• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.526-527
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• 2015

본 논문은 계통에 전력을 변동하여 계통 임피던스를 추정하는 기법의 문제점을 분석하고 개선된 역상분 전류 주입을 이용한 임피던스 추정 기법을 제안한다. 기존의 계통 임피던스 추정 기법에서는 유, 무효 전력의 크기를 변화시키고, 그에 따른 두동작점에서 측정된 전압의 변동량을 통해 계통 임피던스를 계산한다. 하지만 일반적인 계통 연계형 인버터에는 전원 전압의 위상을 추종하는 PLL이 동작하고 있으며, 이 PLL은 정상 상태에서 얻을 수 있는 전류 주입에 따라 발생하는 d-q축 전압의 변동량을 왜곡시켜 추정 오차를 유발한다. 따라서 본 논문에서는 불평형 전원을 독립적으로 제어하는 듀얼 제어기와 정상분 PLL 기법을 사용하여 역상분 전류에 의한 역상분전압의 변동량만으로 PLL에 의한 PCC 전압의 정상 상태 측정 오차를 제거하여 계통 임피던스를 정확히 추정하는 기법을 제안한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.339-342
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• 2010

본 논문에서는 유/무선 임피던스 계측을 통하여 현장 타설 콘크리트의 강도 발현 모니터링 기법을 개발하였다. 최근 많이 사용되고 있는 고강도 콘크리트의 경우 강도 발현이 제대로 되지 않으면 건설 중 취성 파괴가 일어날 우려가 있으므로 현장에서의 강도 발현 모니터링이 중요시 되고 있다. 하지만 기존의 콘크리트 강도 평가 방법은 고가의 장비가 필요하거나 복잡한 수학식을 통하여 이루어 졌기에 현장에서는 효율적으로 사용되기 힘들었다. 이에 압전 센서 기반 임피던스 측정을 통하여 콘크리트의 강도 발현을 모니터링하는 기법을 제안하였다. 구조물의 임피던스는 구조물 손상이나 강도 변화와 같은 구조물의 물성 변화 발생 시 공진주파수가 이동하는 특징이 있다. 이를 기반으로 콘크리트 구조물의 공진주파수 변화를 관찰하여 대상 구조물의 강도를 모니터링하는 기법을 개발하였으며 유/무선 임피던스 계측을 동시에 실시하여 무선 임피던스 측정의 유효성을 평가하였다. 그리고 고강도 콘크리트에서의 적용을 평가하기 위하여 설계 강도 30MPa, 100MPa의 콘크리트에 대하여 유/무선 임피던스 측정을 실시하였다. 이를 통해 본 논문에서는 무선 임피던스 계측을 이용하여 접근하기 어려운 곳이나 케이블 연결이 어려운 곳에서도 실시간으로 구조물의 강도 발현 모니터링이 가능한 시스템을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.658-661
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• 2010

본 논문에서는 교량의 볼트 체결부, 응력집중부 등 손상의 발생이 유력한 위치에 부착된 압전센서-무선 임피던스 센서노드를 통해 구조물의 건전성을 지속적으로 모니터링 하는 시스템을 소개하였다. 임피던스 기반 건전성 모니터링에 있어서 구조물에 발생하는 손상에 따라 민감하게 반응하는 주파수 성분이 달라지기 때문에, 이러한 주파수 영역을 자동으로 결정함과 동시에 손상에 관한 정보를 획득하기 위하여 인공신경망 기법을 적용하였다. 제안된 기법은 기존에 구축되어 있는 데이터베이스를 기반으로 구조물에 발생한 손상의 종류 및 손상의 정도를 판단하는 것을 목적으로 한다. 무선 임피던스 센서노드-인공신경망 기반 손상탐색 통합 시스템은 실제 강교량에서 발생한 볼트풀림, 균열 등 국부적인 손상의 진단을 위하여 적용되었으며, 그 유효성을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.387-392
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• 2019

본 연구에서는 볼트 접합부 건전성 모니터링을 위하여 이중(dual) 압전재료 기법인 전달 임피던스 기법(transfer impedance technique)을 이용하여 볼트 이완을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 전달 임피던스 기법에서는 하나의 압전재료가 탄성파를 가진하고 다른 압전재료가 이를 센싱함으로서 결함 등에 의한 탄성파 전파의 변화를 감지한다. 한편, 단일 압전재료 기법을 이용하기 위해서는 고가의 임피던스 분석기(impedance analyser)를 이용해야 하지만, 전달 임피던스 기법은 임피던스 분석기를 대체하여 일반적인 함수발생기(function generator)와 디지털 멀티미터(digital multimeter)를 이용한 결함탐지가 가능하기 때문에 저비용의 결함탐지를 수행할 수 있다. 고력볼트 접합부로 구성된 강판 프레임 실험체를 제작하고, 볼트의 조임력을 단계적으로 감소시키며 실험을 수행하였다. 전달 임피던스 기법을 이용하여 손상지수를 구하였고 이를 이용하여 결함 유무를 합리적으로 판정할 수 있었으며, 볼트 이완의 정도가 커질수록 손상지수가 증가함을 알 수 있었다. 동일한 실험체에 대하여 임피던스 분석기를 이용한 단일 압전재료 기법에 대한 실험을 수행하여 결과를 비교하였는데, 결함정도가 커질수록 손상지수가 모두 증가하는 유사한 경향을 보였다. 즉, 고가의 임피던스 분석기를 배제하고 저비용으로 볼트 접합부의 결함상태 추정이 가능한 것으로 판단된다. 향후 결함위치 및 정도를 판정할 수 있는 연구가 추가된다면 볼트 접합부 건전성 모니터링에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.265-271
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• 2018

본 연구에서는 임피던스(impedance)를 이용하여 저비용으로 구조물의 결함을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 임피던스 기법은 구조물 건전성 모니터링을 위한 국부적 결함탐지의 대표적인 기법으로써, 압전재료를 구조물의 표면에 부착하여 구조물의 전기-역학적 어드미턴스(electro-mechanical admittance) 신호를 모니터링 함으로써 결함을 추정하는 기법이다. 이 기법을 적용하기 위하여 일반적으로 고가의 임피던스 분석기(impedance analyser)가 사용되는데, 기술의 효과적인 보급을 위해서는 저비용의 기법을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 임피던스 분석기를 대체하여, 일반적으로 실험실에서 사용되는 함수발생기(function generator)와 디지털 멀티미터(digital multimeter)만을 이용하여 전달 임피던스(transfer impedance)를 측정함으로써 구조물에 발생하는 결함을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 즉, 건전상태와 손상상태에서 측정되는 전압의 진폭비를 이용한 손상지수를 비교함으로써 결함 유무를 판정할 수 있는 기법을 연구한다. 강재 시편에 대한 전달 임피던스 실험을 수행하였는데, 출력 전압의 진폭비를 이용한 손상지수를 비교함으로써 결함 유무를 합리적으로 판정할 수 있었다. 본 연구는 임피던스 기반 저비용 결함탐지기법을 위한 기초연구로써, 향후 결함의 위치 및 정도를 판정할 수 있는 연구가 보완된다면 구조물 건전성 모니터링에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.51-52
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• 2015

분산전원을 계통에 연계하여 운용하는 경우 계통연계 인버터가 사용되며 계통에 주입되는 유효전력과 무효전력의 크기를 조절하기 위해 인버터의 출력전류를 제어하게 된다. 그러나 계통전압이 불평형 상태이거나 계통 임피던스에 변동이 있을 경우 계통연계 인버터의 출력전류 제어 성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 계통전압의 불평형 상태와 계통 임피던스 변동에 강인한 계통연계 인버터의 새로운 전류제어 기법을 제안한다. 제안된 기법은 외란관측기 기반 제어기를 사용하여 계통전압의 불평형 혹은 계통 임피던스 변화와 같은 외란의 영향을 보상한다. 제안된 기법의 강인성과 성능이 시뮬레이션을 통해 입증된다.

• 대한수학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.333-369
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• 2001

칼데론 문제와 유한번 측정 역전도체 문제에 대한 중요한 결과들을 설명하고, 그 응용으로서 전기임피던스 영상기법에 대하여 설명한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.303-306
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• 2011

본 논문은 콘크리트의 양생 강도 발현을 모니터링하기 위하여 매립형 압전 센서를 이용하여 콘크리트 내부의 임피던스 및 유도초음파 신호를 측정함으로써, 콘크리트의 양생 강도를 실시간 추정할 수 있는 기법을 개발하였다. 임피던스 및 유도초음파 신호는 구조물의 물성을 나타내며 특히 양생 기간 중 임피던스 및 유도초음파의 변화는 해당 콘크리트 구조물의 강도변화를 나타낼 수 있다. 이를 이용하여 매립형 압전 센서로부터 저비용의 셀프 센싱 기반 임피던스 및 유도초음파를 계측하여 콘크리트의 임피던스 공진 주파수 및 유도초음파의 전달 강도를 측정하고 측정된 신호를 통하여 콘크리트 양생 강도를 추정할 수 있게 된다. 제안된 기법의 적용가능성을 검증하기 위하여 설계 압축강도 30MPa의 콘크리트 슬라브 내부에 매립형 압전 센서를 매립하고 양생기간 동안 임피던스 및 유도초음파 신호를 측정, 비교 분석 하였다. 측정된 신호 및 압축강도를 통하여 임피던스 및 유도초음파 기반 강도 추정 모델을 도출하고 보다 높은 정확도를 얻기 위해 다중스케일 강도 추정 모델을 개발하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 매립형 압전 센서를 이용하여 콘크리트의 양생 강도를 실시간 모니터링할 수 있음이 검증되었다.

• 한국음향학회지
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• 제16권4호
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• pp.85-89
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• 1997

본 논문에서는 다층구조물에 초음파를 입사시켰을 때 반사된 신호를 켑스트럼 기법으로 신호처리하여 각 층의 임피던스 변화를 해석하였다. 이를 위하여 각 층에서 반사된 초음파 반사신호에 삼중 켑스트럼 기법을 적용하여 최대 진폭과 극성을 구하고 이러한 값으로 각 층의 반사계수를 산출하므로써 임피던스를 구할 수 있었다. 실험을 위하여 얻어진 반사신호를 켑스트럼 처리하여 임피던스를 측정한 결과 이론치와 잘 일치하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.110-113
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• 2009

본 연구에서는 무선센서노드을 이용하여 강판형 철도교량의 전형적인 손상유형인 거더부의 휨강성 저하와 지점부의 볼트풀림을 효과적으로 모니터링할 수 있는 하이브리드 모니터링 기법을 제안하였다. 이를 위해 다음과 같은 연구가 수행되었다. 첫째, 본 연구진에 의해 개발된 가속도 및 임피던스기반 무선센서노드를 간략하게 소개하였다. 둘째, 가속도 및 임피던스 신호를 이용하여 효과적인 손상모니터링이 가능한 기법들을 선정하였다. 마지막으로, 개발된 가속도 및 임피던스기반 무선센서노드를 모형 강판형 철도교에 설치하고, 일련의 손상 시나리오에 따른 하이브리드 모니터링을 수행하여 무선센서노드 및 모니터링 기법의 성능을 평가하였다.