 아니라 종래 장치에서는 사용할 수 없었던 교량용 케이블 등과 같은 다양한 케이블의 결함 검출에도 사용 가능하므로, 종래 대비 높은 활용도 및 편의성을 확보할 수 있다.
도 1은 와이어로프의 결함을 탐지하지 위해 개발된 기존 장치의 사용 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치의 사용 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치의 사시도 및 제 2 자화요크의 확대도이다.
도 5는 기존 와이어로프 결함 탐지장치와 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치의 센서 응답을 비교하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치의 사용 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치의 사용 상태를 나타내는 횡단면도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치(100)의 사용 상태를 나타내는 종단면도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치(100)는 검사 대상의 자기저항(reluctance) 또는 총 자속(total manetic flux) 모니터링 방식을 이용하여 케이블(1)의 단면적 손실 및 결함(2)을 감지하는 장치이다. 도 2를 참조하면, 케이블 결함 검사 장치(100)는 케이블(1)의 중심축에 평행하게 배치되며, 코일 센서(112)가 구비되는 제 1 요크바(111)를 포함하는 제 1 자화요크(110), 제 1 요크바(111)와 평행하게 배치되며, 홀 센서(122)가 구비되는 제 2 요크바(121)를 포함하는 제 2 자화요크(120) 및 제 1 자화요크(110)와 제 2 자화요크(120)의 양 단부를 형성하는 요크코어(130)와 연결되어 케이블(1)에 인접 배치되는 영구자석(140)을 포함할 수 있다.
제 1 자화요크(110) 및 제 2 자화요크(120)는 검사 대상인 케이블(1)과 함게 영구자석(140)에 의해 발생하는 자기력선의 폐회로를 형성할 수 있다. 이때, 영구자석(140)에 의해 발생하는 자기력선의 총량은 일정하므로, 제 1 요크바(111)와 제 2 요크바(121)의 두께 비율에 따라 자기력선이 제 1 자화요크(110)와 제 2 자화요크(120)로 분배되어 흐를 수 있다.
예를 들어, 제 2 요크바(121)가 제 1 요크바(111) 대비 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 형성되면, 영구자석(140)에 의해 발생하는 자기력선의 대부분이 제 1 자화요크(110)로 흐르게 되고, 나머지 일부만이 제 2 자화요크(120)로 흐르게 된다. 즉, 제 1 요크바(111)와 제 2 요크바(121)가 9:1의 두께 비율을 가지면, 자기력선은 9:1의 비율로 제 1 자화요크(110)와 제 2 자화요크(120)로 각각 분배되어 흐를 수 있다.
제 1 자화요크(110)의 제 1 요크바(111) 상에 구비되는 코일 센서(112)는 자속밀도의 시간변화량에 대응하는 전압(i.e. 유도기전력)을 측정할 수 있다. 즉, 케이블(1)에 부식 등 결함(2)이 존재하는 경우, 결함 영역(2)의 자기저항 값은 케이블(1)의 정상 영역과 달라지므로, 케이블 결함 검사 장치(100)가 케이블(1)을 따라 결함 영역(2)을 이동하는 과정에서 발생하는 전체 자속량의 순간적인 변화를 코일 센서(112)가 결함 신호로서 검출할 수 있다. 이때, 제 1 자화요크(110)의 코일 센서(112)가 메인 센서로서 도 2와 같이 영구자석(140)에 의해 발생된 자기력선의 대부분을 감지할 수 있도록, 제 1 요크바(111)는 제 2 요크바(121)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 제작될 수 있다.
제 2 자화요크(120)의 제 2 요크바(121)에 구비되는 홀 센서(122)는 제 2 자화요크(120)를 통과하는 폐회로의 자속밀도를 직접적으로 측정할 수 있다. 즉, 전술한 코일 센서(112)와는 달리 케이블 결함 검사 장치(100)가 케이블(1)을 따라 결함 영역(2)을 이동하는 과정에서 발생하는 전체 자속량 자체의 변화를 홀 센서(122)가 결함 신호로서 검출할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 제 1 요크바(111)는 제 2 요크바(121)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 제작되므로, 제 2 자화요크(120)의 홀 센서(122)는 제 2 자화요크(120)로 분배된 자기력선의 일부만을 감지하는 서브 센서로 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 코일 센서(112)에 의해 측정된 자속밀도의 시간변화량에 대응하는 전압 및 홀 센서(122)에 의해 측정된 자속밀도를 기초로 케이블(1)의 결함 특성이 추정될 수 있다. 코일 센서(112)는 시간 변화량을 측정하므로, 순간적인 변화에 민감한 검출 신호를 제공하며, 홀 센서(122)는 자속밀도를 직접적으로 측정하므로, 결함(2)의 형상을 유추하는데 유리한 검출 신호를 제공한다. 즉, 코일 센서(4)만을 이용하는 종래의 장치와는 달리 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치(100)는 코일 센서(112)와 홀 센서(122)를 함께 활용할 수 있으므로, 단면적 감소, 결함(2) 위치뿐만 아니라 결함(2)의 형상과 같은 특성까지 검출할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치(100)의 사시도 및 제 2 자화요크(120)의 확대도이다.
홀 센서는 자체적인 특성 상 상대적으로 큰 크기를 갖는 자기장에 노출될 경우에 포화되어 동작하지 않는다. 예를 들어, 홀 센서를 영구자석(140)을 이어주기 위해 분기된 자화요크에 단순히 부착시키는 방식 등으로 배치시키는 경우, 자화요크를 따라 흐르는 자기장의 영향으로 홀 센서가 동작하지 않을 가능성이 높다. 따라서, 홀 센서를 자화요크에 배치시킬 때, 자기장의 영향을 줄이면서 센서로서 동작할 수 있도록 하는 설계가 요구된다.
홀 센서(122)의 포화를 방지하기 위한 일 설계 방안으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 요크바(121)에는 공극(123)이 마련될 수 있다. 공극(123) 영역에서는 공극(123) 내부의 공기층에 의해 자속의 줄어들어 공극(123)이 형성되지 않은 영역을 통과하는 자속의 일부만이 홀 센서(122)를 통해 감지될 수 있다. 즉, 제 2 요크바(121)를 따라 흐르는 자기력선은 공극(123) 영역에서 크기가 약해지므로, 제 2 요크바(121)에 형성된 공극(123)의 내부에 홀 센서(122)가 배치됨으로써, 홀 센서(122)가 정상 범주 내에서 동작할 수 있는 환경이 마련될 수 있다.
예를 들어, 공극(123)은 도 3의 (a)와 같이 홀 센서(122)가 외부로 노출되도록 제 2 요크바(121)의 상부 일부를 개방하는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 공극(123)은 도 3의 (b)와 같이 홀 센서(122)가 외부로 노출되지 않도록 제 2 요크바(121)의 내부에 형성될 수도 있다. 이러한 공극(123)을 통해 홀 센서(122)의 포화를 효과적으로 방지하면서 제 2 자화요크(120)에 홀센서를 안정적으로 배치시킬 수 있다.
한편, 공극(123)의 폭은 제 2 요크바(121)의 두께 또는 홀 센서(122)의 종류 중 적어도 하나 이상이 고려되어 결정될 수 있다. 공극(123)의 폭이 커질수록 공극(123) 내부의 공기층이 커지게 되므로, 홀 센서(122)의 동작에 영향을 미치는 자기장의 크기가 감소하게 된다. 따라서, 공극(123)의 폭은 홀 센서(122)의 성능, 제 2 요크바(121)의 물리적인 두께 등이 복합적으로 고려되어 설계될 수 있다.
홀 센서(122)의 포화를 방지하기 위한 일 설계 방안으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 요크바(121)에는 홀 센서(122)의 포화를 방지하기 위한 전자기장 차폐층(124)이 마련될 수 있다. 이때, 영구자석(140)에 의해 생성되는 자속의 방향을 기준으로 전자기장 차폐층(124)의 후방에 홀 센서(122)가 배치될 수 있다. 즉, 전자기장 차폐층(124)이 홀센서의 전방에서 접근하는 자기장의 일부를 차폐함으로써, 홀 센서(122)의 동작에 영향을 미치는 자기장의 크기를 감소시킬 수 있다. 홀 센서(122)는 전가기장 차폐층의 후방에 도 4와 같이 인접하여 배치될 수도 있고, 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수도 있다.
전술한 설계 방안들 이외에도 제 2 요크바(121)의 구조적인 형태를 변형하는 것이 아닌 제 2 요크바(121)의 재질 자체를 철에 비해 투자율(permeability)이 낮은 금속으로 바꿈으로써, 제 2 요크바(121)에 흐르는 전체 자속 자체를 낮추어 홀 센서(122)의 포화를 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 요크바(121)는 철에 비해 투자율이 낮은 금속 재질로 형성될 수 있다.
도 5는 기존 와이어로프 결함 탐지장치와 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치(100)의 센서 응답을 비교하는 그래프이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 기존의 와이어로프 결함 탐지장치(10)는 검사 대상인 케이블(1)을 이동하는 과정에서 결함(2)의 시작점과 끝점을 코일 센서(4)의 응답 변화로 검출할 수 있다. 코일 센서(4)는 결함 영역(2)에 의한 자기력선의 시간 변화량을 측정하므로, 기존의 와이어로프 결함 탐지장치(10)는 측정 오차범위 내에서 결함 영역(2)의 개수 및 형상을 구분하기가 어렵다. 예를 들어, 결함의 시작점과 끝점에 대응되는 위치에 미세한 결함 영역이 2군데 존재하는 경우, 코일 센서(4)에 의한 응답은 도 5의 (a)와 동일할 것이므로, 기존의 와이어로프 결함 탐지장치(10)는 결함 영역의 개수 및 형상과 같은 특성을 명확히 구분할 수 없다.
반면, 도 5의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치(100)는 검사 대상인 케이블(1)을 이동하는 과정에서 코일 센서(112) 및 홀 센서(122)의 응답 변화로 결함(2)의 시작점과 끝점뿐만 아니라 결함(2)의 개수, 형상 등과 같은 특성을 함께 검출할 수 있다. 홀 센서(122)는 결함(2)에 의한 자속밀도의 변화 자체를 검출할 수 있으므로, 코일 센서(112)에 의해 구분이 어려웠던 결함 영역(2)의 개수 및 형상을 손쉽게 구분하여 검출할 수 있다. 예를 들어, 결함의 시작점과 끝점에 대응되는 위치에 미세한 결함 영역이 2군데 존재하는 경우, 코일 센서(112)에 의한 응답은 도 5의 (b)와 동일하지만, 홀 센서(122)에 의한 응답은 결함 영역의 위치에 맞추어 검출될 것이므로, 케이블 결함 검사 장치(100)는 결함 영역의 개수 및 형상과 같은 특성을 명확히 구분해낼 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치(100)의 사용 상태를 나타내는 종단면도, 도 7은 횡단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치(100)는 케이블(1)에 외접하여 경사진 케이블(1)을 이동할 수 있다. 기존의 와이어로프 결함 탐지장치와는 달리 자기장 발생에 영향을 미치지 않는 구성들은 플라스틱 계열의 재질로 대체하여 무게와 체적을 줄임으로써, 경사진 케이블(1)에서 안정적으로 이동하면서 결함(2)을 검출할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 자화요크(110), 제 2 자화요크(120) 및 영구자석(140)은 일체로 케이블(1)의 원주방향을 따라 등간격의 방사형으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 자화요크(110), 제 2 자화요크(120) 및 영구자석(140)이 하나의 그룹으로 구성된 센싱파트는 케이블 결함 검사 장치(100)의 하우징(150) 내부에 6개가 수용될 수 있다. 이때, 6개의 센싱파트들은 케이블(1) 전체를 감싸는 형태로 케이블(1)의 원주방향을 따라 등간격으로 배치될 수 있다. 즉, 6개의 센싱파트들은 60도 간격으로 이격되어 케이블(1)을 중심으로 한 방사형으로 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이블 결함 검사 장치(100)는 케이블(1)의 국부결함을 탐지하기 위해서 케이블(1)의 원주방향을 따라 인접 배치되는 코일 센서 또는 홀 센서(미도시)를 추가로 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 제 2 자화요크(120)와 케이블(1) 사이의 공간에 케이블(1)에 인접하여 코일 센서 또는 홀 센서(미도시)가 배치될 수 있다. 이는 결함(2)의 유무에 따라 표면으로 누설되는 자속을 측정하기 위한 것이다. 즉, 케이블(1)에 인접 배치되는 추가 코일 센서 또는 홀 센서(미도시)는 교량용 케이블(1)과 같이 체적이 큰 대상이 아닌 체적이 작은 대상에 대한 표면 누설 자기장을 검출하기 위해서 활용될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 와이어로프 또는 케이블 2: 결함
100: 케이블 결함 검사 장치
110: 제 1 자화요크 111: 제 1 요크바
112: 코일 센서 120: 제 2 자화요크
121: 제 2 요크바 122: 홀 센서
123: 공극 124: 전자기장 차폐층
130: 요크코어 140: 영구자석
150: 하우징

Claims (8)

  1. 케이블의 중심축에 평행하게 배치되며, 코일 센서가 구비되는 제 1 요크바를 포함하는 제 1 자화요크;
    상기 제 1 요크바와 평행하게 배치되며, 홀 센서가 구비되는 제 2 요크바를 포함하는 제 2 자화요크; 및
    상기 제 1 자화요크 및 제 2 자화요크의 양 단부를 형성하는 요크코어와 연결되어 상기 케이블에 인접 배치되는 영구자석을 포함하고,
    상기 제 2 요크바에는 상기 홀 센서의 포화를 방지하기 위한 공극이 마련되고, 상기 공극의 내부에는 상기 홀 센서가 배치되며,
    상기 제 2 요크바는 상기 제 1 요크바 대비 얇은 두께를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블 결함 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극은 상기 홀 센서가 외부로 노출되도록 상기 제 2 요크바의 상부 일부를 개방하는 형태로 형성되거나, 상기 홀 센서가 외부로 노출되지 않도록 상기 제 2 요크바의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블 결함 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극의 폭은 상기 제 2 요크바의 두께 또는 상기 홀 센서의 종류 중 적어도 하나 이상이 고려되어 결정되는 것을 특징으로 하는 케이블 결함 검사 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 센서에 의해 측정된 자속밀도의 시간변화량에 대응하는 전압 및 상기 홀 센서에 의해 측정된 자속밀도를 기초로 상기 케이블의 결함 특성이 추정되는 것을 특징으로 하는 케이블 결함 검사 장치.
  7. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 자화요크, 제 2 자화요크 및 영구자석은 일체로 상기 케이블의 원주방향을 따라 등간격의 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 케이블 결함 검사 장치.
  8. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이블의 국부결함을 탐지하기 위해서 상기 케이블의 원주방향을 따라 인접 배치되는 코일 센서 또는 홀 센서를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 결함 검사 장치.
KR1020190160078A 2019-12-04 2019-12-04 케이블 결함 검사 장치 Active KR102265940B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190160078A KR102265940B1 (ko) 2019-12-04 2019-12-04 케이블 결함 검사 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190160078A KR102265940B1 (ko) 2019-12-04 2019-12-04 케이블 결함 검사 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210070060A KR20210070060A (ko) 2021-06-14
KR102265940B1 true KR102265940B1 (ko) 2021-06-17

Family

ID=76417571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190160078A Active KR102265940B1 (ko) 2019-12-04 2019-12-04 케이블 결함 검사 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102265940B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102811018B1 (ko) * 2024-09-13 2025-05-22 한국원자력연구원 와이어로프 탐상 장치의 자속밀도 측정 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100523686B1 (ko) 2003-07-21 2005-10-25 충남대학교산학협력단 와이어로프의 비파괴검사장치
JP2006017457A (ja) 2004-06-04 2006-01-19 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 磁気コア及びこれを利用した電流センサユニット
WO2010077840A2 (en) * 2008-12-17 2010-07-08 Ndt Technologies, Inc. Magnetic inspection device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08285931A (ja) * 1995-04-20 1996-11-01 Meidensha Corp ホール素子型電流検出器の異常診断器具
KR101192286B1 (ko) * 2011-02-09 2012-10-17 한국표준과학연구원 와이어로프 결함 탐지장치
KR102020974B1 (ko) * 2015-03-11 2019-09-11 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 로프 손상 진단 검사 장치 및 로프 손상 진단 검사 방법
WO2018100709A1 (ja) * 2016-12-01 2018-06-07 東京製綱株式会社 磁性線状体の損傷評価方法および損傷評価装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100523686B1 (ko) 2003-07-21 2005-10-25 충남대학교산학협력단 와이어로프의 비파괴검사장치
JP2006017457A (ja) 2004-06-04 2006-01-19 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 磁気コア及びこれを利用した電流センサユニット
WO2010077840A2 (en) * 2008-12-17 2010-07-08 Ndt Technologies, Inc. Magnetic inspection device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210070060A (ko) 2021-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8368395B2 (en) Magnetic inspection device and method for detecting loss in metallic cross section
KR101192286B1 (ko) 와이어로프 결함 탐지장치
US9417269B2 (en) Current sensor
JP6060278B2 (ja) 鋼板の内部欠陥検出装置及び方法
US4495465A (en) Method and apparatus for non-destructive testing of magnetically permeable bodies using a first flux to saturate the body and a second flux opposing the first flux to produce a measurable flux
JP6563018B2 (ja) ワイヤロープ探傷装置
Yan et al. Improve the signal to noise ratio and installation convenience of the inductive coil for wire rope nondestructive testing
RU2204129C2 (ru) Способ неразрушающего контроля площади поперечного сечения и обнаружения локальных дефектов протяженных ферромагнитных объектов и устройство для его осуществления
CN102004203A (zh) 一种漏电流检测装置
US11016060B2 (en) Method and apparatus for evaluating damage to magnetic linear body
KR101500870B1 (ko) 자기 스위치 디바이스 및 이것을 이용한 엘리베이터 카의 위치 검출 장치
KR102265940B1 (ko) 케이블 결함 검사 장치
US7154265B2 (en) Eddy current probe and inspection method
CN104412114B (zh) 电流换能器
US2964699A (en) Probe device for flaw detection
JP3163378U (ja) 鉄筋破断検査装置
RU2634366C2 (ru) Способ магнитной дефектоскопии и устройство для его осуществления
CA1182172A (en) Method and apparatus for non-destructive testing of magnetical permeable bodies
CN117665094A (zh) 一种钢丝绳漏磁检测装置及检测方法
CN107328851A (zh) 基于改进式线圈的铁磁性细长构件无损检测装置
RU64781U1 (ru) Устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов
JPH09188496A (ja) ワイヤロープ損傷検出装置
EP2000798A2 (en) Device and method for non-destructive inspection of elongated objects made of magnetic material such as a metallic rope
RU2010150214A (ru) Способ неразрушающего контроля площади поперечного сечения по металлу, обнаружения локальных дефектов, измерения шага свивки прядей, координаты вдоль оси канатов из стальной ферромагнитной проволоки и устройство для его осуществления
CN221650279U (zh) 基于漏磁原理的非接触式钢丝绳监测传感器

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20191204

PA0201 Request for examination
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20201202

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20210609

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20210610

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20210611

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1501 Laying open of application
PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250401

Start annual number: 5

End annual number: 5