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비접촉 초음파 스캐닝을 이용한 콘크리트 재료의 특성화 및 손상 평가
송호민 ( Song Homin ),이상민 ( Lee Sangmin ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1
이 논문에서는 공기결합 비접촉식 초음파 스캐닝 계측을 통하여 콘크리트 재료의 특성화 및 손상을 평가하는 다양한 기법을 제안한다. 비접촉 초음파 스캐닝 계측 데이터로부터 비전파 진동장 성분을 추출하는 알고리즘을 제안하였으며, 동결융해, 알칼리골재 반응 등으로 인해 발생하는 분산균열을 조기에 감지하고 손상 정도를 평가할 수 있음을 실험을 통해 검증하였다. 또한 MEMS 기반의 마이크로폰 배열을 이용하여 획득한 비접촉 초음파 데이터를 이용하여 굳지 않은 콘크리트의 응결 시간을 추정하고 콘크리트의 경화 과정을 모니터링할 수 있음을 검증하였다.
초음파 어레이 이미징과 압축센싱 기법을 활용한 콘크리트 구조물의 대면적 내부 이미징
한기표(Gi Pyo Han),송호민(Homin Song),민지영(Jiyong Min) 한국비파괴검사학회 2024 한국비파괴검사학회지 Vol.44 No.3
초음파 어레이 이미징 기술은 콘크리트 구조물 내부의 손상을 감지하는 데 높은 잠재력을 가지고 있지만, 한 번에 이미징할 수 있는 영역이 제한적이어서 실제 넓은 구조물의 진단에는 한계가 있다. 본 연구에서는 압축센싱 기술을 활용하여 넓은 영역의 콘크리트 구조물의 내부를 효율적으로 이미징할 수 있는 초음파 어레이 이미징 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 희소 샘플링을 통해 얻은 어레이 데이터를 이용하여 조밀한 그리드에서 데이터를 획득한 것과 등가의 이미징 결과를 재구성함으로써, 넓은 검사 영역에 대한 데이터 획득 시간을 현저히 단축시킬 수 있다. 제안하는 기법의 성능을 평가하기 위해 실제 콘크리트 구조체인 항만 선박 계류 시설물에 적용하는 현장 실험을 수행하였다. 실험 결과, 조밀하게 샘플링한 어레이 데이터 대비 50%만을 샘플링한 어레이 데이터를 활용하여 조밀한 어레이 이미지를 재건할 수 있음을 확인하였다. Ultrasonic array imaging technology has a high potential for detecting internal damages in concrete structures, yet its limited imaging area poses challenges for diagnosing large concrete structures. This study proposed an ultrasonic array imaging method that efficiently images large areas of concrete structures by utilizing a compressed sensing technique. The proposed method uses sparsely sampled array data to reconstruct imaging results equivalent to those obtained from densely sampled grids, significantly reducing the data acquisition time for large inspection areas. Field experiments were conducted on actual concrete structures at a ship mooring facility to evaluate the performance of the proposed technique. The results demonstrated the possibility of reconstructing dense array images using only 50% of the array data typically required for dense sampling.
콘크리트 구조물의 대면적 검사를 위한 압축센싱 기반의 초음파 어레이 이미징 기법 개발
한기표 ( Han¸ Gi-pyo ),민지영 ( Min¸ Jiyoung ),송호민 ( Song¸ Homin ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.2
초음파 어레이 트랜스듀서를 이용한 어레이 이미징 기술은 콘크리트 구조물 내부에 존재하는 공극과 같은 결함을 효과적으로 감지 및 시각화할 수 있는 효과적인 비파괴검사 기술이다. 하지만 한 번의 초음파 어레이 데이터 세트 획득을 통해 이미징 할 수 있는 검사범위가 어레이 트랜스듀서 부근에 제한되기 때문에, 넓은 면적에 대한 내부상태 평가를 수행하기 위해서는 많은 양의 데이터 획득과 긴 검사 시간이 필요하다. 본 연구에서는 콘크리트 구조물의 넓은 검사 면적에 대한 효율적 이미징을 위해 압축 센싱 기반의 초음파 어레이 이미징 기법을 제안한다.