KR101404027B1 - System, apparatus, method and computer readable recording medium of estimating precise source location for power plant structure by using a 3-d point location technique - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system for estimating the defect location of a large structure using a three-dimensional point location estimating technology. The system comprises multiple sensors mounted on each different locations of an object to detect target signals including acoustic emission signals generated by cracks and acoustic vibration signals generated by leakage, and a data collection device for collecting the signals detected by the sensors and estimating the defect locations using an intersection point between a first normal line calculated from a pair of first sensors and a second normal line calculated from a pair of second sensors; wherein the cracks and leakage are caused by elastic waves due to the plastic deformation of the object.

Description

3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{SYSTEM, APPARATUS, METHOD AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM OF ESTIMATING PRECISE SOURCE LOCATION FOR POWER PLANT STRUCTURE BY USING A 3-D POINT LOCATION TECHNIQUE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a system, a method, and a computer readable recording medium for a large structure using a three-dimensional point position estimation technique, and a computer readable recording medium. LOCATION TECHNIQUE}

본 발명은 대형 구조물의 결함 위치를 추정하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 LNG 선박과 같은 밀폐된 대형 저장용기, 일반 가스 저장용기, 수송용 압력용기, 지하매설배관, 풍력발전기, 발전용 대형 보일러, 철강회사의 고로(funace) 등과 같은 대형 구조물에 대한 결함 위치를 추정하기 위한 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a system for estimating the position of a defect in a large structure, and more particularly, to a system for estimating the position of a defect in a large structure, A method and a computer-readable recording medium for estimating a defect location of a large structure using a three-dimensional point location technique for estimating a defect location of a large structure such as a large boiler, a steel company's funace, and the like.

최근 들어 사회가 급격하게 도시화, 산업화, 전문화되면서 효율적인 에너지 분배에 기초한 고출력 산업설비의 필요성이 고조되고 있으며, 이에 부응하여 수도관, 가스관 등의 에너지분배설비를 비롯한 보일러나 발전기 등의 에너지발생설비 구축이 계속되고 있다.In recent years, as the society has rapidly become urbanized, industrialized, and specialized, the need for high-power industrial facilities based on efficient energy distribution is increasing. In response to this, energy generation facilities such as water pipes and gas pipes, It continues.

하지만 이들 대형산업설비의 구축사례가 증가함에 따라 안정성을 우려하는 목소리가 높아지고 있는데, 특히 외부에서 은폐된 해당 설비의 내부구조물에 결함이 발생된 경우에는 쉽게 관찰할 수 없어 안정성과 효율성이 크게 위협받는다. 따라서 산업설비용 내부구조물의 미세 변형, 미세 균열 등의 결함 여부를 초기에 감지하여 적절히 대처하는 것은 매우 중요하다. 이에 따라, 대상물에 손상을 가하지 않고 그 결함여부를 검사할 수 있는 비파괴검사법(non-destructive inspection) 등이 각광을 받고 있다.However, as the construction of these large-scale industrial facilities increases, there is a growing concern about stability. Especially, when defects are found in the internal structures of the facilities concealed from outside, stability and efficiency are seriously threatened . Therefore, it is very important to detect early defects such as micro-deformation and micro-cracks of internal structures for industrial facilities and cope with them appropriately. Accordingly, non-destructive inspection, which can check the defect without damaging the object, is receiving attention.

일반적으로 비파괴검사법이란 재료가 가지는 물리적 현상을 이용하여 대상물에 손상을 가하지 않고 불완전성을 조사 및 판단하는 기술적 행위를 총칭하며, 구체적인 예로는 방사선투과법, 초음파 탐상법, 자기 탐상법, 침투 탐상법, 전자기 유도탐상법 등을 들 수 있다. 하지만 이들 대부분의 비파괴검사법은 대상물에 직접적이고 일회적인 에너지를 가함으로써 결함 유무를 검사하는 방식을 취하므로 접근이 제한된 내부구조물 등에는 적용이 힘들고, 특정 시점에서의 검사결과 이외에 실시간의 검사결과를 얻기 어렵기 때문에 상당한 손상이 진행된 이후에야 비로소 결함 여부를 파악할 수 있는 한계가 있다.Generally, the nondestructive testing method is a collective term of technical actions that investigate and judge incompleteness without damaging the object by using the physical phenomenon of the material, and specific examples are radiation penetration method, ultrasonic flaw detection method, magnetic detection method, , Electromagnetic induction method, and the like. However, most of these non-destructive testing methods are not applicable to internal structures with limited access because they take the form of direct and one-time energy application to the object to check the presence or absence of defects. In addition, It is difficult to detect defects only after considerable damage has occurred.

한편, 종래의 결함 진단 시스템은 대상체(object)에 설치된 센서로부터 해당 신호를 받아 기준 신호보다 높은 신호의 크기 및 특징값이 취득 및 확인이 되면 알람을 발생하여 관리에게 알려주는 단순한 감시 시스템이다.On the other hand, the conventional defect diagnosis system is a simple surveillance system that receives an appropriate signal from a sensor installed in an object and generates an alarm when the size and characteristic value of the signal are higher than the reference signal and informs the management.

예를 들면, 회전체의 결함신호는 대상의 결함주파수 분석과 평균 제곱근(RMS; Root Mean Square) 값의 기준 신호보다 높은 값의 상승 등으로 이상 유무를 파악하고 그 심각도를 판단할 수 있다.For example, the defective signal of the rotating body can be determined by examining the fault frequency of the object and by ascending the value of the Root Mean Square (RMS) value higher than the reference signal, and determining the severity thereof.

이러한 종래의 시스템은 결함이 상당히 진행된 시점에서 특징적인 신호가 취득되어 사후정비에 의존하게 된다. 따라서, 조기결함탐지가 어렵기 때문에 고장이 명확이 판단된 시점에서는 시스템이 사용 정지되므로 이로 인한 손실규모가 막대하다는 문제가 있다.Such a conventional system is characterized in that a characteristic signal is acquired at a point of time when a defect has progressed considerably and is dependent on post-maintenance. Therefore, since it is difficult to detect the early defect, the system is shut down at the time when the failure is determined to be obvious, which causes a problem that the loss scale is large.

또한, 기존의 저주파 측정용 장치, 고주파 측정용 장치, 온도 측정장치 등 각각의 분리된 시스템으로 진단하는 구조로는 데이터의 통합 및 진단에 어려움이 많다.In addition, it is difficult to integrate and diagnose data with a structure that is diagnosed by a separate system such as a conventional low-frequency measurement device, a high-frequency measurement device, and a temperature measurement device.

또한, 결함에 대한 위치는 신호원과 가장 가까운 곳에 위치한 센서로부터 입력된 신호의 대략적인 영역에 표시하여 대략적인 위치는 파악할 수 있으나, 주변환경에서 발생되는 노이즈의 혼입, 구조물의 감쇄 특성으로 인해 보다 세분화된 결함의 위치 파악에는 한계가 있다.In addition, the location of the defect can be identified in the approximate area of the signal input from the sensor located closest to the signal source so that the approximate position can be grasped. However, due to the noise included in the surrounding environment and the attenuation characteristics of the structure, There is a limit to the location of fragmented defects.

한편, 종래의 방법들은 주로 대상체에 PLB(Pencil Lead Break)를 이용하여 유사 크랙신호(pseudo crack signal)를 발생시켜 돌발신호(burst signal)에 대해서 도달 시간(Time of Arrival; TOA)법에 근거한 2차원 및 3차원 위치추정 연구를 수행하였다. 그러나, 상기 TOA를 이용한 위치 추정법은 누설과 같은 연속신호의 위치추정에 적용할 수 없으며 실제 대형구조물에 적용하기보다는 소형인 콘크리트와 같은 구조물 및 실험실 환경의 연구에 그쳐 대형구조물과 같은 실제 대상체에 적용에는 한계가 있다.Meanwhile, the conventional methods generate a pseudo crack signal by using a pencil lead break (PLB) on a target object, and generate a pseudo-crack signal by using a time-of-arrival (TOA) Dimensional and three - dimensional position estimation. However, the TOA-based position estimation method can not be applied to the position estimation of continuous signals such as leakage, and is applied to actual objects such as large structures as well as research on structures and laboratory environments such as compact concrete rather than actual large structures There is a limit.

본 발명의 목적은 대형 구조물의 가동 효율을 높이기 위하여 누설의 시기를 발생 초기에 탐지하며 그 위치를 자동으로 정확하게 추정하기 위한 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a fault location estimation system, method, and computer program for a large structure using a three-dimensional point location technique for automatically detecting a leak time in the early stage of occurrence to increase the operation efficiency of a large structure And to provide a readable recording medium.

또한, 본 발명의 목적은 센서들 간의 감지 신호의 RMS(root mean squared)비를 이용하여 누설 위치까지의 거리를 정확하게 추정하고, 법선 교차법에 의해 센서의 외곽에서 누설이 발생할 경우에도 용이하게 3차원 상의 위치를 추정할 수 있는 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to accurately estimate a distance to a leakage position using a root mean squared (RMS) ratio of a sensing signal between sensors, and to easily detect a leakage A method and a computer-readable recording medium for estimating a defective position of a large structure using a three-dimensional point position estimation technique capable of estimating a position on a plane.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특유의 효과를 달성하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.In order to achieve the above-described object of the present invention and to achieve the specific effects of the present invention described below, the characteristic structure of the present invention is as follows.

본 발명의 일 측면에 따르면, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템으로서, 대상체의 서로 다른 위치에 장착되어, 상기 대상체의 소성변형에 따른 탄성파로부터 각각 균열발생에 의한 음향방출신호와 누설발생에 의한 음향진동신호를 포함하는 대상신호를 감지하는 복수의 센서들; 및 상기 각 센서로부터 감지된 신호를 수집하고, 제1 센서 쌍으로부터 산출된 제1 법선과 제2 센서 쌍으로부터 산출된 제2 법선의 교차점을 이용하여 결함 위치를 추정하는 데이터 수집 장치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fault location estimation system for a large structure using a three-dimensional point position estimation technique, the system comprising: A plurality of sensors for sensing a target signal including a signal and an acoustic vibration signal due to leakage generation; And a data collection device for collecting signals sensed by the sensors and estimating a defect position using an intersection of a first normal line calculated from the first sensor pair and a second normal line calculated from the second sensor pair.

바람직하게는, 상기 데이터 수집 장치는, 상기 제1 법선을 상기 제1 센서 쌍의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출하며, 상기 제2 법선을 상기 제2 센서 쌍의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출한다.Advantageously, the data collection device is configured to calculate the first normal by the mean square root (RMS) of the first pair of sensors, and the second normal to the mean square root (RMS) of the second sensor pair .

바람직하게는, 상기 데이터 수집 장치는, 적어도 두 개의 센서들을 포함하는 제3 센서 그룹으로부터 상기 결함 위치의 z축 방향에 대한 위치를 추정한다.Advantageously, the data acquisition device estimates a position in the z-axis direction of the defect location from a third sensor group comprising at least two sensors.

바람직하게는, 상기 데이터 수집 장치는, 상기 교차점을 이용하여 추정된 위치와 상기 z축 방향에 대한 위치로부터 상기 결함의 3차원 상의 위치를 추정한다.Preferably, the data collecting device estimates a position on the three-dimensional plane of the defect from a position estimated using the intersection and a position with respect to the z-axis direction.

바람직하게는, 상기 데이터 수집 장치는, z축 방향에 대한 위치를 상기 제3 센서 그룹의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출한다.Preferably, the data acquisition device calculates a position in the z-axis direction by a mean square root (RMS) of the third sensor group.

바람직하게는, 상기 제3 센서 그룹은, 상기 제1 센서 쌍 또는 상기 제2 센서 쌍과 지그재그로 배치된다.Preferably, the third sensor group is arranged in a zigzag manner with the first sensor pair or the second sensor pair.

바람직하게는, 상기 데이터 수집 장치는, 상기 대상체의 결함이 발생한 위치를 포인트로 표시하고, 상기 표시된 포인트를 군집화하여 결함의 발생 위치를 3차원으로 표시한다.Preferably, the data collecting apparatus displays points where defects of the object occur, and groups the points so that defects are generated in three dimensions.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법으로서, 대상체의 결함 위치 추정을 위한 데이터 수집 장치에 의해 수행되는 각 단계가, 상기 대상체의 서로 다른 위치에 장착된 복수의 센서들로부터 센싱된 신호를 수집하는 단계; 상기 센서들 중에서 제1 센서 쌍으로부터 제1 법선을 산출하는 단계; 상기 센서들 중에서 제2 센서 쌍으로부터 제2 법선을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 제1 법선 및 제2 법선의 교차점을 이용하여 결함 위치를 추정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of estimating a defect position of a large structure using a three-dimensional point position estimation technique, wherein each step performed by a data collection device for estimating a defect position of a target object comprises: Collecting a sensed signal from a plurality of mounted sensors; Calculating a first normal from the first sensor pair of the sensors; Calculating a second normal from the second sensor pair among the sensors; And estimating a defect position using the calculated intersections of the first and second normal lines.

바람직하게는, 상기 제1 법선을 산출하는 단계는, 상기 제1 법선을 상기 제1 센서 쌍의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출한다.Preferably, the step of calculating the first normal may calculate the first normal by the mean square root (RMS) of the first sensor pair.

바람직하게는, 상기 제2 법선을 산출하는 단계는, 상기 제2 법선을 상기 제2 센서 쌍의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출한다.Preferably, the step of calculating the second normal line calculates the second normal line by the mean square root (RMS) of the second sensor pair.

바람직하게는, 상기 방법은, 적어도 두 개의 센서들을 포함하는 제3 센서 그룹으로부터 상기 결함 위치의 z축 방향에 대한 위치를 추정하는 단계;를 더 포함한다.Advantageously, the method further comprises estimating a position in the z-axis direction of the defect location from a third sensor group comprising at least two sensors.

바람직하게는, 상기 방법은, 상기 교차점을 이용하여 추정된 위치와 상기 z축 방향에 대한 위치로부터 상기 결함의 3차원 상의 위치를 추정하는 단계;를 더 포함한다.Advantageously, the method further comprises estimating a position on the three-dimensional plane of the defect from the position estimated with the intersection point and the position relative to the z-axis direction.

바람직하게는, 상기 z축 방향에 대한 위치를 추정하는 단계는, 상기 z축 방향에 대한 위치를 상기 제3 센서 그룹의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출한다.Preferably, the step of estimating the position with respect to the z-axis direction calculates a position with respect to the z-axis direction by the mean square root (RMS) of the third sensor group.

바람직하게는, 상기 제3 센서 그룹은, 상기 제1 센서 쌍 또는 상기 제2 센서 쌍과 지그재그로 배치된다.Preferably, the third sensor group is arranged in a zigzag manner with the first sensor pair or the second sensor pair.

바람직하게는, 상기 방법은, 상기 대상체의 결함이 발생한 위치를 포인트로 표시하고, 상기 표시된 포인트를 군집화하여 결함의 발생 위치를 3차원으로 표시하는 단계를 더 포함한다.Advantageously, the method further comprises the step of displaying the position where the defect of the object has occurred as a point, clustering the displayed point, and displaying the occurrence position of the defect in three dimensions.

한편, 상기 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법을 수행하기 위한 정보는 서버 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있도록 프로그램 및 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록매체를 포함한다. 그 예로는, 롬(Read Only Memory), 램(Random Access Memory), CD(Compact Disk), DVD(Digital Video Disk)-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다. 또한, 이러한 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the information for performing the defect location estimation method of the large structure using the three-dimensional point location technique can be stored in a recording medium readable by the server computer. Such a recording medium includes all kinds of recording media in which programs and data are stored so that they can be read by a computer system. Examples include ROMs (Read Only Memory), Random Access Memory, CD (Compact Disk), DVD (Digital Video Disk) -ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, (For example, transmission over the Internet). Such a recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code in a distributed manner can be stored and executed.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 본 발명을 대형 구조물 누설 감시 기술에 적용함으로써 결함 위치의 정확한 추정이 가능한 장점이 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to accurately estimate the position of a defect by applying the present invention to a leakage monitoring technology of a large structure.

또한, 본 발명에 따르면, 진동과 음향 복합센서를 이용하여 대형 구조물 누설 감지 시스템에 적용한 결과 추정 위치는 실제 누설위치에서 직경 약 3m 정도의 거리 내에 위치하였으며, 이 결과로부터 본 발명에서 제안하는 방법의 유효성을 실험적으로 확인할 수 있었다.In addition, according to the present invention, the estimated position applied to a large structure leakage detection system using a vibration and acoustic composite sensor is located within a distance of about 3 m in diameter from the actual leakage position. From this result, The validity was confirmed experimentally.

또한, 본 발명에 따르면 누설 여부만을 알려주는 기존의 시스템을 대체하여 발전소의 정지 시간을 단축함으로써 가동 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that the operation efficiency can be improved by replacing the existing system which only indicates leakage or leakage, thereby shortening the stopping time of the power plant.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 각종 대형 구조물에서의 누설 탐지 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 실제 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 입력 신호 및 처리되는 신호를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 대형 구조물의 결함 위치 추정을 위한 각 기능 블록들을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 대형 구조물의 결함 위치 추정 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 결함 신호의 판별을 나타내는 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 RMS 크기 비를 이용한 2차원 위치 추정 방법의 개념을 나타내는 도면이다.
도 9는 2차원 위치 추정 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 RMS 크기비를 이용한 1차원 위치 추정 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 포물선 교차법을 이용한 위치 추정 방법의 개념을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 법선 교차법에 의한 위치 추정 방법의 개념을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 법선 교차법에 의한 2차원 위치 추정의 계산 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 위치 추정 방법의 개념을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 배치 구조의 예를 나타내는 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 실시 예에 따른 보일러 수냉벽을 덮는 센서 설치의 예를 나타내는 도면이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 각 상황에서의 RMS 변화를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 실제 누설 데이터를 이용한 위치 추정 결과를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 다른 클라이언트 소프트웨어상에 표시되는 3차원 위치 추정 결과를 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 정면 및 평면에서 보았을 때의 3차원 위치 추정 결과를 나타내는 도면이다.
도 23a 및 도 23b는 보일러 튜브 누설 결과 파일된 튜브의 형상을 나타내는 도면이다.
1A to 1F are views showing a leakage detection method in various large structures according to the present invention.
2 is a diagram showing a detailed configuration of a system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an actual hardware configuration according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an input signal and a processed signal according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing functional blocks for estimating a defect position of a large structure according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a defect location estimation procedure of a large structure according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing the determination of a defect signal according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are views showing a concept of a two-dimensional position estimation method using an RMS size ratio according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a two-dimensional position estimation method.
10 is a diagram illustrating a one-dimensional position estimation method using an RMS size ratio.
11 is a diagram showing a concept of a position estimation method using a parabolic intersection method.
12 is a diagram illustrating a concept of a position estimation method using a normal intersection method according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram showing an example of calculation of two-dimensional position estimation by the normal intersection method according to the embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating a concept of a three-dimensional position estimation method according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram showing an example of a sensor arrangement structure according to an embodiment of the present invention.
16A and 16B are views showing an example of a sensor installation covering a water cooling wall of a boiler according to an embodiment of the present invention.
17 to 19 are diagrams showing RMS changes in various situations according to an embodiment of the present invention.
20 is a diagram showing a result of position estimation using actual leakage data according to an embodiment of the present invention.
21 is a diagram showing a result of three-dimensional position estimation displayed on client software according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing a result of three-dimensional position estimation in front and plan view according to an embodiment of the present invention. FIG.
23A and 23B are views showing the shape of a tube that is filed as a result of boiler tube leakage.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which the claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

본 발명은 대형 구조물(예컨대, LNG 선박과 같은 밀폐된 대형 저장용기, 일반 가스 저장용기, 수송용 압력용기, 지하매설배관, 풍력발전기, 발전용 대형 보일러, 철강회사의 고로(funace) 등)에서 발생하는 결함의 3차원 상의 위치를 추정할 수 있는 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템 및 방법 등을 개시한다.The present invention relates to a large-sized structure (for example, a sealed large-sized storage container such as an LNG ship, a general gas storage container, a transportable pressure vessel, an underground piping, a wind power generator, a large boiler for power generation, A system and method for estimating a defect location of a large structure capable of estimating a three-dimensional position of generated defects, and the like.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법은 특정한 형태의 구조물에만 적용되는 것이 아니라 다양한 유형의 대형 구조물에 적용될 수 있다. 예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같이 발전소용 대형 구조물(보일러)의 내부 및 외부 결함(누설, 균열, 부식)에 따른 3차원 위치 추정이 가능하며, 도 1b에 도시된 바와 같이 LNG 선박과 같은 대형구조물의 결함에 따른 3차원 위치 추정이 가능하다. 또한, 도 1c에 도시된 바와 같이 지하 매설 관로의 누설에 따른 3차원 위치 추정이 가능하며, 도 1d에 도시된 바와 같이 풍력발전기와 같은 구조물의 결함에 따른 3차원 위치 추정이 가능하다. 상기 도 1a 내지 도 1d에 표시된 바와 같이 결함 신호에 대한 위치 표정을 점(point)으로 표시하여, 군집도(clustering)가 높은 곳에 결함이 있다는 것을 3차원 포인트 위치(point location) 기법을 이용하여 표시할 수 있다.Meanwhile, the method of estimating a defect position of a large structure according to an embodiment of the present invention can be applied to various types of large structures, not only to specific types of structures. For example, as shown in FIG. 1A, it is possible to estimate a three-dimensional position according to internal and external defects (leakage, crack, corrosion) of a large-scale structure (boiler) for a power plant. It is possible to estimate the three-dimensional position according to the defects of the structure. Also, as shown in FIG. 1C, it is possible to estimate the three-dimensional position according to leakage of the underground pipe, and as shown in FIG. 1D, it is possible to estimate the three-dimensional position according to defects of a structure such as a wind turbine. As shown in FIGS. 1A to 1D, a position expression for a defect signal is indicated as a point, and a defect is found at a high clustering point by using a three-dimensional point location technique can do.

도 1e는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전기에 대한 결함 탐지 방법을 나타내는 도면이다. 도 1e를 참조하면, 풍력 발전기의 내부에 음향, 진동, 음향 방출 센서, 온도, 윤활 감지 센서 등을 부착하여 풍력 발전기의 내부를 감시할 수 있다. 아울러, 풍력 발전기의 외부 구조물에도 음향 방출 센서, 부식 감지 센서 등을 부착하여 외부 구조물의 감시를 동시에 할 수 있다. 상기 센서들로부터 수집된 데이터는 본 발명의 실시 예에 따라 통합 수집되어 처리됨으로써 결함에 대한 진단 및 예측과 아울러 건전성을 평가할 수 있다.FIG. 1E is a diagram illustrating a method for detecting faults in a wind turbine according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1E, the interior of the wind turbine can be monitored by attaching acoustic, vibration, acoustic emission sensors, temperature, and lubrication sensors to the interior of the wind turbine. In addition, external structures of wind turbines can be monitored simultaneously by attaching acoustic emission sensors and corrosion detection sensors. The data collected from the sensors can be collectively collected and processed according to embodiments of the present invention to assess the health as well as diagnosis and prediction of defects.

예컨대, 기어, 베어링 손상, 정렬 불량, 오일 등에 대한 감시, 온도, 화재 감시, 터빈 블레이드 감시, 터빈 타워 건전성 감시 등을 수행할 수 있다. 이와 같이 고장에 대한 실시간 감시 및 예지 진단을 통해 고장 전 정보가 가능해진다. 또한, 화재 감시 센서를 이용하여 화재가 발생하면, 자동으로 압력 밸브를 릴리즈하여, 소화액을 분사하고, 화재 발생 지역에 소화액을 분사하여 화재를 진압할 수 있다. 아울러, 정기 보고서를 자동 생성하여 발송하고, 정비 시점을 각 단말로 알릴 수 있다.For example, gears, bearing damage, misalignment, oil, etc. can be monitored, temperature, fire monitoring, turbine blade monitoring, turbine tower health monitoring, and so on. In this way, pre-failure information becomes possible through real-time monitoring and diagnosis of the failure. In addition, when a fire is detected using a fire monitoring sensor, the pressure valve is automatically released, the fire extinguishing liquid is sprayed, and the fire extinguisher is sprayed to the fire occurrence area. In addition, a regular report can be automatically generated and sent, and the maintenance time can be notified to each terminal.

한편, 도 1e에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 내부 감시, 외부 감시 데이터에 의해 리스크 매트릭스(risk matrix) 기반으로 풍력 발전기 심각도(severity)를 평가할 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 1E, the severity of the wind power generator can be evaluated based on a risk matrix by internal monitoring and external monitoring data according to an embodiment of the present invention.

이와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예들은 다양한 유형의 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법에 적용될 수 있다. 이하, 후술하는 상세한 설명에서는 발명의 이해를 돕기 위해 다양한 유형의 대형 구조물 중에서 대형 발전용 보일러를 예를 들어 설명하기로 한다.As such, the various embodiments of the present invention can be applied to a method of estimating a defect position of various types of large structures. Hereinafter, in order to facilitate understanding of the present invention, a large-sized power generation boiler will be described as an example among various types of large-scale structures.

한편, 일반적으로 결함이라 하면 미시적인 관점과 거시적인 관점으로 분류된다. 미시적인 관점에서의 결함은 마이크로 크랙(micro crack)과 같이 육안관측이 어려운 수 마이크로 미터(micro mm)의 크기를 가진 신호로서 현미경 및 기타 다른 방법으로 탐지가 가능하다. 거시적인 관점에서의 결함은 육안관측이 가능한 부식(corrosion), 크랙(crack), 핀 홀(pin hole), 누설(leak), 파열(rupture) 등과 같이 분류된다.On the other hand, defects are generally classified into microscopic and macroscopic viewpoints. Defects from a microscopic point of view are signals with a size of a few micrometers that are difficult to see with the naked eye, such as micro cracks, and can be detected by microscopy and other methods. Defects from the macroscopic point of view are classified as corrosion, crack, pin hole, leak, rupture, etc., which can be observed with the naked eye.

일반적으로 결함의 생성은 산화 작용을 통한 부식이 되고 미세균열(micro crack)의 성장, 핀 홀(pin hole)과 같은 소규모의 누설(leakage), 파열 등의 일련의 과정을 수반하게 되는데, 본 발명에 따른 시스템은 대상체의 미세결함의 성장부터 파괴에 이르기까지의 전 과정에서 수반되는 모든 결함감시를 수행하고 나아가 조기결함을 탐지함으로써 경제효율을 높일 수 있다.In general, the generation of defects is accompanied by a series of processes such as corrosion through oxidation, micro crack growth, small leakage such as pin hole, and rupture. The system according to the present invention can improve the economic efficiency by performing all the defects monitoring during the entire process from the growth of the micro defect of the object to the destruction and further detecting the early defect.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

먼저, 도 1f 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 시스템 및 장치의 구조를 설명하며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 절차를 상세히 설명한다.First, the structure of a system and an apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1F to 5, and the procedure according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 1f는 본 발명의 실시 예에 따른 대형 발전용 보일러 구조에서의 누설 탐지 방법을 나타내는 도면이다. 발전설비와 같은 대형구조물에서 누설탐지(leak detecting)를 수행하기 위해서는 우선 이의 구조적인 특징(structural features)과 신호의 전달경로(signal propagation path)를 파악한 후 여기서 발생될 수 있는 누설 신호의 특징(characteristic) 및 탐지 방법(detection)에 대한 확인이 필요하다.1F is a view showing a leakage detection method in a boiler structure for large power generation according to an embodiment of the present invention. In order to perform leakage detection in a large structure such as a power generation facility, first of all, structural characteristics and signal propagation path of the signal are analyzed and then the characteristics of the leakage signal ) And confirmation of detection.

도 1f는 대형 발전용 보일러 구조에서 노(furnace) 내부에서 누설이 발생하였을 경우 이에 대한 탐지방법을 나타낸다. 도 1f를 참조하면, 발전 설비의 보일러 구조는 도 1f의 좌측에 도시한 바와 같이 크게 4가지의 주요 튜브인 슈퍼 히터(Super Heater; S/H), 리히터(Reheater; R/H), 이코노마이저(Economizer; ECO), 수냉벽(Waterwall)으로 구성될 수 있다.FIG. 1F shows a method of detecting leakage when a leakage occurs in a furnace in a large power generation boiler structure. Referring to FIG. 1F, the boiler structure of the power generation facility is divided into four main tubes: a superheater (S / H), a reheater (R / H), an economizer Economizer (ECO), Water-cooled Wall (Waterwall).

누설은 주로 보일러의 노(furnace) 내부에 위치한 주요 튜브들(main tubes)에서 발생을 한다. 상기 누설 신호는 파이프를 통한 진동 신호(vibration signal)와 더불어 공기를 통해 공기 전달 신호(air borne signal) 형식으로 보일러 외벽에 전달된다. 이때 보일러 외벽(waterwall)에서 발생되는 누설신호는 도 1f의 우측에 도시한 바와 같이 구조물을 통하여 구조물 전달 신호(structure borne signal_ 방식으로 외벽의 멤브레인 튜브 위에 용접으로 설치된 음향 도파관(waveguide)으로 전달되고 최종 복합센서에 신호가 전달(transfer)된다.Leaks occur mainly in main tubes located inside the furnace of the boiler. The leakage signal is transmitted to the outer wall of the boiler in the form of an air borne signal through the air in addition to the vibration signal through the pipe. At this time, the leakage signal generated from the boiler waterwall is transmitted to an acoustic waveguide welded on the membrane tube of the outer wall in a structure borne signal system through the structure as shown in the right side of FIG. 1F, The signal is transferred to the composite sensor.

누설이 발생하면 이로 인한 분출가스는 초음속 분류의 음향에너지(acoustic energy)를 발생(generate)한다. 이러한 음향 방출(AE; acoustic emission)은 연속적으로 광대역 주파수(borad band frequency range)(예컨대, 1kHz-1MHz)와 대부분은 좁은 대역의 고주파(예컨대, 175kHz-750kHz) 성분(spectrum at high frequency range with narrow band)을 가진다When a leak occurs, the resulting gush gas generates acoustic energy in the supersonic class. This acoustic emission (AE) can be continuously applied to a wide band of frequencies (e.g., 1 kHz-1 MHz) and a narrow band of high frequency (e.g., 175 kHz-750 kHz) band

종래의 대부분의 누설감시설비는 사고가 발생한 시점 이후에 그 누설신호를 탐지하여 경보를 발생시키므로 사용자에게 조기에 그 결함을 탐지하게 하는 데에 한계가 있었다. 일반적으로 보일러 튜브에서 누설이 생성되는 단계(stage)는 균열의 성장(crack growth), 핀홀 발생, 핀홀 크기 증대 및 누설영역 확대, 튜브 파열의 단계로 구분될 수 있다. 대부분 누설신호는 핀홀 크기 증대 시점 이후인 누설신호에 대한 탐지방식이다. 또한, 경험적으로 노 내에서 발생한 누설은 가청주파수 대역(audible frequency range)(20kHz)이내로 사람의 귀로 들리는 경우가 있고, 외벽에서 균열의 성장으로 인한 터짐(burst)에 의한 신호는 고주파 대역(50~200kHz)으로 들리지 않는 경우가 있다. 따라서 이러한 저주파 및 고주파 특성을 동시에 가진 누설 신호에 대한 탐지 및 누설의 특징분석이 필요하다. 누설신호의 특징에 대해 살펴보면, 파이프 벽면의 고압누설은 광대역 주파수범위를 가지고 파이프 벽면 내부를 진동하게 된다. 그러므로 단지 저주파 신호만이 파이프라인 내부 가스층을 통해 상당히 먼 거리에 전달되게 되면 그 신호는 독특한 음향학 특징을 가지고 있다. 따라서, 본 발명에서는 하나의 센서로 고주파(예컨대, 100kHz 이상) 대역의 음향방출 및 저주파(예컨대, 20kHz) 대역의 진동신호를 동시에 취득할 수 있는 음향방출 및 진동 복합센서를 사용한다.Most of the conventional leakage monitoring apparatuses detect the leakage signal after the occurrence of an accident and generate an alarm, so that there is a limit in allowing the user to detect the defect at an early stage. Generally, a stage in which leakage occurs in a boiler tube can be divided into crack growth, pinhole generation, pinhole size increase, leakage area expansion, and tube rupture. Most leakage signals are detection methods for leakage signals after the pinhole magnitude increase. In addition, the leakage in the furnace is empirically heard in the human ear within the audible frequency range (20 kHz), and the signal due to the burst due to the growth of cracks in the outer wall, 200 kHz) may not be heard. Therefore, it is necessary to analyze the leakage and leakage characteristics of the leakage signal with both low frequency and high frequency characteristics. As for the characteristics of the leakage signal, the high pressure leakage on the pipe wall vibrates inside the pipe wall with the wide frequency range. Therefore, when only low frequency signals are transmitted over a considerable distance through the gas layer in the pipeline, the signal has a unique acoustical characteristic. Therefore, in the present invention, an acoustic emission and vibration composite sensor capable of simultaneously acquiring acoustic emission of a high frequency (for example, 100 kHz or more) band and a vibration signal of a low frequency (for example, 20 kHz) band is used.

한편, 본 발명에 따른 시스템은 LNG 선박과 같은 밀폐된 대형 저장용기, 일반 가스 저장용기, 수송용 압력용기, 지하매설배관, 풍력발전기, 발전용 대형 보일러, 철강회사의 노(funace) 등과 같은 대형 구조물에 대한 결함 위치를 추정하는 시스템이다. 현장에는 이러한 대상체로부터 신호를 수집하기 위한 센싱장치, 신호처리 장치, 데이터 수집 및 분석 진단하는 기술로 구성된다.On the other hand, the system according to the present invention can be used as a large-sized storage container such as an LNG ship, a general gas storage container, a transport pressure vessel, an underground piping, a wind power generator, a large boiler for power generation, This is a system for estimating the position of defects in a structure. The site consists of a sensing device for collecting signals from these objects, a signal processing device, and a technology for data collection and analysis and diagnosis.

따라서, 대상체의 누설(leakage), 균열(crack), 부식(corrosion), 온도(temperature) 등을 센싱하기 위해, 현장에서는 각종 센싱 장치들이 대상체에 부착된다. 이들 센서들로부터 센싱된 음향 ,진동, 온도 등의 정보에 의해 대상체의 특정 부위의 누설, 부식, 균열 등을 감지하게 된다.Therefore, in order to sense leakage, crack, corrosion, temperature, etc. of the object, various sensing devices are attached to the object in the field. Corrosion, cracks, and the like of a specific part of the object based on information such as sound, vibration, and temperature sensed by these sensors.

이와 같이, 각 센서로부터 센싱된 신호는 증폭(amplifier) 모듈, 필터링(filter) 모듈, 트리거(trigger) 모듈 등을 포함하여 구성되는 신호 처리 기술에 의해 신호 처리된다.Thus, the signal sensed from each sensor is signal-processed by a signal processing technique including an amplifier module, a filter module, a trigger module, and the like.

상기 신호 처리된 데이터는 고속 데이터 신호 수집 기술에 의해 데이터가 수집되고, 유무선 인터페이스를 통한 고속 통신에 의해 원격에서 수집된다. 상기 수집된 데이터들은 대용량 데이터베이스에 저장되어 관리된다. 이때, 상기 수집된 데이터로부터 본 발명에 따라 결함 위치의 3D 위치 추정, 상태 기반의 정비, 결함의 예측 및 진단이 가능하게 된다. 한편, 상기 대용량 데이터베이스에는 물성 정보, 고장 정보, 과거 이력 정보 등이 구조화되어 저장될 수 있다.The signal-processed data is collected by a high-speed data signal collection technique and collected remotely by high-speed communication through a wired / wireless interface. The collected data is stored and managed in a large-capacity database. At this time, 3D position estimation, state-based maintenance, defect prediction and diagnosis can be performed according to the present invention from the collected data. On the other hand, physical property information, failure information, past history information, and the like can be structured and stored in the large-capacity database.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 세부 구성을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 구성은 대형 발전설비와 같은 경우 설치장소에 따라 현장(field), 기기실(equipment room), 중앙제어실(Main control Room)로 구분되며, 크게 센싱 디바이스(Sensing Device) 부분, 신호 조절기(Signal conditioner) 부분, 데이터 수집 시스템(DAS ;Data Acquisition system) 부분, 사용자 기계 인터페이스(HMI; Human Machine Interface) 부분 등으로 구분될 수 있다.2 is a diagram showing a detailed configuration of a system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a system configuration according to an embodiment of the present invention is divided into a field, an equipment room, and a main control room according to installation locations, A signal conditioner section, a data acquisition system (DAS) section, and a human machine interface (HMI) section, for example.

세부적으로 상기 센싱 디바이스 부분은 각 대상체에 부착되는 도파관(202), 센서(203, 206) 등을 포함할 수 있으며, 신호 조절기 부분은 프리 앰프(204), 메인 앰프(205)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 데이터 수집 시스템 부분은 입출력 유닛(I/O(Input/Output) Unit)(207)(또는, 단말 유닛(Terminal Unit), DAS(208), 서버(209) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 사용자 기계 인터페이스 부분은 원격 클라이언트 단말(210)을 포함하며 상기 원격 클라이언트 단말(210)을 통해 3차원 소스 위치를 확인할 수 있다.In detail, the sensing device portion may include a waveguide 202 attached to each object, sensors 203 and 206, and the signal conditioner portion may include a preamplifier 204 and a main amplifier 205 . The data collection system portion may include an input / output unit (I / O) 207 (or a terminal unit, a DAS 208, a server 209, etc.) The user machine interface portion includes a remote client terminal 210 and can confirm the 3D source position through the remote client terminal 210. [

도 2를 참조하여 상기 시스템의 처리 절차를 설명한다.The processing procedure of the system will be described with reference to FIG.

먼저, 대상체(201)에서 발생한 결함 신호는 다양한 센서(202, 206)를 통해 입력된다. 이때 입력되는 대상체(201)가 고온 지역 등으로 센서를 직접부착 하기 힘든 경우 도파관(waveguide)(202)을 대상체(201)에 부착(예컨대, 용접)하고 그 위에 센서(203)를 결합하는 형태로 구성된다. 반면, 직접 설치가 가능한 경우, 센서(206)는 입출력 유닛(207)을 통해서 모든 신호의 입력이 이루어진다.First, a defect signal generated in the object 201 is input through the various sensors 202 and 206. At this time, when the input object 201 is difficult to directly attach the sensor to a high-temperature region or the like, a waveguide 202 is attached (for example, welded) to the object 201 and the sensor 203 is coupled to the waveguide 202 . On the other hand, when direct installation is possible, the sensor 206 inputs all signals through the input / output unit 207.

한편, 상기 센서(202)가 균열검출용 AE(Acoustic Emission) 센서의 경우 프리 앰프(Pre-Amp)(204)에 의해 수 μV의 미약한 신호를 수 mV 신호로 1차 증폭한다.On the other hand, when the sensor 202 is an acoustic emission (AE) sensor for detecting cracks, a pre-amplifier 204 pre-amplifies weak signals of several μV to several mV signals.

그런 다음, 상기 메인 앰프(Main-Amp)(205)에서는 상기 프리 앰프(204)에 의해 전치 증폭된 신호를 2차 증폭하여 특정 주파수로 필터링(Filter)된 RMS(root mean square) 신호로 출력시킨다.Next, the main amplifier 205 amplifies the preamplified signal by the preamplifier 204 and outputs the amplified signal as a root mean square (RMS) signal filtered at a specific frequency .

상기에서 증폭 및 필터링된 신호는 입출력 유닛(207)을 통해 DAS(208)로 입력되고, DAS(208)에서는 본 발명의 실시 예에 따라 결함 위치의 3차원 위치 추정을 위한 고속 신호 처리를 수행한다. 이때, 전용 소프트웨어(Software)에서 AE 신호의 특징 변수를 추출하여 신호처리하고, 분석함으로써 결함 위치의 추정을 수행할 수 있다. 한편, 상기 분석 대상 설비가 발전 설비인 경우 신호 레벨을 판단하여 경보 및 알람 기능을 제공할 수도 있다.The amplified and filtered signal is input to the DAS 208 through the input / output unit 207, and the DAS 208 performs high-speed signal processing for three-dimensional position estimation of the defect position according to the embodiment of the present invention . At this time, it is possible to perform the estimation of the defect position by extracting the characteristic variable of the AE signal from the dedicated software, performing the signal processing and analyzing it. On the other hand, if the analysis target facility is a power generation facility, it may determine the signal level and provide an alarm and an alarm function.

이와 같이 수집된 데이터는 현장에 설치된 모니터링 PC 뿐만 아니라, 원격지에 설치된 모니터링 시스템을 이용하여 본사 및 지역 사업소에서 실시간 감시 및 진단을 수행할 수 있도록 구성될 수 있다.The collected data can be configured to perform real-time monitoring and diagnosis at the headquarters and regional offices using a monitoring PC installed in the field as well as a remote monitoring system.

상기 센싱 디바이스(Sensing device) 부분은 고온지역이나, 접근하기 어려운 곳의 경우 상술한 바와 같이 도파관(waveguide), 센서(sensor)로 구성되거나, 도파관(waveguide) 또는 프리 앰프/메인 앰프(Preamp/Main Amp) 없이 직접신호의 입력으로 구성되는 형태로 제공될 수 있다.The sensing device may be a waveguide or a sensor or may be a waveguide or a preamplifier or a main amplifier, Amp; amp; amp; Amp).

현장에서 센서로부터 입력된 신호는 기기실(Equipment Room)에 설치된 입출력 유닛(I/O(Input / Output) Unit)(207))을 통해 데이터 수집장치(DAS)(208)로 신호의 입력이 이루어진다.A signal input from the sensor in the field is input to a data acquisition device (DAS) 208 through an input / output unit (I / O) unit (207) provided in an equipment room.

신호 조절기(Signal conditioner) 부분은 센싱 디바이스(sensing device) 부분으로부터 입력된 미약한 신호를 증폭하고, 필터에 의해 특정주파수 범위만 추출하며, 원거리에 있는 센서에 대한 전원 공급 및 신호의 수집을 동시에 수행할 수 있다. The signal conditioner part amplifies the weak signal input from the sensing device part, extracts only the specific frequency range by the filter, and simultaneously supplies the power to the sensor at the remote location and the signal acquisition can do.

한편, 현장에서 입력되는 모든 신호는 입출력 유닛(207)에서 통합하여 입력이 되며, 데이터 수집 장치(DAS)(208)를 통해 고속데이터 수집 및 신호처리가 이루어지며, 서버(Sever)(209)는 입력되는 모든 데이터의 수집 및 관리를 수행한다.In the meantime, all the signals input in the field are collectively input by the input / output unit 207, and the high-speed data acquisition and signal processing is performed through the data acquisition device (DAS) 208. The server 209 And collects and manages all the input data.

중앙 제어실(Main Control Room)에서는 상기 서버(server)(209)로부터 입력된 데이터를 원격에서 클라이언트(Client) PC로 데이터를 수집하여, 결함에 대한 진단 및 결함의 위치추정을 수행하게 된다.In the main control room, data input from the server 209 is collected from a remote PC to a client PC, and diagnosis of defects and location of defects are performed.

상기 센서(202, 206)의 예는 다음과 같으며, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.Examples of the sensors 202 and 206 are as follows, but the present invention is not limited thereto.

1) 고장진단음 탐지용 음향센서 : 마이크로폰을 이용한 기계 이상음(이음) 및 파열음 등에 대한 감시1) Acoustic sensor for detection of fault diagnosis sound: Monitoring of abnormal noise (joint) and plosive sound using a microphone

2) 구조물 결함 탐지용 음향방출 센서 : 저주파 가속도 신호(2~20kHz)와 고주파 음향방출 신호(20kHz ~ 2MHz)를 동시에 입력받아 감시하기 위한 센서2) Acoustic emission sensor for structure defect detection: sensor for receiving and monitoring low frequency acceleration signal (2 ~ 20kHz) and high frequency acoustic emission signal (20kHz ~ 2MHz) at the same time

3) 온도센서 : 대상체의 주요부위에 열전도형 센서가 부착되어 결함발생에 따른 온도 변화량을 감시하기 위한 센서3) Temperature sensor: A sensor to monitor the temperature change due to defects by attaching a thermoelectric sensor to the main part of the object.

4) 기타센서 : 정상동작 및 운전시에 입력되는 외부입력신호(온도, 압력, 힘, 변위 등)에 의해 시스템이 정상동작 및 문제발생에 따른 상관관계를 파악하기 위한 센서4) Other sensors: Sensor for detecting the normal operation of the system by the external input signal (temperature, pressure, force, displacement, etc.) input during normal operation and operation,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 실제 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an actual hardware configuration according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 결함 진단을 위한 하드웨어의 세부 구성은 대상체에 부착된 센서(301), 프리 앰프(302), 메인 앰프(303), 신호 조절기(304), 데이터 수집 장치(305) 등을 포함할 수 있으며, 상기 데이터 수집 장치(305)에 의해 수집된 데이터는 실시간 후처리 분석 소프트웨어(306)에 의해 분석되어, 특징 추출 및 선택, 클러스터링, 소스 위치 추정 등의 기능을 수행할 수 있다. 한편, 상기 데이터 수집 장치(305)는 ADC(Analog Digital Convert), DSP(Digital Signal Processor), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등을 포함하여 구성될 수 있다.3, detailed configuration of hardware for defect diagnosis according to an embodiment of the present invention includes a sensor 301 attached to a target object, a preamplifier 302, a main amplifier 303, a signal conditioner 304, And the data collected by the data collection device 305 may be analyzed by the real-time post-processing analysis software 306 to provide features such as feature extraction and selection, clustering, source location estimation, etc. Function can be performed. The data collection device 305 may include an ADC (Analog Digital Convert), a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), and the like.

보다 구체적으로 설명하면, 대상체에 자극(stimulus)이 가해지면 대상체로부터 신호가 센서(sensor)(301)로 전달된다.More specifically, when a stimulus is applied to a target object, a signal is transmitted to the sensor 301 from the target object.

이때, 센서(301)로부터 입력된 신호는 센서의 종류 및 특성에 적합한 신호 조절(signal conditioning)을 수행하게 되며, 데이터 수집 장치(305)에서 ADC, DSP, FPGA를 통해 특징의 추출 및 연산을 수행할 수 있다.At this time, the signal input from the sensor 301 performs signal conditioning suitable for the type and characteristics of the sensor, and the feature extraction and calculation are performed through the ADC, DSP, and FPGA in the data acquisition device 305 can do.

한편, 센서(301)로부터 입력되는 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 돌발형 신호(Burst signal)와 연속 신호(continuous signal)로 구성되며, 이러한 신호의 입력을 각각 해당 결함 주파수에 적합하도록 필터링 및 증폭하는 것이 중요하다. 이러한 역할은 프리 앰프 및 메인 앰프를 통해 수행할 수 있다.The signal input from the sensor 301 is composed of a burst signal and a continuous signal as shown in FIG. 4, and the input of the signal is filtered and / It is important to amplify. This role can be achieved through preamplifiers and main amps.

상기와 같이, 종래의 시스템은 각각의 센서를 이용하여 저주파 및 고주파 신호를 각각 수집 및 처리하는 시스템으로 구성되어 있으나, 본 발명의 시스템은 저주파와 고주파에 대해 동시에 특징 신호의 수집이 가능한 시스템으로 구성된다. 즉, 입력되는 신호를 저주파 및 고주파 성분을 각각 분리하고 해당되는 신호의 처리(증폭 및 필터링)를 수행하여 특징신호를 구분해 내는 방식으로 처리된다.As described above, the conventional system is configured as a system for collecting and processing low frequency and high frequency signals using respective sensors, but the system of the present invention is configured as a system capable of simultaneously collecting characteristic signals for low frequency and high frequency do. That is, the input signal is processed by a method of separating the low-frequency and high-frequency components and processing the corresponding signal (amplification and filtering) to distinguish the feature signals.

한편, 상기 장치의 각각의 구성요소들은 기능 및 논리적으로 분리될 수 있음을 나타나기 위해 별도로 도면에 표시한 것이며, 물리적으로 반드시 별도의 구성요소이거나 별도의 코드로 구현되는 것을 의미하는 것은 아니다.In the meantime, the respective components of the apparatus are separately shown in the drawings to show that they can be functionally and logically separated, and do not necessarily mean physically separate components or separate codes.

그리고 본 명세서에서 각 기능부(또는 모듈)라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 각 기능부는 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.In this specification, each functional unit (or module) may mean a functional and structural combination of hardware for carrying out the technical idea of the present invention and software for driving the hardware. For example, each functional unit may refer to a logical unit of a predetermined code and a hardware resource for executing the predetermined code, and may be a code physically connected to the functional unit, But can be easily deduced to the average expert in the field of the invention.

또한, 본 명세서에서 데이터베이스라 함은, 각각의 데이터베이스에 대응되는 정보를 저장하는 소프트웨어 및 하드웨어의 기능적 구조적 결합을 의미할 수 있다. 데이터베이스는 상기 데이터베이스에 대응되는 정보를 저장할 수 있는 모든 데이터 저장매체 및 데이터 구조를 포함한다.Also, in this specification, a database may mean a functional and structural combination of software and hardware that stores information corresponding to each database. The database includes all data storage media and data structures capable of storing information corresponding to the database.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 결함 위치 추정을 위한 각 기능 블록들을 나타내는 블록도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 세부 절차를 나타내는 흐름도이다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 기능 블록들은 대상체(501)에 부착된 각종 센서들(502), 데이터 수집부(Data Acquisition)(503), 데이터 전처리부(Data Preprocessing)(504), 특징 표현부(Feature Representation)(505), 특징 추출부(Feature Extraction)(506), 특징 선택부(Feature Selection)(507), 통합 평가부(Integrity Evaluation)(508) 등을 포함할 수 있다.FIG. 5 is a block diagram illustrating each functional block for defect location estimation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart illustrating a detailed procedure according to an embodiment of the present invention. That is, the functional blocks according to the embodiment of the present invention include various sensors 502 attached to the object 501, a data acquisition unit 503, a data preprocessing unit 504, A Feature Representation 505, a Feature Extraction 506, a Feature Selection 507, an Integrity Evaluation 508, and the like.

도 5를 참조하면, 결함 위치의 3차원 위치 추정을 위해 먼저 대상체(Object)(501)에 설치된 센서(sensor)(502)로부터 다양한 신호의 입력을 받는다.Referring to FIG. 5, various signals are input from a sensor 502 installed in a target object 501 in order to estimate a three-dimensional position of a defect.

입력된 신호는 데이터 수집부(503)를 통해 다채널 신호의 입력이 이루어지고, 데이터 전처리부(504)에서 입력된 신호의 노이즈제거, 필터링과 같은 데이터의 전처리 과정(Data Preprocessing)을 거친다.The input signal is input to the multi-channel signal through the data collecting unit 503 and subjected to data preprocessing such as noise elimination and filtering of the signal input from the data preprocessing unit 504.

이와 같이, 전처리된 신호는 특징 표현부(Feature Representation)(505), 특징 추출부(Feature Extraction)(506), 특징 선택부(Feature Selection)(507) 등에서 대상체의 결함을 잘 판단할 수 있는 특징 신호 추출 처리과정을 통하여 특징신호로 분류 및 표시하는 과정을 거지게 된다. 예를 들면, 누설의 경우 누설 주파수분석(FFT), RMS(root mean square) 등이 특징 표현부(505)에 의해 대표적인 특징 정보로 표시될 수 있다.As described above, the preprocessed signal has features that can be used to determine the defects of the target object in a feature representation 505, a feature extraction unit 506, a feature selection unit 507, The signal is classified and displayed as a feature signal through the extraction process. For example, the leakage frequency analysis (FFT), the root mean square (RMS), and the like may be displayed by the feature expression unit 505 as representative feature information.

그런 다음, 특징 추출부(506)에서는 상기 정의된 특징 정보로부터 특징 신호를 추출(feature extraction)하게 된다. 이때, 특징 선택부(507)는 추출된 신호 중에서 결함에 잘 반응하는 특징 신호를 선택(feature selection)한다.Then, the feature extraction unit 506 extracts a feature signal from the defined feature information (feature extraction). At this time, the feature selecting unit 507 selects a feature signal that responds well to the defect among the extracted signals.

통합 평가부(508)에서는 이와 같이 선정된 특징 신호를 기반으로 본 발명의 실시 예에 따라 결함 위치 추정을 할 수 있다.The integrated evaluation unit 508 can perform defect location estimation based on the feature signal thus selected according to an embodiment of the present invention.

이상으로, 도 1f 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 시스템 및 장치의 구조를 설명하였다. 이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 절차를 상세히 설명한다.Thus, the structure of the system and the apparatus according to the embodiment of the present invention has been described with reference to FIGS. Hereinafter, a procedure according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 절차를 보다 세분화하여 하드웨어 및 소프트웨어로 구분한 흐름도이다. 한편, 하드웨어에서 수행한다는 의미는 하드웨어 내부 메모리에 위치한 FPGA나 DSP 칩을 통한 내부/외부메모리에서 처리하는 방식을 의미한다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of dividing a procedure according to an embodiment of the present invention into hardware and software. On the other hand, the hardware means that the processing is performed in the internal / external memory through the FPGA or the DSP chip located in the hardware internal memory.

먼저 현장에서 센서로부터 입력되는 신호 중 가공되지 않은 신호(이하, '로우 데이터(Raw data)'라 한다)를 입력받는다.First, unprocessed signals (hereinafter, referred to as 'raw data') of signals input from sensors are input to the sensors.

이때, 상기 입력된 신호는 미약하기 때문에 증폭을 수행하는 엠프(AMP), 특정신호만을 추출하는 필터(Filter), 신호의 평균화를 위한 RMS(Root Mean Square) 값으로 각각 아날로그 신호 처리를 수행한다.At this time, since the input signal is weak, an analog signal processing is performed on each of the amplifier (AMP) for performing amplification, the filter for extracting only a specific signal, and the Root Mean Square (RMS) value for signal averaging.

한편, 상기 1차 처리된 신호는 수많은 잡음신호를 포함하고 있기 때문에, 디지털 필터(Digital Filter)를 이용한 신호처리 및 노이즈 제거(denosing)를 신호처리 알고리즘을 통해 수행한다.On the other hand, since the primary processed signal includes a large number of noise signals, signal processing using a digital filter and denoising are performed through a signal processing algorithm.

상기 아날로그 및 디지털 신호처리된 신호는 대상체가 가진 결함신호를 가장 잘 표현해낼 수 있는 특징신호(예컨대, Hit, ASL, Energy, Count, Duration, FFT 등)를 찾아내기 위한 특징 추출(feature extraction) 과정의 연산처리를 수행한다.The analog and digital signal processed signals include a feature extraction process for finding feature signals (e.g., Hit, ASL, Energy, Count, Duration, FFT, etc.) that can best represent a defect signal possessed by a target object .

그런 다음, 상기 추출된 신호중 결함을 가장 잘 표현할 수 있는 신호로 특징신호를 선택(feature selection)과정을 수행한다.Then, a feature selection process is performed with a signal that best represents the defect in the extracted signal.

상기 선택된 특징 신호로부터 최종 결함신호에 대한 판단 알고리즘으로 판단을 수행한다.And makes a determination based on the determination algorithm for the final defect signal from the selected feature signal.

상기 판단 결과, 결함신호로 판정이 나면, 대상체에 대한 결함의 위치를 파악하기 위해 후술하는 본 발명의 실시 예에 따른 위치추정 알고리즘 기반의 2D, 3D 위치추정을 수행하게 된다. 상기 위치추정에 의해 결함의 소스 위치(source location)가 1D, 2D, 3D의 형태로 표시될 수 있다.As a result of the determination, if the defect signal is determined, the 2D and 3D position estimation based on the position estimation algorithm according to the embodiment of the present invention to be described later is performed to grasp the position of the defect with respect to the object. The source location of the defect may be displayed in the form of 1D, 2D, or 3D by the location estimation.

한편, 상기에서 결함 신호의 판별은 도 7을 참조하여 다음과 같이 수행될 수 있다.In the meantime, the discrimination of the defect signal can be performed as follows with reference to FIG.

예컨대, 현장에서 수집되는 신호는 배경 잡음이 섞여 있다. 따라서, 배경 잡음(Background noise) 신호와 실제 결함신호를 구분해야 한다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 잡음신호에서 문턱 값(voltage threshold)을 넘어서게 되면 이때부터 이벤트(Event)가 발생한 것으로 간주하게 되며, 신호의 특징 연산을 수행하게 된다.For example, the signals collected in the field are mixed with background noise. Therefore, the background noise signal and the actual defect signal should be distinguished from each other. Accordingly, when the noise signal exceeds a threshold voltage as shown in FIG. 7, it is regarded that an event has occurred from this time, and the characteristic calculation of the signal is performed.

상기 도 7을 통해, 진폭, AE 카운트, 상승 시간, 시간 구간, AE 에너지, RMS, 히트, 주파수 등과 같은 특징들을 추출할 수 있다.7, characteristics such as amplitude, AE count, rise time, time interval, AE energy, RMS, hit frequency, and the like can be extracted.

보다 구체적으로 설명하면, 진폭(Amplitude)은 신호의 전압값의 절대값으로서 최대진폭을 의미하며, AE 카운트(Count)는 신호의 지속시간 동안 문턱값(Threshold)을 초과한 횟수를 의미한다. 또한, 상승 시간(Rise Time)은 신호의 시작부터 피크(Peak) 진폭까지 걸린 시간을 의미하며, 시간 구간(Duration)은 신호의 시작과 종료에 이르기까지의 시간을 의미한다.More specifically, the amplitude refers to the maximum amplitude as the absolute value of the voltage value of the signal, and the AE count means the number of times the threshold exceeds the threshold during the duration of the signal. Also, the rise time means a time from the beginning of the signal to the peak amplitude, and the time duration means the time from the start of the signal to the end of the signal.

또한, AE 에너지(Energy)는 히트(Hit) 구간 내의 정류 신호의 적분값을 의미하며, RMS는 지속시간에서의 신호 에너지의 시간평균 제곱근을 의미한다. 히트(Hit)는 문턱값(Threshold)을 초과하고 시스템 채널에 데이터 축척을 알리는 신호를 나타내며, 주파수(Frequency)는 시간 파형(Time waveform) 데이터를 주파수로 변환하여 누설 중심대역 주파수를 판단한다.Also, AE energy refers to the integrated value of the rectified signal within the hit period, and RMS means the time-averaged square root of the signal energy in the duration. The hit indicates a signal exceeding a threshold value and indicating a data scale to a system channel and a frequency is a time frequency of a time waveform to convert a frequency to a frequency to determine a leakage center frequency.

한편, 상술한 바와 같은 특징 추출에 의해 결함이 발생한 것으로 판단될 경우, 본 발명의 실시 예에 따라 결함 신호로부터 3차원 위치추정을 수행한다.Meanwhile, when it is determined that the defect is generated by the feature extraction as described above, the 3D position estimation is performed from the defect signal according to the embodiment of the present invention.

다시 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 센서들로부터 신호를 수신(S601)한다. 이때, 제1 센서쌍(예컨대, 2개의 센서들)의 신호로부터 법선을 산출(S602)할 수 있다. 또한, 제2 센서쌍(예컨대, 2개의 센서들)의 신호로부터 법선을 산출(S603)할 수 있다.Referring again to FIG. 6, a signal is received from a plurality of sensors (S601) according to an embodiment of the present invention. At this time, the normal line can be calculated from the signal of the first sensor pair (e.g., two sensors) (S602). Further, the normal line can be calculated from the signals of the second sensor pair (e.g., two sensors) (S603).

그런 다음, 상기 각 센서쌍으로부터 산출된 법선의 교차점을 평면상의 소스 위치로 추정(S604)한다. 그런 다음, Z축 상에서의 1차원 추정(S605)을 수행한다. 마지막으로, 상기 2차원 평면상의 소스 위치 추정 결과와 Z축 상에서의 1차원 추정 결과를 종합하여 최종적으로 3차원 위치를 산출(S606)한다. 마지막으로, 상기 산출된 위치를 3차원상에서 군집으로 표시(S607)한다.Then, the intersection of the normal line calculated from each sensor pair is estimated as the source position on the plane (S604). Then, one-dimensional estimation on the Z-axis (S605) is performed. Finally, the three-dimensional position is finally calculated (S606) by summing the source position estimation result on the two-dimensional plane and the one-dimensional estimation result on the Z-axis. Finally, the calculated position is displayed as a cluster on three dimensions (S607).

상기 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment of the present invention can be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상으로 본 발명의 실시예에 따른 대형 구조물의 결함 위치 추정 절차를 상세히 설명하였다. 이하, 본 발명의 실시예에 따라 RMS 크기 비를 이용한 누설 위치의 3차원 위치 추정 방법을 상세히 설명한다.The defect location estimation procedure of the large structure according to the embodiment of the present invention has been described in detail above. Hereinafter, a method for estimating a three-dimensional position of a leakage position using the RMS size ratio will be described in detail with reference to the embodiments of the present invention.

2차원 평면상에서(2 dimensional plane) 누설 소스 위치(leak source location)는 도 8a에 도시한 바와 같이 최소한 3개 이상의 센서들과 그들 신호의 RMS 크기비(RMS3 > RMS2 > RMS1)를 이용하여 추정될 수 있다.A leak source location on a two dimensional plane is estimated using at least three sensors and their RMS size ratio (RMS3> RMS2> RMS1) as shown in FIG. 8A .

도 8a는 누설 지점에서 계측한 누설 신호의 전파 경로를 나타내며, 도 8b는 센서에서 계측한 누설 신호의 전파 경로를 나타낸다. FIG. 8A shows the propagation path of the leakage signal measured at the leakage point, and FIG. 8B shows the propagation path of the leakage signal measured by the sensor.

이들 3개의 센서들 중에서 한 쌍의 센서를 이용한 위치 추정에 있어서 이들 센서들과 누설 소스의 평면상 위치 (x, y) 간의 기하학적인 관계는 도 9와 같이 고려될 수 있다. 누설 위치로 추정되는 위치는 이와 근접한 곳에 위치한 센서 쌍(S1, S2)에서 각각 그은 포물선 궤적(parabolic trajectory)들 간의 교차점으로 추정될 수 있다.The geometric relationship between these sensors and the position (x, y) on the plane of the leakage source in the position estimation using a pair of sensors among these three sensors can be considered as shown in FIG. The position estimated as the leakage position can be estimated as the intersection point between the parabolic trajectories of the sensor pair (S 1 , S 2 ) positioned in the vicinity of the sensor pair (S 1 , S 2 ).

이때, 누설 소스(Leak source)로 추정되는 위치 (x,y)에서 두 센서까지 각각 거리의 비 r1과 r2는 피타고라스 정리에 의해 하기 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다.In this case, the ratios r 1 and r 2 of the distances from the position (x, y) estimated as a leaking source to the two sensors can be expressed by the following Equation 1 by Pythagorean theorem.

Figure 112014022648494-pat00001
Figure 112014022648494-pat00001

또한, 누설 위치의 y좌표와 두 센서로부터 누설 위치까지의 각(θ1, θ2 )이 0으로 근접하면 x는 x0로 근접하게 되어 하기 <수학식 2>와 같이 정리된다.Further, if the y coordinate from the two sensors of the leakage location is close to 0, each of (θ 1, θ 2) to the leak location x is organized as follows are as close to 0 x <Equation 2>.

Figure 112014022648494-pat00002
Figure 112014022648494-pat00002

상기 <수학식 2>에서 D는 두 센서 S1, S2 의 거리를 의미하며, x, y는 2차원 평면상의 누설 위치 좌표를 의미한다. 또한, r1, r2 는 센서들로부터 누설 지점까지의 거리를 의미한다.In Equation (2), D denotes a distance between two sensors S 1 and S 2 , and x and y denote leakage position coordinates on a two-dimensional plane. Also, r 1 and r 2 denote the distance from the sensors to the leakage point.

상기 <수학식 1> 및 <수학식 2>의 관계는 하기 <수학식 3>으로 정리될 수 있다.The relationship of Equation (1) and Equation (2) can be summarized as Equation (3) below.

Figure 112014022648494-pat00003
Figure 112014022648494-pat00003

상기 <수학식 3>에서 양변을 제곱하여 정리하면 하기 <수학식 4>로 정리될 수 있다.Equation (3) can be summarized as Equation (4) as follows.

Figure 112014022648494-pat00004
Figure 112014022648494-pat00004

Figure 112014022648494-pat00005
Figure 112014022648494-pat00005

또한, 상기 <수학식 4>를 x2에 대해 정리하면 하기 <수학식 5>와 같이 정리될 수 있다.In addition, it can be summarized as shown in the <Equation 4> to In short for x 2 <Equation 5>.

Figure 112014022648494-pat00006
Figure 112014022648494-pat00006

상기 <수학식 5>를 정리하면 하기 <수학식 6>과 같이 원점이 (-D/( A-1 ) , 0)이고 반지름이 ((D√A))/(A-1) 인 원의 방정식이 된다.The above Equation (5) can be summarized as follows. Equation (6) can be expressed by the following Equation (6): &quot; (6) &quot; D = (A- It becomes an equation.

Figure 112014022648494-pat00007
Figure 112014022648494-pat00007

상기 <수학식 6>을 y에 대해 정리하면, 하기 <수학식 7>과 같은 궤도방정식이 된다.Equation (6) can be summarized for y to be an orbit equation as shown in Equation (7) below.

Figure 112014022648494-pat00008
Figure 112014022648494-pat00008

여기서 두 센서로부터 계측된 RMS 값의 비율로부터 x0를 계산할 수 있으며 이들 간의 거리(D)는 배치 정보로부터 알 수 있다. 즉, 센서 S1, S2에서 계측된 RMS 값은 센서와 거리가 가까울수록 크게 측정되고, 거리가 멀수록 적게 측정되는 특성과 센서들의 위치 배열 정보로부터 x0는 다음 <수학식 8>과 같이 구할 수 있다.Here, x 0 can be calculated from the ratio of the RMS values measured from the two sensors, and the distance D between them can be known from the placement information. That is, the RMS value measured at the sensors S 1 and S 2 is measured as the distance from the sensor is largely measured, and x 0 is calculated from the characteristics of the less measured and the positional arrangement information of the sensors as shown in Equation (8) Can be obtained.

Figure 112014022648494-pat00009
Figure 112014022648494-pat00009

따라서, 궤도방정식 <수학식 7>에서 A는 상수로 간주될 수 있으며, 만약 1차원의 위치 추정의 경우(y=0일 때), 그 위치는 하기 <수학식 9>와 같이 구할 수 있다.Therefore, A can be regarded as a constant in the orbit equation (Equation (7)), and in the case of one-dimensional position estimation (when y = 0), its position can be obtained as shown in Equation (9).

Figure 112014022648494-pat00010
Figure 112014022648494-pat00010

상기 <수학식 9>에서 A=((D-x0)/x0)2 를 대입하면 궤도 방정식에서 y=0일 때 x=x0 임을 확인할 수 있다.In the equation (9), when A = ((Dx 0 ) / x 0 ) 2 is substituted, x = x 0 can be confirmed when y = 0 in the orbit equation.

따라서 x값을 구하기 위해서는 x0 를 우선 구하고 상기 <수학식 9>로부터 x를 구하면 된다.Therefore, in order to obtain the x value, x 0 is first obtained and x can be obtained from the above Equation (9).

이하, 도 11 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 포물선 교차법과 법선 교차법을 이용한 누설 위치 추정 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of estimating a leakage position using the parabolic intersection method and the normal intersection method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

도 11은 두 쌍의 센서 (S1/S2, S1/S3)가 만들어 내는 두 포물선 궤적(R1, R2)의 교차점을 이용한 2차원 평면상에서 위치 추정에 관한 예를 도시한 것이다. 한 쌍의 센서가 동일 위치에서 발생한 누설의 센싱 감도의 비는 누설 소스와의 거리에 반비례한다. 신호 소스의 위치를 알 수 없을 경우에 한 쌍의 센서(S1/S2)가 이로부터 오는 신호의 일정비를 유지하는 위치들은 2차원 평면상에서 어느 한 지점이 아니라 여러 점이 될 수 있다. 예컨대, 상기 위치들은 도 11에 도시된 바와 같이 연속적인 원/포물선(R1)으로 표시될 수 있다.FIG. 11 shows an example of position estimation on a two-dimensional plane using the intersections of two parabolic trajectories R1 and R2 produced by the two pairs of sensors S1 / S2 and S1 / S3. The ratio of the sensing sensitivity of a pair of sensors to the leakage occurring at the same position is inversely proportional to the distance from the leakage source. If the position of the signal source is not known, the positions at which the pair of sensors S1 / S2 maintain their daily maintenance of the signal may be at various points rather than at one point on the two-dimensional plane. For example, the positions may be represented by a continuous circle / parabola R1 as shown in FIG.

이와 마찬가지로 또 다른 센서의 쌍(S1/S3)이 동일 위치에서 발생한 누설에 의한 신호의 일정비를 유지하는 위치들 역시 원/포물선(R2)을 형성할 수 있는데 이들 두 원이 평면상에서 만날 경우 그 지점을 누설 소스의 위치로 추정할 수 있다. Likewise, the positions of the other pair of sensors (S1 / S3) that maintain the uniformity of the signal due to leakage occurring at the same position can also form a circle / parabola (R2) The point can be estimated as the position of the leak source.

이러한 포물선 교차에 의한 위치 추정법은 기존의 센서들간의 AE 신호 시간차를 이용하여 위치를 추정하는 삼각형법보다 넓은 영역에 적용을 할 수 있는 장점이 있다.Such a parabolic intersection location estimation method has an advantage that it can be applied to a wider area than the triangular method of estimating the position using the AE signal time difference between existing sensors.

한편, 시간 도달 차에 의한 위치 추정법은 그 추정 대상 위치가 반드시 센서 3개로 형성되는 삼각형 내부에서 존재하여야 한다는 제한성으로 인하여 삼각형 외부에서 누설이 발생했을 때 누설위치를 찾지 못하는 단점이 있다.On the other hand, the position estimation method using the time arrival difference has a disadvantage in that it can not find the leakage position when the leakage occurs outside the triangle due to the restriction that the estimation target position must exist inside the triangle formed by three sensors.

이러한 단점을 극복하기 위해서, 본 발명의 실시 예에서는 도 12에 도시된 바와 같이 2개의 센서 쌍으로 이루어진 각 벡터의 법선 교차법을 이용한 누설 위치 추정 방법을 제안한다. 도 12를 참조하면, 삼각형을 이루는 기존 센서 배치와 별도로 열린 삼각형 형태의 센서 배치를 적용함으로써 삼각형 외부에 누설이 발생했을 때도 효과적으로 누설 위치를 찾을 수 있다.In order to overcome this disadvantage, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12, a leakage position estimation method using a normal intersection method of each pair of two sensor pairs is proposed. Referring to FIG. 12, by applying an open triangular sensor arrangement apart from an existing sensor arrangement forming a triangle, it is possible to effectively find a leakage position even when leakage occurs outside the triangle.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이 법선 교차법을 이용하여 열린 삼각형 센서 배치 형태를 적용한 위치 추정은 도 11의 방법과 비교할 때, 누설 위치가 같은 것을 알 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 12, the positional estimation using the open triangular sensor arrangement type using the normal line intersection method has the same leakage position as compared with the method of FIG.

본 발명의 실시 예에 따른 법선 교차법에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 두 쌍의 센서 (S1/S2, S3/S4)가 만들어 내는 두 법선(L1, L2)의 교차점을 이용하여 2차원 평면상에서 위치 추정을 보다 정확히 할 수 있다.The normal intersection method according to the embodiment of the present invention will be described in more detail. The intersection of two normal lines (L1, L2) produced by the two sensors S1 / S2, S3 / The position estimation can be more accurately performed.

한 쌍의 센서가 동일 위치에서 발생한 누설의 센싱 감도의 비는 누설 소스와의 거리에 반비례한다. 이를 이용하여, 한 쌍의 센서(S1/S2)를 연결한 선분에서 각 센서로부터 수신된 신호의 일정비를 유지하는 위치들을 찾을 수 있다. 상기 S1과 S2를 연결한 선분 상에서 일정비를 유지하는 위치에서 법선을 그리면 L1과 같다. 동일한 방법으로, 다른 쌍의 센서(S3/S4)를 연결한 선분에서 각 센서로부터 수신된 신호의 일정비를 유지하는 위치에서의 법선을 그리면 L2과 같다. 본 발명의 실시 예에 따라 상기 두 개의 법선 L1 및 L2가 교차하는 지점을 누설 위치로 추정할 수 있다.The ratio of the sensing sensitivity of a pair of sensors to the leakage occurring at the same position is inversely proportional to the distance from the leakage source. By using this, it is possible to find positions that maintain the daily maintenance of the signal received from each sensor in a line segment connecting a pair of sensors (S1 / S2). When the normal line is drawn at the position where the line maintenance is maintained on the line segment connecting S1 and S2, it is equal to L1. In the same way, in the line segment connecting the other pair of sensors (S3 / S4), it is equal to L2 by drawing the normal line at the position where the signal is received from each sensor. According to an embodiment of the present invention, a point at which the two normal lines L1 and L2 intersect can be estimated as a leakage position.

도 13은 상술한 법선 교차법에 의한 2차원 위치 추정 계산 예를 나타낸 것이다. 도 13을 참조하면, 센서의 2차원 배치 형태와 최종 누설 추정 위치를 계산한 결과를 알 수 있다. 상기 도 13에서는 센서 좌표와 센서에서 계측된 RMS 크기를 나타내고 법선에 관한 직선 방정식 L1과 L2를 표시하였다. 이때, 두 법선 또는 두 직선의 교차점이 최종 추정하는 위치가 된다.13 shows an example of two-dimensional position estimation calculation by the above-mentioned normal intersection method. Referring to FIG. 13, the result of calculating the two-dimensional arrangement type of the sensor and the final leak estimation position can be known. In FIG. 13, the sensor coordinates and the RMS size measured by the sensor are shown, and the linear equations L1 and L2 relating to the normal are shown. At this time, the intersection of two normal lines or two straight lines becomes a final estimated position.

한편, 상기 법선 방식은 센서의 좌표와 RMS 값으로 도 13에 도시된 바와 같이 계산할 수 있으며, 센서 배치 형식에 따른 제약도 없고 계산 방식도 간단하고 빠른 장점이 있다.Meanwhile, the normal method can be calculated as shown in FIG. 13 using the coordinates of the sensor and the RMS value, there is no restriction according to the sensor arrangement type, and the calculation method is simple and quick.

이와 같이, 대형 구조물의 위치 추정을 위해 본 발명의 실시 예에 따라 법선 교차법을 사용함으로써 보다 정밀한 위치 추정이 가능하다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따라 2차원 평면상의 연상 결과에 1차원 z축 방향의 합산 결과를 반영함으로써 최종적으로 3차원 위치 추정이 가능하다. 이를 다양한 대형 구조물에 적용할 경우, 포인트로서 그 위치를 보다 정교하게(예컨대, 3 미터 이내) 추정할 수 있다. 상기 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 위치 추정기술은 발전소를 예를 들어 설명하였으나, 전술한 바와 같이 지하매설배관, LNG 선박 등 다양한 대형 구조물들에도 동일하게 적용할 수 있다.As described above, more precise position estimation is possible by using the normal intersection method according to the embodiment of the present invention to estimate the position of a large structure. In addition, according to various embodiments of the present invention, the three-dimensional position estimation is finally possible by reflecting the result of summing in the one-dimensional z-axis direction on the association result on the two-dimensional plane. When applied to various large structures, it can be estimated more precisely (for example, within 3 meters) as a point. Although the precision position estimation technique according to the embodiment of the present invention has been described as an example of a power plant, it can be equally applied to various large structures such as an underground pipeline and an LNG ship as described above.

도 14는 법선 교차법에 의한 3차원 위치 추정 방법을 실제 보일러에 적용한 것이다. FIG. 14 shows a three-dimensional position estimation method using a normal intersection method applied to an actual boiler.

대형 구조물에 3차원 위치추정을 적용하기 위해서는 도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 x, y 평면상에서 전면(Front side)에 위치한 S1, S2, S3, S4의 4개 센서를 이용하여 2차원 평면상에 법선 교차법으로 위치를 구하고, z축 상에서 1차원 위치추정 결과를 조합하여 최종 3차원 위치좌표를 구할 수 있다. In order to apply the three-dimensional position estimation to the large structure, as shown in FIG. 14, four sensors S1, S2, S3 and S4 located on the front side on the x and y planes are used according to the embodiment of the present invention , And the final three-dimensional position coordinates can be obtained by combining the results of the one-dimensional position estimation on the z-axis.

한편, z축의 1차원 위치 추정을 위해서는 누설이 발생한 주변 센서에서 가장 크게 반응하는 RMS 신호의 크기를 가진 센서인 후면(Rear side)에 위치한 S5, S6, S7, S8의 RMS 평균값을 구하여, z 축 상으로 1차원 위치추정을 수행함으로써 최종적으로 3차원 위치를 구할 수 있다.In order to estimate the 1-dimensional position of the z-axis, the RMS average values of S5, S6, S7 and S8 located on the rear side, which is the sensor having the largest RMS signal response, Dimensional position estimation is performed to obtain a three-dimensional position finally.

이때, 원점은 보일러 구조물의 튜브(tube) 지역을 기준으로 가운데 부분을 원점으로 하였으며, 전면(Front) 방향에 설치된 센서는 후면(Rear) 방향의 센서와 지그재그로 배치가 되도록 하여, z축 방향에 대한 위치 추정 연산이 가능하도록 배치될 수 있다.In this case, the origin is defined as the origin of the center of the tube of the boiler structure, the sensor installed in the front direction is arranged in a zigzag manner with the sensor in the rear direction, Can be arranged so as to be able to perform a position estimation operation on the received signal.

한편, 본 발명의 실시 예에 따라 평균값을 구하여 적용할 경우, 신호의 크기에 따른 위치 오차를 줄일 수 있으며, 누설 위치보다 원거리에 센서가 위치할 경우 위치 연산의 정밀도를 높일 수 있다.According to the embodiment of the present invention, when the average value is obtained and applied, the position error according to the signal size can be reduced, and the precision of the position calculation can be improved when the sensor is located at a distance from the leakage position.

최종적으로, 상기와 같이 표시되는 3차원 상의 위치를 하나의 특정 신호 범위를 벋어나는 누설조건이라 판단될 경우 점(point)으로 표시하여 군집(cluster)도가 높은 곳을 누설 위치로 의심할 수 있다. 이와 같은 포인트 위치(Point Location) 방법을 통해 대형 구조물에 대한 결함 위치를 보다 정확하고 빠르게 추정할 수 있다.Finally, when the position of the three-dimensional image displayed as described above is determined to be a leakage condition that deviates from one specific signal range, it may be indicated as a point, and a place where the cluster degree is high may be regarded as a leakage position. Such a point location method can more accurately and quickly estimate a defect location for a large structure.

이하, 도 15 내지 도 23을 참조하여 실세 튜브 누설이 발생하였을 경우에서의 실험 결과를 설명한다. 이하에서는 시스템 설치 및 3차원 위치 추정 알고리즘의 신뢰성을 검증하고, 실제 발전소의 튜브 누설이 발생하였을 때 데이터를 기반으로 3차원 위치추정 결과를 보여준다.Hereinafter, the experimental results when the actual tube leakage occurs will be described with reference to Figs. 15 to 23. Fig. Hereinafter, the reliability of the system installation and 3D position estimation algorithm is verified, and the 3D position estimation result is shown based on the data when the tube leakage of the actual power plant occurs.

도 15에 도시된 바와 같이 화력발전소에 대형 구조물 누설 감시 시스템(예컨대, BTLD(Boiler Tube Leak Detect)) 적용을 위하여 보일러 구조 도면과 현장 답사를 통해 3차원 모델링을 하였다. 일반적으로 500MW급 석탄 화력 발전소 기준의 경우, 16~28개의 센서로 누설탐지를 수행할 수 있으며, 도 15는 28개의 센서(예컨대, 미러 타입 센서) 채널을 적용한 경우를 나타낸다.As shown in FIG. 15, a three-dimensional modeling was carried out through a boiler structure drawing and an on-site exploration to apply a large structure leakage monitoring system (for example, BTLD (Boiler Tube Leak Detect)) to a thermal power plant. Generally, in the case of 500 MW coal-fired power plant standard, leakage detection can be performed with 16 to 28 sensors, and FIG. 15 shows a case where 28 sensors (for example, mirror type sensor) channels are applied.

전소와 같은 대형 설비의 경우, 상기 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 현장(field), 기기실(equipment room), 중앙제어실(main control room)의 3가지 영역에 구분되어 설치된다. In the case of a large facility such as a fire department, the system is divided into three areas as field, equipment room, and main control room as shown in FIG.

도 16a 및 도 16b는 센싱 장치(sensing equipment)의 상세 설치 예를 나타낸 것으로 보일러 외벽에 용접으로 도파관(waveguide)이 설치되며, 그 위에 센서가 일체형으로 장착될 수 있다.16A and 16B show a detailed installation example of a sensing equipment, in which a waveguide is installed by welding on the outer wall of a boiler, and a sensor is integrally mounted on the waveguide.

도 17은 보일러 튜브 누설이 발생 전후의 누설 유무를 잘 표현하는 특징을 가진 보일러 외벽인 수냉벽(waterwall)에 설치된 10개의 센서들로부터 수집된 신호들의 RMS 트랜드를 나타내었다. 일반적으로, 영역 위치(zone location)에 근거하면 누설 신호원과 가장 가까운 곳에 신호가 크게 반응하므로 그 주변에 누설이 발생한 것으로 추정할 수 있다.Figure 17 shows the RMS trends of the signals collected from the ten sensors installed on the waterwall, which is the outer wall of the boiler, which is well characterized by the presence or absence of leakage before and after the boiler tube leakage. Generally, based on the zone location, it can be assumed that the signal is largely responsive to the source nearest to the source of leakage, so that leakage has occurred around it.

도 18은 앞서 도시한 10개의 센서신호들 중에서 모니터링 중에 신호의 변화가 가장 큰 4개의 채널들의 신호만을 선별하여 그 경향을 도시한 것이다. 누설이 발생하면 그 주변의 센서들이 가장 민감하게 반응하여 큰 변화를 보일 것이므로, 이들 센서의 주변에서 누설이 존재할 확률이 높을 것으로 기대할 수 있다. 누설 부위와 가까운 센서들에서 도 17에 도시된 바와 같이 그 신호 레벨은 정상 배경 잡음 레벨(Normal Background Noise Level) 보다 최초 5 ~ 8dB 이상 점진적인 상승이 이루어짐이 확인되며 이것의 원인이 누설임을 추정할 수 있다. 또한 이들 신호들의 트랜드(trend)는 시간이 경과함에 따라 튜브 파열(tube rupture) 직전까지 선형적으로(Linear) 증가하고 있으므로 이들 주변에 누설 존재의 추정을 가능하게 한다.FIG. 18 shows the tendency of selecting the signals of the four channels having the largest signal change during monitoring among the ten sensor signals shown above. If the leakage occurs, the sensors around the sensor will react most sensitively and show a large change. Therefore, it is expected that there is a high probability of leakage around these sensors. As shown in FIG. 17, in the sensors near the leakage, it is confirmed that the signal level is gradually increased by 5 to 8 dB or more from the normal background noise level, and it is estimated that the cause of the leakage is leakage have. Also, trends of these signals are linearly increasing up to just before tube rupture as time elapses, allowing estimation of the presence of leakage around these.

도 19는 누설로 인한 튜브 파열 이후 장비 중단(plant shutdown)까지의 CH5 ~ CH26의 RMS 기록을 나타낸다. 본 발명의 실시 예에 따른 대형 구조물 누설 감시 시스템은 기록을 시작한 날로부터 18일 후 즉, 누설로 인한 발전 정지 15일 전부터 알람 신호를 발생할 수 있다. 초기 누설시점부터 20일 경과 이후 센서의 RMS 신호들은 도 19에 도시된 바와 같이 평균 약 15dB이상 증가하였으며 특히 누설 주변으로 추정되는 4개 센서의 신호는 80dB에서 100dB까지 약 20dB 이상 더 상승함을 확인할 수 있다. 누설 발생 후, 18일 정도 지난 후 튜브가 파열되는 음이 현장에서 확인되면 운전원에 의해 장비 중단을 할 수 있다.Figure 19 shows the RMS record of CH5 to CH26 from tube rupture due to leakage to plant shutdown. The large structure leakage monitoring system according to the embodiment of the present invention can generate an alarm signal 18 days after the start of recording, that is, 15 days before stoppage due to leakage. As shown in FIG. 19, the RMS signals of the sensor have increased by about 15 dB or more on average after 20 days from the initial leak point. In particular, the signals of the four sensors estimated to be around the leakage increase by about 20 dB or more from 80 dB to 100 dB . If the tube is ruptured after about 18 days after the leakage, it is possible to stop the equipment by the operator.

대형 구조물 누설 감시 시스템은 핀 홀(Pin-hole) 발생 시점에서 보일러 튜브 파열까지 발전소 보일러의 주요 동작 데이터(operation data)인 전력(Power), 공급 수 플로우(Feed water flow), 메임 스팀 플로우(Main steam flow), 노압(furnace pressure), 콘덴스 플로우(condense flow) 등 5 종류의 데이터를 DCS로부터 받아 누설 관련 데이터의 변화를 살펴보았으나 튜브 파열 전까지 아무런 변화가 없었다.Large-scale structure leakage monitoring system is composed of main operation data such as power, feed water flow, main steam flow (Main) of the power plant boiler from pin hole occurrence time to boiler tube rupture, steam pressure, furnace pressure, and condense flow from DCS, but there was no change until the tube rupture.

도 20은 실제 누설 데이터를 기반으로 매트랩(matlab)을 사용하여 본 발명의 실시 예에 따른 법선 교차법에 의한 3차원 위치추정 결과를 나타낸 것이다. 이때, 16번 채널 주변과 20, 24번 채널 주변에 2개의 군집(cluster)이 각각 형성됨을 확인할 수 있다.FIG. 20 shows a result of three-dimensional position estimation by a normal intersection method according to an embodiment of the present invention using MATLAB based on actual leakage data. At this time, it can be seen that two clusters are formed around the 16th channel and the 20th and 24th channels, respectively.

16번 채널 주변의 경우 노(funace) 내에서 주기적으로 발생되는 슛 블라우어(soot blower) 신호에 의한 일시적인 잡음 성분임이 확인되면 누설로 간주하지 않을 수 있다.If it is confirmed that the signal is a temporary noise component due to a soot blower signal periodically generated in a funace around the 16th channel, it may not be regarded as leakage.

한편, 20, 24번 채널 주변의 경우 3차원 위치 추정을 수행하기 위해서는 x, y 축 방향에 위치한 센서 18, 20, 24, 26을 이용하여 2차원 누설의 위치를 추정하고, z축 방향으로 1차원 위치추정을 수행하게 된다.In order to perform three-dimensional position estimation in the vicinity of channels 20 and 24, the position of the two-dimensional leakage is estimated using sensors 18, 20, 24, and 26 located in the x and y axis directions, Dimensional position estimation.

도 17 내지 도 19의 RMS 트랜드로 판단할 때, 누설과 연관된 채널은 20, 22, 24, 25로 확인할 수 있다.17 to 19, the channels associated with leakage can be identified as 20, 22, 24, and 25, respectively.

그리고, 이 신호 트랜드 중에서 신호의 크기가 가장 큰 24번의 신호를 기준으로 누설이 발생이 의심되는 지역의 위치를 추정하면 된다. 그러나, 22번과 25번 채널의 경우 동일한 x,y 평면상에 위치한 센서 좌표가 아니므로 다른 채널로 대체해야 한다. 즉, 법선 교차법을 적용하기 위해 20, 24번 채널과 인접한 채널인 18, 26번 채널로 대체하여 x, y 축 방향에 대한 위치추정을 수행하였다. 그 결과 도 20에 도시된 바와 같이 법선의 교차점 부근인 24번 채널 주변에 위치 추정을 확인할 수 있었다. 그리고, z축 방향에 대한 위치추정을 수행하여 3차원 위치 추정을 최종 수행하면 된다.In this signal trend, the position of an area suspected of leakage may be estimated based on the 24th signal having the largest signal size. However, in the case of channels 22 and 25, it is not the sensor coordinates located on the same x, y plane and should be replaced with another channel. That is, in order to apply the normal intersection method, the position estimation is performed in the x and y directions by replacing channels 20 and 24 and adjacent channels 18 and 26. As a result, the position estimation can be confirmed around the 24th channel near the intersection of the normal line as shown in Fig. Then, the position estimation for the z-axis direction is performed to finally perform the three-dimensional position estimation.

한편, 3차원 위치추정은 보일러(boiler) 내부의 튜브(tube)가 있는 곳에 z축 방향으로 수행하여 구할 수 있으며 수냉벽(water-wall)과 같이 튜브(tube)가 없는 곳은 2차원 위치 추정만을 수행하게 된다. 따라서, 이 경우는 수냉벽(water-wall) 주변에 누설이 발생하여 해당 위치의 영역(zone)에서 위치 추정을 수행하였다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따라 z축 방향으로 1차원 위치 연산을 수행함으로써 실제 누설 위치와 근접한 곳에 3차원 위치추정이 가능하게 된다.On the other hand, the three-dimensional position estimation can be performed in the z-axis direction in the tube inside the boiler, and in the case where the tube is absent such as a water-wall, . Therefore, in this case, leakage occurs around the water-wall and the position is estimated in the zone of the corresponding position. In addition, according to the embodiment of the present invention, three-dimensional position estimation is possible near the actual leakage position by performing one-dimensional position calculation in the z-axis direction.

도 21에 도시된 대형 구조물 누설 감시 시스템은 실제 화력 발전 보일러를 1/10 사이즈로 축소하여 클라이언트 소프트웨어(client software)에 3D 화면으로 구성한 도면이다. 추정되는 누설 신호의 위치(The estimated leak points)는 클라이언트 소프트웨어의 3D 맵상에서 그 위치를 점들(points)로 표시할 수 있다. 이에 따라, 그 군집도가 높은 곳이 누설 의심 지역임을 확인할 수 있다.The large-scale structure leakage monitoring system shown in FIG. 21 is a diagram in which a real thermal power generation boiler is reduced to a 1/10 size and constructed into a client software (3D software). The estimated leak points may represent their location on the 3D map of the client software as points. As a result, it can be confirmed that the area having a high degree of clustering is a suspected leak region.

한편, 누설 신호는 발전소가 정지될 때까지 센서들로부터 계속되어 입력되기 때문에 그의 위치 추정 결과는 일정 간격으로 계속하여 표시가 되므로 3D 화면에 누적 표시된 군집(cluster)으로서 보여질 수 있다.On the other hand, since the leakage signal continues to be input from the sensors until the power plant is stopped, the position estimation result thereof can be displayed as a cluster cumulatively displayed on the 3D screen since it is continuously displayed at regular intervals.

도 21 및 도 22는 도 17 내지 도 19에서 측정된 센서 신호에 따른 3D 위치 추정 결과를 나타낸 것이다. 도 21은 소프트웨어에서 실제 보여 지는 위치추정 결과 화면을 나타내며, 도 22는 3차원 위치 추정 결과를 누설이 발생한 것으로 추정되는 발전소 7층에서의 추정 위치의 측면도와 평면도를 약식으로 도시한 것이다.Figs. 21 and 22 show 3D position estimation results according to the sensor signals measured in Figs. 17 to 19. Fig. FIG. 21 shows a position estimation result screen actually seen in software, and FIG. 22 schematically shows a side view and a plan view of the estimated position in the seventh layer of the power plant where the three-dimensional position estimation result is estimated to have caused leakage.

본 발명의 실시 예에 따라 구현된 알고리즘을 탑재한 소프트웨어의 결과에서 추정된 누설 소스들은 화면상에 2개의 클러스터들로 표시가 되었다. 첫 번째 클러스터는 채널 16번 주변에 약 10개의 점들로 군집도가 크지 않게 표시가 되었다. 두 번째 클러스터는 채널 20, 22, 24,2 5번 주변에 약 40개의 점들로 큰 군집도로 구성되어져 보여졌다.The leakage sources estimated from the results of the software with the implemented algorithm according to the embodiment of the present invention are displayed as two clusters on the screen. In the first cluster, there are about 10 points in the vicinity of channel 16, and the cluster degree is not so large. The second cluster was shown to have a large cluster of about 40 points around channels 20, 22, 24, and 25.

한편, 실제 현장에서 누설 지역을 확인결과 도 21 및 도 22에 도시한 바와 같이 수냉벽 지역인 7.5F 전면 부위에서 튜브 파열이 확인되었다. 실제 파열 위치는 본 발명의 실시 예에 따라 구현된 알고리즘에서 추정하였던 밀집도가 높았던 2번째 클러스터의 위치에서 약 3 미터 정도 떨어진 위치에서 발생을 하였다. On the other hand, as a result of confirming the leakage area at the actual site, the tube rupture was confirmed at the front surface of 7.5F, which is the water cooling wall area, as shown in Figs. The actual burst position occurred at a position about 3 meters away from the position of the second cluster, which was highly dense in the algorithm implemented according to the embodiment of the present invention.

도 23a 및 도 23b는 튜브 누설시 파열된 7F의 튜브 외변 및 용접부 형상을 나타낸 것으로 핀 홀과 같은 작은 규모의 누설에 대해서도 잘 감지할 수 있음을 확인할 수 있다.FIGS. 23A and 23B show the outer shape of the tube and the shape of the welded portion of the 7F ruptured when the tube is leaked, and it can be confirmed that it is possible to sense even a small-sized leak such as a pin hole.

첫 번째 클러스터의 발생 원인으로는 실제 누설 신호에 의한 것이 아니라 잡음 신호에 의하여 추정된 결과로 판단할 수 있다. 상기 잡음은 전술한 바와 같이 발전소 내부의 슛 블라우어에 의하여 발생되어진 신호로서 그 특성이 누설에 의한 신호와 유사하여 알고리즘에서 누설 알람 조건에 해당 되므로 일시적인 누설로 간주하여 위치추정을 수행한 결과로 추정된다.The first clusters can be estimated as a result of the noise signal rather than the actual leakage signal. As described above, the noise is a signal generated by a shuttle blower inside the power plant. Since the characteristic is similar to the leakage signal, the algorithm corresponds to a leakage alarm condition. Therefore, the noise is considered as a temporary leakage, do.

따라서 본 발명의 실시 예에서는 영역 위치에 추가적으로 신호의 크기 비를 추가함으로써 보다 정밀하게 점 위치 기법을 화력발전소에 적용하여 그 군집도가 높은 곳을 누설 위치로 추정할 수 있다. 이러한 결과는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 위치 추정 방법에 의한 것으로 실제 누설 지점 근처임을 알 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, by adding the signal size ratio to the area position, the point location technique can be applied to the thermal power plant more precisely, and the location where the cluster degree is high can be estimated as the leakage position. These results are obtained by the three-dimensional position estimation method according to the embodiment of the present invention, and it can be seen that it is near the actual leakage point.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면 화력 발전소 등과 같은 대형 구조물의 보일러 튜브 누설 시 3차원으로 누설 위치 파악이 가능하며, 발전 정지 시간을 단축시키고 설비의 효율을 높일 수 있다. 이러한, 본 발명의 장점을 정리하면 다음과 같다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to grasp the leakage position in three dimensions when the boiler tube leaks in a large structure such as a thermal power plant, etc., and it is possible to shorten the power generation stop time and increase the efficiency of the facility. The advantages of the present invention are summarized as follows.

본 발명의 실시 예에 따르면, 누설과 같은 연속 신호에 대해서, 누설신호의 특징인 RMS 신호의 크기 비를 이용함으로써 종래의 시간 도달차법으로 수행할 수 없는 위치추정 한계를 극복할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the position estimation limit that can not be performed by the conventional time arrival difference method can be overcome by using the magnitude ratio of the RMS signal characteristic of the leakage signal for continuous signals such as leakage.

또한, 위치추정 방법에 있어 포물선 방법의 경우, 센서 외곽을 벋어나는 경우 누설위치 추정에 어려움이 있었으나, 제안된 법선 교차법을 적용할 경우 센서 외곽을 벋어나는 누설에 대한 위치추정이 가능하다.In the case of the parabolic method, it is difficult to estimate the position of the sensor when the outer edge of the sensor is tilted. However, when the proposed method is applied, it is possible to estimate the position of the sensor.

또한, 발전소가 운전 중일 때, 튜브누설에 대한 3차원 점 위치 기법을 적용한 보일러 튜브누설감시 시스템을 적용하여 사용자가 누설 20일 전에 쉽게 누설을 판단할 수 있다.In addition, when the power plant is in operation, the boiler tube leakage monitoring system applying the three-dimensional point positioning technique to the tube leakage can be applied to allow the user to easily determine leakage 20 days before the leakage.

또한, 종래의 시스템이 누설이 발생한 위치와 가장 근접 곳에 위치한 센서에 단순 경보 신호만 발생시키는 것에 비해, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은 3차원으로 누설의 발생한 곳의 위치를 직관적으로 파악하여 발전 정지 시간을 최소화하고 발전 효율을 극대화 할 수 있다. 한편, 보다 정밀도 높은 누설에 대한 위치 추정을 구현하기 위해서는 보일러 측면부(Front, Rear)및 헤더(Header)에 센서를 설치함으로써 x, y, z축에 대한 위치 추정을 개선할 수 있다.In addition, the system according to the embodiment of the present invention intuitively grasps the position of the place where the leakage occurs, compared with the conventional system in which only the simple alarm signal is generated in the sensor located closest to the position where the leakage occurs, The downtime can be minimized and the power generation efficiency can be maximized. On the other hand, in order to realize more precise position estimation for leakage, it is possible to improve the position estimation on the x, y, and z axes by installing the sensors on the boiler side portions (front, rear) and the headers.

본 발명은 특정 기능들 및 그의 관계들의 성능을 나타내는 방법 단계들의 목적을 가지고 위에서 설명되었다. 이러한 기능적 구성 요소들 및 방법 단계들의 경계들 및 순서는 설명의 편의를 위해 여기에서 임의로 정의되었다. 상기 특정 기능들 및 관계들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들 및 순서들이 정의될 수 있다. 임의의 그러한 대안적인 경계들 및 순서들은 그러므로 상기 청구된 발명의 범위 및 사상 내에 있다. 추가로, 이러한 기능적 구성 요소들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 어떠한 중요한 기능들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들이 정의될 수 있다. 마찬가지로, 흐름도 블록들은 또한 어떠한 중요한 기능성을 나타내기 위해 여기에서 임의로 정의되었을 수 있다. 확장된 사용을 위해, 상기 흐름도 블록 경계들 및 순서는 정의되었을 수 있으며 여전히 어떠한 중요한 기능을 수행한다. 기능적 구성 요소들 및 흐름도 블록들 및 순서들 둘 다의 대안적인 정의들은 그러므로 청구된 본 발명의 범위 및 사상 내에 있다.The invention has been described above with the aim of method steps illustrating the performance of certain functions and their relationships. The boundaries and order of these functional components and method steps have been arbitrarily defined herein for convenience of description. Alternative boundaries and sequences may be defined as long as the specific functions and relationships are properly performed. Any such alternative boundaries and sequences are therefore within the scope and spirit of the claimed invention. In addition, the boundaries of these functional components have been arbitrarily defined for ease of illustration. Alternative boundaries can be defined as long as certain important functions are properly performed. Likewise, the flow diagram blocks may also be arbitrarily defined herein to represent any significant functionality. For extended use, the flowchart block boundaries and order may have been defined and still perform some important function. Alternative definitions of both functional components and flowchart blocks and sequences are therefore within the scope and spirit of the claimed invention.

본 발명은 또한 하나 이상의 실시예들의 용어로, 적어도 부분적으로 설명되었을 수 있다. 본 발명의 실시예는 본 발명, 그 측면, 그 특징, 그 개념, 및/또는 그 예를 나타내기 위해 여기에서 사용된다. 본 발명을 구현하는 장치, 제조의 물건, 머신, 및/또는 프로세스의 물리적인 실시예는 여기에 설명된 하나 이상의 실시예들을 참조하여 설명된 하나 이상의 측면들, 특징들, 개념들, 예들 등을 포함할 수 있다. 더구나, 전체 도면에서, 실시예들은 상기 동일한 또는 상이한 참조 번호들을 사용할 수 있는 상기 동일하게 또는 유사하게 명명된 기능들, 단계들, 모듈들 등을 통합할 수 있으며, 그와 같이, 상기 기능들, 단계들, 모듈들 등은 상기 동일한 또는 유사한 기능들, 단계들, 모듈들 등 또는 다른 것들일 수 있다.The invention may also be described, at least in part, in the language of one or more embodiments. Embodiments of the invention are used herein to describe the invention, aspects thereof, features thereof, concepts thereof, and / or examples thereof. The physical embodiment of an apparatus, article of manufacture, machine, and / or process for implementing the invention may include one or more aspects, features, concepts, examples, etc., described with reference to one or more embodiments described herein . Moreover, in the entire drawings, embodiments may incorporate the same or similarly named functions, steps, modules, etc. that may use the same or different reference numerals, and so forth, Steps, modules, etc., may be the same or similar functions, steps, modules, etc., or the like.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

201 : 대상체 202 : 도파관
203 : 센서 204 : 프리앰프
205 : 메인 앰프 207 : I/O 유닛
208 : DAS 209 : 서버
210 : 원격 클라이언트 301 : 대상체
302 : 프리앰프 303 : 메인 앰프
304 : 신호 조절기 305 : 데이터 수집 장치
306 : 실시간 후처리 분석 S/W 501 : 대상체
502 : 센서 503 : 데이터 수집부
504 : 데이터 전처리부 505 : 특징 표현부
506 : 특징 추출부 507 : 특징 선택부
508 : 통합 평가부
201: object 202: waveguide
203: sensor 204: preamplifier
205: main amplifier 207: I / O unit
208: DAS 209: Server
210: remote client 301: object
302: Preamplifier 303: Main amplifier
304: Signal conditioner 305: Data collecting device
306: Real-time post-processing analysis S / W 501: Object
502: sensor 503: data collecting unit
504: Data preprocessing unit 505:
506: Feature extraction unit 507: Feature selection unit
508: Integrated evaluation section

Claims (16)

대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템으로서,
대상체의 서로 다른 위치에 장착되어, 상기 대상체의 소성변형에 따른 탄성파로부터 각각 균열발생에 의한 음향방출신호와 누설발생에 의한 음향진동신호를 포함하는 대상신호를 감지하는 복수의 센서들; 및
상기 각 센서로부터 감지된 신호를 수집하고, 제1 센서 쌍으로부터 산출된 제1 법선과 제2 센서 쌍으로부터 산출된 제2 법선의 교차점을 이용하여 결함 위치를 추정하는 데이터 수집 장치를 포함하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템.
A system for estimating a defect location of a large structure,
A plurality of sensors mounted on different positions of the object to sense a target signal including an acoustic emission signal due to cracking and an acoustic vibration signal due to leak generation from elastic waves according to plastic deformation of the object; And
And a data collection device for collecting signals sensed by the sensors and estimating a defect position using an intersection of a first normal line calculated from the first sensor pair and a second normal line calculated from the second sensor pair, Fault Location Estimation System for Large Structures Using Dimension Point Location Estimation Technique.
제1항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치는,
상기 제1 법선을 상기 제1 센서 쌍의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출하며, 상기 제2 법선을 상기 제2 센서 쌍의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템.
The data acquisition system according to claim 1,
Calculating the first normal by the mean square root (RMS) of the first sensor pair, and calculating the second normal by the mean square root (RMS) of the second sensor pair, Fault Location Estimation System for Large Structures Using.
제1항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치는,
적어도 두 개의 센서들을 포함하는 제3 센서 그룹으로부터 상기 결함 위치의 z축 방향에 대한 위치를 추정하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템.
The data acquisition system according to claim 1,
And estimating a position in the z-axis direction of the defect position from a third sensor group including at least two sensors.
제3항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치는,
상기 교차점을 이용하여 추정된 위치와 상기 z축 방향에 대한 위치로부터 상기 결함의 3차원 상의 위치를 추정하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템.
4. The data collecting apparatus according to claim 3,
And estimating a three-dimensional position of the defect based on the estimated position using the intersection and the position with respect to the z-axis direction.
제3항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치는,
z축 방향에 대한 위치를 상기 제3 센서 그룹의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템.
4. The data collecting apparatus according to claim 3,
and calculating a position in the z-axis direction by a mean square root (RMS) of the third sensor group.
제3항에 있어서, 상기 제3 센서 그룹은,
상기 제1 센서 쌍 또는 상기 제2 센서 쌍과 지그재그로 배치되는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템.
The apparatus of claim 3, wherein the third sensor group comprises:
Wherein the first sensor pair or the second sensor pair is staggered with respect to the first sensor pair or the second sensor pair.
제1항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치는,
상기 대상체의 결함이 발생한 위치를 포인트로 표시하고, 상기 표시된 포인트를 군집화하여 결함의 발생 위치를 3차원으로 표시하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템.
The data acquisition system according to claim 1,
Wherein the position of the defects of the target object is represented by a point and the points are grouped so as to display the location of defects in a three-dimensional manner.
3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법으로서, 대상체의 결함 위치 추정을 위한 데이터 수집 장치에 의해 수행되는 각 단계가,
상기 대상체의 서로 다른 위치에 장착된 복수의 센서들로부터 센싱된 신호를 수집하는 단계;
상기 센서들 중에서 제1 센서 쌍으로부터 제1 법선을 산출하는 단계;
상기 센서들 중에서 제2 센서 쌍으로부터 제2 법선을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 제1 법선 및 제2 법선의 교차점을 이용하여 결함 위치를 추정하는 단계를 포함하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법.
A method for estimating a defect position of a large structure using a three-dimensional point position estimation technique, the method comprising the steps of:
Collecting a sensed signal from a plurality of sensors mounted at different positions of the object;
Calculating a first normal from the first sensor pair of the sensors;
Calculating a second normal from the second sensor pair among the sensors; And
And estimating a defect position using the calculated intersection points of the first and second normal lines.
제8항에 있어서, 상기 제1 법선을 산출하는 단계는,
상기 제1 법선을 상기 제1 센서 쌍의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법.
9. The method of claim 8, wherein the calculating the first normal comprises:
And calculating the first normal by the mean square root (RMS) of the first sensor pair.
제8항에 있어서, 상기 제2 법선을 산출하는 단계는,
상기 제2 법선을 상기 제2 센서 쌍의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법.
9. The method of claim 8, wherein the calculating the second normal comprises:
And calculating the second normal by the mean square root (RMS) of the second sensor pair.
제8항에 있어서, 상기 방법은,
적어도 두 개의 센서들을 포함하는 제3 센서 그룹으로부터 상기 결함 위치의 z축 방향에 대한 위치를 추정하는 단계;를 더 포함하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법.
9. The method of claim 8,
Estimating a position in the z-axis direction of the defect position from a third sensor group including at least two sensors.
제11항에 있어서, 상기 방법은,
상기 교차점을 이용하여 추정된 위치와 상기 z축 방향에 대한 위치로부터 상기 결함의 3차원 상의 위치를 추정하는 단계;를 더 포함하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법.
12. The method of claim 11,
Estimating a three-dimensional position of the defect from a position estimated using the intersection point and a position with respect to the z-axis direction; and estimating a defect position of the large structure using the three-dimensional point position estimation technique.
제11항에 있어서, 상기 z축 방향에 대한 위치를 추정하는 단계는,
상기 z축 방향에 대한 위치를 상기 제3 센서 그룹의 평균 제곱 근(RMS)에 의해 산출하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법.
12. The method of claim 11, wherein estimating the position in the z-
And calculating a position in the z-axis direction by a mean square root (RMS) of the third sensor group.
제11항에 있어서, 상기 제3 센서 그룹은,
상기 제1 센서 쌍 또는 상기 제2 센서 쌍과 지그재그로 배치되는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법.
12. The apparatus of claim 11, wherein the third sensor group comprises:
Wherein the first sensor pair or the second sensor pair is staggered with respect to the first sensor pair or the second sensor pair.
제8항에 있어서, 상기 방법은,
상기 대상체의 결함이 발생한 위치를 포인트로 표시하고, 상기 표시된 포인트를 군집화하여 결함의 발생 위치를 3차원으로 표시하는 단계를 더 포함하는, 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 방법.
9. The method of claim 8,
The method according to claim 1, further comprising the steps of: displaying a position where a defect of the target object is generated as a point and grouping the displayed points so as to display a defect occurrence position in three dimensions; .
청구항 8 내지 청구항 15 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded therein a program for executing the method according to any one of claims 8 to 15.
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