KR102275062B1 - 유도자기장 형성 및 유도전압 측정을 이용한 텐던 모니터링 장치, 이를 구비한 텐던 손상탐지 시스템, 및 텐던 손상탐지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 텐던의 손상이나 또는 텐던 내의 긴장응력(단면력)의 변화로 인하여 발생하는 유도자기장의 변화 및/또는 그로 인한 유도전압을 측정하고, 이를 기반으로 텐던의 손상여부를 판단하거나, 또는 텐던의 단면력 정도 및 변화를 측정함으로써 텐던의 상태를 모니터링할 수 있는 "텐던 모니터링 장치"와, 이를 이용하여 텐던의 손상을 탐지하는 "텐던의 손상탐지 시스템" 및 "텐던의 손상탐지 방법"에 관한 것으로서, 횡방향으로 2분할되어 텐던에 용이하게 설치할 수 있으며, 텐던을 따라 용이하게 이동하면서 측정이 가능하며, 유도자기장의 자기력선을 텐던에 집중시켜서 유도전압 측정오차를 최소화시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.

Description

유도자기장 형성 및 유도전압 측정을 이용한 텐던 모니터링 장치, 이를 구비한 텐던 손상탐지 시스템, 및 텐던 손상탐지 방법{Apparatus for Monitoring Status of Tendon, System and Method for Detecting Damage of Tendon using such Apparatus}

본 발명은 교량의 케이블, 콘크리트 부재의 긴장재, 인장보강을 위한 보강재 등으로 사용되는 텐던(tendon)의 상태를 모니터링하기 위한 기술에 관한 것으로서, 구체적으로는 강봉, 철사, 철근 등의 선재(線材)가 복수개로 집합되어 다발을 이루고 있으며 교량의 케이블, 콘크리트 부재의 긴장재, 인장보강을 위한 보강재 등으로 사용되는 텐던에 대하여 유도자기장을 인가하여, 텐던의 손상이나 또는 텐던 내의 긴장응력(단면력)의 변화로 인하여 발생하는 유도자기장의 변화 및/또는 그로 인한 유도전압을 측정하고, 이를 기반으로 텐던의 손상여부를 판단하거나, 또는 텐던의 단면력 크기 및 변화를 측정함으로써 텐던의 상태를 모니터링할 수 있는 "텐던 모니터링 장치"와, 이를 이용하여 텐던의 손상을 탐지하는 "텐던의 손상탐지 시스템", 그리고 "텐던의 손상탐지 방법"에 관한 것이다.

프리스트레스트 콘크리트 구조물의 외부 긴장재, 사장교 케이블, 인장력을 지지하기 위한 노출 케이블, 인장하중이나 압축하중 등과 같은 축력을 지지하기 위한 보강재 등과 같이 길게 연장된 텐던은 일반적으로 철사, 강봉, 철근 등의 선재(線材)를 복수개로 집속하여 다발 형태로 만든 단면을 가지고 있다. 본 명세서에서는 긴장재, 케이블, 보강재 등으로 사용되는 것뿐만 아니라, 편의상 이와 같이 동일한 단면 형상, 단면 크기 및 재질을 가지는 복수개의 선재가 집속되어 다발을 이루고 있는 형태의 단면을 가지는 부재를 통칭하여 "텐던(tendon)"이라고 명명한다.

텐던은 중요한 구조부재에 주로 사용되므로, 텐던의 부식 등으로 인하여 긴장응력 등과 같이 텐던에 가해진 응력 즉, 텐던의 단면력에 변화가 생기는 것은 구조부재의 성능에 큰 영향을 주게 된다. 따라서 텐던의 단면력을 측정하고 그 변화를 파악하는 것이 매우 중요한데, 이를 위한 기술로서 대한민국 등록특허 제10-1590830호에는 역자기변형 현상(Inverse Magnetostriction Effect)을 기반으로 텐던에 자기장을 인가하여 텐던의 단면력 변화를 파악하는 기술이 제안되어 있으며, 이를 위한 구체적인 실행 방법의 일환으로서 대한민국 등록특허 제10-1851346호에는 텐던의 외부에 솔레노이드 코일을 효과적이고 신속하게 감아서 설치할 수 있는 실용적인 기술이 제시되어 있다.

한편, 대한민국 특허출원 제10-2020-0106425호를 통해서는 텐던에 자기장을 인가하여 텐던의 손상 부분에서 발생하는 자기장 변화로 인한 유도전압을 측정하고, 측정된 유도전압을 분석하여 텐던의 손상 발생 여부, 손상 정도, 및 손상 발생 위치를 계량화하여 정량적으로 파악하는 유용한 기술이 제시되었다.

편의상 본 명세서에서는 대한민국 등록특허 제10-1590830호에서 개시하고 있는 것처럼, 역자기변형 현상(Inverse Magnetostriction Effect)을 기반으로 텐던에 자기장을 인가하여 텐던의 단면력 변화를 측정하는 것을 "텐던의 단면력 측정"이라고 기재하고, 대한민국 특허출원 제10-2020-0106425호를 통해서 제시하고 있는 것처럼 텐던에 자기장을 인가한 후 텐던의 손상 부분에서 발생하는 자기장 변화로 인한 유도전압을 측정하고 분석하여 텐던의 손상 발생 여부, 손상 정도, 및 손상 발생 위치를 계량화하여 정량적으로 파악하는 것을 "텐던의 손상탐지"라고 기재한다. 그리고 상기한 "텐던의 단면력 측정"과 "텐던의 손상탐지"를 모두 포괄하여 <텐던 모니터링(monitoring)>이라고 기재한다.

이와 같은 텐던 모니터링을 위해서는 텐던이 연장되는 종방향으로 텐던과 평행한 형태의 유도자기장을 텐던에 인가하는 것이 중요하며, 텐던의 손상이나 텐던의 단면력 변화로 인한 유도자기장의 변화 및/또는 그로 인한 유도전압을 정밀하게 측정하는 것이 매우 중요한데, 무엇보다도 이러한 유도자기장 인가 및 유도전압 측정을 현장에서 쉽게 수행할 수 있게 하는 실용적인 장치의 개발이 시급한 실정이다. 특히, 실제 현장에서 텐던은 종방향으로 길게 연장되어 있는 상태에 있으므로, 용이하게 텐던에 설치할 수 있으며 필요에 따라서는 텐던이 연장되는 방향으로 텐던을 따라가면서 용이하게 이동시키면서 위와 같은 유도자기장 인가 및 유도전압 측정에 의한 텐던 모니터링 작업을 수행할 수 있는 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 상황이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1590830호(2016. 02. 02. 공고). 대한민국 등록특허공보 제10-1851346호(2018. 04. 24. 공고).

본 발명은 최근 발전된 텐던 모니터링 기술을 유용하게 활용하기 위하여 개발된 것으로서, 텐던이 연장되는 종방향으로 텐던과 평행한 형태의 유도자기장을 인가하고, 텐던의 손상이나 텐던의 단면력 변화로 인한 유도자기장의 변화 및/또는 그로 인한 유도전압을 정밀하게 측정함으로써 텐던을 모니터링할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 종방향으로 길게 연장되어 있는 텐던에 용이하게 설치할 수 있으며, 필요에 따라서는 텐던을 따라 용이하게 이동시키면서 텐던 모니터링 작업을 수행할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

더 나아가, 본 발명은 텐던의 손상 여부 및 그 위치를 정확히 탐지하고 그 손상 정도를 정량적으로 파악할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 중공을 가지며 종방향으로 연장되어 있는 원통부재로 이루어진 본체(1); 상기 본체(1)에 감겨져 있으며 유도자기장의 변화로 인한 유도전압을 측정하기 위한 서치코일(2); 종방향으로 연장된 바(bar)로 이루어진 코어부재(30)와 그 외면에 감겨진 솔레노이드 코일(31)로 이루어져서 자기력선이 흐르도록 유도자기장을 형성하는 복수개의 자기장 형성체(3); 및 유도자기장의 자기력선이 텐던을 따라 종방향으로 집중되어 흐르도록 유도하기 위하여 상기 본체(1)의 종방향 양단면에 각각 결합되며 자기장 형성체(3)의 코어부재(30) 양 단부가 밀착되는 단부연결링(4)을 포함하여 구성되어; 텐던(200)이 본체(1)의 중공에 위치하도록 텐던(200)의 외부를 감싸서 설치되며; 텐던(200)의 상태를 모니터링할 수 있도록, 솔레노이드 코일(31)에 전압을 인가하여 유도자기장을 형성한 상태에서 텐던(200)을 따라 이동하면서 텐던(200)의 단면력 변화 또는 텐던(200)의 손상으로 인한 유도자기장의 변화에 따른 유도전압을 서치코일(2)에 의해 측정하는 것을 특징으로 하는 텐던 모니터링 장치가 제공된다.

상기한 본 발명의 텐던 모니터링 장치에서, 본체(1)는 횡방향으로 분할된 제1하프 본체(1a)와 제2하프 본체(1b)으로 이루어지고; 서치코일(2)은 제1하프본체(1a) 및 제2하프본체(1b) 각각의 외면에서 원주를 따라 감겨져 밀착 설치되어 있는 제1하프 서치코일(2a)과 제2하프 서치코일(2b)로 이루어지며; 단부연결링(4)은 횡방향으로 분할된 제1하프 단부연결링(4a)와 제2하프 단부연결링(4b)으로 이루어져서; 제1하프 본체(1a)와 제2하프 본체(1b)가 텐던(200)을 횡방향으로 감싸면서 결합되어 원통형상을 이루고, 제1하프 서치코일(2a)과 제2하프 서치코일(2b)이 전기적으로 연결되고, 제1하프 단부연결링(4a)와 제2하프 단부연결링(4b)이 텐던(200)을 횡방향으로 감싸면서 결합되어 원형 링을 이루는 형태로, 텐던(200)의 외부에 설치될 수 있는데, 이 때 제1,2하프 본체(1a, 1b)에서 연직방향 위쪽과 아래쪽의 원주방향 가장자리에서 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)이 설치되는 위치에는 연직돌출부(12)가 각각 연직방향으로 돌출된 형태로 구비되어 있고; 연직돌출부(12)의 하단에서 제1,2하프 본체(1a, 1b)의 원주방향 가장자리와 연결되는 부분에는 연직돌출부(12)를 원주방향으로 관통하는 전선통과공(120)이 형성되어 있어서; 제1,2하프 본체(1a, 1b)에 감겨지는 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 각 단부는 전선통과공(120)을 통과하여 연직돌출부(12)의 내면에 밀착한 상태로 연직방향으로 연장되며; 제1,2하프 본체(1a, 1b)가 결합될 때 제1,2하프 본체(1a, 1b)의 연직돌출부(12)는 서로 마주하여 접하게 되고, 연직돌출부(12)의 내면에 직립 밀착되어 있던 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 단부도 연직상태를 유지하면서 서로 마주하여 밀착되는 구성을 가질 수 있다.

더 나아가 상기한 본 발명의 텐던 모니터링 장치에서, 본체(1)의 종방향 양단부에는 가이드 휠(5)이 구비되어 있어서, 텐던(200)에 설치되었을 때, 가이드 휠(5)이 텐던(200)의 외면에 닿으면서 본체(1)의 중공 내면과 텐던(200)의 외면 사이에 간격이 자동적으로 만들어진 상태로 모니터링 장치(100)가 텐던(200)에 매달려서 설치되고, 텐던(200)을 따라 이동할 수 있게 되는 구성을 가질 수도 있다.

또한 본 발명에서는, 상기한 목적을 달성하기 위하여 텐던의 외부에 상기한 본 발명의 텐던 모니터링 장치를 설치하고 솔레노이드 코일에 전압을 인가하여 유도자기장을 형성한 상태에서 텐던 모니터링 장치를 텐던을 따라 이동시키면서 사전 설정한 측정점마다 유도자기장의 변화에 따른 유도전압을 측정하여, "텐던의 유도전압 실제 측정값"을 취득하는 단계; 텐던을 이루는 선재와 동일한 제원을 가지며 인위적인 절단 손상을 만들어 놓은 선재 시편에 대하여, 외부에 솔레노이드 코일과 서치코일을 설치하고 솔레노이드 코일에 전압을 인가한 상태에서 솔레노이드 코일과 서치코일을 함께 선재 시편의 길이 방향으로 이동시키면서 측정점마다 자기장의 변화에 따른 유도전압을 측정하여, "선재 시편의 유도전압 측정값"을 취득하는 단계; 및 취득된 텐던의 유도전압 실제 측정값 및 선재 시편의 유도전압 측정값을 연산장치에서 취합하여, 연산에 의해 텐던의 손상 발생 여부, 손상 정도 및 손상 발생 위치를 파악하는 단계를 포함하며; 연산장치에서는, 선재 시편의 유도전압 측정값을 단차 형태의 그래프로 표현할 수 있도록, 그래프 단차의 경사도를 나타내는 상수와 그래프 단차의 경사중앙점 위치를 나타내는 상수를 포함하는 수학적 함수를 도출하고, 이를 이용하여 각 측정점에 대한 "선재의 단위 로지스틱 함수"를 도출하는 단계; 텐던의 각 측정점에서 발생하게 되는 이론적인 텐던의 유도전압을 그래프로 표현하는 함수로서, 텐던의 각 측정점에 존재하는 손상된 선재의 개수를 나타내는 선재 손상계수를 상기 선재의 단위 로지스틱 함수에 곱한 형식으로 이루어진 "텐던의 최종 로지스틱 함수"를 도출하는 단계; 텐던의 최종 로지스틱 함수를 전체 측정점 위치의 수학적 함수로 표현한 "텐던의 유도전압 이론값"을 도출하는 단계; 텐던의 유도전압 실제 측정값"과, 미리 도출해놓은 "텐던의 유도전압 이론값"을 대비하여, 텐던의 유도전압 실제 측정값과 텐던의 유도전압 이론값 간의 오차를 최소화시킬 수 있는 선재 손상계수를 산출하는 단계를 포함함으로써, 산출된 손상계수를 통해서 텐던의 손상 발생 여부, 손상 정도 및 손상 발생 위치를 파악하게 되는 것을 특징으로 하는 텐던의 손상 탐지방법이 제공된다.

또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 손상을 탐지하기 위한 모니터링 대상이 되는 텐던 및 선재 시편에 설치되는 상기한 본 발명의 텐던 모니터링 장치와, 신호 수신유닛, 단위 로지스틱 함수 연산유닛, 최종 로지스틱 함수 연산유닛, 텐던 유도전압 이론값 도출 연산유닛, 및 선재 손상계수 산출유닛을 포함하여 텐던의 손상을 파악하는 일련의 연산을 수행하는 연산장치를 포함하여 구성되는 텐던의 손상탐지 시스템으로서, 텐던 모니터링 장치가 텐던의 외부에 설치되어 솔레노이드 코일에 전압이 인가된 상태에서 텐던 모니터링 장치가 텐던의 길이 방향으로 이동되면서 사전 설정한 측정점마다 유도자기장의 변화에 따른 유도전압이 측정되어 "텐던의 유도전압 실제 측정값"이 취득되면 신호 수신유닛은 이를 수신하고; 텐던을 이루는 선재와 동일한 제원을 가지며 인위적인 절단 손상을 만들어 놓은 선재 시편의 외부에 상기한 본 발명의 텐던 모니터링 장치가 설치되고 솔레노이드 코일에 전압이 인가된 상태에서 텐던 모니터링 장치가 선재 시편을 따라 이동되면서 측정점마다 자기장의 변화에 따른 유도전압이 측정되어 "선재 시편의 유도전압 측정값"을 취득되면 신호 수신유닛은 이를 수신하며; 단위 로지스틱 함수 연산유닛에서는, 선재 시편의 유도전압 측정값을 단차 형태의 그래프로 표현할 수 있도록, 그래프 단차의 경사도를 나타내는 상수와 그래프 단차의 경사중앙점 위치를 나타내는 상수를 포함하는 수학적 함수를 도출하고, 이를 이용하여 각 측정점에 대한 "선재의 단위 로지스틱 함수"를 도출하며; 최종 로지스틱 함수 연산유닛에서는, 텐던의 각 측정점에서 발생하게 되는 이론적인 텐던의 유도전압을 그래프로 표현하는 함수로서, 텐던의 각 측정점에 존재하는 손상된 선재의 개수를 나타내는 선재 손상계수를 상기 선재의 단위 로지스틱 함수에 곱한 형식으로 이루어진 "텐던의 최종 로지스틱 함수"를 도출하고; 텐던 유도전압 이론값 도출 연산유닛에서는, 텐던의 최종 로지스틱 함수를 전체 측정점 위치의 수학적 함수로 표현한 "텐던의 유도전압 이론값"을 도출하고; 선재 손상계수 산출유닛에서는, "텐던의 유도전압 실제 측정값"과, 미리 도출해놓은 "텐던의 유도전압 이론값"을 대비하여, 텐던의 유도전압 실제 측정값과 텐던의 유도전압 이론값 간의 오차를 최소화시킬 수 있는 선재 손상계수를 산출함으로써, 산출된 선재 손상계수를 통해서 텐던의 손상 발생 여부, 손상 정도 및 손상 발생 위치를 파악하게 되는 것을 특징으로 하는 텐던의 손상탐지 시스템이 제공된다.

본 발명에 따른 텐던 모니터링 장치는 길게 연장된 텐던에도 쉽게 설치할 수 있으며, 텐던을 따라 용이하게 이동하면서 텐던에 대해 유도자기장을 인가하고, 텐던의 손상이나 또는 텐던 내의 긴장응력(단면력)의 변화로 인하여 발생하는 유도자기장의 변화 및/또는 그로 인한 유도전압을 정확하고 신뢰성 높게 측정할 수 있게 된다. 따라서 본 발명의 텐던 모니터링 장치에 의해 취득된 데이터를 이용하여 텐던의 손상여부를 정확하고 신뢰성 있게 판단할 수 있으며, 더 나아가 텐던의 단면력 정도 및 그 변화를 측정할 수 있게 된다.

특히, 본 발명에 따른 텐던 손상탐지 시스템 및 텐던 손상탐지 방법에 의하면, 모니터링 대상이 되는 텐던을 이루는 선재의 시편에 대해 손상 발생 형태에 따른 텐던의 유도전압 이론값을 미리 파악해두고, 현장에서는 실제 텐던에 대해 유도전압을 측정한 후, 텐던의 유도전압 실제 측정값과 유도전압 이론값과 대비함으로써 텐던의 어느 위치에서 몇 개의 선재가 손상되었는지를 정량적으로 파악할 수 있게 된다. 이 때, 본 발명의 텐던 모니터링 장치가 매우 유용하게 이용된다.

따라서 본 발명에 의하면, 텐던의 손상 여부 및 그 위치를 정확히 탐지하고 그 손상 정도를 정량적으로 파악할 수 있게 되고, 그에 따라 텐던의 손상 및 그로 인한 구조물의 손상에 대응할 수 있는 적절한 방안을 선제적으로 준비하고 대비할 수 있게 되며, 텐던을 이용한 구조물을 더욱 안전하게 유지 관리할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 텐던 모니터링 장치가 텐던의 외부를 감싸서 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 텐던 모니터링 장치만을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 텐던 모니터링 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 원 A부분만을 확대하여 보여주는 개략적인 부분 확대사시도이다.
도 5는 도 4의 선 C-C에 따른 종방향의 개략적인 부분 단면도이다.
도 6은 도 5에서 제1하프 서치 코일을 생략한 상태를 보여주는 도 5에 대응되는 개략적인 부분 단면도이다.
도 7은 도 3의 원 B부분만을 확대하여 보여주는 개략적인 부분 확대사시도이다.
도 8은 도 7의 선 D-D에 따른 종방향의 개략적인 부분 단면도이다.
도 9의 (a)는 자기장 형성체만을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 9의 (b)는 도 9의 (a)에 도시된 자기장 형성체에 의해 만들어지는 자기력선의 형태를 보여주는 개략적인 자기장 형성체에 대한 횡방향의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 텐던 모니터링 장치에서, 단부연결링과 자기장 형성체만을 보여주는 개략적인 단면 사시도이다.
도 11의 (a)는 도 10의 화살표 Q-Q에 따른 개략적인 횡방향 측단면도이다.
도 11의 (b)는 본 발명의 자기장 형성체 및 단부연결링에 의해 만들어지는 자기장의 자기력선을 도 11의 (a)에 표시한 개략도이다.
도 12는 제1,2하프 본체를 텐던의 횡방향 양측에서 텐던을 감싸면서 서로 조립 결합하여 설치하는 것을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 텐던 모니터링 장치가 텐던의 외부를 감싸서 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 14의 (a) 및 (b)는 각각 도 13에 도시된 텐던 모니터링 장치만을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 텐던의 손상탐지 시스템에 구비된 연산장치의 구성을 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 16은 본 발명에 따른 텐던의 손상탐지 방법의 구체적인 과정에 대한 개략적인 흐름도이다.
도 17의 (a) 및 (b)는 각각 텐던의 선재에 손상이 발생한 상태의 일예를 보여주는 개략도 및 그에 따른 유도전압을 측정한 결과값을 그래프로 표현한 개략적인 그래프도이다.
도 18의 (a) 및 (b)는 각각 1개의 선재 또는 복수개의 선재에 대해 절단 형태의 손상이 발생한 경우를 보여주는 개략도 및 그에 따른 유도전압을 측정한 결과값을 그래프로 표현한 개략적인 그래프도이다.
도 19는 도 18의 (b)에 도시된 그래프처럼

축을 따라 진행하다가 유도전류가 급격하게 하강하는 형태의 단차 부분만을 별도로 발췌하여 보여주는 개략적인 그래프도이다.
도 20은 본 발명의 텐던의 손상탐지 방법에 있어서, 연산장치에서 수행되는 구체적인 과정에 대한 개략적인 흐름도이다.
도 21은 선재 손상계수

의 산출을 위한 방법의 일예에 대한 개략적인 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 참고로 청구범위를 포함한 본 명세서의 개시내용에서 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다. 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. 또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다. 특히 본 명세서에서 사용되는 '…유닛', '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1에는 본 발명의 제1실시예에 따른 텐던 모니터링 장치(100)가 텐던(200)의 외부를 감싸서 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 텐던 모니터링 장치(100)만을 보여주는 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 2에 도시된 텐던 모니터링 장치(100)의 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다. 본 명세서에서 "종방향"은 텐던(200)이 길게 연장되는 방향을 의미하며, "횡방향"은 종방향과 직교하는 방향으로서 후술하는 것처럼 텐던 모니터링 장치(100)가 2개로 분할되어 서로 결합 또는 분리되는 방향을 의미하며, "연직방향"은 이러한 종방향으로 바라볼 때 횡방향과 직교하는 방향을 의미한다. 또한 "원주방향"은 후술하는 원통형 본체(1)의 원주를 따라가는 방향을 의미한다. 도 1에서 화살표 X-X는 종방향을 나타내고, 화살표 Y-Y는 횡방향을 나타내며, 화살표 Z-Z는 연직방향을 나타내고, 화살표 R-R은 원주방향을 나타낸다.

본 발명에 따른 텐던 모니터링 장치(100)는 전체적으로는 중공을 가지는 파이프 형태로 이루어져서 텐던(200)의 외부를 감싸도록 설치된다. 구체적으로 본 발명의 텐던 모니터링 장치(100)는, 중공을 가지며 종방향으로 연장되어 있는 원통부재로 이루어진 본체(1), 상기 본체(1)에 원주방향으로 감겨져 있으며 유도자기장의 변화로 인한 유도전압을 측정하기 위한 서치코일(2), 유도자기장을 형성하는 복수개의 자기장 형성체(3), 및 유도자기장의 자기력선이 텐던을 따라 종방향으로 집중되어 흐르도록 유도하기 위하여 상기 본체(1)의 종방향 양단면에 각각 결합되는 단부연결링(4)을 포함하여 구성된다. 자기장 형성체(3)는 종방향으로 연장된 바(bar)로 이루어진 코어부재(30)와 그 외면에 감겨진 솔레노이드 코일(31)로 이루어진다. 텐던(200)을 따라 종방향으로 편리하게 이동할 수 있도록 필요에 따라서는 본체(1)의 종방향 양단부에 각각 설치되어 있는 가이드 휠(wheel)(5)을 더 구비할 수도 있다.

구체적으로 본체(1)는 중공을 가지며 종방향으로 연장되어 있는 원통부재로 이루어지며, 텐던 모니터링 장치(100)를 텐던(200)에 설치게 되면 텐던(200)은 본체(1)의 중공을 관통하게 된다. 텐던(200)은 종방향으로 상당한 길이를 가지며 연장되는데, 이러한 텐던(200)에 편리하게 설치할 수 있도록 본 발명의 텐던 모니터링 장치(100)는 전체 구성이 횡방향으로 2개 부재로 분할되는 구조를 가지고 있다. 따라서 본체(1) 역시 횡방향으로 분할되어 하프 파이프(half pipe) 형태를 가지는 2개의 부재가 조립되어 원통형상을 이루게 된다. 편의상 하프 파이프 형태로 분할된 본체(1)의 2개 부재를 각각 지칭할 때에는 "제1하프본체(1a)"와 "제2하프본체(1b)"라고 기재한다. 또한 아래에서 텐던 모니터링 장치(100)를 이루는 각 구성요소를 설명할 때, 위와 같이 횡방향으로 2개로 분할되는 부재를 각각 언급할 때에는 "하프(half)"라는 용어를 더 기재하며, 횡방향으로 절반에 해당하는 부재에 대해서는 해당 부재번호에 각각 a, b를 붙여서 기재한다.

본체(1)에는 서치코일(search coil)(2)이 감겨져 있다. 서치코일(2)은 "유도자기장의 변화에 따른 유도전압(induced-voltage)"을 측정하는 것이다. 텐던(200)에 유도자기장이 인가된 상태에서 텐던(200)에 손상이 존재하거나 또는 단면력이 변화되면 유도자기장이 변화되고, 이러한 유도자기장의 변화로 인하여 유도전압이 발생하게 되는데, 서치코일(2)은 이러한 유도전압을 측정하는 것이다. 서치코일(2)은 최종적인 구성에 있어서 복수개의 전선이 종방향으로 나란하게 밀착되어 있는 형태를 이루면서 본체(1)의 원주를 나선형태로 감도록 설치되는데, 앞서 설명한 것처럼 본 발명의 텐던 모니터링 장치(100)는 전체적인 구성이 횡방향으로 2개 부재로 분할되는 것이므로 서치코일(2) 역시 횡방향으로 2개 부재로 나누어져 있다.

구체적으로 서치코일(2)은, 제1하프본체(1a)의 외면에서 밀착 설치되어 있는 제1하프 서치코일(2a)과, 제2하프본체(1b)의 외면에 밀착 설치되어 있는 제2하프 서치코일(2b)로 이루어지는데, 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)이 서로 전기적으로 연결됨으로써 본체(1)의 외면에 전선이 연속되어 나선형태로 감겨져 있는 완성된 형태의 서치코일(2)을 이루게 된다. 도 4에는 도 3의 원 A부분만을 확대하여 보여주는 개략적인 부분 확대사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 선 C-C에 따른 종방향의 개략적인 부분 단면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 도 5에서 제1하프 서치코일(2a)의 도시를 생략한 상태를 보여주는 도 5에 대응되는 개략적인 부분 단면도가 도시되어 있다. 도 7에는 도 3의 원 B부분만을 확대하여 보여주는 개략적인 부분 확대사시도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7의 선 D-D에 따른 종방향의 개략적인 부분 단면도가 도시되어 있다.

우선 도 4 내지 도 6을 참조하여 제1하프 본체(1a)에 제1하프 서치코일(2a)이 설치되는 구성을 상세히 살펴본다. 제1하프 서치코일(2a)은 제1하프 본체(1a)의 외면에서 원주방향으로 감싸면서 밀착한 상태로 설치되는데, 이 때 복수개의 전선이 나란하게 배치되어 종방향으로 서로 밀착되어 있는 평면부재 형상을 이루게 된다. 제1하프 본체(1a)에 제1하프 서치코일(2a)을 밀착 설치함에 있어서, 도면에 도시된 실시예의 경우, 제1하프 본체(1a)의 외면에는 원주를 따라 오목부(10)가 형성된다. 제1하프 서치코일(2a)은 오목부(10)에 위치하게 되며, 그에 따라 제1하프 서치코일(2a)이 제1하프 본체(1a)의 외면에서 종방향으로 움직이는 것이 방지되어 원래 설치되어 있던 위치를 안정적으로 고수할 수 있게 된다. 도면에 도시된 실시예에는 오목부(10)를 종방향으로 가로지르는 가교부(11)가 형성되어 있으며, 오목부(10)에 제1하프 서치코일(2a)을 배치할 때 제1하프 서치코일(2a)이 가교부(11)의 아래에 위치되는 구성을 가지고 있다. 이와 같이 가교부(11)가 구비되어 있는 경우, 제1하프 본체(1a)의 외면에서 제1하프 서치코일(2a)이 들뜨는 것이 방지되어 제1하프 서치코일(2a)이 제1하프 본체(1a)의 외면에 밀착된 상태를 안정적으로 유지하게 되는 효과가 발휘된다. 가교부(11)는 원주 방향으로 오목홈(10)을 따라 복수개로 구비될 수 있다. 제2하프 본체(1b)의 구성 및 제2하프 본체(1b)에 제2하프 서치코일(2b)이 설치되는 구성은, 위에서 설명한 제1하프 본체(1a) 및 제1하프 서치코일(2a) 관련 사항과 동일하므로 이에 대한 반복 서술은 생략한다.

도면에 도시된 제1,2하프 본체(1a, 1b)의 경우, 연직방향 위쪽과 아래쪽의 원주방향 가장자리에서 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)이 설치되는 위치에는 연직돌출부(12)가 각각 연직방향으로 연장된 형태로 돌출 구비되어 있다. 연직돌출부(12)의 하단에서 제1,2하프 본체(1a, 1b)의 원주방향 가장자리와 연결되는 부분에는 연직돌출부(12)를 원주방향으로 관통하는 전선통과공(120)이 형성되어 있다. 오목부(10)이 형성되어 있는 경우, 전선통과공(120)은 오목부(10)와 연속된다. 따라서 제1,2하프 본체(1a, 1b) 각각의 외면에 원주를 따라 감겨져 있는 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 각 단부는 전선통과공(120)을 통과하여 연직돌출부(12)의 내면(연직돌출부끼리 마주하게 되는 면)에 밀착한 상태로 연직방향으로 연장되며, 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 단부는 연직돌출부(12)의 내면을 따라 연직방향으로 세워진 채 위치하게 된다. 편의상 도면에서 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 끝단에서 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)을 서로 전기적으로 연결하는 전기커넥터는 도시를 생략하였다.

제1,2하프 본체(1a, 1b)가 횡방향으로 마주 접하면서 조립되어 원통형상을 이루게 될 때 연직돌출부(12)의 내면은 서로 마주하여 접하게 되는데, 앞서 설명한 것처럼 연직돌출부(12)의 내면에는 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)이 직립하여 밀착되어 있으므로, 연직돌출부(12)가 서로 마주 접하여 밀착함에 따라 연직돌출부(12)의 내면에 위치하던 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 단부 역시 연직상태를 유지하면서 서로 마주하여 밀착되거나 매우 근접한 위치에 있게 된다. 이렇게 배치된 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 단부는 각각 연직방향 위,아래로 충분한 길이로 연장된 후에 그 끝단이 서로 전기적으로 연결됨으로써, 앞서 설명한 것처럼 전선이 연속적으로 본체(1)를 나선형태로 감고 있는 형태의 서치코일(2)이 만들어진다. 특히, 도면에 예시된 것처럼 연직돌출부(12)의 내면에 오목한 함몰부(121)가 존재하고 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 단부가 상기 함몰부(121)에 위치하게 되면, 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 두께에도 불구하고 서로 마주하는 연직돌출부(12)의 내면이 서로 잘 밀착될 수 있다. 본 발명에서는 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)이 위와 같은 설치구조를 가짐으로써 필요한 경우, 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)을 용이하게 교체할 수도 있다.

후술하는 것처럼 종방향으로 막대 형태로 연장되어 있는 자기장 형성체(3)에 의해 유도자기장이 형성되는데, 자기력선이 본체(1)의 중공 내부뿐만 아니라 본체(1)의 외측에서도 종방향으로 흐르는 형태로 유도자기장이 인가된다. 따라서 제1,2 하프 서치코일(2a, 2b)은 본체(1)의 외측에서 종방향으로 흐르는 자기력선에 의해서도 영향을 받게 된다. 그런데 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)이 측정하려는 유도전압은 본체(1)의 중공 내측에 형성되는 유도자기장의 변화에 의해 발생하는 것이므로, 본체(1)의 외측에서 자기력선이 종방향으로 흐르도록 형성된 본체(1)의 외측에 형성된 유도자기장("본체 외측의 유도자기장") 및 그의 변화는 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)에 대해 오히려 측정값에 오차를 유발하는 노이즈(Noise)가 된다. 따라서 서치코일(2)의 측정오차를 줄이고 정확도 및 신뢰도를 높이려면, 본체 외측의 유도자기장이 제1,2 하프 서치코일(2a, 2b)에 주는 영향을 최소화시키는 것이 필요하며, 이를 위해서는 본체(1)의 외부에서 자기력선이 종방향으로 흐르는 것을 방해하는 요소를 최소화시켜야 한다.

본체(1)를 나선형태로 감고 있는 서치코일(2)이 만들어지려면 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)은 본체(1)의 외측에서 전기적으로 서로 연결되어야 한다. 전선의 연결을 위해서는 일반적으로 전기커넥터를 사용하게 되는데, 본체(1)의 외면 가까이에 전기커넥터가 존재할 경우에는 위에서 언급한 것처럼 본체(1)의 외측에서 자기력선이 종방향으로 흐르는 것을 전기커넥터가 교란시키게 되고, 이로 인하여 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)에 큰 측정오차가 유발될 수 있다. 특히, 본체 외측의 유도자기장은 본체(1)와 인접할수록 자속밀도가 크므로, 전기커넥터가 본체(1)의 외면에 인접할수록 전기커넥터로 인한 서치코일(2)의 측정오차도 커지고 그 발생회수도 더 증가하게 되는 문제점이 있다. 이를 방지하려면 전기커넥터를 본체(1)의 외면에서 멀리 위치시킬수록 바람직한데, 이 경우 본체(1)의 외측으로 연장되는 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 길이가 증가되고, 그만큼 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 연장부분(본체의 외측으로 연장된 부분)으로 인하여 본체 외측의 유도자기장에 주는 영향이 증가하게 되어 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 정확한 유도전압 측정에 대한 악영향도 커지게 된다.

특히, 앞서 설명한 것처럼 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)은 각각 복수개의 전선이 나란한 형태로 종방향으로 밀착되어 있는 구성을 가지고 있어서 평면부재 형상을 가지는데, 만일 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 단부가 연장되거나 그 끝단이 서로 연결될 때 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 평면부재 형상이 종방향과 직교하거나 각도를 가지도록 위치한다면 본체(1)의 외부에서 자기력선이 종방향으로 흐르는 것에 매우 큰 악영향을 주게 되고, 이는 결국 큰 측정오차를 유발하는 원인이 된다. 또한 본체(1)의 외측으로 연장되는 제1,2 하프 서치코일(2a, 2b)의 길이가 증가할수록 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 자체 두께로 인하여 자기력선의 흐름에 영향을 주는 것이 커지게 될 뿐만 아니라, 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 평면부재 형상이 종방향과 직교하거나 각도를 가지면서 위치할 가능성이 높아지고 그만큼 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)에서의 측정오차 발생 가능성 및 그 측정오차의 크기가 더 커지게 된다.

그러나 본 발명에서는 위와 같은 문제점을 모두 해결하였다. 본 발명의 경우, 위에서 설명한 것처럼 제1,2하프 본체(1a, 1b)에 연직돌출부(12)가 설치되어 있고 연직돌출부(12)의 하단에 전선관통공(120)이 형성되어 있기 때문에 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)이 제1,2하프 본체(1a, 1b)의 외면에 감겨 있더라도 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 단부는 전선관통공(120)을 통과하여 연직돌출부(12)의 내면에 위치하게 된다. 따라서 제1,2하프 본체(1a, 1b)의 조립을 위해 연직돌출부(12)가 서로 마주 접할 때 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 단부 역시 연직방향으로 세워진 채 서로 마주하여 연장된다. 즉, 본 발명에서는 복수개의 전선에 의해 만들어지는 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 평면부재 형상이 종방향으로 연장되는 위치에 있게 되는 것이다. 그러므로 제1,2 하프 서치코일(2a, 2b)의 평면이 종방향과 직교하거나 각도를 가지도록 배치됨으로 인하여 본체(1)의 외부에서 종방향으로 자기력선이 흐르는 것을 방해하는 현상을 예방할 수 있으며, 더 나아가 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 전선 두께로 인하여 본체(1) 외부에서의 자기력선 흐름에 영향이 발생하는 것 역시 최소화시킬 수 있게 된다.

따라서 본 발명에서는 본체(1)의 외측으로 연장되는 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)의 길이가 증가되더라도, 그에 따른 본체 외측의 유도자기장에 대한 교란 및 그로 인한 악영향이 최소화된다. 따라서 본 발명에서는 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)을 본체(1) 외측으로 충분히 길게 연장시켜서 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)을 서로 전기적으로 연결시키는 부분을 본체(1)의 외면에서 멀리 떨어진 곳에 위치시킬 수 있게 되는데, 본체(1)의 외면에서 멀어질수록 유도자기장의 자속밀도는 낮아지게 되고, 본체 외측의 유도자기장으로 인한 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)에서의 측정오차를 줄일 수 있게 된다. 따라서 본 발명에서는 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)로 이루어진 서치코일(2)에 의해 취득되는 유도전압 측정값의 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있게 된다.

자기장 형성체(3)는, 종방향으로 연장되어 있는 막대부재 형태로 이루어진 금속재의 코어부재(30)를 구비하고 있으며, 코어부재(30)의 외면에는 솔레노이드 코일(31)이 나선형태로 감겨져 있다. 이러한 자기장 형성체(3)는 본체(1)의 외면과 이격된 위치에서 코어부재(30)가 종방향으로 연장되도록 배치되는데, 특히 자기장 형성체(3)는 복수개가 본체(1)의 원주방향으로 간격을 두고 나란하게 배치된다. 솔레노이드 코일(31)에 전기가 인가되면 유도자기장이 형성된다.

본체(1)의 종방향 양 단면에는 각각 단부연결링(4)이 결합 설치되는데, 자기장 형성체(3)를 이루는 코어부재(30)의 종방향 양단은 각각 단부연결링(4)에 밀착된 상태로 결합된다. 단부연결링(4) 역시 횡방향으로 2개의 부재로 분할되어서 제1하프 단부연결링(4a)과 제2하프 단부연결링(4b)으로 이루어진다. 즉, 제1,2하프 단부연결링(4a, 4b)이 횡방향으로 조립 결합되면 하나의 원형 링 형태의 단부연결링(4)을 이루는 것이다. 복수개의 자기장 형성체(3)는 모두 단부연결링(4)에 그 양단이 밀착 결합된다. 즉, 자기장 형성체(3)의 코어부재(30)는 그 양단이 단부연결링(4)에 결합되어 전자기적으로 서로 연결되는 것이다. 도면의 실시예에서는, 코어부재(30)가 단부연결링(4)의 횡방향 측면에 밀착된 상태로 결합되어 있다. 이러한 구성에 의해 자기장 형성체(3)에 의해 만들어진 유도자기장의 자기력선이 본체(1)의 중공에서 텐던(200)을 따라 종방향으로 집중되어 흐르게 된다.

도 9의 (a)에는 자기장 형성체(3)만을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 9의 (b)에는 도 9의 (a)에 도시된 자기장 형성체(3)에 의해 만들어지는 자기력선의 형태를 보여주는 개략적인 자기장 형성체(3)에 대한 횡방향의 측면도가 도시되어 있다. 자기장 형성체(3)는 종방향으로 연장된 바(bar)로 이루어진 코어부재(30)와 그 외면에 감겨진 솔레노이드 코일(31)로 이루어져 있다. 따라서 솔레노이드 코일(31)에 전기가 가해지면 코어부재(30)에 의해 "막대자석 형태"의 전자석이 만들어지면서 도 9의 (b)와 같은 형태의 자기력선을 가지는 유도자기장이 형성된다. 텐던(200)을 모니터링하기 위해서는 유도자기장의 자기력선이 텐던(200)을 따라 집중적으로 흘러가는 것이 중요하다. 즉, 본체(1)의 중공 내부로 자기력선이 흘러가는 것이 중요한 것이다. 앞서 설명한 것처럼 본체(1)의 외측에 형성되는 본체 외측의 유도자기장은 오히려 서치코일(2)에 대해 측정오차를 유발하는 요인이 되기 때문이다.

본 발명에서는 복수개의 자기장 형성체(3)를 본체(1)의 외측에 원주를 따라 간격을 두고 설치함에 있어서 앞서 설명한 것처럼 코어부재(30)의 양 단부를 각각 자성을 띌 수 있는 금속재로 이루어진 단부연결링(4)에 전자기적으로 연속되도록 결합시킨다. 도 10에는 설명을 위하여 본 발명의 텐던 모니터링 장치(100)에서, 단부연결링(4)과 자기장 형성체(3)만을 보여주는 개략적인 단면 사시도가 도시되어 있다. 도 11의 (a)에는 단부연결링(4)과 1개의 자기장 형성체(3)간의 결합구조를 보여주는 도 10의 화살표 E-E에 따른 개략적인 횡방향 측단면도가 도시되어 있고, 도 11의 (b)에는 본 발명의 자기장 형성체(3) 및 단부연결링(4)에 의해 만들어지는 유도자기장의 자기력선을 도 11의 (a)에 표시한 개략도가 도시되어 있다.

코어부재(30)의 양 단부를 단부연결링(4)에 전자기적으로 연속되도록 접촉시켜 결합한 상태에서 솔레노이드 코일(31)에 전기가 가해지면 도 11의 (a) 및 (b)에 도시된 것처럼 코어부재(30)와 단부연결링(4)은 마치 "말굽자석"과 같은 형태가 된다. 따라서 자기력선이 일측 단부연결링(4)의 원주 내면을 따라 출발하여 종방향 반대쪽에 위치하는 타측 단부연결링(4)의 원주 내면으로 들어가는 형태로 유도자기장이 형성된다. 즉, 본 발명의 구성에 의하면 자기력선이 본체(1)의 중공 내부에 집중되어 흘러가고 본체(1)의 외측으로는 자기력선이 흘러가는 것은 최소화되는 형태로 유도자기장이 형성되는 것이다. 이와 같이 본 발명에서는 서치코일(2)에 대해 측정오차를 유발하는 요인이 되는 본체 외측의 유도자기장이 최소화되는 형태로 유도자기장이 형성되는 바, 서치코일(2)에 의한 유도전압의 측정에 있어서 오차 발생이 최소화되고, 그에 따라 측정의 정확도와 신뢰도가 크게 향상되는 효과가 발휘된다.

본 발명의 텐던 모니터링 장치(100)는 텐던(200)에 설치된 상태에서 텐던(200)을 따라 종방향으로 이동하면서 탐지 내지 측정작업을 수행할 수도 있는데, 이를 위하여 가이드 휠(5)이 더 구비될 수 있다. 즉, 도면에 예시된 것처럼 구름 바퀴로 이루어진 복수개의 가이드 휠(5)이 본체(1)의 종방향 양단부에 더 구비될 수 있는 것이다.

위에서 설명한 본 발명의 제1실시예에 따른 텐던 모니터링 장치(100)는, 도 1에 도시된 것처럼 텐던(200)이 본체(1)의 중공을 관통하도록, 텐던(200)의 외부를 감싸는 형태로 설치된다. 도 12는 제1,2하프 본체(1a, 1b)를 텐던(200)의 횡방향 양측에서 텐던(200)을 감싸면서 서로 조립 결합하여 설치하는 것을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)이 미리 외면에 밀착 설치되어 있는 제1,2하프 본체(1a, 1b)를 텐던(200)의 횡방향 양측에서 텐던(200)을 감싸면서 서로 조립하여 결합함으로써 본체(1)를 만들고, 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)을 서로 전기적으로 연결하며, 제1,2하프 단부연결링(4a, 4b)을 텐던(200)의 횡방향 양측에서 텐던(200)을 감싸면서 서로 조립하여 단부연결링(4)을 형성하고, 이 작업의 전후, 또는 이 작업과 병행하여 단부연결링(4)을 본체(1)의 종방향 양단에 결합한다. 단부연결링(4)이 설치되면, 코어부재(30)에 솔레노이드 코일(31)이 감겨져 있는 구성을 가지는 복수개의 자기장 형성체(3)를 원주방향으로 나란하게 배치하면서 그 양단을 각각 단부연결링(4)에 밀착한 상태로 결합한다. 이와 같이 복수개의 자기장 형성체(3)가 단부연결링(4)에 결합되면 단부연결링(4)과 복수개의 자기장 형성체(3)는 일체화된 자성체를 이루게 된다.

위에서는 제1,2하프 본체(1a, 1b)를 조립 결합하는 작업, 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)을 서로 전기적으로 연결하는 작업, 및 제1,2하프 단부연결링(4a, 4b)을 조립하고 본체(1)에 결합하는 작업, 및 복수개의 자기장 형성체(3)를 단부연결링(4)에 결합하는 작업이 마치 순차적으로 진행되어야 하는 것처럼 서술되어 있으나, 위 작업들의 순서는 편의에 따라 변경할 수도 있다. 예를 들어, 각각 자기장 형성체(3)가 결합되어 있는 제1,2하프 단부연결링(4a, 4b) 미리 준비하고, 이러한 제1,2하프 단부연결링(4a, 4b) 각각을 제1,2 하프 본체(1a, 1b)의 단부에 결합하여, 사전에 자기장 형성체 및 하프 단부연결링, 그리고 하프 서치코일이 구비된 제1,2하프 본체(1a, 1b)를 각각 별도로 준비한 후에 최종적으로 제1,2하프 본체(1a, 1b)를 조립 결합하는 작업 및 제1,2하프 서치코일(2a, 2b)을 서로 전기적으로 연결하는 작업을 수행하는 형태로, 본 발명의 텐던 모니터링 장치(100)를 텐던에 설치할 수 있는 것이다. 물론 위에서 예시한 순서와 다른 형태로 각 작업의 순서를 바꾸어서 수행하여도 무방하다.

이와 같이 본 발명에 따른 텐던 모니터링 장치(100)는, 횡방향으로 2개의 부재로 나누어져 있는 것을 횡방향으로 텐던(200)을 감싸면서 조립함으로써 설치되는 바, 종방향으로 길게 연장된 텐던(200)일지라도 텐던 모니터링 장치(100)를 텐던(200)의 외면을 감싸면서 용이하게 설치할 수 있게 된다. 따라서 작업자는 매우 편리하게 원하는 위치에서 텐던 모니터링 장치(100)를 텐던(200)에 설치하여 작업을 수행할 수 있게 된다.

특히, 복수개의 가이드 휠(5)이 더 구비되어 있는 경우에는, 수평하게 배치된 텐던(200)에 위와 같이 텐던 모니터링 장치(100)를 가이드 휠(5)이 텐던(200)의 외면에 닿으면서 본체(1)의 중공 내면과 텐던(200)의 외면 사이에 필요한 간격이 자동적으로 만들어진 상태로 텐던 모니터링 장치(100)가 텐던(200)에 매달린 형태로 용이하게 설치할 수 있게 된다. 물론 가이드 휠(5)이 구비되면 텐던(200)을 따라 텐던 모니터링 장치(100)를 매우 편리하게 이동시킬 수 있게 되므로, 작업의 효율성 또한 크게 향상되는 효과가 발휘된다.

도 13에는 본 발명의 제2실시예에 따른 텐던 모니터링 장치(100)가 텐던(200)의 외부를 감싸서 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 14의 (a) 및 (b)에는 각각 도 13에 도시된 텐던 모니터링 장치만을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 도 14의 (a)에는 횡체결재(80)를 생략한 상태가 도시되어 있고, 도 14의 (b)에는 횡체결재(80)가 감겨져 있는 상태가 도시되어 있다. 도 13 및 도 14의 (a),(b)에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 텐던 모니터링 장치(100)의 경우, 앞서 설명한 제1실시예에 따른 텐던 모니터링 장치(100)에 더하여 추가적으로 횡체결재 설치부(8)를 더 구비하고 있다.

구체적으로 도 13 및 도 14의 제2실시예에서는, 본체(1)의 양단부 각각에서 복수개의 자기장 형성체(3) 사이의 원주방향 간격에는 횡체결재 설치부(8)가 더 구비되어 있다. 즉, 본체(1)의 양단부에서 원주를 따라 횡체결재 설치부(8)가 간격을 두고 형성되어 있는 것이다. 이와 같이 횡체결재 설치부(8)가 구비된 경우, 밴드 등의 횡체결재(80)를 횡체결재 설치부(8)에 놓고 본체(1)의 원주 외면을 감는 방식에 의해 텐던 모니터링 장치(100)의 횡방향으로 나누어진 2개의 부재를 횡방향으로 견고하게 조립할 수 있다. 즉, 제1,2하프 본체(1a, 1b)를 횡방향으로 접근시켜서 텐던(200)을 감싼 상태에서, 횡체결재 설치부(8)에 밴드 등의 선재(線材)로 이루어진 횡체결재(80)를 감아서 고정시킴으로써, 제1,2하프 본체(1a, 1b)를 더욱 견고하게 일체로 결합할 수 있는 것이다. 횡체결재 설치부(8)의 표면에 오목부를 형성해두면 횡체결재(80)가 오목부에 위치하게 되고, 그에 따라 횡체결재(80)가 횡체결재 설치부(8)를 벗어나지 않게 되는 효과가 발휘된다. 횡체결재 설치부(8)의 두께는 자기장 형성체(3)의 두께보다 더 커서 횡체결재 설치부(8)가 자기장 형성체(3)보다 본체(1)의 외면 방향으로 더 돌출되어 있게 된다. 이와 같이 횡체결재 설치부(8)가 더 돌출되어 존재함으로써, 작업자가 자기장 형성체(3)에 손을 대어서 다치는 사고가 발생하거나 자기장 형성체(3)가 손상되는 것을 예방할 수 있게 된다. 도 13 및 도 14에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 텐던 모니터링 장치(100)의 기타 구성 및 특징, 그리고 효과 등은 앞서 설명한 제1실시예에 따른 텐던 모니터링 장치(100)와 동일하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략한다.

텐던 모니터링 장치(100)가 텐던(200)에 설치된 상태에서 솔레노이드 코일(31)에 전기를 가하게 되면 코어부재(30)가 자화되면서, 자기력선이 본체(1)의 중공을 종방향으로 지나가는 형태의 유도자기장이 각각의 자기장 형성체(3)에 의해 형성된다. 텐던(200)의 단면력(긴장응력 등)이 변화되면 유도자기장에도 변화가 발생하게 되는데, 유도자기장의 변화에 따라 유발되는 유도전압을 서치코일(2)을 이용하여 측정하고, 역자기변형 현상에 근거하여, 측정된 유도전압을 이용하여 텐던(200)의 단면력 정도 및 변화를 파악할 수 있다. 측정된 유도전압에 의해 텐던의 단면력(긴장응력) 정도 및 변화를 분석하고 파악하는 구체적인 방법은 공지의 기술을 이용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 텐던 모니터링 장치(100)를 이용하면, 유도자기장의 변화로 인한 유도전압을 측정하여, 텐던의 손상여부, 손상위치 및 손상정도를 탐지할 수 있게 된다. 다음에서는 본 발명의 텐던 모니터링 장치(100)를 이용한 기술의 구체적인 실시예로서, 상기한 텐던 모니터링 장치(100)를 이용하여 텐던(200)의 손상여부, 손상위치 및 손상정도를 탐지하게 되는 <텐던의 손상탐지 시스템> 및 이를 이용한 <텐던의 손상탐지 방법>에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 "텐던의 손상탐지 시스템"은, 위에서 설명한 텐던 모니터링 장치(100)와, 상기 텐던 모니터링 장치(100)로부터의 측정신호를 이용하여 텐던(200)의 손상 정도 및 손상 위치를 파악하는 일련의 연산과정을 실행하는 연산장치(110)를 포함하여 구성된다. 도 15에는 본 발명에 따른 텐던의 손상탐지 시스템에 구비된 연산장치(110)의 구성을 보여주는 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 본 발명에서 연산장치(110)는 신호 수신유닛(111), 단위 로지스틱 함수 연산유닛(112), 최종 로지스틱 함수 연산유닛(113), 텐던 유도전압 이론값 도출 연산유닛(114), 및 선재 손상계수 산출유닛(115)을 포함하여 구성된다. 본 발명에서 연산장치(110)는 컴퓨터에서 구동되는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 따라서 연산장치(110)를 구성하는 신호 수신유닛(111), 단위 로지스틱 함수 연산유닛(112), 최종 로지스틱 함수 연산유닛(113), 텐던 유도전압 이론값 도출 연산유닛(114), 및 선재 손상계수 산출유닛(115)은 각각 저마다의 기능을 수행하기 위한 소프트웨어의 모듈로 구현될 수 있다.

도 16에는 본 발명에 따른 "텐던의 손상탐지 시스템"을 이용하여 따라 텐던(200)의 손상 위치 및 손상 정도를 탐지하고 파악하는 본 발명에 따른 <텐던의 손상탐지 방법>의 구체적인 과정에 대한 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. 우선 앞서 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼 모니터링하려는 텐던(200)의 외부에 본 발명에 따른 텐던 모니터링 장치(100)를 설치한 후, 솔레노이드 코일(31)에 전압을 인가하여 유도자기장을 발생시킨 상태에서 텐던 모니터링 장치(100)를 종방향으로 이동시키면서 사전에 설정해둔 측정점마다 텐던(200)에 발생하게 되는 유도자기장의 변화에 따른 유도전압을 서치코일(2)에 의해 측정한다(단계 S1/ 텐던에 대한 유도전압 측정 단계). 편의상 본 명세서에서는 이와 같이 "텐던 모니터링 장치(100)를 텐던(200)의 외부에 설치하고 솔레노이드 코일(31)에 전압을 인가한 상태에서 텐던 모니터링 장치(100)를 종방향으로 이동시키면서 텐던(200)에 발생하게 되는 유도자기장의 변화에 따른 유도전압을 서치코일(2)에 의해 측정하는 작업"을 <유도전압 측정작업>이라고 명명한다. 본 발명의 텐던 모니터링 장치(100)에 가이드 휠(5)이 구비되어 있는 경우, 텐던(200)을 따라 텐던 모니터링 장치(100)를 용이하게 이동시키면서 이러한 유도전압 측정작업을 매우 효율적으로 수행할 수 있게 된다.

이러한 단계 S1과 병행하거나 또는 전,후의 별도 작업을 통해서 모니터링하려는 텐던(200)을 이루는 선재와 동일한 제원(동일한 단면 형상, 동일한 단면 크기 및 동일한 재질)을 가지며 사전에 정해 놓은 길이만큼 인위적으로 절단한 형태의 손상을 만들어 놓은 선재의 시편("선재 시편")(201)을 준비하고, 선재 시편(201)에 대해서도 상기한 것과 동일하게 유도전압 측정작업을 수행하여 선재 시편(201)에 대한 유도전압을 측정한다(단계 S2/ 선재 시편에 대한 유도전압 측정 단계). 즉, 선재 시편(201)의 외부에 본 발명의 텐던 모니터링 장치(100)를 설치하고 솔레노이드 코일에 전압을 인가하여 유도자기장을 형성한 상태에서 텐던 모니터링 장치(100)를 선재 시편(201)에서 종방향으로 이동시키면서 사전에 설정해둔 측정점마다 선재 시편(201)에 발생하게 되는 자기장의 변화에 따른 유도전압을 서치코일(2)에 의해 측정하는 것이다. 비록 본 명세서 및 청구범위에서는 단계 S1과 S2에 대해 각각 "S1"과 "S2"라는 일련번호를 부여하였으나, 일련번호 부여 및 순차적인 서술과 무관하게 앞서 언급한 것처럼 단계 S2는 단계 S1과 병행하여 진행하거나 또는 단계 S1의 수행전이나 수행후에 진행할 수 있는 것이다.

상기한 단계 S1 및 S2에서 측정하여 취득된 유도전압은 각각 연산장치(110)로 취합되고, 연산장치(110)에서는 다음과 같은 과정에 의해 텐던(200)의 손상 발생 여부, 손상 정도 및 손상 발생 위치를 파악하게 된다(단계 S3 / 텐던의 손상 파악 단계).

다음에서는 텐던(200)의 손상 발생 여부, 손상 정도 및 손상 발생 위치를 파악하기 위한 본 발명의 과정을 설명하기 위하여, 우선 이론적인 배경에 대해 설명한다.

도 17의 (a) 및 (b)에는 텐던의 선재에 손상이 발생한 상태의 일예를 보여주는 개략도와 그에 따른 유도전압을 측정한 결과값을 그래프로 표현한 것이 각각 도시되어 있다. 복수개의 선재(201)로 이루어진 텐던(200)에서, 선재(201)에 도 17의 (a)와 같은 부분적으로 절단 형태의 손상이 발생한 경우, 텐던(200)에 솔레노이드 코일과 서치코일을 설치하고 솔레노이드 코일을 이용하여 유도자기장을 발생시킨 상태에서 텐던의 길이방향으로 2개의 코일(솔레노이드 코일/서치코일)을 이동시키면서 유도전압을 측정하여 그 결과값을 그래프로 도시하면 도 17의 (b)와 같은 결과를 얻게 된다. 즉, 선재에서 절단이 발생한 부분에서는 텐던의 유도전압이 급격하게 낮아지게 되는 것이다. 따라서 유도전압의 측정값을 그래프로 도시하였을 때, 그래프가 오목하게 함몰되는 형태로 표현된다는 것은 해당 부분 즉, 그래프에서 함몰이 만들어진 위치에서는 텐던에 손상이 발생하였다는 것을 의미하며, 함몰의 정도에 따라 한 개 또는 복수개의 선재에 절단이 발생하였다는 것을 의미한다. 참고로 도 17의 (a) 및 (b)에 도시된 그래프 및 후술하는 도 18의 (a) 및 (b)에 도시된 그래프는 유도전압을 측정한 결과값에서 사인파 형태로 측정된 것의 극값(상위 포락선)을 도시한 것이다.

도 18의 (a) 및 (b)에는 각각 1개의 선재 또는 복수개의 선재에 대해 절단 형태의 손상이 발생한 경우를 보여주는 개략도와, 이에 대한 유도전압을 측정한 결과값을 보여주는 그래프도가 도시되어 있다. 도 18의 (b)에 도시된 것처럼, 선재에 손상이 발생하였을 때 유도전압 측정작업을 수행하여 얻어진 유도전압의 변화 또는 포락선을 그래프로 도시하게 되면, 선재가 절단된 시작점의 위치에서 유도전류가 급격히 저하되는 단차 형태의 그래프가 그려지게 되는데, 이와 같이 길이 방향으로 이동하면서 각각의 측정점에서 측정한 결과값을 그래프로 도시하였을 때 도 17의 (b)와 같이 단차 형태를 보이게 되는 측정결과는 수학적으로 "로지스틱 함수(Logistic function)"으로 표현할 수 있다. 즉, 절단 형태의 손상이 발생한 선재에 대한 유도전압 측정결과는 로지스틱 함수로 표현할 수 있고, 텐던에 대해서도 이와 마찬가지로 손상에 따른 유도전압 측정결과를 로지스틱 함수로 표현할 수 있는 것이다. 이러한 로지스틱 함수의 예(例)로는 시그모이드 함수(Sigmoid Function)가 있다. 본 발명에서 "측정값을 그래프로 표현한다는 것"은 반드시 그래프로 그려야만 하는 것은 아니고, "측정값의 데이터를 가로축과 세로축을 가지는 기준 축 상에 그래프로 표시한다고 가정하였을 때 이러한 그래프를 수학적인 함수로 표현한다"는 의미이다. 따라서 본 명세서에서 텐던 또는 선재 시편에 대해 측정한 유도전압에 대해 로지스틱 함수를 설명함에 있어서, 측정된 유도전압에 대한 수학적 특징 및 이를 이용하여 유도전압의 물리적인 의미를 파악하기 위하여, 만일 그래프로 도시한다면 해당 그래프를 나타내는 수학적 함수를 도출하는 것으로 이해되어야 하며, 측정값을 반드시 물리적인 형태의 그래프로 도시하는 작업을 수행해야만 하는 것을 의미하지는 않는다.

도 19에는 도 18의 (b)에 도시된 그래프처럼

축을 따라 진행하다가 유도전류가 급격하게 하강하는 형태의 단차 부분만을 별도로 발췌하여 보여주는 그래프도가 도시되어 있다. 도 19에 도시된 단차 형상의 그래프를 그릴 수 있는 측정값을 수학적인 함수로 표현함에 있어서, 시그모이드 함수 등의 로지스틱 함수는 단차 형상의 상,하단 높이차, 단차 형상의 경사도, 및 경사가 시작하는 시점에 의해 결정된다. 따라서 원칙적으로는 로지스틱 함수를 결정하기 위해서는 3개의 변수가 필요한데, 구체적으로 도 18와 같은 단차 형태의 그래프를 로지스틱 함수로 표현하기 위해서는 상,하단의 높이를 나타내는 것과, 단차의 경사 정도를 나타내는 것과, 단차의 경사가 시작하는 위치를 나타내는 3개의 변수가 필요하다. 경사가 시작하는 위치 대신에 경사의 중앙점 위치를 변수로 이용할 수도 있다. 편의상 도 19와 같은 단차 형태의 그래프에서 경사진 부분이 경사진 정도를 "경사도"라고 명명하고, 경사진 부분의 중앙점 위치를 "경사중앙점"이라고 명명한다.

도 19에 도시된 것처럼 가로의

축을 따라 진행하다가 세로의

축 값이 급격하게 하강하는 형태의 단차를 가지는 그래프를 수학적으로 표현한 것을 "제1로지스틱 함수"라고 하고, 세로의

축을 중심으로 제1로지스틱 함수와 거울 대칭 관계를 가지는 것을 "제2로지스틱 함수"라고 명명하면, 도 18의 (b)에 도시된 것처럼 가로의

축에서 소정 폭에 해당하는 부분에서만 유도전압이 저하되는 경우는, 제1로지스틱 함수와 제2로지스틱 함수의 합으로 표현할 수 있다. 즉, 도 18의 (b)와 같이 중간이 오목하게 함몰된 형태의 그래프를 도시하게 되는 유도전압의 측정값은 제1로지스틱 함수와 제2로지스틱 함수의 합(合)으로 표현할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 이론적 배경에 근거하여 다시 본 발명의 텐던 손상탐지 시스템 및 방법에 대해 설명하면, 단계 S1 및 S2을 통해서 손상탐지 대상이 되는 텐던(200)에 대해 유도전압 측정작업을 수행하고 텐던(200)을 이루는 선재와 동일한 선재 시편에 대해서도 유도전압 측정작업을 수행하게 되며, 각각의 측정값은 연산장치(110)의 신호 수신유닛(111)으로 수신되고, 연산장치(110)에서는 다음과 같은 상세 작업을 수행하게 된다. 도 20에는 본 발명에 따른 텐던의 손상탐지 방법에 있어서, 연산장치(110)에서 수행되는 구체적인 과정에 대한 개략적인 흐름도가 도시되어 있다.

우선 연산장치(110)의 단위 로지스틱 함수 연산유닛(112)에서는, 선재 시편에서 측정된 유도전압에 대해, 이를 그래프로 도시하였다고 가정한다면 해당 그래프(선재 시편의 유도전압 그래프)를 수학적으로 표현하게 되는 단위 로지스틱 함수 즉, "선재의 단위 로지스틱 함수

"를 도출하고, 이를 이용하여 각 측정점에 대한 선재의 단위 로지스틱 함수를 도출한다, 즉, 단위 로지스틱 함수 연산유닛(112)에서는, 선재 시편의 유도전압으로부터 "선재의 단위 로지스틱 함수

"를 도출하고, 이를 이용하여

번째 측정점

에 대한 "선재의 단위 로지스틱 함수

"를 도출하는 것이다(단계 S3-1 / 각 측정점에 대한 선재의 단위 로지스틱 함수 도출 단계). 1개의 선재에 대한 로지스틱 함수이므로 이를 "단위"라는 표현을 사용하였다.

선재 시편에 대해 유도전압이 측정되면, 측정된 유도전압을 그래프로 도시하였다고 가정하였을 때 해당 그래프(선재 시편의 유도전압 그래프)를 수학적으로 표현할 수 있는 바, 우선 이러한 수학적 함수 즉, 선재의 단위 로지스틱 함수

를 도출한다. 단차 형태의 그래프를 보이는 경우에 대한 로지스틱 함수와 관련하여 앞서 설명한 것처럼, 로지스틱 함수를 결정하기 위해서는 상,하단의 높이를 나타내는 것과, 단차의 경사 정도를 나타내는 것과, 단차의 경사중앙점 위치를 나타내는 것의 3가지가 필요지만, 1개의 선재에서 "절단(切斷)" 형태의 손상이 발생할 경우에는 로지스틱 함수에 대한 상,하단의 높이는 동일하므로, 로지스틱 함수는 결국 절단된 위치와 절단된 길이(절단된 폭)에 의해 손상의 형태가 결정된다. 따라서 선재의 단위 로지스틱 함수

를 설정함에 있어서 상,하단의 높이차는 단위 값으로 정해지는 것이 되며, 선재의 단위 로지스틱 함수

는 유도전압 그래프의 단차에서 경사도를 나타내는 상수와 경사중앙점 위치를 나타내는 상수를 포함하는 수학식으로 표현될 수 있다. 이러한 선재의 단위 로지스틱 함수

는 예를 들어 시그모이드 함수의 하나인 수학식 1으로 표현될 수 있다.

위 수학식 1에서

는 선재 시편이 연장되는 길이 방향에 존재하는 측정점의 위치를 의미하며,

는 단차 형태의 그래프를 보이는 단위 로지스틱 함수의 경사도를 나타내는 상수 값이고,

는 단차 형태의 그래프를 보이는 단위 로지스틱 함수의 경사중앙점 위치를 나타내는 상수 값이다.

는 선재의 종류에 따라 달라진다. 즉, 선재의 단면 형상, 단면 크기 및 선재의 재질 등에 따라

의 값은 정해진다.

선재 시편을 따라 2개의 코일(솔레노이드 코일/서치코일)을 이동시키면서 유도전압을 측정하는 작업을 수행할 때, 유도전압의 측정위치(측정점)을 각각

,

,

, ,...,

,...

이라고 할 때, 각각의 측정점에서는 소정의 경사도를 가지면서 해당 측정점을 경사중앙점으로 하는 단위 로지스틱 함수가 존재한다고 전제(前提)할 수 있다. 왜냐하면 실제 텐던에서는 각 선재의 어느 위치에 어느 정도의 폭을 가지는 절단이 발생하였는지 알 수 없는 상황인데, 가능성면에서 각 측정점에서 각각의 선재에 절단이 발생할 수 있는 것이며, 따라서 각 측정점에서 절단 형태의 손실이 발생할 수 있는 가능성을 반영하여, 위와 같이 각 측정점에서 각각의 선재에는 단위 로지스틱 함수가 존재한다고 전제하는 것이다. 이와 같이 측정점에 단위 로지스틱 함수가 존재한다고 전제한다는 것은, 수학적으로는 즉,

번째 측정점

에 각각의 선재에 단위 로지스틱 함

가 존재하는 것으로 표현할 수 있다. 따라서 연산장치(110)의 단위 로지스틱 함수 연산유닛(112)에서는, 도출된 함수

를 이용하여 각 측정점에 대한 "선재의 단위 로지스틱 함수

"를 도출한다. 만일 단위 로지스틱 함수로서 수학식 1로 정의된 것을 이용한다면,

번째 측정점

에서의 단위 로지스틱 함수

는 아래의 수학식 2와 같게 된다.

위 수학식 2에서의

와

는 수학식 1의

및

와 동일하다.

앞서 살펴본 것처럼 텐던은 복수개의 선재가 집속된 것이므로, 텐던의 특정 측정점에서의 손상은 결국 해당 측정점에서 각 선재에 발생한 손상의 합이다.

번째 측정점

에서는 1개의 선재에 대해 단위 로지스틱 함수

가 존재하게 되는데, 텐던의

번째 측정점

에서는 1개 또는 복수개의 선재에 손상이 발생할 수 있으므로, 본 발명에서는 "텐던의

번째 측정점

에서 손상이 발생한 선재의 개수를 나타내는 미지(未知)의 계수에 해당하는 선재 손상계수

"를 도입한다. 따라서 각 측정점에 대한 선재의 단위 로지스틱 함수

를 도출하는 단계 S3-1에 후속하여, 연산장치(110)의 최종 로지스틱 함수 연산유닛(113)에서는, 텐던의

번째 측정점

에서 1개 또는 복수개의 선재에 손상이 발생한 것을 반영하여,

번째 측정점

에서 발생하게 되는 이론적인 텐던의 유도전압을 그래프로 표현하였을 때 해당 그래프 형상을 수학적인 표현하는 "텐던의 최종 로지스틱 함수

"를 도출한다(단계 S3-2 / 텐던의 최종 로지스틱 함수 도출 단계).

선재의 단위 로지스틱 함수

가 위에서 예시한 수학식 1과 같다면,

번째 측정점

에서의 단위 로지스틱 함수

는 수학식 2와 같게 되고, 그에 따라

번째 측정점

에서의 "텐던의 최종 로지스틱 함수

"는 아래의 수학식 3의 형태로 도출된다.

위 수학식 3에서의

와

는 수학식 1, 2의

및

와 동일하다.

후속하여 연산장치(110)의 최종 로지스틱 함수 연산유닛(113)에서는 "텐던의 유도전압 이론값

"을 도출하는 작업을 수행한다. 로지스틱 함수는 서로 간에 독립성을 가지고 있으므로, 텐던의 최종 로지스틱 함수를 전체 측정점 위치의 수학적 함수로 표현한 "텐던의 전체 측정점

에 대한 이론적인 유도전압 값" 즉, "텐던의 유도전압 이론값

"을 도출하는 것이다(단계 S3-3 / 텐던의 유도전압 이론값에 대한 함수 도출 단계). 텐던 유도전압 이론값

는 수학식 4의 함수식으로 표현할 수 있다.

수학식 4에서

는 측정점

에 대한 이론적으로 도출한 텐던의 유도전압 값("유도전압 이론값")으로서, 이는 텐던(200)에서 발생할 것으로 예상되는 유도전압의 예상치에 해당하는 것으로서 측정점

의 함수로 표현되는 것이다. 수학식 4에서

는

번째 측정점

에서의 최종 로지스틱 함수로서, 앞서 예시한 것처럼

는 수학식 3의 형태로 표현될 수 있다. 수학식 4에서

은 측정점의 갯수이다.

수학식 4에서 계수

는 앞서 설명하였듯이 텐던의

번째 측정점

에서 손상이 발생한 선재의 개수 즉, 텐던의 각 측정점에 존재하는 손상된 선재의 개수를 나타내는 것이다. 따라서 텐던의 유도전압 이론값

이, 모니터링하려는 텐던에 대해 실제로 측정한 유도전압 값 즉, "텐던의 유도전압 실제 측정값

"과 동일하게 되도록 만드는 선재 손상계수

를 찾아내면, 모니터링 대상이 되는 텐던의 손상 위치와 손상 정도 즉, 어느 위치에서 몇개의 선재가 절단되어 손상이 발생하였는지를 정량적으로 파악할 수 있게 된다. 따라서 단계 S3-3을 통해서 도출된 텐던의 유도전압 이론값

가 도출되면, 연산장치(110)의 선재 손상계수 산출유닛(115)에서는 모니터링하려는 텐던(200)에 대하여 취득한 "텐던의 유도전압 실제 측정값

"과, 미리 도출해놓은 "텐던의 유도전압 이론값

"을 대비하여, 텐던의 유도전압 실제 측정값

과 텐던의 유도전압 이론값

간의 오차를 최소화시킬 수 있는 선재 손상계수

를 산출하는 작업을 수행한다(단계 S3-4 / 선재 손상계수의 산출 단계).

앞서 설명하였듯이, 선재 손상계수

는 "텐던의

번째 측정점

에서 손상이 발생한 선재의 개수를 나타내는 값"이므로, 선재 손상계수

를 산출하게 되면, 모니터링 대상이 되는 텐던(200)의

번째 측정점

에서 선재가 손상이 발생하였는지, 그리고 어느 정도의 손상이 발생하였는지(몇 개의 선재가 절단 손상되었는지)를 알 수 있게 되며, 그에 따라 텐던(200)의 손실 정도와 손상 위치를 정량적으로 정확하게 계량하여 파악할 수 있게 된다.

단계 S1을 통해서 모니터링하려는 텐던(200)에 대하여 유도전압 측정작업을 수행하여 텐던의 유도전압 실제 측정값

을 취득함에 있어서, 측정점은 이산화된 값이므로 텐던의 유도전압 실제 측정값

역시 연속된 값이 아니라 이산화된 값으로 취득되고 표현된다. 즉, 가로축을 측정점

로 하고, 세로축을 유도전압 실제 측정값으로 하는 그래프를 도시한다고 가정할 경우, 텐던의 유도전압 실제 측정값

은 연속된 선형의 그래프가 아니라 복수개의 점으로 도시되는 것이다. 반면에 단계 S3-4를 통해서 도출된 텐던의 유도전압 이론값

는 선형적인 함수로 표현된다. 따라서 단계 S3-4의 선재 손상계수 산출 단계를 수행함에 있어서는, 선형적인 함수로 표현된 텐던의 유도전압 이론값

을 이산화시켜서, 텐던의 유도전압 실제 측정값

과 텐던의 유도전압 이론값

을 대비할 수도 있지만, 필요한 경우에는 이와 달리 텐던의 유도전압 실제 측정값

의 연속함수를 도출하여, 이를 텐던의 유도전압 이론값

과 대비할 수도 있다.

아래에서는 텐던의 유도전압 실제 측정값

의 연속함수를 도출하여, 이를 텐던의 유도전압 이론값

과 대비하는 과정에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

우선 텐던의 유도전압 실제 측정값

을 수학적으로 연속된 그래프로 표현할 수 있는 함수 즉, 가로축을 측정점

로 하고, 세로축을 텐던의 유도전압 실제 측정값으로 하는 그래프를 도시한다고 가정하였을 때 유도전압 실제 측정값에 해당하는 복수개의 점을 이은 선으로 이루어진 그래프가 도시되도록 하는 "텐던의 유도전압 실제 측정값

의 연속함수"를 도출한다. 이때 공지의 "선형보간" 방법을 이용할 수 있다. 이러한 "텐던의 유도전압 실제 측정값

의 연속함수" 도출작업은 연산장치(110)에 구비된 단위 로지스틱 함수 연산유닛(112), 최종 로지스틱 함수 연산유닛(113), 텐던 유도전압 이론값 도출 연산유닛(114), 및 선재 손상계수 산출유닛(115) 중 어느 하나에서 수행될 수도 있고, 이들과 별도로 "연속함수 도출유닛"이 추가적으로 연산장치(110)에 더 구비될 수도 있다.

텐던의 유도전압 실제 측정값

의 연속함수가 도출되면, 함수로 표현되어 있는 텐던의 유도전압 이론값

과 도출된 텐던의 유도전압 실제 측정값

의 연속함수 간의 오차를 최소화시키는 수학적 연산을 수행하여 선재 손상계수

를 산출하게 된다. 이 때, 공지의 최소자승법 등을 이용할 수 있는데, 도 21에는 선재 손상계수

의 산출을 위한 방법의 일예에 대한 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. 구체적으로는 선재 손상계수

를 "가정"하여(단계 S4-1), 텐던의 유도전압 이론값

의 수학적 함수를 결정하고(단계 S4-2), 각각 수학적 함수로 표현되어 있는 텐던의 유도전압 실제 측정값

과 텐던의 유도전압 이론값

간의 오차를 산출하고(단계 S4-3), 산출된 오차가 최소값인지의 여부를 판단(단계 S4-4)하여, 산출된 오차가 최소화될 때까지 새로운 선재 손상계수

를 가정하는 작업과, 텐던의 유도전압 이론값

의 수학적 함수를 결정하는 작업과, 수학적 함수로 표현된 텐던의 유도전압 실제 측정값

과 텐던의 유도전압 이론값

간의 오차를 산출하는 작업과, 산출된 오차가 최소값인지의 여부를 판단하는 작업을 반복 수행하여, 오차가 최소화되게 하는 최종적인 선재 손상계수

를 찾아낼 수 있는 것이다. 그러나 최소자승법에 의한 연산 및 상기한 방법은 예시이며 기타 다른 방법에 의한 연산도 가능하다.

위에서는 단계 S3-4의 선재 손상계수 산출 단계를 수행하는 방법으로서, 텐던의 유도전압 실제 측정값

의 연속함수를 도출하는 경우에 대해 설명하였으나, 앞서 언급한 것처럼 필요한 경우에는 텐던의 유도전압 실제 측정값

의 연속함수를 도출하는 것이 아니라, 오히려 선형적인 함수로 표현된 텐던의 유도전압 이론값

을 이산화시켜서, 텐던의 유도전압 이론값

을 이산화된 형태로 취득된 텐던의 유도전압 실제 측정값

과 대비함으로써 단계 S3-4의 선재 손상계수 산출 단계를 수행할 수도 있다.

이상에서 설명한 것처럼 본 발명에서는 모니터링 대상이 되는 텐던(200)을 이루는 선재의 시편에 대해 손상 발생 형태에 따른 유도전압 측정값을 이용한 텐던의 유도전압 이론값을 미리 파악해두고, 현장에서는 실제 텐던(200)에 대해 유도전압을 측정한 후, 텐던의 유도전압 측정값과 유도전압 이론값과 대비함으로써 텐던(200)의 어느 위치에서 몇 개의 선재가 손상되었는지를 정량적으로 파악할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의하면, 텐던의 손상 여부 및 그 위치를 정확히 탐지하고 그 손상 정도를 정량적으로 파악할 수 있게 되고, 그에 따라 텐던의 손상 및 그로 인한 구조물의 손상에 대응할 수 있는 적절한 방안을 선제적으로 준비하고 대비할 수 있게 되며, 텐던을 이용한 구조물을 더욱 안전하게 유지관리할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

1: 본체
2: 서치코일
3: 자기장 형성체
4: 단부연결링
5: 가이드 휠
30: 코어부재
31: 솔레노이드 코일
110: 연산장치
111: 신호 수신유닛
112: 단위 로지스틱 함수 연산유닛
113: 최종 로지스틱 함수 연산유닛
114: 텐던 유도전압 이론값 도출 연산유닛
115: 선재 손상계수 산출유닛
200: 텐던
201: 선재

Claims (16)

1. 중공을 가지며 종방향으로 연장되어 있는 원통부재로 이루어진 본체;
   상기 본체에 감겨져 있으며 유도자기장의 변화로 인한 유도전압을 측정하기 위한 서치코일;
   종방향으로 연장된 코어부재와 그 외면에 감겨진 솔레노이드 코일로 이루어져서 유도자기장을 형성하는 복수개의 자기장 형성체; 및
   자성을 띌 수 있는 금속재로 이루어져서 상기 본체의 종방향 양단면에 각각 결합되는 단부연결링을 포함하는데;
   본체는 횡방향으로 분할된 제1하프 본체와 제2하프 본체로 이루어지고;
   서치코일은, 제1하프본체 및 제2하프본체 각각의 외면에서 원주를 따라 감겨져 밀착 설치되어 있는 제1하프 서치코일과 제2하프 서치코일로 이루어지며;
   단부연결링은 횡방향으로 분할된 제1하프 단부연결링과 제2하프 단부연결링으로 이루어져서;
   텐던이 본체의 중공에 위치하도록 텐던의 외부를 감싸서 설치되는데, 제1하프 본체와 제2하프 본체가 텐던을 횡방향으로 감싸면서 결합되어 원통형상을 이루고, 제1하프 서치코일과 제2하프 서치코일이 전기적으로 연결되고, 제1하프 단부연결링과 제2하프 단부연결링이 텐던을 횡방향으로 감싸면서 결합되어 원형 링을 이루는 형태로 텐던의 외부에 설치되며;
   텐던의 상태를 모니터링할 수 있도록, 솔레노이드 코일에 전압을 인가하여 유도자기장을 형성한 상태에서 텐던을 따라 이동하면서 텐던의 단면력 변화 또는 텐던의 손상으로 인한 유도자기장의 변화에 따른 유도전압을 서치코일에 의해 측정하는 구성을 가지고 있는데;
   자기장 형성체의 코어부재의 양 단부는 단부연결링에 전자기적으로 연속되도록 결합됨으로써, 자기력선이 일측 단부연결링의 원주 내면을 따라 출발하여 종방향 반대쪽에 위치하는 타측 단부연결링의 원주 내면으로 들어가는 형태로 유도자기장이 형성되어 자기력선이 본체의 중공 내부에 집중된 형태로 텐던을 따라 종방향으로 흐르도록 유도되고;
   제1,2하프 본체에서 연직방향 위쪽과 아래쪽의 원주방향 가장자리에서 제1,2하프 서치코일이 설치되는 위치에는 각각 연직돌출부가 연직방향으로 돌출된 형태로 구비되어 있고;
   연직돌출부의 하단에서 제1,2하프 본체의 원주방향 가장자리와 연결되는 부분에는 연직돌출부를 원주방향으로 관통하는 전선통과공이 형성되어 있어서;
   제1,2하프 본체의 원주를 따라 각각 감겨지는 제1,2하프 서치코일의 각 단부는 전선통과공을 통과하여 연직돌출부의 내면에 밀착한 상태로 연직방향으로 연장되어 연직돌출부의 내면을 따라 연직방향으로 세워진 채 위치하며;
   제1,2하프 본체가 결합될 때 제1,2하프 본체의 연직돌출부는 서로 마주하여 접하게 되고, 연직돌출부의 내면에 직립 밀착되어 있던 제1,2하프 서치코일의 단부도 연직상태를 유지하면서 서로 마주하게 되어 제1,2하프 서치코일의 복수개 전선에 의해 만들어진 평면부재 형상이 본체의 외부에서 종방향으로 자기력선이 흐르는 것을 방해하지 않도록 종방향으로 연장되는 위치에 있는 상태에서, 제1,2하프 서치코일이 연직돌출부 외측에서 전기적으로 서로 연결됨으로써, 제1,2하프 서치코일에 의해 전선이 연속적으로 원통부재로 이루어진 본체를 원주방향으로 나선형태로 감고 있는 형태의 서치코일이 형성되는 것을 특징으로 하는 텐던 모니터링 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   본체의 종방향 양단부에는 가이드 휠이 구비되어 있어서,
   텐던에 설치되었을 때, 가이드 휠이 텐던의 외면에 닿으면서 본체의 중공 내면과 텐던의 외면 사이에 간격이 자동적으로 만들어진 상태로 모니터링 장치가 텐던에 매달려서 설치되고, 텐던을 따라 이동할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 텐던 모니터링 장치.
5. 텐던의 손상 발생 여부, 손상 정도 및 손상 발생 위치를 파악하기 위한 텐던의 손상탐지 시스템으로서,
   청구항 제1항 또는 제4항에 따른 텐던 모니터링 장치와, 상기 텐던 모니터링 장치(100)로부터의 측정신호를 이용하여 텐던(200)의 손상 정도 및 손상 위치를 파악하는 일련의 연산과정을 실행하는 연산장치(110)를 포함하여 구성되는데;
   상기 연산장치는, 신호 수신유닛, 단위 로지스틱 함수 연산유닛, 최종 로지스틱 함수 연산유닛, 텐던 유도전압 이론값 도출 연산유닛, 및 선재 손상계수 산출유닛을 포함하여 구성되며;
   손상탐지 대상이 되는 텐던의 외부에 상기 텐던 모니터링 장치가 설치되고, 솔레노이드 코일에 전압이 인가된 상태에서, 상기 텐던 모니터링 장치가 텐던을 따라 이동하면서 측정점마다 자기장의 변화에 따른 유도전압이 측정되어 "텐던의 유도전압 실제 측정값

   

   "이 취득되면 연산장치의 신호 수신유닛은 이를 수신하고;
   손상탐지 대상이 되는 텐던을 이루는 선재와 동일한 제원을 가지며 인위적인 절단 손상을 만들어 놓은 선재 시편의 외부에 상기 텐던 모니터링 장치가 설치되고, 솔레노이드 코일에 전압이 인가된 상태에서, 상기 텐던 모니터링 장치가 선재 시편을 따라 이동하면서 측정점마다 자기장의 변화에 따른 유도전압이 측정되어 "선재 시편의 유도전압 측정값"을 취득되면 연산장치의 신호 수신유닛은 이를 수신하며;
   연산장치의 단위 로지스틱 함수 연산유닛에서는, 선재 시편의 유도전압 측정값을 단차 형태의 그래프로 표현할 수 있도록, 그래프 단차의 경사도를 나타내는 상수와 그래프 단차의 경사중앙점 위치를 나타내는 상수를 포함하는 수학적 함수

   

   를 도출하고, 이를 이용하여 각 측정점에 대한 "선재의 단위 로지스틱 함수

   

   "를 도출하며;
   연산장치의 최종 로지스틱 함수 연산유닛에서는, 텐던의 각 측정점에서 발생하게 되는 이론적인 텐던의 유도전압을 그래프로 표현하는 함수로서, 텐던의 각 측정점에 존재하는 손상된 선재의 개수를 나타내는 선재 손상계수

   

   를 상기 선재의 단위 로지스틱 함수

   

   에 곱한 형식으로 이루어진 "텐던의 최종 로지스틱 함수

   

   "를 도출하고;
   연산장치의 텐던 유도전압 이론값 도출 연산유닛에서는, 텐던의 최종 로지스틱 함수를 전체 측정점 위치의 수학적 함수로 표현한 "텐던의 유도전압 이론값

   

   "을 도출하고;
   연산장치의 선재 손상계수 산출유닛에서는, "텐던의 유도전압 실제 측정값

   

   "과, 미리 도출해놓은 "텐던의 유도전압 이론값

   

   "을 대비하여, 텐던의 유도전압 실제 측정값

   

   과 텐던의 유도전압 이론값

   

   간의 오차를 최소화시킬 수 있는 선재 손상계수

   

   를 산출함으로써,
   산출된 선재 손상계수

   

   를 통해서 텐던의 손상 발생 여부, 손상 정도 및 손상 발생 위치를 파악하게 되는 것을 특징으로 하는 텐던의 손상탐지 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   선재 손상계수 산출유닛에서 선재 손상계수

   

   를 산출함에 있어서,
   유도전압 실제 측정값을 가로축을 측정점

   

   로 하고, 세로축을 유도전압 실제 측정값으로 하는 그래프를 도시한다고 가정하였을 때 유도전압 실제 측정값에 해당하는 복수개의 점을 이은 선으로 이루어진 그래프가 도시되도록 하는 "텐던의 유도전압 실제 측정값

   

   "의 연속함수를 도출하고;
   선재 손상계수

   

   를 가정하여, 유도전압 이론값

   

   의 수학적 함수를 결정하며;
   각각 함수로 표현되어 있는 텐던의 유도전압 실제 측정값

   

   과 텐던의 유도전압 이론값

   

   간의 오차를 구하고;
   산출된 오차가 최소값인지의 여부를 판단하여;
   산출된 오차가 최소값이 될 때까지, 새로운 선재 손상계수

   

   를 가정하는 작업과, 텐던의 유도전압 이론값

   

   의 수학적 함수를 결정하는 작업과, 수학적 함수로 표현된 텐던의 유도전압 실제 측정값

   

   과 텐던의 유도전압 이론값

   

   간의 오차를 산출하는 작업과, 산출된 오차가 최소값인지의 여부를 판단하는 작업을 반복 수행하여, 오차가 최소화되게 하는 최종적인 선재 손상계수

   

   를 산출하는 것을 특징으로 하는 텐던의 손상탐지 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   선재 시편의 유도전압 측정값을 단차 형태의 그래프로 표현하는 수학적 함수

   

   는 수학식 1로 표현되는 것임을 특징으로 하는 텐던의 손상탐지 시스템.
   (수학식 1)
   

   

   
   (수학식 1에서

   

   는 선재 시편이 연장되는 길이 방향으로 사전 설정된 측정점의 위치를 의미하며,

   

   는 단차 형태의 그래프를 보이는 단위 로지스틱 함수의 경사도를 나타내는 상수 값이고

   

   는 단차 형태의 그래프를 보이는 단위 로지스틱 함수의 경사중앙점 위치를 나타내는 상수 값이다.)
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 텐던의 손상 발생 여부, 손상 정도 및 손상 발생 위치를 파악하기 위한 텐던의 손상탐지 방법으로서,
    손상탐지 대상이 되는 텐던의 외부에 청구항 제1항 또는 제4항에 따른 텐던 모니터링 장치를 설치하고, 솔레노이드 코일에 전압을 인가한 상태에서 상기 텐던 모니터링 장치를 텐던의 길이 방향으로 이동시키면서 측정점마다 자기장의 변화에 따른 유도전압을 측정함으로써 "텐던의 유도전압 실제 측정값

    

    "을 취득하는 단계;
    손상탐지 대상이 되는 텐던을 이루는 선재와 동일한 제원을 가지며 인위적인 절단 손상을 만들어 놓은 선재 시편의 외부에, 청구항 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 따른 텐던 모니터링 장치를 설치하고, 솔레노이드 코일에 전압을 인가한 상태에서 상기 텐던 모니터링 장치를 선재 시편을 따라 이동시키면서 측정점마다 자기장의 변화에 따른 유도전압을 측정함으로써 "선재 시편의 유도전압 측정값"을 취득하는 단계; 및
    텐던의 유도전압 실제 측정값

    

    및 선재 시편의 유도전압 측정값을 연산장치에서 취합하여, 연산에 의해 텐던의 손상 발생 여부, 손상 정도, 및 손상 발생 위치를 파악하는 단계를 포함하며;
    연산장치에서는,
    선재 시편의 유도전압 측정값을 단차 형태의 그래프로 표현할 수 있도록, 그래프 단차의 경사도를 나타내는 상수와 그래프 단차의 경사중앙점 위치를 나타내는 상수를 포함하는 수학적 함수

    

    를 도출하고, 이를 이용하여 각 측정점에 대한 "선재의 단위 로지스틱 함수

    

    "를 도출하는 단계;
    텐던의 각 측정점에서 발생하게 되는 이론적인 텐던의 유도전압을 그래프로 표현하는 함수로서, 텐던의 각 측정점에 존재하는 손상된 선재의 개수를 나타내는 선재 손상계수

    

    를 상기 선재의 단위 로지스틱 함수

    

    에 곱한 형식으로 이루어진 "텐던의 최종 로지스틱 함수

    

    "를 도출하는 단계;
    텐던의 최종 로지스틱 함수를 전체 측정점 위치의 수학적 함수로 표현한 "텐던의 유도전압 이론값

    

    "을 도출하는 단계; 및
    "텐던의 유도전압 실제 측정값

    

    "과, 미리 도출해놓은 "텐던의 유도전압 이론값

    

    "을 대비하여, 텐던의 유도전압 실제 측정값

    

    과 텐던의 유도전압 이론값

    

    간의 오차를 최소화시킬 수 있는 선재 손상계수

    

    를 산출하는 단계를 포함하는 연산과정을 수행함으로써,
    산출된 선재 손상계수

    

    를 통해서 텐던의 손상 발생 여부, 손상 정도 및 손상 발생 위치를 파악하게 되는 것을 특징으로 하는 텐던의 손상탐지 방법.
12. 제11항에 있어서,
    선재 손상계수

    

    를 산출하는 단계는,
    유도전압 실제 측정값을 가로축을 측정점

    

    로 하고, 세로축을 유도전압 실제 측정값으로 하는 그래프를 도시한다고 가정하였을 때 유도전압 실제 측정값에 해당하는 복수개의 점을 이은 선으로 이루어진 그래프가 도시되도록 하는 "텐던의 유도전압 실제 측정값

    

    "의 연속함수를 도출하는 단계;
    선재 손상계수

    

    를 가정하여, 텐던의 유도전압 이론값

    

    의 수학적 함수를 결정하는 단계;
    각각 함수로 표현되어 있는 텐던의 유도전압 실제 측정값

    

    과 텐던의 유도전압 이론값

    

    간의 오차를 구하는 단계; 및
    산출된 오차가 최소값인지의 여부를 판단하는 단계를 포함하며;
    산출된 오차가 최소값이 될 때까지, 새로운 선재 손상계수

    

    를 가정하는 작업과, 텐던의 유도전압 이론값

    

    의 수학적 함수를 결정하는 작업과, 수학적 함수로 표현된 텐던의 유도전압 실제 측정값

    

    과 텐던의 유도전압 이론값

    

    간의 오차를 산출하는 작업과, 산출된 오차가 최소값인지의 여부를 판단하는 작업을 반복 수행하여, 오차가 최소화되게 하는 최종적인 선재 손상계수

    

    를 산출하는 것을 특징으로 하는 텐던의 손상탐지 방법.
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