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반도체 시설물 유지관리를 위한 레이저 초음파와 딥러닝 기반 비금속 배관 내부손상 검출 기법 연구
유병준 ( Yu Byoungjoon ),최웅규 ( Choi Woonggyu ),신인섭 ( Shin Inseop ),최준환 ( Choi Junhwan ),박승희 ( Park Seunghee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1
국내 반도체 산업은 코로나19의 영향으로 디지털 업무로 전환됨과 동시에 반도체 수요가 폭발적으로 증가하면서, 공장 가동과 함께 시설 또한 계속 증가하고 있다. 비금속 배관의 손상은 반도체 품질관리 및 작업자 안전에도 큰 영향을 미치며, 적외선 기법, 마이크로파 기반의 비금속 배관 유지관리 연구가 진행되었지만, 많은 양의 배관이 있는 반도체 산업에 적용하기 어려운 실정이다. 또한, 반도체 산업에서는 육안검사와 교체 이력 관리로 유지관리하는 수준에 머물러 있다. 이에 본 연구에서는 레이저 초음파 기법을 활용하여, 비금속 배관을 대상으로 적용 가능성을 확인하고, 감쇠비가 높은 비금속 배관을 대상으로 Filter 적용을 통해 보정하여, 딥러닝 기반의 손상 자동 감지 기술을 제안한다. 본 연구를 통해 비금속 배관을 많이 사용하는 산업에서 효율적인 유지관리 기법으로 활용되기를 기대한다.
누설자속기법을 이용한 엘리베이터 와이어 로프 압착 변형 진단
유병준(Byoungjoon Yu),김주원(Ju-won Kim),박승희(Seunghee Park) 한국비파괴검사학회 2017 한국비파괴검사학회지 Vol.37 No.4
본 연구에서는 누설자속기법을 이용한 와이어 로프 압착 변형 진단을 하였다. 와이어 로프를 사용하는 구조물에 적용하기 위하여 리프트오프의 발생을 최소화시킨 4채널의 누설자속센서 헤드를 제작하였다. 이를 사용하여 와이어 로프의 압착 변형 검색 실험을 수행하였다. 압착 변형 검색 실험을 위해 80 cm의 와이어 로프를 준비하였고, 중간인 40 cm 지점에 압착 변형을 가하였다. 와이어 로프 압착 변형을 진단하기 위해 자속신호를 힐버트 변환을 활용하여 순간변화량을 손상 검색에 활용하였다. 객관적인 손상 판단을 위하여 계측된 자속신호를 통계학적 GEV(generalized extreme value) 분포를 이용하여 임계값을 설정하였다. 이에 압착 손상을 가한 와이어 로프의 양수화된 데이터에 임계값을 적용해본 결과 압착 변형의 손상 유무를 확인할 수 있었다. 최종적으로 신호의 크기가 압착 변형의 돌출부보다 압축부에서 더 크게 나타난 것을 확인하였으며, 본 기법의 압착 변형 검색 가능성을 살펴보았다. In this study, an inspection system based on magnetic flux leakage (MFL) was used to diagnose the pressure deformation of a wire rope. To verify the feasibility of the proposed damage-detection technique, a 4-channel MFL sensor head was designed and fabricated. For the crimp-deformation search experiment, a wire rope of 80 cm was prepared, and a crimp deformation was applied at its midpoint, that is, at 40 cm. The magnetic sensor signals of the wire rope without pressure deformation were scanned using the manufactured sensor head. To minimize the influence of noise, the magnetic flux signal was utilized for detecting damage by applying the Hilbert transform. To determine the objective damage, a threshold value was set by using the statistical generalized extreme value (GEV) distribution of the measured magnetic flux signal. Thus, this study determined the existence of a possibility of finding the pressure deformations by using the proposed technique.
딥러닝 기법을 활용한 레이저 초음파 기반 배관 국부 손상 감지
유병준 ( Yu Byoungjoon ),고동영 ( Go Dongyoung ),박승희 ( Park Seunghee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2
본 연구에서는 사회기반시설물과 건설 산업 외에 여러 산업에서도 많이 사용되는 배관의 효율적인 안전관리를 위해 배관 레이저 스캐닝 데이터를 기반으로 CNN Object detection 알고리즘을 이용한 배관 곡관부 자동 손상 탐지 시스템을 제안하였다. Q-switched Nd:YAG Pulse laser와 AE(음향 방출) Sensor를 이용하여, 배관 곡관부 손상을 대상으로 UWPI 영상 데이터를 검출하였다. 후처리를 통해 총 1280장의 학습데이터를 활용해 손상 검출 시스템을 구축하였다. 1280장의 이미지 데이터로는 학습을 진행하기에 부족함으로 미리 학습된 COCO2017 EfficientDet-d0 알고리즘을 사용하는 Transfer learning 기법을 적용하였다.
김주원,유병준,박세환,박승희,Kim, Ju-Won,Yu, Byoungjoon,Park, Sehwan,Park, Seunghee 한국방재안전학회 2018 한국방재안전학회 논문집 Vol.11 No.2
본 연구에서는 강판에 발생한 국부적인 손상의 진단을 위해 강자성의 연속체 구조물에 적합한 비파괴진단 기법인 누설자속 기법을 적용하였다. 강판시편의 두께 변화에 따른 누설자속 기반 진단 기법의 민감도를 분석하기 위해 각각 다른 두께를 가지는 몇 가지의 강판시편을 준비하였고, 각각의 시편에 3가지 깊이의 인공결함을 가공하였다. 홀센서와 자화요크를 이용하여 일정한 자화밀도를 가지는 누설자속 센서헤드를 제작하여 강판시편으로부터 누설자속 신호를 계측하였다. 센서헤드로부터 수집된 자속신호의 품질향상을 위해 일련의 신호처리 과정을 거쳤으며, 각 손상지점으로부터 계측된 누설자속 신호의 확인을 통해 국부손상 감지의 가능성을 확인하였다. 강판두께에 따른 누설자속 기법의 손상감지 민감도의 분석을 위해 각각 다른 두께의 강판시편으로부터 검출된 MFL 신호에서 P-P value를 정량적으로 추출하였고 그 값을 비교 분석 하였다. To diagnosis the local damages of the steel plates, magnetic flux leakage (MFL) method that is known as a adaptable non-destructive evaluation (NDE) method for continuum ferromagnetic members was applied in this study. To analysis the sensitivity according to thickness of steel plate in MFL method based damage diagnosis, several steel plate specimens that have different thickness were prepared and three depths of artificial damage were formed to the each specimens. To measured the MFL signals, a MFL sensor head that have a constant magnetization intensity were fabricated using a hall sensor and a magnetization yoke using permanent magnets. The magnetic flux signals obtained by using MFL sensor head were improved through a series of signal processing methods. The capability of local damage detection was verified from the measured MFL signals from each damage points. And, the peak to peak values (P-P value) extracted from the detected MFL signals from each thickness specimen were compared each other to analysis the MFL based local damage detection sensitivity according to the thickness of steel plate.
자기센서를 이용한 에스컬레이터 구동체인 국부 손상 진단
김주원 ( Kim Ju-won ),유병준 ( Yu Byoungjoon ),김한선 ( Kim Hansun ),곽반하우 ( Hau Quach Van ),박승희 ( Park Seunghee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.2
고층의 공공 건축물에서 에스컬레이터는 수많은 탑승자가 동시에 이용하는 필수적인 수직 이동 시설물이다. 에스컬레이터에서 구동체인은 동력을 전달하는 핵심 부품인데, 구동체인 파단에 의한 역주행 사고가 지속적으로 발생하고 있으며, 이는 대형인명사고로 이어지고 있어 이의 예방이 반드시 필요한 상황이다. 본 연구에서는 체인의 초기 파단손상 진단을 통한 예방적 유지관리를 위해 마그네틱 센서 기반의 비파괴 진단 기법을 구동체인에 적용하였다. 이의 실험적 검증을 위해 다채널의 자속신호를 동시 수집할 수 있는 마그네틱 센서헤드를 제작하였고, 이를 에스컬레이터 시뮬레이터에 설치되어 구동되는 더블체인 손상시편에 적용하여 자속신호를 수집하였다. 수집된 각 채널별 자속 신호로부터 국부 손상부에서 발생하는 자속의 변화 특성을 확인하였고, 이러한 특성을 부각하여 이용하고자 다단계의 신호처리를 수행하였다. 가공된 자속신호를 손상 판단을 위해 설정된 통계기반의 임계값에 적용함으로써 구동체인에 발생한 국부손상을 객관적으로 자동 진단하였다.
김주원 ( Kim Ju-won ),유병준 ( Yu Byoungjoon ),임정현 ( Lim Junghyeon ),김원규 ( Kim Wonkyu ),박승희 ( Park Seunghee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.1
Magnetic sensing NDE(non-destructive evaluation) method was applied to detect local damages at the steel chain of the escalator. To verify the feasibility of the magnetic sensing based chain inspection method, a magnetic sensor head was fabricated to adapt to the target chain. The fabricated sensor head scanned the notch damaged chain specimen to measure the magnetic flux signals. After obtaining signal, a series of signal processing process including pick picking and enveloping process based on Hilbert transform (HT) was performed to detect the damaged point by clarifying the signal.
최광묵(Kwangmook Choi),차기춘(Gichun Cha),유병준(Byoungjoon Yu),박지환(Jihwan Park),임정현(Junghyun Im),박세환(Sehwan Park),박승희(Seunghee Park) 한국방재안전학회 2018 한국방재안전학회 논문집 Vol.11 No.1
스마트도시란 도시의 경쟁력과 삶의 질 향상을 위하여 건설·정보통신기술 등을 융·복합하여 건설된 도시에 다양한 도시서비스를 제공하는 지속가능한 도시이다. 본 기고에서는 국·내외 스마트도시 추진동향과 지방자치단체의 스마트도시 조직을 분석하여 지속가능한 스마트도시 구현을 위해 지방자치단체의 스마트도시 조직체계 추진방향을 기술하고자 한다. Smart City is a sustainable city that provides a variety of city services to cities that are built with a mix of construction, information and communication technologies, etc. to improve the competitiveness and quality of life of the city. In this paper, we analyze trends of domestic and foreign smart cities and the smart city organization of local governments, and describe the direction of local government’s smart city organization system to realize sustainable smart city.