KR20020092009A - 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치 - Google Patents

센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치 Download PDF

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KR20020092009A
KR20020092009A KR1020010030852A KR20010030852A KR20020092009A KR 20020092009 A KR20020092009 A KR 20020092009A KR 1020010030852 A KR1020010030852 A KR 1020010030852A KR 20010030852 A KR20010030852 A KR 20010030852A KR 20020092009 A KR20020092009 A KR 20020092009A
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Abstract

본 발명은 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치에 관한 것으로서, 중앙에 하우징(110)을 형성하고 그 내부에 밧데리를 장착하여 전원을 공급하는 증폭기 전원 모듈(100)과; 증폭기 전원 모듈(100)의 양측에 소정 길이로 각각 형성되며 관(600)의 굴곡방향에 따라 굽힘과 펴짐이 자유로운 자유굴곡부(200)와; 자유굴곡부(200)의 양단중 어느 일단에 하우징(310)을 형성하고 그 내부에 교류 자기장을 발생시키는 여자기를 장착한 여자기 모듈(300)과; 여자기 모듈(300) 반대편의 자유굴곡부(200)의 나머지 일단에 하우징(410)을 형성하고 그 내부에 여자기 모듈(300)의 여자기로부터 발생되는 교류 자기장을 탐지하는 탐지기와 증폭기 전원 모듈(100)로부터 전원을 공급받아 탐지기로부터 탐지된 신호를 증폭하여 지상에 위치한 컴퓨터로 전송하는 증폭기를 장착한 탐지기 모듈(400)과; 여자기 모듈(300)과 탐지기 모듈(400)의 외측에 각각 형성되며, 여자기 모듈(300)과 탐지기 모듈(400)의 중심을 이루는 축이 관 내부의 중심축과 동축을 이루도록 조절하는 센트럴라이저(500)를 포함하는 것으로서, 관의 내경 변화나 관의 곡률 형성부위에 상관없이 관 내부를 원활하게 주행할 수 있으며, 주행시 여자기 및 탐지기의 중심을 이루는 축이 관 내부의 중심축과 동축을 이루게 함으로써 획득 신호의 잡음을 저감하여 정확한 탐지 기능을 수행하는 효과를 가지고 있다.

Description

센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치{INTERNAL METAL PIPE INSPECTION APPARATUS HAVING CENTRALIZER}
본 발명은 지하에 매설된 금속 배관의 이상유무를 검사하는 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 관의 내경 변화나 관의 곡률 형성부위에 상관없이 관 내부를 원활하게 주행할 수 있으며, 주행시 여자기 및 탐지기의 중심을 이루는 축이 관 내부의 중심축과 동축을 이루게 하는 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치를 제공하는데 있다.
일반적으로 지하에는 상하수도관, 도시가스관, 석유화학 플랜트관 등 많은배관들이 매설되어 있으며, 이러한 배관이 파손되는 경우 직접적인 재난으로 연결된다.
따라서, 지하에 매설된 배관의 유지 및 보수 측면에서 배관의 상태를 파악하는 것은 필수적이므로 여러 가지 검사방법들이 개발되어 사용되고 있는데, 이러한 검사방법으로는 자속 누설 검사, 원격장 와전류 검사, 육안 검사, 초음파 검사 등이 존재하며, 배관의 용도 및 기하학적 구조에 알맞는 검사방법을 채택하여 사용하고 있다.
예를 들면, 장거리 가스배관이나 해저배관 등 그 특성상 대구경인 배관의 경우에는 자속 누설 검사방법이 사용되며, 석유화학 플랜트나 공장 등에 설치되는 열교환기 세관의 경우에는 와전류 탐상방법이나 고체촬상소자(CCD;Charge Coupled Device) 카메라와 광원을 지닌 내시경(borescope)을 이용하는 육안검사가 사용된다.
상수도관의 경우에는 관의 내부가 모르타르 라이닝되어 있으며, 관벽에 부식 생성물들이 부착되어 있기 때문에 탐지기가 관벽에 접촉해야 검사할 수 있는 초음파 검사방법이나 자속 누설 검사방법은 사용할 수 없으며, 배관의 내벽만을 관찰할 수 있는 육안 검사방법으로는 배관 외벽에 존재하는 배관의 부식을 검사하지 못한다.
따라서, 상수도관에 부식 또는 기계적 마모에 의해 발생된 결함 등을 검사하기 위해서는 원격장 와전류 검사방법(Remote Field Eddy Current Test)이 사용된다.
원격장 와전류 검사방법은 여자기에서 유기된 원격장 와전류 에너지가 관벽을 투과한 후 외벽을 따라 일정 거리를 흐르다가 다시 관 내부로 유입되는 관벽 투과(through wall transmission) 특성을 이용하는 전자기 비파괴 검사방법의 일종으로서, 전도성 배관 내부에서 배관과 동일한 축을 가진 여자기에 저주파 교류 전류를 통과시키면 자기장이 형성된다.
이 자기장은 배관축을 흐르는 방법에 따라 여자기에서 생성되어 여자기 부근의 전도성 배관 벽체 내부에서 생성된 와전류의 작용으로 배관 축을 따라 급속히 감쇄되는 직접 자기장(direct magnetic field)과 표피 효과를 극복하고 여자기 부근의 배관 벽체를 투과하여 배관 외부에 도달한 자기장이 배관의 축방향의 일정 거리를 지나서 배관 내부로 다시 투과하는 원격장(remote field)으로 나뉘고, 원격장은 급속히 감쇄된 직접 자기장보다 크기가 크며, 이러한 원격장 부근의 배관 내부에 위치시킨 탐지기 코일에서 유기되는 신호를 측정하여 배관의 이상유무를 판단한다.
원격장 와전류 검사방법에 사용되는 장치는 케이블의 강성을 이용해서 뒤에서 밀어 넣는 방식이 주로 사용되며, 투입되는 검사장치가 수평을 이루기 위해서 탄성력을 가진 와이어를 일정 간격으로 설치하거나, 신축성(flexibility)을 가진 PVC 등의 재질로 형성됨과 아울러 배관의 외경보다 약간 작은 내경을 가지는 빗살 형상을 가지는 구조물을 이용한다.
이러한 원격장 와전류 검사방법을 상수도 관망 검사에 적용하기 위해서는 원격장 와전류 신호에 대하여 검토해야 한다.
교류 자기장은 코일을 감거나 hall 센서 등을 이용해서 측정할 수 있으며, 원격장 와전류 신호는 여자기에서 관경에 2 ~ 3 배 떨어진 거리에 위치한 탐지기에서 측정되는 유도 기전력의 크기로서, 탐지기에서 탐지되는 유도 기전력의 크기는 감은 코일의 회전수와 코일로 둘러 쌓인 부분의 면적 벡터와 이 면적을 수직으로 통과하는 자속 밀도 벡터의 내적과 자기장의 주파수에 비례한다.
따라서, 탐지하는 코일의 중심이 배관 내부의 중심축에서 벗어나거나 코일의 중심을 이루는 축이 배관 내부의 중심축과 일치하지 않았을 경우에는 코일의 면적 벡터와 자속 밀도 벡터의 내적이 달라지게 되므로 탐지되는 유도 기전력의 세기가 달라진다.
즉, 결함이 존재하지 않고 탐지 코일의 중심을 이루는 축이 배관 내부의 중심축을 벗어나는 경우에는 신호가 크게 달라지지 않으나, 부분적으로 존재하는 결함이 있는 경우에는 결함에서 멀어질수록 자기장의 세기가 결함이 없는 배관을 통해서 들어온 자기장과 합산이 되어서 결함에 의한 자기장의 변화를 완화시키므로 탐지기가 배관의 중심축을 벗어나 결함 쪽에서 멀어지게 되면 올바른 신호를 얻을 수 없게 된다.
따라서, 원격장 와전류 검사방법은 검사장치의 중심이 배관의 내부 중심에 위치해야 할 뿐만 아니라 검사결과에 대한 오차를 줄이기 위해서는 검사장치의 중심을 이루는 축이 배관 내부의 중심축과 일치해야 한다.
이와 같이, 종래의 원격장 와전류 검사방법에 사용되는 배관 검사장치를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 선행기술로서 미국특허 제5675251호의 배관 검사장치를 설명하기 위한 도면으로서 도시된 바와 같이, 배관 검사장치는 배관의 내경에 상응하는 크기를 가짐과 아울러 배관의 경로를 따라 움직이는 복수의 하우징(12,14,16)으로 이루어져 있고, 복수의 하우징(12,14,16)은 각각 굽은 관로에서 막히는 것을 방지하기 위하여 구 또는 난형(卵形)을 가지며, 내부로 유체가 유입되는 것을 차단하기 위해 씰링되어 있다.
복수의 하우징(12,14,16) 중 하나의 하우징(14)은 내부에 미도시된 탐지기가 설치되며, 외측에 세 개의 센트럴라이저(centralizer;17)가 구비되어 배관 검사장치가 관로를 이동시 배관 검사장치의 중심이 배관의 내부 중심과 일치하도록 한다.
복수의 하우징(12,14,16)은 케이블(18) 또는 신축가능한 튜브(20)로 서로 연결됨으로써 배관 검사장치는 자유롭게 휠 수 있으며, 튜브(20)의 내측에는 하우징(12)과 하우징(14) 사이에 연결되는 전기선(22)이 설치된다.
또한, 후측에 위치하는 하우징(12)에는 지상으로 연결되는 신축가능한 튜브(28)가 구비되며, 이 튜브(28) 내부에는 하우징(12)에 연결되는 전기선(26)이 설치된다.
그러나, 이러한 종래의 배관 검사장치는 굴곡진 배관을 통과할 수 있도록 장치를 구성하고 있으며, 탐지기의 중심이 배관 내부의 중심에 위치하도록 하고는 있으나, 탐지기의 중심을 이루는 축이 배관 내부의 중심축과 동축이 되도록 하는 방법은 제시하지 못하고 있다.
그외 미국특허 제5365331호 내시경의 센터링장치 및 미국특허 제5329824호의배관검사장치의 센트럴라이저는 검사장치의 중심이 배관의 중심에 위치한다는 점에서 선행기술로 예를 들은 미국특허 제5675251호의 배관 검사장치와 동일하나, 탄성력과 강성이 있는 와이어를 이용하는 방법이므로 충진율이 상대적으로 큰 원격장 와전류 검사방법에는 적용하기가 힘들었다.
그리고, 한국특허출원 제1998-49225호의 "배관의 내부 검사용 이동 로봇"은 두 개의 링크가 서로 독립적인 스프링에 의해 작동되어 링크의 연결구조상 이동장치의 축이 배관의 축에서 벗어날 수 있도록 설계되어 있다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 관의 내경 변화나 관의 곡률 형성부위에 상관없이 관 내부를 원활하게 주행할 수 있으며, 주행시 여자기와 탐지기의 중심을 관의 내부중심과 일치시킬뿐만 아니라 여자기 및 탐지기의 중심을 이루는 축이 관 내부의 중심축과 동축을 이루게 함으로써 획득 신호의 잡음을 저감하여 정확한 탐지 기능을 수행하는 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 중앙에 하우징을 형성하고 그 내부에 밧데리를 장착하여 전원을 공급하는 증폭기 전원 모듈과; 증폭기 전원 모듈의 양측에 소정 길이로 각각 형성되며 관의 굴곡방향에 따라 굽힘과 펴짐이 자유로운 자유굴곡부와; 자유굴곡부의 양 단중 어느 일단에 하우징을 형성하고 그 내부에 교류 자기장을 발생시키는 여자기를 장착한 여자기 모듈과; 여자기 모듈 반대편의자유굴곡부의 나머지 일단에 하우징을 형성하고 그 내부에 여자기 모듈의 여자기로부터 발생되는 교류 자기장을 탐지하는 탐지기와 증폭기 전원 모듈로부터 전원을 공급받아 탐지기로부터 탐지된 신호를 증폭하여 지상에 위치한 컴퓨터로 전송하는 증폭기를 장착한 탐지기 모듈과; 여자기 모듈과 탐지기 모듈의 외측에 각각 형성되며, 여자기 모듈과 탐지기 모듈의 중심을 이루는 축이 관 내부의 중심축과 동축을 이루도록 조절하는 센트럴라이저를 포함하는 것을 특징으로 한다.
센트럴라이저는 여자기 모듈과 탐지기 모듈의 중앙에서 관의 길이방향으로 소정의 지름으로 일정하게 각각 연장되어 형성된 가이드축과; 가이드축의 외부지름보다 다소 큰 내부지름을 가지고 가이드축의 외부에 끼워져 표면을 따라 자유롭게 슬라이딩되도록 설치된 가이드부재와; 가이드부재의 외측면과 가이드축의 외측면에 힌지점을 가지며 결합되어 관의 내경을 따라 가이드부재를 이동시켜 가이드축을 관 내부의 중심축에 일치하도록 지지하는 링크부재를 셋 또는 그 이상으로 장착하여 이루어진 가이드축지지수단과; 가이드축지지수단에 의해 슬라이딩되는 가이드부재에 탄성력을 발생시키는 방향으로 가이드축에 장착된 탄성수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
가이드축지지수단의 링크부재는 한 쪽끝이 가이드부재에 힌지점을 가지고 결합하며, 다른 쪽끝이 관의 내부 벽면을 압착 지지하는 제 1 롤러의 회전축에 결합하는 제 1 링크와; 제 1 링크와 교차하며 중앙에 링크점을 형성하고 한 쪽끝이 가이드축에 힌지점을 가지고 결합되며, 다른 쪽끝이 관의 내부 벽면을 압착 지지하는 제 2 롤러의 회전축에 결합되는 제 2 링크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 가이드축지지수단의 링크부재는 제 3 링크의 한 쪽끝을 가이드부재에 힌지점을 가지고 결합시키고 다른 쪽끝을 제 1 롤러의 회전축에 결합시키며, 이 제 1 롤러의 회전축에 제 4 링크의 한 쪽끝을 결합시키고 다른 쪽끝을 가이드축에 힌지점을 가지고 결합시키는 제 1 링크세트와; 제 1 링크세트의 제 4 링크가 결합된 가이드축의 힌지점에 제 5 링크의 한 쪽끝을 결합시키고 다른 쪽끝을 제 2 롤러의 회전축에 결합시키며, 이 제 2 롤러의 회전축에 제 6 링크의 한 쪽끝을 결합시키고 다른 쪽끝을 제 1 링크세트의 제 3 링크가 결합된 가이드부재의 힌지점에 결합시키는 제 2 링크세트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 선행기술로서 미국특허 제5675251호의 배관 검사장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치를 도시한 전체사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치를 도시한 정면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치를 도시한 전체사시도,
도 5는 도 2 및 도 4에 도시된 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치의 센트럴라이저를 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 5에 도시된 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치의 센트럴라이저의 가이드축지지수단을 구성하는 링크부재의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 센트럴라이저의 탄성수단의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 8은 도 5 및 도 6에 도시된 센트럴라이저의 탄성수단의 또 다른 실시예를 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치의 사용상태를 도시한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 ; 증폭기 전원 모듈 200 ; 자유굴곡부
300 ; 여자기 모듈 400 ; 탐지기 모듈
500 ; 센트럴라이저 510 ; 가이드축
520 ; 가이드부재 530 ; 가이드축지지수단
531,540 ; 링크부재 550 ; 탄성수단
560, 570 ; 인장스프링
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치를 도시한 전체사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치를 도시한 정면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치는 관(600)의 길이방향으로 일정하게 연장되어 있으며, 그 중앙에 증폭기 전원 모듈(100)을 형성하고 이 증폭기 전원 모듈(100)의 양측에 자유굴곡부(200)를 각각 형성하고, 이 자유굴곡부(200)의 양단에 여자기 모듈(300)과 탐지기 모듈(400)을 각각 형성한다. 그리고 여자기 모듈(300)과 탐지기모듈(400)의 외측에 각각 센트럴라이저(500)를 형성하고 있다.
증폭기 전원 모듈(100)은 후술하는 탐지기 모듈(300)에 장착된 증폭기에 전원을 공급하는 것으로 하우징(110)의 내부에 도시하지 않은 밧데리를 장착하여 구성되는데 하우징(110)은 관(600)의 내부형상과 상응하는 원형을 이루며 양쪽으로 분할되어 서로 접합되면서 일체되도록 된 것이다.
자유굴곡부(200)는 증폭기 전원 모듈(100)의 하우징(110)의 양측 중앙으로부터 연장되면서 형성되어 관(600)의 진행방향을 따라 자유롭게 굴곡됨으로써 관(600)의 굴곡진 부위를 용이하게 진행하도록 한 것이다. 따라서, 자유굴곡부(200)는 외부 주름을 갖는 자재관(自在管,flexible pipe;210)과 유니버셜조인트로 구성될 수 있다.
도 2에서는 자유굴곡부(200)에 자재관(210)을 적용한 예를 도시한 바, 자유굴곡부(200)의 자재관(210)은 관(600)이 방향을 전환한 부분에서 굴곡을 이루게 되는데 굽어지는 쪽의 주름은 접히고 다른 쪽 주름은 펼쳐지면서 관(600)의 굴곡방향을 따라 진행방향을 전환하게 된다.
또한, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치를 도시한 전체사시도로서, 자유굴곡부(200)를 유니버셜조인트(220)로 구성한 것이다. 따라서 관(600)의 진행방향이 전환될 때에 조인트부분이 접히면서 지하매설 금속배관의 검사장치가 관(600)의 굴곡진 부위를 진행토록 한 것이다.
여자기 모듈(300)은 자유굴곡부(200)의 양단중 어느 일단과 결합되어 있으며, 하우징(310)의 내부에 도시하지 않은 여자기를 장착한 것으로 검사장치의 일측에 연결되어 지상까지 도달하는 케이블(700; 도 9에 도시됨) 내부에 구비되는 전선을 통해 전원을 공급받아 자기장을 형성시키는 것이다. 이 여자기 모듈(300)은 하우징(310)의 중심을 이루는 축과 여자기의 중심을 이루는 축이 일치하도록 하우징(310)에 여자기를 장착하고 있으며, 하우징(310)은 관(600)의 내부형상과 동일한 원형으로 형성됨이 바람직하다.
탐지기 모듈(400)은 자유굴곡부(200)의 양단중 여자기 모듈(300) 반대편의 일단에 결합되어 있으며, 하우징(410)의 내부에 역시 도시하지 않은 탐지기 및 증폭기를 장착한 것으로 여자기 모듈(300)로부터 발생된 유도 기전력을 탐지기가 탐지하여 탐지된 신호를 증폭기 전원 모듈(100)로부터 전원을 공급받는 증폭기가 증폭하여 케이블(700) 내부에 구비된 전선을 통하여 지상에 위치한 컴퓨터로 전송한다.
이 탐지기 모듈(400)도 하우징(410)의 중심을 이루는 축과 탐지기의 중심을 이루는 축이 서로 일치하도록 하우징(410)에 탐지기를 장착하고 있으며, 하우징(410)은 관(600)의 내부형상과 동일한 원형으로 형성됨이 바람직하다.
센트럴라이저(500)는 여자기 모듈(300)과 탐지기 모듈(400)의 중심을 이루는 축이 관(600) 내부의 중심축과 동축을 이루도록 관(600)의 내부면을 지지하도록 조절하는 것이다. 따라서, 본 실시예는 센트럴라이저(500)를 이 여자기 모듈(300)과 탐지기 모듈(400)의 외측의 인접한 위치에 각각 장착하고 어떠한 관(600)의 내부지름이더라도 관(600)의 내부면에 밀착하여 지지되도록 하였다.
이러한 센트럴라이저(500)는 여자기 모듈(300)과 탐지기 모듈(400)의 각각의 하우징(310,410) 중앙으로부터 관(600)의 길이방향으로 일정한 지름을 가지는 가이드축(510)을 연장하여 형성시키고, 이 가이드축(510)의 외부지름보다 다소 큰 내부지름을 가지는 가이드부재(520)를 가이드축(510)의 외부에 끼워 장착하며, 이 가이드부재(520)를 가이드축(510)의 표면을 따라 슬라이딩시키면서 가이드축(510)을 지지하는 가이드축지지수단(530)을 형성하고, 가이드부재(520)에 탄성력을 발생시키는 방향으로 가이드축(510)에 탄성수단(550)을 장착한다.
가이드축지지수단(530)은 셋 또는 그 이상의 링크부재(531)로 구성되는데, 도 2 및 도 3에서는 세 개의 링크부재(531)가 서로 이루는 각도가 동일하도록 형성된 예를 도시하였으며, 이에 한하지 않고, 가이드축지지수단(530)은 네 개 또는 그 이상의 갯수로 이루어진 링크부재(531)가 각각 서로 동일한 각도를 이루도록 구성될 수 있다.
가이드축지지수단(530)을 구성하는 어느 하나의 링크부재(531)를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
링크부재(531)는 길이가 서로 같은 제 1 링크(531a)와 제 2 링크(531b)로 구성되는데, 제 1 링크(531a)는 한 쪽끝이 가이드부재(520)에 힌지점(H1)을 가지고 결합되고 다른 쪽끝이 관(600)의 내부 벽면을 압착 지지하는 제 1 롤러(531c)의 회전축에 결합되며, 제 2 링크(531b)는 제 1 링크(531a)와 교차하면서 중심에 링크점(L)을 가지고 한 쪽끝은 가이드축(510)에 힌지점(H2)을 가지고 결합되고 다른 한쪽은 관(600)의 내부 벽면을 압착 지지하는 제 2 롤러(531d)의 회전축에 결합된다.
탄성수단(550)으로서는 가이드축(510)의 끝단에 다른 부분보다 큰 지름의 스토퍼(511)를 연장하여 형성된 스토퍼(511)와 가이드부재(520)사이의 가이드축(510)에 압축스프링이 장착되어 있다.
따라서, 링크부재(531)의 제 1 및 제 2 링크(531a,531b)는 압축스프링(550)에 의해 탄성력을 제공받는 가이드부재(520)에 의해 관(600)의 내경에 따른 제 1 및 제 2 롤러(531c,531d)의 높이에 따라 서로 접히거나 펼쳐진다.
즉, 가이드부재(520)가 압축스프링(550)에 의해 가이드축(510)을 따라 이동하여 가이드축(510)에 형성된 힌지점(H2)에 가이드부재(520)에 형성된 힌지점(H1)이 서로 인접하도록 탄성력을 제공받음으로써 길이가 서로 같은 제 1 및 제 2 링크(531a,531b)가 서로 접힘으로써 제 1 및 제 2 롤러(531c,531d)는 관(600)의 내부 벽면을 압착 지지함과 아울러 검사장치가 관의 내부를 이동시 롤링된다.
또한, 제 1 및 제 2 롤러(531c,531d)가 관(600)의 내부 벽면과 두 개의 접점을 가지므로 센트럴라이저(500)의 가이드축(510)이 뒤틀리는 것을 방지할 뿐만 아니라, 여자기 모듈(400)과 탐지기 모듈(500)의 중심을 이루는 축이 관(600) 내부의 중심축과 일치시키도록 한다.
도 6은 도 5에 도시된 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치의 센트럴라이저의 가이드축지지수단을 구성하는 링크부재의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 가이드축지지수단(530)의 링크부재(540)는 서로 길이가 다른 제 3 및 제 4 링크(541a,541c)를 포함하는 제 1 링크세트(541)와 제 4 및제 3 링크(541c,541a)와 각각 동일한 길이로 형성된 제 5 및 제 6 링크(542a,542c)를 포함하는 제 2 링크세트(542)로 구성된다.
제 1 링크세트(541)는 제 3 링크(541a)의 한 쪽끝을 가이드부재(520)에 힌지점(H3)을 가지고 결합시키고 다른 쪽끝을 제 1 롤러(541b)의 회전축에 결합시키며, 이 제 1 롤러(541b)의 회전축에 제 4 링크(541c)의 한 쪽끝을 결합시키고 다른 쪽끝을 가이드축(510)에 힌지점(H4)을 가지고 결합시킨다.
제 2 링크세트(542)는 제 1 링크세트(541)의 제 4 링크(541c)가 결합된 가이드축(510)의 힌지점(H4)에 제 5 링크(542a)의 한 쪽끝을 결합시키고 다른 쪽끝을 제 2 롤러(542b)의 회전축에 결합시키며, 이 제 2 롤러(542b)의 회전축에 제 6 링크(542c)의 한 쪽끝을 결합시키고 다른 쪽끝을 제 1 링크세트(541)의 제 3 링크(541a)가 결합된 가이드부재(520)의 힌지점(H3)에 결합시킨다.
따라서, 제 1 및 2 링크세트(541,542)는 압축스프링(550)으로부터 압축력을 제공받는 가이드부재(520)에 의해 각각 서로 접히면서 관(600)의 내부 벽면을 지지하게 되며, 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치가 관(600)의 내부를 진행시 제 1 및 제 2 로울러(541b,542b)가 관(600)의 내부 벽면을 압착하여 롤링된다.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 센트럴라이저의 탄성수단의 다른 실시예를 도시한 도면으로, 이 탄성수단은 여자기 모듈(300) 및 탐지기 모듈(400)과 가이드부재(520) 사이의 가이드축(510)에 인장스프링(560)을 장착하여 이루어지는 것이다.
도 8은 도 5 및 도 6에 도시된 센트럴라이저의 탄성수단의 또 다른 실시예를도시한 것으로, 이 탄성수단은 인장스프링(570)을 링크부재(531)가 형성한 가이드축(510)의 힌지점(H2)과 가이드부재(520)의 힌지점(H1)을 연결하여 장착되는 것이다.
따라서, 도 7 및 도 8에 도시된 탄성수단으로서의 인장스프링(560,570)은 링크부재(531)의 힌지점(H1,H2)이 서로 접하도록 가이드부재(520)를 축방향으로 슬라이딩시킴으로써 링크부재(531)가 관(600)의 내부면으로 팽창되면서 제 1 및 제 2 롤러(531c,541d)가 관(600)의 내부면을 지지함과 아울러 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치가 관(600)의 내부를 원활하게 슬라이딩되도록 관(600)의 내부면을 따라 롤링된다.
도 9는 본 발명에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치의 사용상태를 도시한 도면으로, 설명의 편의를 위해 센트럴라이저(500)의 가이드축지지수단(530)을 이루는 링크부재(531)가 네 개로 구성된 예를 도시한 것으로서, 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치는 장치의 일측에 구비된 케이블(700)의 강성을 이용해서 관(600)의 내부를 이동하도록 되어 있으며, 이 때 여자기 모듈(300)과 탐지기 모듈(400)의 외측에 형성된 센트럴라이저(500)의 가이드축지지수단(530)의 지지를 받고, 여자기 모듈(300)과 탐지기 모듈(400)의 중심을 이루는 축이 관(600) 내부의 중심축과 동축을 이루며 진행하며, 자유굴곡부(200)가 관(600)의 진행방향과 동일한 방향으로 굴곡되어 본 실시예에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치를 관(600)의 진행방향과 일치시키는 것을 볼 수 있다.
그리고, 케이블(700) 내부에 구비된 전선을 통하여 지상으로부터 교류 전류를 공급받은 여자기 모듈(300)의 여자기가 교류 자기장을 형성하고, 이로부터 일정 거리에 위치한 탐지기 모듈(400)의 탐지기가 유도되는 기전력을 측정하며, 이를 증폭기 전원 모듈(100)로부터 전원을 공급받는 증폭기에서 증폭하여 케이블(700)의 전선을 따라 지상에 위치한 컴퓨터로 신호를 전송하여 관(600)의 내부상황에 따른 일정한 데이터를 형성시킨다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치는 탄성수단(550)에 의해 탄성력을 제공받는 가이드부재(520)가 가이드축(510)을 따라 이동하면서 가이드축지지수단(530)의 각각의 링크부재(531)의 제 1 및 제 2 로울러(531c,531d)가 관(600)의 내부 벽면을 지지함으로써 관(600)의 내경 변화나 관(600)의 곡률 형성부위에 상관없이 관(600) 내부를 원활하게 주행할 수 있으며, 주행시 여자기와 탐지기의 중심을 관(600)의 내부중심과 일치시킬뿐만 아니라 여자기 및 탐지기의 중심을 이루는 축이 관(600) 내부의 중심축과 동축을 이루도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치는 관의 내경 변화나 관의 곡률 형성부위에 상관없이 관 내부를 원활하게 주행할 수 있으며, 주행시 여자기와 탐지기의 중심을 관의 내부중심과 일치시킬뿐만 아니라 여자기 및 탐지기의 중심을 이루는 축이 관 내부의 중심축과 동축을 이루게 함으로써 획득 신호의 잡음을 저감하여 정확한 탐지 기능을 수행하는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 관 내부에서 관의 두께 감소를 탐지하는 원격장 와전류 검사장치에 있어서,
    중앙에 하우징을 형성하고 그 내부에 밧데리를 장착하여 전원을 공급하는 증폭기 전원 모듈과;
    상기 증폭기 전원 모듈의 양측에 소정 길이로 각각 형성되며 관의 굴곡방향에 따라 굽힘과 펴짐이 자유로운 자유굴곡부와;
    상기 자유굴곡부의 양 단중 어느 일단에 하우징을 형성하고 그 내부에 교류 자기장을 발생시키는 여자기를 장착한 여자기 모듈과;
    상기 여자기 모듈 반대편의 자유굴곡부의 나머지 일단에 하우징을 형성하고 그 내부에 상기 여자기 모듈의 여자기로부터 발생되는 교류 자기장을 탐지하는 탐지기와 상기 증폭기 전원 모듈로부터 전원을 공급받아 상기 탐지기로부터 탐지된 신호를 증폭하여 지상에 위치한 컴퓨터로 전송하는 증폭기를 장착한 탐지기 모듈과;
    상기 여자기 모듈과 상기 탐지기 모듈의 외측에 각각 형성되며, 상기 여자기 모듈과 상기 탐지기 모듈의 중심을 이루는 축이 관 내부의 중심축과 동축을 이루도록 조절하는 센트럴라이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센트럴라이저는,
    상기 여자기 모듈과 상기 탐지기 모듈의 중앙에서 관의 길이방향으로 소정의 지름으로 일정하게 각각 연장되어 형성된 가이드축과;
    상기 가이드축의 외부지름보다 다소 큰 내부지름을 가지고, 상기 가이드축의 외부에 끼워져 표면을 따라 자유롭게 슬라이딩되도록 설치된 가이드부재와;
    상기 가이드부재의 외측면과 상기 가이드축의 외측면에 힌지점을 가지며 결합되어 관의 내경을 따라 상기 가이드부재를 이동시켜 상기 가이드축을 관 내부의 중심축에 일치하도록 지지하는 링크부재를 셋 또는 그 이상으로 장착하여 이루어진 가이드축지지수단과;
    상기 가이드축지지수단에 의해 슬라이딩되는 가이드부재에 탄성력을 발생시키는 방향으로 상기 가이드축에 장착된 탄성수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 가이드축지지수단의 링크부재는 한 쪽끝이 상기 가이드부재에 힌지점을 가지고 결합하며, 다른 쪽끝이 관의 내부 벽면을 압착 지지하는 제 1 롤러의 회전축에 결합하는 제 1 링크와; 상기 제 1 링크와 교차하며 중앙에 링크점을 형성하고, 한 쪽끝이 상기 가이드축에 힌지점을 가지고 결합되며, 다른 쪽끝이 관의 내부 벽면을 압착 지지하는 제 2 롤러의 회전축에 결합되는 제 2 링크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 가이드축지지수단의 링크부재는 제 3 링크의 한 쪽끝을 상기 가이드부재에 힌지점을 가지고 결합시키고 다른 쪽끝을 제 1 롤러의 회전축에 결합시키며, 상기 제 1 롤러의 회전축에 제 4 링크의 한 쪽끝을 결합시키고 다른 쪽끝을 상기 가이드축에 힌지점을 가지고 결합시키는 제 1 링크세트와;
    상기 제 1 링크세트의 제 4 링크가 결합된 가이드축의 힌지점에 제 5 링크의 한 쪽끝을 결합시키고 다른 쪽끝을 제 2 롤러의 회전축에 결합시키며, 상기 제 2 롤러의 회전축에 제 6 링크의 한 쪽끝을 결합시키고 다른 쪽끝을 상기 제 1 링크세트의 제 3 링크가 결합된 가이드부재의 힌지점에 결합시키는 제 2 링크세트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 탄성수단은 상기 가이드축에 연장되면서 상기 가이드축의 외부지름보다 큰 지름으로 형성된 스토퍼와 상기 가이드부재사이의 가이드축에 압축스프링을 장착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 탄성수단은 여자기 모듈 및 탐지기 모듈과 상기 가이드부재 사이의 가이드축에 인장스프링을 장착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 탄성수단은 상기 링크부재가 형성된 가이드축의 힌지점과 가이드부재의 힌지점을 연결하여 장착되는 인장스프링인 것을 특징으로 하는 센트럴라이저를 구비한 지하매설 금속배관의 검사장치.
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