KR101936849B1 - 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템은, 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 공동을 비파괴 검사기술 중에서 비접촉 방식의 충격 반향 기법으로 탐지하는 것으로서, 상기 콘크리트 슬래브의 가진 위치에 응력파를 제공하는 가진유닛, 상기 콘크리트 슬래브의 가진 위치로부터 이격된 탐지 위치에서 누출되는 누출파를 감지하는 음향센서유닛, 및 상기 음향센서유닛에 감지된 상기 누출파의 정보를 전달 받을 수 있도록 상기 음향센서유닛에 연결되고, 상기 누출파의 진폭 특성 및 상기 누출파의 FFT(Fast Fourier Transform) 변환과 웨이블릿(Wavelet) 변환에 의한 주파수 특성을 분석하여 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 상기 공동을 탐지하는 분석탐지유닛을 포함한다.

Description

비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING CAVITY TO NON-CONTACT TYPE}

본 발명은 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 비파괴 검사기술 중에서 비접촉 방식으로 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 공동을 정확하고 간편하게 탐지할 수 있는 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트의 두께 검사와 콘크리트 배면의 상태를 비파괴 검사기술을 이용하여 평가하는 것은 구조물의 안전한 시공 관리, 품질관리, 및 유지관리에 있어서 핵심적인 요소이다. 이를 위하여, 콘크리트의 품질을 평가하기 위하여 다양한 비파괴 검사기술이 개발 및 상용화되고 있다.

예를 들면, 최근에는 철도의 콘크리트 슬래브 도상 및 그 하부의 상태를 신속하고 정확하게 평가할 수 있는 비파괴 검사기술이 개발되고 있다. 그런데, 운영중인 철도 도상의 조사는 철도의 특성상 최대한 신속하게 시험을 수행하여야 한다. 그러나 기존의 비파괴 검사방법은 연장선상의 조사가 아니고 하나의 측점을 통한 조사가 이루어지기 때문에 넓은 지역을 대량으로 조사하기 어려워서 도상결함 탐지에 한계가 있는 것으로 파악되고 있다. 따라서, 최근에는 짧은 시간 내에 많은 양의 데이터를 취득하고 신속하게 분석하여 도상의 결함 찾아내는 시스템의 개발이 요구되고 있다.

한편, 기존의 비파괴 검사기술은 신뢰할 수 있는 데이터를 얻기 위해서 센서와 콘크리트의 표면을 완전히 접촉시켜야만 했다. 그러나 거친 표면이나 콘크리트 구조물의 접근 제한으로 인해서 표면 준비에 많은 시간과 노동력을 소비하는 경우가 많았다. 따라서 데이터 수집 프로세스의 속도를 높이기 위한 방법으로서, 센서와 구조물 사이의 물리적 접촉에 대한 필요성을 없애는 것이 고려될 수 있다.

일반적으로 기존에 사용되는 비접촉 방식의 비파괴 검사기술로는, 침투하는 방사선을 사용하는 방사선 촬영 기술, 전자파 펄스를 이용한 레이다(RADAR) 기술, 및 적외선 열화상 기술 등이 있다. 상기와 같은 비접촉 방식의 비파괴 검사기술은, 철도의 콘크리트 슬래브에 대한 내부 결함을 감지함과 아울러 이미지화에 큰 단점을 가지고 있으며, 고가의 장비를 필요로 하는 단점도 가지고 있다.

구체적으로 설명하면, 방사선 촬영 기술은, 안전 및 비용 문제로 인해서 사용에 제한이 있으며, 구조물의 반대편에도 시험장비를 설치해야 하는 단점이 있다. 레이다 기술은 재료의 기계적 특성과는 반대로 전자파의 유전 특성을 이용하는 방법으로서, 콘크리트 구조물 내부의 철근에 강하게 반사하여 철근 안쪽에 위치한 공동(cavity) 등의 결함을 찾기 어렵고, 뿐만 아니라 전자기파는 콘크리트 내의 수분과 염분을 변화시키기 때문에 측정을 방해하여 결함 탐지 및 식별을 위한 레이다 이미지의 해석이 복잡해지는 단점이 있다. 적외선 열화상 기술은, 서모그래피(Thermography)는 대형 구조물에서 박리를 감지하는 데 매우 효율적이지만, 날씨와 표면 상태에 민감하며 결함의 깊이에 대한 정보는 제공하지 않는 단점이 있다.

반면에, 초음파 스캐닝과 같은 탄성파 기반의 검사방법은, 콘크리트 구조물의 표면에서 검사가 가능하고, 유효 탄성계수에 관한 직접적인 정보를 제공하며, 공동 및 균열과 같은 이상의심개소에 민감하게 반응하여 측정이 용이하다는 장점이 있다. 즉, 탄성파 기반의 검사기술은, 포장 슬래브의 두께를 측정하고, 콘크리트의 표면에서 공동 등의 이상의심개소의 깊이를 확인할 수 있으며, 콘크리트 구조물의 강도를 모니터링 하는데 효율적으로 활용되고 있다.

예를 들면, 일본등록특허 제5814582호(발명의 명칭: 반사파 또는 자려진동파 탁월 진동수를 이용한 초음파 탐사 장치 및 초음파 탐사 방법, 등록일: 2015.10.02)에는, 다양한 양태의 PC구조물이라도 시스 내의 그라우트 충전의 유무를 정확하게 탐사하기 위하여 초음파를 발수신하고 콘크리트 내부에 내재하는 시스에 충전된 충전재의 충전 상태를 계측하는 반사파 또는 자려진동파 탁월 진동수를 이용한 초음파 탐사 장치 및 초음파 탐사 방법에 관한 기술이 개시되어 있다.

또한, 한국등록특허 제 10-1791866호(발명의 명칭: 철도용 콘크리트궤도 하부에서 발생한 공동을 탐지하는 공동 탐지 시스템 및 그 방법, 등록일: 2017.10.25)에는, 콘크리트 슬래브 궤도 또는 침목 직결궤도와 같은 철도용 콘크리트궤도의 하부지반에서 발생하는 소형공동 및 대형공동의 위치 및 크기를 정확하게 탐지할 수 있고, 기존의 지표투과레이더(GPR)에 비해 콘크리트궤도의 하부지반에서 발생하는 소형공동 및 대형공동의 위치 및 크기를 경제적으로 탐지할 수 있는 철도용 콘크리트궤도 하부에서 발생한 공동을 탐지하는 공동 탐지 시스템 및 그 방법이 개시되어 있다.

하지만, 탄성파 기반의 비파괴 검사기술 중 충격 반향 기법은 최근 수년 동안에 급속하게 발전해 왔으며, 층 구조에 대한 반사파 감지 분야에서도 급속히 발전하고 있다. 상기와 같은 충격 반향 기법은 충격하중에 의한 응력파를 감지하는 센서를 이용한 기법으로서, 비접촉 방식의 비파괴 검사 기술이고, 탄성파 기반 특성을 갖는 장점을 구비하고 있으며, 궤도 구조와 같은 층(layer) 구조의 상태를 상대적으로 저렴한 장치로도 평가 가능한 장점이 있다.

본 발명의 실시예는, 비파괴 검사기술 중에서 비접촉 방식의 충격 반향 기법을 이용하여 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 공동을 정확하고 간편하게 탐지할 수 있는 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예는, 비접촉 방식의 충격 반향 기법에 음향 센서를 적용함으로써, 검사 준비와 검사 위치 이동이 간편할 수 있고, 콘크리트 슬래브의 표면 처리가 불필요할 수 있는 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예는, 음향 센서에 감지되는 콘크리트 슬래브의 누출파를 시간 영역 및 주파수 영역과 함께 시간-주파수 영역도 해석하여 공동의 존재 여부와 종류를 매우 정밀하게 파악할 수 있는 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 공동을 비파괴 검사기술 중에서 비접촉 방식의 충격 반향 기법으로 탐지하는 비접촉식 공동 탐지 시스템에 있어서, 상기 콘크리트 슬래브의 가진 위치에 응력파를 제공하는 가진유닛, 상기 콘크리트 슬래브의 가진 위치로부터 이격된 탐지 위치에서 누출되는 누출파를 감지하는 음향센서유닛, 및 상기 음향센서유닛에 감지된 상기 누출파의 정보를 전달 받을 수 있도록 상기 음향센서유닛에 연결되고 상기 누출파의 진폭 특성 및 상기 누출파의 FFT(Fast Fourier Transform) 변환과 웨이블릿(Wavelet) 변환에 의한 주파수 특성을 분석하여 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 상기 공동을 탐지하는 분석탐지유닛을 포함하는 비접촉식 공동 탐지 시스템을 제공한다.

일측면에 따르면, 상기 음향센서유닛은, 상기 누출파를 측정하는 음향 센서, 상기 음향 센서를 지지하도록 상기 음향 센서의 외주부에 둘러싸는 형상으로 배치된 우드락 부재, 상기 우드락 부재의 외주부에 둘러싸는 형상으로 배치되고 상기 누출파를 상기 음향 센서로 안내하도록 내부가 중공된 형상으로 형성된 알루미늄 부재, 및 상기 알루미늄 부재의 외주부에 둘러싸는 형상으로 배치된 방음 부재를 포함할 수 있다.

상기 알루미늄 부재 또는 상기 방음 부재 중 적어도 하나는 상기 콘크리트 슬래브의 표면에 안착될 수 있다. 상기 음향 센서는 상기 콘크리트 슬래브의 표면에서 설정 높이로 이격된 위치에 배치되도록 상기 우드락 부재의 내부에 장착될 수 있다.

상기 설정 높이는 상기 콘크리트 슬래브의 표면에서부터 1~3㎝일 수 있다.

상기 방음 부재는 방음성을 구비한 스폰지 소재로 형성될 수 있다. 상기 방음 부재의 외주부에는 둘레를 따라 요철부가 형성될 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 분석탐지유닛은, 상기 누출파의 진폭 특성을 분석하여 상기 누출파의 시간 영역에 대한 진폭 감쇠 정보를 제공하는 시간영역 분석부, 상기 시간영역 분석부의 진폭 감쇠 정보를 FFT 변환하여 상기 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도(AutoSpectral Density) 정보를 제공하는 주파수영역 분석부, 상기 누출파의 웨이블릿 변환에 의한 시간과 주파수 특성을 분석하여 상기 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 시간-주파수영역 분석부, 및 상기 시간영역 분석부와 상기 주파수영역 분석부 및 상기 시간-주파수영역 분석부의 분석 정보를 이용하여 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 상기 공동을 탐지하는 탐지제어부를 포함할 수 있다.

상기 음향센서유닛은 상기 누출파의 감지시 주변에서 발생되는 음향파도 함께 감지할 수 있다. 그에 따라서, 상기 분석탐지유닛은, 상기 음향센서유닛에서 전달되는 상기 누출파의 정보에 포함된 상기 음향파를 필터링하는 음향필터링부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 콘크리트 슬래브의 탐지 위치에 음향센서유닛을 배치하는 단계, 상기 콘크리트 슬래브의 탐지 위치로부터 이격된 가진 위치에 가진유닛이 응력파를 제공하는 단계, 상기 음향센서유닛이 상기 콘크리트 슬래브에서 누출되는 누출파를 감지하는 단계, 상기 음향센서유닛에 감지된 누출파의 정보를 분석탐지유닛에 전송하는 단계, 상기 분석탐지유닛의 음향필터링부가 상기 누출파의 정보에 포함된 상기 가진유닛의 음향파를 필터링하는 단계, 상기 분석탐지유닛의 시간영역 분석부가 상기 누출파의 진폭 특성을 분석하여 상기 누출파의 시간 영역에 대한 진폭 감쇠 정보를 제공하는 단계, 상기 분석탐지유닛의 주파수영역 분석부가 상기 진폭 감쇠 정보를 FFT 변환하여 상기 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계, 상기 분석탐지유닛의 탐지제어부가 상기 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 분석하여 특정 주파수에서의 공진 여부를 판단하는 단계, 상기 공진 여부를 판단하는 단계에서 특정 주파수의 공진이 확인되면 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 이상의심개소의 존재 가능성이 있는 것으로 판단하고 상기 탐지제어부가 상기 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 분석하여 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 추출하는 단계, 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 기설정된 오토스펙트럼 밀도의 설정값과 비교하는 단계, 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계에서 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 설정값 이상으로 확인되면 상기 분석탐지유닛의 시간-주파수영역 분석부가 상기 누출파의 웨이블릿 변환에 의한 시간과 주파수 특성을 분석하여 상기 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계, 및 상기 탐지제어부가 상기 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 이용하여 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 공동을 탐지하는 단계를 포함하는 비접촉식 공동 탐지 방법을 제공한다.

일측면에 따르면, 상기 공진 여부를 판단하는 단계에서 특정 주파수의 공진이 확인되지 않으면, 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 이상의심개소의 존재 가능성이 없는 것으로 판단할 수 있고, 상기 콘크리트 슬래브의 탐지 위치를 변경한 후 상기 음향센서유닛을 배치하는 단계부터 다시 진행할 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계에서 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 설정값 미만으로 확인되면, 상기 콘크리트 슬래브의 탐지 위치에 존재하는 이상의심개소가 접착 상태인 것으로 판단할 수 있고, 다음 단계의 진행을 중단할 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계에서 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 설정값 이상으로 확인되는 경우, 이전 단계를 반복적으로 다시 진행하여 공진 여부 및 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 추가로 확인한 후 상기 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계를 진행할 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 탐지제어부가 공동을 탐지하는 단계는, 상기 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보의 그래프 형상을 제공하는 단계, 및 상기 그래프 형상의 윤곽선 중에서 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값에 해당하는 주파수 대역의 윤곽선을 분석하여 상기 이상의심개소에 존재하는 상기 공동을 탐지하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 탐지제어부가 공동을 탐지하는 단계는, 상기 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 분석하여 공진주파수를 획득한 후 상기 공진주파수를 이용하여 상기 콘크리트 슬래브의 두께를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 공동을 탐지하는 단계에서는, 상기 그래프 형상의 윤곽선에 대한 주파수축과 시간축의 길이 비율을 비교하여 상기 공동을 판단할 수 있다.

여기서, 상기 공동을 탐지하는 단계에서는, 상기 그래프 형상의 윤곽선에 대한 시간축의 길이가 주파수축의 길이보다 2배 이상으로 형성되어 시간축 방향으로 길게 형성되면 상기 이상의심개소에 상기 공동이 형성된 것으로 판단할 수 있고, 상기 그래프 형상의 윤곽선에 대한 주파수축의 길이가 시간축의 길이보다 2배 이상으로 형성되어 주파수축 방향으로 길게 형성되면 상기 이상의심개소가 정상 접착 상태인 것으로 판단할 수 있으며, 상기 그래프 형상의 윤곽선에 대한 시간축와 주파수축의 길이비가 2배 미만으로 형성되어 상기 윤곽선이 원형상 또는 사각형상으로 형성되면 상기 이상의심개소가 비접착 상태 또는 지반이 느슨한 상태인 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법은, 비파괴 검사기술 중에서 음향센서유닛을 활용한 비접촉 방식의 충격 반향 기법을 이용하여 콘크리트 슬래브에서 누출되는 누출파의 해석을 통해 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 공동을 정확하고 간편하게 탐지할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 비파괴 방식과 비접촉 방식으로 공동 탐지가 진행되기 때문에 콘크리트 슬래브의 손상이나 변형을 방지할 수 있고, 음향센서유닛이 배치되는 콘크리트 슬래브의 표면을 처리하는 작업도 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법은, 음향센서유닛의 음향 센서에 감지되는 콘크리트 슬래브의 누출파를 이용하는 방식으로 콘크리트 슬래브의 탐지 위치에 대한 표면 처리가 불필요하므로, 탐지 준비를 매우 간편하게 실시할 수 있고, 복수개의 탐지 위치를 따라 이동하면서 콘크리트 슬래브의 넓은 범위를 신속하게 검사할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법은, 콘크리트 슬래브의 누출파를 시간 영역, 주파수 영역, 시간-주파수 영역으로 해석하여 이상의심개소의 유무, 이상의심개소에 대한 공동의 존재 여부, 및 공동의 종류와 깊이 등을 매우 정밀하게 파악할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법은, 누출파의 시간 영역에 대한 진폭 특성의 진폭 감쇠 정보를 그래프로 해석하여 탐지 위치에서의 이상의심개소를 신속하게 확인할 수 있고, 이상의심개소가 미확인된 탐지 위치의 탐지 작업을 중단한 후 다른 탐지 위치로 이동하여 다시 실시하기 때문에 넓은 탐지 영역에서 공통의 탐지 작업이 신속하고 간편하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법은, 누출파의 주파수 영역에 대한 주파수 특성의 오토스펙트럼 밀도 정보를 그래프로 해석하여 이상의심개소에 대한 공동의 존재 유무를 1차로 판단할 수 있으며, 그런 다음에 이상의심개소에 공동이 존재하는 것으로 판단되면 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 주파수 특성의 오토스펙트럼 밀도 정보를 그래프로 해석하여 공동의 유무, 종류 및 형태를 2차로 판단할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 이상의심개소의 공동을 1차와 2차의 두 단계로 분석하여 더욱 정밀하고 정확하게 공동의 탐지를 진행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법은, 음향센서유닛의 음향 센서를 우드락 부재와 알루미늄 부재 및 방음 부재로 둘러싼 구조이기 때문에 가진유닛의 충격 음향 및 외부 소음이 음향 센서로 직접 전달되는 문제를 방지할 수 있으며, 음향 센서를 음향센서유닛의 하부에서 설정 높이로 이격된 위치에 배치한 구조이기 때문에 콘크리트 슬래브의 표면에 음향센서유닛을 올려놓는 간단한 작업만으로도 음향 센서를 비접촉 방식으로 간편하게 설치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A선에 따른 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 비접촉식 공동 탐지 시스템의 제어 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 방법이 도시된 순서도이다.
도 5는 도 4에 도시된 비접촉식 공동 탐지 방법으로 분석된 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템의 공동 탐지 시험을 위한 콘크리트 슬래브의 모사 시험체를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 11은 도 6에 도시된 콘크리트 슬래브의 공동 탐지 결과를 각각 나타낸 도면이다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)이 개략적으로 도시된 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A선에 따른 단면을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)의 제어 구성을 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 방법이 도시된 순서도이고, 도 5는 도 4에 도시된 비접촉식 공동 탐지 방법으로 분석된 그래프를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)는 비파괴 검사기술 중에서 비접촉 방식의 충격 반향 기법을 이용하여 콘크리트 슬래브(10)의 하부에 존재하는 공동(C)을 탐지할 수 있다.

이하, 본 실시예에서는 콘크리트 슬래브(10)를 콘크리트 재질의 바닥면이나 벽체를 형성하는 구조물인 것으로 정의하기로 한다. 예를 들면, 콘크리트 슬래브(10)는 철도 궤도의 콘크리트 도상(concrete bed), 콘크리트 재질의 터널 라이닝(tunnel lining), 콘크리트 재질의 도로 포장, 또는 건축물의 콘크리트 바닥 등을 포함할 수 있다. 상기와 같은 콘트리트 슬래브(10)는 일반 노반(13)의 상층에 형성된 강화 노반(12) 상에 배치될 수 있다. 하지만, 본 실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)은 콘크리트 슬래브(10)의 하부에 존재하는 공동(C)을 탐지하는 데만 한정적으로 사용되는 것이 아니며, 아스팔트 재질의 도포 포장 등과 같이 콘크리트 슬래브(10)와 유사한 구조물의 하부에 존재하는 공동의 탐지에도 사용될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 공동(C)을 콘크리트 슬래브(10)의 하부에 소정의 크기로 형성된 공간, 균열 또는 틈새로 정의한다. 통상적으로, 공동(C)은 상하수도관 노후화에 따른 누수 또는 지하 굴착에 따른 지하수위 변화 등으로 인해 발생될 수 있다. 상기와 같은 공동(C)의 발생으로 인하여 지반 침하 및 함몰 구간이 초래될 수 있다.

한편, 충격 반향 기법은 응력파의 전파 특성을 이용하여 콘크리트 슬래브(10)의 결함을 탐지하기 위해 널리 사용되고 있는 비파괴 검사기술로서, 콘크리트 슬래브(10)의 표면에 충격을 가해서 발생된 응력파의 전파 특성을 획득하며 불연속면이나 이질 매질 층간의 경계면에서 반사되어 표면으로 돌아오는 파형 및 공진주파수를 해석하여 콘크리트 슬래브(10)의 품질 판정, 두께 측정, 균열과 공동의 탐사 등에 적용하고 있는 방식이다.

기본적으로 매질이 없는 공동(C)의 경우에 응력파는 통과하지 못하고 다시 반사되는 성질을 가지고 있다. 이는 포장 구조체와 하부지반 사이의 접촉 불량으로 들뜸 현상이나 포장 구조체 내부에 공동이 발생하였을 때, 반사되는 응력파를 이용해서 그 크기와 위치를 파악할 수 있다는 것을 의미한다.

가진유닛(미도시)이 콘크리트 슬래브(10)의 표면에 응력파를 발생시키면, 응력파는 콘크리트 슬래브(10)의 내부에 존재하는 균열 또는 공동 등과 같은 결함에 의한 불연속면이나 이질 매질층 사이의 경계면 등과 같은 다양한 경계조건에서 반사 또는 굴절되어 표면으로 돌아올 수 있게 된다. 따라서, 응력파가 발생한 표면과 내부 결함 또는 외부 경계면 사이에는 다중 반사에 의한 공진 상태가 유발될 수 있다. 이때, 음향센서유닛(110)을 콘크리트 슬래브(10)의 표면 중에서 가진유닛의 근처에 위치한 탐지 위치(DP)에 배치할 수 있다. 통상적으로, 음향센서유닛(110)에 측정된 시간영역 신호를 그대로 분석하거나, 또는 음향센서유닛(110)에 측정된 시간영역 신호를 FFT 변환(고속 푸리에 변환)을 통해 주파수 영역으로 변환하여 다중반사에 의한 주파수 특성을 획득한 후 콘크리트 슬래브(10)의 내적 결함 및 품질 등을 평가 분석할 수 있다.

충격 반향 기법의 적용시 첫번째 모드의 파장과 두께 사이의 관계는 경계조건에 의해서 결정될 수 있으며, 경계 조건은 크게 양단 자유단 조건과 자유단 고정단 조건이 있다. 양단 자유단 조건은 콘크리트 슬래브(10)의 내부에 공동 및 균열이 있는 경우이고, 자유단 고정단 조건은 매질의 내부에 매질보다 현저하게 강성도가 높은 이질 매질이 존재할 때의 경우로서 철근이나 극경암 등과 같은 콘크리트보다 임피던스가 큰 매질이 콘크리트와 접해 있는 경계조건에 해당한다.

상기와 같은 충격 반향 기법은 현존하는 가장 확실한 구조물 배면공동 측정 방법 중 하나로서, 균열과 공극 및 재료분리 등을 효과적으로 평가할 수 있고, 음향센서유닛(110)을 이용할 경우에 측정시간이 탐지 위치(DP)당 1분 이내로 짧고 비교적 간단하며, 포장, 교량, 터널, 기초, 옹벽 등과 같은 다양한 구조물에 활용이 가능하고, 터널 안정성에 영향을 주는 터널 전방 및 측벽부의 숏크리트와 지반의 접촉 상태를 예측 가능한 장점을 가지고 있다.

기존의 충격 반향 기법은 가진유닛에 의해 발생된 응력파가 방향성 없이 매질 내부로 전파되므로 파의 전파를 원하는 방향으로 모을 수 있는 말뚝과 같은 깊은 기초에 수동적으로 적용되었다. 하지만, 콘크리트 슬래브(10)와 같이 상대적으로 두께가 얇은 구조물에서는 반사파의 도달 주기가 짧아 시간 영역에서의 분석은 불가능하므로, FFT 변환(고속 푸리에 변환)을 통하여 획득한 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 변환하고 최대 진폭에 해당하는 공진주파수를 찾아내어 반사파의 도달시간을 추정하고자 하는 반능동적인 해석 기법을 도입하고, 이를 통해 콘크리트 슬래브(10)와 같은 유한경계의 매질에서 두께 등을 추정하고 있다.

상기와 같은 FFT 변환은 신호처리에 있어 가장 널리 쓰이는 강력한 기법으로서 계측된 신호를 각기 다른 주파수 성분을 갖는 여러 개의 정현파로 나누는 방법이다. 그런데, FFT 변환은 계측된 신호의 총 주기 내에서 평균적인 주파수 특성을 평가하게 되므로, 시간에 따라 주파수 특성이 변화하는 신호에 대해서는 시간 정보를 손실하게 된다. 따라서, 기존의 충격반향시험으로부터 획득하는 신호는 표면파의 경계 조건에 따른 반사파의 잡음 등의 혼재 및 FFT 변환에 따른 시간정보의 손실 등의 영향으로 인해 신뢰성 있는 공진주파수의 추정이 불가능한 경우가 빈번하게 발생하고 있다.

상기와 같이 FFT 변환은 시간에 따른 주파수의 변화 특성을 규명하기 위한 방법으로 적합하지 않으므로, 본 실시예에서는 FFT 변환의 한계를 극복하기 위하여 신호의 시간 정보 및 주파수 정보를 동시에 능동적으로 해석하기 위한 시간-주파수 해석 기법으로 신호 특성을 분석할 수 있다.

즉, 본 실시예에서는 시간 영역과 주파수 영역에 대한 해석 기법과 함께 시간-주파수 영역에 대한 해석 기법을 추가로 적용하여 공동(C)의 탐지 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 상기와 같은 시간-주파수영역에 대한 해석 기법은 Wavelet 기법 중 STFT(Short-Time Fourier Transform)을 사용하며, STFT는 시간에 따른 주파수 특성을 나타내기 위하여 시간 대역별로 윈도우 함수를 적용하여 구간화 및 필터링된 함수를 얻고 그에 대한 푸리에 변환을 수행하는 기법이다.

참고로, 시간-주파수 영역의 해석으로 획득되는 오토스펙트럼 밀도(Auto Spectral Density)는 주파수에 대한 스펙트럼의 변화율을 나타낸다. 스펙트럼 밀도 함수는 전 주파수 대역에서 시간영역 신호의 평균 제곱값을 적분한 것이며, 단위는 단위주파수당 파워를 의미한다.

이하에서는, 전술한 비접촉 방식의 충격 반향 기법을 활용하기 위한 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)의 구성을 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)는 가진유닛(미도시), 음향센서유닛(110), 및 분석탐지유닛(120)를 포함한다.

가진유닛은 콘크리트 슬래브(10)의 가진 위치(IP)에 응력파를 제공할 수 있다. 예를 들면, 가진유닛은 콘크리트 슬래브(10)의 가진 위치(IP)에 충격(F)을 가하여 응력파를 발생시킬 수 있다. 이때, 가진유닛이 콘크리트 슬래브(10)에 충격을 가하면, 충격에 따른 음향파가 발생되어 주변으로 전파될 수 있다. 상기와 같은 가진유닛은 콘크리트 슬래브(10)의 표면에 수동 또는 자동으로 충격을 가하는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 음향센서유닛(110)은 콘크리트 슬래브(10)의 가진 위치(IP)로부터 이격된 탐지 위치(DP)에서 누출되는 누출파를 감지할 수 있다. 누출파는 체적파(P파 및 S파) 및 표면파(R파)의 파면을 형성할 수 있다. 다만, 음향센서유닛(110)은 누출파와 함께 음향파 또는 주변의 각종 소음도 감지할 수 있다.

상기와 같은 음향센서유닛(110)은 외부의 잡음을 최소화하면서 누출파를 효율적으로 측정하는 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 음향센서유닛(110)은 음향 센서(112), 우드락 부재(114), 알루미늄 부재(116), 및 방음 부재(118)를 포함할 수 있다.

여기서, 음향 센서(112)는 누출파를 측정하는 구성요소이다. 음향 센서(112)는 콘크리트 슬래브(10)의 표면에서 설정 높이(H)로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 하지만, 누출파가 콘크리트 슬래브(10)에서 음향 센서(112)로 전달되는 누출각이 존재하기 때문에 음향 센서(112)의 설정 높이(H)가 높아짐에 따라 누출파가 음향 센서(112)에 감지되지 않는 그림자 영역(shadow zone)이 증가될 수 있다. 그러므로, 음향 센서(112)의 설정 높이(H)는 너무 높지 않게 설정될 필요성이 있다. 본 실시예에서는 음향 센서(112)의 설정 높이(H)가 콘크리트 슬래브(10)의 표면에서부터 1~3㎝일 수 있다.

그리고, 우드락 부재(114)는 음향 센서(112)를 지지하는 구성요소이다. 우드락 부재(114)는 음향 센서(112)의 외주부에 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다. 따라서, 우드락 부재(114)는, 음향 센서(112)와 마찬가지로 콘크리트 슬래브(10)의 표면에서 설정 높이(H)로 이격된 위치에 배치될 수 있으며, 음향 센서(112)를 장착 및 고정하기 위한 구조가 형성될 수 있다.

또한, 알루미늄 부재(116)는 누출파를 음향 센서(112)로 안내하는 구성요소이다. 알루미늄 부재(116)는 우드락 부재(114)의 외주부에 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 알루미늄 부재(116)는 내부가 중공된 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 알루미늄 부재(116)는 우드락 부재(114)와 음향 센서(112)보다 길게 형성될 수 있으며, 우드락 부재(114)와 음향 센서(112)는 알루미늄 부재(116)의 상단 내부에 삽입된 형상으로 배치될 수 있다.

또한, 방음 부재(118)는 누출파 이외의 주변 잡음을 차단하는 구성요소이다. 방음 부재(118)는 알루미늄 부재(116)의 외주부에 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다. 상기와 같은 방음 부재(118)는 방음성을 구비한 스폰지 소재로 형성될 수 있다. 한편, 방음 부재(118)의 외주부에는 둘레를 따라 요철부(118a)가 형성될 수 있다. 상기와 같은 요철부(118a)는 음향센서유닛(110)의 외부에서 전달되는 음향파 또는 각종 소음을 더욱 효과적으로 차단하는 기능을 수행할 수 있다.

상기와 같은 알루미늄 부재(116) 또는 방음 부재(118) 중 적어도 하나는 콘크리트 슬래브(10)의 탐지 위치(DP)의 표면에 밀착되게 안착될 수 있다. 따라서, 음향센서유닛(110)은 알루미늄 부재(116) 또는 방음 부재(118) 중 적어도 하나에 의해서 콘크리트 슬래브(10)의 표면에 안정적으로 배치될 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 분석탐지유닛(120)은 음향센서유닛(110)에 감지된 누출파를 분석하여 콘크리트 슬래브(10)의 하부에 존재하는 공동(C)을 탐지할 수 있다. 따라서, 분석탐지유닛(120)은 음향센서유닛(110)에 감지된 누출파의 정보를 전달 받을 수 있도록 음향센서유닛(110)에 연결될 수 있다.

상기와 같은 분석탐지유닛(120)은 누출파의 진폭 특성 및 누출파의 FFT(Fast Fourier Transform) 변환과 웨이블릿(Wavelet) 변환에 의한 주파수 특성을 분석할 수 있다. 여기서, 누출파의 진폭 특성은 시간 영역(Time Domain)의 분석 방식이고, 누출파의 FFT 변환에 의한 주파수 특성은 주파수 영역(Frequency Domain)의 분석 방식이며, 누출파의 웨이블릿 변환에 의한 주파수 특성은 시간-주파수 영역(Time-Frequency Domain)의 분석 방식이다.

예를 들면, 분석탐지유닛(120)은 시간영역 분석부(124), 주파수영역 분석부(125), 시간-주파수영역 분석부(126), 및 탐지제어부(128)를 포함할 수 있다.

여기서, 시간영역 분석부(124)는 누출파의 진폭 특성을 분석하여 누출파의 시간 영역에 대한 진폭 감쇠 정보를 제공할 수 있다. 상기와 같은 시간영역 분석부(124)는 시간 영역에 대한 진폭 감쇠 정보를 도 1과 도 3에 도시된 "Time Domain Analysis"의 그래프 형태로 분석하여 제공할 수 있다.

그리고, 주파수영역 분석부(125)는 시간영역 분석부(124)의 진폭 감쇠 정보를 FFT 변환하여 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도(Auto Spectral Density) 정보를 제공할 수 있다. 상기와 같은 주파수영역 분석부(125)는 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 도 1과 도 3에 도시된 "Frequency Domain Analysis"의 그래프 형태로 분석하여 제공할 수 있다.

또한, 시간-주파수영역 분석부(126)는 누출파의 웨이블릿 변환에 의한 시간과 주파수 특성을 분석하여 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공할 수 있다. 상기와 같은 시간-주파수영역 분석부(125)는 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 도 1과 도 3에 도시된 "Time-Frequency Domain Analysis"의 그래프 형태로 분석하여 제공할 수 있다.

또한, 탐지제어부(128)는 시간영역 분석부(124)와 주파수영역 분석부(125) 및 시간-주파수영역 분석부(125)의 분석 정보를 이용하여 콘크리트 슬래브(10)의 하부에 존재하는 공동(C)을 탐지할 수 있다.

탐지제어부(128)는 시간영역 분석부(124)의 그래프에서 최대진폭이 측정된 이후에 진폭의 크기가 빠르게 작아질수록 탐지 위치(DP)에서 콘크리트 슬래브(10)와 강화 노반(12)의 접착 상태가 양호한 것으로 판단할 수 있다.

탐지제어부(128)는 주파수영역 분석부(125)의 그래프에서 오토스펙스럼 밀도가 작고 주파수 대역폭이 넓을수록 접착상태가 양호한 것으로 판단할 수 있고, 이 경우에는 공진 주파수의 획득이 불가능하다. 그에 반하여, 탐지제어부(128)는 주파수영역 분석부(125)의 그래프에서 오토스펙스럼 밀도가 크고 주파수 대역폭이 좁을수록 공동(C)이 형성된 것으로 판단할 수 있다. 상기와 같이 공동(C)이 존재하면, 공진주파수가 명확하게 나타나며, 공진주파수를 이용하여 콘크리트 슬래브(10)의 두께, 즉 콘크리트 슬래브(10)와 강화 노반(12)의 매질 경계층에 형성된 공동(C)의 생성 깊이를 역산하여 구할 수 있다.

탐지제어부(128)는 시간-주파수영역 분석부(125)의 그래프에서 윤곽선이 시간축 방향으로 길게 형성되면 공동(C)이 존재하는 것으로 판단할 수 있고, 윤곽선이 주파수축 방향으로 길게 형성되면 콘크리트 슬래브(10)가 강화 노반(12)이나 암반에 잘 접착된 것으로 판단할 수 있으며, 윤곽선이 주파수축과 시간축의 방향으로 모두 평행하게 형성되면 콘크리트 슬래브(10)와 강화 노반(12) 간의 접착력이 상실된 상태인 것으로 판단할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 분석탐지유닛(120)은 음향센서유닛(110)의 음향 센서(112)에서 전달되는 누출파의 정보에 포함된 음향파 또는 잡음을 필터링하는 음향필터링부(123)를 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 음향필터링부(123)는 음향센서유닛(110)과 분석탐지유닛(120)의 연결 부위에 배치될 수 있다. 음향필터링부(123)는 음향센서유닛(110)에서 전달되는 정보 중에서 누출파를 제외한 음향파와 잡음을 제거한 후 시간영역 분석부(124)와 주파수영역 분석부(125) 및 시간-주파수영역 분석부(125)에 전달할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 분석탐지유닛(120)은, 탐지제어부(128)에 의해 분석된 시간 영역, 주파수 영역, 시간-주파수 영역의 그래프를 외부에 표시하기 위한 표시부(129)를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 방법을 살펴보면 다음과 같다.

도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 방법은, 콘크리트 슬래브(10)의 탐지 위치(DP)에 음향센서유닛(110)을 배치하는 단계(200), 콘크리트 슬래브(10)의 탐지 위치(DP)로부터 이격된 가진 위치(IP)에 가진유닛이 응력파를 제공하는 단계(201), 음향센서유닛(110)이 콘크리트 슬래브(10)에서 누출되는 누출파를 감지하는 단계(202), 음향센서유닛(110)에 감지된 누출파의 정보를 분석탐지유닛(120)에 전송하는 단계(203), 분석탐지유닛(120)의 음향필터링부(123)가 누출파의 정보에 포함된 가진유닛의 음향파를 필터링하는 단계(204), 분석탐지유닛(120)의 시간영역 분석부(124)가 누출파의 진폭 특성을 분석하여 누출파의 시간 영역에 대한 진폭 감쇠 정보를 제공하는 단계(205), 분석탐지유닛(120)의 주파수영역 분석부(125)가 진폭 감쇠 정보를 FFT 변환하여 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계(206), 분석탐지유닛(120)의 탐지제어부(128)가 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 분석하여 특정 주파수에서의 공진 여부를 판단하는 단계(207), 공진 여부를 판단하는 단계에서 특정 주파수의 공진이 확인되면 콘크리트 슬래브의 하부에 이상의심개소의 존재 가능성이 있는 것으로 판단하고 탐지제어부(128)가 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 분석하여 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 추출하는 단계(208,209), 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 기설정된 오토스펙트럼 밀도의 설정값과 비교하는 단계(210), 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계에서 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 설정값 이상으로 확인되면 분석탐지유닛(120)의 시간-주파수영역 분석부(125)가 누출파의 웨이블릿 변환에 의한 시간과 주파수 특성을 분석하여 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계(211, 212), 및 탐지제어부(128)가 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 이용하여 콘크리트 슬래브(10)의 하부에 존재하는 공동(C)을 탐지하는 단계(213)를 포함한다.

음향센서유닛(110)을 탐지 위치(DP)에 배치하는 단계(200)에서는, 콘크리트 슬래브(10)의 탐지 위치(DP)의 표면에 음향센서유닛(110)을 안착시킨다. 이때, 음향센서유닛(110)의 음향 센서(112)는 콘크리트 슬래브(10)의 표면에서 설정 높이(H)로 이격된 상태이다.

가진유닛이 가진 위치(IP)에 응력파를 제공하는 단계(201)에서는, 가진유닛이 가진 위치(IP)에 적정 크기의 충격을 가하여 콘크리트 슬래브(10)에 응력파를 생성한다.

음향센서유닛(110)이 누출파를 감지하는 단계(202)에서는, 콘크리트 슬래브(10)의 탐지 위치(DP)에서 누출되는 누출파를 음향 센서(112)가 감지한다. 이때, 음향 센서(112)의 감지 정보에는 누출파와 함께 가진유닛의 충격시 발생된 음향파 및 주변의 잡음 등이 포함될 수 있다.

누출파의 정보를 분석탐지유닛(120)에 전송하는 단계(203)에서는, 음향 센서(112)에 감지된 정보를 분석탐지유닛(120)에 실시간으로 바로 전송한다.

음향필터링부가 음향파를 필터링하는 단계(204)에서는, 음향필터링부(123)가 음향 센서(112)에서 분석탐지유닛(120)으로 전송된 정보로부터 누출파 정보를 제외한 음향파와 잡음 등을 필터링한다. 따라서, 분석탐지유닛(120)이 공동(C)을 보다 정확하고 정밀하게 분석 및 탐지할 수 있다.

시간영역 분석부(124)가 시간 영역에 대한 진폭 감쇠 정보를 제공하는 단계(205)에서는, 가진유닛에 의한 충격 발생시 시간에 따른 누출파의 진폭 변화를 분석하여 그래프로 제공한다.

주파수영역 분석부(125)가 주파수 영역의 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계(206)에서는, 시간 영역에 대한 진폭 감쇠 정보를 기반으로 FFT 변환하여 주파수 대역에 따른 누출파의 오토스펙트럼 밀도 변화를 분석하여 그래프로 제공한다.

탐지제어부(128)가 공진 여부를 판단하는 단계(207)에서는, 주파수영역 분석부(125)의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보에 대한 그래프를 분석하여 특정 주파수 대역에서 공진이 일어나는지를 파악한다.

탐지제어부(128)가 공진 여부를 판단하는 단계(207)에서는, 특정 주파수 대역에 대한 공진의 발생이 확인되면 콘크리트 슬래브(10)의 탐지 위치(DP)의 하부에 이상이 의심되는 부위, 즉 이상의심개소가 존재할 가능성이 있는 것으로 판단한다. 여기서, 이상의심개소는 공동(C)이 형성되거나 서로 다른 매질의 경계층이 형성된 것으로 의심되는 장소이다.

상기와 같은 탐지제어부(128)가 공진 여부를 판단하는 단계(207)에서 특정 주파수 대역의 공진이 확인되면, 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 추출하는 단계(208,209)를 실시한다.

그에 반하여, 탐지제어부(128)가 공진 여부를 판단하는 단계(207)에서 특정 주파수 대역의 공진이 확인되지 않으면, 콘크리트 슬래브(10)의 하부에 이상의심개소의 존재 가능성이 없는 것으로 판단한다. 그 다음에, 본 실시예에서는 콘크리트 슬래브(10)의 탐지 위치(DP)를 변경한 후 음향센서유닛(110)을 탐지 위치(DP)에 배치하는 단계(200)부터 다시 진행한다.(208, 214)

오토스펙트럼 밀도의 최대값을 추출하는 단계(208,209)에서는, 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보에 대한 그래프를 분석하여 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 추출하고, 그에 대한 주파수 대역을 파악한다.

오토스펙트럼 밀도의 최대값을 설정값에 비교하는 단계(210)에서는, 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 기설정한 오토스펙트럼 밀도의 설정값에 비교하여 이상의심개소에 대한 공동(C)의 유무를 1차로 판단한다. 이하, 본 실시예에서는 기설정한 오토스펙트럼 밀도의 설정값을 20으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 설계 조건 및 검사 상황에 따라 설정값을 다양하게 설정할 수도 있다.

한편, 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계(210)에서 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 20 이상으로 확인되는 경우, 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계(210)의 이전 단계들(200~209)를 반복적으로 다시 진행하여 공진 여부 및 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 추가로 확인할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 공진 여부 및 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 반복적으로 비교 분석하여 이상의심개소에 대한 공동(C)의 유무를 더욱 안정적으로 판단할 수 있다.

이하, 본 실시예에서는 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계(210)에서 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 20 이상으로 확인되면, 음향센서유닛(110)을 탐지 위치(DP)에 배치하는 단계(200)부터 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 추출하는 단계(208,209)까지 1회 반복하여 총 두번에 걸쳐서 공진 여부 및 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 확인하는 것으로 설명한다. 상기와 같은 두 개의 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 모두 20 이상으로 확인되면, 시간-주파수영역 분석부(125)가 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계(212)를 진행한다.

그에 반하여, 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계(210)에서 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 20 미만으로 확인되면, 콘크리트 슬래브(10)의 탐지 위치(DP)에 존재하는 이상의심개소가 정상적으로 접착된 상태인 것으로 판단한 후 다음 단계의 진행을 중단한다.

시간-주파수영역 분석부(125)가 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계(211, 212)에서는, 오토스펙트럼 밀도의 최대값들이 20 이상으로 확인됨에 따라 이상의심개소에 공동(C)이 존재하는 것으로 1차 판단하고, 시간-주파수영역 분석부(125)가 누출파의 웨이블릿 변환에 의한 시간과 주파수 특성을 분석하여 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보에 대한 그래프를 제공한다.

탐지제어부(128)가 공동을 탐지하는 단계(213)에서는, 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보의 그래프를 분석하여 콘크리트 슬래브(10)의 하부에 존재하는 이상의심개소에 대한 공동(C)의 유무와 형태 및 상태 등을 2차로 탐지한다.

예를 들면, 탐지제어부(128)가 공동(C)을 탐지하는 단계(213)는, 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보의 그래프 형상을 제공하는 단계, 그래프 형상의 윤곽선 중에서 오토스펙트럼 밀도의 최대값에 해당하는 주파수 대역의 윤곽선을 분석하여 이상의심개소에 존재하는 공동(C)을 탐지하는 단계, 및 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 분석하여 공진주파수를 획득한 후 공진주파수를 이용하여 콘크리트 슬래브(10)의 두께를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

공동(C)을 탐지하는 단계에서는, 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보의 그래프에서 그래프 형상의 윤곽선에 대한 주파수축과 시간축의 길이 비율을 비교하여 공동(C)을 2차로 탐지할 수 있다.

즉, 공동(C)을 탐지하는 단계에서는, 그래프 형상의 윤곽선에 대한 시간축의 길이가 주파수축의 길이보다 2배 이상으로 형성되어 시간축 방향으로 길게 형성되면, 이상의심개소에 공동(C)이 형성된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 공동(C)을 탐지하는 단계에서는, 그래프 형상의 윤곽선에 대한 주파수축의 길이가 시간축의 길이보다 2배 이상으로 형성되어 주파수축 방향으로 길게 형성되면, 이상의심개소가 정상 접착 상태인 것으로 판단할 수 있다.

또한, 공동(C)을 탐지하는 단계에서는, 그래프 형상의 윤곽선에 대한 시간축와 주파수축의 길이비가 2배 미만으로 형성되어 윤곽선이 원형상 또는 사각형상으로 형성되면, 이상의심개소가 비접착 상태 또는 지반이 느슨한 상태인 것으로 판단할 수 있다.

콘크리트 슬래브(10)의 두께를 산출하는 단계에서 산출된 콘크리트 슬래브(10)의 두께는 공동(C)이 발생된 깊이에 대응하므로, 공동(C)의 존재로 인해 발생되는 공진주파수를 획득하여 공동(C)의 위치를 역산할 수 있다.

도 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)의 공동 탐지 방법으로 분석된 다양한 그래프가 도시되어 있다.

도 5의 (a)를 참조하면, 시간 영역의 그래프는 진폭의 감쇠가 심하게 일어나기 때문에 공동 또는 들뜸으로 인한 반사파가 없는 것으로 판단할 수 있고, 주파수 영역의 그래프는 모든 주파수 대역에서 스펙트럼 밀도가 낮고 최대값이 없기 때문에 공동 또는 들뜸으로 인한 반사파가 없다는 것을 뒷받침할 수 있다. 또한, 시간-주파수 영역의 그래프는 그래프 형상이 주파수축 방향으로 길게 형성된 상태이므로, 접착상태가 좋고, 공동이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

도 5의 (b)를 참조하면, 시간 영역의 그래프는 진폭의 감쇠가 도 5의 (a)보다 적게 일어나기 때문에 작은 크기의 공동 또는 들뜸으로 인한 반사파가 소량 존재하는 것으로 판단할 수 있고, 주파수 영역의 그래프는 몇몇의 주파수 대역에서 작은 피크값이 존재하기 때문에 작은 크기의 공동 또는 들뜸으로 인한 반사파가 소량 존재하는 것을 뒷받침할 수 있다. 또한, 시간-주파수 영역의 그래프는 그래프 형상이 원형에 가깝게 형성된 상태이므로, 공동(C)의 발생이 아닌 접착상태 불량이라는 결론을 도출할 수 있다.

도 5의 (c)를 참조하면, 시간 영역의 그래프는 비교적 오랜 시간동안 진폭의 감쇠가 나타나기 때문에 포장 구조체와 하부지반 사이의 들뜸 또는 포장 구조체 내에 공동이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 주파수 영역의 그래프는 특정 주파수영역에서 굉장히 큰 피크값을 나타냄과 아울러 시간-주파수 영역의 그래프는 그래프 형상이 시간축 방향으로 길게 형성되므로, 포장 구조체 내에 공동(C)이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)의 공동 탐지 시험을 위한 콘크리트 슬래브(10)의 모사 시험체를 나타낸 도면이고, 도 7 내지 도 11은 도 6에 도시된 콘크리트 슬래브(10)의 공동 탐지 결과를 각각 나타낸 도면이다.

도 6에는 공동 탐지 시험을 위한 콘크리트 슬래브(10)의 모사 시험체에 대한 평면도 및 단면도가 도시되어 있으며, 도 7 내지 도 11에는 공동 탐지 시험에 대한 결과가 그래프로 도시되어 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)은, 도 6에 도시된 콘크리트 슬래브(10)의 모사 시험체를 대상으로 하여 공동 탐지 시험을 실시하고, 도 7 내지 도 11에 도시된 그래프로 공동 탐지 시험의 결과가 나타나 있다.

도 6을 참조하면, 콘크리트 슬래브(10)의 모사 시험체는 철근이 없는 콘크리트 구조물로서, 0.64m의 일정 두께를 가지고, 좌우 방향으로 길게 형성된다. 공동(C1, C2, C3)은 콘크리트 슬래브(10)의 좌우 방향으로 서로 이격된 위치에 복수개가 서로 다른 크기로 배치될 수 있고, 콘크리트 슬래브(10)의 하부에 접하는 지반에 형성될 수 있다. 이하, 본 시험에서는 콘크리트 슬래브의 양단부과 중앙부에 제1,2,3 공동(C1, C2, C3)이 각각 배치된 것으로 설명한다.

이때, 콘크리트 슬래브(10)의 표면 중에서 제1,2,3 공동(C1, C2, C3)에 대응하는 지점을 제1,2,3 탐지 위치(DP1, DP2, DP3)로 각각 지정하고, 뿐만 아니라 콘크리트 슬래브(10)의 표면 중에서 제1,2,3 공동(C1, C2, C3)이 형성되지 않은 지점도 제4,5 탐지 위치(DP4, DP5)로 각각 지정한다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)은, 동일한 조건으로 제1,2,3,4,5 탐지 위치(DP1, DP2, DP3, DP4, DP5)에서 공동 탐지 시험을 각각 실시하여 공동 탐지 결과를 그래프로 제공한다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 도 7 내지 도 9에 도시된 그래프는, 제1,2,3 공동(C1, C2, C3)과 대응되는 제1,2,3 탐지 위치(DP1, DP2, DP3)에 대하여 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)의 공동 탐지 시험의 결과이다. 즉, 도 7은 제1 탐지 위치(DP1)의 시험 결과 그래프이고, 도 8은 제2 탐지 위치(DP2)의 시험 결과 그래프이며, 도 9는 제3 탐지 위치(DP3)의 시험 결과 그래프이다.

도 7 내지 도 9의 그래프를 분석한 결과, 시간-주파수 영역의 그래프에서 윤곽선이 시간축 방향으로 길게 형성되고, 오토스펙트럼 밀도가 약 1300Hz의 주파수 대역에서 증폭되는 것으로 확인할 수 있다. 그리고, 측정된 공진주파수의 결과로부터 약 64cm 깊이에 공동(C1, C2, C3)이 존재할 것으로 판단된다.

측정된 주파수 중 최대값을 갖는 주파수 외에 약 2500Hz에서 증폭이 감지되고 있는 데, 이 주파수 대역은 충격 하중에 의한 응력파가 콘크리트 슬래브(10)의 외측 경계면 부분에서 반사되어 돌아온 것으로 판단될 수 있으며, 주파수를 이용한 이격 거리는 약 20cm 이다.

도 10 내지 도 11을 참조하면, 도 10 내지 도 11에 도시된 그래프는, 제1,2,3 공동(C1, C2, C3) 사이에 배치된 제4,5 탐지 위치(DP4, DP5)에 대하여 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)의 공동 탐지 시험의 결과이다. 도 10과 도 11은 제1,2,3 공동(C1, C2, C3)이 없는 제4,5 탐지 위치(DP4, DP5)에 대한 공동 탐지 시험의 그래프이다. 즉, 도 10은 제4 탐지 위치(DP4)의 시험 결과 그래프이고, 도 11은 제5 탐지 위치(DP5)의 시험 결과 그래프이다.

도 10 및 도 11의 그래프를 분석한 결과, 제1,2,3 공동(C1, C2, C3)이 없는 구간에서는 오토스펙트럼 밀도의 증폭이 발생하지 않았지만, 콘크리트 슬래브(10)와 하부 지반의 강성 차이로 인하여 그래프 형상이 시간-주파수 영역의 그래프에서 주파수축 및 시간축에 모두 평행한 윤곽선으로 나타나고 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)의 공동 탐지 시험에 대한 결과가 아래의 [표 1]에 정리되어 있다. 결과적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 공동 탐지 시스템(100)을 이용하여 콘크리트 슬래브(10)의 하부에 존재하는 공동(C1, C2, C3)을 정확하고 정밀하게 탐지 가능함을 알 수 있고, 콘크리트 슬래브(10)의 표면을 처리하지 않은 상태에서 간편하게 공동 탐지 작업을 수행할 수 있다.

탐지 위치	공진주파수(Hz)	산정두께(cm)	판단 결과
C1	1280	68	공동 확인
C2	1300	66	공동 확인
C3	1300	66	공동 확인
C4			공동 없음
C5			공동 없음

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 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. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 콘크리트 슬래브
12: 강화 노반
13: 일반 노반
100: 비접촉식 공동 탐지 시스템
110: 음향센서유닛
112: 음향 센서
120: 분석탐지유닛
124: 시간영역 분석부
125: 주파수영역 분석부
126: 시간-주파수영역 분석부
128: 탐지제어부
C(C1~C3): 공동(제1~3 공동)
IP: 가진 위치
DP(DP1~DP5): 탐지 위치(제1~5 탐지 위치)

Claims (15)

1. 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 공동을 비파괴 검사기술 중에서 비접촉 방식의 충격 반향 기법으로 탐지하는 비접촉식 공동 탐지 시스템에 있어서,
   상기 콘크리트 슬래브의 가진 위치에 응력파를 제공하는 가진유닛;
   상기 콘크리트 슬래브의 가진 위치로부터 이격된 탐지 위치에서 누출되는 누출파를 감지하는 음향센서유닛; 및
   상기 음향센서유닛에 감지된 상기 누출파의 정보를 전달 받을 수 있도록 상기 음향센서유닛에 연결되고, 상기 누출파의 진폭 특성 및 상기 누출파의 FFT(Fast Fourier Transform) 변환과 웨이블릿(Wavelet) 변환에 의한 주파수 특성을 분석하여 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 상기 공동을 탐지하는 분석탐지유닛;을 포함하고,
   상기 분석탐지유닛은,
   상기 누출파의 진폭 특성을 분석하여 상기 누출파의 시간 영역에 대한 진폭 감쇠 정보를 제공하는 시간영역 분석부;
   상기 시간영역 분석부의 진폭 감쇠 정보를 FFT 변환하여 상기 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도(Auto Spectral Density) 정보를 제공하는 주파수영역 분석부;
   상기 누출파의 웨이블릿 변환에 의한 시간과 주파수 특성을 분석하여 상기 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 시간-주파수영역 분석부; 및
   상기 시간영역 분석부와 상기 주파수영역 분석부 및 상기 시간-주파수영역 분석부의 분석 정보를 이용하여 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 상기 공동을 탐지하는 탐지제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 시스템.
   
2. 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 공동을 비파괴 검사기술 중에서 비접촉 방식의 충격 반향 기법으로 탐지하는 비접촉식 공동 탐지 시스템에 있어서,
   상기 콘크리트 슬래브의 가진 위치에 응력파를 제공하는 가진유닛;
   상기 콘크리트 슬래브의 가진 위치로부터 이격된 탐지 위치에서 누출되는 누출파를 감지하는 음향센서유닛; 및
   상기 음향센서유닛에 감지된 상기 누출파의 정보를 전달 받을 수 있도록 상기 음향센서유닛에 연결되고, 상기 누출파의 진폭 특성 및 상기 누출파의 FFT(Fast Fourier Transform) 변환과 웨이블릿(Wavelet) 변환에 의한 주파수 특성을 분석하여 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 상기 공동을 탐지하는 분석탐지유닛;을 포함하고,
   상기 음향센서유닛은, 상기 누출파를 측정하는 음향 센서; 상기 음향 센서를 지지하도록 상기 음향 센서의 외주부에 둘러싸는 형상으로 배치된 우드락 부재; 상기 우드락 부재의 외주부에 둘러싸는 형상으로 배치되고, 상기 누출파를 상기 음향 센서로 안내하도록 내부가 중공된 형상으로 형성된 알루미늄 부재; 및 상기 알루미늄 부재의 외주부에 둘러싸는 형상으로 배치된 방음 부재;를 포함하며,
   상기 방음 부재는 방음성을 구비한 스폰지 소재로 형성되고, 상기 방음 부재의 외주부에는 둘레를 따라 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 알루미늄 부재 또는 상기 방음 부재 중 적어도 하나는 상기 콘크리트 슬래브의 표면에 안착되고,
   상기 음향 센서는 상기 콘크리트 슬래브의 표면에서 설정 높이로 이격된 위치에 배치되도록 상기 우드락 부재의 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 설정 높이는 상기 콘크리트 슬래브의 표면에서부터 1~3㎝인 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 음향센서유닛은 상기 누출파의 감지시 주변에서 발생되는 음향파도 함께 감지하며,
   상기 분석탐지유닛은, 상기 음향센서유닛에서 전달되는 상기 누출파의 정보에 포함된 상기 음향파를 필터링하는 음향필터링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 시스템.
   
8. 콘크리트 슬래브의 탐지 위치에 음향센서유닛을 배치하는 단계;
   상기 콘크리트 슬래브의 탐지 위치로부터 이격된 가진 위치에 가진유닛이 응력파를 제공하는 단계;
   상기 음향센서유닛이 상기 콘크리트 슬래브에서 누출되는 누출파를 감지하는 단계;
   상기 음향센서유닛에 감지된 누출파의 정보를 분석탐지유닛에 전송하는 단계;
   상기 분석탐지유닛의 음향필터링부가 상기 누출파의 정보에 포함된 상기 가진유닛의 음향파를 필터링하는 단계;
   상기 분석탐지유닛의 시간영역 분석부가 상기 누출파의 진폭 특성을 분석하여 상기 누출파의 시간 영역에 대한 진폭 감쇠 정보를 제공하는 단계;
   상기 분석탐지유닛의 주파수영역 분석부가 상기 진폭 감쇠 정보를 FFT 변환하여 상기 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계;
   상기 분석탐지유닛의 탐지제어부가 상기 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 분석하여 특정 주파수에서의 공진 여부를 판단하는 단계;
   상기 공진 여부를 판단하는 단계에서 특정 주파수의 공진이 확인되면, 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 이상의심개소의 존재 가능성이 있는 것으로 판단하고, 상기 탐지제어부가 상기 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 분석하여 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 추출하는 단계;
   상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 기설정된 오토스펙트럼 밀도의 설정값과 비교하는 단계;
   상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계에서 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 설정값 이상으로 확인되면, 상기 분석탐지유닛의 시간-주파수영역 분석부가 상기 누출파의 웨이블릿 변환에 의한 시간과 주파수 특성을 분석하여 상기 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계; 및
   상기 탐지제어부가 상기 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 이용하여 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 존재하는 공동을 탐지하는 단계;
   를 포함하는 비접촉식 공동 탐지 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 공진 여부를 판단하는 단계에서 특정 주파수의 공진이 확인되지 않으면, 상기 콘크리트 슬래브의 하부에 이상의심개소의 존재 가능성이 없는 것으로 판단하고, 상기 콘크리트 슬래브의 탐지 위치를 변경한 후 상기 음향센서유닛을 배치하는 단계부터 다시 진행하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 방법.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계에서 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 설정값 미만으로 확인되면, 상기 콘크리트 슬래브의 탐지 위치에 존재하는 이상의심개소가 접착 상태인 것으로 판단하고, 다음 단계의 진행을 중단하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 방법.
    
11. 제8항에 있어서,
    상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값과 설정값을 비교하는 단계에서 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값이 설정값 이상으로 확인되는 경우, 이전 단계를 반복적으로 다시 진행하여 공진 여부 및 오토스펙트럼 밀도의 최대값을 추가로 확인한 후 상기 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 제공하는 단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 방법.
    
12. 제8항에 있어서,
    상기 탐지제어부가 공동을 탐지하는 단계는,
    상기 누출파의 시간-주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보의 그래프 형상을 제공하는 단계; 및
    상기 그래프 형상의 윤곽선 중에서 상기 오토스펙트럼 밀도의 최대값에 해당하는 주파수 대역의 윤곽선을 분석하여 상기 이상의심개소에 존재하는 상기 공동을 탐지하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 탐지제어부가 공동을 탐지하는 단계는, 상기 누출파의 주파수 영역에 대한 오토스펙트럼 밀도 정보를 분석하여 공진주파수를 획득한 후 상기 공진주파수를 이용하여 상기 콘크리트 슬래브의 두께를 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 방법.
    
14. 제12항에 있어서,
    상기 공동을 탐지하는 단계에서는, 상기 그래프 형상의 윤곽선에 대한 주파수축과 시간축의 길이 비율을 비교하여 상기 공동을 탐지하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 방법.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 공동을 탐지하는 단계에서는,
    상기 그래프 형상의 윤곽선에 대한 시간축의 길이가 주파수축의 길이보다 2배 이상으로 형성되어 시간축 방향으로 길게 형성되면 상기 이상의심개소에 상기 공동이 형성된 것으로 판단하고,
    상기 그래프 형상의 윤곽선에 대한 주파수축의 길이가 시간축의 길이보다 2배 이상으로 형성되어 주파수축 방향으로 길게 형성되면 상기 이상의심개소가 정상 접착 상태인 것으로 판단하며,
    상기 그래프 형상의 윤곽선에 대한 시간축와 주파수축의 길이비가 2배 미만으로 형성되어 상기 윤곽선이 원형상 또는 사각형상으로 형성되면 상기 이상의심개소가 비접착 상태 또는 지반이 느슨한 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 공동 탐지 방법.

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