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Study on Signal Processing in Eddy Current Testing for Defects in Spline Gear

스플라인 기어부 결함의 와전류검사 신호처리에 관한 연구

  • 이재호 (서울과학기술대학교 NID융합프로그램) ;
  • 박태성 (서울과학기술대학교 기계.자동차공학과) ;
  • 박익근 (서울과학기술대학교 기계.자동차공학과)
  • Received : 2016.01.25
  • Accepted : 2016.06.17
  • Published : 2016.06.30

Abstract

Eddy current testing (ECT) is commonly applied for the inspection of automated production lines of metallic products, because it has a high inspection speed and a reasonable price. When ECT is applied for the inspection of a metallic object having an uneven target surface, such as the spline gear of a spline shaft, it is difficult to distinguish between the original signal obtained from the sensor and the signal generated by a defect because of the relatively large surface signals having similar frequency distributions. To facilitate the detection of defect signals from the spline gear, implementation of high-order filters is essential, so that the fault signals can be distinguished from the surrounding noise signals, and simultaneously, the pass-band of the filter can be adjusted according to the status of each production line and the object to be inspected. We will examine the infinite impulse filters (IIR filters) available for implementing an advanced filter for ECT, and attempt to detect the flaw signals through optimization of system design parameters for detecting the signals at the system level.

금속성부품의 자동화 생산라인 상에서 결함검사는 통상 시스템 가격이 합리적이고 고속검사가 가능한 와전류검사(ECT, eddy current testing) 기법이 많이 사용된다. 이러한 금속성 피검사체 가운데 특별히 스플라인 샤프트(spline shaft)의 스플라인 기어부(spline gear)와 같이 표면이 고르지 못한 피검사 대상에 대하여 ECT검사를 적용할 경우 주파수 분포도가 유사하면서 동시에 상대적으로 큰 표면신호로 인해 센서로부터 획득한 원신호와 결함에 의해 발생한 신호를 분리해내기가 어렵다. 이러한 스플라인 기어부의 결함신호 검출을 용이하게 하기 위해서는 주변 잡음신호에서 결함신호만을 구분해낼 수 있는 고차필터의 구현이 필수적이고 동시에 각 생산라인과 피검사체의 상황에 따라 필터의 통과대역을 조절할 수 있어야 한다. 이러한 통과대역 조절이 가능한 고차필터 구현을 위해 디지털 방식 중 하나인 IIR (infinite impulse filter) 필터에 의한 구현방안을 검토하고, 신호검출을 위해 시스템 레벨에서 설계요소들의 최적화를 통해 결함신호검출을 시도하였다.

Keywords

References

  1. A. Nicolaide, "Electromagnetics," 3rd Ed., Transilvania University Press, Brasov, pp. 143-144 (2012)
  2. A. V. Oppenheim, R. W. Schafer and J. Buck, "Discrete-Time Signal Processing," 2nd Ed., Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, pp. 306-307 (1989)
  3. M. Wickert, "Signals and Systems for Dummies," John Wiley & Sons, p. 165 (2013)
  4. R. G. Lyons, "Understanding Digital Signal Processing," 3rd Ed., Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, pp. 275-278 (2010)
  5. L. Jackson, "Roundoff-noise analysis for fixedpoint digital filters realized in cascade or parallel form," IEEE Trans. Audio Electroacoustics, Vol. 18(2), pp. 107-122 (1970) https://doi.org/10.1109/TAU.1970.1162084
  6. J. F. Kaiser, "Some practical considerations in the realization of linear digital filters," Proc. 3rd Annual Allerton Conference on Circuit and System Theory, pp. 621-633 (1965)
  7. L. R. Rabiner and C. M. Rader, "Digital Signal Processing," Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, p. 406 (1989)