KR101279581B1 - 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법 - Google Patents

지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신규 지진관측기기 및 노후화된 지진계의 지진관측 측정자료나 진동대 시험자료를 시간영역 대역통과(Bandpass filter) 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 지진기록계의 응답스펙트럼 진폭 및 위상 측정을 높이고자 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명을 통해 신규 지진관측기기 및 노후화된 지진계의 지진관측 측정자료나 진동대 시험자료를 시간영역 대역통과(Bandpass filter) 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 지진센서 응답스펙트럼을 구하는데 있어 진폭 및 위상 측정 정확도를 높이는 효과를 제공하게 된다.
또한, 측정하고자 하는 센서 종류와 상관없이 센서의 특성을 제공할 수 있도록 함으로써, 동종 센서를 도입해야 하는 불편함을 개선할 수 있게 된다.

Description

지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법{Earthquake Sensor Verification system using Earthquake Recorder and method.}
본 발명은 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신규 지진관측기기 및 노후화된 지진계의 지진관측 측정자료나 진동대 시험자료를 시간영역 대역통과(Bandpass filter) 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 지진기록계의 응답스펙트럼 진폭 및 위상 측정을 높이고자 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법에 관한 것이다.
지진계측시스템은 주로 지진기록계를 사용하여 땅의 움직임을 측정하는 지진계센서(속도, 가속도)의 전압을 측정하는 장치로 신규 지진계를 구매하였을 경우, 제작사에서 제시한 지진기록계 및 센서의 성능에 대한 확인이 필요하였으며, 지진관측소에 설치된 기존 노후화된 지진계측시스템의 성능 검증이 필요할 수 있었다.
지진계측기의 검증 방법으로 지진계측기 센서를 진동대(진동발생장치) 위에 설치하고 가진(진동 발생)하여 절대 기준센서를 기준으로 측정하고자 지진계 센서 진동을 측정하게 된다.
이때, 측정된 진동값을 단순히 퓨리에 변환을 수행하여 주파수 영역으로 변환한 후 절대 기준센서 측정값으로 나누어 측정하는 방법이 있었다.
이러한 경우, 성능과 검증이 된 절대 지진계 성능을 파악하고 있어야 하는 단점이 있었다.
또한, 가진 진동 값이 매우 미약할 경우 잡음 측정이 많아 측정 오류가 발생할 수 있었다.
또 다른 방법으로는 지진계측기 성능을 검증하기 위한 방법으로 실제 지진관측소에 두 개의 센서를 설치하여 이미 기측정된 지진계 센서 응답스펙트럼을 가진 센서 자료(정보)로부터 측정되는 센서의 주파수를 변환하여 주파수 스펙트럼 비를 이용하여 측정하는 방법이 있다.
이러한 측정의 경우, 센서 자체 노이즈를 가지는 부분에 대하여는 센서의 응답스펙트럼을 측정하는 부분에 있어서 많은 노이즈를 포함하게 된다.
또한, 상기 주파수 변환만을 수행하게 되면 각 주파수에 있어서 1개의 측정값만이 존재하기 때문에 응답스펙트럼의 오차가 커질 수밖에 없었다.
그러므로 지진계에 계측되는 진동 자료를 사용한 지진계 센서 응답스펙트럼을 구하는데 있어서 지진계 센서 자체 잡음보다 낮은 성분의 스펙트럼이 센서 응답스펙트럼을 왜곡하는 부분이 생기게 되므로 지진계 센서 자체 잡음보다 낮은 진동 자료의 스펙트럼을 억제하여 정확성을 높일 수 있는 방법이 필요하다.
또한, 지진 연구를 수행함에 있어 정밀한 지진 자료를 얻고자 하는 경우, 지진기록계의 보정이 필요한 경우 또는 기록계의 측정 가능한 정보를 분실하였을 경우가 발생하는데 이때, 지진기록계를 보정할 수 있는 방법이 필요하게 되었다.
배경 기술의 일례로서 한국등록특허 0594625호(2006.06.30.공개)인 '지진파 검출 시스템'에 개시되고 있다.
상기 배경기술은 지진파 신호를 입력받아 필터링한 후 지진파 신호에 대한 단시간평균(Short Time average)과 장시간평균(Long Time average)의 비율을 일정한 타임윈도우(TimeWindow)의 구간 값으로 교차하면서 값을 체크해 나가는 단시간평균(ST)과 장시간평균(LT) 구간에 의한 지진파 신호변화율을 측정하고, 측정된 아날로그 신호를 미분하고, 미분을 해나갈 때 임의의 두 구간이 기울기로 제어될 수 있도록 지진파 변수의 대입, 저장, 기록제어, 연산 등을 제어하는 것이다.
그러나, 상기와 같은 배경기술은 미세 지진(Micro Earthquake)이 발생했을 때 배경잡음과 지진파의 진폭(Amplitude)이 구별되지 않아 지진파 검출성능이 현저히 저하되므로 정확한 지진요소 결정이 불가능한 단점이 있었다.
한국등록특허 0594625(2006.06.30)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 신규 지진관측기기 및 노후화된 지진계의 지진관측 측정자료나 진동대 시험자료를 시간영역 대역통과(Bandpass filter) 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 지진센서 응답스펙트럼을 구하는데 있어 진폭 및 위상 측정 정확도를 높이도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 측정하고자 하는 센서 종류와 상관없이 센서의 특성을 제공할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 일반 지진관측소에 센서가 2개 설치된 경우 특별히 센서를 실험실 진동대로 가지고 오지 않고도 지진관측소에서 얻어진 자료로 센서의 성능 확인 및 검정을 수행할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가진원에 상관없이 지진기록계의 채널 변경으로만 지진기록계 보정을 수행할 수 있도록 하여 진동대 시험뿐만 아니라, 일반 지진관측소에서도 채널 변경으로만 편리하게 보정 작업을 수행할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,
본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템은,
진동대를 가진시키는 가진장치(200)와;
기준센서(400) 및 측정센서(45)이 설치 구성되며, 상기 가진장치와 연결되어 가진장치 작동시 가진되는 진동대(300)와;
상기 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 측정하기 위한 신호선변환기(600)와;
상기 신호선변환기에서 변환된 진동 신호를 증폭시켜 지진기록계로 증폭된 진동 신호를 전송하는 신호증폭기(700)와;
상기 신호증폭기에서 전송된 증폭 진동 신호를 측정하는 지진기록계(800)와;
상기 지진기록계에서 측정된 기준센서 및 측정센서의 응답스펙트럼을 계산하고, 기준센서의 진동 신호를 주파수영역으로 변환하여 응답스펙트럼으로 보정한 후 상기 계산된 응답스펙트럼과 보정된 응답스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 지진자료처리수단(100);을 포함하여 구성되어 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법은,
신규 지진관측기기 및 노후화된 지진계의 지진관측 측정자료나 진동대 시험자료를 시간영역 대역통과(Bandpass filter) 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 지진센서 응답스펙트럼을 구하는데 있어 진폭 및 위상 측정 정확도를 높이는 효과를 제공하게 된다.
또한, 측정하고자 하는 센서 종류와 상관없이 센서의 특성을 제공할 수 있도록 함으로써, 동종 센서를 도입해야 하는 불편함을 개선할 수 있게 된다.
또한, 일반 지진관측소에 센서가 2개 설치된 경우, 특별히 센서를 실험실 진동대로 가지고 오지 않고도 지진관측소에서 얻어진 자료로 센서의 성능 확인 및 검정을 수행할 수 있도록 함으로써, 사용상의 편리성을 제공하게 된다.
또한, 가진원에 상관없이 지진기록계의 채널 변경으로만 지진기록계 보정을 수행할 수 있도록 하여 진동대 시험뿐만 아니라 일반 지진관측소에서도 채널 변경으로만 편리하게 보정 작업을 수행할 수 있도록 하는 더 나은 효과를 제공하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템을 간략하게 구성한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 지진자료처리수단 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 응답스펙트럼계산부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 응답스펙트럼계산부의 처리 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 지진기록계 보정을 위한 시험 수행 절차도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 지진기록계 보정을 위한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 지진기록계 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템은,
지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템에 있어서,
진동대를 가진시키는 가진장치(200)와;
기준센서(400) 및 측정센서(45)이 설치 구성되며, 상기 가진장치와 연결되어 가진장치 작동시 가진되는 진동대(300)와;
상기 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 측정하기 위한 신호선변환기(600)와;
상기 신호선변환기에서 변환된 진동 신호를 증폭시켜 지진기록계로 증폭된 진동 신호를 전송하는 신호증폭기(700)와;
상기 신호증폭기에서 전송된 증폭 진동 신호를 측정하는 지진기록계(800)와;
상기 지진기록계에서 측정된 기준센서 및 측정센서의 응답스펙트럼을 계산하고, 기준센서의 진동 신호를 주파수영역으로 변환하여 응답스펙트럼으로 보정한 후 상기 계산된 응답스펙트럼과 보정된 응답스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 지진자료처리수단(100);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 지진자료처리수단(100)은,
기준센서의 진동 신호를 획득하여 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환시키는 기준센서주파수영역변환부(110)와,
상기 기준센서주파수영역변환부에 의해 변환된 주파수 스펙트럼을 이론적 응답 스펙트럼 또는 기지의 응답 스펙트럼으로 나누어 응답 스펙트럼을 보정하는 응답스펙트럼보정부(120)와,
기준센서 및 측정센서가 동종의 센서인지를 판단하는 동종센서판단부(130)와,
기준센서와 측정센서가 동종의 센서가 아닌 경우에 측정센서를 기준으로 주파수 영역에서 미분 연산자 또는 적분 연산자를 사용하여 동일한 측정 단위를 가지도록 변환하는 단위변환부(140)와,
기준센서와 측정센서가 동종의 센서인 경우에 대역통과 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 응답 스펙트럼을 계산하는 응답스펙트럼계산부(150)와,
상기 응답스펙트럼계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼과 응답스펙트럼보정부에 의해 보정된 응답 스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 측정센서정상유무판단부(160)와,
상기 측정센서정상유무판단부에서 판단된 결과값을 출력하는 결과값출력부(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 응답스펙트럼계산부(150)는,
설정된 대역 통과 주파수 대역에서 측정센서 정보와 기준센서 정보를 가지고 시간 영역 대역 통과 필터링을 수행하고 힐버트 변환을 수행한 후 대역 통과 필터링 정보를 실수부로 힐버트 변환 정보를 허수부로 설정하는 실수부및허수부설정부(151)와,
실수부및허수부설정부에 의해 설정된 실수부와 허수부를 합산한 후 시간에 따른 진폭과 위상을 계산하는 진폭및위상계산부(152)와,
상기 진폭및위상계산부에 의해 계산된 기준센서와 측정센서의 시계열 진폭에 대하여 기준센서 혹은 측정센서 자체의 잡음보다 높은 진폭값 만을 추출하는 진폭추출부(153)와,
상기 진폭추출부에 의해 추출된 진폭에 대하여 기준센서 및 측정센서의 시계열 진폭값을 합산하여 진폭비(측정센서/기준센서)를 계산하여 응답 진폭 스펙트럼비를 계산하는 응답진폭스펙트럼비계산부(154)와,
기준센서와 측정센서의 위상 차이(측정센서 위상 - 기준센서 위상)를 계산하고 위상차이의 평균값과 표준 편차값을 계산하고, 위상 차이값 중에서 평균값에서 표준편차 범위 내의 위상 차이값에 대한 평균값을 계산하여 응답 위상 스펙트럼을 계산하는 응답위상스펙트럼계산부(155)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명인 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법은,
지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법에 있어서,
가진장치를 동작시켜 진동대를 가진시키는 가진장치진동스윕단계(S100)와;
지진자료처리수단에서 지진기록계에 의해 측정된 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 획득하는 실험정보획득단계(S200)와;
기준센서주파수영역변환부(110)가 기준센서의 진동 신호를 획득하여 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환시키는 기준센서주파수영역변환단계(S300)와;
응답스펙트럼보정부(120)가 기준센서의 이론적 응답 스펙트럼 보정 또는 기지의 응답 스펙트럼을 기준센서주파수영역변환부에 의해 변환된 주파수 영역에서 나누어 응답 스펙트럼을 보정하는 응답스펙트럼보정단계(S400)와;
동종센서판단부(130)가 기준센서 및 측정센서가 동종의 센서인지를 판단하는 동종센서판단단계(S500)와;
응답스펙트럼계산부(150)가 기준센서와 측정센서가 동종의 센서인 경우에, 대역통과 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 응답 스펙트럼을 계산하는 응답스펙트럼계산단계(S700)와;
측정센서정상유무판단부(160)가 응답스펙트럼계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼과 응답스펙트럼보정부에 의해 보정된 응답 스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 측정센서정상유무판단단계(S800)와;
결과값출력부(170)가 측정센서정상유무판단부에서 판단된 결과값을 출력하는 결과값출력단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 동종센서판단단계(S500)에서 판단 결과,
기준센서와 측정센서가 동종의 센서가 아닌 경우에 단위변환부(140)가 측정센서를 기준으로 주파수 영역에서 미분 연산자 또는 적분 연산자를 사용하여 동일한 측정 단위로 변환하는 단위변환단계(S600)을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 응답스펙트럼계산단계(S700)는,
실수부및허수부설정부(151)가 설정된 대역 통과 주파수 대역에서 측정센서 정보와 기준센서 정보를 가지고 시간 영역 대역 통과 필터링을 수행하고 힐버트 변환을 수행한 후, 대역 통과 필터링 정보를 실수부로 힐버트 변환 정보를 허수부로 설정하는 실수부및허수부설정단계(S710)와,
진폭및위상계산부(152)가 실수부및허수부설정부에 의해 설정된 실수부와 허수부를 합산한 후 시간에 따른 진폭과 위상을 계산하는 진폭및위상계산단계(S720)와,
진폭추출부(153)가 진폭및위상계산부에 의해 계산된 기준센서와 측정센서의 시계열 진폭에 대하여 기준센서 혹은 측정센서 자체의 잡음보다 높은 진폭값 만을 추출하는 진폭추출단계(S730)와,
응답진폭스펙트럼비계산부(154)가 진폭추출부에 의해 추출된 진폭에 대하여 기준센서 및 측정센서의 시계열 진폭값을 합산하여 진폭비(측정센서/기준센서)를 계산하여 응답 진폭 스펙트럼비를 계산하는 응답진폭스펙트럼비계산단계(S740)와,
응답위상스펙트럼계산부(155)가 기준센서와 측정센서의 위상 차이(측정센서 위상 - 기준센서 위상)를 계산하고, 위상차이의 평균값과 표준 편차값을 계산하고, 위상 차이값 중에서 평균값에서 표준편차 범위 내의 위상 차이값에 대한 평균값을 계산하여 응답 위상 스펙트럼을 계산하는 응답위상스펙트럼계산단계(S750)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 지진자료처리수단은,
첫번째 가진에 의한 채널1에 연결된 기준센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값을 채널2에 연결된 측정센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값으로 나누어 응답 스펙트럼비를 계산하는 1차응답스펙트럼비계산부(180)와,
두번째 가진에 의한 채널1에 연결된 측정센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값을 채널2에 연결된 기준센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값으로 나누어 응답 스펙트럼비를 계산하는 2차응답스펙트럼비계산부(185)와,
상기 1차응답스펙트럼비계산부와 2차응답스펙트럼비계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼비를 곱하여 1/2 제곱승을 하여 (채널1의 지진기록계 응답/채널2의 지진기록계 응답)을 획득하는 지진기록계응답획득부(190)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 지진기록계응답획득부에서,
획득된 값을 채널2에 연결된 센서로부터 측정된 지반 진동값에,
(채널1의 지진기록계 응답/채널2의 지진기록계 응답)를 곱하여 지진기록계를 보정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템을 간략하게 구성한 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템은,
진동대를 가진시키는 가진장치(200)와;
기준센서(400) 및 측정센서(45)이 설치 구성되며, 상기 가진장치와 연결되어 가진장치 작동시 가진되는 진동대(300)와;
상기 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 측정하기 위한 신호선변환기(600)와;
상기 신호선변환기에서 변환된 진동 신호를 증폭시켜 지진기록계로 증폭된 진동 신호를 전송하는 신호증폭기(700)와;
상기 신호증폭기에서 전송된 증폭 진동 신호를 측정하는 지진기록계(800)와;
상기 지진기록계에서 측정된 기준센서 및 측정센서의 응답스펙트럼을 계산하고, 기준센서의 진동 신호를 주파수영역으로 변환하여 응답스펙트럼으로 보정한 후 상기 계산된 응답스펙트럼과 보정된 응답스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 지진자료처리수단(100);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
기준센서 및 측정센서는 충분히 진동대 상면과 체결이 잘되어 진동대에서 발생하는 진동이 왜곡 없이 잘 전달되도록 한다.
도 1을 참조하면, 여러 종류의 기준센서(400) 및 측정센서(450)에 대하여 시험을 할 수 있도록 신호선변환기(600)와 센서들에 전원을 공급하기 위하여 센서전원공급장치(600), 그리고 낮은 출력 전압을 가지는 센서들의 신호를 지진기록계(800)에 적합하도록 증폭시키는 신호증폭기(700)로 구성된다.
상기 신호선변환기는 제조사마다 다른 단자를 사용함으로 신호선 케이블이 지진기록계에 적합하게 입력이 되도록 배선을 변경하여야 하며, 다른 용어로는 신호선 배선 변환기라 정의할 수 있을 것이다.
이때, 예를 들어 기준센서 또는 측정센서 중에서 센서의 응답스펙트럼을 알고 있거나 또는 이 센서가 이론적 응답스펙트럼과 거의 동일한 거동이라는 가정 하에서 시험을 수행하게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 지진자료처리수단 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 지진자료처리수단(100)은,
기준센서의 진동 신호를 획득하여 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환시키는 기준센서주파수영역변환부(110)와,
상기 기준센서주파수영역변환부에 의해 변환된 주파수 스펙트럼을 이론적 응답 스펙트럼 또는 기지의 응답 스펙트럼으로 나누어 응답 스펙트럼을 보정하는 응답스펙트럼보정부(120)와,
기준센서 및 측정센서가 동종의 센서인지를 판단하는 동종센서판단부(130)와,
기준센서와 측정센서가 동종의 센서가 아닌 경우에 측정센서를 기준으로 주파수 영역에서 미분 연산자 또는 적분 연산자를 사용하여 동일한 측정 단위를 가지도록 변환하는 단위변환부(140)와,
기준센서와 측정센서가 동종의 센서인 경우에 대역통과 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 응답 스펙트럼을 계산하는 응답스펙트럼계산부(150)와,
상기 응답스펙트럼계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼과 응답스펙트럼보정부에 의해 보정된 응답 스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 측정센서정상유무판단부(160)와,
상기 측정센서정상유무판단부에서 판단된 결과값을 출력하는 결과값출력부(170)를 포함하여 구성된다.
상기 응답스펙트럼보정부(120)는 기준센서주파수영역변환부에 의해 변환된 주파수 스펙트럼을 제조사에서 제공하는 이론적 응답 스펙트럼 또는 기지의 응답 스펙트럼으로 나누어 응답 스펙트럼을 보정하게 된다.
본 발명에서 설명하고 있는 이론적 응답스펙트럼이란 지진계 센서 제조사에서 제조한 센서가 가지고 있는 고유한 특성이며, pole과 zero 값을 제공하여 응답스펙트럼을 제공하는 것이다.
그리고, 제조사에서 직접 측정한 각 센서의 응답 스펙트럼을 사용자에게 제공하고 있는데, 기지의 응답 스펙트럼이란 제조사에서 공급한 응답 스펙트럼이거나 절대적인 측정을 통해 측정된 응답 스펙트럼으로 절대기준 센서가 될 수 있을 것이다.
이때, 상기 단위변환부(140)는 동일한 측정 단위를 가지도록 변환하는 기능을 수행하는데, 예를 들어 지반 운동의 가속도를 측정하는 가속도계와 속도를 측정하는 속도계가 있을 수 있으므로 상기 가속도계와 속도계의 측정 단위를 동일하게 해주는 것이다.
또한, 본 발명의 명세서상에 설명되고 있는 지진자료는 시간에 따라 측정되는 지반 진동값을 나타낸 자료를 의미하게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법에 있어서,
가진장치를 동작시켜 진동대를 가진시키는 가진장치진동스윕단계(S100)와;
지진자료처리수단에서 지진기록계에 의해 측정된 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 획득하는 실험정보획득단계(S200)와;
기준센서주파수영역변환부(110)가 기준센서의 진동 신호를 획득하여 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환시키는 기준센서주파수영역변환단계(S300)와;
응답스펙트럼보정부(120)가 기준센서의 이론적 응답 스펙트럼 보정 또는 기지의 응답 스펙트럼을 기준센서주파수영역변환부에 의해 변환된 주파수 영역에서 나누어 응답 스펙트럼을 보정하는 응답스펙트럼보정단계(S400)와;
동종센서판단부(130)가 기준센서 및 측정센서가 동종의 센서인지를 판단하는 동종센서판단단계(S500)와;
응답스펙트럼계산부(150)가 기준센서와 측정센서가 동종의 센서인 경우에, 대역통과 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 응답 스펙트럼을 계산하는 응답스펙트럼계산단계(S700)와;
측정센서정상유무판단부(160)가 응답스펙트럼계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼과 응답스펙트럼보정부에 의해 보정된 응답 스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 측정센서정상유무판단단계(S800)와;
결과값출력부(170)가 측정센서정상유무판단부에서 판단된 결과값을 출력하는 결과값출력단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 동종센서판단단계(S500)에서 판단 결과,
기준센서와 측정센서가 동종의 센서가 아닌 경우에 단위변환부(140)가 측정센서를 기준으로 주파수 영역에서 미분 연산자 또는 적분 연산자를 사용하여 동일한 측정 단위로 변환하는 단위변환단계(S600)을 수행하게 된다.
도 2 및 도 4를 참조하여 설명하자면, 센서를 검증하기 위하여 지진자료처리수단(100)은 기준센서주파수영역변환부(110)와, 응답스펙트럼보정부(120)와, 동종센서판단부(130)와, 단위변환부(140)와, 응답스펙트럼계산부(150)와, 측정센서정상유무판단부(160)와, 결과값출력부(170)를 포함하여 구성하게 된다.
동작 과정을 설명하자면, 가진장치를 동작시켜 진동대를 가진(S100)시키게 되며, 지진자료처리수단(100)에서 지진기록계에 의해 측정된 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 획득(S200)하게 된다.
이후, 지진자료처리수단의 기준센서주파수영역변환부(110)가 기준센서의 진동 신호를 획득하여 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환(S300)하게 된다.
이때, 진동대에서 가진을 수행할 시 가진원은 얻고자 하는 진동범위의 주파수 성분을 포함하도록 한다.
예를 들어, 진동은 0.1 Hz에서 50Hz까지 진동 스윕(sweep)을 하는 경우, 약 20초 시간 동안 가진하도록 한다.
그 후, 시험 자료를 지진기록계로부터 전송되어 지진자료처리수단에서 획득하였는지 확인하게 된다.
그 후, 기준센서주파수영역변환부에서 기준센서 자료를 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환하게 된다.
이후, 응답스펙트럼보정부(120)가 기준센서의 이론적 응답 스펙트럼 보정 또는 기지의 응답 스펙트럼을 기준센서주파수영역변환부에 의해 변환된 주파수 영역에서 나누어 응답 스펙트럼을 보정(S400)하게 된다.
이후, 동종센서판단부(130)가 기준센서 및 측정센서가 동종의 센서인지를 판단(S500)하게 되며, 기준센서와 측정센서가 동종의 센서가 아닌 경우에 단위변환부(140)가 측정센서를 기준으로 주파수 영역에서 미분 연산자 또는 적분 연산자를 사용하여 동일한 측정 단위로 변환하는 단위변환단계(S600)을 수행하게 된다.
즉, 측정센서를 기준으로 주파수 영역에서 미분역산자(iw) 또는 적분연산자(1/iw)를 사용하여 동일한 측정 단위로 변환한다.
이때 w는 각 주파수, i는 복소수를 나타낸다.
특히, 기준센서가 속도, 측정센서가 가속도일 경우에는 기준센서 자료의 주파수 영역에서 미분하게 되며, 기준센서가 가속도, 측정센서가 속도일 경우에는 기준센서 자료의 주파수 영역에서 적분하게 된다.
또한, 응답스펙트럼계산부(150)가 기준센서와 측정센서가 동종의 센서인 경우에, 대역통과 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 응답 스펙트럼을 계산(S700)하게 된다.
이는 도 3 및 도 5를 참조하여 구체적으로 다시 설명하도록 하겠다.
이후, 측정센서정상유무판단부(160)가 응답스펙트럼계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼과 응답스펙트럼보정부에 의해 보정된 응답 스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단(S800)하게 된다.
이후, 결과값출력부(170)가 측정센서정상유무판단부에서 판단된 결과값을 출력하게 되는데, 측정센서가 정상적이지 않다는 결론이 출력되면, 센서의 교정 혹은 수리를 결정하게 되는 것이다.
이때, 계산한 응답 스펙트럼을 결과 그 자체로 획득할 수도 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 응답스펙트럼계산부 블록도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 응답스펙트럼계산부(150)는,
설정된 대역 통과 주파수 대역에서 측정센서 정보와 기준센서 정보를 가지고 시간 영역 대역 통과 필터링을 수행하고 힐버트 변환을 수행한 후 대역 통과 필터링 정보를 실수부로 힐버트 변환 정보를 허수부로 설정하는 실수부및허수부설정부(151)와,
실수부및허수부설정부에 의해 설정된 실수부와 허수부를 합산한 후 시간에 따른 진폭과 위상을 계산하는 진폭및위상계산부(152)와,
상기 진폭및위상계산부에 의해 계산된 기준센서와 측정센서의 시계열 진폭에 대하여 기준센서 혹은 측정센서 자체의 잡음보다 높은 진폭값 만을 추출하는 진폭추출부(153)와,
상기 진폭추출부에 의해 추출된 진폭에 대하여 기준센서 및 측정센서의 시계열 진폭값을 합산하여 진폭비(측정센서/기준센서)를 계산하여 응답 진폭 스펙트럼비를 계산하는 응답진폭스펙트럼비계산부(154)와,
기준센서와 측정센서의 위상 차이(측정센서 위상 - 기준센서 위상)를 계산하고 위상차이의 평균값과 표준 편차값을 계산하고, 위상 차이값 중에서 평균값에서 표준편차 범위 내의 위상 차이값에 대한 평균값을 계산하여 응답 위상 스펙트럼을 계산하는 응답위상스펙트럼계산부(155)를 포함하여 구성된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 응답스펙트럼계산부의 처리 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3 및 도 5를 참조하여 상기 응답스펙트럼계산단계(S700)를 설명하자면, 응답스펙트럼계산단계는,
실수부및허수부설정부(151)가 설정된 대역 통과 주파수 대역에서 측정센서 정보와 기준센서 정보를 가지고 시간 영역 대역 통과 필터링을 수행하고 힐버트 변환을 수행한 후, 대역 통과 필터링 정보를 실수부로 힐버트 변환 정보를 허수부로 설정하는 실수부및허수부설정단계(S710)와,
진폭및위상계산부(152)가 실수부및허수부설정부에 의해 설정된 실수부와 허수부를 합산한 후 시간에 따른 진폭과 위상을 계산하는 진폭및위상계산단계(S720)와,
진폭추출부(153)가 진폭및위상계산부에 의해 계산된 기준센서와 측정센서의 시계열 진폭에 대하여 기준센서 혹은 측정센서 자체의 잡음보다 높은 진폭값 만을 추출하는 진폭추출단계(S730)와,
응답진폭스펙트럼비계산부(154)가 진폭추출부에 의해 추출된 진폭에 대하여 기준센서 및 측정센서의 시계열 진폭값을 합산하여 진폭비(측정센서/기준센서)를 계산하여 응답 진폭 스펙트럼비를 계산하는 응답진폭스펙트럼비계산단계(S740)와,
응답위상스펙트럼계산부(155)가 기준센서와 측정센서의 위상 차이(측정센서 위상 - 기준센서 위상)를 계산하고, 위상차이의 평균값과 표준 편차값을 계산하고, 위상 차이값 중에서 평균값에서 표준편차 범위 내의 위상 차이값에 대한 평균값을 계산하여 응답 위상 스펙트럼을 계산하는 응답위상스펙트럼계산단계(S750)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉, 실수부및허수부설정부(151)가 설정된 대역 통과 주파수 대역에서 측정센서 정보와 기준센서 정보를 가지고 시간 영역 대역 통과 필터링을 수행하고 힐버트 변환을 수행한 후, 대역 통과 필터링 정보를 실수부로 힐버트 변환 정보를 허수부로 설정(S710)하게 된다.
대역통과 필터(최소위상지연필터 또는 제로위상필터)를 통한 필터링 및 힐버트 변환을 이용한 응답스펙트럼 작성 절차로 최저주파수는 1/T(T:전체기록시간)부터 시작해서 최대수파수 1/(2 X
Figure 112011058624001-pat00001
) 까지 계산을 하되, 각 주파수 대역 증감 주파수를 1/T로 잡는 것이 이론적으로는 가장 적합하지만, 계산시간을 고려하여 예를 들어, 대역통과 대역을 1Hz 미만에서는 1.5/T로 대역을 설정하고, 1Hz 이상에서는 0.25Hz 대역을 설정하여 최저주파수에서 최대주파수까지 반복적으로 대역통과 필터 및 힐버트변환 단계를 수행하게 되는 것이다.
이후, 진폭및위상계산부(152)가 실수부및허수부설정부에 의해 설정된 실수부와 허수부를 합산한 후 시간에 따른 진폭과 위상을 계산(S720)하게 된다.
이후, 진폭추출부(153)가 진폭및위상계산부에 의해 계산된 기준센서와 측정센서의 시계열 진폭에 대하여 기준센서 혹은 측정센서 자체의 잡음보다 높은 진폭값 만을 추출(S730)하며, 응답진폭스펙트럼비계산부(154)가 진폭추출부에 의해 추출된 진폭에 대하여 기준센서 및 측정센서의 시계열 진폭값을 합산하여 진폭비(측정센서/기준센서)를 계산하여 응답 진폭 스펙트럼비를 계산(S740)하게 되는 것이다.
이후, 응답위상스펙트럼계산부(155)가 기준센서와 측정센서의 위상 차이(측정센서 위상 - 기준센서 위상)를 계산하고, 위상차이의 평균값과 표준 편차값을 계산하고, 위상 차이값 중에서 평균값에서 표준편차 범위 내의 위상 차이값에 대한 평균값을 계산하여 응답 위상 스펙트럼을 계산(S750)하게 되는 것이다.
상기와 같은 절차를 거쳐 주파수별로 주파수에 따른 응답 스펙트럼을 획득하게 되는 것이다.
상기와 같은 센서 응답 스펙트럼을 구하는 방법은 일반 지진관측소 잡음과 지진관측 지진자료에 대한 적용도 동일하게 적용이 된다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 지진기록계 보정을 위한 시험 수행 절차도이다.
먼저, 채널1은 기준센서를, 채널2는 측정센서를 연결하고 1번째 가진원을 수행하게 되는 것이 도 6이며, 채널1은 측정센서를, 채널2는 기준센서를 연결하고 2번째 가진원을 수행하는 것이 도 7이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 지진기록계 보정을 위한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템의 지진기록계 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
채널1과 기준센서를 연결하고, 채널2와 측정센서를 연결한 후 1번째 가진 수행(S1000)하고, 1차응답스펙트럼비계산부(180)가 첫번째 가진에 의한 채널1에 연결된 기준센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값을 채널2에 연결된 측정센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값으로 나누어 응답 스펙트럼비를 계산(S1100)하게 된다.
이후, 센서 채널을 상호 변경한 후 가진 수행(S1200)하고, 2차응답스펙트럼비계산부(185)가 두번째 가진에 의한 채널1에 연결된 측정센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값을 채널2에 연결된 기준센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값으로 나누어 응답 스펙트럼비를 계산(S1300)하게 된다.
이후, 지진기록계응답획득부(190)가 1차응답스펙트럼비계산부와 2차응답스펙트럼비계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼비를 곱하여 1/2 제곱승을 하여 (채널1의 지진기록계 응답/채널2의 지진기록계 응답)을 획득(S1400)하게 된다.
이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
Figure 112011058624001-pat00002
,
Figure 112011058624001-pat00003
를 이용하여
Figure 112011058624001-pat00004
을 유도할 수 있게 된다.
이때, Z11(w) = R1SAU1(w) : 1번째 가진에 의한 채널1에서 측정한 주파수 영역 값
Z21(w) = R2SBU1(w) : 1번째 가진에 의한 채널2에서 측정한 주파수 영역 값
Z12(w) = R1SAU1(w) : 2번째 가진에 의한 채널1에서 측정한 주파수 영역 값
Z22(w) = R2SBU1(w) : 2번째 가진에 의한 채널2에서 측정한 주파수 영역 값
단, R1 : 1번 채널 기록계 응답, R2 : 2번 채널 기록계 응답
SA : A센서 응답, SB : B센서 응답
U1 : 1번째 가진, U2 : 2번째 가진
이때, 상기 지진기록계응답획득부에서 획득된 값을 채널2에 연결된 센서로부터 측정된 진동값에 (채널1의 지진기록계 응답/채널2의 지진기록계 응답)를 곱하여 지진기록계를 보정하게 되는 것이다.
즉, 상기 유도된 값을 채널2의 기록값에 (R1/R2)를 곱한다면 지진기록계에 대한 보정을 수행할 수 있는 것이다.
구체적으로 설명하자면, 채널2에서 얻어지는 지진 기록계의 값에, (채널1의 지진기록계 응답/채널2의 지진기록계 응답)을 곱하면, 채널1과 채널2에서 얻어진 센서 값은 동일한 채널1의 기록 응답으로 계산된다.
각 채널에 기록되는 기록계 값은 주파수 영역에서 보았을 때, ' (채널 기록계 응답 스펙트럼 X 센서 응답스펙트럼) X (지반진동 스펙트럼) ' 으로 볼 수 있다.
그러므로, 채널 기록계에 해당하는 응답스펙트럼 비를 구하게 된다면, 실제 채널 1의 기록계 응답을 획득하게 된다면 채널2의 응답스펙트럼도 알 수 있게 되는 것이다.
일반적으로 기록계는 대부분이 voltage/bit 또는 voltage/count로 제공되며, 응답 스펙트럼비를 구하게 되면 주파수별로 일정한 상수값으로 표시될 수 있게 된다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 지진자료처리수단
200 : 가진장치
300 : 진동대
400 : 기준센서
450 : 측정센서
600 : 신호선변환기
700 : 신호증폭기
800 : 지진기록계

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템에 있어서,
    진동대를 가진시키는 가진장치(200)와;
    기준센서(400) 및 측정센서(45)이 설치 구성되며, 상기 가진장치와 연결되어 가진장치 작동시 가진되는 진동대(300)와;
    상기 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 측정하기 위한 신호선변환기(600)와;
    상기 신호선변환기에서 변환된 진동 신호를 증폭시켜 지진기록계로 증폭된 진동 신호를 전송하는 신호증폭기(700)와;
    상기 신호증폭기에서 전송된 증폭 진동 신호를 측정하는 지진기록계(800)와;
    상기 지진기록계에서 측정된 기준센서 및 측정센서의 응답스펙트럼을 계산하고, 기준센서의 진동 신호를 주파수영역으로 변환하여 응답스펙트럼으로 보정한 후 상기 계산된 응답스펙트럼과 보정된 응답스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 지진자료처리수단(100);을 포함하여 구성되되,
    상기 지진자료처리수단(100)은,
    기준센서의 진동 신호를 획득하여 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환시키는 기준센서주파수영역변환부(110)와,
    상기 기준센서주파수영역변환부에 의해 변환된 주파수 스펙트럼을 이론적 응답 스펙트럼 또는 기지의 응답 스펙트럼으로 나누어 응답 스펙트럼을 보정하는 응답스펙트럼보정부(120)와,
    기준센서 및 측정센서가 동종의 센서인지를 판단하는 동종센서판단부(130)와,
    기준센서와 측정센서가 동종의 센서가 아닌 경우에 측정센서를 기준으로 주파수 영역에서 미분 연산자 또는 적분 연산자를 사용하여 동일한 측정 단위를 가지도록 변환하는 단위변환부(140)와,
    기준센서와 측정센서가 동종의 센서인 경우에 대역통과 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 응답 스펙트럼을 계산하는 응답스펙트럼계산부(150)와,
    상기 응답스펙트럼계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼과 응답스펙트럼보정부에 의해 보정된 응답 스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 측정센서정상유무판단부(160)와,
    상기 측정센서정상유무판단부에서 판단된 결과값을 출력하는 결과값출력부(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 응답스펙트럼계산부(150)는,
    설정된 대역 통과 주파수 대역에서 측정센서 정보와 기준센서 정보를 가지고 시간 영역 대역 통과 필터링을 수행하고 힐버트 변환을 수행한 후 대역 통과 필터링 정보를 실수부로 힐버트 변환 정보를 허수부로 설정하는 실수부및허수부설정부(151)와,
    실수부및허수부설정부에 의해 설정된 실수부와 허수부를 합산한 후 시간에 따른 진폭과 위상을 계산하는 진폭및위상계산부(152)와,
    상기 진폭및위상계산부에 의해 계산된 기준센서와 측정센서의 시계열 진폭에 대하여 기준센서 혹은 측정센서 자체의 잡음보다 높은 진폭값 만을 추출하는 진폭추출부(153)와,
    상기 진폭추출부에 의해 추출된 진폭에 대하여 기준센서 및 측정센서의 시계열 진폭값을 합산하여 진폭비(측정센서/기준센서)를 계산하여 응답 진폭 스펙트럼비를 계산하는 응답진폭스펙트럼비계산부(154)와,
    기준센서와 측정센서의 위상 차이(측정센서 위상 - 기준센서 위상)를 계산하고 위상차이의 평균값과 표준 편차값을 계산하고, 위상 차이값 중에서 평균값에서 표준편차 범위 내의 위상 차이값에 대한 평균값을 계산하여 응답 위상 스펙트럼을 계산하는 응답위상스펙트럼계산부(155)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템.
  4. 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법에 있어서,
    가진장치를 동작시켜 진동대를 가진시키는 가진장치진동스윕단계(S100)와;
    지진자료처리수단에서 지진기록계에 의해 측정된 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 획득하는 실험정보획득단계(S200)와;
    기준센서주파수영역변환부(110)가 기준센서의 진동 신호를 획득하여 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환시키는 기준센서주파수영역변환단계(S300)와;
    응답스펙트럼보정부(120)가 기준센서의 이론적 응답 스펙트럼 보정 또는 기지의 응답 스펙트럼을 기준센서주파수영역변환부에 의해 변환된 주파수 영역에서 나누어 응답 스펙트럼을 보정하는 응답스펙트럼보정단계(S400)와;
    동종센서판단부(130)가 기준센서 및 측정센서가 동종의 센서인지를 판단하는 동종센서판단단계(S500)와;
    응답스펙트럼계산부(150)가 기준센서와 측정센서가 동종의 센서인 경우에, 대역통과 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 응답 스펙트럼을 계산하는 응답스펙트럼계산단계(S700)와;
    측정센서정상유무판단부(160)가 응답스펙트럼계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼과 응답스펙트럼보정부에 의해 보정된 응답 스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 측정센서정상유무판단단계(S800)와;
    결과값출력부(170)가 측정센서정상유무판단부에서 판단된 결과값을 출력하는 결과값출력단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 동종센서판단단계(S500)에서 판단 결과,
    기준센서와 측정센서가 동종의 센서가 아닌 경우에 단위변환부(140)가 측정센서를 기준으로 주파수 영역에서 미분 연산자 또는 적분 연산자를 사용하여 동일한 측정 단위로 변환하는 단위변환단계(S600)을 수행하는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 응답스펙트럼계산단계(S700)는,
    실수부및허수부설정부(151)가 설정된 대역 통과 주파수 대역에서 측정센서 정보와 기준센서 정보를 가지고 시간 영역 대역 통과 필터링을 수행하고 힐버트 변환을 수행한 후, 대역 통과 필터링 정보를 실수부로 힐버트 변환 정보를 허수부로 설정하는 실수부및허수부설정단계(S710)와,
    진폭및위상계산부(152)가 실수부및허수부설정부에 의해 설정된 실수부와 허수부를 합산한 후 시간에 따른 진폭과 위상을 계산하는 진폭및위상계산단계(S720)와,
    진폭추출부(153)가 진폭및위상계산부에 의해 계산된 기준센서와 측정센서의 시계열 진폭에 대하여 기준센서 혹은 측정센서 자체의 잡음보다 높은 진폭값 만을 추출하는 진폭추출단계(S730)와,
    응답진폭스펙트럼비계산부(154)가 진폭추출부에 의해 추출된 진폭에 대하여 기준센서 및 측정센서의 시계열 진폭값을 합산하여 진폭비(측정센서/기준센서)를 계산하여 응답 진폭 스펙트럼비를 계산하는 응답진폭스펙트럼비계산단계(S740)와,
    응답위상스펙트럼계산부(155)가 기준센서와 측정센서의 위상 차이(측정센서 위상 - 기준센서 위상)를 계산하고, 위상차이의 평균값과 표준 편차값을 계산하고, 위상 차이값 중에서 평균값에서 표준편차 범위 내의 위상 차이값에 대한 평균값을 계산하여 응답 위상 스펙트럼을 계산하는 응답위상스펙트럼계산단계(S750)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법.
  7. 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템에 있어서,
    진동대를 가진시키는 가진장치(200)와;
    기준센서(400) 및 측정센서(45)이 설치 구성되며, 상기 가진장치와 연결되어 가진장치 작동시 가진되는 진동대(300)와;
    상기 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 측정하기 위한 신호선변환기(600)와;
    상기 신호선변환기에서 변환된 진동 신호를 증폭시켜 지진기록계로 증폭된 진동 신호를 전송하는 신호증폭기(700)와;
    상기 신호증폭기에서 전송된 증폭 진동 신호를 측정하는 지진기록계(800)와;
    상기 지진기록계에서 측정된 기준센서 및 측정센서의 응답스펙트럼을 계산하고, 기준센서의 진동 신호를 주파수영역으로 변환하여 응답스펙트럼으로 보정한 후 상기 계산된 응답스펙트럼과 보정된 응답스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 지진자료처리수단(100);을 포함하여 구성되되,
    상기 지진자료처리수단은,
    첫번째 가진에 의한 채널1에 연결된 기준센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값을 채널2에 연결된 측정센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값으로 나누어 응답 스펙트럼비를 계산하는 1차응답스펙트럼비계산부(180)와,
    두번째 가진에 의한 채널1에 연결된 측정센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값을 채널2에 연결된 기준센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값으로 나누어 응답 스펙트럼비를 계산하는 2차응답스펙트럼비계산부(185)와,
    상기 1차응답스펙트럼비계산부와 2차응답스펙트럼비계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼비를 곱하여 1/2 제곱승을 하여 (채널1의 지진기록계 응답/채널2의 지진기록계 응답)을 획득하는 지진기록계응답획득부(190)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 지진기록계응답획득부에서,
    획득된 값을 채널2에 연결된 센서로부터 측정된 지반 진동값에,
    (채널1의 지진기록계 응답/채널2의 지진기록계 응답)를 곱하여 지진기록계를 보정하는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템.
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