KR101670819B1 - 구조물의 진단 방법 및 진단 시스템 - Google Patents

구조물의 진단 방법 및 진단 시스템 Download PDF

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Abstract

구조물의 진단 방법에서는 센싱부가 레이져 빔에 의해 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호를 수신한다. 제어부가 초음파 신호에 기초하여 생성되는 초음파 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수를 계산하고, 총 피크 점의 개수 중 문턱 값 이상에 해당하는 문턱 피크 점의 개수를 계산한다. 제어부가 총 피크 점의 개수 및 문턱 피크 점의 개수에 기초하여 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단한다. 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호의 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수 및 문턱 피크 점의 개수를 이용하여 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단함으로써 구조물 진단의 정확도를 높일 수 있다.

Description

구조물의 진단 방법 및 진단 시스템{DIAGNOSIS METHOD OF STRUCTURE AND DIANOSIS SYSTEM}
본 발명은 구조물의 진단에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조물의 진단 방법 및 진단 시스템에 관한 것이다.
구조물 진단은 구조물의 안전성을 판단하기 위해서 행해질 수 있다. 구조물의 손상이 발생하는 경우, 구조물의 안전성에 문제가 생길 수 있다. 따라서 구조물의 손상을 신속하게 파악하여 구조물에 적절한 조치를 취하는 것은 필수적이며, 현재, 구조물의 손상을 파악하기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호의 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수 및 문턱 피크 점의 개수를 이용하여 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 구조물의 진단 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호에 상응하는 현재 스테이트 스페이스 및 베이스라인 스테이트 스페이스에 기초하여 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 구조물의 진단 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호의 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수 및 문턱 피크 점의 개수를 이용하여 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 진단 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 센싱부가 레이져 빔에 의해 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호를 수신하는 단계, 제어부가 상기 초음파 신호에 기초하여 생성되는 초음파 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 총 피크 점의 개수 중 문턱 값 이상에 해당하는 문턱 피크 점의 개수를 계산하는 단계 및 상기 제어부가 상기 총 피크 점의 개수 및 상기 문턱 피크 점의 개수에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부는 상기 문턱 피크 점의 개수를 상기 총 피크 점의 개수로 나눈 사이드 피크 카운트 값에 기초하여 결정될 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 사이드 피크 카운트 값이 높을수록 상기 타겟 스트럭쳐의 손상의 정도가 증가할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 문턱 값은 상기 제어부를 통해서 가변될 수 있다.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 센싱부가 제1 시간에서 제1 레이져 빔에 의해 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제1 초음파 신호를 수신하고, 상기 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔에 의해 상기 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제2 초음파 신호를 수신하고 단계, 제어부가 상기 제1 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제1 초음파 주파수 스펙트럼에서 제1 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제1 총 피크 점의 개수 중 문턱 값 이상에 해당하는 제1 문턱 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제2 초음파 주파수 스펙트럼에서 제2 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 총 피크 점의 개수 중 상기 문턱 값 이상에 해당하는 제2 문턱 피크 점의 개수를 계산하는 단계 및 상기 제어부가 제1 총 피크 점의 개수, 상기 제1 문턱 피크 점의 개수, 상기 제2 총 피크 점의 개수 및 상기 제2 문턱 피크 점의 개수에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부는 상기 제1 문턱 피크 점의 개수를 상기 제1 총 피크 점의 개수로 나눈 제1 사이드 피크 카운트 값 및 상기 제2 문턱 피크 점의 개수를 상기 제2 총 피크 점의 개수로 나눈 제2 사이드 피크 카운트 값에 기초하여 결정될 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부는 상기 제1 사이드 피크 카운트 값 및 상기 제2 사이드 피크 카운트 값의 차에 해당하는 사이드 피크 카운트 차에 기초하여 결정될 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 사이트 피크 카운트 차가 높을수록 상기 타겟 스트럭쳐의 손상의 정도가 증가할 수 있다.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 레이져 발생부가 제1 시간에 제1 레이져 빔을 타겟 스트럭쳐에 송신하고, 상기 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔을 상기 타겟 스트럭쳐에 송신하는 단계, 센싱부가 제1 시간에서 제1 레이져 빔에 의해 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제1 초음파 신호를 수신하고, 상기 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔에 의해 상기 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제2 초음파 신호를 수신하는 단계, 제어부가 상기 제1 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제1 초음파 주파수 스펙트럼에서 제1 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제1 총 피크 점의 개수 중 문턱 값 이상에 해당하는 제1 문턱 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제2 초음파 주파수 스펙트럼에서 제2 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 총 피크 점의 개수 중 상기 문턱 값 이상에 해당하는 제2 문턱 피크 점의 개수를 계산하는 단계 및 상기 제어부가 제1 총 피크 점의 개수, 상기 제1 문턱 피크 점의 개수, 상기 제2 총 피크 점의 개수 및 상기 제2 문턱 피크 점의 개수에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 문턱 값은 상기 제1 총 피크 점들 중 크기가 가장 큰 최대 피크 점의 크기의 1/20보다 같거나 작을 수 있다.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 센싱부가 레이져 빔에 의해 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호를 수신하는 단계, 제어부가 상기 초음파 신호에 상응하는 공간 벡터에 해당하는 현재 스테이트 스페이스를 생성하는 단계 및 상기 제어부가 현재 스테이트 스페이스 및 상기 타겟 스트럭쳐가 정상 상태인 경우의 베이스라인 스테이트 스페이스에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 베이스라인 스테이트 스페이스에 포함되는 제1 지점과 상기 현재 스테이트 스페이스에 포함되고, 상기 제1 지점에 상응하는 제2 지점에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부는 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 유클리디안 거리(euclidean norm)에 기초하여 판단될 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부는 상기 베이스라인 스테이트 스페이스 및 상기 현재 스테이트 스페이스에 포함되는 복수의 지점들간의 상기 유클리디안 거리의 평균 및 표준 편차에 기초하여 판단될 수 있다.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 진단 시스템은 레이져 발생부, 센싱부 및 제어부를 포함한다. 상기 레이져 발생부는 제1 시간에 제1 레이져 빔을 타겟 스트럭쳐에 송신하고, 상기 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔을 상기 타겟 스트럭쳐에 송신한다. 상기 센싱부는 제1 시간에서 제1 레이져 빔에 의해 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제1 초음파 신호를 수신하고, 상기 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔에 의해 상기 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제2 초음파 신호를 수신한다. 상기 제어부는 상기 제1 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제1 초음파 주파수 스펙트럼에서 제1 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제1 총 피크 점의 개수 중 문턱 값 이상에 해당하는 제1 문턱 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제2 초음파 주파수 스펙트럼에서 제2 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 총 피크 점의 개수 중 상기 문턱 값 이상에 해당하는 제2 문턱 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제1 총 피크 점의 개수, 상기 제1 문턱 피크 점의 개수, 상기 제2 총 피크 점의 개수 및 상기 제2 문턱 피크 점의 개수에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단한다.
본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호의 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수 및 문턱 피크 점의 개수를 이용하여 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단함으로써 구조물 진단의 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 2의 구조물의 진단 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 구조물의 손상 증가에 따른 사이드 피크 카운트 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 구조물의 진단 방법에서 사용되는 문턱 값의 변화에 따른 사이트 피크 카운트 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 구조물의 손상 여부에 따른 사이드 피크 카운트 차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10은 도 9의 구조물의 진단 방법에서 사용되는 스테이트 스페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 11는 베이스라인 스테이트 스페이스 및 제1 지점을 나타내는 도면이다.
도 12는 현재 스테이트 스페이스 및 제1 지점에 상응하는 제2 지점을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 시스템을 나타내는 블록도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1및 도 2를 참조하면, 진단 시스템(10)은 레이져 발생부(500), 센싱부(100) 및 제어부(300)를 포함한다. 레이져 발생부(500)는 펄스 레이져(510) 및 제1 회전 거울(530)을 포함할 수 있다. 센싱부(100)는 제2 회전 거울(110) 및 초음파 측정기(130)를 포함할 수 있다. 레이져 발생부(500)에 포함되는 펄스 레이져(510)는 레이저 빔를 발생할 수 있다. 제1 회전 거울(530)은 펄스 레이져(510)로부터 발생되는 레이져 빔(LS)을 타겟 구조물(200)에 제공할 수 있다. 타겟 구조물(200)은 레이져 발생부(500)로부터 출력되는 레이져 빔(LS)에 의해 초음파 신호(US)를 생성할 수 있다. 초음파 신호(US)는 센싱부(100)에 포함되는 제2 회전 거울(110)을 통해서 초음파 측정기(130)로 전달될 수 있다. 초음파 측정기(130)로부터 수신되는 초음파 신호(US)는 제어부(300)에 제공될 수 있다.
구조물의 진단 방법에서는 센싱부(100)가 레이져 빔(LS)에 의해 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 초음파 신호(US)를 수신한다(S100). 예를 들어, 레이져 발생부(500)에 포함되는 펄스 레이져(510)는 레이져 빔(LS)을 발생할 수 있다. 레이져 빔(LS)은 제1 회전 거울(530)을 통해서 타겟 스트럭쳐(200)에 제공될 수 있다. 레이져 빔(LS)이 타겟 스트럭쳐(200)에 제공되는 경우 열적 팽창에 의하여 타겟 스트럭쳐(200)는 초음파 신호(US)를 발생할 수 있다. 센싱부(100)는 타겟 스트럭쳐(200)로부터 발생되는 초음파 신호(US)를 수신할 수 있다.
도 3은 도 2의 구조물의 진단 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 제어부(300)가 초음파 신호(US)에 기초하여 생성되는 초음파 주파수 스펙트럼(UFS)에서 총 피크 점의 개수(TPN) 및 총 피크 점의 개수(TPN) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 문턱 피크 점의 개수(TRPN)를 계산할 수 있다(S300). 제어부(300)는 초음파 신호(US)에 기초하여 초음파 주파수 스펙트럼(UFS)을 생성할 수 있다. 제어부(300)는 초음파 주파수 스펙트럼(UFS)에 나타나는 모든 피크 점에 해당하는 총 피크 점의 개수(TPN)를 계산할 수 있다. 또한 제어부(300)는 총 피크 점의 개수(TPN) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 문턱 피크 점의 개수(TRPN)를 계산할 수 있다. 예를 들어, 문턱 값(TR)이 0.2인 경우, 문턱 피크 점의 개수(TRPN)는 12개일 수 있다
제어부(300)가 총 피크 점의 개수(TPN) 및 문턱 피크 점의 개수(TRPN)에 기초하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단할 수 있다(S700). 예를 들어, 구조물의 손상 정도에 따라서 총 피크 점의 개수(TPN) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 문턱 피크 점의 개수(TRPN)가 변동할 수 있다. 구조물의 손상 정도가 증가함에 따라 총 피크 점의 개수(TPN) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 문턱 피크 점의 개수(TRPN)가 증가할 수 있다. 구조물의 손상이 없는 경우, 총 피크 점의 개수(TPN) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 문턱 피크 점의 개수(TRPN)는 일정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 초음파 신호(US)의 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수(TPN) 및 문턱 피크 점의 개수(TRPN)를 이용하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단함으로써 구조물 진단의 정확도를 높일 수 있다.
도 4는 구조물의 손상 증가에 따른 사이드 피크 카운트 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3은 구조물의 손상이 없는 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 구조물의 손상이 있는 상태를 나타내는 도면이다. 구조물의 손상이 없는 경우, 도3의 P 지점의 크기는 0.2보다 작을 수 있다. 구조물의 손상이 있는 경우, 도 4의 P 지점의 크기는 0.2보다 클 수 있다. 구조물의 손상 정도가 증가함에 따라 P 지점의 크기는 증가할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014088078257-pat00001
Figure 112014088078257-pat00002
는 총 피크 점의 개수(TPN)를 나타내고,
Figure 112014088078257-pat00003
는 문턱 피크 점의 개수(TRPN)를 나타내고,
Figure 112014088078257-pat00004
는 사이드 피크 카운트 값(SPC)을 나타낸다.
예시적인 실시예에 있어서, 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부는 문턱 피크 점의 개수(TRPN)를 총 피크 점의 개수(TPN)로 나눈 사이드 피크 카운트 값(SPC)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 경우, 총 피크 점의 개수(TPN)는 20개일 수 있다. 문턱 값(TR)은 0.2일 수 있고, 문턱 값(TR)보다 큰 문턱 피크 점의 개수(TRPN)는 12개 일 수 있다. 이 경우, 사이드 피크 카운트 값(SPC)은 0.6일 수 있다. 도 4의 경우, 총 피크 점의 개수(TPN)는 20개일 수 있다. 문턱 값(TR)은 0.2일 수 있고, 문턱 값(TR)보다 큰 문턱 피크 점의 개수(TRPN)는 13개 일 수 있다. 이 경우, 사이드 피크 카운트 값(SPC)은 0.65일 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 사이드 피크 카운트 값(SPC)이 높을수록 타겟 스트럭쳐(200)의 손상의 정도가 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 경우, 사이드 피크 값은 0.6 일 수 있다. 도 4의 경우, 사이드 피크 값은 0.65 일 수 있다. 도 4의 경우는 도 3의 경우보다 구조물의 손상 정도가 높을 수 있다.
도 5는 도 2의 구조물의 진단 방법에서 사용되는 문턱 값의 변화에 따른 사이트 피크 카운트 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도 4의 경우, 문턱 값(TR)은 0.2일 수 있다. 총 피크 점의 개수(TPN)는 20개일 수 있다. 문턱 값(TR)보다 큰 문턱 피크 점의 개수(TRPN)는 12개 일 수 있다. 사이드 피크 카운트 값(SPC)은 0.6일 수 있다. 도 5의 경우, 문턱 값(TR)은 0.4일 수 있다. 총 피크 점의 개수(TPN)는 20개일 수 있다. 문턱 값(TR)보다 큰 문턱 피크 점의 개수(TRPN)는 7개 일 수 있다. 사이드 피크 카운트 값(SPC)은 0.35일 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 문턱 값(TR)은 제어부(300)를 통해서 가변될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이고, 도 7은 구조물의 손상 여부에 따른 사이드 피크 카운트 차를 설명하기 위한 도면이다.
도 1, 도 6및 도 7을 참조하면, 진단 시스템(10)은 레이져 발생부(500), 센싱부(100) 및 제어부(300)를 포함한다. 레이져 발생부(500)는 펄스 레이져(510) 및 제1 회전 거울(530)을 포함할 수 있다. 센싱부(100)는 제2 회전 거울(110) 및 초음파 측정기(130)를 포함할 수 있다. 레이져 발생부(500)에 포함되는 펄스 레이져(510)는 레이저 빔를 발생할 수 있다. 제1 회전 거울(530)은 펄스 레이져(510)로부터 발생되는 레이져 빔(LS)을 타겟 구조물에 제공할 수 있다. 타겟 구조물은 레이져 발생부(500)로부터 출력되는 레이져 빔(LS)에 의해 초음파 신호(US)를 생성할 수 있다. 초음파 신호(US)는 센싱부(100)에 포함되는 제2 회전 거울(110)을 통해서 초음파 측정기(130)로 전달될 수 있다. 초음파 측정기(130)로부터 수신되는 초음파 신호(US)는 제어부(300)에 제공될 수 있다.
구조물의 진단 방법에서는 센싱부(100)가 제1 시간에서 제1 레이져 빔(LS1)에 의해 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 제1 초음파 신호(US1)하고, 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔(LS2)에 의해 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 제2 초음파 신호(US2)를 수신할 수 있다(S110). 예를 들어, 레이져 발생부(500)에 포함되는 펄스 레이져(510)는 레이져 빔(LS)을 발생할 수 있다. 레이져 빔(LS)은 제1 회전 거울(530)을 통해서 타겟 스트럭쳐(200)에 제공될 수 있다. 레이져 빔(LS)이 타겟 스트럭쳐(200)에 제공되는 경우 열적 팽창에 의하여 타겟 스트럭쳐(200)는 초음파 신호(US)를 발생할 수 있다. 센싱부(100)는 타겟 스트럭쳐(200)로부터 발생되는 초음파 신호(US)를 수신할 수 있다.
제어부(300)가 제1 초음파 신호(US1)에 기초하여 생성되는 제1 초음파 주파수 스펙트럼(UFS1)에서 제1 총 피크 점의 개수(TPN1)를 계산하고, 제1 총 피크 점의 개수(TPN1) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1)를 계산하고, 제2 초음파 신호(US2)에 기초하여 생성되는 제2 초음파 주파수 스펙트럼(UFS2)에서 제2 총 피크 점의 개수(TPN2)를 계산하고, 제2 총 피크 점의 개수(TPN2) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)를 계산할 수 있다(S310). 제어부(300)가 제1 총 피크 점의 개수(TPN1), 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1), 제2 총 피크 점의 개수(TPN2) 및 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)에 기초하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단할 수 있다(S510).
예를 들어, 제1 초음파 주파수 스펙트럼(UFS1)으로부터 계산되는 제1 총 피크 점의 개수(TPN1) 및 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1)를 이용하면 제1 시간의 타겟 스트럭쳐(200)의 상태를 파악할 수 있고, 제2 초음파 주파수 스펙트럼(UFS2)으로부터 계산되는 제2 총 피크 점의 개수(TPN2) 및 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)를 이용하면 제2 시간의 타겟 스트럭쳐(200)의 상태를 파악할 수 있다. 따라서 제1 총 피크 점의 개수(TPN1), 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1), 제2 총 피크 점의 개수(TPN2) 및 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)를 이용하면 제1 시간으로부터 제2 시간 사이에 발생한 구조물의 손상 정도를 파악할 수 있다.
예를 들어 제1 초음파 주파수 스펙트럼(UFS1)은 도 3의 주파수 스펙트럼이고, 제1 초음파 주파수 스펙트럼(UFS1)은 도 4의 주파스 스펙트럼일 수 있다. 도 3의 경우, 제1 초음파 주파수 스펙트럼(UFS1)에서 총 피크 점의 개수(TPN)는 20개일 수 있다. 문턱 값(TR)은 0.2일 수 있고, 문턱 값(TR)보다 큰 문턱 피크 점의 개수(TRPN)는 12개 일 수 있다. 이 경우, 사이드 피크 카운트 값(SPC)은 0.6일 수 있다. 도 4의 경우, 제2 초음파 주파수 스펙트럼(UFS2)에서 총 피크 점의 개수(TPN)는 20개일 수 있다. 문턱 값(TR)은 0.2일 수 있고, 문턱 값(TR)보다 큰 문턱 피크 점의 개수(TRPN)는 13개 일 수 있다. 이 경우, 사이드 피크 카운트 값(SPC)은 0.65일 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부는 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1)를 제1 총 피크 점의 개수(TPN1)로 나눈 제1 사이드 피크 카운트 값(SPC1) 및 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)를 제2 총 피크 점의 개수(TPN2)로 나눈 제2 사이드 피크 카운트 값(SPC2)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어 도 3의 제1 주파수 스펙트럼에서 제1 사이드 피크 카운트 값(SPC1)은 0.6이고, 도4의 제2 주파수 스펙트럼에서 제2 사이드 피크 카운트 값(SPC2)은 0.65일 수 있다. 이 경우, 제1 시간으로부터 제2 시간 사이에 구조물의 손상 정도는 증가할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부는 제1 사이드 피크 카운트 값(SPC1) 및 제2 사이드 피크 카운트 값(SPC2)의 차에 해당하는 사이드 피크 카운트 차(SPCD)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어 도 3의 제1 주파수 스펙트럼에서 제1 사이드 피크 카운트 값(SPC1)은 0.6이고, 도4의 제2 주파수 스펙트럼에서 제2 사이드 피크 카운트 값(SPC2)은 0.65일 수 있다. 이 경우, 사이드 피크 카운트 차(SPCD)는 0.05일 수 있다. 제1 시간으로부터 제2 시간 사이에 구조물의 손상 정도는 0.05증가될 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 사이드 피크 카운트 차(SPCD)가 높을수록 타겟 스트럭쳐(200)의 손상의 정도가 증가할 수 있다. 예를 들어, 사이드 피크 카운트 차(SPCD)는 제1 사이드 피크 카운트 값(SPC1) 제2 사이드 피크 카운트 값(SPC2)의 차일 수 있다. 사이드 피크 카운트 차(SPCD)가 높으면 제1 사이드 피크 카운트 값(SPC1)과 제2 사이트 피크 카운트 값 사이에 차이는 클 수 있다. 제1 사이드 피크 카운트 값(SPC1)과 제2 사이드 피크 카운트 값(SPC2) 사이에 차이가 큰 경우, 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1)와 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)의 차이가 클 수 있다. 즉 사이드 피크 카운트 차(SPCD)가 높을수록 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1)와 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)의 차이가 크다. 따라서 사이드 피크 카운트 차(SPCD)가 높을수록 타겟 스트럭쳐(200)의 손상의 정도가 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 초음파 신호(US)의 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수(TPN) 및 문턱 피크 점의 개수(TRPN)를 이용하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단함으로써 구조물 진단의 정확도를 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 진단 시스템(10)은 레이져 발생부(500), 센싱부(100) 및 제어부(300)를 포함한다. 레이져 발생부(500)는 펄스 레이져(510) 및 제1 회전 거울(530)을 포함할 수 있다. 센싱부(100)는 제2 회전 거울(110) 및 초음파 측정기(130)를 포함할 수 있다. 레이져 발생부(500)에 포함되는 펄스 레이져(510)는 레이저 빔를 발생할 수 있다. 제1 회전 거울(530)은 펄스 레이져(510)로부터 발생되는 레이져 빔(LS)을 타겟 구조물에 제공할 수 있다. 타겟 구조물은 레이져 발생부(500)로부터 출력되는 레이져 빔(LS)에 의해 초음파 신호(US)를 생성할 수 있다. 초음파 신호(US)는 센싱부(100)에 포함되는 제2 회전 거울(110)을 통해서 초음파 측정기(130)로 전달될 수 있다. 초음파 측정기(130)로부터 수신되는 초음파 신호(US)는 제어부(300)에 제공될 수 있다.
구조물의 진단 방법에서는 레이져 발생부(500)가 제1 시간에 제1 레이져 빔(LS1)을 타겟 스트럭쳐(200)에 송신하고, 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔(LS2)을 타겟 스트럭쳐(200)에 송신한다(S130). 센싱부(100)가 제1 시간에서 제1 레이져 빔(LS1)에 의해 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 제1 초음파 신호(US1)를 수신하고, 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔(LS2)에 의해 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 제2 초음파 신호(US2)를 수신한다(S330). 예를 들어, 레이져 발생부(500)에 포함되는 펄스 레이져(510)는 레이져 빔(LS)을 발생할 수 있다. 레이져 빔(LS)은 제1 회전 거울(530)을 통해서 타겟 스트럭쳐(200)에 제공될 수 있다. 레이져 빔(LS)이 타겟 스트럭쳐(200)에 제공되는 경우 열적 팽창에 의하여 타겟 스트럭쳐(200)는 초음파 신호(US)를 발생할 수 있다. 센싱부(100)는 타겟 스트럭쳐(200)로부터 발생되는 초음파 신호(US)를 수신할 수 있다.
제어부(300)가 제1 초음파 신호(US1)에 기초하여 생성되는 제1 초음파 주파수 스펙트럼(UFS1)에서 제1 총 피크 점의 개수(TPN1)를 계산하고, 제1 총 피크 점의 개수(TPN1) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1)를 계산하고, 제2 초음파 신호(US2)에 기초하여 생성되는 제2 초음파 주파수 스펙트럼(UFS2)에서 제2 총 피크 점의 개수(TPN2)를 계산하고, 제2 총 피크 점의 개수(TPN2) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)를 계산할 수 있다(S530).
제어부(300)가 제1 총 피크 점의 개수(TPN1), 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1), 제2 총 피크 점의 개수(TPN2) 및 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)에 기초하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단할 수 있다(S730). 예를 들어, 제1 초음파 주파수 스펙트럼(UFS1)으로부터 계산되는 제1 총 피크 점의 개수(TPN1) 및 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1)를 이용하면 제1 시간의 타겟 스트럭쳐(200)의 상태를 파악할 수 있고, 제2 초음파 주파수 스펙트럼(UFS2)으로부터 계산되는 제2 총 피크 점의 개수(TPN2) 및 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)를 이용하면 제2 시간의 타겟 스트럭쳐(200)의 상태를 파악할 수 있다. 따라서 제1 총 피크 점의 개수(TPN1), 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1), 제2 총 피크 점의 개수(TPN2) 및 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)를 이용하면 제1 시간으로부터 제2 시간 사이에 발생한 구조물의 손상 정도를 파악할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 문턱 값(TR)은 제1 총 피크 점들(TP1) 중 크기가 가장 큰 최대 피크 점의 크기의 1/20보다 같거나 작을 수 있다. 예를 들어, 구조물 손상에 의해 발생하는 사이드 피크들의 크기는 작을 수 있다. 사이드 피크들의 크기는 제1 총 피크 점들(TP1) 중 크기가 가장 큰 최대 피크 점의 크기의 1/20일 수 있다. 따라서 문턱 값(TR)이 제1 총 피크 점들(TP1) 중 크기가 가장 큰 최대 피크 점의 크기의 1/20보다 같거나 작은 경우, 구조물 손상을 감지하기 용이할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 초음파 신호(US)의 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수(TPN) 및 문턱 피크 점의 개수(TRPN)를 이용하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단함으로써 구조물 진단의 정확도를 높일 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법을 나타내는 순서도이고, 도 10은 도 9의 구조물의 진단 방법에서 사용되는 스테이트 스페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 1, 도 9 및 도 10을 참조하면, 진단 시스템(10)은 레이져 발생부(500), 센싱부(100) 및 제어부(300)를 포함한다. 레이져 발생부(500)는 펄스 레이져(510) 및 제1 회전 거울(530)을 포함할 수 있다. 센싱부(100)는 제2 회전 거울(110) 및 초음파 측정기(130)를 포함할 수 있다. 레이져 발생부(500)에 포함되는 펄스 레이져(510)는 레이저 빔를 발생할 수 있다. 제1 회전 거울(530)은 펄스 레이져(510)로부터 발생되는 레이져 빔(LS)을 타겟 구조물에 제공할 수 있다. 타겟 구조물은 레이져 발생부(500)로부터 출력되는 레이져 빔(LS)에 의해 초음파 신호(US)를 생성할 수 있다. 초음파 신호(US)는 센싱부(100)에 포함되는 제2 회전 거울(110)을 통해서 초음파 측정기(130)로 전달될 수 있다. 초음파 측정기(130)로부터 수신되는 초음파 신호(US)는 제어부(300)에 제공될 수 있다.
구조물의 진단 방법에서는 센싱부(100)가 레이져 빔(LS)에 의해 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 초음파 신호(US)를 수신할 수 있다(S200). 제어부(300)가 초음파 신호(US)에 상응하는 공간 벡터에 해당하는 현재 스테이트 스페이스(CSS)를 생성할 수 있다(S400). 예를 들어, 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 초음파 신호(US)는 도 10과 같이 나타낼 수 있다. 현재 스테이트 스페이스(CSS)는 시간 축 상의 각 지점에 대하여 크기(A)와 기울기(S)로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 시간 T1에서의 크기(A)와 기울기(S)는 [A1, S1]으로 표시할 수 있다. 이와 같은 방식으로 시간 축 상의 각 지점에 대하여 크기(A)와 기울기(S)를 구할 수 있다. 시간 축 상의 각 지점에 대하여 크기(A)와 기울기(S)를 평면 상에 도시하면 후술하는 도 12과 같을 수 있다.
제어부(300)가 현재 스테이트 스페이스(CSS) 및 타겟 스트럭쳐(200)가 정상 상태인 경우의 베이스라인 스테이트 스페이스(BSS)에 기초하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함한다. 베이스라인 스테이트 스페이스(BSS)는 타겟 스트럭쳐(200)의 손상이 없는 상태에서 타켓 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호(US)에 기초하여 구성되는 스테이트 스페이스일 수 있다. 베이스라인 스테이트 스페이스(BSS)를 구성하는 방법은 현재 스테이트 스페이스(CSS)를 구성하는 방법과 동일할 수 있다. 타겟 스트럭쳐(200)의 손상이 없는 상태에서 타켓 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호(US)에 기초하여 구성되는 베이스라인 스테이트 스페이스(BSS) 도 11과 같을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 초음파 신호(US)의 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수(TPN) 및 문턱 피크 점의 개수(TRPN)를 이용하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단함으로써 구조물 진단의 정확도를 높일 수 있다.
도 11는 베이스라인 스테이트 스페이스 및 제1 지점을 나타내는 도면이고, 도 12는 현재 스테이트 스페이스 및 제1 지점에 상응하는 제2 지점을 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 베이스라인 스테이트 스페이스(BSS)에 포함되는 제1 지점(Y)과 현재 스테이트 스페이스(CSS)에 포함되고, 제1 지점(Y)에 상응하는 제2 지점(Y`)에 기초하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 타겟 스트럭쳐(200)의 손상이 없는 상태에서 타켓 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호(US)의 T1시간의 크기(A)와 기울기(S)를 도시한 지점은 도 11의 Y일 수 있다. 그 후 타겟 스트럭쳐(200)에 손상이 발생한 경우, 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 초음파 신호(US)의 T1 시간의 크기(A)와 기울기(S)를 도시한 지점은 도 12의 Y`일 수 있다. Y의 위치와 Y`의 위치가 달라지는 경우, 타겟 스트럭쳐(200)에 손상이 발생한 것일 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부는 제1 지점(Y)과 제2 지점(Y`) 사이의 유클리디안 거리(euclidean norm)에 기초하여 판단될 수 있다.
[수학식 2]
U=
Figure 112014088078257-pat00005
Y`-Y
Figure 112014088078257-pat00006
Y는 베이스라인 스테이트 스페이스(BSS)에서 제1 지점(Y)의 값을 나타내고, Y`는 현재 스테이트 스페이스(CSS)에서 제1 지점(Y)에 상응하는 제2 지점(Y`)의 값을 나타내고, U는 Y`과 Y사이의 유클리디안 거리를 나타낸다. 예를 들어 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 정도가 증가함에 따라 U값은 증가할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부는 베이스라인 스테이트 스페이스(BSS) 및 현재 스테이트 스페이스(CSS)에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리의 평균 및 표준 편차에 기초하여 판단될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112014088078257-pat00007
Figure 112014088078257-pat00008
는 베이스라인 스테이트 스페이스(BSS)에 복수의 지점들 및 현재 스테이트 스페이스(CSS)에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리의 평균을 나타내고,
Figure 112014088078257-pat00009
는 베이스라인 스테이트 스페이스(BSS)에 복수의 지점들 및 현재 스테이트 스페이스(CSS)에 포함되는 복수의 지점들간의 유클리디안 거리의 표준편차를 나타내고,
Figure 112014088078257-pat00010
는 베이스라인 스테이트 스페이스(BSS)에 복수의 지점들간의 유클리디안 거리의 평균을 나타내고,
Figure 112014088078257-pat00011
베이스라인 스테이트 스페이스(BSS)에 복수의 지점들간의 유클리디안 거리의 표준편차을 나타내고, D는 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 정도를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 13을 참조하면, 진단 시스템(10)은 레이져 발생부(500), 센싱부(100) 및 제어부(300)를 포함한다. 레이져 발생부(500)는 펄스 레이져(510) 및 제1 회전 거울(530)을 포함할 수 있다. 센싱부(100)는 제2 회전 거울(110) 및 초음파 측정기(130)를 포함할 수 있다. 레이져 발생부(500)에 포함되는 펄스 레이져(510)는 레이저 빔를 발생할 수 있다. 제1 회전 거울(530)은 펄스 레이져(510)로부터 발생되는 레이져 빔(LS)을 타겟 구조물에 제공할 수 있다. 타겟 구조물은 레이져 발생부(500)로부터 출력되는 레이져 빔(LS)에 의해 초음파 신호(US)를 생성할 수 있다. 초음파 신호(US)는 센싱부(100)에 포함되는 제2 회전 거울(110)을 통해서 초음파 측정기(130)로 전달될 수 있다. 초음파 측정기(130)로부터 수신되는 초음파 신호(US)는 제어부(300)에 제공될 수 있다.
레이져 발생부(500)는 제1 시간에 제1 레이져 빔(LS1)을 타겟 스트럭쳐(200)에 송신하고, 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔(LS2)을 타겟 스트럭쳐(200)에 송신한다. 센싱부(100)는 제1 시간에서 제1 레이져 빔(LS1)에 의해 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 제1 초음파 신호(US1)를 수신하고, 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔(LS2)에 의해 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 제2 초음파 신호(US2)를 수신한다. 제어부(300)는 제1 초음파 신호(US1)에 기초하여 생성되는 제1 초음파 주파수 스펙트럼(UFS1)에서 제1 총 피크 점의 개수(TPN1)를 계산하고, 제1 총 피크 점의 개수(TPN1) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1)를 계산하고, 제2 초음파 신호(US2)에 기초하여 생성되는 제2 초음파 주파수 스펙트럼(UFS2)에서 제2 총 피크 점의 개수(TPN2)를 계산하고, 제2 총 피크 점의 개수(TPN2) 중 문턱 값(TR) 이상에 해당하는 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)를 계산하고, 제1 총 피크 점의 개수(TPN1), 제1 문턱 피크 점의 개수(TRPN1), 제2 총 피크 점의 개수(TPN2) 및 제2 문턱 피크 점의 개수(TRPN2)에 기초하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단한다.
본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법은 타겟 스트럭쳐(200)로부터 생성되는 초음파 신호의 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수(TPN) 및 문턱 피크 점의 개수(TRPN)를 이용하여 타겟 스트럭쳐(200)의 손상 여부를 판단함으로써 구조물 진단의 정확도를 높일 수 있다.

Claims (15)

  1. 센싱부가 레이져 빔에 의해 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 초음파 신호를 수신하는 단계;
    제어부가 상기 초음파 신호에 기초하여 생성되는 초음파 주파수 스펙트럼에서 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 총 피크 점의 개수 중 문턱 값 이상에 해당하는 문턱 피크 점의 개수를 계산하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 총 피크 점의 개수 및 상기 문턱 피크 점의 개수에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부는 상기 문턱 피크 점의 개수를 상기 총 피크 점의 개수로 나눈 사이드 피크 카운트 값에 기초하여 결정되는 구조물의 진단 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 사이드 피크 카운트 값이 높을수록 상기 타겟 스트럭쳐의 손상의 정도가 증가하는 것을 특징으로 하는 구조물의 진단 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 문턱 값은 상기 제어부를 통해서 가변되는 것을 특징으로 하는 구조물의 진단 방법.
  5. 센싱부가 제1 시간에서 제1 레이져 빔에 의해 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제1 초음파 신호를 수신하고, 상기 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔에 의해 상기 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제2 초음파 신호를 수신하는 단계;
    제어부가 상기 제1 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제1 초음파 주파수 스펙트럼에서 제1 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제1 총 피크 점의 개수 중 문턱 값 이상에 해당하는 제1 문턱 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제2 초음파 주파수 스펙트럼에서 제2 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 총 피크 점의 개수 중 상기 문턱 값 이상에 해당하는 제2 문턱 피크 점의 개수를 계산하는 단계; 및
    상기 제어부가 제1 총 피크 점의 개수, 상기 제1 문턱 피크 점의 개수, 상기 제2 총 피크 점의 개수 및 상기 제2 문턱 피크 점의 개수에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부는 상기 제1 문턱 피크 점의 개수를 상기 제1 총 피크 점의 개수로 나눈 제1 사이드 피크 카운트 값 및 상기 제2 문턱 피크 점의 개수를 상기 제2 총 피크 점의 개수로 나눈 제2 사이드 피크 카운트 값에 기초하여 결정되는 구조물의 진단 방법.
  6. 삭제
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부는 상기 제1 사이드 피크 카운트 값 및 상기 제2 사이드 피크 카운트 값의 차에 해당하는 사이드 피크 카운트 차에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 구조물의 진단 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 사이드 피크 카운트 차가 높을수록 상기 타겟 스트럭쳐의 손상의 정도가 증가하는 것을 특징으로 하는 구조물의 진단 방법.
  9. 레이져 발생부가 제1 시간에 제1 레이져 빔을 타겟 스트럭쳐에 송신하고, 상기 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔을 상기 타겟 스트럭쳐에 송신하는 단계;
    센싱부가 제1 시간에서 제1 레이져 빔에 의해 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제1 초음파 신호를 수신하고, 상기 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔에 의해 상기 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제2 초음파 신호를 수신하는 단계;
    제어부가 상기 제1 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제1 초음파 주파수 스펙트럼에서 제1 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제1 총 피크 점의 개수 중 문턱 값 이상에 해당하는 제1 문턱 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제2 초음파 주파수 스펙트럼에서 제2 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 총 피크 점의 개수 중 상기 문턱 값 이상에 해당하는 제2 문턱 피크 점의 개수를 계산하는 단계; 및
    상기 제어부가 제1 총 피크 점의 개수, 상기 제1 문턱 피크 점의 개수, 상기 제2 총 피크 점의 개수 및 상기 제2 문턱 피크 점의 개수에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부는 상기 제1 문턱 피크 점의 개수를 상기 제1 총 피크 점의 개수로 나눈 제1 사이드 피크 카운트 값 및 상기 제2 문턱 피크 점의 개수를 상기 제2 총 피크 점의 개수로 나눈 제2 사이드 피크 카운트 값에 기초하여 결정되는 구조물의 진단 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 문턱 값은 상기 제1 총 피크 점들 중 크기가 가장 큰 최대 피크 점의 크기의 1/20보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는 구조물의 진단 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1 시간에 제1 레이져 빔을 타겟 스트럭쳐에 송신하고, 상기 제1 시간으로부터 미리 정해진 시간 간격이 경과한 제2 시간에서 제2 레이져 빔을 상기 타겟 스트럭쳐에 송신하는 레이져 발생부;
    제1 시간에서 제1 레이져 빔에 의해 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제1 초음파 신호를 수신하고, 상기 제2 시간에서 상기 제2 레이져 빔에 의해 상기 타겟 스트럭쳐로부터 생성되는 제2 초음파 신호를 수신하는 센싱부; 및
    상기 제1 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제1 초음파 주파수 스펙트럼에서 제1 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제1 총 피크 점의 개수 중 문턱 값 이상에 해당하는 제1 문턱 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 초음파 신호에 기초하여 생성되는 제2 초음파 주파수 스펙트럼에서 제2 총 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제2 총 피크 점의 개수 중 상기 문턱 값 이상에 해당하는 제2 문턱 피크 점의 개수를 계산하고, 상기 제1 총 피크 점의 개수, 상기 제1 문턱 피크 점의 개수, 상기 제2 총 피크 점의 개수 및 상기 제2 문턱 피크 점의 개수에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 문턱 피크 점의 개수를 상기 제1 총 피크 점의 개수로 나눈 제1 사이드 피크 카운트 값 및 상기 제2 문턱 피크 점의 개수를 상기 제2 총 피크 점의 개수로 나눈 제2 사이드 피크 카운트 값에 기초하여 상기 타겟 스트럭쳐의 손상 여부를 판단하는 진단 시스템.
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