레일헤드 내의 결함을 검출하기 위한 방법 및 장치 document_id A220623053550

특히 발신-모드(transmission-mode) 방법을 포함하는 그러한 방법은 국제특허공개공보 WO82/03920 호에 의하여 알려져 있다. 즉, 이 국제특허공개공보의 도 1 내지 도 3 에는 어떻게 초음파의 방사(radiation)가 변환기들(751c, 752c)에 의하여 레일헤드 내로 전달되고 레일헤드 내에서의 반사 후에 다시 레일헤드 외부에서 수신되는지가 도시되어 있다. 여기서, 상기 방사는 전달경로(40)를 횡단하는데, 그 전달경로는 레일 길이방향으로 연장된 것이다. 또한, 국제특허공개공보 WO82/03920 호에는, 초음파의 에너지를 제1 각도로 평행한 경로로 그리고 레일헤드 내로 전달하기 위하여 변환기의 제1 시리즈(series)가 제1 휠(wheel)에 제공될 수 있다는 것이 개시되어 있고, 또한 그 에너지를 수신하기 위하여 제1 시리즈로부터 거리를 두고 레일을 따라서 길이방향으로 측정되어 배치된 변환기의 제2 시리즈가 제2 휠에 제공될 수 있다는 것이 개시되어 있다. 이 방법의 장점은, 예를 들어 흠결 및/또는 크랙(crack)과 같은 결함이 있는지를 알아보기 위하여 레일헤드를 비-파괴적인 방식으로 체크할 수 있다는 것이다. 알려진 방법의 단점은, 전달경로가 상대적으로 길고, 그 결과로 간섭에 상대적으로 취약하다는 것이다. 따라서, 많은 경우에 있어서, 무엇이 레일 내로 전달된 초음파의 방사의 간섭 또는 검출된 변화를 야기하는지, 예를 들어 방사에 의하여 어떤 형태의 결함이 검출되는지가 정확히 알려지지 않는다. 나아가, 상기 알려진 방법은, 특히 레일헤드 내에 있는 실질적으로 수직인 길이방향의 결함을 검출하기에 그다지 적절하지 않다. 국제특허공개공보 WO82/03920 호에서는, 레일헤드를 관통하는 "Z자 경로"로 초음파 방사(radiation)를 발신하는 변환기에 의하여, 수직의 레일 길이방향 결함("수직으로 쪼개진 헤드(vertical split heads)"로 불린다)을 검출할 것이 제안되었다. 레일헤드의 실질적으로 모든 수직 평면에서 그러한 결함을 검출하는 것이 WO82/03920 호의 목적이다. 그러한 Z-형상의 전달경로의 단점은, 그것들이 또한 상대적으로 길고, 그러므로 간섭에 상대적으로 취약한 측정으로 귀결된다는 것에 있다. 또한 Z 경로를 횡단할 때, 상기 방사는 레일헤드 내에서 레일헤드의 세로부와 하측부 상에서 수차례 반사되는데, 이것은 추가적인 간섭과 신호의 흐트러짐을 야기할 수 있는 것이다. 또한 미국특허 제3,215,220호에는, 전단파(shear wave)를 이용함으로써 횡방향의 레일헤드 결함을 검출하는 것이 알려져 있다. 이 방법은 레일헤드의 표면 손상에 특히 민감하고, 그러므로 레일 표면의 바로 아래, 즉 레일헤드 내에 있는 결함을 검출하는 데에는 적합하지 않다. 또한, 미국특허 제4,700,574호는, 레일 상의 중앙에 배치되고 레일의 길이방향으로 그리고 하향 경사진 방향의 레일 내로 초음파 신호를 전달하는 변환기들로써 횡방향의 결함을 검출하는 것에 관한 것이다. 여기서, 레일의 길이방향 중앙 평면과 빔(beam)의 수평 돌출부 간의 각도는 α1 = 20°이고, 레일의 수직방향 중앙 평면과 빔의 수직 돌출부 간의 각도는 α2=70°이다. 이 방법은 반향-모드(echo-mode) 측정을 사용하는 것이다. 이 방법은 레일헤드 내의 실질적으로 수직인 길이방향의 결함을 검출하는 데에 적합하지 않다는 단점이 있다.