일반기술

비접촉식 금속재 두께 측정기술

본 기술은 전자유도 초음파를 이용한 금속판의 두께측정장치에 관한 것으로, 특히 전자유도 초음파 센서(Electromagnetic Acoustic Transducer;EMAT)의 파형신호를 디지털 값으로 변환한 후, 이것을 디지털 신호 처리하여 금속판에서의 초음파의 진행시간을 정확하게 측정함으로써, 금속판의 두께를 정밀하게 측정하기 위한, 전자유도 초음파를 이용한 금속판 두께 측정장치에 관한 것이다.종래의 초음파를 이용한 두께장치는 압전소자를 이용한 접촉식 초음파법을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 압전소자를 이용한 접촉식 초음파법은, 초음파 센서와 배관재 사이에 물 등의 접촉매질을 사용해야 하므로, 부식 등이 발생하여 배관재 표면이 불균일하거나 배관재의 온도가 고온일 경우 접촉매질을 사용하여 초음파를 배관재 내부에 발생시키는 것이 곤란한 문제점이 있다. 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 접촉매질이 필요없는 전자유도 초음파 센서가 이용되고 있으나 전자유도 초음파는 압전소자를 이용하는 경우에 비해 전달효율이 떨어지며, 고전압/고출력의 회로를 이용하므로 신호에 잡음이 발생하는 문제점이 있다. 본 기술은 전자유도초음파 센서의 파형신호를 디지털 값으로 변환한 후, 이것을 메디안 필터링 및 자비츠키-골레이 필터링 등의 디지털 신호 처리하여 금속판에서의 초음파의 진행시간을 정확하게 측정함으로써 측정대상인 금속판의 두께 측정의 정밀도를 높일 수 있도록 하는 효과로 인하여 그 중요성이 증가하고 있다.본 기술이 위 응용분야의 기존 기술보다 뛰어난 장점 및 특징은 다음과 같다.특징 : 1. 강력한 자석 및 유도코일에 의해 구성되는 전자유도초음파(EMAT, Electromagnetic Acoustic Transducer) 센서를 이용하여 금속재 내부에 수 MHz의 주파수를 갖는 초음파를 발생2. 초음파가 금속재의 두께 방향으로 전파하여 이면에서 반사하는 신호를 동일한 전자유도 초음파 센서를 이용하여 취득3. 초음파의 전달시간을 측정함으로써 금속재의 두께를 측정함4. 적절한 초음파 신호처리 기법을 활용하여 금속재의 두께를 정밀하게 측정(정밀도<10 microns)EMAT 센서의 장점 : 1. 페인트 제거 불필요2. 녹제거 불필요3. 이동검사기능4. 고온재 검사기능