초록 ▼

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
1차년도(2011):
□ EMAT 사양 결정 및 1차 시제품 제작
* 레일 내 초음파 전파양상 시뮬레이션 및 실험을 통한 EMAT 중심 주파수 결정
* 결함 방향 및 크기별 초음파 반사 및 투과 양상 해석 및 실험
* 레일의 기하학적 경계부에 의한 반사파 영향 최소화방안 수립
* EMAT 발생 및 측정 신호 최대화를 위한 전자기장 및 EMAT 내 요크 형상 관련 최적설계 연구
* EMAT 초기 설계안 수립
* EMAT 1차 시제품 제작
□ 결함 검출 시스

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
1차년도(2011):
□ EMAT 사양 결정 및 1차 시제품 제작
* 레일 내 초음파 전파양상 시뮬레이션 및 실험을 통한 EMAT 중심 주파수 결정
* 결함 방향 및 크기별 초음파 반사 및 투과 양상 해석 및 실험
* 레일의 기하학적 경계부에 의한 반사파 영향 최소화방안 수립
* EMAT 발생 및 측정 신호 최대화를 위한 전자기장 및 EMAT 내 요크 형상 관련 최적설계 연구
* EMAT 초기 설계안 수립
* EMAT 1차 시제품 제작
□ 결함 검출 시스템 주요 구성요소 기본설계
* 입출력 신호 극대화를 위한 임피던스 정합 모듈 기본설계
* 다채널 입출력을 위한 스위칭 모듈 기본 설계
* Pulser/receiver 사양결정
* EMAT 취부 및 간극 유지를 위한 기구 설계
2차년도(2012):
□ 레일 결함 검출 시스템의 구축 (I)
* 1차년도 연구결과를 반영한 Pulser/ receiver의 내부결함 탐상용 모듈 제작
* Pulser/receiver의 표면 결함 탐상용 모듈 제작
* Pulser/receiver의 성능평가 및 개선
* 레일 인공 결함 시편과 개발된 pulser/ receiver를 이용한 EMAT 1차 시제품 성능 검증
* EMAT 최종 시제품 제작
* EMAT 취부 기구 제작
* 개발 시스템의 검증방안 수립
□ 결함 신호 처리기법 연구
* 결함 정보의 고속판별을 위한 신호처리 방안 연구
* Pulser/receiver와 연동 가능한 신호처리 모듈 기본설계
3차년도(2013):
□ 레일 결함 검출 시스템의 구축 (II)
* 신호처리 모듈 제작
* 신호처리 모듈 성능평가 및 개선
* 사용자 인터페이스 프로그래밍 및 제작
* 레일 결함 검출 위치 정보 모듈 연계방안 연구
* 레일 결함 검출 시스템의 종합적 구성
* 개발된 레일 결함 검출 시스템과 EMAT 시제품의 연동 및 성능 평가
□ 개발 시스템의 검증 및 확장성 검토
* 개발 시스템의 성능평가 환경 구축
* 개발 시스템의 성능평가 및 개선점 도출
* 시스템의 개선 및 성능 최종 검증
* 이음매부에서의 반사 신호 판별 방안 연구
* 용접부 결함 탐상에의 적용성 평가 및 개선점 도출
* 개발 시스템 운영 가이드라인 제시

Abstract ▼

Ⅲ. Contents and Scope of R&D
1st(2011):
□ Determination of the specification and the 1st prototype of EMAT
* Determination of operating frequency of EMAT by simulation and experiments for wave propagations in a rail
* Simulation and experiment for reflection of waves in a rail
* Desig

Ⅲ. Contents and Scope of R&D
1st(2011):
□ Determination of the specification and the 1st prototype of EMAT
* Determination of operating frequency of EMAT by simulation and experiments for wave propagations in a rail
* Simulation and experiment for reflection of waves in a rail
* Designing for the optimal electromagnetic field and shape of yoke of EMAT for maximize the waves generated by EMAT
* Designing the 1st prototype of EMAT
* Fabricating the 1st prototype of EMAT
□ Designing main components of the rail inspection system
* Designing the impedence matching module to maximize the input and output of EMAT
* Designing the switching module for multiple inputs and outputs
* Determination of the specifications of the pulser/receiver
* Designing the devices for installing and keeping lift-off of EMAT
2nd(2012):
□ Construction of the rail inspection system (I)
* Fabricating the inner crack inspection module of pulser/receiver
* Fabricating the surface crack inspection module of pulser/receiver
* Testing and improvement of pulser/receiver
* Verification of the 1st EMAT prototype by using the test specimens and the constructed pulser/receiver system
* Fabricating the final prototype of EMAT
* Fabricating the installation device of EMAT
* Establishing the verification method of the suggested inspection system in the real operating conditions
□ Research on the signal processing method for fault diagnostics
* Research on the high speed signal processing method
* Designing the signal processing module
3rd(2013):
□ Construction of the rail inspection system (II)
* Fabricating the signal processing module
* Verifying and improving the signal processing module
* Designing and programming of U/I
* Research on the information of positions of damages of a rail
* Synthesizing the rail inspection systems
□ Verification and checking extensibility of the suggested rail inspection system
* Construction of the suggested system
* Testing and improving of the suggested system
* Research on the damage detection in rail ends and welding points
* Drafting the operating guideline of the suggested rail inspection system

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 11
• Contents ... 15
• 목차 ... 16
• 표목차 ... 17
• 그림목차 ... 18
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 26
• 제1절 연구의 목적 ... 26
• 제2절 연구개발과제의 목표와 내용 ... 30
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 33
• 제1절 레일 비파괴 탐상기술 현황 ... 33
• 제2절 기존 레일 탐상 기법의 특징 ... 36
• 제3절 레일 탐상기술 적용 현황 ... 51
• 제4절 분석의 시사점 ... 57
• 제5절 관련 연구 검토 ... 58
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 61
• 제1절 레일 결함의 종류 ... 61
• 제2절 레일 내 초음파 전파 및 결함에 의한 반사 양상의 유한요소 해석 ... 82
• 제3절 EMAT의 작동 원리 및 구조 ... 138
• 제4절 EMAT을 이용한 레일 결함 비접촉 탐상 ... 173
• 제5절 비접촉 레일 탐상 시스템의 주요 구성요소 기본설계 ... 248
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 265
• 제5장 참고문헌 ... 266