KR20130109362A - Apparatus and method for detecting position - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위치 판단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 피검사체를 따라 전파되는 미지 신호의 생성 위치를 판단하는 위치 판단 장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
구조물이 하중을 받을 때 결함 또는 손상 부위의 파손(파괴, 파열)으로 인하여 음향이 발생한다. 또한, 구조물에 외부 충격이 가해지면 파동이 발생한다. 이와 같이 발생되는 음향 또는 파동의 소스의 위치를 추정하는 기술은 구조 건전성 측면에서 매우 중요하다.When the structure is under load, sound is generated due to breaks (breaks, ruptures) of defects or damage. In addition, a wave is generated when an external impact is applied to the structure. The technique of estimating the position of a source of acoustic or wave generated in this way is very important in terms of structural health.
소스의 위치 추정을 위해 구조물 표면에 다수의 센서를 부착하여 각 센서에 도달하는 신호의 시간차를 이용하여 소스의 위치를 결정하는 기술이 사용되고 있다.In order to estimate the position of a source, a technique of attaching a plurality of sensors to a surface of a structure and determining a position of a source using a time difference between signals reaching each sensor is used.
그러나, 신호의 도달 시간을 계산하기 위해서는 구조체의 기하학적 형상과 물성에 대한 정보가 필요하다. 또한, 구조물이 판 형상인 경우 다양한 모드의 분산성 램(Lamb)파의 발생, 경계면에서의 반사, 모드 변환 등으로 인하여 신호 해석이 매우 복잡해지므로 정확한 소스의 위치 판단이 어렵다.However, in order to calculate the arrival time of the signal, information about the geometry and physical properties of the structure is required. In addition, when the structure has a plate shape, signal analysis becomes very complicated due to generation of dispersible ram waves in various modes, reflection at the interface, mode conversion, etc., and thus, it is difficult to accurately determine the position of the source.
한국등록특허공보 제0589748호에는 비파괴검사장치의 송신파형에 따라 피검사체 내에 가이드파를 여기하는 송신소자와, 피검사체의 검사영역으로부터 가이드파의 반사파형을 수신하는 수신소자와, 수신하고 싶은 기준파형에 대해, 송신소자와 검사영역의 사이 및 수신소자와 상기 검사영역 사이의 거리의 합계를 가이드파로서 전파하였을 때의 계산파형을 산출하고, 계산파형에 시간반전을 적용하여 송신파형을 작성하는 파형 작성수단과, 수신소자에 의하여 수신된 반사파형에 의거하여 얻은 검사결과정보를 출력하는 해석수단과, 검사결과정보를 표시하는 표시수단을 구비하는 비파괴검사장치가 개시되고 있다. 이에 의하면 가이드파의 군속도가 일정하게 되지 않는 높은 주파수대역을 이용하는 경우에 있어서도, 장거리 구간을 일괄하여 감도 좋게 검사할 수 있다.Korean Patent Publication No. 0589748 discloses a transmitting element that excites a guide wave in an inspected object according to a transmission waveform of a non-destructive inspection device, a receiving element that receives a reflected waveform of the guide wave from an inspection region of the inspected object, and a reference to be received. For the waveform, a calculation waveform is generated when the sum of the distances between the transmitting element and the inspection region and between the receiving element and the inspection region is propagated as a guide wave, and a transmission waveform is created by applying time inversion to the calculation waveform. A non-destructive inspection apparatus is disclosed which includes waveform generation means, analysis means for outputting inspection result information obtained on the basis of a reflection waveform received by a receiving element, and display means for displaying the inspection result information. According to this, even in the case of using a high frequency band in which the group speed of the guide waves is not constant, the long distance section can be collectively inspected with good sensitivity.
그러나, 피검사체의 기하학적 형상과 물성에 의한 오차를 고려하지 않고 있으며, 복수개의 수신소자가 이용되는 문제가 있다. 또한, 피검사체가 판 형상일 때에 예상되는 문제에 대한 대책이 미흡하다.
However, there is a problem that a plurality of receiving elements are used without considering the error due to the geometric shape and the physical properties of the object under test. Moreover, the countermeasure against the problem anticipated when a test subject is plate-shaped is insufficient.
본 발명은 피검사체를 따라 전파되는 미지 신호의 생성 위치를 간소한 구성으로 신뢰성 있게 판단하는 위치 판단 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a position determining apparatus and method for reliably determining a generating position of an unknown signal propagated along an inspected object with a simple configuration.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위치 판단 장치는 피검사체를 경유하여 전파되는 미지 신호 및 실험 신호를 검출하는 검출부 및 시간 영역에서 상기 미지 신호의 시간 역전 신호와 상기 실험 신호를 컨벌루션시킨 결과 신호와, 상기 실험 신호의 생성 위치로부터 상기 미지 신호의 생성 위치를 판단하는 판단부를 포함할 수 있다.The position determination device of the present invention for achieving the above object is a detection unit for detecting an unknown signal and an experimental signal propagating through the test object and a result signal obtained by convolving the time reversal signal and the experimental signal of the unknown signal in a time domain. And a determination unit determining the generation position of the unknown signal from the generation position of the experiment signal.
본 발명의 위치 판단 방법은 피검사체를 경유하여 전파되는 미지 신호와 실험 신호를 검출하는 단계, 상기 미지 신호를 시간 역전 신호로 변환시키는 단계, 시간 영역에서 상기 시간 역전 신호와 상기 실험 신호를 컨벌루션시킨 결과 신호를 생성하는 단계 및 상기 결과 신호 중 시간 영역에서 최대 진폭을 갖는 최대 결과 신호를 생성한 상기 실험 신호의 생성 위치를 상기 미지 신호의 생성 위치로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
The position determination method of the present invention comprises the steps of: detecting an unknown signal and an experimental signal propagated through an object, converting the unknown signal into a time reversal signal, and convolving the time reversal signal and the experimental signal in a time domain. The method may include generating a result signal and determining a generation position of the experimental signal that generated the maximum result signal having the maximum amplitude in the time domain among the result signals as the generation position of the unknown signal.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명의 위치 판단 장치 및 방법은 생성 위치를 알고 있는 실험 신호를 이용하여 미지 신호의 생성 위치를 신뢰성 있게 판단할 수 있다.As described above, the apparatus and method for determining a position of the present invention can reliably determine the generation position of an unknown signal using an experimental signal that knows the generation position.
또한, 미지 신호의 시간 역전 신호와 실험 신호를 시간 영역에서 컨벌루션시킴으로써, 피검사체의 기하학적 형상과 물성을 고려하지 않고 미지 신호의 생성 위치를 판단할 수 있다. 이에 따라 위치 판단 과정을 간소화시킬 수 있으며, 판 형상 등과 같이 미지 신호의 위치 판단이 어려운 피검사체에 대해서도 미지 신호의 생성 위치를 신뢰성 있게 판단할 수 있다.In addition, by convolving the time reversal signal and the experimental signal of the unknown signal in the time domain, the generation position of the unknown signal can be determined without considering the geometric shape and the physical properties of the object under test. As a result, the position determination process can be simplified, and the generation position of the unknown signal can be reliably determined even for a subject under test, such as a plate shape, in which the position determination of the unknown signal is difficult.
또한, 실험 신호와 미지 신호를 동일한 하나의 검출부를 통해 획득할 수 있으므로 미지 신호의 생성 위치 판단에 요구되는 검출부의 수를 줄일 수 있다.
In addition, since the experimental signal and the unknown signal can be obtained through the same single detection unit, the number of detection units required to determine the generation position of the unknown signal can be reduced.
도 1은 본 발명의 위치 판단 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 시간 역전 집속 효과를 파악하는 시뮬레이션을 위한 개략도.
도 3은 시간 역전 집속 효과를 파악하는 시뮬레이션의 결과를 나타낸 그래프.
도 4는 충격 위치와 그 주변에서 시간 역전에 의한 집속 효과를 나타내는 그래프.
도 5는 충격 위치 주변에서 수신된 시간 역전 신호를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 위치 판단 장치를 적용한 일예를 나타낸 개략도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 판단 장치의 동작 결과를 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명의 위치 판단 방법을 나타낸 흐름도.1 is a schematic view showing a position determining apparatus of the present invention.
2 is a schematic diagram for simulation of grasping the time reversal focusing effect.
3 is a graph showing the results of a simulation for grasping the time reversal focusing effect.
4 is a graph showing the focusing effect due to time reversal at the impact position and its vicinity;
5 is a graph showing a time reversal signal received around an impact location.
6 is a schematic view showing an example in which the position determining device of the present invention is applied.
7 is a graph showing the operation results of the position determining apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a position determining method of the present invention.
이하, 본 발명의 위치 판단 장치 및 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the position determination apparatus and method of this invention are demonstrated in detail with reference to drawings.
도 1은 본 발명의 위치 판단 장치를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a position determining apparatus of the present invention.
도 1에 도시된 위치 판단 장치는 미지 신호와 실험 신호를 검출하는 검출부(110) 및 미지 신호의 생성 위치를 판단하는 판단부(130)를 포함하고 있다.The apparatus for determining a position shown in FIG. 1 includes a
미지 신호 ST는 피검사체의 결함 부위에서 생성된 음향 신호 또는 피검사체에 가해진 외부 충격에 의해 생성된 파동 신호를 포함하고, 검출부에 수신된 신호이다. 따라서, 미지 신호 ST는 미지 신호의 소스 신호가 피검사체를 경유하면서 변형된 신호일 수 있다. 미지 신호를 생성시킨 소스의 위치는 피검사체의 결함 부위 또는 외부 충격이 가해진 부위이다. 미지 신호 ST의 생성 위치 T는 위치 판단 장치에서 획득하고자 하는 최종 결과값이다. 도 1에서 생성 위치 T는 o로 나타내었다. 이하에서는 미지 신호 ST의 생성 위치를 충격 위치로 표현할 수 있다.The unknown signal S T includes a sound signal generated at a defective part of the object under test or a wave signal generated by an external impact applied to the object under test, and is a signal received by the detection unit. Therefore, the unknown signal S T may be a signal in which the source signal of the unknown signal is modified via the object under test. The location of the source that generated the unknown signal is a defective part of the subject or an external impacted part. The generation position T of the unknown signal S T is a final result value to be acquired by the position determining apparatus. In FIG. 1 the production position T is represented by o. Hereinafter, the generation position of the unknown signal S T may be expressed as the impact position.
실험 신호 Se는 충격 위치 T를 판단하기 위해 도입된 신호로 하나 이상 생성될 수 있으며, 피검사체 상에서의 생성 위치 e(e1, e2, e3, e4,...,en)를 알고 있는 신호이다. 실험 신호 Se의 소스는 각 생성 위치에서 동일한 신호를 생성한다. 이렇게 생성된 신호는 피검사체를 경유하여 검출부에서 검출되고, 피검사체를 경유하는 과정에서 변형되어 각 실험 신호는 Se1, Se2, Se3, Se4와 같이 다른 신호를 나타낸다. 실험 신호의 소스 신호가 임펄스 신호인 경우 검출부에서 검출되는 실험 신호는 임펄스 응답 신호가 된다. 이때의 임펄스 응답 신호는 정규화 처리된 것일 수 있다.The experimental signal S e is a signal introduced to determine the impact position T, and may be generated, and is a signal that knows the generation position e (e1, e2, e3, e4, ..., en) on the subject. . The source of the experimental signal S e produces the same signal at each generation position. The signal generated in this way is detected by the detection unit via the test subject, and is modified in the process of passing through the test subject so that each experimental signal represents a different signal such as S e1 , S e2 , S e3 , and S e4 . When the source signal of the test signal is an impulse signal, the test signal detected by the detector becomes an impulse response signal. At this time, the impulse response signal may be normalized.
도 1에서 생성 위치 e는 x로 나타내었다. In FIG. 1, the generation position e is represented by x.
검출부(110)는 피검사체(190)를 경유하여 전파되는 미지 신호 ST와 실험 신호 Se를 검출한다. 검출부는 가속도계, 피에조(piezo) 등 피검사체를 경유하여 전파되는 파동 신호를 접촉식 또는 비접촉식으로 검출하는 다양한 센서를 포함할 수 있다. 도 1에서 검출부는 피검사체에 접촉하여 파동 신호를 검출하는 가속도계로 나타내었다.The
검출부는 단일 센서에서 미지 신호 ST와 실험 신호 Se를 모두 검출하도록 구성될 수 있다. 또한, 실험 신호 Se가 복수인 경우에도 하나의 센서로 각 실험 신호를 검출할 수 있다. 이에 따르면 검출부의 구성을 간소화시킬 수 있다.The detector may be configured to detect both the unknown signal S T and the experimental signal S e in a single sensor. Further, even when there are a plurality of test signals S e , each test signal can be detected by one sensor. As a result, the configuration of the detection unit can be simplified.
판단부(130)는 실험 신호 Se의 생성 위치와 미지 신호 ST를 이용하여 미지 신호 ST의 생성 위치, 즉 충격 위치 T를 파악한다. 구체적으로 시간 영역에서 미지 신호 ST의 시간 역전 신호와 실험 신호 Se를 컨벌루션 시킨 결과 신호와, 실험 신호 Se의 생성 위치로부터 충격 위치를 판단할 수 있다.The
미지 신호 ST를 그대로 이용하면 피검사체의 기하학적 형상과 물성 차이에 따라 신뢰성 있는 충격 위치 T를 파악할 수 없다. 따라서, 충격 위치 T의 파악에는 미지 신호의 시간 역전 신호가 이용된다. 이에 대한 논리는 다음과 같다.If the unknown signal S T is used as it is, it is impossible to determine a reliable impact position T according to the difference in geometrical shape and physical properties of the object under test. Therefore, the time reversal signal of the unknown signal is used to grasp the impact position T. The logic for this is as follows.
도 2는 시간 역전 집속 효과를 파악하는 시뮬레이션을 위한 개략도이다.2 is a schematic diagram for a simulation of grasping the time reversal focusing effect.
피검사체(190)로 상하, 좌우 길이가 각각 1000mm인 3mm 두께의 알루미늄 평판을 마련한다.An aluminum plate having a thickness of 3 mm having a top and bottom, left and right lengths of 1000 mm is provided as the
도 2는 피검사체를 측면에서 나타낸 것으로 피검사체의 좌로부터 250mm 지점에 검출부(110)를 설치한다. 또한, 검출부 위치 R로부터 우로 300mm 지점을 충격 위치 T로 설정하였다.2 shows the subject under side view, and the
먼저 도 2의 (a)와 같이 T에서 송신하여 R에 도달된 파를 수신하고, 수신된 신호를 시간 역전시킨 후, 도 2의 (b)와 같이 최초 수신 위치(T`=R)에서 재송신하며 최초 송신 위치(R`=T)에서 수신한다. 그리고 시간 역전/재송신시에 R` 위치 주변에 일정한 간격으로 복수의 시뮬레이션용 센서를 설치하여 수신 신호를 관찰함으로써 신호의 집속 효과를 확인하고 이를 기초로 충격 위치 결정에 활용한다.First, as shown in (a) of FIG. 2, a wave transmitted from T to R is received, and the received signal is time-inverted. It is received at the initial transmission position (R` = T). And when time reversal / retransmission, a plurality of simulation sensors are installed at regular intervals around the R` position to observe the received signal to check the focusing effect of the signal and use it for impact location determination.
도 3은 시간 역전 집속 효과를 파악하는 시뮬레이션의 결과를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the results of a simulation for identifying the time reversal focusing effect.
입력 신호는 주파수 500kHz의 반 사이클의 사인파이다. 도 3의 (a)는 검출부에서 800㎲동안 수신한 신호이며, 도 3의 (b)는 검출부에서 검출된 신호를 시간 역전 시킨 후 1600㎲동안 재송신하여 T 위치에 설치된 시뮬레이션용 센서에서 수신한 신호이다.The input signal is a half cycle sine wave with a frequency of 500 kHz. 3 (a) shows a signal received by the detector for 800 ms, and FIG. 3 (b) shows a signal received by the simulation sensor installed at the T position by retransmitting for 1600 ms after reversing the time detected by the detector. to be.
도 3의 (b)를 살펴보면 800㎲에서 시간 역전에 의한 분산성 판파의 집속이 나타나는 것을 알 수 있다.Looking at Figure 3 (b) it can be seen that the convergence of the dispersible wave wave due to time reversal at 800 Hz.
도 3의 (a)를 구성하는 판파 성분은 T에서 R로 직접 전파된 미약한 크기의 s0 파와 이에 비해 상대적으로 아주 큰 진폭의 a0 파, 그리고 판의 좌, 우 경계에서 발생한 이 파들의 반사파 r이다.The plate wave component constituting (a) of FIG. 3 is a weakly sized s 0 wave propagated directly from T to R, and a 0 wave of relatively large amplitude, and these waves generated at the left and right boundaries of the plate. Reflected wave r.
도 3의 (b)에 나타난 집속 현상의 발생 이유와 전체 파형의 구조는 다음과 같이 설명할 수 있다. 도 3의 (a)의 파들이 시간 역전에 의해 재송신될 때 최초의 전파 경로를 따르는 파는 원신호로 복원되고 서로 더해져서 집속되는 주모드(main mode)를 형성한다. 다른 경로를 따라 전파하는 파들은 전파 시간이 다르므로 이 주모드를 중심으로 좌, 우에 측면 밴드(side bands)를 형성하는 대칭 구조를 갖게 된다. 도 3의 (b)는 이상적인 대칭구조는 아니나 다양한 모드의 파를 더 긴 시간동안 수신한 후에 시간 역전하면 이상적인 대칭구조에 가까워진다.The reason for the occurrence of the focusing phenomenon and the structure of the entire waveform shown in FIG. 3B can be described as follows. When the waves of FIG. 3A are retransmitted by time reversal, the waves along the original propagation path are restored to the original signal and added together to form a main mode where they are focused. Waves propagating along different paths have different propagation times and thus have symmetrical structures that form side bands on the left and right sides of the main mode. 3 (b) is not an ideal symmetry structure, but after receiving waves of various modes for longer periods of time, the time inversion is closer to the ideal symmetry structure.
충격 위치와 그 주변에서 시간 역전에 의한 집속 효과를 관찰하기 위하여 원래의 충격 위치 T를 x 좌표의 원점으로 하고 시뮬레이션용 센서를 다음의 세 가지 간격으로 설치하였다,In order to observe the focusing effect due to time reversal at the impact position and its surroundings, the original impact position T was set as the origin of the x coordinate, and the sensor for simulation was installed at the following three intervals.
(a) x=0, ±50, ±100 mm,...(a) x = 0, ± 50, ± 100 mm, ...
(b) x=0, ±25, ±50 mm,...(b) x = 0, ± 25, ± 50 mm, ...
(c) x=0, ±10, ±20 mm,...(c) x = 0, ± 10, ± 20 mm, ...
집속 효과의 비교를 위하여 각 시뮬레이션용 센서에서 수신한 신호의 최대 진폭값을 사용하였다.For the comparison of the focusing effect, the maximum amplitude value of the signal received from each simulation sensor was used.
도 4는 충격 위치와 그 주변에서 시간 역전에 의한 집속 효과를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the focusing effect due to time reversal at the impact position and its vicinity.
도 4는 앞에서 설명한 세 가지 경우에 대하여 집속 효과를 비교한 결과이다. 도 4를 보면 시뮬레이션용 센서 사이의 간격에 관계없이 원래 충격 위치 T(x=0)에서 집속 신호의 최대값이 나타남을 확인할 수 있다.4 is a result of comparing the focusing effect for the three cases described above. 4, it can be seen that the maximum value of the focusing signal appears at the original impact position T (x = 0) regardless of the distance between the simulation sensors.
또한, 시뮬레이션 센서의 배치 간격이 작을수록 시간 역전에 의해 집속된 파동의 초점 크기(spot size)를 더 정확하게 관찰할 수 있는데, 도 4의 (c)를 참고하면 집속 빔의 -3dB 밴드 폭은 약 15mm이다. 이 값은 이론적인 회절 한계인 λ/2 = 2.5mm(f=500kHz에서 A0 모드의 위상 속도= 2517m/s 사용하여 계산)와 차이를 보이나, 실제 판을 사용하여 더 많은 반사파가 포함되도록 긴 시간 동안 수신한 신호를 사용하면 한계값에 근접한다.In addition, the smaller the spacing of the simulation sensors, the more accurately the spot size of the focused wave due to time reversal can be observed. Referring to (c) of FIG. 4, the -3 dB band width of the focused beam is approximately. 15 mm. This value differs from the theoretical diffraction limit, λ / 2 = 2.5mm (calculated using the phase velocity of A 0 mode = 2517m / s at f = 500kHz), but is long enough to contain more reflected waves using a real plate. Using a signal received over time approaches the limit.
시간 역전, 재송신에 의한 파동의 집속 현상을 충격 위치 결정에 활용하기 위하여 이번에는 충격 위치를 제외하고 시뮬레이션용 센서를 다음과 같이 설치하여 수신파의 최대 진폭값을 관찰하였다In order to use the wave focusing phenomenon by time reversal and retransmission to determine the impact position, the maximum amplitude value of the received wave was observed by installing the sensor for simulation except the impact position as follows.
(a) x = ±25, ±50 mm,...(a) x = ± 25, ± 50 mm, ...
(b) x = ±12.5, ±25 mm,...(b) x = ± 12.5, ± 25 mm, ...
(c) x = ±5, ±10 mm,...(c) x = ± 5, ± 10 mm, ...
위 세 가지 경우에 대한 결과를 도 5에 나타내었다.Results of the three cases are shown in FIG. 5.
도 5는 충격 위치 주변에서 수신된 시간 역전 신호를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a time reversal signal received around an impact location.
도 5의 (a), (b)를 보면 x=0가 충격 위치이나 다른 위치에서의 진폭값이 오히려 더 크게 나오고 각 수신 위치에서의 최대 진폭값 차이가 미미하여 충격 위치를 결정할 수 없다.Referring to (a) and (b) of FIG. 5, x = 0 indicates a larger amplitude value at the impact position or other position, and a difference in the maximum amplitude value at each reception position is insignificant, and thus the impact position cannot be determined.
이에 비하여 도 5의 (c)에서는 x=0 근처에서 최대 진폭값이 나타나며, 주변의 다른 위치와 큰 차이를 보이므로 격자 크기 이내의 작은 오차로 충격 위치를 결정할 수 있다.On the contrary, in FIG. 5C, the maximum amplitude value appears near x = 0, and since the maximum amplitude value is largely different from other positions in the vicinity, the impact position can be determined by a small error within the grid size.
이상의 시뮬레이션 결과를 정리하면 다음과 같은 사실을 알 수 있다.Summarizing the simulation results above, the following facts can be seen.
시간 역전 신호를 이용하면 피검사체의 기하학적 형상이나 물성을 고려하지 않아도 된다. 시간 역전 신호를 통해 기하학적 형상이나 물성에 따른 오차가 자연스럽게 상쇄되기 때문이다.By using the time reversal signal, it is not necessary to consider the geometry or physical properties of the object under test. This is because the error due to the geometrical shape or the physical property is naturally canceled through the time reversal signal.
또한, 시간 역전 신호는 시간 역전 신호의 원 신호가 생성된 위치에서 수신되었을 때 최대 진폭을 갖는다. 이를 이용해 수신된 시간 역전 신호가 최대 진폭을 갖는 위치 e를 충격 위치 T로 판단할 수 있다.The time reversal signal also has a maximum amplitude when received at the position where the original signal of the time reversal signal was generated. The position e having the maximum amplitude of the received time reversal signal can be determined as the impact position T using this.
그러나 이에 따르면 시뮬레이션용 센서에 대응하는 검출부가 추가로 필요하다. 실험 신호의 생성 위치 e측에 별도의 검출부를 구성하지 않으면서 위 결과와 동일한 결과를 도출하기 위해 판단부(130)는 컨벌루션 변환을 이용한다.However, according to this, a detection unit corresponding to the sensor for simulation is additionally required. The
판단부(130)는 미지 신호 ST의 시간 역전 신호와 실험 신호 Se를 컨벌루션시킨 결과 신호를 획득한다.The
예를 들어 실험 신호 Se의 소스 신호가 임펄스 신호인 것으로 설정하면 실험 신호 Se는 임펄스 응답 신호가 된다.For example, if the source signal is set to the test signal S e of the impulse signal experimental signal S e is the impulse response signal.
검출부에서 수신된 실험 신호 Se는 피검사체를 경유하여 검출부까지 전파되는 과정에서 피검사체의 기하학적 형상과 물성에 따라 변형된 신호이다. 이때 가해진 변형은 미지 신호에도 동일하게 반영된다.The experimental signal S e received by the detector is a signal that is modified according to the geometry and physical properties of the object in the process of propagating to the detector through the object. In this case, the applied deformation is equally reflected in the unknown signal.
실험 신호 Se가 충격 위치에서 생성되어 전파되었다면 충격 위치에서 생성된 미지 신호 ST와 변형 정도가 동일하다. 따라서, 이때의 실험 신호 Se는 미지 신호 ST에 대해 임펄스 신호의 특성을 갖는다. 따라서, 이때의 실험 신호 Se와 미지 신호 ST와 컨벌루션시킨 결과 신호를 시간 영역으로 변환하면 충격 위치가 아닌 위치에서 생성된 실험 신호 Se의 결과 신호와 비교하여 진폭이 최대가 된다.If the experimental signal S e is generated and propagated at the impact position, the deformation degree is the same as the unknown signal S T generated at the impact position. Therefore, the experimental signal S e at this time has the characteristic of an impulse signal with respect to the unknown signal S T. Therefore, when the resultant signal convoluted with the experimental signal S e and the unknown signal S T at this time is converted into the time domain, the amplitude is maximized compared to the result signal of the experimental signal S e generated at the position other than the impact position.
정리하면, 실험 신호와 결과 신호가 복수로 존재할 때, 판단부(130)는 시간 영역에서 각 결과 신호의 진폭을 획득하는 것으로 미지 신호의 생성 위치, 즉 충격 위치를 판단할 수 있다.In summary, when there are a plurality of experimental signals and result signals, the
구체적으로, 실험 신호가 복수의 설정된 생성 위치에서 각각 생성된 신호일 때, 판단부(130)는 결과 신호 중 최대 진폭을 갖는 최대 결과 신호를 생성한 실험 신호의 생성 위치를 충격 위치로 판단할 수 있다.In detail, when the experiment signal is a signal generated at each of a plurality of set generation positions, the
미지 신호의 시간 역전 신호는 미지 신호를 푸리에 변환 등을 통해 주파수 영역으로 변환한 후 복소공액화시킴으로써 획득될 수 있다. 이러한 동작은 판단부에서 수행될 수 있다.The time reversal signal of the unknown signal may be obtained by converting the unknown signal into the frequency domain through Fourier transform or the like and then complex conjugated. This operation may be performed by the determination unit.
이상의 판단부(13)를 통한 충격 위치의 판단은 다음의 실험을 통해 확증된다.The determination of the impact position through the above determination unit 13 is confirmed through the following experiment.
도 6은 본 발명의 위치 판단 장치를 적용한 일예를 나타낸 개략도이다.6 is a schematic view showing an example in which the position determining device of the present invention is applied.
판의 재질은 알루미늄이고, 크기는 1000mm×1000mm×3mm이다. 실험 신호의 소스 신호를 생성하는 제1 소스부(150)인 임팩트 해머로 판의 윗면에 충격을 가한다. 이후 전파된 실험 신호는 검출부(110)인 가속도계로 수신한다.The plate is made of aluminum and its size is 1000mm × 1000mm × 3mm. An impact hammer is applied to the upper surface of the plate with the impact hammer, which is the
검출부로 수신된 실험 신호는 증폭기(133)로 40dB 증폭시킨 후 컴퓨터 등의 판단부(130)에서 신호 분석을 수행한다. 파동의 집속 효과와 충격 위치 판단을 위한 실험 절차는 아래와 같다.The experimental signal received by the detector is amplified by 40dB by the
알루미늄 판에 충격 위치를 가시화하기 위한 영역을 설정하고 일정한 크기의 격자로 나눈다.Set an area to visualize the impact location on the aluminum plate and divide it into grids of uniform size.
임팩트 햄머를 사용하여 각 격자점에 동일한 크기로 충격을 가하고 고정된 위치의 가속도계에서 신호를 수신, 저장한다. 이는 격자점과 검출부 사이의 임펄스 응답을 구하는 과정이다.Impact hammers are used to strike each grid point equally and receive and store signals from a fixed position accelerometer. This is a process of obtaining an impulse response between the grid point and the detector.
수신된 실험 신호를 퓨리에 변환하여 저장한다.Fourier transform the received experimental signal and store it.
영역 내 임의의 점을 실제 충격 위치로 설정하고, 이 점의 충격에 의해 수신된 미지 신호를 퓨리에 변환하고 복소공액화(complex conjugation)하여 시간 역전 시킨다.Any point in the area is set to the actual impact location, and the Fourier transform, complex conjugation, and time reversal of the unknown signal received by the impact of this point is performed.
퓨리에 변환된 각 실험 신호에 시간 역전 신호를 곱하여 결과 신호를 생성한다.Each of the Fourier transformed experimental signals is multiplied by the time inversion signal to produce the resulting signal.
각 격자점에서의 결과 신호를 퓨리에 역변환하여 시간 영역 신호로 변환한다.The resulting signal at each lattice point is transformed into a time domain signal by Fourier inverse transform.
시간 영역으로 변환된 결과 신호를 서로 비교하여 최대 진폭을 갖는 최대 결과 신호를 검출하고, 최대 결과 신호를 생성한 실험 신호의 생성 위치를 충격 위치로 판단한다.The resultant signal converted into the time domain is compared with each other to detect the maximum resultant signal having the maximum amplitude, and the generation position of the experimental signal that generated the maximum resultant signal is determined as the impact position.
실제 판에서는 면내의 모든 방향으로 신호가 전파될 수 있으므로 위 실험에서는 판의 중앙을 따라 수평 및 수직 방향의 전파를 통한 집속 효과를 관찰한다.In a real plate, the signal can propagate in all directions in the plane, so in the above experiment, observe the focusing effect through the horizontal and vertical propagation along the center of the plate.
도 7의 (a)는 임팩트 해머로 판에 충격을 가하고 수평 방향으로 전파한 파를 가속도계로 수신한 것이며, 수신 시간은 10ms 이다. 도 7의 (b)는 위 실험 절차에 따라 도 7의 (a)를 퓨리에 변환한 신호와 그 역전 신호를 곱한 결과를 다시 역퓨리에 변환하여 구한 시간 영역의 결과 신호이다.FIG. 7A illustrates a wave receiving an impact on the plate with an impact hammer and propagating in a horizontal direction with an accelerometer. The reception time is 10 ms. FIG. 7B is a result signal of the time domain obtained by inverse Fourier transforming a result obtained by multiplying the signal obtained by performing the Fourier transform and the inverted signal of FIG.
실험 결과 가속도계 위치, 즉 검출부 위치에서 수신한 신호를 시간 역전하여 재송신한 후 원래 충격 위치에서 측정한 신호와 동일한 결과를 제공한다. 10ms의 수신 신호를 사용했기 때문에 도 7의 (b)에서 집속은 5ms에서 발생한다.Experimental results: The signal received at the accelerometer position, that is, the position of the detector, is reversed in time and retransmitted to provide the same result as the signal measured at the original impact position. Since the reception signal of 10 ms is used, the focusing occurs in 5 ms in FIG.
충격 위치와 그 주변에서 시간 역전에 의한 집속 효과의 변화를 관찰하기 위하여 먼저 x=0, ±50, ±100mm,...의 수평 방향 격자점에 임팩트 해머로 충격을 가하고 가속도계로 신호를 수신한다. x=0, y=0인 점을 충격 위치로 가정하고 이 점의 가진에 의한 미지 신호의 시간 역전 신호를 실험 신호와 주파수 영역에서 곱하여 각 격자점에서의 진폭을 구한다. 계산은 모두 주파수 영역에서 수행하고 마지막 단계에서 퓨리에 역변환을 이용하여 시간 영역 신호로 바꾼다. y=0, ±50, ±100mm,...의 수직 방향 격자점에 대해서도 같은 내용을 반복한다.To observe the change in the focusing effect due to time reversal at the impact location and its vicinity, first impact the horizontal grid points of x = 0, ± 50, ± 100mm, ... with an impact hammer and receive the signal with the accelerometer. . Assuming that x = 0 and y = 0 are the impact positions, the amplitude of each grid point is obtained by multiplying the experimental signal and the frequency reversal signal of the unknown signal by excitation of this point in the frequency domain. The calculations are all performed in the frequency domain, and in the last step they are transformed into time domain signals using a Fourier inverse transform. The same is repeated for the vertical grid points y = 0, ± 50, ± 100mm, ...
도 7의 (c)와 (d)는 수평 및 수직 방향으로 각각 집속 효과를 비교한 결과인데 원래 가정한 충격 위치 T(x=0, y=0)에서 집속 신호의 최대 진폭값이 나타난다. 즉, 실험을 통해서도 시간 역전에 의한 공간 집속의 효과를 확인할 수 있다.7 (c) and 7 (d) show a result of comparing the focusing effects in the horizontal and vertical directions, respectively, and the maximum amplitude value of the focusing signal appears at the originally assumed impact point T (x = 0, y = 0). In other words, it is possible to confirm the effect of space focusing due to time reversal through experiments.
이상의 위치 판단 장치는 생성 위치를 알고 있는 임펄스 응답 신호인 실험 신호를 이용하여 피검사체(190)를 경유하여 전파된 미지 신호의 생성 위치를 판단하는 판단부(130)를 포함하고 있으며, 이러한 구성에 의하면 실험 신호와 미지 신호는 동일한 하나의 검출부(110)에서 검출될 수 있다. The position determining apparatus includes a
구체적으로 본 발명의 위치 판단 장치는 피검사체(110)의 제1 위치에서 생성되고 피검사체를 경유하여 전파되는 제1 신호를 검출하며, 피검사체에 설정된 복수의 제2 위치에서 생성되고 피검사체를 경유하여 전파되는 복수의 제2 신호를 검출하는 검출부(110)를 포함할 수 있다. 이때 제1 신호는 미지 신호일 수 있으며, 제1 위치는 미지 신호의 소스 신호가 인가된 위치일 수 있다. 제2 신호는 실험 신호일 수 있으며, 제2 위치는 실험 신호의 소스 신호가 인가된 위치일 수 있다.Specifically, the position determining apparatus of the present invention detects a first signal generated at a first position of the inspected
또한, 위치 판단 장치는 검출부(110)에서 검출된 제1 신호를 시간 역전시키는 역전부를 포함할 수 있다. 역전부는 제1 신호를 주파수 변환시킨 후 복소공액화시킴으로써 간단하게 제1 신호의 시간 역전 신호를 획득할 수 있다.In addition, the position determining apparatus may include an inversion unit for time reversing the first signal detected by the
또한 위치 판단 장치는 검출부에서 검출된 제2 신호를 정규화 처리하는 정규화부를 포함할 수 있다. 이는 검출부에서 멀리 떨어진 위치와 가까운 위치에서 얻은 실험 신호의 진폭 차이를 최소화하기 위한 것이다. 제2 신호는 복수로 존재할 수 있으며, 예를 들어 복수로 획득된 각 제2 신호의 전체 구간의 적분값을 1로 정규화하게 되면 모든 위치로부터 획득된 제2 신호의 진폭 차이를 최소화할 수 있다.In addition, the position determining apparatus may include a normalizer for normalizing the second signal detected by the detector. This is to minimize the difference in amplitude of the experimental signal obtained at a position far from the detector and a position close to the detector. A plurality of second signals may exist, and for example, normalizing an integral value of the entire sections of each of the plurality of acquired second signals to 1 may minimize the difference in amplitudes of the second signals obtained from all positions.
또한, 위치 판단 장치는 역전부에서 시간 역전된 제1 신호를 시간 영역에서 각 제2 신호와 컨벌루션시켜 제3 신호를 생성하는 연산부를 포함할 수 있다. 제3 신호는 결과 신호일 수 있으며, 연산부의 연산 과정은 주파수 영역에서 시간 역전된 제1 신호와 제2 신호를 곱한 결과를 시간 영역으로 변환하는 것일 수 있다. 이때의 제2 신호는 정규화부에서 정규화된 신호일 수 있다.In addition, the position determining apparatus may include an operation unit configured to generate a third signal by convolving the first signal time-inverted in the inversion unit with each second signal in the time domain. The third signal may be a result signal, and the operation of the calculator may be a result of converting a result of multiplying the first signal and the second signal inverted in the frequency domain to the time domain. In this case, the second signal may be a signal normalized by the normalization unit.
또한, 위치 판단 장치는 시간 영역에서 각 제3 신호의 진폭을 서로 비교하여 최대 진폭을 갖는 제3 신호를 추출하고, 상기 추출된 제3 신호를 생성한 제2 신호의 제2 위치를 제1 위치로 판단하는 판단부(130)를 포함할 수 있다. 최대 진폭을 갖는 제3 신호는 최대 결과 신호일 수 있다.In addition, the position determining apparatus compares the amplitudes of the respective third signals with each other in the time domain, extracts a third signal having the maximum amplitude, and sets the second position of the second signal in which the extracted third signal is generated. The
이상의 역전부, 연산부는 판단부(130)와 일체로 형성될 수 있다.The above reversing unit and the calculating unit may be integrally formed with the
도 8은 본 발명의 위치 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a position determining method of the present invention.
도 8에 도시된 위치 판단 방법은 도 1에 도시된 위치 판단 장치의 동작으로 설명될 수도 있다.The position determination method illustrated in FIG. 8 may be described as an operation of the position determination apparatus shown in FIG. 1.
먼저, 피검사체를 경유하여 전파되는 미지 신호와 실험 신호를 검출한다(S 510). 검출부에서 수행되는 과정이다. 이 과정은 피검사체의 설정 위치에 임펄스 충격을 가한 후, 미지 신호를 검출하는 검출부에서 임펄스 충격의 응답 신호인 실험 신호를 검출하는 과정을 포함할 수 있다. 하나의 검출부를 이용하여 미지 신호와 실험 신호를 모두 검출할 수 있으며, 미지 신호와 실험 신호의 검출 순서는 상관없다. First, an unknown signal and an experimental signal propagated via the test object are detected (S510). This is the process performed by the detector. This process may include a process of detecting an experimental signal which is a response signal of an impulse shock in the detection unit which detects an unknown signal after applying an impulse impact to a predetermined position of the object under test. It is possible to detect both the unknown signal and the experimental signal using one detector, and the detection order of the unknown signal and the experimental signal is irrelevant.
미지 신호를 시간 역전 신호로 변환한다(S 520). 판단부에서 수행되는 과정이다. 구체적으로 미지 신호를 푸리에 변환 등을 이용하여 주파수 영역으로 변환한 후 주파수 영역으로 변환된 미지 신호를 복소공액화하는 것으로 미지 신호의 시간 역전 신호를 획득할 수 있다.The unknown signal is converted into a time reversal signal (S520). This is the process performed by the judgment unit. In detail, the time reversal signal of the unknown signal may be obtained by converting the unknown signal into the frequency domain using a Fourier transform or the like and then complex-conjugating the unknown signal converted into the frequency domain.
시간 영역에서 시간 역전 신호와 정규화된 실험 신호를 컨벌루션시킨 결과 신호를 생성한다(S 530). 시간 영역에서의 컨벌루션은 곧 주파수 영역에서의 곱을 의미한다. 따라서, 판단부는 주파수 영역에서 시간 역전 신호와 실험 신호를 곱하는 것으로 위 과정을 달성할 수 있다.A signal is generated as a result of convolving the time reversal signal and the normalized experimental signal in the time domain (S530). Convolution in the time domain means multiplication in the frequency domain. Therefore, the determination unit may achieve the above process by multiplying the time reversal signal and the experimental signal in the frequency domain.
결과 신호 중 시간 영역에서 최대 진폭을 갖는 최대 결과 신호를 생성한 실험 신호의 생성 위치를 미지 신호의 생성 위치로 판단한다. 시간 영역에서의 최대 진폭을 비교하기 위해 판단부는 획득한 복수의 결과 신호를 시간 영역으로 변환한다. 그 후 시간 영역으로 변환된 각 결과 신호의 진폭을 비교하여 최대 진폭을 갖는 최대 결과 신호를 검출한다. 이후 복수의 실험 신호 중 최대 결과 신호의 생성에 가담한 실험 신호를 찾고, 해당 실험 신호의 생성 위치를 미지 신호의 생성 위치, 곧 충격 위치로 판단한다.The generation position of the experimental signal which generated the maximum result signal having the maximum amplitude in the time domain among the result signals is determined as the generation position of the unknown signal. To determine the maximum amplitude in the time domain, the determiner converts the obtained plurality of result signals into the time domain. The amplitude of each result signal converted into the time domain is then compared to detect the maximum result signal with the maximum amplitude. Thereafter, an experimental signal that participates in generating a maximum result signal among a plurality of experimental signals is found, and a generation position of the corresponding experimental signal is determined as a generation position of an unknown signal, that is, an impact position.
결과 신호를 생성하는 단계(S 530) 이전에, 검출된 실험 신호를 정규화시키는 단계를 포함할 수 있으며, 이때, 결과 신호를 생성하는 단계는 시간 영역에서 시간 역전 신호와 정규화된 실험 신호를 컨벌루션시킨 결과 신호를 생성할 수 있다.Before generating the result signal (S 530), the method may include normalizing the detected experimental signal, wherein generating the result signal includes convolving the time reversal signal and the normalized experimental signal in the time domain. The resulting signal can be generated.
이상에서 살펴본 위치 판단 장치 및 방법에 의하면 피검사체의 설정 위치에 일정한 충격을 가한 후 검출부에서 획득되는 실험 신호를 이용하여 상기 검출부에서 검출된 미지 신호의 생성 위치를 판단할 수 있다.According to the position determining apparatus and method described above, after generating a predetermined impact on the set position of the object under test, the generation position of the unknown signal detected by the detection unit may be determined using the experimental signal obtained by the detection unit.
한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
예를 들어, 위에서는 실험 신호의 소스 신호를 일예로 임펄스 신호로 하였으나, 다양한 신호가 적용될 수 있다.For example, although the source signal of the experimental signal is an impulse signal as an example, various signals may be applied.
또한, 미지 신호와 실험 신호를 검출한 후 미지 신호를 시간 역전 신호로 변환하는 것으로 나타내었으나, 미지 신호를 시간 역전 신호로 변환하는 과정은 실험 신호와의 컨벌루션 과정 전에 수행되면 충분하다. 즉, 시간 역전 신호로 변환하는 과정은 실험 신호의 검출 전 또는 검출 후에 이루어질 수 있다.In addition, although the detection of the unknown signal and the experimental signal is shown as converting the unknown signal to the time reversal signal, the process of converting the unknown signal to the time reversal signal is sufficient to be performed before the convolution process with the experimental signal. That is, the process of converting the time inversion signal may be performed before or after the detection of the experimental signal.
실험 신호의 정규화 처리도 컨벌루션 과정 전에 수행되면 충분하다.
Normalization of the experimental signal is also sufficient if performed before the convolution process.
피검사체의 결함 위치를 판단하는 장치에 적용될 수 있다.It can be applied to an apparatus for determining the position of a defect of a test subject.
특히, 피검사체의 건전성 감시 기술로 발전시키기 위한 초기 연구 시스템에 적용할 수 있다.
In particular, the present invention can be applied to an initial research system for developing health monitoring technology of a subject.
110...검출부 130...판단부
133...증폭기 190...피검사체110 Detects 130 Decisions
133 Amplifier ... 190 Test Subject
Claims (11)
시간 영역에서 상기 미지 신호의 시간 역전 신호와 상기 실험 신호를 컨벌루션시킨 결과 신호와, 상기 실험 신호의 생성 위치로부터 상기 미지 신호의 생성 위치를 판단하는 판단부;
를 포함하는 위치 판단 장치.
A detection unit for detecting an unknown signal and an experimental signal propagating through the test object; And
A determination unit that determines a generation signal of the unknown signal from a result signal obtained by convolving the time reversal signal of the unknown signal and the experiment signal in a time domain and a generation position of the experiment signal;
Position determination device comprising a.
상기 실험 신호와 상기 결과 신호는 복수로 존재하고,
상기 판단부는 시간 영역에서 상기 각 결과 신호의 진폭을 획득하는 것으로 상기 미지 신호의 생성 위치를 판단하는 위치 판단 장치.
The method of claim 1,
The experiment signal and the result signal are present in plural,
And the determination unit determines a generation position of the unknown signal by acquiring an amplitude of each result signal in a time domain.
상기 실험 신호는 복수의 설정된 생성 위치에서 각각 생성된 신호이며,
상기 판단부는 상기 결과 신호 중 최대 진폭을 갖는 최대 결과 신호를 생성한 상기 실험 신호의 생성 위치를 상기 미지 신호의 생성 위치로 판단하는 위치 판단 장치.
The method of claim 1,
The test signal is a signal generated at each of a plurality of set generation positions,
And the determination unit determines the generation position of the experiment signal that generated the maximum result signal having the maximum amplitude among the result signals as the generation position of the unknown signal.
상기 실험 신호는 복수로 존재하고, 정규화된 임펄스 응답 신호인 위치 판단 장치.
The method of claim 1,
And a plurality of the test signals are normalized impulse response signals.
상기 시간 역전 신호는 상기 미지 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 복소공액화시킨 신호인 위치 판단 장치.
The method of claim 1,
And the time reversal signal is a signal obtained by converting the unknown signal into a frequency domain and complex conjugated.
상기 검출된 제1 신호를 시간 역전시키는 역전부;
상기 검출된 각 제2 신호를 정규화시키는 정규화부;
상기 시간 역전된 제1 신호를 시간 영역에서 상기 정규화된 각 제2 신호와 컨벌루션시켜 제3 신호를 생성하는 연산부; 및
시간 영역에서 상기 각 제3 신호의 진폭을 비교하여 최대 진폭을 갖는 제3 신호를 추출하고, 상기 추출된 제3 신호를 생성한 상기 제2 신호의 상기 제2 위치를 상기 제1 위치로 판단하는 판단부;
를 포함하는 위치 판단 장치.
A plurality of second signals generated at a first position of the inspected object and propagated through the inspected object, and generated at a plurality of second positions set in the inspected object and propagated via the inspected object; Detecting unit for detecting;
An inversion unit for time reversing the detected first signal;
A normalizer for normalizing each detected second signal;
A calculator configured to convolve the time inverted first signal with each of the normalized second signals in a time domain to generate a third signal; And
Comparing the amplitudes of the respective third signals in the time domain to extract a third signal having the maximum amplitude, and determine the second position of the second signal that generated the extracted third signal as the first position. Determination unit;
Position determination device comprising a.
상기 실험 신호와 상기 미지 신호는 동일한 하나의 검출부에서 검출되는 위치 판단 장치.
And a determination unit which determines a generation position of an unknown signal propagated through the test object by using an experimental signal which is an impulse response signal having a known generation position.
And the experiment signal and the unknown signal are detected by the same detection unit.
시간 영역에서 상기 시간 역전 신호와 상기 실험 신호를 컨벌루션시킨 결과 신호를 생성하는 단계; 및
상기 결과 신호 중 시간 영역에서 최대 진폭을 갖는 최대 결과 신호를 생성한 상기 실험 신호의 생성 위치를 상기 미지 신호의 생성 위치로 판단하는 단계;
를 포함하는 위치 판단 방법.
Detecting an unknown signal and an experimental signal propagating through the test object, and converting the unknown signal into a time reversal signal;
Generating a result signal of convolution of the time reversal signal and the experiment signal in a time domain; And
Determining a generation position of the experimental signal which generated the maximum result signal having the maximum amplitude in the time domain among the result signals as the generation position of the unknown signal;
Position determination method comprising a.
상기 미지 신호와 실험 신호를 검출하는 단계는,
상기 피검사체의 설정 위치에 임펄스 충격을 가한 후, 상기 미지 신호를 검출하는 검출부에서 상기 임펄스 충격의 응답 신호인 상기 실험 신호를 검출하는 단계를 포함하는 위치 판단 방법.
The method of claim 8,
Detecting the unknown signal and the experimental signal,
And applying the impulse shock to the set position of the subject under test, detecting the experimental signal which is a response signal of the impulse shock in the detection unit for detecting the unknown signal.
상기 미지 신호를 시간 역전 신호를 변환시키는 단계는,
상기 미지 신호를 주파수 영역으로 변환시키는 단계; 및
상기 주파수 영역으로 변환된 상기 미지 신호를 복소공액화시키는 단계;를 포함하는 위치 판단 방법.
The method of claim 8,
Converting the unknown signal to a time reversal signal,
Converting the unknown signal into a frequency domain; And
Complex-conjugating the unknown signal converted into the frequency domain.
상기 결과 신호를 생성하는 단계 이전에,
상기 검출된 실험 신호를 정규화시키는 단계;를 포함하고,
상기 결과 신호를 생성하는 단계는 시간 영역에서 상기 시간 역전 신호와 상기 정규화된 실험 신호를 컨벌루션시킨 결과 신호를 생성하는 위치 판단 방법.The method of claim 8,
Prior to generating the result signal,
Normalizing the detected experimental signal;
The generating of the result signal may include generating a result signal obtained by convolving the time reversal signal and the normalized experimental signal in a time domain.
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2012
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