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가속도계를 이용한 배관 변위 진동 계측에 관한 연구
A Study on the Measurement of the Pipeline Displacement Vibration Using Accelerometers 원문보기

한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering, v.24 no.6, 2014년, pp.476 - 482  

서진성 (Dept. of Mechanical Engineering, Korea Polytechnic University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The stress analysis of the pipeline is required in any kind of plant for its safe operation. For this, the displacement vibration data measured at many locations of the pipeline should be provided. In reality, the installation of the non-contact type displacement sensors such as laser displacement s...

주제어

#배관 변위 진동   #가속도계   #비접촉 변위센서   #푸리에변환   #다운샘플링  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 배관계통의 안전성을 평가하는 배관 응력해석을 수행하기 위해서는 배관의 변위 진동이 입력 데이터로 제공되어야 한다. 배관 응력해석을 수행하기 위해서는 시간 영역의 변위 데이터뿐만 아니라 주파수 영역에서의 변위 데이터도 필요하므로, 이 연구에서는 이러한 데이터를 얻기 위한 방법을 소개하였다. 사용한 가속도계의 측정가능 최저 주파수와 진동신호분석기에 내장된 하이패스 필터의 컷오프 주파수 요인 등에 의해 0 Hz~1 Hz 영역의 가속도 진동은 취득한 가속도 신호에서 제거하였다.
  • 배관 진동은 발생 원인에 따라 구조진동(structural vibration)과 유체유발 진동(flow-induced vibration)으로 분류할 수 있다. 배관 진동 계측과 관련하여 현재까지 보고된 연구결과 중 대표적인 몇 가지 연구 사례를 소개하고자 한다.
  • 이 연구에서는 배관계통의 응력해석에 필요한 변위진동 데이터를 얻기 위해서 사용이 간편한 피에조 세라믹(piezo ceramic) 가속도 센서들을 배관 표면의 측정지점에 부착하여 가속도진동을 취득하였다. 그리고 가속도진동 데이터에 신호분석 기술을 적용하여 배관 측정지점의 시간 영역과 주파수 영역에서의 변위진동을 얻는 과정을 기술하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
배관 진동 측정 시 보통 사용하는 센서는 무엇인가? 지금까지 보고된 연구 결과를 검토해 보면, 배관 진동 측정 시 변위센서를 사용하여 변위진동을 측정한 사례는 거의 없으며 대부분 접촉식 센서인 가속도계와 속도계를 사용하였다. 이 사실은 플랜트 현장에서 여러 개의 비접촉 변위센서들을 배관 표면의 측정 위치에 동시에 설치하기가 어려움을 반증해 준다.
배관 진동의 발생 원인에 따라 어떻게 분류할 수 있는가? 배관 진동은 수많은 원인들에 의해 발생한다. 배관 진동은 발생 원인에 따라 구조진동(structural vibration)과 유체유발 진동(flow-induced vibration)으로 분류할 수 있다. 배관 진동 계측과 관련하여 현재까지 보고된 연구결과 중 대표적인 몇 가지 연구 사례를 소개하고자 한다.
배관 진동 측정 시에 비접촉식 변위센서를 설치하기 매우 어려운 이유는 무엇인가? 그러나 비접촉식 변위센서들을 배관계의 여러 측정 위치에 동시에 설치하는 것은 큰 어려움을 수반하며 현실적으로 불가능한 경우가 대부분이다. 왜냐하면 플랜트 배관계통 주위의 협소한 공간적 제약 조건 때문에 비접촉 변위센서를 고정하기 위한 지그(jig) 설치 공간이 거의 없기 때문이다. 비접촉 변위센서를 쓰기 힘든 다른 현실적인 이유는 설치공간의 문제뿐만 아니라 변위센서를 지지하는 지그의 진동도 상대변위로 측정되어 순수한 배관 진동만 측정하기 어렵기 때문이다. 그러므로 여러 가지 제약 조건이 있는 환경에서 배관의 진동 측정지점에 쉽게 부착할 수 있는 접촉식 센서를 사용하여 가속도 데이터를 취득한 후 이를 두 번 적분하여 변위 데이터를 얻을 수 있다면 매우 편리할 것이다.
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참고문헌 (19)

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