KR101215200B1 - 지능형 자기유지 선로 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지능형 자기유지 선로 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 선로 장치는 제1압전센서를 이용하여 어드미턴스 진단기법 또는 유도초음파 진단기법에 의해서 선로의 손상을 진단하는 진단부, 상기 진단부에서 볼트 체결구의 풀림현상이 감지된 경우 볼트에 설치된 SMA와셔에 열을 가하여 볼트와 너트를 조여주는 가열장치가 포함된 자가치유부, 열차의 하중을 이용하여 진동에너지를 전기에너지로 변환하는 제2압전센서를 내장하고 있어 상기 선로 장치에 전력을 공급하는 자가발전부, 상기 진단부에서 선로 손상 또는 치유에 대한 신호를 받고 상기 자가발전부에서 상기 가열장치에 전력을 공급하거나 차단하도록 통제하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 철도의 선로 손상여부를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 지능형 자기유지 선로 장치가 제공된다.

Description

지능형 자기유지 선로 장치{Smart self-maintenance apparatus for railroad tracks}

본 발명은 지능형 자기유지 선로 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에너지 하베스팅 기술을 접목시켜 선로의 손상을 자가 진단하고 치유할 수 있는 지능형 자기유지 선로 장치에 관한 것이다.

최근 환경오염문제와 관련하여 대중교통의 이용이 늘어나고 있는 실정에서 특히 철도이용이 늘어나고 있다. 철도의 발달은 기차 선로의 확충과 연계되고 전국의 거의 모든 지역을 기차를 이용하여 이동할 수 있게 되었다.

또한 지하철의 수송실적은 연간 21억명 수준에 육박해 있으며 계속적으로 수송인력은 증가하고 있어 선로의 안전에 대한 중요성이 점차 늘어가고 있다.

철도가 발달함에 따라 선로의 안전에 대해서는 현재 시설물의 안전관리에 관한 특별법과 한국철도시설공단 선로점검지침에 의해서 6개월에 1회 이상 철도공사 직원이 선로에 대한 점검을 실시하게 된다.

선로의 손상은 자칫 대형사고로 이어질 수 있고 열차의 수명을 단축시키는 요인이 되어 정기적인 점검 뿐만 아니라 손상여부에 대한 계속적인 모니터링이 필요하다.

선로의 안전검사 방법에 대해서 살펴보면 먼저 장비에 의한 검사법으로 월1회의 검사를 시행하고 있는 궤도검측자에 의한 검측과 연4회의 검사를 시행하는 레일탐상차에 의한 검측, 주1회 시행하고 KTX 차량에 탑재하여 검측하는 가속도 측정장비를 통한 검측이 있다. 궤도검측자에 의한 검측은 궤도 틀림검사, 레일단면측정, 선형 검측 등 주로 선로의 휨과 마모정도를 검측하게 된다. 레일 탐상차는 레일내부의 결함을 탐상하고, 가속도 측정장비에 의한 검측은 차량 및 대차 가속도를 측정하여 전차선을 모니터링하여 선로의 이상여부를 판명하게 된다.

장비에 의한 검사는 선로의 마모상태와 비틀림, 선로의 내부결함을 검측하는 검사방법으로서 선로에 부착되어 선로를 침목에 고정시키는 구조물이나 침목의 이상유무에 대한 판정은 쉽지 않으며, 1회 검사시에 많은 비용이 소모되며, 정확한 측정이 곤란한 문제점이 있다.

인력에 의한 검사법으로 10주에 1회 실시하는 도보순회와 주1회 실시하는 차상선로순회, 매일 실시하는 점검열차운행이 있다. 도보순회는 분기부, 신축이음매부를 점검하고, 선로, 고가교, 터널시설을 순회하여 육안으로 확인하는 점검방법이다. 차상선로순회는 열차에 탑승하여 흔들림이나 승차감을 확인하여 선로의 이상유무를 판정하게 되는 방법이고, 점검열차운행은 매일 첫 열차 운행전에 선로상태를 확인하는 방법이다.

그러나 장비에 의한 검사와 마찬가지로 인력에 의한 검사법은 사실상 열차의 운행이 끝나는 새벽에 도보순회가 이루어진다는 점에서 육안에 의한 확인이 정확할 수 없으며, 운행열차의 흔들림, 승차감은 선로의 이상뿐만 아니라 다른 요인에 의해서도 발생할 수 있어 정확한 검측이 곤란한 문제점이 있다.

도1은 종래 선로보수를 위한 각 기관의 관계도이다.

선로에 문제가 발생한 경우에는 도1에 도시된 바와 같이 본부, 시설관리사무소, 시설장비사무소, 보수업체, 장비분소 등 여러 기관을 거쳐 비로소 보수가 이루어진다는 점에서 촌각을 다투는 열차운행에 지연을 초래하게 되며, 열차의 안전에도 심각한 문제가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실시간으로 선로의 손상여부를 모니터링 할 수 있는 지능형 자기유지 선로 장치를 제공함에 있다.

또한, 선로의 손상여부를 검사하고 손상에 따른 보수를 하는데 전력을 공급하지 않고 기 충전된 전력을 이용하여 선로를 검사, 수리할 수 있는 지능형 자기유지 선로 장치를 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 선로의 상태를 진단하고, 수리하는 지능형 자기유지 선로 장치에 있어서, 제1압전센서를 이용하여 선로 접합부 볼트의 어드미턴스를 측정, 공진주파수 변화를 감지하여 손상여부를 판별하는 어드미턴스 진단기법 또는 선로접합부 볼트에 초음파를 유도하고 감쇄, 모드변화를 감지하여 손상여부를 판별하는 유도초음파 진단기법에 의해서 선로의 손상을 진단하는 진단부, 상기 진단부에서 볼트 체결구의 풀림현상이 감지된 경우 볼트에 설치된 SMA와셔에 열을 가하여 볼트와 너트를 조여주는 가열장치가 포함된 자가치유부, 열차의 하중을 이용하여 진동에너지를 전기에너지로 변환하는 제2압전센서를 내장하고 있어 상기 장치에 전력을 공급하는 자가발전부 및 상기 진단부에서 선로 손상 또는 치유에 대한 신호를 받고 상기 자가발전부에서 상기 가열장치에 전력을 공급하거나 차단하도록 통제하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 어드미턴스 진단기법에 의해 선로손상을 진단하는 진단부는 제1압전센서, 입력신호를 생성하여 상기 제1압전센서에 전달하는 임의 파형 생성기와 제1압전센서로부터 구조물의 응답신호를 측정하는 고속 디지타이저, 상기 임의 파형 생성기와 상기 고속디지타이저를 제어하는 컨트롤러와 응답신호를 푸리에 변환을 통해 어드미턴스 신호를 검출하는 푸리에 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하고 상기 유도초음파 진단기법에 의해 선로손상을 진단하는 진단부는 제1압전센서, 입력신호를 생성하여 상기 제1압전센서에 전달하는 임의 파형 생성기와 제1압전센서로부터 구조물의 응답신호를 측정하는 고속 디지타이저, 상기 임의 파형 생성기와 상기 고속디지타이저를 제어하는 컨트롤러와 응답신호를 웨이블릿 변환을 통해 초음파 신호를 검출하는 웨이블릿 변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 SMA와셔는 볼트와 너트 사이에 설치되어 있으며 위상 전이 온도 이상으로 가열되면 본래의 형상으로 복원되는 특징이 있으며, 볼트와 너트 사이에 스프링 와셔가 포함되어 있는 것을 특징으로 하고, 상기 가열장치는 상기 SMA와셔의 하부에 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 자가발전부의 상기 제2압전센서는 침목과 침목 사이 선로의 하부에 설치되거나 침목의 내부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하며, 상기 제2압전센서는 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 에너지 하베스팅 회로에 저장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 철도의 선로 손상여부를 실시간으로 모니터링하여 철로의손상위치와 시간을 알 수 있게 되고 즉각적으로 열차운행을 중지시켜 안전운행에 기여할 수 있으며, 보수를 통한 열차의 장기간의 지연을 방지할 수 있는 지능형 자기유지 선로 장치가 제공된다. 또한 철도의 선로에 손상이 감지된 경우에는 자가 치유가 가능하도록 하여 지연없는 신속한 열차운행에 기여할 수 있는 지능형 자기유지 선로 장치가 제공된다.

도1은 종래 선로보수를 위한 각 기관의 관계도이다.
도2은 지능형 자기유지 선로 장치의 블럭도이다.
도3은 진단부에 입력, 출력되는 파의 흐름도이다.
도4는 어드미턴스 진단기법에 의한 진단부의 구성도이다
도5는 푸리에 변환을 통해 얻어진 진동수에 따른 어드미턴스 변화 그래프이다.
도6은 어드미턴스 진단기법에 의한 RMSD손상지수를 나타내는 그래프이다.
도7은 웨이블릿 변환기를 통해 얻어진 유도초음파의 변화 그래프이다.
도8은 유도초음파 진단기법에 의한 RMSD 손상지수를 나타내는 그래프이다.
도9는 자가치유부의 동작상태도이다.
도10은 침목사이에 설치되어 있는 자가발전부 도면이다.
도11은 침목의 내부에 설치되어 있는 자가발전부 도면이다.
도12는 제2압전센서를 이용한 에너지 하베스팅 회로이다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 지능형 자기유지 선로 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도2은 지능형 자기유지 선로장치의 블럭도이다.

도2에 도시된 바와 같이 선로의 상태를 진단하고 수리하는 지능형 자기유지 선로 장치는 제1압전센서를 이용하여 선로 접합부 볼트의 어드미턴스를 측정, 공진주파수 변화를 감지하여 손상여부를 판별하는 어드미턴스 진단기법 또는 선로접합부 볼트에 초음파를 유도하고 감쇄, 모드변화를 감지하여 손상여부를 판별하는 유도초음파 진단기법에 의해서 선로의 손상을 진단하는 진단부(100), 상기 진단부(100)에서 볼트 체결구의 풀림현상이 감지된 경우 볼트에 설치된 SMA와셔에 열을 가하여 볼트와 너트를 조여주는 가열장치(미도시)가 포함된 자가치유부(400), 열차의 하중을 이용하여 진동에너지를 전기에너지로 변환하는 제2압전센서를 내장하고 있어 상기 장치에 전력을 공급하는 자가발전부(300) 및 상기 진단부(100)에서 선로 손상 또는 치유에 대한 신호를 받고 상기 자가발전부(300)에서 상기 가열장치에 전력을 공급하거나 차단하도록 통제하는 중앙제어부(200)를 포함한다.

상기 진단부(100)는 어드미턴스 진단기법 또는 유도초음파 진단기법을 사용하여 선로의 손상여부를 진단하게 된다.

도3은 진단부(100)에 입력, 출력되는 파의 흐름도이다. 도3에 도시된 바와 같이 입력전압이 제1압전센서(110)로 입력된 경우 압전센서는 전기적인 신호를 진동에너지로 전환하거나 반대로 진동에너지를 전기적인 신호로 변환한다.

전기적인 신호가 입력된 경우 검사의 대상 구조물에 진동에너지로 전달이 되며 구조물에서의 반응이 다시 제1압전센서(110)로 전달된다. 제1압전센서(110)에서는 진동에너지를 전기적 신호로 변환하고 이 전기적 신호가 출력전압이 된다.

출력전압을 푸리에 변환기(160)를 통해서 신호를 변환하면 어드미턴스 진단기법에 의한 분석이 되고, 웨이블릿 변환기(170)를 통해서 초음파로 변환하면 유도초음파 진단기법에 의한 분석이 실행된다.

이하 상기 진단부(100)의 어드미턴스 진단기법에 대해서 살펴본다.

도4는 어드미턴스 진단기법에 의한 진단부(100)의 구성도이다.

도4에 도시된 바와 같이 상기 진단부(100)에서의 제1압전센서(110)를 이용하여 선로 접합부 볼트의 어드미턴스를 측정, 공진주파수 변화를 감지하여 손상여부를 판별하는 어드미턴스 진단기법은 입력신호를 생성하는 임의 파형 생성기(120)와 제1압전센서(110)로부터 구조물의 응답신호를 측정하는 고속 디지타이저(140), 상기 임의 파형 생성기(120)와 상기 고속디지타이저(140)를 제어하는 컨트롤러(130)와 응답신호를 푸리에 변환을 통해 어드미턴스 신호를 검출하는 푸리에 변환기(160)를 포함한다.

상기 임의파형 생성기(120)는 상기 자가발전부와 연결되어 있어 상기 자가발전부에서 공급되는 전력에 의해서 소정의 파장을 가진 전기신호를 제1압전센서(110)에 전달하는 역할을 한다.

상기 고속디지타이저(140)는 제1압전센서(110)를 통해서 들어오는 출력신호를 측정하는 역할을 하는 장치이다. 일반적으로 디지타이저들은 커스텀 신호처리 시스템 용도로 많이 사용된다. 즉 데이터를 정교하게 샘플링하고 데이터 분석, 처리용도로 고속디지타이저(140)는 사용되어진다.

상기 컨트롤러(130)는 임의 파형 생성기(120)와 고속디지타이저(140)를 제어한다. 컨트롤로(130)는 임의 파형 생성기(120)에 입력되는 전력을 조절하고, 제1압전센서(110)에 의해 상기 임의파형 생성기(120)와 상기 고속디지타이저(140)에서 계측된 신호를 분석한다.

지금부터는 상술한 지능형 자기유지 선로 장치의 제1실시예인 어드미턴스 진단기법에 의한 진단방법과 진단결과에 대해서 설명한다.

도5는 푸리에 변환을 통해 얻어진 진동수에 따른 어드미턴스 변화 그래프이다. 도6은 어드미턴스 진단기법에 의한 RMSD손상지수를 나타내는 그래프이다.

어드미턴스 진단기법은 제1압전센서(110)를 통해 구조물의 어드미턴스를 측정하여 공진주파수영역의 변화를 감지, 구조물의 강도, 변화 등을 모니터링 하는 기술이다. 고주파 영역의 진동응답과 연계되는 어드미턴스 신호의 변화를 관찰함으로서 볼트(2)의 풀림이나 선로의 파손, 변형을 상시적으로 감지할 수 있다. 압전센서의 전기적 어드미턴스는 압전센서에 걸리는 입력전압과 출력전압의 차이에 대한 출력전압의 비율을 기준저항인 커패시터 값으로 나눠주는 전압분배기 원리를 이용하여 얻어진다. 압전센서로 계측한 어드미턴스 값의 변화를 관찰하고 RMSD 손상지수값을 이용하여 구조물의 건전성을 평가할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제2실시예인 유도초음파 진단기법에 의한 진단방법과 진단결과에 대해 설명한다.

도7은 웨이블릿 변환기(170)를 통해 얻어진 유도초음파의 변화 그래프이다. 도8은 유도초음파 진단기법에 의한 RMSD 손상지수를 나타내는 그래프이다.

상기 진단부(100)에서의 제1압전센서(110)를 이용하여 선로접합부 볼트(2)에 초음파를 유도하고 감쇄, 모드변화를 감지하여 손상여부를 판별하는 유도초음파 진단기법은 입력신호를 생성하는 임의 파형 생성기(120)와 제1압전센서(110)로부터 구조물의 응답신호를 측정하는 고속 디지타이저(140), 상기 임의 파형 생성기(120)와 상기 고속디지타이저(140)를 제어하는 컨트롤러(130)와 응답신호를 웨이블릿 변환을 통해 초음파 신호를 웨이블릿 변환기(170)를 포함한다.

유도초음파 진단기법은 압전센서를 이용하여 구조물에 초음파를 유도하고 전달되는 초음파와 대상 구조물 손상과의 상호작용으로부터 손상을 검색하는 기법에 기반을 둔 비파괴검사기술의 하나이다. 도7에 도시된 바와 같이 압전센서를 통해 입력된 초음파 신호와 출력된 신호의 관계를 계측하고 계측된 신호를 신호처리 기법인 웨이블렛 변환으로 원하는 주파수 신호를 추출하고 이를 이용하여 출력신호의 에너지 값을 계산한다. 도8에 도시된 바와 같이 이 에너지 값을 이용하여 어드미턴스 진단기법과 마찬가지로 손상지수인 RMSD 손상지수를 이용하여 구조물의 건전성을 판단하게 된다.

여기서 RMSD 손상지수는 선로의 정상상태에서의 임피던스를

라 하고, 선로의 측정 임피던스를

이라 하면

RMSD(%)

이다.

상기 자가치유부(400)는 상기 진단부(100)에서 제1실시예인 어드미턴스 진단기법에 의하든 제2실시예인 유도초음파 진단기법에 의하든 볼트(2)의 풀림상태를 진단한 경우 자가치유부(400)는 풀려진 볼트를 조이게 된다. 상기 자가치유부(400)는 SMA와셔(410)와 접시스프링 와셔(420), 제1압전센서(110), 너트(3)와 볼트(2), SMA와셔하부에 가열장치(미도시)가 포함되어 있다.

도9는 자가치유부의 동작상태도이다.

상기 자가치유부(400)에 있는 SMA와셔(410)는 볼트(2)와 너트(3) 사이에 설치되어 있으며 위상 전이 온도 이상으로 가열되면 본래의 형상으로 복원되는 특징이 있으며, 볼트(2)와 너트(3)사이에 접시스프링 와셔(420)가 포함되어 있다. SMA재료는 형상 기억 효과를 가지고 있으며, "모상" 상태 또는 형상과, "변형된" 상태 또는 형상을 갖고 있다. SMA 재료는 저온 마르텐자이트 상태에서 모상 형상으로부터 변형될 수 있다. 형상 기억 합금이 오스테나이트 상태(austenitic state)로 전이되기 위해 그 위상 전이 온도 이상으로 가열되면, 형상 기억 합금은 본래 또는 " 모상" 형상으로 복원하고자 시도한다. SMA는 전형적으로 구리(Cu) 또는 다른 다양한 요소로 변경될 수 있는 니켈-티탄늄(NiTi) 합금으로 제조된다. 따라서, SMA의 하나의 유리한 특성은 가열될 때 재료가 복원되어 힘 출력을 발생시킨다는 것이다.

도9에 도시된 바와 같이 상기 진단부(100)에서 볼트(2)의 풀림현상을 감지하면 SMA와셔에 걸리는 내부응력이 감소되면서 변형률이 발생한다. SMA와셔의 특성상 내부의 응력을 일정하게 유지하기 위해서 SMA와셔는 팽창하게 된다. 이러한 일련의 과정이 컨트롤러(130)에 전달된 경우 컨트롤러(130)는 상기 중앙제어부(200)에서 선로의 손상사실, SMA와셔가 팽창하고 있다는 사실을 짐작케하고 중앙제어부(200)는 상기 자가발전부(300)에서 상기 자가치유부(400)로 전력을 공급하여 팽창한 SMA와셔(410)를 가열하도록 한다.

열이 가해진 SMA와셔(410)는 기억되어 있는 형상인 "모상"으로 복귀하게 되고 복귀하는 과정에서 볼트가 시계방향으로 회전하게 되면서 조여지게 된다. 볼트(2)가 SMA와셔(410)에 의해서 계속 조여지고 있는 상황에서도 상기 진단부(100)는 계속 이상선로의 회복여부에 대해서 감지를 하게 되고 볼트의 조임이 회복되어 정상상태에 있다고 상기 진단부(100)에서 감지한 경우에는 상기 중앙제어부(200)가 상기 자가발전부(300)에서의 전력공급을 중단하도록 한다.

도10은 침목사이에 설치되어 있는 자가발전부(300) 도면이고, 도11은 침목의 내부에 설치되어 있는 자가발전부(300) 도면이다.

상기 자가발전부(300)의 제2압전센서(310)는 침목과 침목 사이 선로의 하부에 설치되거나 침목의 내부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 상기 제2압전센서(310)는 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 에너지 하베스팅 회로에 저장하는 것을 특징으로 한다.

상기 자가발전부(300)는 열차의 하중을 이용하여 진동에너지를 전기에너지로 변환하는 제2압전센서(310)를 내장하고 있어 상기 장치에 전력을 공급한다.

상기 자가발전부(300)는 제2압전센서(310)와 에너지 하베스팅 회로로 구성되어 있다. 상기 제2압전센서(310)는 기차의 움직임에 의해서 발생하는 진동에너지를 전기에너지로 전환하는 상기 에너지 하베스팅 회로와 연결되어 있어 전기에너지를 저장한다.

도10에 도시한 바와 같이 상기 자가발전부(300)는 침목 사이에 설치할 수 있으며 기존에 설치되어 있는 선로에 부착할 수 있고, 외부에 노출되어 있어 착탈과 수리가 용이하다.

도11에 도시한 바와 같이 상기 자가발전부(300)는 침목의 내부에 설치할 수 있으며, 선로를 신설하는 공사구간이나 지반이 불규칙한 경우에는 침목의 내부에 자가발전부를 매설하여 진동에너지에 의한 전기의 수급이 가능하다.

도12는 제2압전센서를 이용한 에너지 하베스팅 회로이다.

도12에 도시된 바와 같이 에너지 하베스팅 회로는 다수의 다이오드와 커패시터 그리고 배터리 충전회로로 구성되어 있다.

상기 제2압전센서(310)와 연결되어 있어 진동에너지를 전기에너지로 전환하여 에너지 하베스팅 회로에 전달된다. 이러한 자가발전부(300)는 상기 진단부(100)에 연결되어 입력전압을 공급하고, 상기 자가치유부(400)에 연결되어 자가치유부(400)에 포함되어 있는 가열장치(미도시)를 작동시키기 전력원으로 사용되어진다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

1 선로 2 볼트
3 너트 100 진단부
110 제1압전센서 120 임의파형생성기
130 컨트롤러 140 고속디지타이저
160 푸리에변환기 170 웨이블렛변환기
200 중앙제어부 300 자가발전부
310 제2압전센서 400 자가치유부
410 SMA와셔 420 접시스프링와셔

Claims (7)

1. 지능형 자기유지 선로 장치에 있어서,
   제1압전센서를 이용하여 선로 접합부 볼트의 어드미턴스를 측정, 공진주파수 변화를 감지하여 손상여부를 판별하는 어드미턴스 진단기법 또는 선로접합부 볼트에 초음파를 유도하고 감쇄, 모드변화를 감지하여 손상여부를 판별하는 유도초음파 진단기법에 의해서 선로의 손상을 진단하는 진단부;
   상기 진단부에서 볼트 체결구의 풀림현상이 감지된 경우 볼트에 설치된 SMA와셔에 열을 가하여 볼트와 너트를 조여주는 가열장치가 포함된 자가치유부;
   열차의 하중을 이용하여 진동에너지를 전기에너지로 변환하는 제2압전센서를 내장하고 있어 상기 선로 장치에 전력을 공급하는 자가발전부;및
   상기 진단부에서 선로 손상 또는 치유에 대한 신호를 받고 상기 자가발전부에서 상기 가열장치에 전력을 공급하거나 차단하도록 통제하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 자기유지 선로 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 어드미턴스 진단기법에 의해 선로손상을 진단하는 진단부는 제1압전센서, 입력신호를 생성하여 상기 제1압전센서에 전달하는 임의 파형 생성기와 상기 제1압전센서로부터 구조물의 응답신호를 측정하는 고속 디지타이저, 상기 임의 파형 생성기와 상기 고속디지타이저를 제어하는 컨트롤러와 응답신호를 푸리에 변환을 통해 어드미턴스 신호를 검출하는 푸리에 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 자기유지 선로 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 유도초음파 진단기법에 의해 선로손상을 진단하는 진단부는 제1압전센서, 입력신호를 생성하여 상기 제1압전센서에 전달하는 임의 파형 생성기와 제1압전센서로부터 구조물의 응답신호를 측정하는 고속 디지타이저, 상기 임의 파형 생성기와 상기 고속디지타이저를 제어하는 컨트롤러와 응답신호를 웨이블릿 변환을 통해 초음파 신호를 검출하는 웨이블릿 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 자기유지 선로 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 SMA와셔는 볼트와 너트 사이에 설치되어 있으며 위상 전이 온도 이상으로 가열되면 본래의 형상으로 복원되는 특징이 있으며, 볼트와 너트 사이에 스프링 와셔가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 지능형 자기유지 선로 장치.
   
5. 제1항에 있어서
   상기 가열장치는 상기 SMA와셔의 하부에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 지능형 자기유지 선로 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 자가발전부의 상기 제2압전센서는 침목과 침목 사이 선로의 하부에 설치되거나 침목의 내부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 지능형 자기유지 선로 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2압전센서는 진동에너지를 전기에너지로 전환하여 에너지 하베스팅 회로에 저장하는 것을 특징으로 하는 지능형 자기유지 선로 장치.

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