구조물 장기 모니터링을 위한 분포형 광섬유 센서의 온도보상기법 연구 A Study on Temperature Compensation Method of Distributed Fiber Optic Sensor for Long-term Monitoring of Structure원문보기
본 연구에서는 노후화된 교량이 증가함에 따라 교량의 안전성 확보를 위해 온도효과를 고려하여 구조물의 운용 중 상태를 상시 파악할 수 있는 구조물 건정성 모니터링 기법으로써, 분포형 센서를 활용한 장기 구조물 이상상태 모니터링 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 분포형 센서를 통해 얻은 동적환경변화로 인해 발생하는 온도 효과와 손상 효과가 같이 고려된 데이터에서 온도 효과의 영향을 제거함으로써, 손상 발생 위치를 검출할 수 있는 기법이다. 먼저 ...
본 연구에서는 노후화된 교량이 증가함에 따라 교량의 안전성 확보를 위해 온도효과를 고려하여 구조물의 운용 중 상태를 상시 파악할 수 있는 구조물 건정성 모니터링 기법으로써, 분포형 센서를 활용한 장기 구조물 이상상태 모니터링 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 분포형 센서를 통해 얻은 동적환경변화로 인해 발생하는 온도 효과와 손상 효과가 같이 고려된 데이터에서 온도 효과의 영향을 제거함으로써, 손상 발생 위치를 검출할 수 있는 기법이다. 먼저 PSC 교량을 대상으로 해석모델로 구축한 모델을 대상으로 온도구배와 긴장력 손실(손상)을 가하여, 가한 온도구배와 긴장력 손실(손상)에 따른 변형률 패턴을 분석하여 온도구배의 영향을 제거할 수 있는 내적 기법을 활용한 구조물 모니터링 기법을 제안했다. 온도구배와 긴장력 손실(손상)이 같이 고려된 데이터에서 온도구배의 영향을 제거한 잔차와 긴장력 손실에 의한 변형률 양상을 비교했다. 앞서 제안한 구조물 모니터링 기법을 검증하기 위해 plate 시편을 대상으로 온도 실험과 손상을 가정한 하중 실험으로 대신 진행하여, 데이터를 획득하고 얻은 데이터를 조합하여 만든 장기 온도+손상 데이터를 생성하였다. 그리고 실험데이터 기반으로 이전에 제안했던 기법을 보완한 온도구간 기저벡터 업데이트를 동반한 내적기법을 통해 하중(손상)에 의한 변형률만을 추출해내여 대입한 하중(손상) 데이터와 비교했다. 위 과정을 통해 얻은 잔차의 변형률과 가한 손상(하중, 긴장력 손실)을 비교함으로써, 분포형 센서를 활용한 제안한 기법의 유효성을 입증했다.
본 연구에서는 노후화된 교량이 증가함에 따라 교량의 안전성 확보를 위해 온도효과를 고려하여 구조물의 운용 중 상태를 상시 파악할 수 있는 구조물 건정성 모니터링 기법으로써, 분포형 센서를 활용한 장기 구조물 이상상태 모니터링 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 분포형 센서를 통해 얻은 동적환경변화로 인해 발생하는 온도 효과와 손상 효과가 같이 고려된 데이터에서 온도 효과의 영향을 제거함으로써, 손상 발생 위치를 검출할 수 있는 기법이다. 먼저 PSC 교량을 대상으로 해석모델로 구축한 모델을 대상으로 온도구배와 긴장력 손실(손상)을 가하여, 가한 온도구배와 긴장력 손실(손상)에 따른 변형률 패턴을 분석하여 온도구배의 영향을 제거할 수 있는 내적 기법을 활용한 구조물 모니터링 기법을 제안했다. 온도구배와 긴장력 손실(손상)이 같이 고려된 데이터에서 온도구배의 영향을 제거한 잔차와 긴장력 손실에 의한 변형률 양상을 비교했다. 앞서 제안한 구조물 모니터링 기법을 검증하기 위해 plate 시편을 대상으로 온도 실험과 손상을 가정한 하중 실험으로 대신 진행하여, 데이터를 획득하고 얻은 데이터를 조합하여 만든 장기 온도+손상 데이터를 생성하였다. 그리고 실험데이터 기반으로 이전에 제안했던 기법을 보완한 온도구간 기저벡터 업데이트를 동반한 내적기법을 통해 하중(손상)에 의한 변형률만을 추출해내여 대입한 하중(손상) 데이터와 비교했다. 위 과정을 통해 얻은 잔차의 변형률과 가한 손상(하중, 긴장력 손실)을 비교함으로써, 분포형 센서를 활용한 제안한 기법의 유효성을 입증했다.
The number of aged bridges is increasing so that bridges over 30 years old account for about 11% of all bridges. Therefore, monitoring system is needed to continuously monitor the safety of structures. The effect of temperature on bridge has a great influence on bridge's behavior. In general, d...
The number of aged bridges is increasing so that bridges over 30 years old account for about 11% of all bridges. Therefore, monitoring system is needed to continuously monitor the safety of structures. The effect of temperature on bridge has a great influence on bridge's behavior. In general, damage location of a structure is detected by using vibration characteristics considering the effects of temperature cased by dynamic environment change without temperature measurement. Because it is difficult to establish the relationship between temperature and data acquired by sensors. So, in this research, a long-term measurement monitoring technique that can filter the effect of temperature caused by dynamic environment change using fiber optic sensor was proposed. Fiber optic sensor is suitable for long-term measurement unlike a normal sensor (strain gauges, etc) because of its excellent corrosion resistance and multi-point measurement. In order to confirm the possibility of long-term monitoring of structures using distributed fiber optic sensors, indoor experiments and analysis model analysis were conducted. As a result, the validity of the proposed technique using dot product was verified
The number of aged bridges is increasing so that bridges over 30 years old account for about 11% of all bridges. Therefore, monitoring system is needed to continuously monitor the safety of structures. The effect of temperature on bridge has a great influence on bridge's behavior. In general, damage location of a structure is detected by using vibration characteristics considering the effects of temperature cased by dynamic environment change without temperature measurement. Because it is difficult to establish the relationship between temperature and data acquired by sensors. So, in this research, a long-term measurement monitoring technique that can filter the effect of temperature caused by dynamic environment change using fiber optic sensor was proposed. Fiber optic sensor is suitable for long-term measurement unlike a normal sensor (strain gauges, etc) because of its excellent corrosion resistance and multi-point measurement. In order to confirm the possibility of long-term monitoring of structures using distributed fiber optic sensors, indoor experiments and analysis model analysis were conducted. As a result, the validity of the proposed technique using dot product was verified
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