KR20230100859A - External magnetization system using plurality of small solenoid modules and operation method therefor - Google Patents

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KR20230100859A
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김준경
김학선
박세환
전교영
안범준
안휘순
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재단법인차세대융합기술연구원
롯데건설 주식회사
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Abstract

본 일 실시 예에 따른 복수의 소형 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템은, 제1 지지부 및 제1 지지부와 마주보도록 배치된 제2 지지부를 포함하는 강자성체 프레임; 제1 지지부를 따라 종방향으로 구비된 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈을 포함하고, 미리 정해진 제1 방향으로 복수의 제1 자력선을 생성하는 제1 자화장치; 제2 지지부를 따라 종방향으로 구비된 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈을 포함하고, 미리 정해진 제2 방향으로 복수의 제2 자력선을 생성하는 제2 자화장치; 복수의 제1 자력선 및 복수의 제2 자력선과 연관된 자속밀도 변화를 계측하기 위한 다수의 홀 센서로 구현된 감지 장치; 및 감지 장치와 연동되어 제1 자화장치 및 제2 자화장치를 제어하는 제어 장치를 포함하되, 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈 및 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈에 포함된 보빈에 감기는 도선의 직경은 미리 결정된 범위에서 결정되는 것을 특징으로 한다. An external magnetization system using a plurality of small solenoid modules according to the present embodiment includes a ferromagnetic frame including a first support and a second support disposed to face the first support; A first magnetization device including a plurality of left solenoid modules provided in a longitudinal direction along the first support and generating a plurality of first lines of magnetic force in a first predetermined direction; a second magnetization device including a plurality of right solenoid modules provided in a longitudinal direction along the second support and generating a plurality of second lines of magnetic force in a predetermined second direction; a sensing device implemented with a plurality of Hall sensors for measuring a change in magnetic flux density associated with the plurality of first lines of magnetic force and the plurality of second lines of magnetic force; And a control device interlocked with the sensing device to control the first magnetization device and the second magnetization device, wherein the plurality of left solenoid modules and the plurality of right solenoid modules include a control device wound on bobbins included in the The diameter is characterized in that it is determined within a predetermined range.

Description

복수의 소형 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템 및 이를 위한 동작 방법{EXTERNAL MAGNETIZATION SYSTEM USING PLURALITY OF SMALL SOLENOID MODULES AND OPERATION METHOD THEREFOR}External magnetization system using a plurality of small solenoid modules and operation method therefor

본 명세서는 복수의 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 장치 및 이를 위한 동작 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 자성체의 응력 상태에 따라 투자율이 변하는 역자기변형 효과(Inverse Magnetostrictive Effect)를 이용하여 프리스트레스트 콘크리트 부재의 긴장응력을 측정하기 위하여 프리스트레스트 콘크리트 교량 거더 (이하, 'PSC 거더')에 포함된 PS 강재(예로, PS 텐던 및 강봉)를 자화시키는 복수의 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템 및 이를 위한 동작 방법에 관한 것이다.The present specification relates to an external magnetization device using a plurality of solenoid modules and an operation method therefor, and more particularly, to a prestressed concrete member using an inverse magnetostrictive effect in which permeability changes according to the stress state of a magnetic body. An external magnetization system using a plurality of solenoid modules that magnetize PS steel materials (eg, PS tendons and steel bars) included in a prestressed concrete bridge girder (hereinafter referred to as 'PSC girder') to measure the tension stress of and an operation method therefor It is about.

프리스트레스트 콘크리트 교량(이하, 'PSC 교량')은 PS 강재를 사용하여 프리스트레스트 콘크리트 부재(이하, 'PC 부재')에 긴장력을 도입하여 처짐이나 균열을 줄인 구조를 갖는 교량을 의미한다.A prestressed concrete bridge (hereinafter referred to as 'PSC bridge') refers to a bridge having a structure in which deflection or cracking is reduced by introducing tension to a prestressed concrete member (hereinafter referred to as 'PC member') using PS steel.

특히, 현재 공용 중인 PCS Ⅰ형 교량의 노후화로 인하여 안전등급은 지속적으로 낮아지고 있으며, 노후화된 PCS 구조물에서 긴장력의 손실에 따른 교량 붕괴의 위험성은 지속적으로 증가하고 있는 실정이다.In particular, due to the aging of PCS Type I bridges currently in use, the safety level is continuously declining, and the risk of bridge collapse due to loss of tension in aged PCS structures is continuously increasing.

노후화된 PCS 교량의 유지관리를 위하여 정기적인 안전검사가 이루어지고 있으나 프리스트레스트 콘크리트 부재에 대한 긴장력에 대한 검사가 아닌 외부 균열, 처짐량 등 육안 검사 위주로 이루어지고 있는 실정으로, 이로 인해 PCS 교량에 균열이 발생한 이후에는 해당 교량의 안전성을 보장하기 어려운 실정이다.Although regular safety inspections are conducted for the maintenance of aged PCS bridges, they are mainly conducted for visual inspections such as external cracks and deflection, rather than inspections for tension on prestressed concrete members. As a result, cracks in PCS bridges After the occurrence, it is difficult to guarantee the safety of the bridge.

특히, 종래 PSC 거더의 외부에서 전체적으로 자기장을 가하게 되면 콘크리트 및 철근으로 인한 자기장 차폐 현상으로 인해 심부의 PS 텐던까지 외부 자기장이 도달하지 못하기 때문에, PSC 거더 내부를 완전히 계측하기 어려운 한계가 존재하였다.In particular, when a magnetic field is applied from the outside of the conventional PSC girder as a whole, the external magnetic field does not reach the PS tendon of the deep part due to the magnetic field shielding phenomenon caused by concrete and reinforcing bars, so it is difficult to completely measure the inside of the PSC girder. There was a limit.

이에 따라, PSC 교량의 긴장력을 계측하기 위하여 초음파와 탄성파 속도를 이용한 긴장력 추정 기법, 진동 특성을 이용한 긴장력 추정 기법 및 자기장을 이용한 긴장력 추정기법 등 긴장력 계측을 위한 비파괴 검사법에 대한 연구가 진행되고 있다.Accordingly, in order to measure the tension of PSC bridges, research is being conducted on nondestructive testing methods for measuring tension, such as tension estimation using ultrasonic and elastic wave velocities, tension estimation using vibration characteristics, and tension estimation using magnetic fields.

다만, 현재까지의 비파괴 검사 기법으로 노출된 비부착형 프리스트레스 텐던이나 신규로 가설된 PSC 교량에 한하여 긴장력 진단이 가능할 뿐이며, 기 가설된 노후 PSC 교량에 대한 비파괴 방식의 긴장력 진단 방법은 전무한 상태이다.However, tension diagnosis is possible only for non-attached prestressed tendons exposed by non-destructive testing techniques or newly constructed PSC bridges, and there is no non-destructive strain diagnosis method for existing old PSC bridges.

종래 제안으로 '역자기변형 현상과 유도자기장을 이용한 프리스트레스트 강재의 긴장응력 및 부식정도의 측정 방법 및 이를 위한 전자석 장치'에 관한 공개특허 제10-2015-0073349 호를 참조할 수 있다.As a conventional proposal, reference may be made to Patent Publication No. 10-2015-0073349 regarding 'Method for measuring tension stress and degree of corrosion of prestressed steel using inverse magnetostriction and induced magnetic field and electromagnet device therefor'.

본 명세서의 목적은 원거리 자화 기능이 대폭 향상될 뿐만 아니라 기존 대비 센서 헤드의 크기가 줄어듦에 따라 소형화에 유리한 복수의 소형 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템 및 이를 위한 동작 방법을 제공하는데 있다.An object of the present specification is to provide an external magnetization system using a plurality of small solenoid modules, which is advantageous for miniaturization as the remote magnetization function is greatly improved and the size of the sensor head is reduced compared to the conventional one, and an operation method therefor.

본 일 실시 예에 따른 복수의 소형 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템은, 제1 지지부 및 제1 지지부와 마주보도록 배치된 제2 지지부를 포함하는 강자성체 프레임; 제1 지지부를 따라 종방향으로 구비된 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈을 포함하고, 미리 정해진 제1 방향으로 복수의 제1 자력선을 생성하는 제1 자화장치; 제2 지지부를 따라 종방향으로 구비된 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈을 포함하고, 미리 정해진 제2 방향으로 복수의 제2 자력선을 생성하는 제2 자화장치; 복수의 제1 자력선 및 복수의 제2 자력선과 연관된 자속밀도 변화를 계측하기 위한 다수의 홀 센서로 구현된 감지 장치; 및 감지 장치와 연동되어 제1 자화장치 및 제2 자화장치를 제어하는 제어 장치를 포함하되, 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈 및 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈에 포함된 보빈에 감기는 도선의 직경은 미리 결정된 범위에서 결정되는 것을 특징으로 한다. An external magnetization system using a plurality of small solenoid modules according to the present embodiment includes a ferromagnetic frame including a first support and a second support disposed to face the first support; A first magnetization device including a plurality of left solenoid modules provided in a longitudinal direction along the first support and generating a plurality of first lines of magnetic force in a first predetermined direction; a second magnetization device including a plurality of right solenoid modules provided in a longitudinal direction along the second support and generating a plurality of second lines of magnetic force in a predetermined second direction; a sensing device implemented with a plurality of Hall sensors for measuring a change in magnetic flux density associated with the plurality of first lines of magnetic force and the plurality of second lines of magnetic force; And a control device interlocked with the sensing device to control the first magnetization device and the second magnetization device, wherein the plurality of left solenoid modules and the plurality of right solenoid modules include a control device wound on bobbins included in the The diameter is characterized in that it is determined within a predetermined range.

본 일 실시 예에 따르면, 원거리 자화 기능이 대폭 향상된 복수의 소형 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템 및 이를 위한 동작 방법이 제공된다.According to the present embodiment, an external magnetization system using a plurality of small solenoid modules with significantly improved remote magnetization function and an operation method therefor are provided.

구체적으로, 본 일 실시 예에 따른 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템에 있어서, 솔레노이드 구조의 적용으로 기존의 판 형태의 강자성체에 코일을 감는 방식 대비 코일의 감는 수(N)가 증가할 뿐만 아니라 자기장 발생부의 표면적이 증가할 수 있다. Specifically, in the external magnetization system using the solenoid module according to the present embodiment, the application of the solenoid structure not only increases the number of windings (N) of the coil compared to the conventional method of winding a coil around a ferromagnetic material in the form of a plate, but also generates a magnetic field. The surface area of the part may increase.

이에 따라, 본 일 실시 예에 따른 외부 자화 시스템에 의해 발생되는 자기장은 심부의 PS 텐던까지 도달하여 자기 이력 효과의 변화의 감지가 용이해지기 때문에, 보다 정확한 잔여 긴장력 추정이 가능해질 수 있다.Accordingly, since the magnetic field generated by the external magnetization system according to the present embodiment reaches the deep PS tendon, and thus the change in the magnetic hysteresis effect is easily detected, more accurate residual tension estimation may be possible.

본 일 실시 예에 따른 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템에 있어서, 솔레노이드 형태의 센서 헤드의 적용으로 센서 헤드의 크기 변경 및 각도 변경, 센서 헤드에 감기는 코일의 감는 수 등 텐던의 특정 위치에 걸리는 자속 밀도의 상승이 용이할 수 있다. In the external magnetization system using the solenoid module according to the present embodiment, magnetic flux applied to a specific position of the tendon, such as changing the size and angle of the sensor head and the number of coils wound around the sensor head by applying the solenoid-type sensor head An increase in density can be facilitated.

나아가, 본 일 실시 예에 따른 외부 자화 시스템은 솔레노이드 형태의 센서 헤드는 소형화로 인하여 외부에서 인가되는 자기장의 세기가 낮아지는 것을 방지할 수 있도록 PCS Ⅰ형 교량에 최대한 근접하게 설치가 가능할 수 있다.Furthermore, in the external magnetization system according to the present embodiment, the solenoid-shaped sensor head can be installed as close as possible to the PCS I-type bridge to prevent the strength of the magnetic field applied from the outside from being lowered due to the miniaturization.

도 1은 외부에서 발생되는 복수의 자기장의 합성 자기장 집속 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 일 실시 예에 따른 복수의 소형 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 일 실시 예에 따른 복수의 소형 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템에 관한 블록도이다.
도 4는 본 일 실시 예에 따른 소형 솔레노이드 모듈의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 일 실시 예에 따른 복수의 소형 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템에 의한 자화 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
1 is a diagram for explaining a principle of focusing a composite magnetic field of a plurality of externally generated magnetic fields.
2 is a perspective view showing an external magnetization system using a plurality of small solenoid modules according to an exemplary embodiment.
3 is a block diagram of an external magnetization system using a plurality of small solenoid modules according to an exemplary embodiment.
4 is a view showing the structure of a small solenoid module according to this embodiment.
5 is a conceptual diagram illustrating a magnetization process by an external magnetization system using a plurality of small solenoid modules according to an exemplary embodiment.

전술한 특성 및 이하 상세한 설명은 모두 본 명세서의 설명 및 이해를 돕기 위한 예시적인 사항이다. 즉, 본 명세서는 이와 같은 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 다음 실시 형태들은 단지 본 명세서를 완전히 개시하기 위한 예시이며, 본 명세서가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자들에게 본 명세서를 전달하기 위한 설명이다. 따라서, 본 명세서의 구성 요소들을 구현하기 위한 방법이 여럿 있는 경우에는, 이들 방법 중 특정한 것 또는 이와 동일성 있는 것 가운데 어떠한 것으로든 본 명세서의 구현이 가능함을 분명히 할 필요가 있다.All of the foregoing characteristics and the following detailed description are exemplary to help the description and understanding of the present specification. That is, the present specification is not limited to such embodiments and may be embodied in other forms. The following embodiments are only examples for completely disclosing this specification, and are descriptions for conveying this specification to those skilled in the art to which this specification belongs. Therefore, when there are several methods for implementing the components of the present specification, it is necessary to clarify that the implementation of the present specification is possible with any of the specific methods or those identical thereto.

본 명세서에서 어떤 구성이 특정 요소들을 포함한다는 언급이 있는 경우, 또는 어떤 과정이 특정 단계들을 포함한다는 언급이 있는 경우는, 그 외 다른 요소 또는 다른 단계들이 더 포함될 수 있음을 의미한다. 즉, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 특정 실시 형태를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 명세서의 개념을 한정하기 위한 것이 아니다. 나아가, 발명의 이해를 돕기 위해 설명한 예시들은 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다.In this specification, if there is a reference that a certain component includes specific elements or a certain process includes specific steps, it means that other elements or other steps may be further included. That is, terms used in this specification are only for describing a specific embodiment, and are not intended to limit the concept of this specification. Furthermore, the examples described to aid understanding of the invention include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 명세서가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자들이 일반으로 이해하는 의미를 갖는다. 보편적으로 사용되는 용어들은 본 명세서의 맥락에 따라 일관적인 의미로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은, 그 의미가 명확히 정의된 경우가 아니라면, 지나치게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다. 이하 첨부된 도면을 통하여 본 명세서의 실시 예가 설명된다.Terms used in this specification have meanings commonly understood by those skilled in the art to which this specification belongs. Commonly used terms should be interpreted with a consistent meaning according to the context of the present specification. In addition, terms used in this specification should not be interpreted in an overly idealistic or formal sense, unless the meaning is clearly defined. Hereinafter, embodiments of the present specification will be described through the accompanying drawings.

본 명세서에서 언급되는 “횡방향”은 PS 강재(21)가 길게 배치되어 PC 부재(2)에 긴장력이 도입되는 방향(예로, 도 2의 Z축)에 수평하게 직교하는 PC 부재(2)의 폭 방향(예로, 도 2의 Y축)을 의미한다.The "transverse direction" referred to in this specification is the PS steel member 21 is disposed long and the PC member 2 is horizontally orthogonal to the direction in which the tension force is introduced to the PC member 2 (eg, Z axis in FIG. 2). It means the width direction (eg, the Y axis of FIG. 2).

한편, 본 명세서에서 언급되는 “종방향”은 PC 부재(2)의 폭 방향(예로, 도 1의 Y축)에 수직으로 직교하는 외부 자화 시스템(200)의 높이 방향(예로, 도 2의 X축)을 의미한다.Meanwhile, the “longitudinal direction” referred to herein is the height direction (eg, X in FIG. 2 ) of the external magnetization system 200 perpendicularly perpendicular to the width direction (eg, Y axis in FIG. 1 ) of the PC member 2 . axis).

도 1은 외부에서 발생되는 복수의 자기장의 합성 자기장 집속 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a principle of focusing a composite magnetic field of a plurality of externally generated magnetic fields.

본 명세서는 몇 개의 직류 제어 전송(Tx) 코일을 사용하여 자기장의 벡터를 적절하게 제어할 수 잇는 자기장 집속(Synthesized Magnetic eld Focusing, 이하 'SMF') 기술에 관한 것이다.The present specification relates to a Synthesized Magnetic Field Focusing (SMF) technology capable of appropriately controlling a vector of a magnetic field using several direct current control transmission (Tx) coils.

본 명세서에서, 각각 개별 전류 소스와 점으로 표시되는 Tx 코일 및 수신(Rx) 지점의 배열은 도 1의 (a)와 같이 모델링될 수 있다. In the present specification, an arrangement of individual current sources, Tx coils, and receiving (Rx) points indicated by dots may be modeled as shown in (a) of FIG. 1 .

한편, Rx 평면에 집중된 자기장 분포를 얻기 위하여, 각 전류 소스의 크기가 결정되어야 한다.Meanwhile, in order to obtain a magnetic field distribution concentrated on the Rx plane, the size of each current source must be determined.

한편, 도 1의 (b)를 참조하면, 자유 공간(free space)에서 전류원(

Figure pat00001
)으로부터 생성된 자기장 밀도벡터(
Figure pat00002
)는 Biot-Savart 법칙에 따라 1차원 모델에 대해 하기 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.On the other hand, referring to (b) of FIG. 1, a current source in free space (
Figure pat00001
) The magnetic field density vector generated from (
Figure pat00002
) may be defined as in Equation 1 below for a one-dimensional model according to the Biot-Savart law.

Figure pat00003
Figure pat00003

참고로, 상기 수학식 1의 k와 l은 모두 1 이상의 정수로 정의될 수 있다.For reference, both k and l in Equation 1 may be defined as integers greater than or equal to 1.

한편, 상기 수학식 1의

Figure pat00004
은 하기 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.On the other hand, in Equation 1
Figure pat00004
Can be defined as in Equation 2 below.

Figure pat00005
Figure pat00005

한편, 모든 전류 소스들에 의해 만들어진 모든 기여의 합인 총 자기장 밀도(

Figure pat00006
)는 하기 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.On the other hand, the total magnetic field density, which is the sum of all contributions made by all current sources (
Figure pat00006
) may be defined as in Equation 3 below.

Figure pat00007
Figure pat00007

도 1에서 언급된 수학식 1 내지 수학식3을 참고하면, 특정 시스템 상에 인가되는 전류 값들을 조정하는 방식으로 사용자가 원하는 위치에 자기장의 집속이 가능함은 이해될 것이다. Referring to Equations 1 to 3 mentioned in FIG. 1 , it will be understood that the magnetic field can be focused at a location desired by the user by adjusting current values applied to a specific system.

도 1에서 설명된 합성 자기장 집속 원리에 관하여는 2016년 IEEE MAGNETICS LETTERS(volume7)에서 발표된 논문(Synthesized Magnetic Field Focusing Using a Current-Controlled Coil Array)에서 더 상세하게 설명되고 있다. The synthetic magnetic field focusing principle described in FIG. 1 is described in more detail in a paper (Synthesized Magnetic Field Focusing Using a Current-Controlled Coil Array) published in IEEE MAGNETICS LETTERS (volume 7) in 2016.

도 2는 본 일 실시 예에 따른 복수의 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템을 보여주는 사시도이다.2 is a perspective view showing an external magnetization system using a plurality of solenoid modules according to an exemplary embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 일 실시 예에 따른 복수의 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템(200)은 강자성체 프레임(P_STR), 복수의 자화장치(210_L, 210_R), 감지장치(220) 및 제어 장치(미도시)를 포함할 수 있다.1 and 2, the external magnetization system 200 using a plurality of solenoid modules according to the present embodiment includes a ferromagnetic frame P_STR, a plurality of magnetization devices 210_L and 210_R, a sensing device 220, and A control device (not shown) may be included.

도 2의 강자성체 프레임(P_STR)은 제1 지지부(S_L)와 제2 지지부(S_R)를 포함할 수 있다. The ferromagnetic frame P_STR of FIG. 2 may include a first support part S_L and a second support part S_R.

예를 들어, 제1 지지부(S_L) 및 제2 지지부(S_R)는 종방향(X축)에 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 제1 지지부(S_L) 및 제2 지지부(S_R)는 PCS 거더에 적용이 용이하도록 미리 설정된 간격(예로, 1m)만큼 이격될 수 있다.For example, the first support part S_L and the second support part S_R may be disposed parallel to the longitudinal direction (X axis). In addition, the first support part (S_L) and the second support part (S_R) may be spaced apart by a preset interval (eg, 1 m) to facilitate application to the PCS girder.

참고로, PCS 거더의 중심부 쪽으로 자화를 집중시키 위하여 도 1의 강자성체 프레임(P_STR)은 동일한 성분 또는 이종의 성분으로 구성될 수도 있다.For reference, in order to concentrate the magnetization toward the center of the PCS girder, the ferromagnetic frame P_STR of FIG. 1 may be composed of the same or different types of components.

일 예로, 강자성체 프레임(P_STR), 제1 지지부(S_L) 및 제2 지지부(S_R)는 강자성체로 구성되며, 강자성체는 전기전도도가 높기 때문에 전류의 손실의 최소화 및 자기장 손실을 억제하기 위한 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 강자성체는 페라이트(ferrite) 또는 니켈합금 등일 수 있다.For example, the ferromagnetic frame P_STR, the first support portion S_L, and the second support portion S_R are made of a ferromagnetic material, and since the ferromagnetic material has high electrical conductivity, it serves to minimize current loss and suppress magnetic field loss. can do. Here, the ferromagnetic material may be ferrite or a nickel alloy.

도 2의 복수의 자화장치(210_L, 210_R)은 PC 부재(2) 내 PS 강재(21)의 자화를 위해 복수의 자력선을 생성하는 복수의 솔레노이드 모듈(210_L1~210_L6, 210_ R1~210_R6)을 포함할 수 있다.The plurality of magnetizers 210_L and 210_R of FIG. 2 include a plurality of solenoid modules 210_L1 to 210_L6 and 210_R1 to 210_R6 generating a plurality of lines of magnetic force for magnetization of the PS steel 21 in the PC member 2. can do.

예를 들어, 제1 자화장치(210_L)는 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(210_L1~210_L6)을 포함할 수 있다.For example, the first magnetizer 210_L may include a plurality of left solenoid modules 210_L1 to 210_L6.

일 예로, 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(210_L1~210_L6)은 제1 지지부(S_L) 를 따라 배치되며, 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(210_L1~210_L6) 각각은 종방향(X측)을 따라 평행하게 구비될 수 있다.For example, the plurality of left solenoid modules 210_L1 to 210_L6 are disposed along the first support part S_L, and each of the plurality of left solenoid modules 210_L1 to 210_L6 is in the longitudinal direction (X side). may be provided in parallel.

이 경우, 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(210_L1~210_L6)은 제어 장치(미도시)의 제어에 따라 미리 정해진 제1 방향으로 복수의 제1 자력선을 생성할 수 있다.In this case, the plurality of left solenoid modules 210_L1 to 210_L6 may generate a plurality of first lines of magnetic force in a first predetermined direction under the control of a control device (not shown).

예를 들어, 제2 자화장치(210_R)는 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(210_R1~210_R6)을 포함할 수 있다.For example, the second magnetizer 210_R may include a plurality of right solenoid modules 210_R1 to 210_R6.

일 예로, 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(210_R1~210_R6)은 제2 지지부(S_R)를 따라 배치되며, 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(210_R1~210_R6) 각각은 종방향(X측)을 따라 평행하게 구비될 수 있다. For example, the plurality of right solenoid modules 210_R1 to 210_R6 are disposed along the second support part S_R, and each of the plurality of right solenoid modules 210_R1 to 210_R6 is in the longitudinal direction (X side). may be provided in parallel.

이 경우, 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(210_R1~210_R6)은 제어 장치(미도시)의 제어에 따라 미리 정해진 제2 방향으로 복수의 제2 자력선을 생성할 수 있다.In this case, the plurality of right solenoid modules 210_R1 to 210_R6 may generate a plurality of second lines of magnetic force in a predetermined second direction under the control of a control device (not shown).

한편, 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(210_L1~210_L6)과 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(210_R1~210_R6)은 PC 부재 내 심부에 위치한 PS 강재를 자화시키기 위하여 횡방향(Y방향)을 따라 서로 마주보도록 배치될 수 있다.On the other hand, the plurality of left solenoid modules 210_L1 to 210_L6 and the plurality of right solenoid modules 210_R1 to 210_R6 are along the transverse direction (Y direction) to magnetize the PS steel located in the core of the PC member. They may be placed facing each other.

도 2의 감지 장치(220)는 제1 지지부(S_L) 및 제2 지지부(S_R) 상 미리 정해진 위치에 배치될 수 있다.The sensing device 220 of FIG. 2 may be disposed at a predetermined position on the first support part S_L and the second support part S_R.

예를 들어, 도 2의 감지 장치(220)는 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(210_L1~210_L6)을 위한 U자 거치부의 일 측면에 배치될 수 있다. 또한, 도 2에 도시되진 않으나, 감지 장치(220)는 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(210_R1~210_R6)을 위한 U자 거치부의 일측면에 배치될 수 있다.For example, the sensing device 220 of FIG. 2 may be disposed on one side of a U-shaped holder for the plurality of left solenoid modules 210_L1 to 210_L6. Also, although not shown in FIG. 2 , the sensing device 220 may be disposed on one side of a U-shaped holder for the plurality of right solenoid modules 210_R1 to 210_R6.

다시 말해, 감지 장치(220)는 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(210_L1~210_L6)을 위한 U자 거치부와 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(210_R1~210_R6)을 위한 U자 거치부가 횡방향(Y방향)을 따라 서로 마주보도록 배치될 수 있다.In other words, the sensing device 220 has a U-shaped holder for the plurality of left solenoid modules 210_L1 to 210_L6 and a U-shaped holder for the plurality of right solenoid modules 210_R1 to 210_R6 in the transverse direction. (Y direction) may be arranged to face each other.

여기서. 도 2의 감지 장치(220)는 PS 강재(21)의 자화 정도와 연관된 복수의 자력선의 자속 밀도의 변화(즉, 자기장의 세기)를 계측하기 위한 다수의 홀 센서(Hall sensor)를 기반으로 구현될 수 있다.here. The sensing device 220 of FIG. 2 is implemented based on a plurality of Hall sensors for measuring the change in magnetic flux density (ie, the strength of the magnetic field) of a plurality of magnetic lines of force associated with the degree of magnetization of the PS steel 21. It can be.

도 2의 감지 장치(220)에 의해 계측된 자속 밀도의 변화에 관한 정보는 제어 장치(미도시)로 전달될 수 있다.Information on the change in magnetic flux density measured by the sensing device 220 of FIG. 2 may be transmitted to a control device (not shown).

도 2의 제어 장치(미도시)는 다수의 홀 센서로 구현된 감지 장치(220)와 연동되어 복수의 자화장치(210_L, 210_R)를 독립적으로 제어하도록 구현될 수 있다.The control device (not shown) of FIG. 2 may be implemented to independently control the plurality of magnetizers 210_L and 210_R by interlocking with the sensing device 220 implemented with a plurality of Hall sensors.

본 명세서에서, 복수의 솔레노이드 모듈(210_L1~210_L6, 210_ R1~210_R6)은 앞서 설명된 도 1의 복수의 자기장의 합성 자기장 집속 원리를 기반으로 제어모듈(미도시)로부터 인가되는 전류 값을 개별적으로 조정함으로써 특정 위치의 자기장을 증폭시키거나 감쇄시킬 수 있다.In the present specification, the plurality of solenoid modules 210_L1 to 210_L6 and 210_R1 to 210_R6 individually adjust the current value applied from the control module (not shown) based on the principle of focusing the synthetic magnetic field of the plurality of magnetic fields of FIG. 1 described above. By adjusting, the magnetic field at a specific location can be amplified or attenuated.

도 3은 본 일 실시 예에 따른 복수의 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템에 관한 블록도이다.3 is a block diagram of an external magnetization system using a plurality of solenoid modules according to an exemplary embodiment.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 3의 복수의 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템(300)은 제1 자화장치(310_L), 제2 자화장치(310_R), 감지 장치(320) 및 제어 장치(330)를 포함할 수 있다.1 to 3, the external magnetization system 300 using a plurality of solenoid modules of FIG. 3 includes a first magnetizer 310_L, a second magnetizer 310_R, a sensing device 320, and a control device ( 330) may be included.

도 3의 제1 자화장치(310_L) 및 제2 자화장치(310_R)는 앞선 도 2의 제1 자화장치(210_L) 및 제2 자화장치(210_R)와 상응하는 구성으로 이해될 수 있다.The first magnetization device 310_L and the second magnetization device 310_R of FIG. 3 may be understood as structures corresponding to the first magnetization device 210_L and the second magnetization device 210_R of FIG. 2 .

예를 들어, 도 3의 제1 자화장치(310_L)는 제어 장치(330)의 제어에 따라 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(예로, 도 2의 210_L1~210_L6)에 의한 복수의 제1 자력선을 생성(즉, 자기장을 생성)할 수 있다.For example, the first magnetization device 310_L of FIG. 3 generates a plurality of first magnetic lines of force by a plurality of left solenoid modules (eg, 210_L1 to 210_L6 of FIG. 2 ) under the control of the control device 330 . can generate (i.e., generate a magnetic field).

일 예로, 특정 위치에 상응하는 자기장의 증폭 또는 감쇄를 위하여, 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(예로, 도 2의 210_L1~210_L6) 각각마다 개별적으로 설정된 복수의 입력전류가 제어 장치(330)로부터 인가될 수 있다.For example, in order to amplify or attenuate a magnetic field corresponding to a specific position, a plurality of input currents individually set for each of a plurality of left solenoid modules (eg, 210_L1 to 210_L6 in FIG. 2 ) are transmitted from the control device 330. may be authorized.

마찬가지로, 도 3의 제2 자화장치(310_R)는 제어 장치(330)의 제어에 따라 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(예로, 210_R1~210_R6)에 의한 복수의 자력선을 생성(즉, 자기장을 생성)할 수 있다.Similarly, the second magnetizer 310_R of FIG. 3 generates a plurality of magnetic lines of force (ie, generates a magnetic field) by a plurality of right solenoid modules (eg, 210_R1 to 210_R6) under the control of the control device 330. )can do.

일 예로, 특정 위치에 상응하는 자기장의 증폭 또는 감쇄를 위하여, 복수의- 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(예로, 210_R1~210_R6) 각각마다 개별적으로 설정된 복수의 입력전류가 제어 장치(330)로부터 인가될 수 있다.For example, in order to amplify or attenuate a magnetic field corresponding to a specific position, a plurality of individually set input currents for each of a plurality of right solenoid modules (eg, 210_R1 to 210_R6) are transmitted from the control device 330. may be authorized.

도 3의 감지 장치(320)는 미리 정해진 위치(예로, 도 2의 S_L, S_R, B)에 구비된 복수의 홀 센서를 기반으로 구현될 수 있다. The sensing device 320 of FIG. 3 may be implemented based on a plurality of hall sensors provided at predetermined positions (eg, S_L, S_R, and B of FIG. 2 ).

여기서, 복수의 홀 센서는 PS 강재(예로, 도 2의 21)와 연관된 복수의 자력선의 자속밀도 변화를 계측할 수 있다.Here, the plurality of hall sensors may measure changes in magnetic flux density of a plurality of magnetic lines of force associated with the PS steel material (eg, 21 in FIG. 2 ).

도 3의 제어 장치(330)는 감지 장치(320)와 연동되어 제1 자화장치(310_L) 및 제2 자화장치(310_R)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The control device 330 of FIG. 3 may control overall operations of the first magnetizer 310_L and the second magnetizer 310_R in conjunction with the sensing device 320 .

즉, 제어 장치(330)는 감지 장치(320)로부터 계측된 정보를 기반으로 역자기변형효과에 따른 자성체(즉, 강재)의 응력 변화를 연산하도록 구현될 수 있다.That is, the control device 330 may be implemented to calculate a change in stress of a magnetic material (ie, steel) according to the inverse magnetostriction effect based on the information measured by the sensing device 320 .

한편, 제어 장치(330)은 적어도 하나의 프로세서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 및 통신 버스를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서는 제어 장치(330)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시 예에 따라 동작하도록 할 수 있다. Meanwhile, the control device 330 may include at least one processor, a computer readable storage medium, and a communication bus. Here, the processor may cause the control device 330 to operate according to the exemplary embodiment mentioned above.

예컨대, 프로세서는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서에 의해 실행되는 경우 제어 장치(330)로 하여금 예시적인 실시 예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.For example, a processor may execute one or more programs stored on a computer readable storage medium. The one or more programs may include one or more computer executable instructions, and the computer executable instructions may be configured to cause the control device 330 to perform operations according to example embodiments when executed by a processor. .

한편, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 프로그램은 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. Meanwhile, the computer-readable storage medium may be configured to store computer-executable instructions or program codes, program data, and/or other suitable forms of information. A program stored on a computer readable storage medium includes a set of instructions executable by a processor.

일 실시 예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 제어 장치(330)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.In one embodiment, the computer readable storage medium includes memory (volatile memory such as random access memory, non-volatile memory, or a suitable combination thereof), one or more magnetic disk storage devices, optical disk storage devices, flash memory devices. , other types of storage media that can be accessed by the control device 330 and store desired information, or a suitable combination thereof.

한편, 통신 버스는 프로세서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하여 제어 장치(330)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결할 수 있다.Meanwhile, the communication bus may interconnect various other components of the control device 330, including a processor and a computer readable storage medium.

제어 장치(330)는 또한 하나 이상의 입출력 장치를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. Control device 330 may also include one or more input/output interfaces providing interfaces for one or more input/output devices and one or more network communication interfaces.

입출력 인터페이스 및 네트워크 통신 인터페이스는 통신 버스에 연결될 수 있다. 입출력 장치는 입출력 인터페이스를 통해 제어 장치(330)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. An input/output interface and a network communication interface may be connected to the communication bus. The input/output device may be connected to other components of the control device 330 through an input/output interface.

예시적인 입출력 장치는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. Exemplary input/output devices include a pointing device (such as a mouse or trackpad), a keyboard, a touch input device (such as a touchpad or touchscreen), an input device such as a voice or sound input device, various types of sensor devices, and/or a photographing device; and/or output devices such as display devices, printers, speakers, and/or network cards.

예시적인 입출력 장치는 제어 장치(330)를 구성하는 일 컴포넌트로서 제어 장치(330)의 내부에 포함될 수도 있고, 제어 장치(330)와는 구별되는 별개의 장치로 프로세서와 연결될 수도 있다.The exemplary input/output device may be included inside the control device 330 as a component constituting the control device 330, or may be connected to the processor as a separate device distinct from the control device 330.

도 4는 본 일 실시 예에 따른 솔레노이드 모듈의 구조를 보여주는 도면이다.4 is a diagram showing the structure of a solenoid module according to this embodiment.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 도 4에 도시된 솔레노이드 모듈(40)의 구조는 앞선 도 2의 복수의 솔레노이드 모듈(210_L1~210_L6, 210_ R1~210_R6)에 적용되는 것임은 이해될 것이다.Referring to FIGS. 1 to 4 , it will be understood that the structure of the solenoid module 40 shown in FIG. 4 is applied to the plurality of solenoid modules 210_L1 to 210_L6 and 210_R1 to 210_R6 of FIG. 2 .

도 4를 참고하면, 솔레노이드 모듈(40)은 보빈(411) 및 도선(413)을 이용하여 구현될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the solenoid module 40 may be implemented using a bobbin 411 and a wire 413 .

예를 들어, 보빈(411)에는 미리 정해진 재질(예로. 니켈 합금)이 사용될 수 있다. For example, a predetermined material (eg, nickel alloy) may be used for the bobbin 411 .

또한, 보빈(411)에는 도선(413)이 미리 정해진 권선수(N, 예로, 600회)만큼 권선될 뿐만 아니라 미리 정해진 방향에 따라 권선될 수 있음은 이해될 것이다.In addition, it will be understood that the wire 413 may be wound in a predetermined direction as well as a predetermined number of turns (N, for example, 600 times) on the bobbin 411 .

예를 들어, 솔레노이드 모듈(40)에 의해 발생되는 자기장의 크기는 앞선 제어 장치(예로, 도 3의 330)로부터 인가되는 전류의 크기에 따라 결정될 수 있음은 이해될 것이다. For example, it will be appreciated that the magnitude of the magnetic field generated by the solenoid module 40 may be determined according to the magnitude of current applied from a previous control device (eg, 330 in FIG. 3 ).

한편, 복수의 솔레노이드 모듈(예로, 도 2의 210_L1~210_L6, 210_ R1~210_R6)에 감기는 코일, 즉 도선(413)의 직경은 도선(413)을 통과하는 전류의 크기와 연관될 수 있다.Meanwhile, the diameter of the coil, that is, the wire 413 wound around the plurality of solenoid modules (eg, 210_L1 to 210_L6 and 210_R1 to 210_R6 in FIG. 2 ) may be related to the magnitude of the current passing through the wire 413 .

다시 말해, 도선(413)의 직경을 크게 하면 저항 값이 낮아지므로 도선(413)을 통과하는 전류의 증폭에 따라 자기장의 세기를 증가시키는데 유리할 수 있으나, 도선(413)이 감기는 센서 헤드, 즉 보빈(413)의 직경도 함께 고려될 필요가 있다.In other words, since the resistance value decreases when the diameter of the wire 413 is increased, it may be advantageous to increase the strength of the magnetic field according to the amplification of the current passing through the wire 413, but the sensor head around which the wire 413 is wound, that is, The diameter of the bobbin 413 also needs to be considered.

이에 따라, 본 일 실시 예에 따른 복수의 솔레노이드 모듈(예로, 도 2의 210_L1~210_L6, 210_ R1~210_R6)에 감기는 도선(413)의 직경은 2 내지 3 mm사이에서 결정됨이 바람직하다.Accordingly, the diameter of the wire 413 wound around the plurality of solenoid modules (eg, 210_L1 to 210_L6 and 210_R1 to 210_R6 in FIG. 2 ) according to the present embodiment is preferably determined between 2 and 3 mm.

도 5는 본 일 실시 예에 따른 복수의 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템에 의한 자화 과정(Magnetization Process)을 설명하기 위한 개념도이다.5 is a conceptual diagram for explaining a magnetization process by an external magnetization system using a plurality of solenoid modules according to an exemplary embodiment.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 도 5의 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(510_L1~510_L6)은 앞선 도 2의 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(예로, 도 2의 210_L1~210_L6)과 상응할 수 있다. 1 to 5, the plurality of left solenoid modules 510_L1 to 510_L6 of FIG. 5 correspond to the plurality of left solenoid modules of FIG. 2 (eg, 210_L1 to 210_L6 of FIG. 2). can do.

또한, 도 5의 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(510_R1~510_R6)은 앞선 도 2의 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(예로, 210_R1~210_R6)과 상응할 수 있다.Also, the plurality of right solenoid modules 510_R1 to 510_R6 of FIG. 5 may correspond to the plurality of right solenoid modules (eg, 210_R1 to 210_R6) of FIG. 2 .

도 5의 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(510_L1~510_L6) 각각에는 제어 장치(미도시)와 연결된 도선을 통해 전류가 전달될 수 있다. Current may be transmitted to each of the plurality of left solenoid modules 510_L1 to 510_L6 of FIG. 5 through a wire connected to a control device (not shown).

예를 들어, 제1 좌(left)-전류(I_L1)는 제어 장치(미도시)로부터 제1 좌(left) 솔레노이드 모듈(510_L1)로 인가되는 전류로 정의되고, 제2 좌(left)-전류(I_L2)는 제어 장치(미도시)로부터 제2 좌(left) 솔레노이드 모듈(510_L2)로 인가되는 전류로 정의될 수 있다.For example, the first left-current I_L1 is defined as a current applied from a control device (not shown) to the first left solenoid module 510_L1, and the second left-current (I_L2) may be defined as a current applied from a control device (not shown) to the second left solenoid module 510_L2.

예를 들어, 제3 좌(left)-전류(I_L3)는 제어 장치(미도시)로부터 제3 좌(left) 솔레노이드 모듈(510_L3)로 인가되는 전류로 정의되고, 제4 좌(left)-전류(I_L4)는 제어 장치(미도시)로부터 제4 좌(left) 솔레노이드 모듈(510_L4)로 인가되는 전류로 정의될 수 있다.For example, the third left-current I_L3 is defined as a current applied from a control device (not shown) to the third left solenoid module 510_L3, and the fourth left-current (I_L4) may be defined as a current applied from a control device (not shown) to the fourth left solenoid module 510_L4.

예를 들어, 제5 좌(left)-전류(I_L5)는 제어 장치(미도시)로부터 제5 좌(left) 솔레노이드 모듈(510_L5)로 인가되는 전류로 정의되고, 제6 좌(left)-전류(I_L6)는 제어 장치(미도시)로부터 제6 좌(left) 솔레노이드 모듈(510_L6)로 인가되는 전류로 정의될 수 있다.For example, the fifth left-current I_L5 is defined as a current applied from a control device (not shown) to the fifth left solenoid module 510_L5, and the sixth left-current (I_L6) may be defined as a current applied from a control device (not shown) to the sixth left solenoid module 510_L6.

예를 들어, 제1 우(right)-전류(I_R1)는 제어 장치(미도시)로부터 제1 우(right) 솔레노이드 모듈(510_R1)로 인가되는 전류로 정의되고, 제2 우(right)-전류(I_R2)는 제어 장치(미도시)로부터 제2 우(right) 솔레노이드 모듈(510_R2)로 인가되는 전류로 정의될 수 있다.For example, the first right-current I_R1 is defined as the current applied from the control device (not shown) to the first right solenoid module 510_R1, and the second right-current (I_R2) may be defined as a current applied from a control device (not shown) to the second right solenoid module 510_R2.

예를 들어, 제3 우(right)-전류(I_R3)는 제어 장치(미도시)로부터 제3 우(right) 솔레노이드 모듈(510_R3)로 인가되는 전류로 정의되고, 제4 우(right)-전류(I_R4)는 제어 장치(미도시)로부터 제4 우(right) 솔레노이드 모듈(510_R4)로 인가되는 전류로 정의될 수 있다.For example, the third right-current I_R3 is defined as the current applied from the control device (not shown) to the third right solenoid module 510_R3, and the fourth right-current (I_R4) may be defined as a current applied from a control device (not shown) to the fourth right solenoid module 510_R4.

예를 들어, 제5 우(right)-전류(I_R5)는 제어 장치(미도시)로부터 제5 우(right) 솔레노이드 모듈(510_R5)로 인가되는 전류로 정의되고, 제6 우(right)-전류(I_R6)는 제어 장치(미도시)로부터 제6 우(right) 솔레노이드 모듈(510_R6)로 인가되는 전류로 정의될 수 있다.For example, the fifth right-current I_R5 is defined as the current applied from the control device (not shown) to the fifth right solenoid module 510_R5, and the sixth right-current (I_R6) may be defined as a current applied from a control device (not shown) to the sixth right solenoid module 510_R6.

본 일 실시 예에 따르면, 도 5의 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈(510_L1~510_L6) 각각은 각기 다른 전류의 크기(또는 주파수)를 기반으로 독립적으로 제어될 수 있다. 즉, 제1 좌(left) 내지 제6 좌(left) 전류(I_L1~I_L6)의 크기 및 방향은 개별적으로 설정될 수 있다.According to this embodiment, each of the plurality of left solenoid modules 510_L1 to 510_L6 in FIG. 5 may be independently controlled based on different current magnitudes (or frequencies). That is, the magnitudes and directions of the first to sixth left currents I_L1 to I_L6 may be individually set.

일 예로, 제1 좌(left)-전류(I_L1)와 제6 좌(left)-전류(I_L6)는 미리 정해진 크기 및 방향의 전류(예로, 38.19A)일 수 있다. 제2 좌(left)-전류(I_L2)와 제5 좌(left)-전류(I_L5)는 미리 정해진 크기 및 방향의 전류(예로, -59.67A)일 수 있다. 제3 좌(left)-전류(I_L3)와 제4 좌(left)-전류(I_L4)는 미리 정해진 크기 및 방향의 전류(예로, 90.39A)일 수 있다.For example, the first left-current I_L1 and the sixth left-current I_L6 may be currents having predetermined magnitudes and directions (eg, 38.19A). The second left-current I_L2 and the fifth left-current I_L5 may be currents having predetermined magnitudes and directions (eg, -59.67A). The third left-current I_L3 and the fourth left-current I_L4 may be currents having predetermined magnitudes and directions (eg, 90.39 A).

마찬가지로, 도 5의 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(510_R1~510_R6) 각각은 각기 다른 전류의 크기(또는 주파수)를 기반으로 독립적으로 제어될 수 있다. 즉, 제1 우(right) 내지 제6 우(right) 전류(I_R1~I_R6)의 크기 및 방향은 개별적으로 설정될 수 있다.Similarly, each of the plurality of right solenoid modules 510_R1 to 510_R6 of FIG. 5 may be independently controlled based on different current magnitudes (or frequencies). That is, the magnitudes and directions of the first right to sixth right currents I_R1 to I_R6 may be individually set.

본 일 실시 예에 따르면, 서로 상응하는 위치에 존재하는 한 쌍의 솔레노이드 모듈 간에는 동일한 방향 및 크기의 전류가 인가되도록 제어될 수 있다.According to this embodiment, it can be controlled so that current of the same direction and magnitude is applied between a pair of solenoid modules existing at positions corresponding to each other.

일 예로, 제1 우(right)-전류(I_R1)에는 제1 좌(left)-전류(I_L1)와 동일한 크기 및 방향의 전류(예로, 38.19A)일 수 있다. 제2 우(right)-전류(I_R2)에는 제2 좌(left)-전류(I_L2)와 동일한 크기 및 방향의 전류(예로, -59.67A)일 수 있다.For example, the first right-current I_R1 may have the same magnitude and direction as the first left-current I_L1 (eg, 38.19A). The second right-current I_R2 may have the same magnitude and direction as the second left-current I_L2 (eg, -59.67A).

일 예로, 제3 우(right)-전류(I_R3)에는 제3 좌(left)-전류(I_L3)와 동일한 크기 및 방향의 전류(예로, 90.39A)일 수 있다. 제4 우(right)-전류(I_R4)에는 제4 좌(left)-전류(I_L4)와 동일한 크기 및 방향의 전류(예로, 90.39A)일 수 있다.For example, the third right-current I_R3 may have the same magnitude and direction as the third left-current I_L3 (eg, 90.39 A). The fourth right-current I_R4 may have the same magnitude and direction as the fourth left-current I_L4 (eg, 90.39 A).

일 예로, 제5 우(right)-전류(I_R5)에는 제5 좌(left)-전류(I_L5)와 동일한 크기 및 방향의 전류(예로, -59.67A)일 수 있다. 제6 우(right)-전류(I_R6)에는 제6 좌(left)-전류(I_L6)와 동일한 크기 및 방향의 전류(예로, 38.19A)일 수 있다.For example, the fifth right-current I_R5 may have the same magnitude and direction as the fifth left-current I_L5 (eg, -59.67A). The sixth right-current I_R6 may have the same magnitude and direction as the sixth left-current I_L6 (eg, 38.19A).

도 5의 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈(510_R1~510_R6) 각각은 제어 장치(미도시)와 연결된 도선을 통해 전류가 전달될 수 있다. 또한, 복수의-우(right) 솔레노이드 모듈(510_R1~510_R6) 각각은 각기 다른 전류의 크기(또는 주파수)를 기반으로 독립적으로 제어될 수 있다.Current may be transmitted to each of the plurality of right solenoid modules 510_R1 to 510_R6 of FIG. 5 through a wire connected to a control device (not shown). In addition, each of the plurality of right solenoid modules 510_R1 to 510_R6 may be independently controlled based on the magnitude (or frequency) of each different current.

앞선 도 2 및 도 5에 도시된 복수의 솔레노이드 모듈의 개수(좌측 및 우측 6개)에 본 명세서가 한정되는 것이 아니며, 동작 환경에 따라 복수의 솔레노이드 모듈의 개수는 추가 혹은 감소될 수 있음은 이해될 것이다.It is understood that the present specification is not limited to the number of solenoid modules (six on the left and right) shown in FIGS. 2 and 5, and the number of solenoid modules may be added or reduced depending on the operating environment. It will be.

또한, 도 2 및 도 5에 도시된 복수의 솔레노이드 모듈의 배치는 Z축을 따라 평행하게 배치되는 것으로 도시되나, 이에 본 명세서가 한정되는 것이 아님은 이해될 것이다. In addition, although the arrangement of the plurality of solenoid modules shown in FIGS. 2 and 5 is shown as being arranged in parallel along the Z-axis, it will be understood that the present specification is not limited thereto.

다시 말해, PC 부재의 위치 또는 형상에 따라 복수의 솔레노이드 모듈은 특정 축(예로, X축 또는 Y축)을 따라 평행하게 배치될 수도 있다.In other words, according to the position or shape of the PC member, the plurality of solenoid modules may be arranged in parallel along a specific axis (eg, X axis or Y axis).

도 5는 본 일 실시 예에 따른 복수의 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템의 동작을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating an operation of an external magnetization system using a plurality of solenoid modules according to an exemplary embodiment.

도 1 내지 도 5을 참조하면, S510 단계에서, 본 일 실시 예에 따른 외부 자화 시스템(예로, 도 2의 200)은 복수의 솔레노이드 모듈(예로, 도 2의 210_L1~210_L6, 210_ R1~210_R6)을 이용하여 미리 정해진 방향(예로, 도 2의 21)으로 복수의 자력선(즉, 자기장)을 발생시킬 수 있다.1 to 5, in step S510, the external magnetization system (eg, 200 in FIG. 2) according to the present embodiment includes a plurality of solenoid modules (eg, 210_L1 to 210_L6, 210_ R1 to 210_R6 in FIG. 2) It is possible to generate a plurality of magnetic lines of force (ie, magnetic fields) in a predetermined direction (eg, 21 in FIG. 2) by using.

S520 단계에서, 본 일 실시 예에 따른 외부 자화 시스템(예로, 도 2의 200)은 미리 정해진 위치에 구비된 복수의 홀 센서를 포함하는 감지 장치(예로, 도 2의 220)의 감지 동작을 기반으로 기 발생된 복수의 자력선(즉, 자기장)에 대한 자속밀도의 변화를 탐지할 수 있다.In step S520, the external magnetization system (eg, 200 in FIG. 2 ) according to the present embodiment is based on the sensing operation of the sensing device (eg, 220 in FIG. 2 ) including a plurality of Hall sensors provided at predetermined positions. As a result, it is possible to detect a change in magnetic flux density for a plurality of previously generated magnetic lines of force (ie, magnetic fields).

여기서, 복수의 자력선의 자속밀도 변화와 연관된 탐지정보는 제어 장치(예로, 도 3의 330)로 전달될 수 있다.Here, detection information associated with changes in magnetic flux densities of the plurality of magnetic lines of force may be transmitted to a control device (eg, 330 in FIG. 3 ).

S530 단계에서, 본 일 실시 예에 따른 외부 자화 시스템(예로, 도 2의 200)은 자속밀도 변화와 연관된 탐지정보를 기반으로 PS 강재(예로, 도 2의 21)의 응력 변화를 파악할 수 있을 뿐만 아니라 PS 강재(예로, 도 2의 21)의 긴장 응력을 도출할 수 있다.In step S530, the external magnetization system (eg, 200 in FIG. 2) according to the present embodiment can grasp the stress change of the PS steel material (eg, 21 in FIG. 2) based on the detection information associated with the change in magnetic flux density. Rather, it is possible to derive the tension stress of the PS steel (eg, 21 in FIG. 2).

앞서 배경기술과 관련하여 언급한 것처럼, 자기 물리(Physics of Magnetic Material) 분야에서 널리 알려진 빌레리 효과(Villari Effect) 또는 역자기변형효과에 의하면 자성체인 강재의 응력 변화는 투자율의 변화를 동반한다. As mentioned above in relation to the background art, according to the Villari Effect or inverse magnetostriction effect, which is widely known in the field of physics of magnetic material, a change in the stress of a magnetic material is accompanied by a change in magnetic permeability.

여기서, 강재의 응력 변화와 투자율의 변화에 대한 수학적 관계는 대한민국 등록특허 제10-0573735호를 비롯하여 다양한 공지 기술을 통해 이미 알려져 있다.Here, the mathematical relationship between the change in stress and the change in magnetic permeability of steel is already known through various known technologies, including Korean Patent Registration No. 10-0573735.

본 일 실시 예에 따르면, 기존 정밀 안전진단 기법으로 확인이 불가능한 노후 PSC 교량의 심부까지 자기장이 도달할 수 있기 때문에 교량에 대한 긴장력 및 내부 상태를 더욱 정밀하게 진단할 수 있다.According to this embodiment, since the magnetic field can reach the deep part of the old PSC bridge, which cannot be confirmed by the existing precise safety diagnosis technique, the tension and internal state of the bridge can be diagnosed more precisely.

즉, PSC 교량의 효율적이고 신뢰성 있는 정밀 진단이 가능해지기 때문에, 주요 사회 기반 시설물의 효율적 유지관리 및 사고 예방이 가능할 수 있다.That is, since efficient and reliable precision diagnosis of PSC bridges is possible, efficient maintenance and accident prevention of major social infrastructures may be possible.

또한, PSC 교량의 상태 진단을 통한 유지관리의 효율성이 증진되어 즉각적인 보수 및 보강을 통해 유지관리 비용이 절감될 수 있을 뿐만 아니라 교량의 효율적인 관리를 통해 PSC 교량의 공용수명을 증가시켜 PSC 교량 철거 및 재시공에 따른 사회적 비용 절감이 가능할 수 있다.In addition, maintenance cost can be reduced through immediate repair and reinforcement through improved maintenance efficiency through condition diagnosis of PSC bridges, as well as PSC bridge demolition and removal by increasing the service life of PSC bridges through efficient management of bridges. Reduction of social costs may be possible due to re-construction.

본 명세서의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 명세서의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 명세서의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present specification, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present specification. Therefore, the scope of the present specification should not be limited to the above-described embodiments and should not be defined by those equivalent to the claims of this invention as well as the claims to be described later.

300: 외부 자화 시스템
310_L: 제1 자화장치
310_R: 제2 자화장치
320: 감지 장치
330: 제어 장치
300: external magnetization system
310_L: first magnetizer
310_R: 2nd magnetizer
320: detection device
330: control device

Claims (1)

제1 지지부 및 상기 제1 지지부와 마주보도록 배치된 제2 지지부를 포함하는 강자성체 프레임;
상기 제1 지지부를 따라 종방향으로 구비된 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈을 포함하고, 미리 정해진 제1 방향으로 복수의 제1 자력선을 생성하는 제1 자화장치;
상기 제2 지지부를 따라 종방향으로 구비된 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈을 포함하고, 미리 정해진 제2 방향으로 복수의 제2 자력선을 생성하는 제2 자화장치;
상기 복수의 제1 자력선 및 상기 복수의 제2 자력선과 연관된 자속밀도 변화를 계측하기 위한 다수의 홀 센서로 구현된 감지 장치; 및
상기 감지 장치와 연동되어 상기 제1 자화장치 및 상기 제2 자화장치를 제어하는 제어 장치를 포함하되,
상기 복수의 좌(left) 솔레노이드 모듈 및 복수의 우(right) 솔레노이드 모듈에 포함된 보빈에 감기는 도선의 직경은 미리 결정된 범위에서 결정되는 것을 특징으로 하는,
복수의 소형 솔레노이드 모듈을 이용하는 외부 자화 시스템.
a ferromagnetic frame including a first support portion and a second support portion disposed to face the first support portion;
a first magnetization device including a plurality of left solenoid modules provided in a longitudinal direction along the first support and generating a plurality of first lines of magnetic force in a predetermined first direction;
a second magnetizer including a plurality of right solenoid modules provided in a longitudinal direction along the second support and generating a plurality of second lines of magnetic force in a predetermined second direction;
a sensing device implemented with a plurality of Hall sensors for measuring a change in magnetic flux density associated with the plurality of first magnetic lines of force and the plurality of second lines of magnetic force; and
A control device interlocked with the sensing device to control the first magnetization device and the second magnetization device,
Characterized in that the diameters of the wires wound on the bobbins included in the plurality of left solenoid modules and the plurality of right solenoid modules are determined within a predetermined range.
External magnetization system using multiple small solenoid modules.
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