KR101280174B1 - Method of detecting defect of an object using a high frequency signal - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수집 신호 중 고주파 신호를 이용하여 대상물, 예를 들어 회전 블레이드의 결함을 판단하는 방법에 관한 것이다. 상기 결함 판단 방법은 상기 대상물의 결함 특성 정보를 가지는 수집 신호를 모노-컴포넌트 신호들로 분리하는 단계, 상기 모노-컴포넌트 신호들 중 고주파 신호를 특성 신호로서 선택하는 단계 및 상기 선택된 특성 신호를 분석하여 결함 판단 모델을 구축하는 단계를 포함한다. The present invention relates to a method for determining a defect of an object, for example a rotating blade, by using a high frequency signal of the collected signal. The defect determining method may include separating a collection signal having defect characteristic information of the object into mono-component signals, selecting a high frequency signal among the mono-component signals as a characteristic signal, and analyzing the selected characteristic signal. Building a defect determination model.

회전 블레이드, 결함, 은닉 마르코프 모델, 힐버트 황 변환 Rotating Blades, Defects, Hidden Markov Models, Hilbert Sulfur Transformation

Description

고주파 신호를 이용한 대상물 결함 판단 방법{METHOD OF DETECTING DEFECT OF AN OBJECT USING A HIGH FREQUENCY SIGNAL}Object defect determination method using high frequency signal {METHOD OF DETECTING DEFECT OF AN OBJECT USING A HIGH FREQUENCY SIGNAL}

본 발명은 수집 신호 중 고주파 신호를 이용하여 대상물, 예를 들어 회전 블레이드의 결함을 판단하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for determining a defect of an object, for example a rotating blade, by using a high frequency signal of the collected signal.

터빈 블레이드, 항공기의 회전익 등과 같은 회전 블레이드에 크랙 등과 같은 결함이 존재하면, 회전 구조물 자체의 동작에 문제가 발생될 수 있을 뿐만 아니라 전체적인 설비 및 생산에도 영향을 미칠 수 있다. The presence of defects such as cracks in rotating blades, such as turbine blades, rotorcraft, etc., can cause problems in the operation of the rotating structure itself, as well as affect the overall installation and production.

따라서, 상기 회전 블레이드의 결함을 판단할 수 있는 방법을 필요로 하였으며, 그 결과 결함 판단 모델이 등장하였다. Therefore, a method for determining a defect of the rotating blade was required, and as a result, a defect determination model appeared.

그러나, 종래의 결함 판단 모델은 확연하게 드러난 결함의 위치나 깊이는 정확하게 반영할 수 있었으나, 미세하게 존재하는 결함의 위치나 깊이 등은 정확하게 반영하지 못하였다. 결과적으로, 사용자는 미세한 결함의 존재 여부 및 그로 인한 영향을 확인하기가 어려웠다. However, the conventional defect determination model was able to accurately reflect the position or depth of the defects that were clearly revealed, but did not accurately reflect the position or depth of the defects. As a result, it was difficult for the user to confirm the presence of the microscopic defects and the effects thereof.

또한, 상기 결함 판단 모델이 복잡하였기 때문에, 사용자가 상기 결함 판단 모델을 통하여 결함의 위치 등을 직관적으로 파악하기가 어려웠다. 즉, 사용자가 상기 결함 판단 모델을 사용하기에 불편하였다. In addition, since the defect determination model is complicated, it is difficult for a user to intuitively grasp the position of the defect and the like through the defect determination model. That is, it is inconvenient for the user to use the defect determination model.

이러한 문제점들은 회전 블레이드뿐만 아니라 일반적인 물체의 결함 판단시에도 발생하였다. These problems have occurred not only in the rotating blade but also in determining a defect of a general object.

본 발명의 목적은 대상물, 예를 들어 회전 블레이드에 미세한 결함이 존재할 경우에도 상기 결함을 정확하게 반영하고 직관적으로 예측할 수 있는 결함 판단 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a defect determination method that accurately reflects and intuitively predicts a defect even when a minute defect exists in an object, for example, a rotating blade.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물의 결함 판단 방법은 상기 대상물의 결함 특성 정보를 가지는 수집 신호를 모노-컴포넌트 신호들로 분리하는 단계; 상기 모노-컴포넌트 신호들 중 고주파 신호를 특성 신호로서 선택하는 단계; 및 상기 선택된 고주파 신호를 이용하여 결함 판단 모델을 구축하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, a defect determination method of an object according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: separating the collected signal having the defect characteristic information of the object into mono-component signals; Selecting a high frequency signal among the mono-component signals as a characteristic signal; And constructing a defect determination model using the selected high frequency signal.

본 발명의 다른 실시예에 따른 대상물의 결함 판단 방법은 상기 대상물의 결함 특성 정보를 가지는 수집 신호를 획득하는 단계; 상기 수집 신호의 피크값을 특성값으로서 선택하는 단계; 및 상기 선택된 특성값을 이용하여 상기 대상물의 결함을 판단하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 피크값은 상기 수집 신호 중 고주파 신호의 피크값이다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of determining a defect of an object, including: acquiring a collection signal having defect characteristic information of the object; Selecting a peak value of the collected signal as a characteristic value; And determining a defect of the object by using the selected characteristic value. Here, the peak value is a peak value of a high frequency signal among the collected signals.

본 발명에 따른 본 발명의 결함 판단 모델은 결함의 존재 유무, 결함의 위치 및 결함의 깊이 등을 정확히 구별하여 보여주므로, 미세한 결함에도 예민하게 반응하는 대상물, 예를 들어 회전 블레이드의 상태를 정확하게 판단할 수 있다. The defect determination model of the present invention according to the present invention accurately distinguishes the presence or absence of a defect, the position of the defect, the depth of the defect, and the like, and thus accurately determines the state of an object, for example, a rotating blade, which reacts sensitively to minute defects. can do.

또한, 사용자가 한번에 결함의 존재 유무, 결함의 위치 및 결함의 깊이 등을 정확하면서도 직관적으로 판단할 수 있으므로, 사용자의 편리성이 향상되고 대상물을 사용하는 기기의 안전을 도모할 수 있다. In addition, since the user can accurately and intuitively determine the presence or absence of a defect, the location of the defect, the depth of the defect, and the like, the user's convenience can be improved and the device using the object can be secured.

게다가, 결함 판단 모델로서 은닉 마르코프 모델을 사용하면, 학습되지 않은 패턴이 발견되었을 때 새로운 패턴에 대한 학습만 추가시키면 새로운 은닉 마르코프 모델을 구성할 수 있기 때문에, 상기 결함 판단 모델은 기능적이면서도 효율적일 수 있다. In addition, using a hidden Markov model as a defect determination model, the defect determination model can be both functional and efficient, since only learning about a new pattern can be added when a non-trained pattern is found, thereby constructing a new hidden Markov model. .

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것 으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 방법에 사용되는 회전 블레이드 시스템을 도시한 도면이다. 1 is a view showing a rotary blade system used in the defect determination method according to an embodiment of the present invention.

본 실 실시예의 결함 판단 방법은 특정 대상물, 예를 들어 회전하는 회전 블레이드의 결함, 예를 들어 크랙(Crack) 등을 검출하는 방법을 의미하며, 후술하는 바와 같이 고주파 신호 또는 특정 신호의 피크값을 이용한다. 여기서, 상기 대상물 은 특정 물체로 제한되지 않고 결함이 발생될 수 있는 모든 물체를 포함한다. 다만, 이하 설명의 편의를 위하여 대상물을 결함에 민감한 회전 블레이드로 가정하겠다. The defect determination method of the present embodiment means a method of detecting a defect of a specific object, for example, a rotating blade, for example, a crack, and the like, and a peak value of a high frequency signal or a specific signal as described below. I use it. Here, the object is not limited to a specific object and includes all objects in which a defect can be generated. However, for convenience of description below, the object is assumed to be a rotary blade sensitive to defects.

도 1을 참조하면, 대상물 결함 판단 시스템은 대상물(102), 예를 들어 회전 블레이드(Rotation Blade)의 결함, 예를 들어 크랙을 판단하는 방법에 사용되는 시스템으로서, 회전축(100), 회전 블레이드(102), 센서(104) 및 결함 판단 장치(106)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an object defect determining system is a system used in a method of determining a defect, for example, a crack, of an object 102, for example, a rotation blade, and includes a rotating shaft 100 and a rotating blade ( 102, a sensor 104, and a defect determination device 106.

회전 블레이드(102)는 회전축(100)의 회전에 따라 회전하며, 헬리콥터의 프로펠러, 터빈 블레이드 등 회전하는 모든 블레이드를 포함한다. The rotary blade 102 rotates according to the rotation of the rotary shaft 100 and includes all the rotating blades such as a propeller of a helicopter and a turbine blade.

센서(104)는 회전 블레이드(102)의 특정 위치, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 종단에 설치되어 회전 블레이드(102)에 존재하는 크랙을 감지하는 역할을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서(104)는 가속도 센서 또는 변위 센서이다. Sensor 104 is installed at the end of the rotary blade 102, for example, as shown in Figure 1 serves to detect the cracks present in the rotary blade 102. According to one embodiment of the invention, the sensor 104 is an acceleration sensor or a displacement sensor.

이러한 센서(104)는 유선 또는 무선으로 결함 판단 장치(106)에 연결되며, 감지 결과를 가지는 신호, 예를 들어 회전 블레이드(102)의 진동 정보를 가지는 진동 신호를 결함 판단 장치(106)로 전송한다. The sensor 104 is connected to the defect determining device 106 by wire or wirelessly, and transmits a signal having a detection result, for example, a vibration signal having vibration information of the rotating blade 102, to the defect determining device 106. do.

여기서, 결함 판단 방법으로서 상기 진동 신호를 사용하는 것은 회전 블레이드(102)에 결함이 존재할 때와 존재하지 않을 때, 결함의 존재 위치 및 깊이에 따라 회전 블레이드(102)의 진동 특성이 달라지기 때문이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시스템 관리자는 회전 블레이드(102)를 회전시키면서 진동 신호를 검출하 거나 회전 블레이드(102)를 회전시키지 않고 고정시킨 상태로 회전 블레이드(102)에 충격을 가했을 때의 진동 신호를 검출한다. In this case, the vibration signal is used as a defect determination method because the vibration characteristics of the rotary blade 102 vary depending on the position and depth of the defect when the defect is present or not in the rotary blade 102. . According to an embodiment of the present invention, the system manager detects a vibration signal while rotating the rotary blade 102 or when the impact is applied to the rotary blade 102 while being fixed without rotating the rotary blade 102. Detect vibration signal.

위에서는, 센서(104)가 회전 블레이드(102)의 진동 정보를 표시한 진동 신호를 결함 판단 장치(106)로 전송하는 것으로 설명하였으나 진동 신호로 제한되지는 않는다. 다만, 설명의 편의를 위하여 센서(104)가 수집하여 전송하는 신호를 수집 신호라 하겠다. In the above, the sensor 104 has been described as transmitting the vibration signal indicating the vibration information of the rotary blade 102 to the defect determining device 106, but is not limited to the vibration signal. However, for convenience of description, the signal collected and transmitted by the sensor 104 will be referred to as a collection signal.

결함 판단 장치(106)는 센서(104)로부터 전송된 많은 수집 신호들을 수신하고, 상기 수신된 수집 신호들을 분석하여 결함 판단 모델을 구축한다. 따라서, 이렇게 구축된 결함 판단 모델을 헬리콥터 등에 설치하면 결함 발생시 결함의 존재 여부, 결함의 위치 등을 실시간으로 검출할 수 있다. The defect determination device 106 receives many collected signals transmitted from the sensor 104 and analyzes the received collected signals to build a defect determination model. Therefore, if the defect determination model thus constructed is installed in a helicopter or the like, it is possible to detect the presence or absence of the defect and the location of the defect in real time.

이하, 상기 결함 판단 모델을 구축하는 과정을 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다. 다만, 상기 결함은 설명의 편의를 위하여 크랙으로 가정한다. Hereinafter, a process of building the defect determination model will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the defect is assumed to be a crack for convenience of explanation.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 모델 구축 및 결함 판단 과정을 도시한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a defect determination model construction and a defect determination process according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 회전 블레이드(102)의 크랙 검출을 위하여 도 1에 도시된 구조의 시스템이 설치된다(S200). 2, the system of the structure shown in Figure 1 for the crack detection of the rotary blade 102 is installed (S200).

이어서, 센서(104)가 회전 블레이드(102)의 회전 또는 충격에 따른 진동 정보를 포함하는 수집 신호를 결함 판단 장치(106)로 전송한다(S202). 구체적으로는, 모델 구축자는 회전 블레이드(102)에 크랙이 존재하지 않을 경우 및 회전 블레이드(102)에 크랙이 존재할 경우로 분리하여 실험한다. 또한, 상기 모델 구축자는 크 랙의 위치 및 깊이를 다양하게 변형시키면서 실험한다. 결과적으로, 다양한 환경에서의 수집 신호들이 센서(104)로부터 결함 판단 장치(106)로 전송된다. Subsequently, the sensor 104 transmits a collection signal including vibration information according to the rotation or impact of the rotary blade 102 to the defect determination device 106 (S202). Specifically, the model builder experiments separately when there is no crack in the rotary blade 102 and when there is a crack in the rotary blade 102. The model builder also experiments with varying the location and depth of the cracks. As a result, collected signals in various environments are transmitted from the sensor 104 to the defect determination device 106.

계속하여, 결함 판단 장치(106)는 수집된 수집 신호들을 전처리한다(S204). 구체적으로는, 결함 판단 장치(106)는 상기 수집 신호들로보투 특징 벡터들을 추출하고, 상기 특징 벡터들을 기호화시킨다. 예를 들어, 결함 판단 장치(106)는 각 수집 신호들의 피크값들을 특징 벡터로 추출하고, 추출된 특징 벡터를 양자화하여 기호화시킨다. Subsequently, the defect determination apparatus 106 preprocesses the collected collection signals (S204). Specifically, the defect determination device 106 extracts the send feature vectors from the collected signals and signs the feature vectors. For example, the defect determination device 106 extracts the peak values of each collected signal as a feature vector, quantizes the extracted feature vector, and signs it.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 결함 판단 방법은 상기 전처리 과정에서 특징 벡터들을 추출하기 위하여 힐버트 황 변환(Hilbert Huang Transform) 중 경험모드 분리법(Empirical Mode Decomposition, EMD)을 사용한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하겠다. According to an embodiment of the present invention, the defect determination method uses an Empirical Mode Decomposition (EMD) method of the Hilbert Huang Transform to extract feature vectors during the preprocessing. A detailed description thereof will be described later.

이어서, 결함 판단 장치(106)는 수집 신호의 일부를 학습 데이터로 선정하고, 상기 선정된 데이터를 특정 학습 알고리즘을 이용하여 확률 관계를 구성한다(S206). Subsequently, the defect determination device 106 selects a part of the collected signal as the training data, and constructs a probability relationship using the selected data using a specific learning algorithm (S206).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 학습 알고리즘으로서 Baum-Welch 알고리즘이 사용되고, 상기 결함 판단 방법은 상기 학습을 통하여 은닉 마르코프 모델(Hidden Markov Model)의 통계 구조를 생성시킨다. According to an embodiment of the present invention, the Baum-Welch algorithm is used as the learning algorithm, and the defect determination method generates a statistical structure of a hidden Markov model through the learning.

계속하여, 결함 판단 장치(106)는 상기 학습 과정을 통하여 수집한 통계 구조를 이용하여 결함 판단 모델, 예를 들어 은닉 마르코프 모델을 구축한다(S208). Subsequently, the defect determination apparatus 106 constructs a defect determination model, for example, a hidden Markov model, using the statistical structure collected through the learning process (S208).

이어서, 상기 결함 판단 방법은 상기 구축된 결함 판단 모델을 이용하여 회 전 블레이드(102)의 결함을 판단한다(S210). 구체적으로는, 상기 결함 판단 방법은 상기 결함의 존재 유무, 상기 결함의 위치 및 깊이를 정확하게 판단한다. Subsequently, the defect determination method determines a defect of the rotating blade 102 using the constructed defect determination model (S210). Specifically, the defect determination method accurately determines the presence or absence of the defect, the position and the depth of the defect.

요컨대, 본 발명의 결함 판단 방법은 다양한 환경에서의 수집 신호들을 수집하고, 상기 수집된 수집 신호들을 전처리 및 학습시켜 결함 판단 모델을 구축한다.In short, the defect determination method of the present invention collects collection signals in various environments and preprocesses and learns the collected collection signals to build a defect determination model.

이하, 각 단계별 세부 과정을 첨부된 도면들을 참조하여 자세히 살펴보겠다. Hereinafter, detailed steps will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

1. 전처리 과정(S204)1. Pretreatment process (S204)

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전처리 과정을 도시한 순서도이고, 도 4 내지 도 6은 다양한 환경에서의 전치리 과정의 실험 결과를 도시한 도면들이다. 3 is a flowchart illustrating a pretreatment process according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 6 are diagrams showing experimental results of a pretreatment process in various environments.

도 3을 참조하면, 상기 결함 판단 방법은 힐버트 황 변환의 경험 모드 분리법(EMD)을 이용하여 수집 신호를 복수의 모노-컴포넌트 신호들(Mono-Component signals)로 분리시킨다(S300). 예를 들어, 도 4(A)에 도시된 바와 같은 수집 신호를 도 4(B)에 도시된 바와 같은 모노-컴포넌트 신호들로 분리시킨다. Referring to FIG. 3, the defect determination method separates an acquisition signal into a plurality of mono-component signals using an empirical mode separation method (EMD) of Hilbert sulfur conversion (S300). For example, the collected signal as shown in Fig. 4A is separated into mono-component signals as shown in Fig. 4B.

실제 실험에서는, 회전 블레이드(102)의 크랙 존재 유무, 위치 및 깊이 등을 검출하기 위하여 다양한 조건에서 실험한다. 예를 들어, 도 5(A)에 도시된 바와 같이 특정 조건을 동일하게 설정한 후, 예를 들어 크랙을 회전 블레이드(102)의 동일한 위치에 형성한 회전 속도를 다르게 하거나 도 5(B)에 도시된 바와 같이 동일한 회전 속도에서 크랙의 위치를 다양하게 변경하여 실험한다. 결과적으로, 결함 판단 장치(106)는 다양한 환경 조건에서의 수집 신호들을 수집할 수 있다. 그런 후, 결함 판단 장치(106)는 상기 각 수집 신호들을 예를 들어 경험모드 분리법을 이용하 여 모노-컴포넌트 신호들로 분리시킨다. In the actual experiment, the experiment is conducted under various conditions in order to detect the presence, position, and depth of the crack of the rotary blade 102. For example, as shown in FIG. 5 (A), after setting specific conditions equally, for example, the rotation speed at which the cracks are formed at the same position of the rotating blade 102 may be different, or in FIG. 5 (B). Experiment with varying the position of the crack at the same rotational speed as shown. As a result, the defect determination device 106 can collect the collection signals in various environmental conditions. The defect determination device 106 then separates each of the collected signals into mono-component signals using, for example, heuristic mode separation.

다만, 도 5에 도시된 바와 같이 수집 신호들 중 일부가 유사한 신호 패턴을 가지므로, 상기 수집 신호들 자체를 이용해서는 크랙의 존재 및 위치를 정확하고 직관적으로 판단하기 어렵다. 따라서, 본 발명의 결함 판단 방법은 후술하는 바와 같이 상기 수집 신호의 모노-컴포넌트 신호들 중 고주파 신호를 이용한다. However, as shown in FIG. 5, since some of the collected signals have a similar signal pattern, it is difficult to accurately and intuitively determine the existence and location of the crack by using the collected signals themselves. Therefore, the defect determination method of the present invention uses a high frequency signal among the mono-component signals of the collected signal as described below.

도 4(B) 및 도 4(C)를 다시 참조하면, 상기 수집 신호는 c1 내지 c5의 모노-컴포넌트 신호들로 분리된다. 여기서, 상기 수집 신호는 비선형적인 특성을 가짐에 반하여 상기 모노-컴포넌트 신호들은 각기 선형적인 특성을 가짐을 확인할 수 있다. Referring again to Figs. 4B and 4C, the collected signal is separated into mono-component signals of c1 to c5. Here, it can be seen that the collected signals have non-linear characteristics, whereas the mono-component signals have linear characteristics.

상기 모노-컴포넌트 신호들의 특성을 살펴보면, 상기 모노-컴포넌트 신호들 중 c1은 c2 내지 c5에 비하여 크기는 작지만 상대적으로 고주파 성분을 포함하고 있으며, c2 내지 c5는 c1에 비하여 크기는 크지만 상대적으로 저주파 성분을 포함하고 있다. 여기서, c2 내지 c5를 합성하면 도 4(C)에 도시된 바와 같이 상기 수집 신호와 유사한 패턴이 나타남을 확인할 수 있다. 즉, c1 내지 c5 중 c1이 상기 수집 신호의 독특한 특성을 나타내고 있음을 파악할 수 있다. Looking at the characteristics of the mono-component signals, c1 of the mono-component signals are smaller in size than c2 to c5 but contain relatively high frequency components, and c2 to c5 are larger in size than c1 but are relatively low frequency. Contains ingredients. Here, when synthesizing c2 to c5, it can be seen that a pattern similar to the collected signal appears as shown in FIG. 4 (C). That is, it can be seen that c1 of c1 to c5 represents unique characteristics of the collected signal.

따라서, 본 발명의 결함 판단 방법은 상기 수집 신호로부터 분리된 모노-컴포넌트 신호들 중 고주파 신호를 상기 수집 신호의 특성 신호(특징 벡터)로서 선택한다(S302).Therefore, the defect determination method of the present invention selects a high frequency signal among the mono-component signals separated from the collected signal as a characteristic signal (feature vector) of the collected signal (S302).

이어서, 상기 특성 신호로서 선택된 모노-컴포넌트 신호를 푸리에 변환시킨다(S304). 예를 들어, 도 5(B)에서 선택된 c1을 푸리에 변환시키면 도 6(A)에 도시 된 바와 같은 주파수 신호(IMF #1)를 획득할 수 있다. Subsequently, the mono-component signal selected as the characteristic signal is Fourier transformed (S304). For example, if the c1 selected in FIG. 5B is Fourier transformed, a frequency signal IMF # 1 as shown in FIG. 6A can be obtained.

도 6(A)를 참조하면, 원래의 수집 신호를 푸리에 변환시키면 그 특징이 뚜렷하게 나오지 않는 반면에, 고주파 신호인 특성 신호(c1)를 푸리에 변환시키면 피크값들이 뚜렷이 구별되어 출력됨을 확인할 수 있다. 예를 들어, 0.5㎐, 10㎐, 20㎐, 40㎐에서 뚜렷하게 구별되는 피크값들이 획득되었다. Referring to FIG. 6 (A), it can be seen that the Fourier transform of the original collected signal does not produce a distinctive feature, whereas the Fourier transform of the characteristic signal c1, which is a high frequency signal, clearly distinguishes and outputs peak values. For example, distinct peak values were obtained at 0.5 Hz, 10 Hz, 20 Hz and 40 Hz.

실험 결과, 상기 피크값들은 크랙이 존재하지 않을 경우, 크랙이 존재할 경우, 크랙의 위치가 다른 경우, 크랙의 깊이가 다른 경우 등 다양한 환경에서 각 환경별로 피크값들이 뚜렷이 구별되게 획득되었다. 따라서, 본 발명의 결함 판단 방법은 이러한 피크값들의 비교를 통하여 후술하는 바와 같이 크랙의 존재 여부, 크랙의 위치 및 크랙의 깊이를 판단할 수 있다. As a result of the experiment, the peak values were clearly distinguished from each other in various environments, such as when there is no crack, when cracks are present, when cracks are different, and when cracks are different. Therefore, the defect determination method of the present invention can determine the presence of the crack, the position of the crack and the depth of the crack as described later through the comparison of these peak values.

계속하여, 상기 결함 판단 방법은 최대 피크값을 기준으로 하여 상기 푸리에 변환된 모노-컴포넌트 신호를 도 6(B)에 도시된 바와 같이 정규화시킨다(S306). 예를 들어, 상기 모노-컴포넌트 신호의 최대 크기가 1이 되도록 정규화시키며, 이는 회전 블레이드(102)의 속도 변화에 따른 주파수 성분의 영향을 고려하지 않도록 하기 위해서이다. Subsequently, the defect determination method normalizes the Fourier transformed mono-component signal on the basis of the maximum peak value (S306). For example, the mono-component signal is normalized to have a maximum magnitude of 1, so that the influence of the frequency component due to the speed change of the rotating blade 102 is not taken into account.

위에서는, 하나의 수집 신호에 대한 전처리 과정을 설명하였지만, 실제 결함 판단 과정에서는 다양한 환경에서 수집된 수집 신호들에 대한 전치리 과정이 수행된다. In the above, the preprocessing process for one acquisition signal has been described, but in the actual defect determination process, the pretreatment process for the acquisition signals collected in various environments is performed.

2. 학습 및 결함 판단 모델 구축 과정(2. Learning and defect determination model building process ( S208S208 ))

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습 과정을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 모델 구축 과정을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a learning process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating a defect determination model building process according to an embodiment of the present invention.

상기 학습 과정은 예를 들어 은닉 마르코프 모델에서 각각의 상태와 관측 기호에 확률 관계를 구성하는 과정을 의미한다. The learning process means, for example, a process of constructing a probabilistic relationship between each state and an observation symbol in a hidden Markov model.

구체적으로는, 도 7에 도시된 바와 같이 수집 신호 중 일부를 학습 데이터로 선정하고, 예를 들어 Baum-Welch 알고리즘을 이용하여 확률 관계를 구성한다. Specifically, as shown in FIG. 7, some of the collected signals are selected as learning data, and a probability relationship is configured using, for example, a Baum-Welch algorithm.

위와 같은 학습에 얻은 결과를 토대로 하여 예를 들어 결함 판단 모델로서 은닉 마르코프 모델을 구축한다. Based on the results obtained in the above learning, we construct a hidden Markov model as a defect judgment model, for example.

예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 상태(800)와 관측 기호(802)로 은닉 마르코프 모델을 구축한다. 구체적으로는, 상태(800)는 크랙이 존재하는 경우와 크랙이 존재하지 않는 경우로 분리될 수 있고, 관측 기호(802)는 다양한 환경에서 획득된 수집 신호들을 표시한다. 여기서, 각 관측 기호들(802)에 크랙이 존재하지 않을 확률과 크랙이 존재할 확률이 각기 매칭된다. 예를 들어, 관측 기호 "A"에 크랙이 존재할 확률이 5%이고 크랙이 존재하지 않을 확률이 95%로 매칭될 수 있다. For example, a hidden Markov model is constructed with state 800 and observation symbol 802 as shown in FIG. Specifically, state 800 may be divided into a case where there is a crack and a case where there is no crack, and the observation symbol 802 indicates collected signals obtained in various environments. Here, the probability that a crack does not exist and the probability that a crack exists in each observation symbol 802 are matched, respectively. For example, there is a 5% probability that a crack exists in the observation symbol "A" and a 95% probability that a crack does not exist.

3. 결함 판단 과정(S210)3. Defect Determination Process (S210)

위와 같이 구축된 결함 판단 모델, 예를 들어 은닉 마르코프 모델을 이용하여 크랙의 존재 유무, 크랙의 위치, 크랙의 깊이 등을 판단할 수 있다. 여기서, 상기 판단 결과는 확률로 표시될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 판단 결과는 로그 우드(Log-Likelihood)로 표현될 수 있다. Using the defect determination model constructed as described above, for example, the hidden Markov model, it is possible to determine the presence or absence of the crack, the position of the crack, and the depth of the crack. Here, the determination result may be displayed as a probability. According to an embodiment of the present invention, the determination result may be represented by a log-likelihood.

이하, 다양한 결함 판단 과정을 살펴보겠다. Hereinafter, various defect determination processes will be described.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 모델을 이용하여 결함 존재 여부를 판단한 결과를 도시한 도면이다. 구체적으로는, 도 9는 회전 블레이드(102)에 크랙의 존재 유무를 판단하는 은닉 마르코프 모델을 구성한 후 이를 적용하여 실험한 결과를 도시한다. 여기서, 판단 결과는 로그 우드로 표현하였으며, 이는 관측된 기호 순열이 은닉 마르코프 모델에서 존재하게 될 확률을 의미한다. 9 is a diagram illustrating a result of determining whether a defect exists using a defect determination model according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 9 illustrates a result of experiments by applying a hidden Markov model for determining the presence of cracks on the rotating blade 102 and applying the same. Here, the determination result is expressed in log wood, which means the probability that the observed symbol permutation will exist in the hidden Markov model.

도 9(A)는 회전 블레이드(102)에 크랙이 존재할 때 회전 블레이드(102)의 속도를 20rad/s에서 90rad/s로 순차적으로 변화시키면서 특징 벡터를 추출하여 정규화한 결과와 회전 블레이드(102)에 크랙이 존재하지 않을 때 회전 블레이드(102)의 속도를 20rad/s에서 80rad/s로 순차적으로 변화시키면서 특징 벡터를 추출하여 정규화한 결과를 보여준다.9 (A) shows the results of normalizing the extraction of the feature vector while sequentially changing the speed of the rotating blade 102 from 20 rad / s to 90 rad / s when there is a crack in the rotating blade 102 and the rotating blade 102. In the absence of cracks, the feature vector is extracted and normalized while sequentially changing the speed of the rotating blade 102 from 20 rad / s to 80 rad / s.

이러한 특징 벡터를 학습시킨 결과가 도 9(B)에 도시된다. The result of learning this feature vector is shown in Fig. 9B.

크랙이 존재하지 않는 경우의 학습 결과를 살펴보면, 회전 블레이드(102)의 다양한 회전 속도에도 불구하고 판단 결과는 크랙이 존재하지 않는 관측 기호 순열에 대하여 0에 가까운 로그 우드가 획득되었으며, 이는 회전 블레이드(102)에 크랙이 존재하지 않을 확률이 높음을 의미한다. 즉, 회전 블레이드(102)에 크랙이 존재하지 않을 경우에는 크랙이 없는 신호일 확률이 0에 가까움을 보여주므로, 크랙의 존재하지 않음을 정확히 판단해주고 있음을 확인할 수 있다. Looking at the learning results in the absence of cracks, in spite of the various rotational speeds of the rotating blades 102, the judgment result was that a log wood close to zero was obtained for the observed symbol permutation without the cracks. 102 indicates that there is a high probability that no crack exists. That is, when there is no crack in the rotary blade 102, since the probability of the signal without the crack shows close to 0, it can be confirmed that it is accurately determined that there is no crack.

크랙이 존재하는 경우의 학습 결과를 살펴보면, 회전 블레이드(102)의 다양한 회전 속도에도 불구하고 판단 결과는 -100에 가까운 로그 우드가 획득되었으며, 이는 회전 블레이드(102)에 크랙이 존재할 확률이 높음을 의미한다. 즉, 회전 블레이드(102)에 크랙이 존재하는 경우에는 크랙이 없는 신호일 확률이 -100에 가까움을 보여주므로, 크랙의 존재함을 정확히 판단해주고 있음을 확인할 수 있다. Looking at the learning result in the presence of cracks, despite the various rotational speeds of the rotary blade 102, the determination result is that the logwood is close to -100, which indicates that there is a high probability that the crack exists in the rotary blade 102. it means. That is, when the crack is present on the rotary blade 102 shows that the probability of the signal without the crack is close to -100, it can be confirmed that it is accurately determined that the crack exists.

요컨대, 크랙이 존재할 경우와 크랙이 존재하지 않을 경우의 로그 우드가 명확하게 구별되므로, 사용자는 상기 결함 판단 모델을 이용하여 크랙의 존재 유무를 정확하면서도 직관적으로 판단할 수 있다. In other words, since the log wood when there is a crack and when there is no crack is clearly distinguished, the user can determine whether the crack exists accurately and intuitively using the defect determination model.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 모델을 이용하여 결함 위치 판단 결과를 도시한 도면이다.10 is a view showing a result of a defect position determination using a defect determination model according to an embodiment of the present invention.

도 10(A)에 도시된 바와 같이, 회전 블레이드(102, 전체 길이를 1로 설정함)를 0.4를 기준으로 고정단 및 자유단으로 분리한 후 결함 위치를 판단하였다. 여기서, 회전 블레이드(102)에서 0~0.4 범위에 크랙이 존재하는 경우에는 상기 고정단의 크랙으로 표시하였고, 0.4 이상의 범위에서 크랙이 존재하는 경우에는 상기 자유단의 크랙으로 표시하였다. As shown in FIG. 10 (A), the rotary blade 102 (set the total length to 1) was separated into a fixed end and a free end based on 0.4 to determine a defect position. Herein, when the crack exists in the range of 0 to 0.4 in the rotary blade 102, it is represented by the crack of the fixed end, and when the crack exists in the range of 0.4 or more, it is represented by the crack of the free end.

0.4 이하의 고정단에 크랙이 존재할 경우 수집된 수집 신호들을 기초로 은닉 마르코프 모델을 구축한 결과, 판단 결과가 도 10(C)에 도시된 바와 같이 0에 가까운 로그 우드로 획득되었다. As a result of constructing a hidden Markov model based on the collected signals when there is a crack at a fixed stage of 0.4 or less, the determination result was obtained as a log wood close to zero as shown in FIG. 10 (C).

반면에, 0.5 이상의 자유단에 크랙이 존재할 경우 수집된 수집 신호들을 기초로 은닉 마르코프 모델을 구축한 결과, 판단 결과가 -100에 가까운 로그 우드로 획득되었다. On the other hand, if there is a crack in the free end of 0.5 or more, the hidden Markov model is constructed based on the collected signals.

즉, 크랙의 위치에 따라 크랙이 자유단에 위치하는지 고정단에 위치하는지를 정확히 반영하고 있음을 확인할 수 있다. That is, it can be confirmed that the crack accurately reflects whether the crack is located at the free end or the fixed end according to the position of the crack.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 모델을 이용하여 결함 깊이 판단 결과를 도시한 도면이다. FIG. 11 is a diagram illustrating a defect depth determination result using a defect determination model according to an embodiment of the present invention.

도 11(A)에 도시된 바와 같이, 크랙의 깊이(전체를 1로 설정)를 0.1 이하, 0.1 내지 0.3, 0.3 이상으로 분리한 후 크랙 깊이를 판단하였다. As shown in FIG. 11 (A), the crack depth was determined after separating the crack (whole set to 1) into 0.1 or less, 0.1 to 0.3, 0.3 or more.

특징 벡터들은 도 11(B)에 도시된 바와 같이 획득되었고, 판단 결과는 도 11(C)에 도시된 바와 같이 획득되었다. Feature vectors were obtained as shown in FIG. 11 (B), and the determination result was obtained as shown in FIG. 11 (C).

도 11(C)에 도시된 바와 같이, 크랙의 깊이에 따라서 로그 우드가 다르게 나타났다. 구체적으로는, 크랙의 깊이가 0.1 이하일 경우에는 판단 결과가 거의 0에 가까운 로그 우드를 가졌고, 크랙의 깊이가 0.1 내지 0.3일 경우에는 판단 결과가 약 -10에 가까운 로그 우드를 가졌으며, 크랙의 깊이가 0.3 이상이 경우에는 판단 결과가 -100에 가까운 로그 우드를 가졌다. As shown in FIG. 11C, the log wood appeared differently depending on the depth of the crack. Specifically, when the crack depth is 0.1 or less, the judgment result has a log wood close to zero, and when the crack depth is 0.1 to 0.3, the judgment result has a log wood close to about -10. If the depth is 0.3 or more, the judgment result is a logwood close to -100.

즉, 은닉 마르코프 모델이 크랙의 깊이를 정확히 반영하고 있음을 확인할 수 있다. In other words, it can be seen that the hidden Markov model accurately reflects the crack depth.

요컨대, 본 발명의 결함 판단 방법은 수집 신호들의 피크값들을 이용하여 결함 판단 모델을 구축하고, 구축된 결함 판단 모델을 통하여 확률로서 판단 결과를 표시한다. In short, the defect determination method of the present invention constructs a defect determination model using the peak values of the collected signals, and displays the determination result as a probability through the constructed defect determination model.

다만, 크랙의 존재 유무 판단, 위치 판단, 깊이 판단 방법은 다양하게 수행될 수 있다. However, the presence or absence of a crack, a position determination, and a depth determination method may be variously performed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 크랙의 존재 유무를 판단하는 결함 판단 모 델을 구축한 후 크랙 존재 여부를 판단하고, 크랙이 발견되면 크랙의 위치를 판단하는 결함 판단 모델을 구축한 후 크랙의 위치를 판단하며, 그런 후 크랙의 위치가 판단되면 크랙의 깊이를 판단하는 결함 판단 모델을 구축한 후 크랙의 깊이를 판단할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, after establishing a defect determination model for determining the presence of cracks to determine the presence of cracks, if a crack is found after building a defect determination model for determining the position of the cracks If the position of the crack is determined, and then the position of the crack is determined, a defect determination model for determining the depth of the crack may be constructed and then the depth of the crack may be determined.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 크랙의 존재 유무, 크랙의 위치 및 크랙의 깊이 중 적어도 2가지를 한번에 판단할 수 있는 결함 판단 모델을 구축한 후 해당 특징을 판단할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the feature may be determined after constructing a defect determination model capable of determining at least two of presence or absence of cracks, position of cracks, and depth of cracks at once.

이하, 2가지 이상의 특징을 한번에 판단하는 과정을 살펴보겠다. Hereinafter, the process of judging two or more features at a time will be described.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙의 존재 유무 및 크랙의 위치를 동시에 판단하는 과정을 도시한 도면이다. 12 is a diagram illustrating a process of determining whether a crack is present and a position of a crack at the same time according to an embodiment of the present invention.

도 12(B)를 참조하면, 크랙이 존재하지 않을 경우에는 -100에 가까운 로그 우드를 가지는 반면에 크랙이 존재할 경우에는 -10 이하의 로그 우드를 가진다. 구체적으로는, 크랙이 존재하면서 크랙이 0.4 이하의 고정단에 위치하는 경우에는 -4 이하의 로그 우드가 검출되었고, 크랙이 존재하면서 크랙이 0.4 이상의 자유단에 위치하는 경우에는 -4에서 -10 사이의 로그 우드가 검출되었다. Referring to FIG. 12 (B), if there is no crack, the log wood is close to -100, whereas if there is a crack, the log wood has a log wood of -10 or less. Specifically, log wood of -4 or less is detected when the crack is located at a fixed end of 0.4 or less while cracks are present, and -4 to -10 when cracks are located on the free end of 0.4 or more while the crack is present. Logwood in between was detected.

즉, 은닉 마르코프 모델이 크랙의 존재와 위치를 한번에 정확히 반영하고 있음을 확인할 수 있다. In other words, it can be seen that the hidden Markov model accurately reflects the existence and location of cracks at once.

위에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 결함 판단 모델은 크랙의 존재 유무와 크랙의 깊이를 정확히 반영하여 구축될 수도 있고, 크랙의 존재 유무, 크랙의 위치 및 크랙의 깊이를 모두 정확히 반영하여 구축될 수도 있다. Although not shown above, the defect determination model of the present invention may be constructed by accurately reflecting the existence of cracks and the depth of cracks, or may be constructed by accurately reflecting the presence of cracks, the position of cracks, and the depth of cracks. .

요컨대, 본 발명의 결함 판단 방법은 수집 신호에서 고주파 신호를 추출하고, 추출된 고주파 신호를 푸리에 변환하며, 상기 변환된 고주파 신호의 피크값들을 특징으로 학습시켜 결함 판단 모델을 구축한다. 그런 후, 상기 결함 판단 모델을 이용하여 회전 블레이드(102)의 결함, 특히 크랙의 존재 유무, 크랙의 위치 및 크랙의 깊이를 판단한다. In short, the defect determination method of the present invention extracts a high frequency signal from a collected signal, Fourier transforms the extracted high frequency signal, and builds a defect determination model by learning the peak values of the converted high frequency signal. Then, the defect determination model is used to determine the defect of the rotary blade 102, in particular, the presence or absence of a crack, the position of the crack, and the depth of the crack.

위에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 결함 판단 모델, 특히 은닉 마르코프 모델을 사용하면, 결함의 존재 유무, 결함의 위치 및 결함의 깊이 등이 정확히 구별되어 나타나므로 미세한 결함에도 예민하게 회전하는 회전 블레이드(102)의 상태를 정확하게 판단할 수 있다. As described above, when using the defect determination model of the present invention, in particular the hidden Markov model, the presence or absence of defects, the position of the defects and the depth of the defects are accurately distinguished, so that the rotating blade that rotates sensitively to fine defects ( The state of 102 can be accurately determined.

또한, 사용자가 상기 결함 판단 모델을 통하여 결함의 존재 유무, 결함의 위치 및 결함의 깊이 등을 정확하면서도 직관적으로 판단할 수 있으므로, 사용자의 편리성이 향상되고 회전 블레이드(102)를 사용하는 기기의 안전을 도모할 수 있다. In addition, since the user can accurately and intuitively determine whether there is a defect, the location of the defect, the depth of the defect, and the like through the defect determination model, the user's convenience is improved and the device of the rotating blade 102 is used. I can aim for safety.

게다가, 결함 판단 모델로서 은닉 마르코프 모델을 사용하면, 학습되지 않은 패턴이 발견되었을 때 새로운 패턴에 대한 학습만 추가시키면 새로운 은닉 마르코프 모델이 구성되므로 기능적이면서도 효율적일 수도 있다. In addition, using the hidden Markov model as a defect determination model may only be functional and efficient since adding a learning about a new pattern only results in a new hidden Markov model when an untrained pattern is found.

위에서는, 결함 판단의 물체로서 회전 블레이드(102)를 예로 하였으나, 본 발명의 결함 판단 방법은 고주파 신호 또는 피크값을 이용하여 결함을 판단할 수 있는 모든 물체에 적용될 수 있다. In the above, the rotary blade 102 as an example of the defect determination, but the defect determination method of the present invention can be applied to any object that can determine the defect using a high frequency signal or a peak value.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. The embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Should be considered to be within the scope of the following claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검출 방법에 사용되는 회전 블레이드 시스템을 도시한 도면이다. 1 is a view showing a rotating blade system used in the defect detection method according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 모델 구축 및 결함 판단 과정을 도시한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a defect determination model construction and a defect determination process according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전처리 과정을 도시한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a pretreatment process according to an embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 6은 다양한 환경에서의 전치리 과정의 실험 결과를 도시한 도면들이다. 4 to 6 are diagrams showing experimental results of a pretreatment process in various environments.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습 과정을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a learning process according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 모델 구축 과정을 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a defect determination model building process according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 모델을 이용하여 결함 존재 여부를 판단한 결과를 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a result of determining whether a defect exists using a defect determination model according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 모델을 이용하여 결함 위치 판단 결과를 도시한 도면이다.10 is a view showing a result of a defect position determination using a defect determination model according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 판단 모델을 이용하여 결함 깊이 판단 결과를 도시한 도면이다. FIG. 11 is a diagram illustrating a defect depth determination result using a defect determination model according to an embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙의 존재 유무 및 크랙의 위치를 동시에 판단하는 과정을 도시한 도면이다. 12 is a diagram illustrating a process of determining whether a crack is present and a position of a crack at the same time according to an embodiment of the present invention.

Claims (12)

대상물의 결함 판단 방법에 있어서,In the defect determination method of the object, 상기 대상물의 결함 특성 정보를 가지는 수집 신호를 모노-컴포넌트 신호들로 분리하는 단계;Separating the collected signal having defect characteristic information of the object into mono-component signals; 상기 모노-컴포넌트 신호들 중 고주파 신호를 특성 신호로서 선택하는 단계; 및Selecting a high frequency signal among the mono-component signals as a characteristic signal; And 상기 선택된 고주파 신호를 이용하여 결함 판단 모델을 구축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. And constructing a defect determination model using the selected high frequency signal. 제 1 항에 있어서, 상기 대상물은 회전 블레이드이고, 상기 수집 신호는 진동 신호이며, 상기 모노-컴포넌트 신호들은 선형 신호들이되,The method of claim 1, wherein the object is a rotating blade, the collection signal is a vibration signal, and the mono-component signals are linear signals, 상기 진동 신호는 상기 대상물의 회전시 또는 상기 대상물에 충격을 가했을 때 센서에 의해 감지된 신호인 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. The vibration signal is a defect determination method of the object, characterized in that the signal sensed by the sensor during the rotation of the object or the impact on the object. 제 1 항에 있어서, 상기 결함 판단 모델을 구축하는 단계는,The method of claim 1, wherein the building of the defect determination model comprises: 상기 특성 신호를 푸리에 변환시키는 단계; 및Fourier transforming the characteristic signal; And 상기 푸리에 변환된 특성 신호의 최대 피크값을 기준으로 하여 상기 특성 신호를 정규화하는 단계를 포함하되,Normalizing the characteristic signal based on the maximum peak value of the Fourier transformed characteristic signal, 상기 대상물의 결함은 상기 푸리에 변환된 특성 신호의 피크값들의 비교를 통하여 검출되는 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. And the defect of the object is detected by comparing peak values of the Fourier transformed characteristic signal. 제 1 항에 있어서, 상기 모노-컴포넌트 신호들로 분리하는 단계는,The method of claim 1, wherein the separating into mono-component signals comprises: 상기 대상물에 크랙이 존재하는 지를 표시하는 제 1 수집 신호를 제 1 모노-컴포넌트 신호들로 분리하는 단계;Separating the first collected signal into first mono-component signals indicative of the presence of cracks in the object; 상기 대상물에 존재하는 크랙의 위치를 표시하는 제 2 수집 신호를 제 2 모노-컴포넌트 신호들로 분리하는 단계; 및Separating the second collected signal indicative of the location of the crack present in the object into second mono-component signals; And 상기 대상물에 존재하는 크랙의 깊이를 표시하는 제 3 수집 신호를 제 3 모노-컴포넌트 신호들로 분리하는 단계를 포함하되,Separating the third acquisition signal indicative of the depth of crack present in the object into third mono-component signals, 상기 특성 신호로 선택하는 단계는 상기 제 1 수집 신호, 상기 제 2 수집 신호 및 상기 제 3 수집 신호에 대하여 각기 특성 신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. The selecting of the characteristic signal may include extracting characteristic signals from the first collection signal, the second collection signal, and the third collection signal, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 모노-컴포넌트 신호들로 분리하는 단계는,The method of claim 1, wherein the separating into mono-component signals comprises: 상기 대상물에 크랙이 존재하는지의 유무, 상기 크랙의 위치 및 상기 크랙의 깊이 중 적어도 2개를 표시하는 상기 수집 신호를 상기 모노-컴포넌트 신호들로 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. Separating the collected signal into the mono-component signals indicative of the presence or absence of a crack in the object, the location of the crack and the depth of the crack into the mono-component signals. Judgment method. 제 1 항에 있어서, 상기 모노-컴포넌트 신호들로 분리시 힐버트 황 변환의 경험모드 분리법을 이용하고, 상기 결함 판단 모델 구축시 은닉 마르코프 모델을 사용하는 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. 2. The method of claim 1, wherein the empirical mode separation method of Hilbert sulfur conversion is used for separation into the mono-component signals, and a hidden Markov model is used for constructing the defect determination model. 제 1 항에 있어서, 상기 대상물의 결함 특성을 나타내는 복수의 수집 신호들이 획득되고,The method of claim 1, wherein a plurality of acquisition signals indicative of defect characteristics of the object are obtained, 상기 결함 판단 방법은,The defect determination method, 상기 수집 신호들 중 일부를 학습 데이터로서 선정하는 단계; 및Selecting some of the collected signals as learning data; And 상기 선정된 수집 신호들을 특정 학습 알고리즘을 이용하여 학습시키는 단계; 및Training the selected collected signals using a specific learning algorithm; And 상기 학습된 데이터들을 기초로 상기 결함 판단 모델을 구축하는 단계를 더 포함하되,The method may further include constructing the defect determination model based on the learned data. 상기 결함 판단 모델은 크랙의 존재 유무, 상기 크랙의 위치 및 상기 크랙의 깊이를 확률로서 표시하며, 상기 확률은 로그 우드로 표시되는 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. The defect determination model indicates the presence or absence of cracks, the position of the cracks and the depth of the cracks as a probability, the probability is represented by a log wood. 대상물의 결함 판단 방법에 있어서,In the defect determination method of the object, 상기 대상물의 결함 특성 정보를 가지는 수집 신호를 획득하는 단계;Obtaining a collection signal having defect characteristic information of the object; 상기 수집 신호의 피크값을 특성값으로서 선택하는 단계; 및Selecting a peak value of the collected signal as a characteristic value; And 상기 선택된 특성값을 이용하여 상기 대상물의 결함을 판단하는 단계를 포함하되,Determining a defect of the object by using the selected characteristic value; 상기 피크값은 상기 수집 신호 중 고주파 신호의 피크값인 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. And the peak value is a peak value of a high frequency signal among the collected signals. 제 8 항에 있어서, 상기 대상물은 회전 블레이드이고, 상기 수집 신호는 상기 대상물의 회전시 또는 상기 대상물에 충격을 가했을 때 센서에 의해 감지되는 진동 신호인 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. The method of claim 8, wherein the object is a rotating blade and the collection signal is a vibration signal detected by a sensor when the object is rotated or when the object is impacted. 제 8 항에 있어서, 상기 피크값을 특성값으로서 선택하는 단계는 힐버터 황 변환 방법을 사용하며, 상기 대상물의 결함은 상기 특성값을 기초로 하여 구축된 결함 판단 모델을 통하여 판단되되,The method of claim 8, wherein the selecting of the peak value as a characteristic value uses a Hilbert sulfur conversion method, and the defect of the object is determined through a defect determination model constructed based on the characteristic value. 상기 결함 판단 모델은 은닉 마르코프 모델을 사용하는 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. And the defect determination model uses a hidden Markov model. 제 8 항에 있어서, 복수의 수집 신호들이 획득되되,The method of claim 8, wherein a plurality of acquisition signals are obtained, 상기 수집 신호들은 상기 대상물에 크랙이 존재하는 지의 존재 유무를 표시하는 제 1 수집 신호, 상기 크랙의 위치를 표시하는 제 2 수집 신호 및 상기 크랙의 깊이를 표시하는 제 3 수집 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. The collection signals may include a first collection signal indicating whether a crack exists in the object, a second collection signal indicating a location of the crack, and a third collection signal indicating a depth of the crack. The defect determination method of the object made into. 제 8 항에 있어서, 상기 수집 신호는 크랙의 존재 유무, 상기 크랙의 위치 및 상기 크랙의 깊이 중 적어도 2개를 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 대상물의 결함 판단 방법. The method of claim 8, wherein the collection signal displays information on at least two of presence or absence of a crack, a position of the crack, and a depth of the crack.
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