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자유낙하식 콘관입시험 시스템의 거동특성을 반영한 신호저장용 트리거 개발
Development of Trigger for Signal Storage Reflecting the Behavior Characteristics of the Free-Fall Cone Penetration Test System 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.21 no.10, 2020년, pp.16 - 22  

강현 (한국해양과학기술원) ,  신창주 (한국해양과학기술원) ,  권오순 (한국해양과학기술원) ,  장인성 (한국해양과학기술원) ,  백승재 (한국해양과학기술원) ,  서정민 (한국해양과학기술원) ,  원성규

초록
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한국해양과학기술원은 해저 표층지반의 특성을 원활하게 획득할 수 있는 자유낙하식 콘관입시험 시스템(Free-Fall Cone Penetration system, FFCPT)을 개발하고 있다. FFCPT를 통해 신호를 원활하게 획득하기 위해서는 전체 시험 시간동안 지속적으로 저장하는 방법 또는 사용자가 정의하는 시간 동안만 저장하는 방법이 고려될 수 있다. 효율적으로 데이터를 저장하고 관리하기 위해서는 사용자가 정의하는 시간 동안만 데이터를 저장하는 것이 유리하다. FFCPT는 낙하관성력을 최대한 확보하기 위해 회수용 와이어를 제외한 낙하에 방해되는 구성품이 최대한 배제되어 있다. 따라서 외부 보조장치를 활용한 데이터 저장 및 종료 시점 정의가 어렵다. 이에 FFCPT에 내부에 탑재된 센서를 통해 획득되는 신호를 이용하여 기본 거동을 분석하였고, 그 중 수심센서를 이용한 데이터 저장 시작과 종료를 인식할 수 있는 트리거 방식을 제안하였다. 수심 값의 3초와 0.03초 이동평균 차를 이용하여 낙하 시작 및 종료 시점을 판단하도록 하였다. 개발된 FFCPT를 이용하여 실해역 실험을 수행하였고, 트리거가 정상작동하여 원하는 데이터를 확보할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The Korea Institute of Ocean Science & Technology is developing a free-fall cone penetration test system (FFCPT) that can acquire the characteristics of the seabed surface soil. To obtain the data through the FFCPT, a method of storing the signals for the entire time or a method of storing the signa...

주제어

#FFCPT   #Trigger   #Data Storing   #Moving Average   #Depth Difference  

표/그림 (7)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 해저지반특성 획득용 FFCPT의 효율적인 데이터 저장을 위한 트리거를 개발하였다. 수중에서 운동하는 FFCPT의 거동상태를 인식하기 위하여 수심정보를 활용하였으며, 자유낙하 시작과 관입종료를 인지하기 위하여 수심 변화에 대한 3초, 0.
  • 본 연구에서는 FFCPT의 거동특성을 반영하여 센서신호를 효율적으로 관리할 수 있도록 데이터 저장 시작 및 종료를 구분할 수 있는 트리거를 개발하였다. 먼저 FFCPT의 일반적인 운용법과 장치에 내장된 센서 신호의 특성을 고찰하여 트리거로 사용가능한 센서신호를 선정 하였다.

가설 설정

  • Brain은 충돌감지시스템을 개발하여 방탄복 피탄인식, 비행기 연료탱크 모니터링 등에 적용할 수 있도록 전자소자 및 기판을 특허로 제안하였다[5]. FFCPT의 구조적 특성 상 지면 충돌 시 발생된 반력은 구조물 전체에 전달된다. 이에 FFCPT 내부에 장착된 가속도계를 통하여 충돌을 감지하고 저장 시작 시점을 선언하는 것은 가능하나, Brain이 제안한 충돌감지시스템을 적용하는 것만으로 FFCPT의 데이터 저장 종료 시점을 정의하는 것은 어렵다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자유낙하식 콘 관입시험 시스템의 개발 목적은 무엇인가? 1과 같이 해저 표층지반의 특성을 원활하게 하게 획득할 수 있는 자유낙하식 콘 관입시험 시스템 (FFCPT, Free-fall cone penetration test system)을 개발하는 중이다. 이는 육상 CPT 장치를 응용하여 수중에서 편리하게 사용할 수 있도록 개발된 시험 시스템이다.
FFCPT를 이용하여 효율적으로 데이터를 저장 및 관리하기 위하여 어떻게 하는 편이 좋은가? FFCPT를 통해 신호를 원활하게 획득하기 위해서는 전체 시험 시간동안 지속적으로 저장하는 방법 또는 사용자가 정의하는 시간 동안만 저장하는 방법이 고려될 수 있다. 효율적으로 데이터를 저장하고 관리하기 위해서는 사용자가 정의하는 시간 동안만 데이터를 저장하는 것이 유리하다. FFCPT는 낙하관성력을 최대한 확보하기 위해 회수용 와이어를 제외한 낙하에 방해되는 구성품이 최대한 배제되어 있다.
FFCPT를 통해 신호를 원활하게 획득하기 위한 방법으로 어떤 것들을 고려할 수 있는가? 한국해양과학기술원은 해저 표층지반의 특성을 원활하게 획득할 수 있는 자유낙하식 콘관입시험 시스템(Free-Fall Cone Penetration system, FFCPT)을 개발하고 있다. FFCPT를 통해 신호를 원활하게 획득하기 위해서는 전체 시험 시간동안 지속적으로 저장하는 방법 또는 사용자가 정의하는 시간 동안만 저장하는 방법이 고려될 수 있다. 효율적으로 데이터를 저장하고 관리하기 위해서는 사용자가 정의하는 시간 동안만 데이터를 저장하는 것이 유리하다.
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참고문헌 (7)

  1. Rogers, D. J., Fundamental of Cone Penetrometer Test (CPT) Soundings. Missouri University of Science and Technology, 2011, Available From: https://web.mst.edu/-rogersda/umrcourses/ge441/CPT-Soundings.pdf (accessed June, 2020) 

  2. T. Lunne, P.K. Robertson, J.J.M.Powell, Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice, E&FN Spon, 1997, pp16-18. 

  3. Jung-min Seo, Changjoo Shin, OSoon Kwon, In Sung Jang, Hyoun Kang, Sung Gyu Won, "Estimation of Penetration Depth Using Acceleration Signal Analysis for Underwater Free Fall Cone Penetration Tester", Journal of Ocean Engineering and Technology, Vol. 34(2), Articles in press, 2020. DOI: http://dx.doi.org/10.26748/KSOE.2019.076 

  4. Changjoo Shin, Sung Gyu Won, OSoon Kwon, In Sung Jang, Jung-min Seo, Hyoun Kang, "Estimation of Ground Penetration Depth for Underwater Free Fall Cone Penetration Tester", Proceeding of Korean Marine Robot Technology Society, Seoul, South Korea, pp.62-64, 2019. 

  5. Brian Keith Russell, Paul Benjamin Mallinson, Stephen Christopher Kent, Christopher Michael Solomon, "Impact Detection System.", U.S. Patent No. US 8,079,247 B2, Dec. 20, 2011. 

  6. James E. Child, Amrita Kumar, Shawn Beard, Peter Qing, Don G. Paslay, "Impact Detection and Analysis/Health Monitoring System for Composites.", Proceedings Volume 6222, Sensors for propulsion Measurement Applications, SPIE, May 2006. DOI: https://doi.org/10.1117/12.669525 

  7. Craig J. Brown, Stephen Smyth, Arnold Furlong, Glen King, Gerard Costello, Patrick Potter, Jeffrey S Melton, "A Synergistic Approach to improve Multibeam Backscatter Classification Methods for Geological/ Habitat Mapping", Hydro 2010 Conference, Rostock, Germany, 2010. 

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