KR101880194B1 - 구조물의 진단 방법 및 진단 시스템 - Google Patents

구조물의 진단 방법 및 진단 시스템 Download PDF

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Abstract

구조물의 진단 방법은 제1 발진기 및 제2 발진기를 포함하는 구조물 진단 장치에서 수행될 수 있다. 구조물의 진단 방법은 제1 발진기에 의해 대상 구조물에서 생성되는 제1 초음파 신호, 제2 발진기에 의해 대상 구조물에서 생성되는 제2 초음파 신호 및 제1 및 제2 발진기에 의해 대상 구조물에서 생성되는 제3 초음파 신호를 각각 수신하는 단계; 상기 제3 초음파 신호에 기초하여 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계; 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호에 기초하여 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계; 및 상기 제1 상태 공간 어트랙터 및 상기 제2 상태 공간 어트랙터에 기초하여 상기 대상 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

구조물의 진단 방법 및 진단 시스템{DIAGNOSIS METHOD OF STRUCTURE AND DIAGNOSIS SYSTEM}
본 발명은 구조물의 진단에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조물의 진단 방법 및 진단 시스템에 관한 것이다.
구조물 진단은 구조물의 안전성을 판단하기 위해서 행해질 수 있다. 구조물의 손상이 발생하는 경우, 구조물의 안전성에 문제가 생길 수 있다. 따라서 구조물의 손상을 신속하게 파악하여 구조물에 적절한 조치를 취하는 것은 필수적이며, 현재, 구조물의 손상을 파악하기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다.
종래의 구조물의 진단 방법은 구조물의 현재 상태를 나타내는 현재 데이터를 획득하고, 현재 데이터를 정상 데이터(예를 들어, 구조물에 손상이 없는 경우 또는, 손상이 없는 구조물로부터 획득한 데이터)와 비교하여 구조물의 손상을 판단한다. 그러나, 현재 데이터는 손상 뿐만 아니라 온도, 진동 등의 진단 조건에 따라 변화할 수 있으므로, 진단 결과에 대한 신뢰도가 낮을 수 있다. 또한, 종래의 구조물의 진단 방법은 정상 데이터를 필요로 한다는 점에서 현장 적용성(field applicability)이 떨어질 수 있다.
본 발명의 일 목적은 진단 조건(온도, 진동 등)에 영향을 받지 않는 구조물의 진단 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적은 정상 데이터를 비교하지 않고 대상 구조물의 손상 여부를 판단할 수 있는 구조물의 진단 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적은 상기 구조물의 진단 방법을 수행하는 진단 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 제1 발진기 및 제2 발진기를 포함하는 구조물 진단 장치에서 수행될 수 있다. 상기 구조물의 진단 방법은 상기 제1 발진기에 의해 대상 구조물에서 생성되는 제1 초음파 신호, 상기 제2 발진기에 의해 상기 대상 구조물에서 생성되는 제2 초음파 신호 및 상기 제1 발진기 및 상기 제2 발진기에 의해 상기 대상 구조물에서 생성되는 제3 초음파 신호를 각각 수신하는 단계; 상기 제3 초음파 신호에 기초하여 제1 상태 공간 어트랙터(state space attractor)를 계산하는 단계; 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호에 기초하여 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계; 및 상기 제1 상태 공간 어트랙터 및 상기 제2 상태 공간 어트랙터에 기초하여 상기 대상 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 초음파 신호는 저주파수에 대응하고, 상기 제2 초음파 신호는 고주파수에 대응 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계는, 상기 제3 초음파 신호에서 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호를 제거하여 제1 처리 신호를 생성하는 단계; 상기 제1 처리 신호에 상응하는 제1 상태 공간을 생성하는 단계; 및 상기 제1 상태 공간에서 상기 제1 처리 신호에 대응하는 제1 상태 점(state point)이 속하는(belong) 상기 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계를 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계는, 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호를 합성하여 합성 신호를 생성하는 단계; 상기 합성 신호에서 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호를 제거하여 제2 처리 신호를 생성하는 단계; 상기 제2 처리 신호에 상응하는 제2 상태 공간을 생성하는 단계; 및 상기 제2 상태 공간에서 상기 제2 처리 신호에 대응하는 제2 상태 점이 속하는(belong) 상기 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계를 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 대상 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 상태 공간 어트랙터 및 상기 제2 상태 공간 어트랙터간의 상태 공간 어트랙터 차이를 산출하는 단계; 및 상기 상태 공간 어트랙터 차이에 기초하여 상기 대상 구조물의 손상 지수를 산출하는 단계를 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 대상 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 발진기 및 상기 제2 발진기 중 적어도 하나의 출력을 변경하여 상기 제1 내지 제3 초음파 신호들을 수신하는 단계 내지 상기 대상 구조물의 상기 손상 지수를 산출하는 단계를 반복하는 단계; 및 상기 대상 구조물의 손상 지수들의 정규 분포에 기초하여 손상 여부를 판단하는 기준인 임계치를 설정 할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 제1 발진기, 제2 발진기 및 수신기를 포함하는 구조물 진단 장치에서 수행될 수 있다. 상기 구조물의 진단 방법은, 상기 제1 발진기에 의해 대상 구조물에서 생성되는 제1 초음파 신호, 상기 제2 발진기에 의해 상기 대상 구조물에서 생성되는 제2 초음파 신호 및 상기 제1 발진기 및 상기 제2 발진기에 의해 상기 대상 구조물에서 생성되는 제3 초음파 신호를 각각 수신하는 단계; 상기 제3 초음파 신호에 기초하여 제3 상태 공간을 생성하는 단계; 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호에 기초하여 제4 상태 공간을 생성하는 단계; 및 상기 제3 상태 공간 및 상기 제4 상태 공간에 기초하여 상기 대상 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 대상 구조물의 손상 여부는, 상기 제3 상태 공간에 포함되는 제1 지점 및 상기 제4 상태 공간에 포함되되 상기 제1 지점에 상응하는 제2 지점 사이의 유클리디안 거리(Euclidean norm)에 기초하여 판단될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 대상 구조물의 손상 여부는, 상기 제3 상태 공간 및 상기 제4 상태 공간에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리들의 평균 및 표준 편차에 기초하여 판단될 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 진단 시스템은, 제1 주파수를 가지고 대상 구조물을 가진하는 제1 발진기; 제2 주파수를 가지고 대상 구조물을 가진하는 제2 발진기; 상기 제1 발진기에 의해 대상 구조물에서 생성되는 제1 초음파 신호, 상기 제2 발진기에 의해 상기 대상 구조물에서 생성되는 제2 초음파 신호 및 상기 제1 발진기 및 상기 제2 발진기에 의해 상기 대상 구조물에서 생성되는 제3 초음파 신호를 각각 수신하는 수신기; 및 상기 제3 초음파 신호에 기초하여 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하고, 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호에 기초하여 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하며, 상기 제1 상태 공간 어트랙터 및 상기 제2 상태 공간 어트랙터에 기초하여 상기 대상 구조물의 손상 여부를 판단하는 제어부를 포함 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3)에 기초하여 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들을 계산하고, 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제1 상태 공간 어트랙터는 특정 시점에서의 대상 구조물(10)의 상태(즉, 현재 상태)를 나타내고, 제2 상태 공간 어트랙터는 제1 상태 공간 어트랙터와의 관계에서 특정 시점에서의 대상 구조물(10)의 정상 상태를 나타낼 수 있다. 따라서, 구조물의 진단 방법은 진단 조건(예를 들어, 온도, 진동 등)의 영향성을 배제하고, 기존 데이터(예를 들어, 대상 구조물(10)이 정상 상태일 때 측정된 데이터)와 비교할 필요 없이, 대상 구조물(10)의 손상 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 구조물의 진단 방법은 제1 발진기(111) 및 제2 발진기(112) 중 적어도 하나의 출력을 변경하여 대상 구조물(10)을 가진하여 복수의 손상 지수들을 산출하고, 복수의 손상 지수들에 확률 분포를 적용하여 임계치(즉, 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단하는 기준인 임계치)를 설정할 수 있다. 따라서, 구조물의 진단 방법은 기존 데이터에 기초하여 기 설정된 임계치를 필요로 하지 않고, 진단 조건의 변화 등을 고려하여 보다 신뢰성 있는 임계치를 설정할 수 있으며, 대상 구조물(10)의 손상 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 진단 시스템은 제1 발진기 및 제2 발진기를 포함하므로, 상기 구조물의 진단 방법을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 진단 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 진단 시스템에서 이용하는 비선형 초음파 변조를 설명하는 도면이다.
도 3c는 도 1의 진단 시스템에서 이용하는 상태 공간 어트랙터를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5a는 도 4의 제어부에서 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5b는 도 4의 제어부에서 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6a는 도 4의 제어부에서 생성된 처리 신호의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6b 및 도 6c는 도 4의 제어부에서 생성된 상태 공간의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 4의 제어부에서 임계치를 설정하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 진단 시스템에 의해 생성된 판단 결과의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10a는 도 9의 방법에 포함된 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 10b는 도 9의 방법에 포함된 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 9의 방법에 포함된 대상 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 12는 도 11의 방법에서 사용되는 임계치를 설정하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 진단 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 진단 시스템(100)은 발진부(110), 수신부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
발진부(110)는 대상 구조물(10)을 가진(excite)하고, 대상 구조물(10)에서 초음파 신호를 생성시킬 수 있다. 발진부(110)는 비접촉 방식으로 대상 구조물(10)을 가진 할 수 있다. 예를 들어, 발진부(110)는 공기 결합 트랜스듀서(air coupled transducer; ACT)와 같은 비접촉식 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발진부(110)는 펄스 레이저 및 회전 거울을 포함하고, 펄스 레이저는 레이저 빔을 발생시키며, 회전 거울은 레이저 빔을 대상 구조물(10)에 제공할 수 있다. 이 경우, 대상 구조물(10)(또는, 대상 구조물(10)의 특정 지점)은 가진되어 초음파 신호를 생성할 수 있다.
실시예들에서, 발진부(110)는 제1 발진기(111) 및 제2 발진기(112)를 포함할 수 있다. 제1 발진기(111)는 제1 검사 신호(LF)(예를 들어, 초음파 신호)를 생성하여 대상 구조물(10)을 가진할 수 있다. 이 경우, 대상 구조물(10)에서는 제1 검사 신호(LF)에 대응하여 제1 초음파 신호(S_UW1)가 생성될 수 있다. 여기서, 제1 검사 신호(LF)는 저주파수를 가지고, 제1 초음파 신호(S_UW1)는 제1 검사 신호(LF)에 대응하여 저주파수를 가질 수 있다. 유사하게, 제2 발진기(112)는 제2 검사 신호(HF)를 생성하여 대상 구조물(10)을 가진할 수 있다. 이 경우, 대상 구조물(10)에서는 제2 검사 신호(HF)에 대응하여 제2 초음파 신호(S_UW2)가 생성될 수 있다. 여기서, 제2 검사 신호(HF) 및 제2 초음파 신호(S_UW2)는 고주파수를 가질 수 있다.
발진 시스템(110)은 제1 발진기(111) 및 제2 발진기(112)를 동시에 이용하여 대상 구조물(10)을 가진 할 수 있다. 이 경우, 대상 구조물(10)에서는 제1 검사 신호(LF) 및 제2 검사 신호(HF)에 대응하는 제3 초음파 신호(S_UW3)가 생성될 수 있다. 제3 초음파 신호(S_UW3)는 제1 검사 신호(LF) 및 제2 검사 신호(HF)에 대응하여 저주파수 및 고주파수를 포함할 수 있다. 또한, 대상 구조물(10)이 손상(예를 들어, 피로 균열)과 같은 비선형성을 가지는 경우, 비선형 초음파 변조((nonlinear ultrasonic modulation)에 따라 변조 주파수를 더 포함할 수 있다. 여기서, 변조 주파수는 대상 구조물(10)의 비선형성에 따라 고주파수 및 저주파수의 상호 작용에 의하여 변조/생성된 주파수일 수 있다. 비선형 초음파 변조에 대해서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명하기로 한다.
수신부(120)(또는, 수신기)는 대상 구조물(10)에서 생성된 초음파 신호(예를 들어, 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3))를 수신할 수 있다. 발진부(120)와 유사하게, 수신부(120)는 비접촉 방식으로 초음파 신호를 수신할 수 있다.
제어부(130)는 초음파 신호(예를 들어, 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3))에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단 할 수 있다.
실시예들에서, 제어부(130)는 제3 초음파 신호(S_UW3)에 기초하여 제1 상태 공간 어트랙터(first state space attractor)를 계산하고, 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)에 기초하여 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하며, 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 상태 공간은 동적 시스템을 설명하기 위해 상태 변수(예를 들어, 초음파 신호의 크기 및 기울기)에 의해 정의되는 공간(예를 들어, 상태 변수가 축을 이루는 공간)이고, 상태 공간 어트랙터는 동적 시스템의 특성을 표현하는 변수로서, 동적 시스템의 과도 상태가 진행(또는, 종료)됨에 따라 벡터(예를 들어, 동적 시스템의 상태를 나타내는 벡터)가 접근(또는, 도달)하는 궤도 또는 특정 지점일 수 있다. 상태 공간 어트랙터에 대해서는 도 3c를 참조하여 설명하기로 한다.
제1 상태 공간 어트랙터는 제3 초음파 신호(S_UW3)(예를 들어, 변조 주파수를 가지는 제3 초음파 신호(S_UW3))에 기초하여 계산되므로, 대상 구조물(10)의 현재 상태(예를 들어, 손상 상태)에 대응하는 특성을 나타낼 수 있다. 제2 상태 공간 어트랙터는 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)에 기초하여 계산되므로, 대상 구조물(10)의 정상 상태에 대응하는 특성을 나타낼 수 있다.
실시예들에서, 제어부(130)는 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들간의 상태 공간 어트랙터 차이를 산출하고, 상태 공간 어트랙터 차이에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 지수를 산출할 수 있다. 여기서, 상태 공간 어트랙터 차이는 대상 구조물(10)의 현재 상태 및 정상 상태간의 차이에 대응하고, 대상 구조물(10)의 손상에 대응하여 변화할 수 있다. 상태 공간 어트랙터 차이를 산출하는 구성 및 손상 지수를 산출하는 구성에 대해서는 도 6a 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
즉, 제어부(130)는 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3)에 기초하여 대상 구조물(10)의 현재 상태 및 정상 상태에 각각 대응하는 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들을 계산하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 발진부(110) 및 수신부(120)는 링 형태(또는, 반원 형태)의 지지대에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 발진기(111)는 지지대의 상부 내측면에 배치되고, 제2 발진기(112)는 지지대의 하부 내측면에 배치되며, 수신부(120)는 지지대의 중앙 내측면에 배치될 수 있다. 참고로, 비접촉 방식으로 대상 구조물(10)을 가진하여 초음파 신호를 수신하기 위해서는, 초음파 신호의 주파수에 따라 특정 각도를 가지고 검사 신호(예를 들어, 초음파 신호)를 대상 구조물(10)의 표면에 입사시켜야 한다. 지지대가 링 형태를 가지는 경우, 진단 시스템(100)은 지지대의 중심(즉, 링 형태의 중심)을 대상 구조물(10)의 축과 일치시킴으로써, 상기 특정 각도를 가지고 대상 구조물(10)을 용이하게 가진 할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 진단 시스템(100)은 회전기(20) 및 레일(30)을 더 포함할 수 있다. 회전기(20)는 원통 형태의 대상 구조물(10)을 고정하고, 대상 구조물(10)의 축을 기준으로 대상 구조물(10)을 회전시킬 수 있다. 레일(30)은 지지대(즉, 발진부(110) 및 수신부(120)가 배치된 지지대)를 대상 구조물(10)의 축 방향을 따라 이동 시킬 수 있다. 따라서, 진단 시스템(100)은 원통 형태의 대상 구조물(10)의 전체를 용이하게 진단할 수 있다.
도 1 내지 도 2b를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 진단 시스템(100)은 대상 구조물(10)을 가진 하여 제1 초음파 신호(S_UW1), 제2 초음파 신호(S_UW2) 및 제3 초음파 신호(S_UW3)(즉, 비선형 초음파 변조에 따른 변조 주파수를 포함하는 제3 초음파 신호(S_UW3))를 획득하고, 제3 초음파 신호(S_UW3)에 기초하여 대상 구조물(10)의 현재 상태에 대응하는 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하며, 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)에 기초하여 대상 구조물(10)의 정상 상태에 대응하는 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하고, 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들간의 상태 공간 어트랙터 차이를 산출하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다. 진단 시스템(100)은 제1 상태 공간 어트랙터와의 관계에서 대상 구조물(10)의 정상 상태를 나타내는 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하므로, 기존 데이터(예를 들어, 정상 상태로 판단되는 대상 구조물(10)로부터 획득/저장된 데이터)를 필요로 하지 않을 수 있다. 또한, 상태 공간 어트랙터 차이를 산출하는 과정에서 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들에 포함된 노이즈(예를 들어, 진단 조건(예를 들어, 온도, 진동 등)의 변화에 대응하는 성분)는 제거되므로, 진단 시스템(100)은 진단 조건에 영향을 받지 않고 대상 구조물(10)의 손상 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
진단 시스템(100)(또는, 제어부(140))에서 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단하는 구체적인 구성을 설명하기에 앞서, 진단 시스템(100)에서 이용하는 비선형 초음파 변조 및 상태 공간 어트랙터를 먼저 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 진단 시스템에서 이용하는 비선형 초음파 변조를 설명하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 진단 시스템(100)은 제1 주파수(Wa)를 가지는 제1 검사 신호(LF) 및 제2 주파수(Wa)를 가지는 제2 검사 신호(HF)를 동시에 이용하여 대상 구조물(10)을 가진 할 수 있다. 여기서, 제1 주파수(Wa)는 제2 주파수(Wb)보다 작고, 예를 들어, 제1 주파수(Wa)는 저주파수이고, 제2 주파수(Wb)는 고주파수일 수 있다. 이 경우, 대상 구조물(10)에서는 제1 및 제2 검사 신호들(LF 및 HF)에 대응하여 제3 초음파 신호(S_UW3)가 생성(또는, 출력)될 수 있다.
도 3a에 도시된 대상 구조물(10)은 정상 상태일 수 있다. 즉, 대상 구조물(10)은 선형성을 가질 수 있다. 진단 시스템(100)이 제1 및 제2 검사 신호들(LF 및 HF)을 이용하여 대상 구조물(10)을 가진하는 경우, 제3 초음파 신호(S_UW3)는 제1 및 제2 검사 신호들(LF 및 HF)에 대응하는 제1 주파수(Wa) 및 제2 주파수(Wb)를 가질 수 있다.
한편, 도 3b에 도시된 대상 구조물(10)은 손상 상태이고, 예를 들어, 피로 균열을 포함할 수 있다. 즉, 대상 구조물(10)은 비선형성을 가질 수 있다. 이 경우, 제3 초음파 신호(S_UW3)는 제1 주파수(Wa) 및 제2 주파수(Wb) 뿐만 아니라 변조 주파수(MF)를 포함할 수 있다. 변조 주파수(MF)는 대상 구조물(10)의 비선형성에 따른 제1 주파수(Wa) 및 제2 주파수(Wb)간의 상호 작용에 의해 나타나며, 변조 주파수(MF)는 제1 주파수(Wa) 및 제2 주파수(Wb) 간의 덧셈/뺄셈 조합으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 변조 주파수(MF)는 Wb-Wa, Wb-2Wa, Wb+Wa 및 Wb+2Wa 를 포함할 수 있다.
한편, 도 3b에 도시된 제3 초음파 신호(S_UW3)는 조화 주파수(예를 들어, 2Wa)를 더 포함할 수 있으나, 조화 주파수는 대상 구조물(10)의 비선형성이 아니라 진단 시스템(100)의 비선형에 기인하여 발생할 수 있다. 즉, 조화 주파수는 도 3a에 도시된 제3 초음파 신호(S_UW3)에 포함될 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 대상 구조물(10)이 정상 상태인 경우에는 고주파 신호 및 저주파 신호의 동시 가진에 의해 변조 신호가 나타나지 않고(또는, 생성되지 않고), 대상 구조물(10)이 손상 상태인 경우에는 비선형 초음파 변조에 따라 고주파 신호 및 저주파 신호의 동시 가진에 의해 변조 신호가 나타날 수 있다.
도 3c는 도 1의 진단 시스템에서 이용하는 상태 공간 어트랙터를 설명하는 도면이다.
도 3c를 참조하면, 상태 공간은 동적 시스템의 상태 변수 x(예를 들어, 제1 상태 변수(x1) 및 제2 상태 변수(x2))에 의해 정의되는 공간으로, 제1 상태 변수(x1)는 크기(예를 들어, 초음파 신호의 크기, 또는 반경의 방향)를 나타내고, 제2 상태 변수(x2)는 각도(예를 들어, 초음파 신호의 접선 기울기)를 나타낼 수 있다. 상태 변수 x의 초기 값에 따라 동적 시스템의 상태는 다양한 벡터들(또는, 궤적들)로 표현될 수 있다. 한편, 동적 시스템의 과도 상태가 진행(또는, 종료)되는 경우, 벡터들은 상태 공간 어트랙터에 접근 또는 도달하고, 상태 공간 어트랙터는 모든 벡터들이 속하는(belong to) 기하학적인 객체(예를 들어, 궤도, 지점)일 수 있다.
도 4는 도 1의 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 제어부(130)는 계산부(410) 및 판단부(420)를 포함할 수 있다.
계산부(410)는 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3)에 기초하여 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들을 계산할 수 있다.
실시예들에서, 계산부(410)는 제1 계산 블록(411) 및 제2 계산 블록(412)을 포함할 수 있다. 제1 계산 블록(411)은 제3 초음파 신호(S_UW1)에 기초하여 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하고, 제2 계산 블록(412)은 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)에 기초하여 제2 상태 공간 어트랙터를 계산할 수 있다.
도 5a는 도 4의 제어부에서 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 5b는 도 4의 제어부에서 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 6a는 도 4의 제어부에서 생성된 처리 신호의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 6b 및 도 6c는 도 4의 제어부에서 생성된 상태 공간의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5a를 참조하면, 제1 계산 블록(411)은 제3 초음파 신호(S_UW3)에서 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)을 제거하여 제1 처리 신호(S_P1)를 생성할 수 있다. 제3 초음파 신호(S_UW3)는, 앞서 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 주파수(Wa), 제2 주파수(Wb) 및 조화 신호(즉, 진단 시스템(10)의 비선형성에 의해 발생하는 조화 신호)를 포함할 수 있다. 또한, 대상 구조물(10)에 손상이 존재하는 경우, 제3 초음파 신호(S_UW3)는 변조 주파수(MF)를 더 포함할 수 있다. 제1 계산 블록(411)은 제3 초음파 신호(S_UW3)에서 제1 초음파 신호(S_UW1) 및 제2 초음파 신호(S_UW2)(또는, 이들에 대응하는 신호)를 제거함으로써, 대상 구조물(10)의 손상 상태를 나타내는 주요 성분인 변조 주파수(MF)를 포함하는 제1 처리 신호(S_P1)를 획득할 수 있다.
이후, 제1 계산 블록(411)은 제1 처리 신호(S_P1)에 상응하는 제1 상태 공간을 생성하고, 제1 상태 공간에서 제1 처리 신호(S_P1)의 제1 상태 공간 어트랙터를 계산할 수 있다. 앞서 도 3c를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 상태 공간 어트랙터는 제1 상태 공간에서 제1 처리 신호(S_P1)에 대응하는 제1 상태 점(state point)(또는, 벡터)이 최종적으로 속하는(또는, 도달하는) 궤도일 수 있다.
도 6a를 참조하면, 제1 처리 신호(S_P1)의 크기는 시간(T) 경과에 따라 변화하고, 제1 처리 신호(S_P1)에 대한 접선 기울기(SLOPE)도 시간(T) 경과에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 제1 시점(T1)에서, 제1 처리 신호(S_P1)의 크기는 제1 크기(A1)와 같고, 제1 처리 신호(S_P1)의 접선 기울기(SLOPE)는 제1 기울기(S1)와 같을 수 있다.
예를 들어, 제1 계산 블록(411)은 제1 처리 신호(S_P1)의 크기 및 기울기를 상태 변수로 하여 제1 상태 공간을 생성할 수 있다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 처리 신호(S_P1)의 상태는 제1 상태 공간(예를 들어, 현재 상태 공간(CSS)) 상에서 시간(T) 경과에 따라 나선형 형태를 가지고 변화할 수 있다. 제1 상태 점(Y')은 제1 시점(T1)에서의 제1 처리 신호(S_P1)의 상태를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 제1 계산 블록(411)은 특정 시점에서의 상태 점을 제1 상태 공간 어트랙터로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 계산 블록(411)은 무한대 시점에서의 상태 점을 제1 상태 공간 어트랙터로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 계산 블록(411)은 제1 상태 점(Y')을 제1 상태 공간 어트랙터로 결정할 수 있다.
한편, 도 5b를 참조하면, 제2 계산 블록(412)은 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)을 합성하여 합성 신호(S_C)를 생성하고, 합성 신호(S_C)에서 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)을 제거하여 제2 처리 신호(S_P2)을 생성할 수 있다. 합성 신호(S_C)는 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)과 실질적으로 동일하므로, 제2 처리 신호(S_P2)는 실질적으로 주파수 성분을 포함하지 않고, 진단 시스템(10), 진단 환경 등에 기인한 일부 노이즈를 포함할 수 있다.
이후, 제2 계산 블록(412)은 제2 처리 신호(S_P2)에 상응하는 제2 상태 공간을 생성하고, 제2 상태 공간에서 제2 처리 신호(S_P2)의 제2 상태 공간 어트랙터를 계산할 수 있다. 제2 상태 공간 어트랙터는 제2 상태 공간에서 제2 처리 신호(S_P2)에 대응하는 제2 상태 점(state point)(또는, 벡터)이 최종적으로 속하는(또는, 도달하는) 궤도일 수 있다.
도 6a를 참조하여 설명한 제1 처리 신호(S_P1)와 유사하게, 제2 처리 신호(S_P2)의 크기는 시간(T) 경과에 따라 변화하고, 제2 처리 신호(S_P2)에 대한 접선 기울기(SLOPE)도 시간(T) 경과에 따라 변화할 수 있다.
제2 계산 블록(412)은 제2 처리 신호(S_P2)의 크기 및 기울기를 상태 변수로 하여 제2 상태 공간을 생성할 수 있다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 제2 처리 신호(S_P2)의 상태는 제2 상태 공간(예를 들어, 베이스라인 상태 공간(BSS)) 상에서 시간(T) 경과에 따라 나선형 형태를 가지고 변화할 수 있다. 제2 상태 점(Y)은 제1 시점(T1)에서의 제2 처리 신호(S_P2)의 상태를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 제2 계산 블록(412)은 특정 시점에서의 상태 점을 제2 상태 공간 어트랙터로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 계산 블록(412)은 무한대 시점에서의 상태 점을 제2 상태 공간 어트랙터로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 계산 블록(412)은 제2 상태 점(Y)을 제2 상태 공간 어트랙터로 결정할 수 있다.
도 5a 내지 도 6c를 참조하여 설명한 바와 같이, 계산부(410)는 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3)에 기초하여 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들을 계산하고, 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들은 제1 시점(T1)에서의 제1 상태 점(Y') 및 제2 상태 점(Y)에 대응할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 판단부(420)는 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다.
실시예들에서, 판단부(420)는 차이 산출 블록(421), 지수 산출 블록(422), 판단 블록(423) 및 임계값 설정 블록(424)을 포함할 수 있다.
차이 산출 블록(421)은 제1 상태 공간 어트랙터 및 제2 상태 공간 어트랙터 간의 상태 공간 어트랙터 차이를 산출할 수 있다.
실시예들에서, 차이 산출 블록(421)은 제1 상태 공간에 포함되는 제1 지점 및 제2 상태 공간에 포함되는 제2 지점에 기초하여 제1 상태 공간 어트랙터 차이를 산출할 수 있다. 여기서, 제2 지점은 제1 지점에 상응할 수 있다. 예를 들어, 제1 지점은 도 6b에 도시된 제1 상태 점(Y')으로, 제1 시점(T1)에서 제1 처리 신호(S_P1)의 크기(AMPLITUDE) 및 기울기(SLOPE)를 나타낼 수 있다. 유사하게, 제2 지점은 도 6c에 도시된 제2 상태 점(Y)이고, 제1 시점(T1)에서 제2 처리 신호(S_P2)의 크기(AMPLITUDE) 및 기울기(SLOPE)를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 차이 산출 블록(421)은 제1 지점과 제2 지점 사이의 유클리디안 거리(Euclidean norm)에 기초하여 상태 공간 어트랙터 차이를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
U=
Figure 112016051722457-pat00001
Y-Y`
Figure 112016051722457-pat00002
Y`는 제1 상태 공간에서 제1 지점의 값을 나타내고, Y는 제2 상태 공간에서 제1 지점에 상응하는 제2 지점의 값을 나타내고, U는 제1 지점과 제2 지점 사이의 유클리디안 거리를 나타낸다. 예를 들어, 대상 구조물(10)의 손상 정도가 증가함에 따라, 유클리디안 거리(U)의 값은 증가할 수 있다.
지수 산출 블록(422)은 상태 공간 어트랙터 차이에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 지수(Damage Index, DI)를 산출할 수 있다.
실시예들에서, 지수 산출 블록(422)은 제1 상태 공간 및 제2 상태 공간에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리의 평균 및 표준 편차에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 지수를 산출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112016051722457-pat00003
Figure 112016051722457-pat00004
는 제1 상태 공간에 포함되는 복수의 지점들 및 제2 상태 공간에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리의 평균을 나타내고,
Figure 112016051722457-pat00005
는 제1 상태 공간에 포함되는 복수의 지점들 및 제2 상태 공간에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리의 표준편차를 나타내며,
Figure 112016051722457-pat00006
는 제2 상태 공간에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리의 평균을 나타내고,
Figure 112016051722457-pat00007
는 제2 상태 공간에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리의 표준편차를 나타내며, D는 손상 지수를 나타낸다.
판단 블록(423)은 손상 지수에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다. 실시예들에서, 판단 블록(423)은 지수 산출 블록(422)에서 산출된 손상 지수가 임계치(또는, 임계값)를 초과하는지 여부를 판단하고, 손상 지수가 임계치를 초과하는 경우, 대상 구조물(10)이 손상된 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 임계치는 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단하는 기준이고, 대상 구조물(10)의 손상 지수들에 기초하여 설정될 수 있다.
임계값 설정 블록(424)은 대상 구조물(10)의 손상 지수들의 정규 분포에 기초하여 임계치를 설정할 수 있다.
도 7은 도 4의 제어부에서 임계치를 설정하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 8은 도 1의 진단 시스템에 의해 생성된 판단 결과의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 진단 시스템(100)은 제1 발진기(111) 및 제2 발진기(112) 중 적어도 하나의 출력을 변경하여 대상 구조물(10)을 가진하고, 대상 구조물(10)에서 생성되는 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3)을 수신하고, 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3)에 기초하여 손상 지수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 발진기(111)는 상호 다른 5개의 저주파수들 중 하나에 대응하는 제1 검사 신호(LF)를 출력하고, 제2 발진기(112)는 상호 다른 4개의 고주파수들 중 하나에 대응하는 제2 검사 신호(HF)를 출력할 수 있다. 따라서, 제1 그래프(710)에 도시된 바와 같이, 진단 시스템(100)은 5개의 저주파수들 및 4개의 고주파수들을 조합함으로써, 총 20개의 손상 지수들을 산출할 수 있다.
이 경우, 임계값 설정 블록(424)은, 제2 그래프(720)에 도시된 바와 같이, 20개의 손상 지수들을 오름차순으로 정렬하고, 20개의 손상 지수들 중 일부의 정규 분포(730)에 기초하여 임계치를 설정할 수 있다. 예를 들어, 임계값 설정 블록(424)은, 재정렬된 손상 지수들 중에서 제1 내지 제14 손상 지수들(예를 들어, 상대적으로 작은 값을 가지는 제1 내지 제14 손상 지수들)을 선택하고, 제1 내지 제13 손상 지수들에 대해 확률 분포를 적용하여 임계치를 설정할 수 있다. 예를 들어, 정규 분포 상 특정 범위(예를 들어, 95% 범위)에 대응하는 값을 임계치로 설정할 수 있다.
한편, 판단 블록(423)은 손상 지수들이 임계값 설정 블록(424)에서 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하고, 손상 지수가 임계치를 초과하는 경우, 대상 구조물(10)이 손상된 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제2 그래프(720)에 도시된 제17 내지 제20 손상 지수들(740)은 임계치를 초과할 수 있다. 따라서, 판단 블록(423)은 대상 구조물(10)에 손상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 판단 결과(810)는 정상 상태의 대상 구조물(10)에 대한 손상 지수들을 나타낼 수 있다. 대상 구조물(10)이 정상 상태인 경우(즉, 대상 구조물(10)이 손상을 포함하지 않는 경우), 제1 상태 공간 어트랙터는 제2 상태 공간 어트랙터와 유사하고, 제1 상태 공간 어트랙터 및 제2 상태 공간 어트랙터간의 상태 공간 어트랙터 차이는 상대적으로 작을 수 있다. 따라서, 손상 지수들(즉, 상태 공간 어트랙터 차이에 기초하여 산출된 손상 지수들)은 유사한 값들을 가질 수 있다.
이 경우, 임계값 설정 블록(424)은, 제1 판단 결과(810)에 기초하여(즉, 제1 판단 결과(810)에 포함된 손상 지수들 중 일부에 기초하여) 임계치를 설정할 수 있고, 예를 들어, 임계치는 손상 지수들의 정규 분포에 따라 0.1일 수 있다.
제1 판단 결과(810)에 도시된 바와 같이, 손상 지수들은 0.1인 임계치보다 작으므로, 판단 블록(423)은 대상 구조물(10)에 손상이 없는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 제2 판단 결과(820)는 손상 상태의 대상 구조물(10)에 대한 손상 지수들을 나타낼 수 있다. 대상 구조물(10)이 손상 상태인 경우(즉, 대상 구조물(10)이 손상을 포함하는 경우), 제1 상태 공간 어트랙터는 제2 상태 공간 어트랙터와 차이가 있고(즉, 제1 상태 공간 어트랙터는 변조 주파수에 대응하는 성분을 포함하고), 제1 상태 공간 어트랙터 및 제2 상태 공간 어트랙터간의 상태 공간 어트랙터 차이는 상대적으로 클 수 있다. 따라서, 특정 손상 지수는 상대적으로 큰 값을 가질 수 있다.
이 경우, 임계값 설정 블록(424)은, 제2 판단 결과(820)에 기초하여(즉, 제2 판단 결과(820)에 포함된 손상 지수들 중 일부에 기초하여) 임계치를 설정할 수 있고, 예를 들어, 임계치는 손상 지수들의 정규 분포에 따라 0.2일 수 있다. 제2 판단 결과(820)에 포함된 손상 지수들은 제1 판단 결과(810)에 포함된 손상 지수들보다 클 수 있으므로, 제2 판단 결과(820)에 대한 임계치는 제1 판단 결과(810)에 대한 임계치보다 클 수 있다.
제2 판단 결과(820)에 도시된 바와 같이, 특정 손상 지수는 0.2인 임계치보다 크므로, 판단 블록(423)은 대상 구조물(10)에 손상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 제어부(130)는 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3)에 기초하여 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들을 계산하고, 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제1 상태 공간 어트랙터는 특정 시점에서의 대상 구조물(10)의 상태(즉, 현재 상태)를 나타내고, 제2 상태 공간 어트랙터는 제1 상태 공간 어트랙터와의 관계에서 특정 시점에서의 대상 구조물(10)의 정상 상태를 나타낼 수 있다. 따라서, 제어부(130)는, 진단 조건(예를 들어, 온도, 진동 등)의 영향성을 배제하고, 기존 데이터(예를 들어, 대상 구조물(10)이 정상 상태일 때 측정된 데이터)와 비교할 필요 없이, 대상 구조물(10)의 손상 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 진단 시스템(100)은 제1 발진기(111) 및 제2 발진기(112) 중 적어도 하나의 출력을 변경하여 대상 구조물(10)을 가진하여 복수의 손상 지수들을 산출하고, 복수의 손상 지수들에 확률 분포를 적용하여 임계치(즉, 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단하는 기준인 임계치)를 설정할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 기존 데이터에 기초하여 기 설정된 임계치를 필요로 하지 않고, 진단 조건의 변화 등을 고려하여 보다 신뢰성 있는 임계치를 설정할 수 있으며, 대상 구조물(10)의 손상 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이고, 도 10a는 도 9의 방법에 포함된 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이며, 도 10b는 도 9의 방법에 포함된 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이고, 도 11은 도 9의 방법에 포함된 대상 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 9를 참조하면, 도 9의 방법은 도 1의 진단 시스템(100)에서 수행될 수 있다.
도 9의 방법은 제1 발진기(111)에 의해 대상 구조물(10)에서 생성되는 제1 초음파 신호(S_UW1), 제2 발진기(112)에 의해 대상 구조물(10)에서 생성되는 제2 초음파 신호(S_UW2) 및 제1 및 제2 발진기들(111 및 112)에 의해 대상 구조물(10)에서 생성되는 제3 초음파 신호(S_UW3)를 각각 수신할 수 있다(S910).
도 9의 방법은 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1, S_UW2 및 S_UW3)에 기초하여 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들을 계산할 수 있다(S920).
실시예들에서, 도 9의 방법은 제3 초음파 신호(S_UW3)에 기초하여 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하고, 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)에 기초하여 제2 상태 공간 어트랙터를 계산할 수 있다. 앞서, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 초음파 신호(S_UW1)는 저주파수에 대응하고, 제2 초음파 신호(S_UW2)는 고주파수에 대응하며, 제3 초음파 신호(S_UW3)는 저주파수 및 고주파수간의 상호 작용에 의한 변조 주파수를 포함할 수 있다.
도 10a를 참조하면, 도 9의 방법은 제3 초음파 신호(S_UW3)에서 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)을 제거하여 제1 처리 신호(S_P1)를 생성할 수 있다(S1010). 앞서 도 5a를 참조하여 설명한 바와 같이, 도 9의 방법은 제3 초음파 신호(S_UW3)에서 제1 초음파 신호(S_UW1) 및 제2 초음파 신호(S_UW2)(또는, 이들에 대응하는 신호)를 제거함으로써, 대상 구조물(10)의 손상 상태를 나타내는 주요 성분인 변조 주파수(MF)를 포함하는 제1 처리 신호(S_P1)를 획득할 수 있다. 이후, 도 9의 방법은 제1 처리 신호(S_P1)에 상응하는 제1 상태 공간을 생성하고(S1020), 제1 상태 공간에서 제1 처리 신호(S_P1)의 제1 상태 공간 어트랙터를 계산할 수 있다(S1030). 앞서 도 3c를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 상태 공간 어트랙터는 제1 상태 공간에서 제1 처리 신호(S_P1)에 대응하는 제1 상태 점(state point)(또는, 벡터)이 최종적으로 속하는(또는, 도달하는) 궤도일 수 있다. 도 6a 및 6b를 참조하여 설명한 바와 같이, 도 9의 방법은 제1 처리 신호(S_P1)의 크기 및 기울기를 상태 변수로 하여 제1 상태 공간을 생성하고, 제1 상태 점(Y')을 제1 상태 공간 어트랙터로 결정할 수 있다.
도 10b를 참조하면, 도 9의 방법은 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)을 합성하여 합성 신호(S_C)를 생성하고(S1040), 합성 신호(S_C)에서 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)을 제거하여 제2 처리 신호(S_P2)을 생성할 수 있다(S1050). 앞서 도 5b를 참조하여 설명한 바와 같이, 합성 신호(S_C)는 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)과 실질적으로 동일하므로, 제2 처리 신호(S_P2)는 실질적으로 주파수 성분을 포함하지 않고, 진단 시스템(10), 진단 환경 등에 기인한 일부 노이즈를 포함할 수 있다. 이후, 도 9의 방법은 제2 처리 신호(S_P2)에 상응하는 제2 상태 공간을 생성하고(S1060), 제2 상태 공간에서 제2 처리 신호(S_P2)의 제2 상태 공간 어트랙터를 계산할 수 있다(S1070). 도 6a 및 6c를 참조하여 설명한 바와 같이, 도 9의 방법은 제2 처리 신호(S_P2)의 크기 및 기울기를 상태 변수로 하여 제2 상태 공간을 생성하고, 제2 상태 점(Y)을 제2 상태 공간 어트랙터로 결정할 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 도 9의 방법은 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다(S930).
도 11을 참조하면, 도 9의 방법은 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들간의 상태 공간 어트랙터 차이를 산출하고(S1110), 상태 공간 어트랙터 차이에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 지수를 산출할 수 있다(S1120).
도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 도 9의 방법은 제1 상태 공간에 포함되는 제1 지점 및 제2 상태 공간에 포함되되 제1 지점에 상응하는 제2 지점에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 지수를 산출할 수 있다. 여기서, 제1 지점은 도 6b에 도시된 제1 상태 점(Y')에 상응하고, 제2 지점은 도 6c에 도시된 제2 상태 점(Y)에 상응할 수 있다. 예를 들어, 도 9의 방법은 제1 지점과 제2 지점 사이의 유클리디안 거리에 기초하여 손상 지수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 도 9의 방법은 제1 상태 공간 및 제2 상태 공간에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리들의 평균 및 표준 편차에 기초하여 손상 지수를 산출할 수 있다. 유클리디안 거리를 산출하는 구성 및 손상 지수를 산출하는 구성은 앞서 도 4를 참조하여 설명한 유클리디안 거리를 산출하는 구성 및 손상 지수를 산출하는 구성과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
도 9의 방법은 대상 구조물(10)의 손상 지수가 임계치를 초과하는 지 여부를 판단하고, 손상 지수가 임계치를 초과하는 경우 대상 구조물(10)에 손상이 발생한 것으로 판단할 수 있다(S1130).
도 9 내지 도 10b를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3)에 기초하여 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들을 계산하고, 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제1 상태 공간 어트랙터는 특정 시점에서의 대상 구조물(10)의 상태(즉, 현재 상태)를 나타내고, 제2 상태 공간 어트랙터는 제1 상태 공간 어트랙터와의 관계에서 특정 시점에서의 대상 구조물(10)의 정상 상태를 나타낼 수 있다. 따라서, 도 9의 방법은, 진단 조건(예를 들어, 온도, 진동 등)의 영향성을 배제하고, 기존 데이터(예를 들어, 대상 구조물(10)이 정상 상태일 때 측정된 데이터)와 비교할 필요 없이, 대상 구조물(10)의 손상 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
도 12는 도 11의 방법에서 사용되는 임계치를 설정하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 9, 도 11 및 도 12를 참조하면, 도 12의 방법은 도 9의 방법 및 도 11의 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
도 12의 방법은 제1 발진기(111)에 의해 대상 구조물(10)에서 생성되는 제1 초음파 신호(S_UW1), 제2 발진기(112)에 의해 대상 구조물(10)에서 생성되는 제2 초음파 신호(S_UW2) 및 제1 및 제2 발진기들(111 및 112)에 의해 대상 구조물(10)에서 생성되는 제3 초음파 신호(S_UW3)를 각각 수신하고(S1210), 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1, S_UW2 및 S_UW3)에 기초하여 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들을 계산할 수 있다(S1220). 도 12의 방법은 제1 및 제2 상태 공간 어트랙터들간의 상태 공간 어트랙터 차이를 산출하고(S1230), 상태 공간 어트랙터 차이에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 지수를 산출할 수 있다(S1240).
도 12의 방법은 도 1에 도시된 제1 발진기(111) 및 제2 발진기(112) 중 적어도 하나의 출력을 변경하여 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3)을 수신하는 단계(S1210) 내지 대상 구조물(10)의 손상 지수를 산출하는 단계(S1240)를 반복할 수 있다.
예를 들어, 앞서 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 발진기(111)는 상호 다른 n개의 저주파수들(예를 들어, 제1 내지 제n 저주파수들) 중 하나에 대응하는 제1 검사 신호(LF)를 출력하고, 제2 발진기(112)는 상호 다른 m개의 고주파수들(제1 내지 제m 고주파수들) 중 하나에 대응하는 제2 검사 신호(HF)를 출력할 수 있다(단, n 및 m은 양의 정수). 이 경우, 도 12의 방법은 제1 저주파수 및 제1 고주파수를 이용하여 제1 손상 지수를 산출하고, 제1 저주파수를 제2 저주파수로 변경하거나, 또는 제1 고주파수를 제2 고주파수로 변경하여 제2 손상 지수를 산출할 수 있다.
즉, 도 12의 방법은 제i 저주파수 및 제j 고주파수를 이용하여 손상 지수를 산출한 이후에, i가 n보다 작거나 또는 j가 m보다 작은지 여부를 판단하고(S1250), i가 n보다 작거나 또는 j가 m보다 작은 경우, 제i 저주파수를 제i+1 주파수로 변경하거나 또는 제j 고주파수를 제j+1 고주파수로 변경하며(S1260). 제i+1 주파수 또는 제j+1 고주파수를 이용하여 손상 지수를 산출할 수 있다.
이후, 도 12의 방법은 손상 지수들(예를 들어, n개의 저주파수들 및 m개의 고주파수들의 조합을 통해 산출된 손상 지수들)의 정규 분포에 기초하여 임계치를 설정할 수 있다(S1270).
앞서 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 도 12의 방법은 손상 지수들을 오름차순으로 정렬하고, 손상 지수들 중 일부(예를 들어, 값이 상대적으로 작은 특정 손상 지수들)에 확률 분포를 적용하여 임계치를 설정할 수 있다.
도 12를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 제1 발진기(111) 및 제2 발진기(112) 중 적어도 하나의 출력을 변경하여 대상 구조물(10)을 가진하여 복수의 손상 지수들을 산출하고, 복수의 손상 지수들에 확률 분포를 적용하여 임계치(즉, 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단하는 기준인 임계치)를 설정할 수 있다. 따라서, 구조물의 진단 방법은 기존 데이터에 기초하여 기 설정된 임계치를 필요로 하지 않고, 진단 조건의 변화 등을 고려하여 보다 신뢰성 있는 임계치를 설정할 수 있으며, 대상 구조물(10)의 손상 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1, 도 9 및 도 13을 참조하면, 도 13의 방법은 도 1의 진단 시스템(100)에서 수행되고, 도 9의 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
도 13의 방법은 제1 발진기(111)에 의해 대상 구조물(10)에서 생성되는 제1 초음파 신호(S_UW1), 제2 발진기(112)에 의해 대상 구조물(10)에서 생성되는 제2 초음파 신호(S_UW2) 및 제1 및 제2 발진기들(111 및 112)에 의해 대상 구조물(10)에서 생성되는 제3 초음파 신호(S_UW3)를 각각 수신할 수 있다(S1310).
도 13의 방법은 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1, S_UW2 및 S_UW3)에 기초하여 제3 및 제4 상태 공간들을 생성할 수 있다(S1320).
실시예들에서, 도 13의 방법은 제3 초음파 신호(S_UW3)에 기초하여 제3 상태 공간을 생성하고, 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)에 기초하여 제4 상태 공간을 생성할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 제3 초음파 신호(S_UW3)의 크기는 시간(T) 경과에 따라 변화하고, 제3 초음파 신호(S_UW3)에 대한 접선 기울기(SLOPE)도 시간(T) 경과에 따라 변화할 수 있다. 유사하게, 도 5b를 참조하여 설명한 합성 신호(S_C)(즉, 제1 및 제2 초음파 신호들(S_UW1 및 S_UW2)이 합성된 합성 신호(S_C))의 크기 및 접선 기울기는 시간(T) 경과에 따라 변할 수 있다.
도 13의 방법은 제3 초음파 신호(S_UW3)의 크기 및 기울기를 상태 변수로 하여 제3 상태 공간을 생성할 수 있다. 도 6b에 도시된 제1 상태 공간과 유사하게, 제3 초음파 신호(S_UW3)의 상태는 제3 상태 공간(예를 들어, 베이스라인 상태 공간(BSS)) 상에서 시간(T) 경과에 따라 나선형 형태를 가지고 변화할 수 있다. 또한, 도 13의 방법은 합성 신호(S_C)의 크기 및 기울기를 상태 변수로 하여 제4 상태 공간을 생성할 수 있다. 도 6c에 도시된 제2 상태 공간과 유사하게, 합성 신호(S_C)의 상태는 제4 상태 공간(예를 들어, 베이스라인 상태 공간(BSS)) 상에서 시간(T) 경과에 따라 나선형 형태를 가지고 변화할 수 있다.
이후, 도 13의 방법은 제3 및 제4 상태 공간들에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다(S1330).
도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 도 13의 방법은 제3 상태 공간에 포함되는 제3 지점(예를 들어, 도 6b에 도시된 제1 상태 점(Y')) 및 제4 상태 공간에 포함되되 제3 지점에 상응하는 제4 지점(예를 들어, 도 6c에 도시된 제2 상태 점(Y))에 기초하여 대상 구조물(10)의 손상 지수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 도 13의 방법은 제3 지점과 제4 지점 사이의 유클리디안 거리에 기초하여 손상 지수를 산출할 수 있다. 또한, 도 13의 방법은 제3 상태 공간 및 제4 상태 공간에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리들의 평균 및 표준 편차에 기초하여 손상 지수를 산출할 수 있다.
도 13의 방법은 대상 구조물(10)의 손상 지수가 임계치를 초과하는 지 여부를 판단하고, 손상 지수가 임계치를 초과하는 경우 대상 구조물(10)에 손상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 제1 내지 제3 초음파 신호들(S_UW1 내지 S_UW3)에 기초하여 제3 및 제4 상태 공간들을 생성하고, 제3 및 제4 상태 공간들에 기초하여(예를 들어, 제3 및 제4 상태 공간들에 포함되는 복수의 지점들에 기초하여) 대상 구조물(10)의 손상 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제3 상태 공간 어트랙터는 특정 시점에서의 대상 구조물(10)의 상태(즉, 현재 상태)를 나타내고, 제4 상태 공간 어트랙터는 제3 상태 공간 어트랙터와의 관계에서 특정 시점에서의 대상 구조물(10)의 정상 상태를 나타낼 수 있다. 따라서, 도 13의 방법은, 진단 조건(예를 들어, 온도, 진동 등)의 영향성을 배제하고, 기존 데이터(예를 들어, 대상 구조물(10)이 정상 상태일 때 측정된 데이터)와 비교할 필요 없이, 대상 구조물(10)의 손상 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법 및 진단 시스템에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 제1 발진기 및 제2 발진기를 포함하는 구조물 진단 장치를 이용하는 구조물 진단 방법에 있어서,
    상기 제1 발진기의 제1 검사신호를 가진한 대상 구조물에서 생성되는 제1 주파수의 제1 초음파 신호, 상기 제2 발진기의 제2 검사신호를 가진한 상기 대상 구조물에서 생성되는 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수의 제2 초음파 신호, 그리고 상기 제1 발진기의 상기 제1 검사신호 및 상기 제2 발진기의 상기 제2 검사신호를 동시에 가진한 상기 대상 구조물에서 생성되는 제3 초음파 신호를 각각 수신하는 단계;
    상기 제3 초음파 신호에서 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호를 제거한 제1 처리 신호에 상응하는 제1 상태 공간을 생성하고, 상기 제1 상태 공간에서 상기 제1 처리 신호에 대응하는 제1 상태 점(state point)이 속하는(belong) 제1 상태 공간 어트랙터(state space attractor)를 계산하는 단계;
    상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호를 합성하여 생성된 합성신호에서 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호를 제거한 제2 처리신호에 상응하는 제2 상태 공간을 생성하고, 상기 제2 상태 공간에서 상기 제2 처리 신호에 대응하는 제2 상태 점(state point)이 속하는(belong) 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계; 및
    상기 제1 상태 공간 어트랙터 및 상기 제2 상태 공간 어트랙터 간의 상태 공간 어트랙터 차이에 기초하여 상기 대상 구조물의 손상 지수를 산출하는 단계;
    상기 제1 발진기 및 상기 제2 발진기 중 적어도 하나의 출력을 변경하면서 상기 제1 수신하는 단계, 상기 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계, 상기 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하는 단계, 그리고 상기 손상 지수를 산출하는 단계를 복수 회 반복 수행하는 단계;
    상기 반복 수행 단계에서 산출된 복수 개의 손상 지수들의 확률 분포에 기초하여 손상 여부를 판단하는 기준인 임계치를 설정하는 단계;
    상기 대상 구조물의 손상 지수와 상기 임계치에 기초하여 상기 대상 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 구조물의 진단 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 주파수의 제1 검사신호를 가지고 대상 구조물을 가진하는 제1 발진기;
    상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수의 제2 검사신호를 가지고 상기 대상 구조물을 가진하는 제2 발진기;
    상기 제1 발진기의 상기 제1 검사신호에 의해 가진된 대상 구조물에서 생성되는 저주파수의 제1 초음파 신호, 상기 제2 발진기의 상기 제2 검사신호에 의해 가진된 상기 대상 구조물에서 생성되는 고주파수의 제2 초음파 신호, 그리고 상기 제1 발진기의 상기 제1 검사신호 및 상기 제2 발진기의 상기 제2 검사신호에 의해 가진된 상기 대상 구조물에서 생성되는 제3 초음파 신호를 각각 수신하는 수신기; 및
    상기 제3 초음파 신호에서 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호를 제거한 제1 처리 신호에 상응하는 제1 상태 공간을 생성하고, 상기 제1 상태 공간에서 상기 제1 처리 신호에 대응하는 제1 상태 점(state point)이 속하는(belong) 제1 상태 공간 어트랙터를 계산하고, 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호를 합성하여 생성된 합성신호에서 상기 제1 초음파 신호 및 상기 제2 초음파 신호를 제거한 제2 처리신호에 상응하는 제2 상태 공간을 생성하고, 상기 제2 상태 공간에서 상기 제2 처리 신호에 대응하는 제2 상태 점(state point)이 속하는(belong) 제2 상태 공간 어트랙터를 계산하며, 상기 제1 상태 공간 어트랙터 및 상기 제2 상태 공간 어트랙터 간의 상태 공간 어트랙터 차이에 기초하여 상기 대상 구조물의 손상 지수를 산출하는 일련의 처리를 상기 제1 발진기 및 상기 제2 발진기 중 적어도 하나의 출력을 변경하면서 복수 회 반복 수행하고, 이러한 반복 수행에서 산출된 상기 대상 구조물의 손상 지수들의 정규 분포에 기초하여 손상 여부를 판단하는 기준인 임계치를 설정하고, 상기 대상 구조물의 손상 지수와 상기 임계치에 기초하여 상기 대상 구조물의 손상 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 진단 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102112032B1 (ko) * 2018-07-03 2020-05-19 한국과학기술원 구조물의 진단 방법 및 진단 시스템
KR102116051B1 (ko) * 2018-07-25 2020-05-27 원광대학교 산학협력단 배열형 초음파 센서를 이용한 펄스 에코형 비선형 검사 장치
KR102585465B1 (ko) * 2021-02-25 2023-10-10 한국과학기술원 금속포일 전기증발을 사용한 무폭약 수중 충격 장치 및 방법
KR102565689B1 (ko) * 2022-10-12 2023-08-09 부경대학교 산학협력단 딥러닝 기반 이동식 시설물 안전진단 및 모니터링 방법 및 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050042542A (ko) * 2003-11-03 2005-05-10 학교법인 성균관대학 비선형 음향반응을 이용한 비파괴 음향 탐사장치 및탐사방법
JP2005300517A (ja) * 2004-03-17 2005-10-27 Nippon Steel Corp ころがり軸受の異常診断方法および装置
JP2011191230A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Fuji Heavy Ind Ltd 損傷診断システム及び損傷診断方法
KR101615563B1 (ko) * 2015-01-07 2016-04-26 한국과학기술원 구조물의 피로균열 진단 방법 및 손상 진단 장치
KR20160047441A (ko) * 2016-04-12 2016-05-02 한국과학기술원 구조물의 진단 방법 및 진단 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050042542A (ko) * 2003-11-03 2005-05-10 학교법인 성균관대학 비선형 음향반응을 이용한 비파괴 음향 탐사장치 및탐사방법
JP2005300517A (ja) * 2004-03-17 2005-10-27 Nippon Steel Corp ころがり軸受の異常診断方法および装置
JP2011191230A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Fuji Heavy Ind Ltd 損傷診断システム及び損傷診断方法
KR101615563B1 (ko) * 2015-01-07 2016-04-26 한국과학기술원 구조물의 피로균열 진단 방법 및 손상 진단 장치
KR20160047441A (ko) * 2016-04-12 2016-05-02 한국과학기술원 구조물의 진단 방법 및 진단 시스템

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