설비진단 기술과 최적 계측기의 선택(음향방출 초음파의 관점으로

설비진단 기술과 최적 계측기의 선택(음향방출 초음파의 관점으로…)

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설비의 아픈 곳을 진단하는 방법 또는 모니터링하는 방법으로 설비진단기술이라고 하는 것을 보면 대표적으로 진동(Vibration)이 있고 윤활(Lubrication), 열화상(Infrared) 그리고 초음파(Acoustic emission)가 있다. 이 중에서 초음파는 가청주파수(20Hz~20kHz)를 상위하는 음파(종파)로서 투과성질이 있고 에너지를 집적할 수 있는 장점이 있다. 사용처는 자동차 후방감지기에서부터 산업용(위치제어, 비파괴검사), 의학과 군사용으로 다양한데 그 중에서 초음파(Ultrasonic)를 이용한 설비진단방법은 진동과 열화상으로 할 수 없었던, 오일로 할 수 없었던 그 영역이 따로 존재함이 있다. 그 것은 다름아닌 직감(오감)의 사용에 의한 ‘편리성’이다. 이러한 편리성은 인체의 진단과 비교하면 청진기(진동)과 초음파촬영의 차이점으로 비교할 수 있다. 어쨌든, 중요한 점은 “직접 듣고 보고 판단한다.”는 점이다. 인간의 감각은 생각보다 아주 뛰어나서, 변화량을 기억하고 집어내는 능력(dB의 원리)은 훌륭하기 때문이다.

 

진동, 열화상, 윤활분석과 초음파의 비교1

영역구분	진동 , 윤활, 열화상 및 기타	초음파(Acoustic Emission)
진단 및 평가방법	FFT spectrum분석, wave분석, 윤활마모, 오염도 등 채취분석, MCSA분석 등 고도의 해석지식필요	측정한 자료를 가청영역으로 변환하여 귀로 듣고 판단하거나, Level(uV)을 측정하여 비교한다.
측정방법	측정오차에 매우 염려하며, 공진에 대한 고려, 여러 방향에서 측정하여 방향성을 고려(진동)	한 곳을 수직으로 접촉(고체음) 측정 또는 음향센서로 근접, 비접촉 측정.
기계의 속도 (주파수대역)	고속에 적용, 초고속 및 초저속의 기계는 측정곤란	저속, 고속의 음향진동특성을 모두 관찰가능.
판단기준	기계의 상태판단(30Hz~30kHz), 윤활은 초기발견과 관리방법이 적절하며 열화상은 초기보다는 말기에 가깝다.	결함의 초기발견(40kHz)
투자비 회수율	고가의 끝없는 투자, 장기적인 효과 예상	Assembly detector구성, 즉각적인 설비상태판단, PM직접적 근거제시
Leakage적용 (공기,전기)	전문장비 추가로 설치, 별도교육 필요. 열화상도 변형 적용 후 반응.	누설의 위치와 양, 코로나 방전상태 등을 즉각 판단.

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설비진단기술, 설비진단계측기, 진동과 초음파의 차이, 열화상카메라, 초음파설비진단기, 초음파설비진단카메라, 진동스펙트럼, 라우트, 루트모드.

 

초음파 가스누출 카메라 및 기계결함 탐지기

초음파 가스누출 카메라 및 기계결함 탐지기

정상적이 아닌 가스의 누출은 때때로 큰 위험요소일 경우가 높다. 이는 인간의 생명에 위해 요소가 될 가능성이 있어서 자칫 큰 대형 사고를 유발할 수 있다. 정상적인 가스의 누출이라도 에너지의 누설을 방지하는 것에 익숙해서는 안된다. 압축공기의 누설은 전기에너지를 낭비하며 궁극적으로는 생산비용을 늘리는 결과가 된다. 이때 가스의 누설 및 누출은 고체와 유체와의 마찰을 통해 초음파가 발생(Acoustic Emission)하게 된다. 또한 초음파는 ‘직진한다.’

초음파 공기음(Airborne)과 고체음(Structureborne)

고체와 유체 또는 고체와 고체간의 마찰음은 인간의 귀에 들릴 수도 있지만 그때는 이미 늦거나 손해가 큰 상태일 수도 있다. 하지만 초음파(음향방출)는 귀에 들리기 그 이전에부터 발생되고 있었다는 것을 알아야 한다. 다만 우리 귀에 들리지 못했을 뿐이다. 문제는 소리가 나고 진동이 난다는 것으로부터 알아내는 것이다.

1.     초음파를 동영상으로 보기 ( http://www.youtube.com/watch?v=LypsVCVNc_A&feature=player_embedded&x-yt-ts=1421914688&x-yt-cl=84503534 )

2.     초음파를 음성으로 듣기

(http://blog.naver.com/vs72/10021769165 )

초음파 설비진단기 Leak shooter는 기계의 마찰음, 결함 및 충격음의 발견 이외에도 초음파가 발생하는 공기누설음, 전기 코로나의 정량측정 등을 아주 효과적으로 측정하고 관리할 수 있다. 무엇보다도 화면으로 발생위치를 파악하고 정량적인 크기인 ‘dB’값을 보며 또한 직접 변환된 초음파를 귀로 들어 봄으로써 정상 비정상여부를 판단할 수 있다는 장점이 있다.

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초음파설비진단기, 초음파설비진단카메라, 초음파발생기, 초음파 발생장치, 밀폐검사, 누설검사, Leak shooter, 가스누출, 초음파 가스누출, 초음파 누출.

기밀성 확인방법-초음파발생기의 활용

기밀성 확인방법-초음파발생기의 활용

초음파를 이용해서 밀폐성을 검사하는 방법이 있다. 조선산업의 탱크 밀폐성, 자동차 실내의 누설범위, 압력탱크 또는 기밀실의 누설검사, 냉장실과 음향실의 누설검사 등에 적용되는 이 Application방법은 초음파의 직진성과 에너지 전파성질을 이용한 것으로 밀폐공간에 무지향성 초음파발생기를 설치하고 기밀된 외부의 틈에서 초음파 진단기 또는 초음파 진단카메라 등으로 귀로 듣고 눈으로 보고 사진을 찍어서 누설되는 위치를 파악하는 검사방법이다.

초음파발생기를 이용하여 밀폐 검사에 적용

자체적으로 발생하는 초음파가 없거나 신호가 미약할 경우에는 초음파발생기를 이용하면 효과적인 밀폐상태를 파악하는 데 도움이 된다.

즉, 밀폐실내의 내부에 초음파 발생기를 두고, 자동차의 외부에서 초음파진단기 Leak shooter를 이용해서 초음파가 발생하는 곳을 추적하면 누설되는 곳을 쉽게 찾을 수 있다. 이는 자동차나 조선업의 해치커버 또는 밀폐가 있어야 하는 곳에서 생산관리, 품질제어, 품질검사 등에 활용되는 기법으로서 매우 쉽고 간단한 검사기법이라고 할 수 있다.

초음파 설비진단기 Leak shooter는 기계의 마찰음, 결함 및 충격음의 발견 이외에도 초음파가 발생하는 공기누설음, 전기 코로나의 정량측정 등을 아주 효과적으로 측정하고 관리할 수 있다. 무엇보다도 정량적인 수치 ‘dB’값 과 직접 귀로 들어 봄으로써 정상 비정상여부를 판단할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 또한 이를 응용해서 품질관리(QC)나 생산성향상에도 적용하고 있는데, 특히 조선업의 해치커버의 밀폐성여부, 자동차의 밀폐성여부도 이에 해당한다.

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초음파설비진단기, 초음파설비진단카메라, 초음파발생기, 초음파 발생장치, 밀폐검사, 누설검사, Leak shooter, 누출검사

다양한 설비진단의 기술과 적합한 계측기의 선택

다양한 설비진단의 기술과 적합한 계측기의 선택

초음파는 가청주파수(20Hz~20kHz)를 상위하는 음파(종파)로서 투과성질이 있고 에너지를 집적할 수 있는 장점이 있다. 사용처는 자동차 후방감지기에서부터 산업용(위치제어, 비파괴검사), 의학과 군사용으로 다양한데 그중에서 초음파(Ultrasonic)를 이용한 설비진단방법은 진동과 열화상으로 할 수 없었던, 오일로 할 수 없었던 그 영역이 따로 존재함이 있다. 그 것은 다름아닌 직감(오감)의 사용에 의한 ‘편리성’이다. 이러한 편리성은 인체의 진단과 비교하면 청진기(진동)과 초음파촬영의 차이점으로 비교할 수 있다. 어쨌든, 중요한 점은 “직접 듣고 보고 판단한다.”는 점이다. 인간의 감각은 생각보다 아주 뛰어나서, 변화량을 기억하고 집어내는 능력(dB의 원리)은 훌륭하기 때문이다.

진동, 열화상, 윤활분석과 초음파의 비교1

영역구분	진동 , 윤활, 열화상 및 기타	초음파
진단 및 평가방법	FFT spectrum분석, wave분석, 윤활마모, 오염도등 채취분석, MCSA분석 등 고도의 해석지식필요	측정한 자료를 가청영역으로 변환하여 귀로 듣고 판단하거나, Level(uV)을 측정하여 비교한다.
측정방법	측정오차에 매우 염려하며, 공진에 대한 고려, 여러 방향에서 측정하여 방향성을 고려(진동)	한 곳을 수직으로 접촉(고체음) 측정 또는 음향센서로 근접, 비접촉 측정.
기계의 속도 (주파수대역)	고속에 적용, 초고속 및 초저속의 기계는 측정곤란	저속, 고속의 음향진동특성을 모두 관찰가능.
판단기준	기계의 상태판단(30Hz~30kHz), 윤활은 초기발견과 관리방법이 적절하며 열화상은 초기보다는 말기에 가깝다.	결함의 초기발견(40kHz)
투자비 회수율	고가의 끝없는 투자, 장기적인 효과 예상	Assembly detector구성, 즉각적인 설비상태판단, PM직접적 근거제시
Leakage적용 (공기,전기)	전문장비 추가로 설치, 별도교육 필요. 열화상도 변형 적용 후 반응.	누설의 위치와 양, 코로나 방전상태 등을 즉각 판단.

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초음파의 응용분야-기계설비진단 및 배관의 누설진단

초음파는 높은 에너지를 가지고 있으며 진동시 발생되는 공동현상(Cavitation) 그리고 지향성(directivity)의 특유한 성질을 이용하여 응집작용, 분산작용, 화학작용, 생물학작용 및 각종 탐지에 응용되고 있으며, 의학적 목적(산부인과 외), 군사용 목적으로 그 활용도는 넓고 다양하다.

초음파 응용(고에너지, 직진성)

(응집작용)기체나 액체에 초음파를 통해주면 매질은 진동하게 된다. 이때 매질 속에 고체의 미립자가 있는 경우 이 미립자는 유체매질과 같은 속도로 진동하지 못하고 미립자끼리 뭉쳐지게 된다. 이와 같은 현상은 가스의 정화장치나 액체 속의 고체 미립자를 제거하는데 사용된다.

(분산작용)매질에 초음파를 연속적으로 통해 주면 매질의 진동으로 매질을 이루는 물질에 공동현상이 생겨나 보다 작은 입자나 분자로 나누어지는 현상을 이용한 것으로, 도료의 미립자화, 선광유와  물과의 혼합, 가습기 등 여러 곳에 응용되고 있다.

(파괴작용)초음파의 진동 에너지를  이용한 것으로 초음파드릴을 사용하여 유리, 도자기, 보석, 공구용 강철 등에 구멍을 뚫거나 가공하는데 사용된다.

(화학작용)액체에 강력한 초음파를 발생시키면 공동현상으로 물질이 분해되어 여러 가지 화학반응이 일어난다. 물에 강력한 초음파를 발생시키면 물이 분해되어 H+와 OH‾ 등으로 전리되고 이들이 다시 화합하여 질산(NHO₃)이나 과산화수소(H₂O₂) 등이 산출되기도 한다. 이와 같은 화학작용은 용액의 농도나 전리도를 변화시켜 여러 가지 화학반응에 이용된다.

(생물학적작용)강력한 초음파를 생물에 작용시키면 생리에 변화를 가져온다. 동물이나 곤충에 작용하면 평형감각을 잃거나, 심하면 생명을 잃는 수도 있다.

(비파괴검사)초음파의 지향성을 이용한 것으로 초음파를 검사하는 물체에 투과시켜 투과된 펄스나 반사된 펄스를 조사하는 것이며, 초음파 Holography를 이용한다.

(기타)해저탐사, 물체의 두께 및 거리측정, 어군탐사, 의학용, 군사용 사용.

(기계, 설비진단) 초음파의 지향성을 이용한 것으로, 기계나 설비에서 발생하는 마찰음, 공기 및 유체의 누설음, 파열음, 전기코로나 음을 채집하여 가청주파수로 변환하면 그 특성을 관찰하여 파손 및 누설 정도를 파악할 수 있는 기술.

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