초음파는 가청주파수(20Hz~20kHz)를 상위하는 음파(종파)로서 투과성질이 있고 에너지를 집적할 수 있는 장점이 있다. 사용처는 무궁무진하며 자동차 후방감지기에서부터 시작하여 가장 많이 사용되는 곳은 아무래도 의학과 군사용으로 말할 수 있다. 우리 산업용에 사용되는 예도 많아서, 수위감지기나, 비파괴검사로 아주 많이 사용되고 있다.
설비진단에 초음파가 사용되기 시작한 것은 아무래도 사람이 들을 수 없는 음 또는 음향진동에서 기계의 상태에 관한 정보(신호)를 포함하고 있을 것이라는 추측에서 시작했을 것이다. 그렇다! 초음영역에서는 진동이나 오일, 열화상, 전류분석에서 보다 이전에 기계의 이상상태를 계속 알려주고 있었다. 그리고 그 규칙성이 우리의 귀와 눈을 즐겁게 했다.
아주 간단하게 이를 응용해서 초음파(Ultrasonic)를 이용한 설비진단기가 미국과 유럽에서 상용화되기 시작했고, 진동으로 할 수 없었던, 오일로 할 수 없었던 그 영역이 따로 존재함도 깨닫기 시작했다. 그 이유가 바로 ‘편리성’이다.
영역구분
| 진동 및 기타
| 초음파
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이론
| FFT spectrum분석, wave분석, 윤활마모,오염도등 채취분석, MCSA분석 외의 분석학문수준
| 측정한 자료를 가청영역으로 변환하여 귀로 듣고 판단하거나, Level(uV)을 측정하여 비교한다.
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측정방법
| 측정오차에 매우 염려하며, 공진에 대한 고려, 여러 방향에서 측정하여 방향성을 고려한다.
| 한 곳을 수직으로 접촉 측정하나,
음향센서로 근접 ,비접촉 측정할 수도 있다.
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기계의 속도
(주파수대역)
| 고속에 적용, 초고속 및 초저속의 기계는 측정곤란
| 저속,고속의 음향진동특성을 모두 관찰가능.
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판단기준
| 보통주파수영역에 도달한 상태로 기계의 상태판단(30Hz~30kHz)
| 결함의 초기발견(40kHz)
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투자비 회수율
| 고가의 끝없는 투자, 장기적인 효과 예상
| Assembly detector구성, 즉각적인 설비상태판단, PM직접적 근거제시
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Leakage
(공기,전기)
| 전문장비 추가로 설치, 별도교육 필요
| 누설의 위치와 양, 코로나 방전상태 등을 즉각 판단.
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해석측면
| 장기적인 설비의 상태를 예상하는 근거(고유주파수, 결함이력등)
| 즉각적인 상태 및 변화상태를 감지하는 현상의 조치.
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어쩜 위의 비교는 이전에도 거론한 바 있지만, 인체의 진단과 비교하면 청진기(진동)과 초음파촬영으로 비교할 수 있다. 어쨌든, 중요한 점은 “직접 듣고 판단한다.”는 점이다. 인간의 감각은 생각보다 아주 뛰어나서, 변화량을 기억하고 집어내는 능력(dB의 원리)은 대단하기 때문이다.
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