KR102454418B1 - Measurement Technique Detecting Energy Disspation by Using Thermographic Camera - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템 및 소산측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대상체를 제작하고 인가된 외부변수데이터를 설정하는 제1단계; 외력인가수단에 의해 설정된 외부변수데이터를 기반으로 상기 대상체에 외력을 인가하는 제2단계; 열화상 카메라가 분석대상이 되는 대상체에 대한 방사형 열화상 동영상을 촬상하는 제3단계; 분석수단의 동영상획득부가 상기 대상체에 대한 방사형 열화상 동영상을 취득하고, 픽셀별온도값산출부가 상기 열화상 동영상에서 프레임당 픽셀별 온도값을 산출하는 제4단계; 픽셀별 온도값에서 상대온도기준을 산출하고, 상기 상대온도기준을 기반으로 분석대상 픽셀을 설정하는 제5단계; 온도데이터 산출부가 설정된 상기 분석대상 픽셀에 대해 시간에 따른 상대온도데이터를 산출하는 제6단계; 및 평가수단이 상기 상대온도데이터를 기반으로 상기 대상체의 소산위치와 소산능력을 평가하는 제7단계;를 를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a member energy dissipation measuring system and dissipation measuring method using a thermal imaging camera, and more particularly, to a first step of manufacturing an object and setting applied external variable data; a second step of applying an external force to the object based on the external variable data set by the external force applying means; a third step of capturing, by the thermal imaging camera, a radial thermal image moving image of an object to be analyzed; a fourth step of obtaining, by a moving picture acquisition unit of an analysis means, a radial thermal image moving image of the object, and a pixel-by-pixel temperature value calculating unit calculating a temperature value per frame per frame from the thermal image moving image; a fifth step of calculating a relative temperature reference from the temperature value for each pixel and setting a pixel to be analyzed based on the relative temperature reference; a sixth step of calculating, by a temperature data calculating unit, relative temperature data according to time for the analysis target pixel set; and a seventh step in which the evaluation means evaluates the dissipation position and dissipation capability of the object based on the relative temperature data;
Description
본 발명은 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템 및 소산측정방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 부재의 에너지 소산 능력 및 소산 위치를 확인하는 기법으로 열화상 카메라로 촬영한 부재의 온도 차이를 확인하여 부재의 에너지 소산 능력을 측정하는 기법에 관한 것이다. The present invention relates to a system for measuring member energy dissipation using a thermal imaging camera and a method for measuring dissipation. More specifically, it relates to a technique for determining the energy dissipation capability and dissipation location of a member, and to a technique for measuring the energy dissipation capability of a member by checking the temperature difference of the member photographed with a thermal imaging camera.
열화상 기법은 넓은 범위 대상의 비접촉 및 비파괴 검사 기법으로 빠르고 시각적으로 대상을 분석할 수 있다. 건축 분야에서 대부분의 열화상 기법은 부재의 균열과 박리를 탐지하는 데 적용되고 있다. Thermal imaging is a non-contact and non-destructive inspection technique for a wide range of objects that can be quickly and visually analyzed. In the field of construction, most thermal imaging techniques are applied to detect cracks and delaminations in members.
부재에 반복하중이 가해졌을 때 부재가 악화되는 것은 에너지 소산 발생을 분석함으로써 조사할 수 있다.The deterioration of a member when a cyclic load is applied to the member can be investigated by analyzing the occurrence of energy dissipation.
도 1은 에너지 소산과 열에너지와의 관계를 나타낸 모식도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 열역학 제2 법칙에 따르면 피로 손상은 비가역적인 과정이며, 부재의 비가역성은 소산된 에너지와 관련되어 있다. 부재에 내재되는 총 역학적 에너지는 두 종류의 에너지, 회복 가능한 탄성에너지와 비가역적인 비탄성에너지로 나뉠 수 있다. 비가역적인 비탄성에너지는 열을 발생시키며, 열은 부재의 온도를 증가시키게 된다. 따라서 열화상 기법을 이용하여 에너지 소산을 확인할 수 있다. 1 is a schematic diagram showing the relationship between energy dissipation and thermal energy. As shown in Figure 1, according to the second law of thermodynamics, fatigue damage is an irreversible process, and the irreversibility of a member is related to the dissipated energy. The total mechanical energy inherent in a member can be divided into two types of energy, recoverable elastic energy and irreversible inelastic energy. The irreversible inelastic energy generates heat, which increases the temperature of the member. Therefore, the energy dissipation can be confirmed using the thermal imaging technique.
기존 연구에서 에너지 소산 측정 방식은 축방향의 변형량을 관찰하여 등가감쇠율을 구하는 방법, 실험체의 모멘트와 회전각의 관계를 나타내어 내력을 예측하는 방법 등이 있다. 이러한 기존의 방법들은 부재의 전반적인 에너지 소산 능력을 측정한다. In previous studies, energy dissipation measurement methods include a method of obtaining an equivalent damping rate by observing the amount of deformation in the axial direction, and a method of predicting the internal force by indicating the relationship between the moment and the rotation angle of the specimen. These existing methods measure the overall energy dissipation capacity of a member.
또한, 실험체에 페인트를 도포하여 부재의 파단 양상을 확인하는 방법이 있다. 파단 양상을 분석하여 면내 및 면외 변형을 관측하고 이를 통해 실험체의 에너지 소산 능력을 확인할 수 있지만 정량적인 에너지 소산 능력을 측정할 수 없다.In addition, there is a method of checking the fracture pattern of the member by applying paint to the test object. In-plane and out-of-plane deformation can be observed by analyzing the fracture pattern, and the energy dissipation ability of the specimen can be confirmed through this, but the quantitative energy dissipation ability cannot be measured.
기존의 실험적 에너지 소산 능력 측정 기법은 부재의 전반적인 에너지 소산 능력을 측정하는 방법으로 부재 임의의 부분의 에너지 소산 발생을 확인할 수 없다. 그리고 실험체에 페인트를 도포하여 부재의 파단 양상을 관측하는 방법도 있지만, 에너지 소산 능력을 정량화할 수 없다. The existing experimental energy dissipation capacity measurement technique is a method of measuring the overall energy dissipation capacity of an element, and thus it is impossible to confirm the occurrence of energy dissipation in any part of the element. There is also a method to observe the fracture pattern of the member by applying paint to the test object, but the energy dissipation ability cannot be quantified.
소프트웨어를 통한 유한요소해석 기법으로 부재의 에너지 소산 능력 평가 및 부재의 응력 분포와 변형을 확인할 수 있다. 하지만 실험 환경 및 다양한 실험적 변수를 고려하지 않으므로 해석 기법과 실제 상황의 결과가 다른 경우가 발생한다.It is possible to evaluate the energy dissipation capacity of the member and check the stress distribution and deformation of the member using the finite element analysis technique through the software. However, since the experimental environment and various experimental variables are not considered, the results of the analysis technique and the actual situation may be different.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 방사형 적외선 동영상을 기반으로 시간에 따른 부재의 온도 차이 변화를 확인함으로써 부재를 국부적으로 소산 능력을 탐지할 수 있고, 열화상 카메라로 대상체를 촬영하여 분석함으로써 환경과 실험 변수를 고려하여 해석적 한계를 보완할 수 있으며, 소프트웨어 기반 해석 기법보다 정확한 결과를 도출할 수 있는 실험적 방법으로, 상세한 에너지 소산 위치와, 능력 분석이 가능한, 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템 및 소산측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, and according to an embodiment of the present invention, the ability to locally dissipate the member by checking the change in the temperature difference of the member over time based on the radial infrared video image It is an experimental method that can detect, capture and analyze an object with a thermal imaging camera, supplementing the analytical limitations by considering the environment and experimental variables, and deriving more accurate results than software-based analysis techniques. An object of the present invention is to provide an energy dissipation measuring system and dissipation measuring method using a thermal imaging camera, capable of analyzing location and capability.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 외부 환경 변수를 포함하는 열화상 이미지 데이터를 수집할 수 있고, 데이터를 이용하여 외부 환경과 열화상 이미지의 관계를 분석할 수 있으며, 실험적 환경이 실험 결과에 어떤 영향을 미치는지 확인할 수 있고, 이러한 분석과 데이터를 통해 AI에 활용할 수 있는, 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템 및 소산측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다. And, according to an embodiment of the present invention, thermal image data including external environmental variables can be collected, the relationship between the external environment and the thermal image can be analyzed using the data, and the experimental environment can affect the experimental results. The purpose is to provide a system for measuring the energy dissipation of members using a thermal imaging camera and a method for measuring dissipation, which can be checked for impact and can be used for AI through such analysis and data.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 초당 일정 프레임을 얻을 수 있는 방사형 적외선 동영상을 촬영하여 대상체의 온도를 측정하고, 열화상 카메라에 지원되는 소프트웨어를 사용하여 실시간의 대상체 온도 및 온도 변화를 볼 수 있으며 이를 통해 실시간으로 대상체의 에너지 소산 위치 및 능력을 평가할 수 있고, 촬영된 동영상을 기록하여 온도 변화 데이터 및 프레임 당의 열화상 이미지를 추출할 수 있으며, 이를 기반으로 하여 대상체의 분석이 가능한, 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템 및 소산측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the temperature of the object is measured by shooting a radial infrared video capable of obtaining a certain frame per second, and the temperature and temperature change of the object can be viewed in real time using software supported by the thermal imaging camera. Through this, the energy dissipation position and ability of the object can be evaluated in real time, and the temperature change data and the thermal image per frame can be extracted by recording the captured video. Based on this, the thermal imager can analyze the object. An object of the present invention is to provide a member energy dissipation measuring system and dissipation measuring method using
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood
본 발명의 제1목적은, 분석대상이 되는 대상체에 대한 방사형 열화상 동영상을 촬상하는 열화상 카메라; 및 상기 열화상 카메라에서 촬상한 열화상 동영상을 기반으로 상기 대상체에 대한 에너지 소산 위치 및 소산 능력을 분석하는 분석수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템으로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is to provide a thermal imaging camera that captures a radial thermal image moving image of an object to be analyzed; and analysis means for analyzing the energy dissipation position and dissipation ability of the object based on the thermal image video captured by the thermal imaging camera; can
그리고 설정된 외부변수데이터를 기반으로 상기 대상체에 외력을 인가하는 외력인가수단;을 더 포함하고, 상기 분석수단은, 상기 대상체에 대한 방사형 열화상 동영상을 취득하는 동영상획득부와, 상기 대상체의 특정위치 별로 시간에 따른 온도데이터를 산출하는 온도데이터 산출부와, 상기 온도데이터를 기반으로 상기 대상체의 소산능력을 평가하는 평가수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. and an external force applying means for applying an external force to the object based on the set external variable data, wherein the analysis means includes: a video acquisition unit that acquires a radial thermal image video of the object; and a specific position of the object It may be characterized in that it comprises a temperature data calculation unit for calculating the temperature data according to time for each, and evaluation means for evaluating the dissipation ability of the object based on the temperature data.
또한 상기 열화상 동영상에서 프레임당 픽셀별 온도값을 산출하는 픽셀별온도값산출부와, 상기 픽셀별 온도값에서 상대온도기준을 산출하고 분석대상 픽셀을 설정하는 분석대상위치설정부를 포함하고, 상기 온도데이터 산출부는 설정된 상기 분석대상 픽셀에 대해 시간에 따른 상대온도데이터를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a temperature value calculation unit for each pixel for calculating a temperature value for each pixel per frame in the thermal image video, and an analysis target position setting unit for calculating a relative temperature reference from the temperature value for each pixel and setting a pixel to be analyzed, the The temperature data calculation unit may calculate relative temperature data according to time for the set analysis target pixel.
그리고 상기 시간에 따른 상대온도데이터에 대하여 특정주기당 평균온도를 산출하여 평균온도데이터를 산출하는 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may be characterized in that it further comprises a correction unit for calculating the average temperature data by calculating the average temperature per specific period with respect to the relative temperature data according to time.
또한 상기 평균온도데이터를 기반으로 시간별 온도변화량을 산출하는 온도변화량 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may be characterized in that it further comprises a temperature change amount calculation unit for calculating the temperature change amount for each time based on the average temperature data.
그리고 상기 시간별 온도변화량을 기반으로 응력 변화량을 산출하는 응력변화량 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may be characterized in that it further comprises a stress change amount calculation unit for calculating the stress change amount based on the time-based temperature change amount.
또한 상기 응력변화량을 기반으로 시간별 대상체 전체의 응력분포를 산출하는 응력분포 산출부를 더 포함하고, 상기 평가수단은 상기 대상체 전체의 응력분포를 기반으로 에너지 소산위치 및 능력을 평가하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it further comprises a stress distribution calculation unit for calculating the stress distribution of the entire object by time based on the amount of stress change, wherein the evaluation means evaluates the energy dissipation position and ability based on the stress distribution of the entire object. have.
그리고 상기 외부변수데이터별 상기 에너지 소산위치와 소산능력값을 저장하는 데이터 베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may further include a database for storing the energy dissipation position and dissipation capacity value for each external variable data.
본 발명의 제2목적은 대상체를 제작하고 인가된 외부변수데이터를 설정하는 제1단계; 외력인가수단에 의해 설정된 외부변수데이터를 기반으로 상기 대상체에 외력을 인가하는 제2단계; 열화상 카메라가 분석대상이 되는 대상체에 대한 방사형 열화상 동영상을 촬상하는 제3단계; 분석수단의 동영상획득부가 상기 대상체에 대한 방사형 열화상 동영상을 취득하고, 픽셀별온도값산출부가 상기 열화상 동영상에서 프레임당 픽셀별 온도값을 산출하는 제4단계; 픽셀별 온도값에서 상대온도기준을 산출하고, 상기 상대온도기준을 기반으로 분석대상 픽셀을 설정하는 제5단계; 온도데이터 산출부가 설정된 상기 분석대상 픽셀에 대해 시간에 따른 상대온도데이터를 산출하는 제6단계; 및 평가수단이 상기 상대온도데이터를 기반으로 상기 대상체의 소산위치와 소산능력을 평가하는 제7단계;를 를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to manufacture an object and set the applied external variable data in a first step; a second step of applying an external force to the object based on the external variable data set by the external force applying means; a third step of capturing, by the thermal imaging camera, a radial thermal image moving image of an object to be analyzed; a fourth step of obtaining, by a moving picture acquisition unit of an analysis means, a radial thermal image moving image of the object, and a pixel-by-pixel temperature value calculating unit calculating a temperature value per frame per frame from the thermal image moving image; a fifth step of calculating a relative temperature reference from the temperature value for each pixel and setting a pixel to be analyzed based on the relative temperature reference; a sixth step of calculating, by a temperature data calculating unit, relative temperature data according to time for the analysis target pixel set; and a seventh step in which the evaluation means evaluates the dissipation position and dissipation capability of the object based on the relative temperature data;
그리고 상기 제6단계에서, 상기 시간에 따른 상대온도데이터에 대하여 특정주기당 평균온도를 산출하여 평균온도데이터를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And in the sixth step, it may be characterized in that it further comprises the step of calculating the average temperature data by calculating the average temperature per specific period with respect to the relative temperature data according to time.
또한 상기 제6단계 후에, 온도변화량 산출부가 상기 평균온도데이터를 기반으로 시간별 온도변화량을 산출하는 단계; 응력변화량 산출부가 상기 시간별 온도변화량을 기반으로 응력 변화량을 산출하는 단계; 및 응력분포 산출부가 상기 응력변화량을 기반으로 시간별 대상체 전체의 응력분포를 산출하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제7단계에서 상기 평가수단은 상기 대상체 전체의 응력분포를 기반으로 에너지 소산위치 및 능력을 평가하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, after the sixth step, calculating the temperature change amount for each time based on the average temperature data by a temperature change amount calculating unit; calculating, by a stress change amount calculating unit, a stress change amount based on the time-dependent temperature change amount; and calculating, by a stress distribution calculator, a stress distribution of the entire object by time based on the amount of stress change, wherein in the seventh step, the evaluation means is an energy dissipation position and ability based on the stress distribution of the entire object. can be characterized by evaluating
본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템 및 소산측정방법에 따르면, 방사형 적외선 동영상을 기반으로 시간에 따른 부재의 온도 차이 변화를 확인함으로써 부재를 국부적으로 소산 능력을 탐지할 수 있고, 열화상 카메라로 대상체를 촬영하여 분석함으로써 환경과 실험 변수를 고려하여 해석적 한계를 보완할 수 있으며, 소프트웨어 기반 해석 기법보다 정확한 결과를 도출할 수 있는 실험적 방법으로, 상세한 에너지 소산 위치와, 능력 분석이 가능한 효과를 갖는다. According to the member energy dissipation measuring system and dissipation measuring method using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention, the ability to locally dissipate the member can be detected by checking the change in the temperature difference of the member over time based on the radial infrared video. It is an experimental method that can derive more accurate results than software-based analysis techniques, and can supplement the analytical limitations by considering the environment and experimental variables by capturing and analyzing the object with a thermal imaging camera. , the ability analysis has possible effects.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템 및 소산측정방법에 따르면, 외부 환경 변수를 포함하는 열화상 이미지 데이터를 수집할 수 있고, 데이터를 이용하여 외부 환경과 열화상 이미지의 관계를 분석할 수 있으며, 실험적 환경이 실험 결과에 어떤 영향을 미치는지 확인할 수 있고, 이러한 분석과 데이터를 통해 AI에 활용할 수 있는 장점이 있다. And, according to the member energy dissipation measurement system and dissipation measurement method using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention, thermal image data including external environmental variables can be collected, and the external environment and thermal image using the data can be collected. It is possible to analyze the relationship between images, to check how the experimental environment affects the experimental results, and to use these analyzes and data for AI.
또한 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템 및 소산측정방법에 따르면, 초당 일정 프레임을 얻을 수 있는 방사형 적외선 동영상을 촬영하여 대상체의 온도를 측정하고, 열화상 카메라에 지원되는 소프트웨어를 사용하여 실시간의 대상체 온도 및 온도 변화를 볼 수 있으며 이를 통해 실시간으로 대상체의 에너지 소산 위치 및 능력을 평가할 수 있고, 촬영된 동영상을 기록하여 온도 변화 데이터 및 프레임 당의 열화상 이미지를 추출할 수 있으며, 이를 기반으로 하여 대상체의 분석이 가능한 효과를 갖는다. In addition, according to the member energy dissipation measurement system and dissipation measurement method using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention, the temperature of the object is measured by shooting a radial infrared video capable of obtaining a certain frame per second, and the thermal imaging camera is supported You can view real-time object temperature and temperature change using the software, which allows you to evaluate the energy dissipation location and ability of the object in real time, and record the captured video to extract temperature change data and thermal image per frame. and, based on this, has the effect of enabling analysis of the subject.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 에너지 소산과 열에너지와의 관계를 나타낸 모식도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 대상체의 방사에너지 측정의 모식도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정방법의 모식도,
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 일예,
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 카메라의 일예,
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 열화상 소프트웨어가 실행되는 분석수단의 일예,
도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템의 구성 블록도,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 대상체의 사시도,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 대상체에 인가되는 반복하중 그래프,
도 5c는 본 발명의 실시예에 따라 최득된 방사형 열화상 동영상,
도 5d는 본 발명의 실시예에 따라 추출된 온도데이터,
도 5e는 본 발명의 실시예에 따라 추출된 특정 위치에 대한 온도변화데이터,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정방법의 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 획득된 방사형 열화상 동영상,
도 8a는 본 발명의 실시예에 따라 획득된 프레임 당 각 픽셀의 온도데이터,
도 8b는 본 발명의 실시예에 따라 설정한 상대온도 기준 픽셀이 표시된 온도데이터,
도 9a는 본 발명의 실시예에 따라 온도변화그래프를 산출한 픽셀을 설정한 상태의 온도데이터,
도 9b는 본 발명의 실시예에 따라 선정된 픽셀이 표시된 열화상 데이터,
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 설정된 픽셀(3개)에 대한 시간에 따른 온도변화그래프,
도 11a 도 10에서 60초당 평균온도로 보정된 온도변화그래프,
도 11b는 도 11a에서 제1픽셀에 대한 온도변화그래프,
도 11c는 도 11a에서 제2픽셀에 대한 온도변화그래프,
도 11d는 도 11a에서 제3픽셀에 대한 온도변화그래프,
도 12a는 본 발명의 실시예에 따라 도 11a에서 변환된 응력의 변화량 그래프,
도 12b는 도 12a에서 제1픽셀에 대한 응력 변화량 그래프,
도 12c는 도 12a에서 제2픽셀에 대한 응력 변화량 그래프,
도 12d는 도 12a에서 제3픽셀에 대한 응력 변화량 그래프를 도시한 것이다. The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention, so the present invention is limited only to the matters described in those drawings and should not be interpreted.
1 is a schematic diagram showing the relationship between energy dissipation and thermal energy;
2 is a schematic diagram of measurement of radiant energy of an object using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram of a method for measuring member energy dissipation using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention;
4A is an example of an object according to an embodiment of the present invention;
4b is an example of an infrared camera according to an embodiment of the present invention;
4c is an example of analysis means in which thermal imaging software is executed according to an embodiment of the present invention;
4d is a block diagram of a member energy dissipation measurement system using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention;
5A is a perspective view of an object manufactured according to an embodiment of the present invention;
5b is a graph of repeated loads applied to an object according to an embodiment of the present invention;
5c is a radial thermal image obtained according to an embodiment of the present invention;
5d is temperature data extracted according to an embodiment of the present invention;
5e is temperature change data for a specific location extracted according to an embodiment of the present invention;
6 is a flowchart of a method for measuring member energy dissipation using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention;
7 is a radial thermal image video obtained according to an embodiment of the present invention;
8A is temperature data of each pixel per frame obtained according to an embodiment of the present invention;
8b is temperature data in which a relative temperature reference pixel set according to an embodiment of the present invention is displayed;
9A is temperature data of a state in which a pixel for which a temperature change graph is calculated according to an embodiment of the present invention is set;
9B is thermal image data in which pixels selected according to an embodiment of the present invention are displayed;
10 is a graph of temperature change over time for pixels (three) set according to an embodiment of the present invention;
11a, a temperature change graph corrected to an average temperature per 60 seconds in FIG. 10;
11B is a temperature change graph for the first pixel in FIG. 11A;
11C is a temperature change graph for the second pixel in FIG. 11A;
11D is a temperature change graph for the third pixel in FIG. 11A;
12A is a graph of the amount of change in stress converted in FIG. 11A according to an embodiment of the present invention;
12B is a graph of the amount of change in stress for the first pixel in FIG. 12A;
12C is a graph of the amount of change in stress for the second pixel in FIG. 12A;
FIG. 12D is a graph showing the amount of stress change for the third pixel in FIG. 12A .
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed subject matter may be thorough and complete, and that the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of the technical content.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and/or plan views, which are ideal illustrative views of the present invention. In the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the shape of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process. For example, the region shown at a right angle may be rounded or have a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of the region of the device and not to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first, second, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, 'comprises' and/or 'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other elements.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific contents have been prepared to more specifically describe the invention and help understanding. However, a reader having enough knowledge in this field to understand the present invention may recognize that the present invention may be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known and not largely related to the invention are not described in order to avoid confusion without any reason in describing the present invention in describing the invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템의 구성, 기능 및 부재 에너지 소산측정방법에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration, function, and member energy dissipation measurement method of the member energy dissipation measurement system using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 대상체의 방사에너지 측정의 모식도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라는 적외선 방사에너지를 온도로 표현하여 디스플레이화할 수 있다. First, FIG. 2 shows a schematic diagram of measurement of radiant energy of an object using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 , the thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention may display infrared radiation energy as a temperature.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정방법의 모식도를 도시한 것이다. 그리고 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 일예를 나타낸 것이고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 카메라의 일예를 나타낸 것이며, 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 열화상 소프트웨어가 실행되는 분석수단의 일예를 나타낸 것이다. 도 4a 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 열화상 카메라(10)는 분석대상이 되는 대상체에 대한 방사형 열화상 동영상을 촬상하게 되며, 분석수단은 열화상 카메라에서 촬상한 열화상 동영상을 기반으로 대상체에 대한 에너지 소산 위치 및 소산 능력을 분석하도록 구성된다. 3 is a schematic diagram illustrating a method for measuring member energy dissipation using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention. 4A shows an example of an object according to an embodiment of the present invention, FIG. 4B shows an example of an infrared camera according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4C is a thermal imaging software according to an embodiment of the present invention An example of the analysis means to be executed is shown. As shown in FIGS. 4A and 4C , the
도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템의 구성 블록도를 도시한 것이다. 도 4d에 도시된 바와 같이, 설정된 외부변수데이터를 기반으로 대상체(1)에 외력을 인가하는 외력인가수단(2)을 포함할 수 있음을 알 수 있다. Figure 4d is a block diagram showing the configuration of the member energy dissipation measurement system using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4D , it can be seen that an external force applying means 2 for applying an external force to the
그리고 본 발명의 실시예에 따른 분석수단(20)은 동영상획득부(21), 픽셀별온도값산출부(22), 분석대상위치설정부(23), 온도데이터산출부(24), 보정부(25), 온도변화량산출부(26), 응력변화량산출부(27), 응력분포산출부(28), 평가수단(29)을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. And the analysis means 20 according to the embodiment of the present invention includes a moving
동영상획득부(21)는 열화상카메라(10)에서 촬상한 대상체(1)에 대한 방사형 열화상 동영상을 취득하도록 구성된다. The moving
그리고 픽셀별온도값산출부(22)는 열화상 동영상에서 프레임당 픽셀별 온도값을 산출하도록 구성된다. 즉, 열화상 동영상에서 프레임당 픽셀(위치)별 온도값을 데이터화하여 산출하도록 구성된다. In addition, the temperature
그리고 분석대상위치설정부(23)는 먼저, 픽셀별 온도값에서 상대온도기준을 산출하고 이러한 상대온도기준을 기반으로 분석대상 픽셀을 설정하도록 구성된다. And the analysis target
그리고 온도데이터 산출부(24)는 설정된 분석대상 픽셀에 대해 시간에 따른 상대온도데이터를 산출하도록 구성된다. And the temperature
또한 보정부(25)는 온도데이터 산출부(24)에서 산출된 시간에 따른 상대온도데이터에 대하여 특정주기당 평균온도를 산출하여 평균온도데이터를 산출하도록 구성된다. In addition, the
그리고 온도변화량 산출부(26)는 보정부(25)에서 보정한 시간에 따른 평균온도데이터를 기반으로 시간별 온도변화량을 산출하게 되고, 응력변화량 산출부(27)는 시간별 온도변화량을 기반으로 응력 변화량을 산출하도록 구성된다. And the temperature
그리고 응력분포 산출부(28)는 픽셀별 응력변화량을 모두 고려하여 시간별 대상체 전체의 응력분포를 산출하도록 구성된다. In addition, the stress
그리고 평가수단(29)은 대상체(1) 전체의 응력분포를 기반으로 에너지 소산위치 및 능력을 평가하게 된다. And the evaluation means 29 evaluates the energy dissipation position and ability based on the stress distribution of the
그리고 데이터베이스(30)는 외부변수데이터별 에너지 소산위치와 소산능력값을 저장하도록 구성된다. 따라서, 수집, 저장된 에너지 소산능력 측정값과 외부변수데이터를 이용하여 AI의 빅데이터로 활용될 수 있게 된다. And the
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정방법에 대해 설명하도록 한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정방법의 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, a method for measuring member energy dissipation using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention will be described. 6 is a flowchart illustrating a method for measuring member energy dissipation using a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention.
먼저 대상체(1)를 제작하고 인가된 외부변수데이터를 설정하게 된다. 도 5a는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 대상체의 사시도를 도시한 것이다. 외력인가수단(2)에 의해 설정된 외부변수데이터를 기반으로 대상체(1)에 외력을 인가하게 된다. 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 대상체에 인가되는 반복하중 그래프를 도시한 것이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 외부변수데이터에 의해 설정된 반복하중을 대상체에 인가시키게 됨을 알 수 있다. First, the
그리고 열화상 카메라(10)가 분석대상이 되는 대상체(1)에 대한 방사형 열화상 동영상을 촬상하게 된다. 도 5c는 본 발명의 실시예에 따라 취득된 방사형 열화상 동영상을 나타낸 것이다. In addition, the
그리고 분석수단(20)의 동영상획득부(21)가 대상체(1)에 대한 방사형 열화상 동영상을 취득하게 된다(S1). 또한 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 획득된 방사형 열화상 동영상을 나타낸 것이다. And the moving
그리고 픽셀별온도값산출부(22)가 열화상 동영상에서 프레임당 픽셀별 온도값을 산출하게 된다(S2). 도 5d는 본 발명의 실시예에 따라 추출된 온도데이터를 도시한 것이다. Then, the temperature
즉, 열화상 동영상의 프레임 별로, 각 픽셀별 온도값을 데이터화하게 된다. 도 8a는 본 발명의 실시예에 따라 획득된 프레임 당 각 픽셀의 온도데이터를 도시한 것이다. That is, the temperature value of each pixel is converted into data for each frame of the thermal image moving picture. 8A shows temperature data of each pixel per frame obtained according to an embodiment of the present invention.
그리고 프레임 당 각 픽셀별 온도데이터를 기반으로 픽셀별 상대온도기준을 산출하고, 상대온도기준(sp1)을 기반으로 분석대상 픽셀을 설정하게 된다(S3). Then, a relative temperature reference for each pixel is calculated based on the temperature data for each pixel per frame, and a pixel to be analyzed is set based on the relative temperature reference sp1 ( S3 ).
도 8b는 본 발명의 실시예에 따라 설정한 상대온도 기준 픽셀이 표시된 온도데이터를 도시한 것이다. 그리고 도 9a는 본 발명의 실시예에 따라 온도변화그래프를 산출한 픽셀을 설정한 상태의 온도데이터를 나타낸 것이다. 8B shows temperature data in which relative temperature reference pixels set according to an embodiment of the present invention are displayed. And FIG. 9A shows temperature data in a state in which pixels for which a temperature change graph is calculated according to an embodiment of the present invention are set.
즉, 도 8b에 도시된 바와 같이, 프레임당(도 8b에서는 3개) 픽셀별 온도데이터를 기반으로 상대온도기준(동그라미 표시)을 설정하고, ,이러한 상대온도기준을 기반으로 도 9a에 도시된 바와 같이 온도변화그래프를 구할 픽셀을 설정하게 된다. That is, as shown in FIG. 8B, a relative temperature reference (circled) is set based on the temperature data for each pixel per frame (three in FIG. 8B), and based on the relative temperature reference shown in FIG. 9A As shown, the pixel to obtain the temperature change graph is set.
그리고 온도데이터 산출부(24)가 설정된 분석대상 픽셀에 대해 시간에 따른 상대온도데이터를 산출하게 된다(S4). Then, the temperature
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 설정된 픽셀(3개)에 대한 시간에 따른 상대온도변화그래프를 도시한 것이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 분석대상 픽셀 3개(sp2, sp3, sp4에 대하여 상대온도기준에 따른 시간별 온도그래프를 산출하게 됨을 알 수 있다. 10 is a graph showing a relative temperature change with time for pixels (three) set according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10 , it can be seen that the temperature graph for each time according to the relative temperature standard is calculated for three pixels to be analyzed (sp2, sp3, sp4).
그리고 보정부(25)는 이러한 시간별 온도그래프에 대해 보정을 진행하게 된다(S5). 도 11a 도 10에서 60초당 평균온도로 보정된 온도변화그래프를 도시한 것이다 .And the
본 발명의 실시예에서는 온도변화 노이즈를 제거하기 위해 60초(1800 프레임) 당 평균온도를 도출하여 평균온도데이터를 산출하게 됨을 알 수 있다. 도 11b는 도 11a에서 제1픽셀에 대한 평균온도변화그래프(AVG1)를 나타낸 것이고, 도 11c는 도 11a에서 제2픽셀에 대한 온도변화그래프(AVG2), 도 11d는 도 11a에서 제3픽셀에 대한 온도변화그래프(AVG3)를 나타낸 것이다. It can be seen that in the embodiment of the present invention, the average temperature data is calculated by deriving the average temperature per 60 seconds (1800 frames) in order to remove the temperature change noise. 11B is an average temperature change graph AVG1 of the first pixel in FIG. 11A , FIG. 11C is a temperature change graph AVG2 of the second pixel in FIG. 11A , and FIG. 11D is a third pixel in FIG. 11A . The temperature change graph (AVG3) is shown.
그리고 온도변화량 산출부(26)가 평균온도데이터를 기반으로 시간별 온도변화량(△T)을 산출한다(S6). And the temperature
도 12a는 본 발명의 실시예에 따라 도 11a에서 변환된 온도변화량 그래프를 도시한 것이다. 그리고 도 12b는 도 12a에서 제1픽셀에 대한 온도변화량 그래프(△T1), 도 12c는 도 12a에서 제2픽셀에 대한 온도변화량 그래프(△T2), 도 12d는 도 12a에서 제3픽셀에 대한 온도변화량 그래프(△T3)를 도시한 것이다. 12A is a graph showing a temperature change amount converted in FIG. 11A according to an embodiment of the present invention. 12B is a temperature change graph (ΔT1) for the first pixel in FIG. 12A, FIG. 12C is a temperature change graph (ΔT2) for the second pixel in FIG. 12A, and FIG. 12D is a graph for the third pixel in FIG. 12A A graph of the amount of temperature change (ΔT3) is shown.
그리고 응력변화량 산출부(27)가 시간별 온도변화량을 기반으로 응력 변화량을 산출하게 된다(S7). 그리고 응력분포 산출부(28)가 상기 응력변화량을 기반으로 시간별 대상체 전체의 응력분포를 산출하게 된다(S8). Then, the stress change
이하의 수학식 1을 기반으로 시간별 온도변화량을 통해 응력의 변화량을 산정하게 된다. 따라서 대상체의 상대적인 응력분포를 표현할 수 있게 된다. 즉, 시간별 대상체 전체의 응력분포를 이미지화하게 된다. Based on
[수학식 1][Equation 1]
△TE = -kT△σΔT E = -kTΔσ
△TE는 열탄성 온도변화량, k는 열탄성계수, T는 재료의 절대온도, △σ는 응력변화량이다. 따라서 온도변화량 〉0인 경우 (-) 응력이고 온도변화량이〈 0인경우 (+) 응력이다. ΔT E is the amount of change in thermoelastic temperature, k is the coefficient of thermoelasticity, T is the absolute temperature of the material, and Δσ is the amount of change in stress. Therefore, when the amount of temperature change > 0, it is (-) stress, and when the temperature change amount < 0, it is (+) stress.
그리고 최종적으로 평가수단(29)은 대상체(1) 전체의 응력분포를 기반으로 에너지 소산위치 및 능력을 평가하게 된다(S9).And finally, the evaluation means 29 evaluates the energy dissipation position and ability based on the stress distribution of the entire object 1 (S9).
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, in the apparatus and method described above, the configuration and method of the above-described embodiments are not limitedly applicable, but all or part of each embodiment is selectively combined so that various modifications can be made to the embodiments. may be configured.
1:대상체
2:외력인가수단
10:열화상카메라
20:분석수단
21:동영상획득부
22:픽셀별온도값산출부
23:분석대상위치설정부
24:온도데이터산출부
25:보정부
26:온도변화량산출부
27:응력변화량산출부
28:응력분포산출부
29:평가수단
30:데이터베이스
100:열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템1: object
2: External force application means
10: thermal imaging camera
20: analysis means
21: Video Acquisition Department
22: temperature value calculation unit for each pixel
23: analysis target position setting unit
24: temperature data calculation unit
25: correction unit
26: temperature change amount calculation unit
27: stress change amount calculator
28: Stress distribution calculator
29: Evaluation means
30: database
100: member energy dissipation measurement system using a thermal imaging camera
Claims (11)
상기 분석수단은, 상기 대상체에 대한 방사형 열화상 동영상을 취득하는 동영상획득부와, 상기 대상체의 특정위치 별로 시간에 따른 온도데이터를 산출하는 온도데이터 산출부와, 상기 온도데이터를 기반으로 상기 대상체의 소산능력을 평가하는 평가수단과, 상기 열화상 동영상에서 프레임당 픽셀별 온도값을 산출하는 픽셀별온도값산출부와, 상기 픽셀별 온도값에서 상대온도기준을 산출하고 분석대상 픽셀을 설정하는 분석대상위치설정부와, 상기 시간에 따른 상대온도데이터에 대하여 특정주기당 평균온도를 산출하여 평균온도데이터를 산출하는 보정부와, 상기 평균온도데이터를 기반으로 시간별 온도변화량을 산출하는 온도변화량 산출부와, 상기 시간별 온도변화량을 기반으로 응력 변화량을 산출하는 응력변화량 산출부와, 상기 응력변화량을 기반으로 시간별 대상체 전체의 응력분포를 산출하는 응력분포 산출부를 포함하며,
상기 온도데이터 산출부는 설정된 상기 분석대상 픽셀에 대해 시간에 따른 상대온도데이터를 산출하고,
상기 평가수단은 상기 대상체 전체의 응력분포를 기반으로 에너지 소산위치 및 능력을 평가하며,
상기 외부변수데이터별 상기 에너지 소산위치와 소산능력값을 저장하는 데이터 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템.
a thermal imaging camera that captures a radial thermal image of an object to be analyzed; analysis means for analyzing an energy dissipation position and dissipation capability of the object based on a thermal image captured by the thermal imaging camera; and an external force applying means for applying an external force to the object based on the set external variable data;
The analysis means includes a video acquisition unit for acquiring a radial thermal image moving image of the object, a temperature data calculation unit for calculating temperature data according to time for each specific location of the object, and a temperature data of the object based on the temperature data. An evaluation means for evaluating dissipation capability, a temperature value calculation unit for each pixel that calculates a temperature value for each pixel per frame in the thermal image video, and an analysis for calculating a relative temperature reference from the temperature value for each pixel and setting a pixel to be analyzed A target position setting unit, a correction unit for calculating average temperature data by calculating an average temperature per specific period for the relative temperature data according to time, and a temperature change amount calculating unit for calculating an amount of temperature change by time based on the average temperature data And, a stress change calculation unit for calculating the amount of stress change based on the amount of temperature change by time, and a stress distribution calculator for calculating the stress distribution of the entire object by time based on the amount of stress change,
The temperature data calculation unit calculates relative temperature data according to time for the set analysis target pixel,
The evaluation means evaluates the energy dissipation position and ability based on the stress distribution of the entire object,
Absence energy dissipation measurement system using a thermal imaging camera, characterized in that it comprises a database for storing the energy dissipation position and dissipation capacity value for each external variable data.
대상체를 제작하고 인가된 외부변수데이터를 설정하는 제1단계;
외력인가수단에 의해 설정된 외부변수데이터를 기반으로 상기 대상체에 외력을 인가하는 제2단계;
열화상 카메라가 분석대상이 되는 대상체에 대한 방사형 열화상 동영상을 촬상하는 제3단계;
분석수단의 동영상획득부가 상기 대상체에 대한 방사형 열화상 동영상을 취득하고, 픽셀별온도값산출부가 상기 열화상 동영상에서 프레임당 픽셀별 온도값을 산출하는 제4단계;
픽셀별 온도값에서 상대온도기준을 산출하고, 상기 상대온도기준을 기반으로 분석대상 픽셀을 설정하는 제5단계;
온도데이터 산출부가 설정된 상기 분석대상 픽셀에 대해 시간에 따른 상대온도데이터를 산출하는 제6단계; 및
평가수단이 상기 상대온도데이터를 기반으로 상기 대상체의 소산위치와 소산능력을 평가하는 제7단계;를 를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정방법.
A method for measuring member energy dissipation using a thermal imaging camera using the dissipation measurement system according to claim 1,
A first step of manufacturing the object and setting the applied external variable data;
a second step of applying an external force to the object based on the external variable data set by the external force applying means;
a third step of capturing, by the thermal imaging camera, a radial thermal image moving image of an object to be analyzed;
a fourth step of obtaining, by a moving picture acquisition unit of an analysis means, a radial thermal image moving image of the object, and a pixel-by-pixel temperature value calculating unit calculating a temperature value per frame per frame from the thermal image moving image;
a fifth step of calculating a relative temperature reference from the temperature value for each pixel and setting a pixel to be analyzed based on the relative temperature reference;
a sixth step of calculating, by a temperature data calculating unit, relative temperature data according to time for the analysis target pixel set; and
A method of measuring member energy dissipation using a thermal imaging camera, comprising: an evaluation means; a seventh step of evaluating the dissipation position and dissipation capability of the object based on the relative temperature data.
상기 제6단계에서, 상기 시간에 따른 상대온도데이터에 대하여 특정주기당 평균온도를 산출하여 평균온도데이터를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정방법.
10. The method of claim 9,
In the sixth step, the method for measuring member energy dissipation using a thermal imaging camera, characterized in that it further comprises calculating the average temperature data by calculating the average temperature per specific period with respect to the relative temperature data according to time.
상기 제6단계 후에, 온도변화량 산출부가 상기 평균온도데이터를 기반으로 시간별 온도변화량을 산출하는 단계; 응력변화량 산출부가 상기 시간별 온도변화량을 기반으로 응력 변화량을 산출하는 단계; 및 응력분포 산출부가 상기 응력변화량을 기반으로 시간별 대상체 전체의 응력분포를 산출하는 단계;를 더 포함하고,
상기 제7단계에서 상기 평가수단은 상기 대상체 전체의 응력분포를 기반으로 에너지 소산위치 및 능력을 평가하는 것을 특징으로 하는 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정방법.
11. The method of claim 10,
after the sixth step, calculating, by a temperature change amount calculating unit, a temperature change amount for each time based on the average temperature data; calculating, by a stress change amount calculating unit, a stress change amount based on the time-dependent temperature change amount; and calculating, by the stress distribution calculator, a stress distribution of the entire object by time based on the amount of stress change;
In the seventh step, the evaluation means evaluates the energy dissipation position and ability based on the stress distribution of the entire object.
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- 2020-09-11 KR KR1020200117079A patent/KR102454418B1/en active IP Right Grant
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