• 제목/요약/키워드: 충격 신호

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음향방출 에너지 기반 신호 맵핑 기법을 이용한 실물 풍력 블레이드 손상 검출 (Source Location on Full-Scale Wind Turbine Blade Using Acoustic Emission Energy Based Signal Mapping Method)

  • 한병희;윤동진;허용학;이영신
    • 비파괴검사학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.443-451
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    • 2013
  • 음향방출기법은 구조물에 존재하는 손상 및 손상 메커니즘을 규명하는 가장 유효한 비파괴검사 수단으로 널리 이용되고 있다. 최근 이러한 재료 및 구조의 내부 손상의 실시간 모니터링이 가능한 기법을 활용하여 풍력 블레이드와 같은 대형 구조물의 건전성을 실시간으로 감시 가능하도록 하는 연구가 각광 받고 있다. 이 논문에서는 선행 연구를 통하여 개발된 신호 맵핑 기법을 사용하여 750 kW 블레이드에 외부 손상을 가정한 임의의 외부 충격을 가하여 위치 탐지 결과의 정확성을 확인하고, 100 kW 블레이드의 정하중 시험 시 발생하는 음향방출신호를 측정하여 손상이 발생된 것으로 의심되는 지역을 탐지하는 실험을 실시하였다. 실험 결과 발생된 모든 외부 충격신호에 대하여 낮은 오차범위를 가지는 결과를 보였으며, 정적하중실험동안 측정된 음향방출신호와 실제 손상 발생 위치의 비교를 통하여 새로운 신호 맵핑 기법으로 블레이드에서 발생되는 내부 손상을 매우 높은 정확도로 위치 표정이 가능함을 확인하였다.

광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 복합재 구조물의 변형률 및 파손신호 동시 측정 (Simultaneous Measurement of Strain and Damage Signal of Composite Structures Using a Fiber Bragg Grating Sensor)

  • 고종인;방형준;김천곤;홍창선
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.95-102
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    • 2004
  • 변형률과 파손신호를 동시에 계측하기 위하여 이중복조기를 갖는 광섬유 브래그 격자센서시스템을 제안하였다. 이중복조기는 가변 패브리-페로 필터를 사용하여 변형률과 같이 변화가 큰 저주파신호를 측정하는 복조기와 수동 마흐-젠더 간섭계를 사용하여 파손신호나 충격신호와 같이 미세한 크기의 고주파 신호를 측정하는 복조기로 구성된다. 제안된 광섬유 브래그 격자센서시스템을 이용하여 인장하중을 받는 직교적층 복합재 구조물의 변형률과 파손신호를 동시에 계측할 수 있었다. 하나의 광섬유브래그격자센서로 측정한 변형률과 파손신호를 분석한 결과, 복합재 시편의 90도 층에서 모재균열이 발생할 때 급격한 변형률 변이가 유발되고, 최대 수백킬로헤르쯔에 이르는 주파수 성분을 가진 진동신호가 발생함을 알 수 있었다.

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충격파이론을 응용한 간선도로 신호연동화의 효율 평가를 위한 알고리즘의 개발 (A Numerical Algorithm for Evaluating Progression Efficiency along Coordinated Arterials Using Shock Wave Theory)

  • Kim, Young-Chan;Baek, Hyon-Su
    • 대한교통학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.83-90
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    • 1999
  • 신호화 간선도로에서 연동신호계획의 효율성이 간선도로 교통운영의 핵심사안이다. 본 논문에서는 연동화 신호시간계획의 우수성을 평가하는 컴퓨터 알고리즘을 제시한다. 링크내에서 이동하는 차량군의 동적 특성과 옾셑값의 변화에 민감한 지체도의 산정이 수학모형의 중요부분이다. 개발되는 알고리즘의 이론적인 배경은 Michalopoulos의 해석적 모형에 기반을 두고 있는데, 이 모형을 다양한 교통조건이나 신호조건에 적용되도록 하는 실용화 과정이 본 논문에 기술되어 있다. 제시된 알고리즘에 대하여 옾셑값의 변화에 따른 지체도의 민감도 평가를 실시하였다. 평가를 통하여 본 알고리즘은 교통수요, 링크길이, 회전교통량비율과 같은 교통조건의 변화에 따라 적절한 민감도와 추정력을 보이는 것으로 판단되었다.

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광로차 보상회로가 부착된 마이켈슨 간섭계에 의한 탄성파 신호검출 (Detection of Elastic Waves Using Stabilized Michelson Interferometer)

  • 김영환;소철호;권오양
    • 비파괴검사학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.32-41
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    • 1994
  • 탄성파에 의한 미소 동적 변위를 측정하기 위하여 안정화 회로가 부착된 Michelson 간섭계를 개발하였다. 안정화 회로는 외부 진동신호에 따른 광로차의 교란을 보상하기 위하여 압전구동기가 부착된 기준거울을 사용하였다. 안정화 회로를 사용함으로써, 간섭계는 외부 진동신호의 영향을 줄일 수 있었고, 항상 직각조건(quadrature condition)을 만족하여 광검출기의 출력신호가 최대의 감도와 선형성을 유지할 수 있었다. 검출가능한 최소 변위는 10MHz 대역에서 0.3nm 이었다. 개발된 간섭계를 사용하여 유리관 파괴 및 강철구 충격에 의한 진앙점에서의 변위를 검출하여 이론적으로 계산된 값과 비교하였다.

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광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 복합재 구조물의 파손 검출 (Failure detection of composite structures using a fiber Bragg grating sensor)

  • 고종인;김천곤;홍창선
    • Composites Research
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    • 제17권2호
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    • pp.28-33
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    • 2004
  • 광섬유 브래그 격자센서를 이용하여 인장하중을 받는 직교적출 복합해로 법에서 발생하는 파손신호를 계측하였다. 민감도와 주파수 대역성능을 향상시키기 위하여 수동 마흐_젠더 간섭계 방식의 복조기를 제안하였다. 제안한 FBG 센서시스템은 위상변조기와 같은 능동소자가 없기 때문에 구성이 간단하고 쉽게 구현할 수 있으며 충격이나 파손 신호와 같이 작은 진폭의 고주파 진동 측정이 가능하다. FBG 센서로 측정한 복합재료의 파손신호는 복합재료 시편의 90도 층에서 모재 균열이 진전하면서 발생하는 급격한 변형률 변이에 해당하는 초기 오프? 값과 최대 수백 킬로헤르쯔에 이르는 주파수로 진동하고 었었다.

소형 추적 레이다 와이어 하네스 설계 (Wire Harness Design of Compact Tracking Radar)

  • 김홍락;김윤진;우선걸;안세환
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.35-41
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    • 2020
  • 소형 추적 레이다는 여러 구성품들이 유기적으로 연결되어 있어서 와이어 하니스 설계가 매우 중요하다. 구동부 위인 김발을 지나서 안테나와 초고주파수신기로 연결되는 배선은 연결되는 path에 따라서 전기적 특성에 영향을 준다. 또한 김발의 구동 성능에도 영향을 미친다. 디지털 신호가 많은 신호처리부 및 서보부와 연결되는 케이블은 전자파 노이즈에 의하여 신호처리부의 CPU가 오동작을 하지 않도록 대책을 마련해야 한다. ◯◯ GHz 대역의 신호전송을 위한 케이블은 온도, 진동, 충격에 대한 설계가 반영되어야 한다. 좁은 공간에 와이어 하네스를 설계하기 위해서는 컨넥터의 크기를 최소화 해야 한다. 본 논문에서는 소형 추적 레이다의 와이어 하네스 설계에 고려해야 할 사항들에 대하여 설명하고 설계 방안을 제시하였다.

실내 실험을 통한 소형 모형 원형 강관의 동적 반응 평가 (Laboratory Experiments for Evaluating Dynamic Response of Small-scaled Circular Steel Pipe)

  • 송정욱;이종섭;박민철;변용훈;유정동
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권11호
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    • pp.81-92
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    • 2018
  • 최근 해상 교량 기초 시공 중 차수 및 연직 하중을 지지하는 역할을 수행하는 대형 원형 강관 가설 공법이 제안되었다. 하지만, 대형 원형 강관의 시공 및 운용 중에 발생할 수 있는 선박 충돌과 같은 위부 요인은 구조물의 안정성에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 외부 충격에 의한 대형 원형 강관의 동적 반응을 평가할 수 있는 기법을 개발하기 위해 실내 실험을 통한 기초 연구를 수행하였다. 실내 실험에서는 해상에 설치된 대형 원형 강관을 모사하기 위하여 소형 모형 강관을 토조에 설치하였고, 토조 속 흙의 높이와 수위는 각각 23cm와 25cm로 설정하였다. 수위는 40cm, 55cm, 70cm로 변화시켜가며 실험을 수행하였다. 선박 충돌을 모사하기 위하여 모형 강관의 상부를 해머로 타격하였으며, 모형 강관의 길이 방향으로 설치된 변형률계와 상부에 설치된 가속도계로 신호를 측정하였다. 실험결과, 변형률계로 측정된 변형률이 모형 강관의 상부에서 하부로 내려갈수록 감소하였다. 변형률계로 측정된 신호의 주파수는 충격이 가해지면 상시미진동 주파수보다 크게 증가하였지만, 수위 아래에 위치한 변형률계에서 측정된 주파수는 큰 증가를 나타내지 않았다. 가속도계로 측정된 신호의 최대 주파수는 충격이 가해지면 상시미진동 주파수보다 크게 증가하였다. 수위가 증가하면 최대 주파수는 감소하지만, 상시미진동 주파수보다는 크게 나타났다. 본 연구의 결과는 변형률계와 가속도계가 대형 원형 강관의 동적 반응 특성을 평가하는데 유용한 지표가 될 수 있음을 보여준다.

비파괴 시험 기법을 이용한 숏크리트 배면 접착상태 평가에 관한 실험적 연구 (Evaluation of bonding state of shotcrete lining using nondestructive testing methods - experimental analysis)

  • 송기일;조계춘;장석부;홍은수
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.71-83
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    • 2009
  • 숏크리트는 터널에서 적용되는 요요한 주지보재이다. 숏크리트의 품질평가는 터널의 안전한 시공과 효과적인 운영을 위한 핵심 요소이다. 숏크리트가 암반에 적절히 타설되었다 하더라도, 막장 및 벤치부에서의 발파, 수축, 지반의 변형 등으로 인해 숏크리트 균열발생 및 배면공동 등의 문제를 야기한다. 본 논문에서는 비파괴 시험인 충격 반항 기법(Impact-Echo) 및 지하레이다 탐사(GPR)를 이용하여 경임에 타설된 숏크리트 배면의 접착상태를 평가하고자 하였다. 기존의 수치해석 연구에 대한 검증과 더불어 현장 적용성에 대한 검토를 위해 실험적 연구를 수행하였다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실 및 공동 조건으로 구분할 수 있다. 실내 실대형 시험체에 이 세 가지 숏크리트 접착상태를 조사하였다. 충격반향시험으로부터 획득된 신호는 시간영역, 주파수 영역, 및 시간-주파수 영역에서 각각 분석되었다. 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었으며, 그 결과는 기존의 수치해석 연구로부터 획득한 신호특성과 잘 부합하였다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 다음과 같은 특징들을 나타낸다. 즉, 주파수 영역에서 자기스펙트럼밀도가 커지며, 기하학적 감쇠비는 감소하고, 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타내며, 숏크리트 두께가 얇을수록 그 공진시간이 길어진다. 또한 본 연구에서 제시한 상관계수를 이용하여 숏크리트의 접착상태를 정량적으로 평가할 수 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 숏크리트의 접착상태를 평가할 수 있는 평가 기법 및 평가 기준을 제안하였다.

입수 충격 수중 순간 소음에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Underwater Transient Noise Generated by Water-Entry Impact)

  • 정영철;성우제;이근화;김형록
    • 한국음향학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.10-20
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    • 2014
  • 본 연구에서는 입수 충격에 의한 수중 순간 소음을 연구하기 위해, 황해에서 발사대를 이용하여 해상 실험을 진행하였다. 해상시험선인 청해호 우현상에서 발사대를 이용하여 실린더 몸체를 수직으로 발사하였으며, 이때 발생하는 소음을 하이드로폰으로 측정하였다. 실험에서는 원통형, 원뿔형, 반구형 두부 형상을 가진 3가지 종류의 실린더 몸체가 사용되었다. 측정된 신호는 시간적으로 확연하게 구분되어 3단계로 전시되었다 : (1) 초기 충돌 및 물체 진동단계, (2) 개방 공동 유동 단계, (3) 공동 붕괴 및 거품 진동 단계. 대부분의 경우, 거품 진동 단계의 파형이 초기 충돌 및 물체 진동 단계에 비해 우세하게 나타났다. 공동이 붕괴되기 시작하는 핀치 오프 시간은 0.18 ~ 0.2 s에 발생하였으며, 평균 거품 지속 시간은 0.9 ~ 1.3 s로 지속되었다. 입수 충격 소음은 100 Hz 이하의 대역에서 에너지가 집중되어 있었으며, 생성되는 소음은 두부 형상, 물체 질량, 발사 속도에 의해 영향을 받았다. 결과적으로, 거품 주파수에서 에너지 스펙트럼 밀도의 크기는 원통형, 원뿔형, 반구형 순으로 나타났으며, 동일 입수체에 대해서는 초기 에너지가 클수록 거품 주파수에서 에너지 스펙트럼 밀도가 크게 나타났다. 최종적으로, 버블이 폭발하는 물리적 현상을 기반으로 모의된 신호와 계측 값간 비교 결과 만족스러운 결론을 얻을 수 있었다.

충격성 잡음하에서 오차 분포에 기반한 알고리듬의 성능향상 (Performance Enhancement of Algorithms based on Error Distributions under Impulsive Noise)

  • 김남용;이규영
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.49-56
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    • 2018
  • 오차 신호에 대해 가우시안 커널이 가지는 과도신호 차단효과를 기반으로 설계된 오차분포와 델타함수 사이의 유클리드 거리(ED)가 충격성 잡음하에서 효과적인 성능준거로 사용되어왔다. ED의 최소화 과정에서 필요한 기울기는 두 가지 성분, 즉, 오차 쌍의 커널함수에 대한 성분$A_k$와 오차 샘플 자체의 커널함수에 대한 성분 $B_k$를 가진다. 이 논문에서는 성분 $A_k$가 오차 샘플들을 서로 결집시키는 역할과 관련되어 있으며, 성분 $B_k$는 오차샘플들의 결집위치가 영(0)이 되는 문제와 관련되어 있다고 분석되었다. 이 분석에 기반하여, 이 논문에서는 오차 샘플간 간격을 좁히는 역할을 강화하고자 $A_k$를 커널 통과된 오차쌍의 전력으로 정규화하고, 오차 샘플들을 0점에 당기는 역할을 강화하고자 $B_k$를 커널 통과된 오차샘플 자체의 전력으로 정규화하는 방안을 제안하였다. 충격성 잡음과 다중경로 페이딩 채널 환경하에서 시뮬레이션을 시행하여, 정상상태의 MSE 가지는 흔들림 정도와 최소 MSE 값을 비교 분석하였다. 그 결과, 제안된 방식이 가지는 효용성과 두 성분의 역할이 분석과 일치함이 규명되었다.