KR101007982B1

KR101007982B1 - 사면파괴 평가를 위한 ａｅ 데이터 처리 방법

Info

Publication number: KR101007982B1
Application number: KR1020080122526A
Authority: KR
Inventors: 김석천; 토모키 시오타니
Original assignee: (주)유경기술단
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2011-01-14
Also published as: KR20100064096A

Abstract

본 발명은 시간적으로 불연속적으로 수집되는 데이터를 배제시키기 위해 파괴평가 정지기간 또는 평가기준 데이터수를 가변적으로 설정할 수 있도록 한 상태에서 AE 데이터를 처리하여 평가함으로써 사면파괴 평가의 신뢰성을 제고시킬 수 있도록 한 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에 관한 것이다.

본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법은 사면파괴 평가를 위해 대상 사면 내부에 매설된 1개 이상의 AE 센서로부터 계측된 후에 AE 데이터로 변환되어 수집된 AE 데이터를 처리하는 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에 있어서, AE 데이터를 수집하여 저장하는 (a) 단계; 파괴평가 정지기간이 설정되었는지를 판단하는 (b) 단계 및 상기 파괴평가 정지기간이 설정된 경우에는 상기 파괴평가 정지기간을 적용하여 상기 저장된 AE 데이터를 처리하고 그렇지 않은 경우에는 이를 무시한 채로 상기 저장된 AE 데이터를 처리하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진다.

사면, 변형, 파괴, AE, 탄성파동, 데이터, 평가, 분석, ELP, BCN, 이동평균

Description

사면파괴 평가를 위한 ＡＥ 데이터 처리 방법{acoustic emission data processing method for evaluation of incline fracture}

본 발명은 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에 관한 것으로, 특히 사면파괴 평가의 신뢰성을 제고시키기 위해 파괴평가 정지기간 또는 평가기준 데이터수를 가변적으로 설정할 수 있도록 한 상태에서 AE 데이터를 처리하여 평가할 수 있도록 한 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 사면파괴 평가 기술은 절개지 등과 같은 사면 내부에 설치되는 센서내장형 탄성파동(Acoustic Emission: AE) 감지장치와 분석 프로그램을 이용하여 사면의 변형 또는 파괴 거동을 조기에 예측하는 기술이다. 이를 위해 사면 내부에 미소 파괴음의 감지와 이음의 감쇠 방지를 위한 센서내장형 탄성파동 감지장치를 시멘트 페이스트 봉 형태로 설치하고, 다시 이 장치 내에 AE 센서를 설치하여 실제 사면 변형시 발생하는 균열 파괴음을 수집한 후에 이렇게 수집된 데이터를 전용 분석 프로그램을 통해 분석한다. 한편, 이 과정에서 시멘트 페이스트와 동일한 강도 수준을 갖는 공시체를 제작한 후에 이에 의한 실내 시험을 통해 AE 파괴 기준을 설정한다.

대상 사면은 과거에 파괴 이력이 있거나 육안 검사에서 이상 징후가 발견된 곳, 또는 사면 관리 부서에서 위험 요인이 상존한다고 판단되는 곳 중에서 선정될 수 있다. 이와 같이 대상 사면이 선정되고 나면, 계측용 AE 센서 설치를 위해 사면에 대해 천공을 실시하는데, 그 천공 길이는 일반적으로 가상 파괴면을 통과하는 것으로 한다. 천공시에는 암반의 상태를 확인할 수 있는 코어를 채취하며 채취한 코어는 암석의 강도 시험에 사용한다.

이렇게 하여 천공이 끝나게 되면 설치할 AE 센서를 준비하는데, 먼저 AE 센서의 고정과 음파 전달을 위하여 녹이 슬지 않도록 방녹 처리된 철근을 사용한다. 다음으로 이렇게 방녹 처리가 끝난 철근에 특수 제작된 홀더를 사용하여 AE 센서를 1.5m 내지 2m 간격으로 철근에 고정시킨다. 한편, 천공시에 뽑아낸 코어로 분석한 자료를 토대로 일정한 강도를 지닌 그라우팅재를 공내에 타설하는데, 그라우팅은 사면의 표면에서 2m 정도를 제외하고 삽입된 부분 전체에 타설한다. 다음으로, 24시간 정도 공내의 그라우팅재를 양생시킨 후 남은 2m에 모래로 채우는데, 이렇게 모래를 채우는 이유는 사면 표면에서의 낙석과 비 등으로 인한 표면에서의 노이즈가 AE 센서에 영향을 주지 않게 하기 위함이다.

이상으로 공내에 센서의 설치는 끝나게 된다. 다음으로, 이미 정리해 놓은 선들을 보호하기 위해 이들을 주름관에 넣어서 외부로부터 영향을 받지 않도록 한 후 계측기까지 연장 가설하고, 번호에 맞게 계측기에 접속시켜 설치 작업을 마친다.

한편, AE를 이용한 사면파괴 계측은 원격지 계측으로서, 도로공사시 기존 도 로의 측면에 위치한 사면을 절개하는 과정에 발생할 수 있는 사면변형(파괴)를 해당 사면에 상주하는 인원이 없이 계측할 수 있어야 하지만, 현장에서 얻은 데이터를 해석이 가능한 장소까지 전송하는 것이 좀처럼 쉬운 일이 아니다. 여기에 착안하여 본 출원인은 원격지에서 현장의 계측기를 통해 수집한 데이터를 다운로드받는 것 뿐 아니라 현장의 상황을 실시간으로 감시하기 위해 원거리 무선인터넷, 예를 들어 AP(Access Point) 장치를 이용하여 현장과 통신하고 있는바, 그 구체적인 내용은 본 출원인의 선행출원(특허공개번호: 10-2008-0090850, 발명의 명칭 : AE 방법을 이용한 암반 파괴 판정 및 예측 시스템)에 상세하게 개시되어 있다.

이러한 AE를 이용한 사면 계측에서는 사면의 상태에 따라 측정되는 데이터의 양도 현격하게 차이를 보이는바, 예를 들어 토사와 암반의 복합 사면으로 사면 내부의 미세한 움직임이 많은 사면 계측의 경우에는 데이터의 양이 대단히 많아진다.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 시스템에서는 AE 센서로부터 수집되는 데이터 자체를 아무런 가공 처리없이 미리 정해진 파괴 평가 기준에 대입하여 파괴 평가를 수행하고 있는바, 비록 소정의 임계 기준치를 적용한다 하더라도 수집되는 AE 데이터 자체는 시간의 변화에 따라 큰 편차를 가짐으로써 실제 위험 수준이 높지 않음에도 불구하고 종종 높은 것으로 평가되는 등 평가의 신뢰성에 많은 문제점이 있었다.

한편 실제 계측의 경우에 있어서는, 데이터 관리자가 소정에 임계 기준치를 적용한 뒤의 데이터임에도 불구하고, 예를 들어 1시간 이내의 간격을 가지고 지속적으로 AE 데이터가 수집되다가 어느 순간 1일 또는 그 이상의 시간 간격을 두고 계측되었을 경우에 이러한 시간 간격을 사이에 둔 선행 데이터를 후행 데이터와 분리한 채로 평가하는 것이 바람직할 수 있음에도 종래에는 이를 연속적인 것으로 처리한 상태에서 평가를 수행함으로써 평가 결과에 있어서 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.

도 1은 AE를 이용한 사면파괴 평가 시스템에 의해 수집된 AE 데이터에 대해 ELP를 적용하지 않은 상태에서 데이터 처리를 수행한 결과를 나타낸 그래프로서 많은 AE 파라미터(후술하는 도 6 참조) 중에서 카운트(COUNT) 파라미터를 나타낸 그래프이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 평가 시스템에서는 소정의 시간 간격, 예를 들어 5일 이상의 시간 간격을 두고 수집된 선행 및 후행의 AE 데이터를 연관성이 없는 것으로 처리한 후에 평가하는 ELP(Evaluation Lockout Period; 파괴평가 정지기간)를 사용자가 임의로 설정하는 기능이 구비되어 있지 않기 때문에 이들을 연속적인 것으로 하여 처리하고 있다.

count	Level
0-10	Ⅰ(인장파괴)
10-20	Ⅱ(인장을 동반한 복합파괴)
20-30	Ⅲ(전단을 동반한 복합파괴)
30-	Ⅳ(전단파괴)

도 1에서, AE 데이터 중 카운트값의 분포를 살펴보면 10월4일부터 10월10일까지 약 10 내지 25(이동평균값임, 후술함)의 값을 나타내고 있는바, 이것은 위의 표 1에서 예시하고 있는 바와 같이 파괴 평가 레벨 Ⅱ 내지 Ⅲ에 해당하는 값으로, 파괴의 크기가 인장 파괴에서 전단 파괴쪽으로 이동하는 경향을 나타내고 있음을 알 수가 있다. 그 이후 10월12일 내지 10월31일에 걸쳐서는 카운트값이 약 40 정도의 크기를 지속적으로 유지하며, 파괴의 형태가 전단 파괴의 형태로 완전히 이동되었고, 이에 대한 파괴 평가 레벨은 Ⅳ이며, 이는 해당사면이 위험한 수준에 이르렀다는 것을 시사하고 있다.

따라서, 도 1의 그래프를 기준으로 해당 사면에 대한 파괴 평가를 수행하면 10월12일까지는 해당 사면에 대한 감시를 강화하고 그 시점을 지나 사면의 변형이 많아지는 18일에는 사면 주변에 붕괴에 대한 경계 경보를 발령 할 수 있으며, 붕괴에 대비한 조치를 취해야 한다고 평가할 수 있다.

그러나 이 경우에 10월12일부터 10월31일까지 수집된 AE 데이터 사이에는 기준 시간 간격, 예를 들어 5일 이상의 시간 간격이 있기 때문에 이 기간 동안 수집된 AE 데이터는 평가 대상에서 제외해도 무방함에도 불구하고 앞서 설명한 바와 같이 붕괴에 대한 경계 경보를 발령하거나 대비 조치를 취해야 하는 것으로 잘못 평가됨으로써 그 결과에 대한 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 시간적으로 불연속적으로 수집되는 데이터를 배제시키기 위해 파괴평가 정지기간 또는 평가기준 데이터수를 가변적으로 설정할 수 있도록 한 상태에서 AE 데이터를 처리하여 평가함으로써 사면파괴 평가의 신뢰성을 제고시킬 수 있도록 한 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법을 제공함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법은 사면파괴 평가를 위해 대상 사면 내부에 매설된 1개 이상의 AE 센서로부터 계측된 후에 AE 데이터로 변환되어 수집된 AE 데이터를 처리하는 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에 있어서, AE 데이터를 수집하여 저장하는 (a) 단계; 파괴평가 정지기간이 설정되었는지를 판단하는 (b) 단계 및 상기 파괴평가 정지기간이 설정된 경우에는 상기 파괴평가 정지기간을 적용하여 상기 저장된 AE 데이터를 처리하고 그렇지 않은 경우에는 이를 무시한 채로 상기 저장된 AE 데이터를 처리하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 상기 (a) 단계에서 저장된 AE 데이터에 대해 이동평균값을 산출한 후에 이렇게 산출된 이동평균값에 대해 (c) 단계를 수행하는 것이 바람직한바, 상기 이동평균값을 산출하는 방식은 전방이동평균, 중앙이동평균 및 후방이동평균 중에서 하나로 정해질 수 있다.

한편, 평가기준 데이터수가 설정되었는지를 판단하는 (d) 단계 및 상기 평가기준 데이터수가 설정된 경우에는 상기 평가기준 데이터수를 적용하여 상기 저장된 AE 데이터를 처리하고 그렇지 않은 경우에는 이를 무시한 채로 상기 저장된 AE 데이터를 처리하는 (e) 단계를 더 구비할 수도 있는바, 상기 (d) 단계 및 상기 (e) 단계는 상기 (c) 단계 이후에 수행되는 것이 바람직하다.

상기 AE 데이터는 최대 진폭(amplitude), 상회 시간(rise time), 지속 시간(duration), AE 카운트(count), AE 에너지(energy) 및 개량 b치(Improved b value) 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에 따르면, 시간적으로 불연속적으로 수집되는 데이터를 배제시키기 위해 파괴평가 정지기간을 가변적으로 설정할 수 있도록 하고, 보다 편차가 적은 데이터를 취하기 위해 이동평균값을 사용하며, 나아가 평가 초기 불안정한 데이터를 배재하기 위해 평가기준 데이터수를 가변적으로 설정할 수 있도록 한 상태에서 AE 데이터를 처리하여 평가함으로써 사면파괴 평가의 신뢰성을 제고시킬 수가 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법이 구현될 수 있는 파괴 평가 시스템의 블록 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 방법이 구현되는 파괴 평가 시스템은 크게 전술한 바와 같이 대상 사면에 형성된 다수의 공의 각각에 대해 다수개(채널), 예를 들어 4개가 간격을 두고 설치되는 AE 센서(10), AE 센서(10)로부터 수집된 감지 신호를 평가용 컴퓨터(200)가 처리할 수 있도록 가공하는 AE 신호 처리장치(100) 및 AE 데이터를 처리하여 파괴평가를 수행하는 평가용 컴퓨터(200)를 포함하여 이루어질 수 있는바, AE 신호 처리장치(100)와 평가용 컴퓨터(200)는 상호 AE 파라미터 추출회로와 평가용 컴퓨터 사이의 통신에는 인터넷과 같은 유선 통신이나 이동통신 또는 데이터 통신과 같은 무선 통신 방식이 사용될 수 있다.

전술한 구성에서, AE 센서는, 예를 들어 프리앰프가 내장된 60kHz 공진형으로 구현될 수 있을 것이다.

다음으로, AE 신호 처리장치(100)는 AE 센서(10)로부터 출력된 감지 신호에서 필요로 하는 대역의 주파수 신호만을 필터링하여 추출하는 주파수 필터(110), 주파수 필터(110)에서 추출된 주파수 신호를 증폭하는 메인 앰프(120), 메인 앰프(120)에서 증폭된 아날로그 형식의 주파수 신호를 처리하여 AE 파형(waveform)과 여기에서 얻어지는 각종 AE 파라미터(이하 이를 총칭하여 'AE 데이터'라 한다)를 생성하는 AE 파라미터 추출회로(130) 및 AE 파라미터 추출회로(130)에서 생성된 각종 AE 데이터를 평가용 컴퓨터(200)에 전달하는 컴퓨터 인터페이스를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기에서, AE 파라미터 추출회로(130)는 상기한 아날로그 형식의 주파수 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환기와 이렇게 변환된 디지털 데이터를 처리하여 AE 데이터를 생성하는 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor; DSP)를 포함하여 이루어질 수 있다.

마지막으로, 평가용 컴퓨터(200)는 공지된 바와 같이 본 발명의 방법이 수록되어 CPU(미도시)에 의해 실행되는 컴퓨터 소프트웨어(210)를 중심으로 사용자로부터 각종 내용이나 설정 사항을 입력받은 키보드와 같은 입력장치(220), LCD와 같은 평판 표시장치(250), 프린터와 같은 출력장치(240) 및 하드디스크와 같은 기억장치(230)를 포함하여 이루어질 수 있는데, 이러한 평가용 컴퓨터(200)에서는 상기 컴퓨터 소프트웨어(210)에 의한 각종의 평가 처리가 실시되고 그 결과가 출력장치(240) 및 표시장치(250)를 통해 출력 및 표시된다. 평가용 컴퓨터(200)의 기억장 치(230)에는 수집된 AE 데이터가 기록되어 있어서 차후에 재생하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명의 AE 파라미터 추출회로에서 생성된 각종 AE 파라미터를 설명하기 위한 파형도인바, 도 3에서는 돌발형 AE 신호를 나타내고 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 돌발형 AE 신호에는 상시 백그라운드 노이즈가 포함되어 있기 때문에 이를 무시할 필요가 있다. 이에 따라 미리 설정된 기준 전압(후술하는 최소 진폭치), 예를 들어 40dB(직선의 점선 참조)을 초과하는 것만이 하나의 AE 히트로 인식되는데, 이렇게 인식된 하나의 AE 히트에 대해서 각종 AE 파라미터, 예를 들어 최대 진폭(amplitude), 상회 시간(rise time), 지속 시간(duration), AE 카운트(count) 및 AE 에너지(energy)가 생성되고 이외에도 개량 b치가 생성되어 평가용 컴퓨터(200)로 보내지게 된다.

또한, 각 AE 파라미터에는 그 AE 히트가 도달한 시각(타임 스탬프)이 포함되어 있는바, 다채널 AE 계측의 경우에는 각 채널 간의 도착 시각의 차에 의해 일차원적인 위치 표정 처리가 실시될 수 있다. 한편, 연속형 AE 신호에 대해서는 이와 같은 AE 파라미터는 정의되어 있지 않고, 신호 레벨(RMS 전압 또는 ASL)이 계측된다.

도 4는 본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도인바, 평가용 컴퓨터(200)의 CPU에 의해 수행될 수 있다. 먼저 도 4에 도시한 바와 같이, 단계 S10에서는 AE 신호 처리장치(100)의 AE 파라미터 추출회로(130)에서 생성되어 전송되는 각종 AE 파라미터를 포함한 AE 데이터를 수집하여 기억장치(230)에 저장한다.

도 5는 본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에서 수집된 AE 데이터를 출력한 테이블 예시도이다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, AE 데이터 테이블에는 계측일자, 계측시간 또는 채널 등의 정보와 상회 시간(RISE)과 AE 카운트(COUN) 등과 같은 AE 파라미터가 나열되게 된다.

다시 도 4로 돌아가서, 단계 S12에서는 사용자로부터 수집된 AE 데이터에 대한 평가 요청이 존재하는지를 판단하는데, 존재하는 경우에는 단계 S14로 진행하여 사용자에 의해 설정된 이동평균(moving average) 방식과 그 데이터 수에 따라 각종 AE 파라미터에 대한 이동평균값을 구하게 된다. 이렇게 하는 이유는 수집된 AE 파라미터의 시간에 따른 편차를 줄여서 보다 정확하고 신뢰성 있는 분석을 가능하게 하기 위해서이다. 사용자에 의해 설정 가능한 이동평균 방식에는 전방이동평균, 중앙이동평균 및 후방이동평균 등이 있을 수 있다.

도 6은 본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법의 효과를 보다 확실하게 설명하기 위해 임의로 가공한 AE 데이터 테이블 예시도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, AE 데이터 테이블에는 각각의 AE 히트마다 계측일자, 측정경과시간과 계측 채널(CH) 등의 정보 및 상회 시간(RISE), AE 카운트(COUNT), 에너지(ENER) 및 최대 진폭(AMP) 등과 같은 AE 파라미터가 출력되게 되고, 그 옆에는 이들 각각을 이동평균, 예를 들어 각각의 AE 파라미터 5개를 중앙이동평균하여 얻어진 이동평균값이 출력되어 있다.

다시 도 4로 돌아가서, 단계 S16에서는 사용자에 의해 ELP 기능이 설정되어 있는지를 판단하는데, 설정된 경우에는 단계 S18로 진행하여 설정된 ELP를 적용하 여 이동평균값을 가공한 후에 단계 S20을 수행하는 반면에 설정되어 있지 않은 경우에는 단계 S20으로 직행하게 된다.

도 7은 본 발명의 사면 파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에서 사면 파괴 평가를 위한 각종 초기 조건을 설정하기 위한 입력 인터페이스 화면 예시도이다. 도 7에서 ①은 평가를 위한 최소 진폭치 입력창을 나타내고, ②는 평가기준 데이터수(Based Count Number; BNC) 입력창을 나타내며, ③은 각 채널의 진폭치를 참조하여 표준편차가 이 값 이하인 경우에는 해석을 하지 않는 기준 입력창을 나타낸다. ④는 상기한 파괴평가 정지시간(Evaluation Lockout Period; ELP) 입력창을 나타내고, ⑤와 ⑥은 각각 자동 및 수동 개량 b치의 해석설정 입력창을 나타내며, ⑦은 각종 파괴 기준(classification of fracture) 설정창을 나타낸다. 다음으로, ⑧은 평가 개시 버튼을 나타내고, ⑨는 이전의 평가 결과 출력 버튼을 나타내며, ⑩은 평가 종료 버튼을 나타낸다.

도 8은 도 6에 예시한 AE 데이터에 대해 ELP를 적용한 상태에서 데이터 처리를 수행한 결과를 나타낸 그래프를 나타내는바, 본 실시예에서는 도 6의 카운트값에 대해 5일의 ELP를 적용한 경우를 나타내고 있다. 도 8의 그래프를 도 1에 도시한 그래프와 비교했을 때 데이터의 추이는 동일하나 ELP 즉, 파괴평가 정지시간이 지난후 생성된 AE 데이터, 예를 들어 카운트값은 이전 데이터와 연결되지 않고 플로트되어 있다.

이 그래프에서 알 수 있듯이, 10월12일까지는 사면 내부의 변형에 의해 발생되는 카운트값이 지속적으로 증가하여 40(이동평균값)을 넘어서고 있다. 이것은 표 1에 나타낸 파괴평가 기준표의 level Ⅳ에 해당하는 값으로, 이에 의하면 전단파괴에 의해 큰 규모의 사면 파괴가 예상된다. 한편, 그 이후에 나타나고 있는 카운트값에서는 24.5를 지나서 카운트값이 5 부근에 모여있다. 초기값이 파괴평가 기준 level Ⅲ에 해당하는 값을 나타내었기 때문에 사면에 대한 조사가 필요하나 이후 어느 정도 사면이 안정된 상태를 나타내고 있다고 평가할 수 있을 뿐, 도 1에서와 같이 경계 경보를 발령하거나 대비 조치를 취해야 하는 것으로 잘못 평가하지는 않게 된다.

더욱이, 도 8의 그래프에 따르면, 10월11일까지 처리된 Count1과 10월31일 이후에 처리된 Count2가 각각 다른 원인에 의해 발생한 변형에 의해 생성된 데이터 라고 평가할 수 있다. 도 10은 도 6에 예시한 AE 데이터에 대한 누적 카운트값을 나타낸 그래프이다.

다시 도 4로 돌아가서, 단계 S20에서는 사용자에 의해 BCN이 설정되었는지를 판단하는데, 설정된 경우에는 단계 S22로 진행하여 설정된 BCN을 적용하여 AE 데이터를 가공한 후에 단계 S24로 진행하는 반면에 그렇지 않은 경우에는 단계 S24로 직행하게 된다. 마지막으로, 단계 S24에서는 이렇게 가공된 데이터를 파괴평가 기준표에 대입하여 평가함으로써 사면파괴(변형) 여부 및 그 레벨을 산출하게 된다.

도 9는 도 6에 예시한 AE 데이터에 대해 ELP 및 BCN를 모두 적용한 상태에서 데이터 처리를 수행한 결과를 나타낸 그래프인바, 본 실시예에서는 도 6의 카운트값에 대해 5개의 BCN을 적용한 경우를 나타내고 있다. 도 10은 도 6에 예시한 AE 데이터에 대한 누적 카운트값을 나타낸 그래프이다. 본 발명에 따르면 통계학적인 판단을 하기 위해서 모집단의 수를 정해 놓고 이러한 모집단의 수를 만족하는 시점부터 데이터에 관한 평가를 시작하는데, 이것을 BCN이라 하고 몇 번째(본 실시예에서는 5번째)의 데이터 이후부터 평가를 시작해야 하는지에 대한 기준을 마련한 것이다. 이러한 BCN은 ELP에 의해 평가정지 되고 난 후에도 적용된다.

도 9를 도 8과 비교할 때, 비록 동일한 데이터를 처리한 것이라 할지라도 그 차가 확연히 나타나는 것을 알 수 있다. 즉, 10월4일부터 10월12일까지 지속적으로 카운트값이 상승하는 것을 미루어 볼 때, 이 기간 동안 사면 내부에서는 변형이 발생하고 있으며 더욱이 그 값이 40 이상으로 파괴평가 기준 level Ⅳ의 전단파괴가 예상되기 때문에 다른 계측 장비와 비교검토할 뿐만 아니라 사면 안정성 검토를 충실히 해야할 필요가 있다. 그러나 그 이후의 데이터를 보면 약 5의 값을 가지고 안정된 상태를 나타내고 있는바, 이 기간 동안에는 선행된 큰 크기의 카운트 발생에 기인한 변형이 완료되고 사면 내부에서 아주 미약한 변형의 발생하고 있다고 평가할 수 있다. 더욱이 도 8과 마찬가지로 10월11일까지 처리된 Count1과 11월5일 이후에 처리된 Count2가 각각 다른 원인에 의해 발생한 변형에 의해 생성된 데이터 라고 평가할 수 있다.

전술한 실시예에서는 AE 파라미터로 카운트값을 예로 들어 설명을 진행하였으나 나머지 다른 AE 파라미터에 대해서도 본 발명의 방법이 그대로 적용될 수 있을 것이다.

본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시 할 수가 있다. 예를 들어, 전술한 실시예에서는 평가 요청이 있은 이후에 이동평균값을 구하는 것으로 설명을 진행하였으나 그 이전의 데이터 수집 및 저장 단계에서 이동평균값이 산출되어 함께 저장될 수도 있을 것이고, 이동평균을 산출함이 없이 단계 S16 이하를 수행할 수도 있을 것이다. 더욱이 사면파괴에 대한 자동 평가를 수행함이 없이 사용자가 수동 평가를 용이하게 수행할 수 있도록 ELP 및 BCN을 적용하여 처리한 AE 데이터를 도 8 내지 도 10에 예시한 그래프의 형태로 프로팅하여 출력할 수도 있다.

도 1은 AE를 이용한 사면파괴 평가 시스템에 의해 수집된 AE 데이터에 대해 ELP를 적용하지 않은 상태에서 데이터 처리를 수행한 결과를 나타낸 그래프,

도 2는 본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법이 구현될 수 있는 파괴 평가 시스템의 블록 구성도,

도 3은 본 발명의 AE 파라미터 추출회로에서 생성된 각종 AE 파라미터를 설명하기 위한 파형도,

도 4는 본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 5는 본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에서 수집된 AE 데이터를 출력한 테이블 예시도,

도 6은 본 발명의 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법의 효과를 보다 확실하게 설명하기 위해 임의로 가공한 AE 데이터 테이블 예시도,

도 7은 본 발명의 사면 파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에서 사면 파괴 평가를 위한 각종 초기 조건을 설정하기 위한 입력 인터페이스 화면 예시도,

도 8은 도 6에 예시한 AE 데이터에 대해 ELP를 적용한 상태에서 데이터 처리를 수행한 결과를 나타낸 그래프,

도 9는 도 6에 예시한 AE 데이터에 대해 ELP 및 BCN를 모두 적용한 상태에서 데이터 처리를 수행한 결과를 나타낸 그래프,

도 10은 도 6에 예시한 AE 데이터에 대한 누적 카운트값을 나타낸 그래프.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10: AE 센서, 20: 유/무선 통신망,

100: AE 신호 처리장치, 110: 주파수 필터,

120: 메인 앰프, 130: AE 파라미터 추출회로,

140: 컴퓨터 인터페이스, 200: 평가용 컴퓨터,

210: 컴퓨터 소프트웨어, 220: 입력장치,

230: 기억장치, 240: 출력장치,

250: 표시장치

Claims

사면파괴 평가를 위해 대상 사면 내부에 매설된 1개 이상의 AE((Acoustic Emission; 이하 동일) 센서로부터 계측된 후에 AE(Acoustic Emission) 데이터로 변환되어 수집된 AE 데이터를 처리하는 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법에 있어서,

AE 데이터를 수집하여 저장하는 (a) 단계;

파괴평가 정지기간이 설정되었는지를 판단하는 (b) 단계 및

상기 파괴평가 정지기간이 설정된 경우에는 상기 파괴평가 정지기간을 적용하여 상기 저장된 AE 데이터를 처리하고 상기 파괴평가 정지기간이 설정되지 않은 경우에는 상기 파괴평가 정지가간을 적용하지 않은 채로 상기 저장된 AE 데이터를 처리하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 (a) 단계에서 저장된 AE 데이터에 대해 이동평균값을 산출한 후에 상기 이동평균값에 대해 (c) 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 이동평균값을 산출하는 방식은 전방이동평균, 중앙이동평균 및 후방이동평균 중에서 하나로 정해지는 것을 특징으로 하는 사면파괴 평가를 위한 AE 데이 터 처리 방법.
제 3 항에 있어서,

평가기준 데이터수가 설정되었는지를 판단하는 (d) 단계 및

상기 평가기준 데이터수가 설정된 경우에는 상기 평가기준 데이터수를 적용하여 상기 저장된 AE 데이터를 처리하고 상기 평가기준 데이터수가 설정되지 않은 경우에는 상기 평가기준 데이터수를 적용하지 않은 채로 상기 저장된 AE 데이터를 처리하는 (e) 단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 (d) 단계 및 상기 (e) 단계는 상기 (c) 단계 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 AE 데이터는 최대 진폭(amplitude), 상회 시간(rise time), 지속 시간(duration), AE 카운트(count), AE 에너지(energy) 및 개량 b치 중 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 사면파괴 평가를 위한 AE 데이터 처리 방법.