KR102190776B1 - 교량용 탄성파 탐지장치 및 이를 포함하는 내부공동 탐사시스템 - Google Patents

교량용 탄성파 탐지장치 및 이를 포함하는 내부공동 탐사시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 교량(10)의 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 충격파를 방사하고 내부에서 반사된 탄성파를 수신하여 상기 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 탐사하는데 필요한 탄성파탐지데이터를 생성하는 교량용 탄성파 탐지장치에 있어서, 내부공간(221)이 형성되고 상부에는 장치를 파지하기 위한 손잡이(222)가 마련된 수신모듈바디부(220) 및, 상기 수신모듈바디부(220)의 저면으로 감지단부(231)가 노출되도록 내부공간(221)에 장착되며 상기 탄성파를 감지하여 단위시간당 탄성파의 변화를 나타내는 탄성파탐지데이터를 생성하는 트랜스듀서(230)를 포함하는 탄성파수신모듈(210); 및 내부공간(271)이 형성되고 상기 수신모듈바디부(220)에 지지되도록 장착되는 발생모듈바디부(270)와, 상기 발생모듈바디부(270)의 저면으로 타격플런지(281)의 타격단부(282)가 노출되도록 내부공간(271)에 직립배치되며 인가되는 구동전원에 따라 발생하는 자기장에 의해 상기 타격플런지(281)가 승강동작하여 상기 교량(10)의 측면을 타격하면서 상기 충격파를 방사하는 메인임팩터(280) 및, 메인타격스위치(291)의 조작에 따라 구동전원을 인가하여 상기 메인임팩터(280)를 구동제어하는 제어회로부(290)를 포함하는 충격파발생모듈(260);을 포함하는 교량용 탄성파 탐지장치가 개시된다.

Description

교량용 탄성파 탐지장치 및 이를 포함하는 내부공동 탐사시스템{ELASTIC WAVE DETECTOR FOR BRIDGE AND, CAVITY EXPLORING SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 교량용 탄성파 탐지장치 및 이를 포함하는 내부공동 탐사시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량의 빔이나 박스거더 등과 같은 상부구조체의 측면에서 내부의 덕트를 향해 충격파를 방사하고 내부에서 반사된 탄성파를 수신하여 덕트 내부에 존재하는 공동을 탐사하는데 필요한 탄성파탐지데이터를 생성하는 교량용 탄성파 탐지장치 및 이를 포함하는 내부공동 탐사시스템에 관한 것이다.
일반적으로 PSC(Prestressed Concrete) 교량은 콘크리트의 취약적 결점을 보완하기 위해 인장응력이 생기는 부분에 미리 압축력을 주어 인장성능을 증가시키도록 한 교량으로서 인장력을 도입하는 텐던의 설치 위치에 따라 도 1과 같은 PSC 박스거더교와 도 2와 같은 PSC Beam거더교로 구분된다. 도 1 내지 도 3을 참고하면 본체에 설계된 텐던(30)의 선형에 따라 덕트(20)를 매립한 후 덕트(20) 내부에 PS강연선인 텐던(30)이 삽입된 구조를 가지며, 삽입된 텐던(30)은 양단에서 유압잭으로 인장하고 앙카(50)로 고정하여 프리스트레스를 거더에 도입한다.
또한, 상기 덕트(20)의 내부에 삽입된 텐던(30)을 염화물과 같은 외부의 유해한 물질로부터 보호하기 위하여 도 1의 확대도에 도시된 바와 같이 시멘트계 재료의 그라우트(40)로 덕트(20) 내부를 밀실하게 채우는 그라우트 작업이 이루어진다. 그러나, 도 3에서와 같이 텐던(30)의 단부를 고정시키는 앙카(50)가 설치된 주변이나 덕트(20)의 만곡부 등에서 그라우트(40)가 미충전되는 경우가 빈번하게 발생할 수 있고 이에 따라 미충전된 부분의 공동(C)으로 노출된 텐던(30)에서 부식이 발생하여 PSC 교량(10)의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
실제로, 최근 PSC 교량의 노후화로 인해 많은 사회적 문제를 발생시키고 있다. 예를 들면 2016년 서울시 내부순환고속도로 정릉천고가교에 설치된 PS강연선의 파단으로 수개월간 교통이 전면 통제되어 사회적, 경제적 혼란을 야기하였다. 이에 따라 PSC 교량(10)의 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)의 정확한 위치를 산출하여 사전에 보수할 수 있도록 하기 위한 PSC 교량의 덕트 내부 공동 탐사기술이 필요한 실정이다. 그러나, 통상 텐던(30)이 금속재질로 이루어져 전자기파가 통과하지 못하며 PSC 교량의 내부에는 다수의 철근이 설치된 복잡한 내부구조로 인해 일반적인 비파괴 검사로는 공동의 정확한 위치를 검출하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 문제점을 해결하기 위해 탄성파를 이용한 탐사기술이 시도되기도 하였다. 도 4를 참고하면 PC나 테블릿 등의 데이터처리모듈(1)에 탄성파용 트랜스듀서(2)를 연결하고 상기 트랜스듀서(2)를 교량(10)의 빔이나 박스거더 등과 같은 상부구조체의 표면에 접촉시킨 상태에서 임팩터(3)로 표면을 타격하면 타격으로 발생된 충격파에 의해 교량(10) 내부에서 반사된 탄성파가 트랜스듀서(2)에 감지되고 감지된 탄성파탐지데이터를 데이터처리모듈(1)로 분석하여 덕트(20) 내부의 공동(C) 위치를 검출하고자 하였다.
또한, 종래의 임팩터(3)는 긴 막대형상으로 이루어져 선단에 충격을 발생시키기 위한 구형의 타격볼(4)이 형성된 구조로 구성되었다. 따라서 작업자가 손으로 파지하여 일정높이에서 교량(10)의 표면측으로 타격볼(4)을 내리쳐서 충격파를 발생시킬 수 있었다.
그러나, 이와 같이 수작업으로 충격파를 발생시키기 때문에 작업자마다 서로 다른 강도의 충격파가 발생하게 될 뿐만 아니라 동일한 작업자가 작업을 수행하더라도 매 타격시마다 일정량의 오차가 발생하게 되고 탐지면적이 넓은 교량(10)을 대상으로 장시간 지속적으로 타격운동을 반복하게 되면 발생하는 충격파의 오차가 더욱 심화되었다. 즉, 일관적이지 못한 충격파에 의해 발생하는 탄성파의 정형화된 데이터를 확보하기가 어려운 문제점이 있었다.
또한, 작업시 한손으로는 트랜스듀서(2)를 파지하고 다른 한손으로는 임팩터(3)로 충격파를 발생시켜야 하기 때문에 데이터처리모듈(1)을 파지하거나 조작할 때마다 작업중인 장비를 내려놓아야 하기 때문에 작업능률이 저하되는 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-1748432호(2017.06.12), 유연 그라우트재를 이용한 PSC 교량의 쉬스관내 플렉서블 그라우팅 방법.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 솔레노이드 액추에이터의 구동방식을 적용한 임팩터를 이용하여 항상 일정한 힘으로 교량의 측면을 타격하여 발생하는 충격파의 오차가 없으며 이에 따라 작업자가 달라지거나 장시간 탄성파 탐지작업이 지속되더라도 정형화된 탄성파탐지데이터를 확보할 수 있고, 한손으로 트랜스듀서와 임팩터를 구동시킬 수 있어 다른 한손을 자유롭게 이용할 수 있는 교량용 탄성파 탐지장치 및 이를 포함하는 내부공동 탐사시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 교량(10)의 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 충격파를 방사하고 내부에서 반사된 탄성파를 수신하여 상기 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 탐사하는데 필요한 탄성파탐지데이터를 생성하는 교량용 탄성파 탐지장치에 있어서, 내부공간(221)이 형성되고 상부에는 장치를 파지하기 위한 손잡이(222)가 마련된 수신모듈바디부(220) 및, 상기 수신모듈바디부(220)의 저면으로 감지단부(231)가 노출되도록 내부공간(221)에 장착되며 상기 탄성파를 감지하여 단위시간당 탄성파의 변화를 나타내는 탄성파탐지데이터를 생성하는 트랜스듀서(230)를 포함하는 탄성파수신모듈(210); 및 내부공간(271)이 형성되고 상기 수신모듈바디부(220)에 지지되도록 장착되는 발생모듈바디부(270)와, 상기 발생모듈바디부(270)의 저면으로 타격플런지(281)의 타격단부(282)가 노출되도록 내부공간(271)에 직립배치되며 인가되는 구동전원에 따라 발생하는 자기장에 의해 상기 타격플런지(281)가 승강동작하여 상기 교량(10)의 측면을 타격하면서 상기 충격파를 방사하는 메인임팩터(280) 및, 메인타격스위치(291)의 조작에 따라 구동전원을 인가하여 상기 메인임팩터(280)를 구동제어하는 제어회로부(290)를 포함하는 충격파발생모듈(260);을 포함하는 교량용 탄성파 탐지장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 메인임팩터(280)는 교량(10) 상에서 최대 두께 또는 최대 강도를 갖는 규격의 콘크리트 상에서 공동탐사를 위해 필요로 하는 크기의 탄성파가 감지되는 정도의 세기로 타격 가능한 것을 특징으로 하는 교량용 탄성파 탐지장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 충격파발생모듈(260)은, 사용자의 조작에 따라 레벨별로 구분되는 조작신호를 출력하는 강도조절스위치(293)를 더 포함하고, 상기 제어회로부(290)는 상기 강도조절스위치(293)의 조작신호에 따라 설정된 레벨의 충격파가 방사되도록 발생하는 자기장의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성파 탐지장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 충격파발생모듈(260)은, 상기 발생모듈바디부(270) 내에 장착되어 상기 제어회로부(290)에 충전된 전원을 공급하는 발생모듈전원부(294)를 더 포함하고, 상기 발생모듈바디부(270)는, 상기 메인임팩터(280)가 내부에 장착되는 제1챔버(272) 및, 상기 발생모듈전원부(294)가 내부에 장착되는 제2챔버(273)를 포함하고, 상기 제1챔버(272)와 제2챔버(273)는 측방으로 이격 배치되어 두 챔버(272,273) 사이에는 상기 수신모듈바디부(220)가 삽입되는 수용공간(275)이 마련되며, 상기 충격파발생모듈(260)은, 상기 수용공간(275) 내에 삽입된 수신모듈바디부(220)가 고정되도록 발생모듈바디부(270)에 장착된 상태에서 수신모듈바디부(220)를 지지하는 고정수단(276)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성파 탐지장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 발생모듈바디부(270)의 수용공간(275)은 상하로 개구되도록 형성되고, 상기 수용공간(275)의 개구된 일측에는 발생모듈바디부(270)로부터 수용공간(275) 내측으로 절곡되면서 삽입된 수신모듈바디부(220)의 둘레를 지지하는 지지판(279)이 형성되며, 상기 수용공간(275)의 개구된 타측에는 상기 고정수단(276)이 배치되되 상기 고정수단(276)은 수용공간(275)을 가로지르는 형태로 수평배치되고 양단이 상기 제1챔버(272)와 제2챔버(273)에 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성파 탐지장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 메인타격스위치(291)는 제어회로부(290)와 신호연결된 상태로 상기 손잡이(222)에 고정장착된 것을 특징으로 하는 교량용 탄성파 탐지장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 충격파발생모듈(260)은, 상기 발생모듈바디부(270)의 양측에 승강 가능하게 장착되며 하강하면 상기 감지단부(231)를 교량(10)의 표면으로부터 이격시킨 상태로 회전하면서 수신모듈바디부(220)를 이동시키는 이동바퀴(299) 및, 상기 이동바퀴(299)를 하향으로 탄성가압하며 수신모듈바디부(220)에 가해지는 하향가압력에 의해 압축되면서 상기 감지단부(231)가 교량(10)의 표면에 접촉되도록 하는 탄성부재(261)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성파 탐지장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 충격파발생모듈(260)은 상기 이동바퀴(299)의 하강에 따라 감지단부(231)가 교량(10)의 표면에 접촉한 상태를 감지하는 접촉감지부(296)를 더 포함하고, 상기 제어회로부(290)는 접촉감지부(296)의 감지신호에 따라 상기 감지단부(231)가 교량(10)의 표면에 접촉하면 표시부(297)에 나타나도록 제어하는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성파 탐지장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 충격파발생모듈(260)은 상기 이동바퀴(299)의 회전에 의한 위치변화를 감지하는 이동감지부(295)를 더 포함하고, 상기 제어회로부(290)는 이동감지부(295)로부터 수신되는 감지신호를 취합하여 이동거리를 산출하며, 산출된 이동거리값이 표시부(297)에 나타나거나 이동거리에 따라 설정된 매 탐지위치마다 상기 표시부(297)를 통해 알림동작하거나 메인임펙터(280)가 타격동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성파 탐지장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 학습된 머신러닝의 학습모델을 이용하여 교량(10)의 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 탐사하는 내부공동 탐사시스템에 있어서, 교량(10)의 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 전자기파를 방사하고 교량(10) 내부에서 반사된 반사파를 수신하여 전자기파 탐지데이터를 생성하는 전파탐지장치(120); 상기 전자기파 탐지데이터로부터 추출된 덕트위치정보에 따라 교량(10)의 측면에 배치되어 상기 덕트(20)가 연장된 방향을 나타내는 덕트연장방향 마킹부(130); 상기 덕트연장방향 마킹부(130)를 따라 이동하며 교량(10)의 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 탄성파를 방사하고 교량(10) 내부에서 반사된 탄성파를 수신하여 탄성파탐지데이터를 생성하는 교량용 탄성파 탐지장치(200); 및 탄성파탐지데이터를 입력받아 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 검출하도록 학습된 머신러닝의 학습모델이 프로그램화되어 구축되고, 상기 탄성파탐지장치(200)에서 생성된 탐사대상 교량(10)의 탄성파탐지데이터가 입력되면 상기 딥러닝 학습모델을 이용하여 덕트(20) 내부의 공동(C)을 검출하며 검출된 결과데이터를 디스플레이(156)에 표시하는 제2데이터처리모듈(170);을 포함하며, 상기 교량용 탄성파 탐지장치(200)는, 상부에 손잡이(222)가 마련된 수신모듈바디부(220) 및, 상기 수신모듈바디부(220)에 장착되며 상기 탄성파를 감지하여 단위시간당 탄성파의 변화를 나타내는 탄성파탐지데이터를 생성하는 트랜스듀서(230)를 포함하는 탄성파수신모듈(210); 및 상기 수신모듈바디부(220)에 지지되도록 장착되는 발생모듈바디부(270)와, 상기 발생모듈바디부(270)에 장착되고 인가되는 구동전원에 따라 발생하는 자기장에 의해 하부에 배치된 타격플런지(281)가 승강동작하여 상기 교량(10)의 측면을 타격하면서 상기 충격파를 방사하는 메인임팩터(280) 및, 메인타격스위치(291)의 조작에 따라 구동전원을 인가하여 상기 메인임팩터(280)를 구동제어하는 제어회로부(290)를 포함하는 충격파발생모듈(260);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부공동 탐사시스템이 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면,
첫째, 탄성파수신모듈(210)은, 내부공간(221)이 형성되고 상부에는 장치를 파지하기 위한 손잡이(222)가 마련된 수신모듈바디부(220) 및, 상기 수신모듈바디부(220)의 저면으로 감지단부(231)가 노출되도록 내부공간(221)에 장착되며 탄성파를 감지하여 단위시간당 탄성파의 변화를 나타내는 탄성파탐지데이터를 생성하는 트랜스듀서(230)를 포함하고, 충격파발생모듈(260)은, 내부공간(271)이 형성되고 상기 수신모듈바디부(220)에 지지되도록 장착되는 발생모듈바디부(270)와, 상기 발생모듈바디부(270)의 저면으로 타격플런지(281)의 타격단부(282)가 노출되도록 내부공간(271)에 직립배치되어 타격동작하는 메인임팩터(280) 및, 메인타격스위치(291)의 조작에 따라 구동전원을 인가하여 상기 메인임팩터(280)를 구동제어하는 제어회로부(290)를 포함하도록 구비됨으로써, 작업자가 상기 손잡이(222)를 파지한 상태로 한손으로 트랜스듀서(230)와 메인임팩터(280)를 각각 구동시킬 수 있어 다른 한손으로 데이터처리모듈(150)을 파지하거나 조작하는 것과 같이 자유롭게 이용할 수 있다.
또한, 상기 메인임팩터(280)의 경우 인가되는 구동전원에 따라 발생하는 자기장에 의해 상기 타격플런지(281)가 승강동작하여 교량(10)의 빔이나 박스거더 등과 같은 상부구조체의 측면을 타격하면서 상기 충격파를 방사하는 것과 같이 솔레노이드 액추에이터의 구동방식으로 타격동작이 이루어지기 때문에 항상 일정한 힘으로 교량 상부구조체의 측면을 타격하여 발생하는 충격파의 오차가 없으며 이에 따라 작업자가 달라지거나 장시간 탄성파 탐지작업이 지속되더라도 정형화된 탄성파탐지데이터를 확보할 수 있고 교량(10)의 두께나 강도에 따라 최적의 세기로 타격동작을 수행할 수 있다.
둘째, 상기 메인임팩터(280)는 교량(10) 상에서 최대 두께 또는 최대 강도를 갖는 규격의 콘크리트 상에서 공동탐사를 위해 필요로 하는 크기의 탄성파가 감지되는 정도의 세기로 타격 가능하도록 구비됨으로써, 교량(10)을 대상으로 탄성파탐지하는데 최적화될 수 있으며 작업자가 힘들이지 않고서도 충격파의 강도를 증가시킬 수 있어 작업자의 편의를 대폭 증대시킬 수 있다.
셋째, 상기 충격파발생모듈(260)은 사용자의 조작에 따라 레벨별로 구분되는 조작신호를 출력하는 강도조절스위치(293)를 더 포함하고, 상기 제어회로부(290)는 상기 강도조절스위치(293)의 조작신호에 따라 설정된 레벨의 충격파가 방사되도록 발생하는 자기장의 크기를 조절함으로써, 교량(10)의 상부구조체 두께(20cm 내지 100cm)나 강도에 맞추어 최적화된 레벨의 충격파를 발생시킬 수 있다.
넷째, 상기 충격파발생모듈(260)은, 상기 발생모듈바디부(270) 내에 장착되어 상기 제어회로부(290)에 충전된 전원을 공급하는 발생모듈전원부(294)를 더 포함하고, 상기 발생모듈바디부(270)는, 상기 메인임팩터(280)가 내부에 장착되는 제1챔버(272)와, 상기 발생모듈전원부(294)가 내부에 장착되는 제2챔버(273)를 포함하고, 상기 제1챔버(272)와 제2챔버(273)는 측방으로 이격 배치되어 두 챔버(272,273) 사이에는 상기 수신모듈바디부(220)가 삽입되는 수용공간(275)이 마련되며, 상기 충격파발생모듈(260)은, 상기 수용공간(275) 내에 삽입된 수신모듈바디부(220)가 고정되도록 발생모듈바디부(270)에 장착된 상태에서 수신모듈바디부(220)를 지지하는 고정수단(276)을 더 포함하는 것과 같이, 충격파발생모듈(260)에서 상대적으로 큰 중량을 갖는 메인임팩터(280)와 발생모듈전원부(294)를 양측으로 분리하여 하중이 배분되도록 함으로써 작업자가 팔에 무리가 없으며 보다 편하게 교량용 탄성파 탐지장치를 한손으로 파지할 수 있다.
다섯째, 상기 수용공간(275)은 상하로 개구되도록 형성되고, 상기 수용공간(275)의 개구된 일측에는 발생모듈바디부(270)로부터 수용공간(275) 내측으로 절곡되면서 삽입된 수신모듈바디부(220)의 둘레를 지지하는 지지판(279)이 형성되며, 상기 수용공간(275)의 개구된 타측에는 상기 고정수단(276)이 배치되되 상기 고정수단(276)은 수용공간(275)을 가로지르는 형태로 수평배치되고 양단이 상기 제1챔버(272)와 제2챔버(273)에 각각 장착됨으로써, 교량용 탄성파 탐지장치를 경량화하면서도 수용공간(275)에 안착된 탄성파수신모듈(210)을 견고하게 고정시킬 수 있다.
여섯째, 상기 메인타격스위치(291)는 제어회로부(290)와 신호연결된 상태로 상기 손잡이(222)에 고정장착되어, 사용자가 교량용 탄성파 탐지장치를 파지한 손의 손가락을 이용하여 원하는 타이밍에 충격파를 용이하게 발생시킬 수 있다.
일곱째, GPR(Ground Penetrating Radar) 등의 전파탐지장치(120)를 이용한 전자기파 탐지로 확인된 덕트(20)의 연장된 방향을 덕트연장방향 마킹부(130)로 교량(10)의 측면에 나타내어 교량용 탄성파 탐지장치(200)로 탐사해야 할 영역을 최소화할 수 있고, 금속재질로 이루어져 전자기파가 투과할 수 없는 덕트(20)를 대상으로 탄성파탐지하여 덕트(20) 내부의 공동(C)을 탐지하는데 필요한 탄성파탐지데이터를 획득하되 교량용 탄성파 탐지장치(200)의 장비스펙대로 추출되거나 가공된 데이터를 이용하지 않고 원시데이터인 탄성파탐지데이터를 다중신경망을 기반으로 하는 딥러닝 학습모델에 입력하여 덕트(20) 내부의 공동(C)을 검출하도록 학습하고, 학습된 딥러닝 학습모델에 실제 교량(10)에서 측정된 탄성파탐지데이터를 입력하여 자동으로 공동(C)의 위치를 탐지함으로써 전문가에 의한 분석절차없이 현장에서 안전진단 실무자가 간단하게 공동 존재여부를 판정할 수 있으며 탐사의 정확성 및 용이성을 대폭 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 PSC 박스거더교의 구조 및 내부에 설치된 덕트의 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 일반적인 PSC Beam거더교의 구조를 나타낸 사시도,
도 3은 일반적인 PSC 교량에 설치된 덕트 내부에 존재하는 공동의 다양한 형상을 나타낸 측단면도,
도 4는 종래의 탄성파를 이용한 탐사기술에 이용되는 장비의 구성을 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량용 탄성파 탐지장치를 작업자가 사용하는 상태를 나타낸 개략도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량용 탄성파 탐지장치가 데이터처리모듈에 연결된 상태를 나타낸 개략도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량용 탄성파 탐지장치의 구성을 나타낸 분리사시도,
도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량용 탄성파 탐지장치의 내부구성을 나타낸 저면단면도 및 측단면도,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄성파수신모듈의 내부구성을 나타낸 측단면도,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄성파수신모듈의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격파발생모듈의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임팩터의 구성을 나타낸 개략도,
도 14 및 도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격파발생모듈에 이동바퀴가 장착된 구성을 나타낸 사시도 및 측단면도,
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동바퀴를 이용한 탄성파탐지 방식을 나타낸 측단면도,
도 17은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 내부공동 탐사시스템의 구성을 나타낸 개략도,
도 18은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전자기파 탐지장치의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 19는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 교량용 탄성파 탐지장치의 사용방식을 나타낸 개략도,
도 20은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1데이터처리모듈의 구성을 나타낸 블럭도,
도 21은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 탐지방향마킹부가 교량의 측면에 배치된 구성을 나타낸 측면도,
도 22는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 탐지방향마킹부를 따라 전자기파 탐지장치가 전자기파탐사하는 방식을 나타낸 측면도,
도 23은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 덕트연장방향 마킹부가 교량의 측면에 배치된 구성을 나타낸 측면도,
도 24는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 덕트연장방향 마킹부를 따라 교량용 탄성파 탐지장치가 탄성파탐지하는 방식을 나타낸 측면도,
도 25는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 머신러닝 학습모델의 입력변수를 나타낸 측단면도,
도 26 및 도 27은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 머신러닝 학습모델의 동작원리를 설명하기 위한 개략도,
도 28은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시험체의 구성을 나타낸 사시도,
도 29는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시험용공동의 다양한 형상을 나타낸 측단면도,
도 30은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시험용덕트의 내부에 시험용그라우트와 시험용공동을 형성하는 방식을 나타낸 측단면도,
도 31은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시험용덕트의 내부에 변형된 형상의 시험용공동을 형성하는 방식을 나타낸 측단면도,
도 32는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 내부공동 탐사시스템의 구성을 나타낸 개략도,
도 33은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 제2데이터처리모듈의 기능적 구성을 나타낸 블럭도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량용 탄성파 탐지장치(200)의 구성 및 기능을 설명하면, 본 발명에 따른 교량용 탄성파 탐지장치(200)는 교량(10)의 빔이나 박스거더 등과 같은 상부구조체의 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 충격파를 방사하고 내부에서 반사된 탄성파를 수신하여 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 탐사하는데 필요한 탄성파탐지데이터를 생성하는 탐지장치로서, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이 탄성파수신모듈(210) 및 충격파발생모듈(260)을 포함한다.
상기 탄성파수신모듈(210)은 충격파발생모듈(260)에 의해 발생한 충격파에 따른 탄성파를 감지하는 수단으로서, 도 6 내지 도 10, 도 11에 도시된 바와 같이 내부공간(221)이 형성되고 상부에는 장치를 파지하기 위한 손잡이(222)가 마련된 수신모듈바디부(220) 및, 상기 수신모듈바디부(220)의 저면으로 감지단부(231)가 노출되도록 내부공간(221)에 장착되며 상기 탄성파를 감지하여 단위시간당 탄성파의 변화를 나타내는 탄성파탐지데이터를 생성하는 트랜스듀서(230)를 포함한다.
여기서, 탄성파수신모듈(210)은 전원케이블을 연결하여 상용전원을 구동전원으로 이용할 수도 있으나, 도 10에 도시된 바와 같이 배터리와 같은 충전전원이 저장된 수신모듈전원부(244)가 구비되어 휴대성을 증대시킬 수 있으며, 상기 트랜스듀서(230)에서 생성된 탄성파탐지데이터는 수신모듈바디부(220)에 실장된 수신모듈회로부(240)로 전송되어 저장되거나 커넥터(245)에 연결된 데이터처리모듈로 전송될 수 있다.
또한, 상기 수신모듈회로부(240)는 수신모듈전원부(244)의 충전전원을 이용하여 트랜스듀서(230)와 수신모듈회로부(240)가 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하여 공급한다. 더불어, 상기 수신모듈바디부(220)에는 탄성파수신모듈(210)의 온오프를 조작하기 위한 전원스위치(243)가 구비되어 전원스위치(243, 도 7 참고)가 턴온되면 트랜스듀서(230)가 감지동작을 수행하게 된다. 이러한 탄성파수신모듈(210)로 바람직하게는 Impact Echo를 이용할 수 있다.
상기 충격파발생모듈(260)은 탄성파탐지데이터를 생성하는데 필요한 충격파를 발생시키는 수단으로서, 도 6 내지 도 9, 도 12에 도시된 바와 같이 내부공간(271)이 형성되고 상기 수신모듈바디부(220)에 지지되도록 장착되는 발생모듈바디부(270)와, 상기 발생모듈바디부(270)의 저면으로 타격플런지(281)의 타격단부(282)가 노출되도록 내부공간(271)에 직립배치되며 인가되는 구동전원에 따라 발생하는 자기장에 의해 상기 타격플런지(281)가 승강동작하여 상기 교량(10)의 측면을 타격하면서 상기 충격파를 방사하는 메인임팩터(280) 및, 메인타격스위치(291)의 조작에 따라 구동전원을 인가하여 상기 메인임팩터(280)를 구동제어하는 제어회로부(290)를 포함한다.
여기서, 상기 메인임팩터(280)는 교량(10) 상에서 최대 두께 또는 최대 강도를 갖는 규격의 콘크리트 상에서 공동탐사를 위해 공동탐사에 필요로 하는 크기의 탄성파가 감지되는 정도의 세기로 타격 가능하도록 구비됨으로써, 교량(10)을 대상으로 탄성파탐지하는데 최적화될 수 있으며 작업자가 힘들이지 않고서도 충격파의 강도를 증가시킬 수 있어 작업자의 편의를 대폭 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 충격파발생모듈(260)은 사용자의 조작에 따라 레벨별로 구분되는 조작신호를 출력하는 강도조절스위치(293)를 더 포함하고, 상기 제어회로부(290)는 상기 강도조절스위치(293)의 조작신호에 따라 설정된 레벨의 충격파가 방사되도록 발생하는 자기장의 크기를 조절함으로써 교량(10)의 두께나 강도에 맞추어 최적화된 레벨의 충격파를 발생시킬 수 있다.
더불어, 상기 충격파발생모듈(260)은, 상기 발생모듈바디부(270) 내에 장착되어 상기 제어회로부(290)에 충전된 전원을 공급하는 발생모듈전원부(294)를 더 포함하고, 상기 발생모듈바디부(270)는, 상기 메인임팩터(280)가 내부에 장착되는 제1챔버(272)와, 상기 발생모듈전원부(294)가 내부에 장착되는 제2챔버(273)를 포함하며, 상기 제1챔버(272)와 제2챔버(273)는 측방으로 이격 배치되어 두 챔버(272,273) 사이에는 상기 수신모듈바디부(220)가 삽입되는 수용공간(275, 도 7 참고)이 마련되고, 상기 충격파발생모듈(260)은, 상기 수용공간(275) 내에 삽입된 수신모듈바디부(220)가 고정되도록 발생모듈바디부(270)에 장착된 상태에서 수신모듈바디부(220)를 지지하는 고정수단(276)을 더 포함한다. 따라서, 상기 충격파발생모듈(260)에서 상대적으로 큰 중량을 갖는 메인임팩터(280)와 발생모듈전원부(294)를 양측으로 분리하여 하중이 배분되도록 함으로써 도 5에 도시된 바와 같이 작업자가 보다 편하게 교량용 탄성파 탐지장치를 한손으로 파지할 수 있다.
그리고, 상기 상기 수용공간(275)은 상하로 개구되도록 형성되고, 상기 수용공간(275)의 개구된 일측에는 발생모듈바디부(270)로부터 수용공간(275) 내측으로 절곡되면서 삽입된 수신모듈바디부(220)의 둘레를 지지하는 지지판(279, 도 7 참고)이 형성되며, 상기 수용공간(275)의 개구된 타측에는 상기 고정수단(276)이 배치되되 상기 고정수단(276)은 수용공간(275)을 가로지르는 형태로 수평배치되고 양단이 상기 제1챔버(272)와 제2챔버(273)에 각각 장착됨으로써, 교량용 탄성파 탐지장치(200)를 경량화하면서도 수용공간(275)에 안착된 탄성파수신모듈(210)을 견고하게 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 메인타격스위치(291)는 제어회로부(290)와 신호연결된 상태로 상기 손잡이(222)에 고정장착되어, 사용자가 교량용 탄성파 탐지장치를 파지한 손의 손가락을 이용하여 원하는 타이밍에 충격파를 용이하게 발생시킬 수 있다.
더불어, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 메인임팩터(280)는, 직립배치되어 내부에 하향 개구된 중공이 형성된 베이스체(283)와, 상기 베이스체(283)의 둘레에 권선되어 인가되는 구동전원에 따라 자기장을 형성하는 코일(286)과, 상기 베이스체(283)의 중공 내에 삽입되어 상하로 승강동작하며 하단에는 타격단부(282)가 마련된 자성체 재질의 타격플런지(281) 및, 상기 베이스체(283)의 중공 내에서 상기 타격플런지(281)를 탄성적으로 하향 가압하는 탄성스프링(284)을 포함한다.
따라서, 도 13의 (a)와 같이 코일(286)에 구동전원이 인가되면 코일(286)에 형성된 자기장에 의해 자성체인 타격플런지(281)가 당겨지면서 상승하게 되고. 이 상태에서 도 13의 (b)와 같이 구동전원이 차단되거나 극성이 변경되면 타격플런지(281)를 잡아당기는 인력이 해제되면서 탄성스프링(284)의 탄성력에 의해 타격플런지(281)가 하향 가압되면서 타격단부(282)가 교량(10)의 표면을 타격하게 되는 것이다. 여기서, 상기 코일(286)에 인가되는 구동전원을 변화시켜 형성되는 자기장의 세기를 조절함으로써 타격플런지(281)가 당겨지면서 상승되는 정도를 증감할 수 있고 이를 통해 타격단부(282)가 교량(10)의 표면을 타격하는 세기를 조절할 수 있다. 도면에서와 같이 상기 베이스체(283)의 중공 내에는 고정체(285)가 장착된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량용 탄성파 탐지장치(200)는 작업자가 상기 손잡이(222)를 파지한 상태로 한손으로 트랜스듀서(230)와 메인임팩터(280)를 각각 구동시킬 수 있어 다른 한손을 자유롭게 이용할 수 있으며, 상기 메인임팩터(280)의 경우 인가되는 구동전원에 따라 발생하는 자기장에 의해 상기 타격플런지(281)가 승강동작하여 상기 교량 상부구조체의 측면을 타격하면서 상기 충격파를 방사하는 것과 같이 솔레노이드 액추에이터의 구동방식으로 타격동작이 이루어지기 때문에 항상 일정한 힘으로 교량의 측면을 타격하여 발생하는 충격파의 오차가 없으며 이에 따라 작업자가 달라지거나 장시간 탄성파 탐지작업이 지속되더라도 정형화된 탄성파탐지데이터를 확보할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량용 탄성파 탐지장치(200)를 이용하여 탄성파 탐지를 하기 위해서는 도 5에서와 같이 작업자가 탄성파수신모듈(210)의 손잡이(222)를 파지한 상태에서 설정된 타격위치마다 탄성파수신모듈(210)의 트랜스듀서(230)나 충격파발생모듈(260)의 타격플런지(281)가 교량(10)의 표면에 근접하도록 이동시켜야 하기 때문에 피로도가 증가하고 작업효율이 저하될 수 있다.
이에 도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이 상기 충격파발생모듈(260)은, 상기 발생모듈바디부(270)의 양측에 승강 가능하게 장착되며 하강하면 상기 감지단부(231)를 교량(10)의 표면으로부터 이격시킨 상태로 회전하면서 수신모듈바디부(220)를 이동시키는 이동바퀴(299) 및, 상기 이동바퀴(299)를 하향으로 탄성가압하며 수신모듈바디부(220)에 가해지는 하향가압력에 의해 압축되면서 상기 감지단부(231)가 교량(10)의 표면에 접촉되도록 하는 탄성부재(261)를 더 포함한다.
따라서, 도 15에서와 같이 손잡이(222)를 교량(10)의 표면측으로 하향 가압하지 않으면 탄성부재(261)가 이동바퀴(299)를 하향 탄성가압하면서 발생모듈바디부(270)의 높이가 상승하여 트랜스듀서(230)의 감지단부(231)나 메인임팩터(280)의 타격단부(282)가 교량(10)의 표면으로부터 이격된다. 이 상태에서 탐지방향으로 밀면 편리하게 설정된 타격위치로 이동할 수 있다.
또한, 타격위치에 도달하여 도 16에서와 같이 손잡이(222)를 교량(10)의 표면측으로 하향 가압하면 탄성부재(261)가 압축되면서 발생모듈바디부(270)의 높이가 하강하여 트랜스듀서(230)의 감지단부(231)가 교량(10)의 표면에 접촉되고 메인임팩터(280)가 타격동작하게 되면 타격단부(282)가 표면을 타격할 수 있는 것이다.
더불어, 상기 충격파발생모듈(260)은 상기 이동바퀴(299)의 하강에 따라 감지단부(231)가 교량(10)의 표면에 접촉한 상태를 감지하는 접촉감지부(296)를 더 포함하고, 상기 제어회로부(290)는 접촉감지부(296)의 감지신호에 따라 상기 감지단부(231)가 교량(10)의 표면에 접촉하면 표시부(297)에 나타나도록 제어할 수 있다. 따라서, 작업자는 표시부(297)를 통해 감지단부(231)가 교량(10)의 표면에 접촉한 것을 직관적으로 인식할 수 있으며, 이에 따라 감지단부(231)가 표면에 접촉되지 않은 상태에서 메인임팩터(280)가 타격동작을 수행하게 되는 오작동 상황을 방지할 수 있다. 상기 표시부(297)로 디스플레이, 스피커 및 점등램프 등 다양한 출력수단을 이용할 수 있다. 상기 접촉감지부(296)로 리밋스위치, 광센서, 적외선센서, 레이저센서 등 다양한 감지수단을 이용할 수 있다.
그리고, 상기 충격파발생모듈(260)은 상기 이동바퀴(299)의 회전에 의한 위치변화를 감지하는 이동감지부(295)를 더 포함하고, 상기 제어회로부(290)는 이동감지부(295)로부터 수신되는 감지신호를 취합하여 이동거리를 산출하며, 산출된 이동거리값이 표시부(297)에 나타나거나 이동거리에 따라 설정된 매 탐지위치마다 상기 표시부(297)를 통해 알림동작하도록 제어할 수 있으며, 이에 따라 작업자가 각 타격위치간의 이격거리를 계측하지 않아도 표시부(297)에 수치, 이미지 또는 점등색 등으로 표시되는 내용을 보고 각 타격위치간의 이격거리를 확인할 수 있다.
또한, 각 타격위치간의 이격거리 정보가 사전에 입력되어 하나의 타격위치로부터 다음 타격위치 방향으로 이동시키는 것만으로도 설정된 다음 타격위치에 도달하면 표시부(297)를 통해 해당 타격위치를 안내할 수 있으므로 작업자의 편의를 극대화할 수 있다. 더불어, 산출된 이동거리에 따라 설정된 매 탐지위치마다 메인임펙터(280)가 타격동작하도록 제어하여 작업자가 번번히 메인타격스위치(291)를 조작해야 하는 번거로움을 해결할 수 있다. 상기 이동감지부(295)로 이동바퀴(299)의 회전을 감지하는 엔코더 등의 감지센서를 이용할 수 있으며 이 밖에 바디부(220,270)의 하부에 장착되어 교량(10)의 표면변화로 이동을 감지하는 레이저센서, 적외선센서, 카메라 등의 감지센서를 이용할 수도 있다.
한편, 도 8, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 탄성파수신모듈(210)은 메인임팩터(280)와 같이 수신모듈바디부(220)의 저면으로 타격플런지의 타격단부가 노출되도록 내부공간(221)에 직립배치되며 인가되는 구동전원에 따라 발생하는 자기장에 의해 상기 타격플런지가 승강동작하여 교량(10)의 측면을 타격하는 보조임팩터(248)를 더 포함하고, 상기 수신모듈회로부(240)는 보조타격스위치(291)의 조작에 따라 구동전원을 인가하여 상기 보조임팩터(248)를 구동제어할 수 있다.
여기서, 상기 보조임팩터(248)는 메인임팩터(280) 보다 상대적으로 작은 세기로 타격동작을 행하도록 구비되어, 교량(10)의 두께나 강도가 낮은 규격에서는 보조임팩터(248)를 이용하여 충격파를 발생시키고 두께나 강도가 큰 규격에서는 메인임팩터(280)를 이용하여 충격파를 발생시키도록 하여, 교량(10)의 두께나 강도에 따라 메인임팩터(280)의 타격강도를 변경할 소요를 최소화할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 메인임팩터(280) 및 보조임팩터(248)는 트랜스듀서(230)를 중심으로 서로 다른 방향에 위치하되 트랜스듀서(230)로부터 동일한 이격거리(L1=L2)에 배치됨으로써 트랜스듀서(230)로부터의 이격거리에 따른 변수가 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 내부공동 탐사시스템의 구성 및 기능을 설명한다. 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 내부공동 탐사시스템은 실제 교량(10) 또는 후술되는 시험체(160)로부터 획득되는 탄성파탐지데이터나 시험용 탄성파탐지데이터를 이용하여 교량(10)의 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 검출할 수 있도록 딥러닝 학습모델을 학습하는 시스템으로서, 도 17 및 도 23에 도시된 바와 같이 전파탐지장치(120), 덕트연장방향 마킹부(130), 탄성파탐지장치(200) 및 제1데이터처리모듈(150)을 포함한다.
상기 전파탐지장치(120)는 도 17 및 도 22에 도시된 바와 같이 교량(10)의 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 전자기파를 방사하고 교량(10) 내부에서 반사된 반사파를 수신하여 전자기파 탐지데이터를 생성한다. 이러한 전파탐지장치(120)로 바람직하게는 GPR(Ground Penetrating Radar)을 이용할 수 있다.
여기서, 도 17 및 도 18을 참고하면 상기 전파탐지장치(120)는 사용자 조작신호 또는 설정사항을 입력하는데 이용되는 입력부(121)와, 제어신호에 따라 전자기파를 방사하는 전파방사부(122)와, 방사된 전자기파의 반사파를 수신하는 전파수신부(123)와, 수신된 전파기파 탐지데이터를 분석하여 덕트(20)의 위치 및 심도 등의 결과데이터를 추출하는 분석부(124) 및, 분석부(124)에 의해 분석된 결과데이터를 나타내는 표시부(125)를 포함한다.
또한, 도 21 및 도 22에서와 같이 전파탐지장치(120)를 이용하여 전자기파 탐지시 교량(10)의 넓은 탐지면적을 분할하여 부분적으로 탐지할 수 있도록 교량(10)의 측면에 일정간격으로 이격배치되면서 전자기파 탐지하는 방향을 나타내는 탐지방향마킹부(110)를 따라 이동하며 전자기파 탐지를 수행할 수 있다. 또한, 상기 탐지방향마킹부(110)는 교량(10)의 측면에서 측방으로 연장되고 상하로 이격배치된 복수의 수평 가이드라인(111)과 상하로 연장되고 측방으로 이격배치된 복수의 수직 가이드라인(112)으로 이루어진 격자 형상의 라인 형태로 구비될 수 있으며, 필요에 따라 수평 가이드라인(111)과 수직 가이드라인(112) 중 어느 하나의 가이드라인만으로도 이루어질 수 있고, +자 형상으로 이루어져 측방으로 이격배치된 복수의 위치표시마킹(113)으로도 이루어질 수 있다. 이러한 탐지방향마킹부(110)는 소폭의 접착테잎이 교량(10)의 측면에 부착되거나 도료 또는 잉크가 표면에 도포되는 형태로 배치될 수 있으며, 작업후 제거가 용이한 수단을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 반사파의 도달시간은 반사면까지의 왕복주행시간이며 다음 수학식1과 같이 전자파의 매질내 속도를 이용하여 왕복주행시간을 심도로 전환하면 반사면의 심도를 추출할 수 있다.
Figure 112019063782381-pat00001
(상기 D는 심도, T는 반사파 도달시간, c는 빛의 속도(0.3m/nsec,εr은 매질의 상대유전율을 각각 의미함)
또한, 상기 덕트(20)와 같이 인위적으로 매질 내에 설치된 대상체의 표면에는 반사파가 발생되고 획득된 반사파의 영상은 각 대상체들이 포물선의 형태를 띠게 되므로 이러한 영상 형태를 분석하면 반사원의 위치를 판단할 수 있다.
상기 덕트연장방향 마킹부(130)는 도 23에 도시된 바와 같이 전자기파 탐지데이터로부터 추출된 덕트위치정보에 따라 교량(10)의 측면에 배치되어 덕트(20)가 연장된 방향을 나타낸다. 여기서, 상기 덕트연장방향 마킹부(130)는 탐지방향마킹부(110)와 마찬가지로 소폭의 접착테잎 또는 도료나 잉크 등으로 이루어져 작업후 제거가 용이하도록 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 덕트연장방향 마킹부(130)를 통해 탄성파탐지장치(200)를 이용한 탄성파탐지시 덕트(20)의 측방으로 직접 대향하는 위치에서 탐지가 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 덕트위치정보는 전파탐지장치(120) 내에서 주파수 분석 또는 영상분석을 통해 자동으로 검출되는 위치정보이거나 상기 전자기파 탐지데이터를 작업자가 분석하여 확인된 위치정보일 수 있다.
상기 탄성파탐지장치(200)는 도 24에 도시된 바와 같이 덕트연장방향 마킹부(130)를 따라 이동하며 내부의 덕트(20)를 향해 탄성파를 방사하고 교량(10) 내부에서 반사된 반사파를 수신하여 원시데이터인 탄성파탐지데이터를 생성한다. 이러한 탄성파탐지장치(200)로 바람직하게는 Impact-Echo를 이용할 수 있다.
상기 제1데이터처리모듈(150)은 객체 인식을 위한 머신러닝 중 다중신경망(MLP)을 기반으로 한 딥러닝 학습모델에 상기 탄성파탐지장치(200)에서 생성된 탄성파탐지데이터를 입력하여 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 검출하도록 학습한다. 여기서, 상기 제1데이터처리모듈(150)로 PC를 이용할 수 있으며 이 밖에 휴대가 용이한 테블릿 또는 스마트폰을 이용할 수도 있다.
여기서, 도 20에는 제1데이터처리모듈(150)의 기능적 구성이 도시되어 있다. 도면을 참고하면 제1데이터처리모듈(150)은 탄성파탐지장치(200)로부터 생성된 탄성파탐지데이터를 수신하는 입력부(151)와, 수신된 탄성파탐지데이터를 포함하는 각종 데이터가 저장되는 메모리(152)와, 상기 탄성파탐지데이터를 입력데이터로 하여 덕트(20) 내에 존재하는 공동(C)을 검출하도록 딥러닝 학습모델을 학습하는 모델학습부(153) 및, 처리되는 데이터 및 검출된 결과데이터가 표시되는 디스플레이(154)를 포함한다.
여기서, 상기 모델학습부(153)는 상기 딥러닝 학습모델을 학습하기 위한 탄성파탐지데이터를 입력함에 있어 원시데이터인 탄성파탐지데이터를 그대로 입력할 수도 있고, 상기 원시데이터를 전처리하여 산출되는 탄성파수치의 평균, 탄성파수치의 표준편차, 평균을 기준으로 표준편차 범위 내에 있는 파형 수, 평균을 기준으로 표준편차 범위 외에 있는 파형 수, 범위 외에 있는 파형들의 표준편차 대비 벗어난 정도, 평균에 근사한 파형 수, 각 파형의 푸리에 트랜스폼 결과 또는 각 파형의 웨이블릿 결과 중 어느 하나 이상의 데이터를 딥러닝 학습모델에 입력하여 학습함으로써 노이즈를 감소시키고 데이터 처리 연산속도를 증대시킬 수 있다.
또한, 도 25를 참고하면 상기 제1데이터처리모듈(150)은 상기 탄성파탐지데이터를 딥러닝 학습모델에 입력하여 공동(C)을 검출하도록 학습하되, 탐지위치(P)를 기준으로 상기 교량(10)의 콘크리트 두께(D1), 덕트(20)의 심도(D2), 단부 앵커(50)로부터 탐지위치까지의 이격거리(D3), 콘크리트 상하단에서 덕트(20)까지의 이격거리 중 상대적으로 짧은 이격거리(D4), 덕트(20)의 직경(D5), 덕트(20)와 근접한 철근의 위치데이터, 콘크리트 강도, 콘크리트 탄성파 속도, 임팩터(141)의 종류 또는 탄성파탐지시 주변온도 중 어느 하나 이상을 상기 딥러닝 학습모델의 입력변수로 함께 입력하여 공동(C)을 검출하도록 학습할 수 있다. 여기서, 상기 탐지위치(P)는 교량(10)의 측면 상에 탄성파탐지장치(200)에 의해 현재 탄성파 탐지되고 있는 위치를 의미한다.
한편, 본 발명은 다양한 탄성파탐지데이터(시험체 탄성파탐지데이터) 중 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)의 형상, 위치, 크기, 충전재의 종류 등의 공동(C)을 정의하고, 딥러닝 학습모델을 학습하여 탄성파탐지장치(200)를 통해 입력되는 탄성파탐지데이터(시험체 탄성파탐지데이터)로부터 특징을 추출한 후 탄성파탐지데이터 상에서의 공동(C)을 검출할 수 있다.
도 26 및 도 27에는 딥러닝 학습모델을 학습방식을 설명하기위한 개략도 및 블럭도가 도시되어 있다. 도면을 참고하면 머신러닝의 일종인 딥러닝 기술은 데이터를 기반으로 다단계로 깊은 수준까지 내려가 학습하는 것이다. 딥러닝은 단계를 높여갈수록 복수의 데이터들로부터 핵심적인 데이터를 추출하는 머신러닝 알고리즘의 집합을 나타낼 수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이 다중신경망(MPL)은 입력레이어(Input Layer), 히든레이어(Hiddent Layer), 및 출력레이어(Output Layer)를 포함할 수 있다. 각 레이어는 복수의 노드들을 포함하고, 각 레이어는 다음 레이어와 연결된다. 인접한 레이어 사이의 노드들은 웨이트(weight)를 가지고 서로 연결될 수 있다.
도 27을 참고하면 제1데이터처리모듈(150)은 투입된 입력데이터(410) 즉, 교량(10)의 탄성파탐지데이터, 입력변수 또는 후술되는 시험체(160)의 탄성파탐지데이터로부터 일정한 패턴을 발견해 특징맵(Feature Map)을 형성한다. 제1데이터처리모듈(150)은 하위레벨 특징(420)부터, 중간레벨 특징(430), 상위레벨 특징(440)까지 추출하여, 대상을 인식하고 그 결과를 출력(450)할 수 있다. 인공신경망은 다음 순서의 레이어로 갈수록 더욱 상위레벨의 특징으로 추상화할 수 있다.
도 26 및 도 27를 참고하면, 각 노드들은 활성화 모델에 기초하여 동작할 수 있고 활성화 모델에 따라 입력값에 대응하는 출력값이 결정될 수 있다. 임의의 노드, 예를 들어, 하위레벨 특징(420)의 출력값은 해당 노드와 연결된 다음 레이어, 예를 들어, 중간레벨 특징(430)의 노드로 입력될 수 있다. 다음 레이어의 노드, 예를 들어, 중간레벨 특징(430)의 노드는 하위레벨 특징(420)의 복수의 노드로부터 출력되는 값들을 입력받을 수 있다. 이때, 각 노드의 입력값은 이전 레이어의 노드의 출력값에 웨이트(weight)가 적용된 값일 수 있다. 웨이트(weight)는 노드간의 연결 강도를 의미할 수 있다. 다중신경망은 각 레벨에 대응하는 학습된 레이어(layer)를 이용하여, 각 레벨에 대응하는 특징 정보를 추출할 수 있으며 순차적으로 추상화하여 가장 상위 레벨의 특징 정보를 활용하여 소정 대상을 인식할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 PSC 교량의 덕트 내부 공동 탐사시스템에서는 우선적으로 인위적으로 공동을 만든 시험체(160)를 통해 획득된 시험용 탄성파탐지데이터를 이용하여 지도학습하여 기본적으로 판정이 가능한 딥러닝 학습모델을 구축한 후, 국내에 현존하는 PSC교량에 직접 탐사하여 결과를 모르는 많은 데이터를 활용한 비지도학습으로 정확도를 대폭 증대시킬 수 있다.
이를 위해, 도 28에 도시된 바와 같이 콘크리트 재질로 이루어진 블럭부(161) 및, 중공이 형성된 관형상으로 이루어져 상기 블럭부(161)의 내부에 배치되며 중공 내부에는 시험용그라우트(163)와 시험용공동(164)이 각각 배치된 시험용덕트(162)를 포함하는 시험체(160)를 더 포함한다.
여기서, 상기 교량용 탄성파 탐지장치(200)는 상기 시험체(160)의 표면에서 시험용덕트(162)를 향해 탄성파를 방사하고 시험체(160) 내부에서 반사된 반사파를 수신하여 원시데이터인 시험용 탄성파탐지데이터를 생성하며, 제1데이터처리모듈(150)은 시험용 탄성파탐지데이터와 상기 시험용덕트(162) 내부에 배치된 시험용공동(164)의 위치데이터를 딥러닝 학습모델에 입력하여 지도학습 방식으로 학습하여 딥러닝 학습모델의 탐사 정확성을 일정 수준으로 올리는데 소요되는 시간을 대폭 단축할 수 있으며, 지도학습 방식으로 학습된 딥러닝 학습모델에 상기 교량용 탄성파 탐지장치(200)에서 생성된 실제 교량(10)의 탄성파탐지데이터를 입력하여 비지도학습 방식으로 학습하여 시험체(160)의 제작을 최소화하며 딥러닝 학습모델의 학습을 완료하는데 필요한 방대한 양의 탄성파탐지데이터를 용이하게 확보할 수 있다.
또한, 상기 시험체(160)는 상기 시험용덕트(162) 내에서 시험용공동(164)이 배치된 위치, 시험용공동(164)의 크기, 시험용공동(164)의 형상, 시험용텐던(165) 존재 여부, 시험용공동(164) 내에 채워진 충전재의 종류 또는 시험용덕트(162)의 심도 중 어느 하나 이상이 서로 다른 복수의 시험용덕트(162)가 구비됨으로써, 다양한 형상을 갖는 공동(C)을 탐지하는데 필요한 시험 탄성파탐지데이터를 용이하게 확보하여 공동(C)의 탐사 정확성을 더욱 증대시킬 수 있다.
더불어, 상기 시험체(160)의 경우, 도 30의 (a)와 같이 중공 내부가 빈 시험용덕트(162)를 상하 연장 배치하며 개구된 하단을 커버하고, 도 30의 (b)와 같이 상기 시험용덕트(162)의 하단으로부터 시험용공동(164)이 시작되는 위치까지 중공 내부에 시험용그라우트(163)를 주입하며, 도 30의 (c)와 같이 시험용그라우트(163)가 경화되면 기주입된 시험용그라우트(163)의 상단으로부터 상기 시험용공동(164)이 끝나는 위치까지 중공 내부에 공동형성용 가루(166)를 주입하고, 도 30의 (d)와 같이 주입된 공동형성용 가루(166)의 상단으로부터 시험용덕트(162)의 상단까지 중공 내부에 시험용그라우트(163)를 주입한다.
또한, 도 30의 (e)와 같이 시험용그라우트(163)가 경화되면 상기 공동형성용 가루(166)가 배치된 위치의 시험용덕트(162) 부분에 배출공(167)을 타공하며 형성된 배출공(167)을 통해 공동형성용 가루(166)를 제거하여 도 30의 (f)와 같이 시험용공동(164)을 형성하고, 도 30의 (g)와 같이 상기 시험용공동(164)이 형성된 시험용덕트(162)를 성형틀(168) 내부에 배치하고 성형틀(168)에 콘크리트를 주입하여 블럭부(161)를 형성함으로써, 실제 교량(10) 내부에 존재하는 공동(C)과 동일한 시험용공동(164)을 시험용덕트(162)의 내부에 형성할 수 있으며 이에 따라 보다 정확하고 신뢰성 있는 시험용 탄성파탐지데이터를 획득할 수 있다.
더불어, 도 29의 (a)와 (c)를 참고하면 상기 시험용덕트(162)에 시험용그라우트(163)나 공동형성용 가루(166)를 주입하기 전에 시험용덕트(162)의 중공 내부에 시험용텐던(165)을 관통삽입하여 배치하고, 이 상태에서 시험용그라우트(163) 및 공동형성용 가루(166)를 중공 내부에 주입함으로써 실제 텐던(30)이 삽입 배치된 덕트(20)와 동일한 구조를 구현할 수 있으며 이에 따라 더욱 정확한 시험용 탄성파탐지데이터를 획득할 수 있다.
그리고, 도 31의 (a)와 같이 상기 시험용덕트(162)를 수직축선(L)으로부터 일정각도(θ)로 기울어진 상태로 일측이 하부방향을 향하고 타측은 상부방향을 지향하도록 배치하며, 도 29의 (a) 및 (b)와 같이 상태에서 중공 내부에 시험용그라6우트(13) 및 공동형성용 가루(166)를 각각 주입함으로써, 실제 교량(10)에서 덕트(20) 내에 형성될 수 있는 공동(C)의 형상과 동일한 시험용공동(164)을 시험용덕트(162) 내부에 형성할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부공동 탐사시스템의 각 구성 및 기능에 의해, GPR(Ground Penetrating Radar) 등의 전파탐지장치(120)를 이용한 전자기파 탐지로 확인된 덕트(20)의 연장된 방향을 덕트연장방향 마킹부(130)로 나타내어 탄성파탐지장치(200)로 탐사해야 할 영역을 최소화할 수 있고, 금속재질로 이루어져 전자기파가 투과할 수 없는 덕트(20)를 대상으로 탄성파탐지하여 덕트(20) 내부의 공동(C)을 탐지하는데 필요한 탄성파탐지데이터를 획득하되 탄성파탐지장치(200)의 장비스펙대로 추출되거나 가공된 데이터를 이용하지 않고 원시데이터인 탄성파탐지데이터를 다중신경망을 기반으로 하는 딥러닝 학습모델에 입력하여 덕트(20) 내부의 공동(C)을 검출하도록 학습하고, 학습된 딥러닝 학습모델에 실제 교량(10)에서 측정된 탄성파탐지데이터를 입력하여 자동으로 공동(C)의 위치를 탐지함으로써 전문가에 의한 분석절차없이 현장에서 안전진단 실무자가 간단하게 공동 존재여부를 판정할 수 있으며 탐사의 정확성 및 용이성을 대폭 향상시킬 수 있다.
다음으로 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 내부공동 탐사시스템의 기능 및 구성을 설명한다. 도 32에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 내부공동 탐사시스템은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 내부공동 탐사시스템을 통해 학습된 딥러닝 학습모델을 이용하여 실제 PSC 교량(10)의 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 검출하기 위한 시스템으로서, 교량(10)의 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 전자기파를 방사하고 교량(10) 내부에서 반사된 반사파를 수신하여 전자기파 탐지데이터를 생성하는 전파탐지장치(120)과, 상기 전자기파 탐지데이터로부터 추출된 덕트위치정보에 따라 교량(10)의 측면에 배치되어 상기 덕트(20)가 연장된 방향을 나타내는 덕트연장방향 마킹부(130)와, 상기 덕트연장방향 마킹부(130)를 따라 이동하며 내부의 덕트(20)를 향해 탄성파를 방사하고 교량(10) 내부에서 반사된 반사파를 수신하여 원시데이터인 탄성파측정데이터를 생성하는 교량용 탄성파 탐지장치(200) 및, 객체 인식을 위한 머신러닝 중 다중신경망을 기반으로 하며 탄성파탐지데이터를 입력받아 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 검출하도록 학습된 딥러닝 학습모델이 프로그램화되어 구축되고, 상기 탄성파탐지장치(200)에서 생성된 탄성파탐지데이터의 입력에 따라 검출된 덕트(20) 내부의 공동(C)에 대한 결과데이터를 디스플레이(156)에 표시하는 제2데이터처리모듈(170)을 포함한다.
여기서, 상기 전파탐지장치(120), 덕트연장방향 마킹부(130) 및 탄성파탐지장치(200)는 상술한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 내부공동 탐사시스템과 비교하여 탐사 대상인 PSC 교량(10)에서 운용된다는 점에서 차이가 있고 기본적인 구성 및 동작원리는 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 전파탐지장치(120)를 운용하기 위해 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 탐지방향마킹부(110)를 이용할 수도 있다.
상기 제2데이터처리모듈(170)은 제1실시예의 제1데이터처리모듈(150)에 의해 지도학습 및 비지도학습 방식으로 학습된 딥러닝 학습모델이 구축되어 PSC 교량(10) 상에서 전파탐지장치(120)를 통해 생성된 탄성파탐지데이터를 입력데이터로 딥러닝 학습모델에 입력하여 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 검출할 수 있다. 검출된 데이터는 덕트(20) 내에서 공동(C)이 형성된 위치, 공동(C)의 형상, 공동(C) 내부를 채우는 물질의 성분이 포함될 수 있으며, 이러한 검출데이터는 디스플레이(174) 상에 표시되어 작업자가 육안으로 확인하여 PSC 교량(10)의 표면 상에서 공동(C)이 형성된 위치를 표시하거나 확인된 공동(C)에 충전재를 주입하는 보수작업을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 제2데이터처리모듈(170)로 테블릿 또는 스마트폰을 이용할 수 있으며 이 밖에 노트북나 PC를 이용할 수도 있다.
또한, 상기 제2데이터처리모듈(170)은 제1데이터처리모듈(150)에 입력변수로 상기 교량(10)의 콘크리트 두께(D1), 덕트(20)의 심도(D2), 단부 앵커(50)로부터 탐지위치까지의 이격거리(D3), 콘크리트 상하단에서 덕트(20)까지의 이격거리 중 상대적으로 짧은 이격거리(D4), 덕트(20)의 직경(D5), 덕트(20)와 근접한 철근의 위치데이터, 콘크리트 강도, 콘크리트 탄성파 속도, 임팩터(141)의 종류 또는 탄성파탐지시 주변온도가 입력된 경우, 동일한 입력변수 항목을 학습된 딥러닝 학습모델에 입력하여 공동(C)의 탐사 정확성을 증대시키는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10...PSC 교량 20...덕트
30...텐던 110...탐지방향마킹부
120...전자기파 탐지모듈 130...덕트연장방향 마킹부
150...제1데이터처리모듈 170...제2데이터처리모듈
200... 교량용 탄성파 탐지장치 210...탄성파수신모듈
220...수신모듈바디부 230...트랜스듀서
260....충격파발생모듈 270...발생모듈바디부
280...임팩터 290...제어회로부

Claims (6)

  1. 교량(10)의 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 충격파를 방사하고 내부에서 반사된 탄성파를 수신하여 상기 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 탐사하는데 필요한 탄성파탐지데이터를 생성하는 교량용 탄성파 탐지장치에 있어서,
    내부공간(221)이 형성되고 상부에는 장치를 파지하기 위한 손잡이(222)가 마련된 수신모듈바디부(220) 및, 상기 수신모듈바디부(220)의 저면으로 감지단부(231)가 노출되도록 내부공간(221)에 장착되며 상기 탄성파를 감지하여 단위시간당 탄성파의 변화를 나타내는 탄성파탐지데이터를 생성하는 트랜스듀서(230)를 포함하는 탄성파수신모듈(210); 및
    내부공간(271)이 형성되고 상기 수신모듈바디부(220)에 지지되도록 장착되는 발생모듈바디부(270)와, 상기 발생모듈바디부(270)의 저면으로 타격플런지(281)의 타격단부(282)가 노출되도록 내부공간(271)에 직립배치되며 인가되는 구동전원에 따라 발생하는 자기장에 의해 상기 타격플런지(281)가 승강동작하여 상기 교량(10)의 측면을 타격하면서 상기 충격파를 방사하는 메인임팩터(280)와, 메인타격스위치(291)의 조작에 따라 구동전원을 인가하여 상기 메인임팩터(280)를 구동제어하는 제어회로부(290)와, 상기 발생모듈바디부(270)의 양측에 승강 가능하게 장착되며 하강하면 상기 감지단부(231)를 교량(10)의 표면으로부터 이격시킨 상태로 회전하면서 수신모듈바디부(220)를 이동시키는 이동바퀴(299) 및, 상기 이동바퀴(299)를 하향으로 탄성가압하며 수신모듈바디부(220)에 가해지는 하향가압력에 의해 압축되면서 상기 감지단부(231)가 교량(10)의 표면에 접촉되도록 하는 탄성부재(261)를 포함하는 충격파발생모듈(260);을 포함하는 교량용 탄성파 탐지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 충격파발생모듈(260)은, 상기 발생모듈바디부(270) 내에 장착되어 상기 제어회로부(290)에 충전된 전원을 공급하는 발생모듈전원부(294)를 더 포함하고,
    상기 발생모듈바디부(270)는, 상기 메인임팩터(280)가 내부에 장착되는 제1챔버(272) 및, 상기 발생모듈전원부(294)가 내부에 장착되는 제2챔버(273)를 포함하고, 상기 제1챔버(272)와 제2챔버(273)는 측방으로 이격 배치되어 두 챔버(272,273) 사이에는 상기 수신모듈바디부(220)가 삽입되는 수용공간(275)이 마련되며,
    상기 충격파발생모듈(260)은, 상기 수용공간(275) 내에 삽입된 수신모듈바디부(220)가 고정되도록 발생모듈바디부(270)에 장착된 상태에서 수신모듈바디부(220)를 지지하는 고정수단(276)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성파 탐지장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 충격파발생모듈(260)은 상기 이동바퀴(299)의 회전에 의한 위치변화를 감지하는 이동감지부(295)를 더 포함하고,
    상기 제어회로부(290)는 이동감지부(295)로부터 수신되는 감지신호를 취합하여 이동거리를 산출하며, 산출된 이동거리값이 표시부(297)에 나타나거나 이동거리에 따라 설정된 매 탐지위치마다 상기 표시부(297)를 통해 알림동작하거나 메인임펙터(280)가 타격동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 교량용 탄성파 탐지장치.
  5. 교량(10)의 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 탐사하도록 딥러닝 모델을 학습하기 위한 내부공동 탐사시스템에 있어서,
    교량(10)의 슬라브 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 전자기파를 방사하고 교량(10) 내부에서 반사된 반사파를 수신하여 전자기파 탐지데이터를 생성하는 전파탐지장치(120);
    상기 전자기파 탐지데이터로부터 추출된 덕트위치정보에 따라 교량(10)의 측면에 배치되어 상기 덕트(20)가 연장된 방향을 나타내는 덕트연장방향 마킹부(130);
    상기 덕트연장방향 마킹부(130)를 따라 이동하며 교량의 슬라브 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 탄성파를 방사하고 교량(10) 내부에서 반사된 탄성파를 수신하여 탄성파탐지데이터를 생성하는 교량용 탄성파 탐지장치(200); 및
    객체 인식을 위한 머신러닝 중 딥러닝(Deep Learning) 모델에 각 교량(10)의 탄성파탐지데이터를 입력하여 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 검출하도록 학습하는 제1데이터처리모듈(150);을 포함하며,
    상기 교량용 탄성파 탐지장치(200)는,
    상부에 손잡이(222)가 마련된 수신모듈 바디부(220) 및, 상기 수신모듈 바디부(220)에 장착되며 상기 탄성파를 감지하여 단위시간당 탄성파의 변화를 나타내는 탄성파탐지데이터를 생성하는 트랜스듀서(230)를 포함하는 탄성파수신모듈(210); 및
    상기 수신모듈 바디부(220)에 지지되도록 장착되는 발생모듈 바디부(270)와, 상기 발생모듈 바디부(270)에 장착되고 인가되는 구동전원에 따라 발생하는 자기장에 의해 하부에 배치된 타격플런지(281)가 승강동작하여 상기 슬라브 측면을 타격하면서 충격파를 방사하는 임펙터(280) 및, 타격스위치(291)의 조작에 따라 구동전원을 인가하여 상기 임펙터(280)를 구동제어하는 제어회로부(290)를 포함하는 충격파발생모듈(260);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부공동 탐사시스템.
  6. 학습된 머신러닝의 학습모델을 이용하여 교량(10)의 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 탐사하는 내부공동 탐사시스템에 있어서,
    교량(10)의 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 전자기파를 방사하고 교량(10) 내부에서 반사된 반사파를 수신하여 전자기파 탐지데이터를 생성하는 전파탐지장치(120);
    상기 전자기파 탐지데이터로부터 추출된 덕트위치정보에 따라 교량(10)의 측면에 배치되어 상기 덕트(20)가 연장된 방향을 나타내는 덕트연장방향 마킹부(130);
    상기 덕트연장방향 마킹부(130)를 따라 이동하며 교량(10)의 측면에서 내부의 덕트(20)를 향해 탄성파를 방사하고 교량(10) 내부에서 반사된 탄성파를 수신하여 탄성파탐지데이터를 생성하는 교량용 탄성파 탐지장치(200); 및
    탄성파탐지데이터를 입력받아 덕트(20) 내부에 존재하는 공동(C)을 검출하도록 학습된 머신러닝의 학습모델이 프로그램화되어 구축되고, 상기 탄성파탐지장치(200)에서 생성된 탐사대상 교량(10)의 탄성파탐지데이터가 입력되면 상기 머신러닝의 학습모델을 이용하여 덕트(20) 내부의 공동(C)을 검출하며 검출된 결과데이터를 디스플레이(156)에 표시하는 제2데이터처리모듈(170);을 포함하며,
    상기 교량용 탄성파 탐지장치(200)는,
    상부에 손잡이(222)가 마련된 수신모듈바디부(220) 및, 상기 수신모듈바디부(220)에 장착되며 상기 탄성파를 감지하여 단위시간당 탄성파의 변화를 나타내는 탄성파탐지데이터를 생성하는 트랜스듀서(230)를 포함하는 탄성파수신모듈(210); 및
    상기 수신모듈바디부(220)에 지지되도록 장착되는 발생모듈바디부(270)와, 상기 발생모듈바디부(270)에 장착되고 인가되는 구동전원에 따라 발생하는 자기장에 의해 하부에 배치된 타격플런지(281)가 승강동작하여 상기 교량(10)의 측면을 타격하면서 충격파를 방사하는 메인임팩터(280) 및, 메인타격스위치(291)의 조작에 따라 구동전원을 인가하여 상기 메인임팩터(280)를 구동제어하는 제어회로부(290)를 포함하는 충격파발생모듈(260);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부공동 탐사시스템.
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