초록 ▼

연구목적
○ 마그네틱 센싱기반 멀티채널 센싱 시스템과 신호 수집 장치 제작을 통한 자동 손상 진단 알고리즘 개발 및 진단 시스템의 구조적 안정성 검증

연구내용
○ 케이블 진단 알고리즘 통합/시스템 검증 및 점검 매뉴얼 작성
- 케이블 손상진단 및 시각화 알고리즘의 최적화 및 통합 후 UI 탑재
- 실내 실험을 통한 DB 구축 및 시스템 안정화 및 목표 성능 검증
- 현장 엘리베이터 와이어로프 적용 실험을 통한 DB 구축 및 시스템 안정화 및 목표 성능 검증

사용자 친화적 UI 구축

연구목적
○ 마그네틱 센싱기반 멀티채널 센싱 시스템과 신호 수집 장치 제작을 통한 자동 손상 진단 알고리즘 개발 및 진단 시스템의 구조적 안정성 검증

연구내용
○ 케이블 진단 알고리즘 통합/시스템 검증 및 점검 매뉴얼 작성
- 케이블 손상진단 및 시각화 알고리즘의 최적화 및 통합 후 UI 탑재
- 실내 실험을 통한 DB 구축 및 시스템 안정화 및 목표 성능 검증
- 현장 엘리베이터 와이어로프 적용 실험을 통한 DB 구축 및 시스템 안정화 및 목표 성능 검증

사용자 친화적 UI 구축 및 현장테스트를 통한 시스템 안정화 및 검증
- 중앙 감시를 위한 사용자 친화적 관리자 모니터링 User Interface 구축
- 온라인 원격 모니터링을 위한 네트워크 구현
- 실제 운용 중 엘리베이터 대상 현장시험 및 DB 구축
- 실제 엘리베이터 대상 현장시험 / 점검 결과 보고서 작성

기대효과 및 활용방안
○ 당해 연도의 연구결과물인 누설자속 기반 와이어로프 진단장치 및 자동손상 진단 알고리즘을 통하여 객관적으로 일정한 진단 결과의 도출이 가능하며, GUI를 통한 객관적이고 정량적인 진단 결과의 제시로 비전문가를 통한 모니터링이 가능해서 엘리베이터 와이어로프 관리의 안전성 및 효율성이 향상됨. 이를 통해 사고로 인한 인적, 물적 피해의 예방과 함께 엘리베이터 유지관리를 위한 비용의 절감이 가능해짐.

(출처 : 초록 4p)

Abstract

Ⅳ. Conclusions
1. Multi-channel magnetic flux leakage sensor head
2. Multi-Channel magnetic flux leakage signal acquisition device
3. Linear movement test equipment of wire rope inspection
4. Automatic diagnosis algorithm and GUI for wire rope NDE

(출처 : SUMMARY 9p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 초록 ... 4요 약 문 ... 6SUMMARY ... 8목차 ... 10그림목차 ... 15표목차 ... 33제 1 장 엘리베이터 와이어로프 진단 필요성 및 현황 ... 36 1.1 엘리베이터 와이어로프 진단 기술 개발 필요성 ... 36 1.2 엘리베이터 일반 및 유지관리 현황 ... 38 1.3 케이블 손상 유형분석 및 진단 대상 손상유형 선정 ... 55제 2 장 국부 결함 검색을 위한 누설 자속 탐지 기법 ... 70 2.1 누설자속 기반 국부 손상 검색의 원리 및 방법 ... 70 2.2 영구자석을 이용한 시편의 자화 ... 84 2.3 홀센서 기반의 누설자속 계측 방법 ... 91 2.4 누설자속 기법을 이용한 구조물 진단 연구 동향 분석 ... 101제 3 장 손상 진단 자동화를 위한 신호 처리 및 패턴인식 기법 ... 108 3.1 신호처리 및 통계적 기법 기반 누설자속 신호의 보정 ... 108 3.2 통계학적 기법 기반 손상 판정 및 손상 정량화 기법 ... 125 3.3 패턴인식 기법 기반 손상 분류 및 정량적 추정 기법 ... 131 3.4 결함 탐지 효율성 향상을 위한 자속신호 시각화 기법 ... 136제 4 장 컴팩트 타입 멀티채널 마그네틱 신호 수집 장치 제작 ... 140 4.1 홀(Hall) 센서 구동회로 설계 ... 140 4.2 누설자속(MFL) 측정을 위한 홀(Hall) 센서 선정 ... 141 4.3. 홀 센서 모듈 특성 측정 ... 142 4.4 멀티채널 홀센서 구동을 위한 터미널 보드 제작 ... 145 4.5 컴팩트 타입 데이터 획득 장치 (Compact DAQ) 구성 ... 146 4.6 진단 시스템 연동 점검 및 케이블 진단 기초 실험 ... 148 4.7 원격진단을 위한 유ᆞ무선 네트워크 구성 ... 149제 5 장 엘리베이터 유사 구조의 케이블 이동시험장치 제작 ... 151 5.1 엘리베이터 유사구조의 케이블 이동 시험 장치 Mock-up 설계 및 제작 목표 ... 151 5.2 승강기 와이어로프 이동 메커니즘 분석 ... 151 5.3 와이어로프 이동시험장치 설계 벤치마킹을 위한 유사 장치 조사 ... 152 5.4 케이블 이동 시험 장치 2차 설계안 ... 154제 6 장 자기이력곡선(B-H loop) 측정을 통한 와이어로프의 자기특성 분석 ... 161 6.1 B-H loop의 측정 목적 ... 161 6.2 B-H loop의 측정 방법 및 절차 ... 161 6.3 와이어로프의 자기적 특성 계측을 위한 하중에 따른 B-H loop 측정 결과 ... 166제 7 장 다채널 누설자속 센서헤드 1차시작품 제작 및 실내 검증 실험 ... 168 7.1 다채널 누설자속 센서헤드 1차 시작품 설계 ... 168 7.2 누설자속 센서헤드 1차 시작품 하드웨어 제작 ... 174 7.3 다채널 누설자속 센서헤드 1차 시작품을 이용한 고속 환경에서의 손상 진단 실험 ... 178제 8 장 다채널 누설자속 센서헤드 2차 시작품 제작 및 손상 정량화 성능 검증 실험 ... 244 8.1 마그네틱 시뮬레이션을 통한 다채널 누설자속 센서헤드 2차 시작품 설계 ... 244 8.2 2차 시뮬레이션 결과 분석을 통한 다채널 누설자속 센서헤드 2차 시작품 재설계 및 제작 ... 265 8.3 다센서 헤드 채널별 감도 보정 및 누설자속 특성 분석 ... 288 8.4 누설자속기반 와이어로프 손상 진단 및 정량화 실험 ... 300 8.5 손상의 유형에 따른 누설자속 신호 특성 비교 ... 330제 9 장 패턴인식기법 기반 와이어로프 손상 분석 ... 335 9.1 패턴인식기법을 이용한 와이어로프 진단 알고리즘 ... 335 9.2 SVM을 이용한 손상 유형 분류 ... 337 9.3 ANN을 이용한 와이어로프의 단선 손상 크기 추정 ... 345제 10 장 마그네틱 센싱 기반의 3차원 손상위치 검색 및 손상시각화 알고리즘 개발 (실사용 와이어로프를 이용한 자동손상진단 알고리즘의 검증) ... 356 10.1 폐와이어로프를 이용한 진단 알고리즘의 검증 ... 356 10.2 폐와이어로프를 이용한 실험 셋업 ... 357 10.3 누설자속의 신호처리 및 가공 ... 359 10.4 와이어로프 손상 단계별 국부손상 진단 결과 ... 364제 11 장 여러 가닥 와이어로프 진단을 위한 시스템 제작 및 실내 검증 ... 380 11.1 여러 가닥 와이어로프 동시 진단용 20ch 센서헤드 제작 ... 380 11.2 여러 가닥 와이어로프 진단용 센서헤드를 이용한 실내 실험의 목적 ... 384 11.3 여러 가닥 진단용 센서헤드를 이용한 실험 셋업 ... 385 11.4 채널별 감도 보정을 위한 강봉 이용 MFL신호 획득 실험 ... 386 11.5 와이어로프의 손상 감지 및 정량화 실험 ... 391 11.6 여러 가닥 와이어로프 동시 손상 진단 실험 ... 406제 12 장 현장 엘리베이터 와이어로프 적용 실험을 통한 시스템 검증 ... 416 12.1 현장 실험 목적 및 개요 ... 416 12.2 현장 엘리베이터 Test bed 정보 ... 417 12.3 현장 엘리베이터 적용 센서헤드 성능 점검을 위한 1차 현장실험 ... 419 12.4 현장 엘리베이터 와이어로프 손상 점검 및 환경영향 분석을 위한 2차 현장 실험 ... 431제 13 장 멀티채널 누설자속 기반 와이어로프 진단 시스템의 성능 검증 ... 454 13.1 와이어로프 진단 시스템의 목표성능 및 검증 방법 ... 454 13.2 와이어로프 진단 시스템 목표 성능별 달성 여부 및 근거 ... 456 13.3 와이어로프 진단 시스템의 목표성능 달성도 ... 465제 14 장 사용자 친화적 관리자 모니터링 Graphical User Interface 구축 ... 466 14.1 관리자 모니터링 User Interface 구축 목표 ... 466 14.2 와이어로프 진단 시스템 제어 및 실시간 결과 확인 UI ... 466 14.3 진단 결과 확인 Graphical User Interface 구성 ... 468제 15 장 다채널 누설자속 센서헤드 및 신호수집 장치 패키징 ... 472 15.1 다채널 누설자속 센서헤드 패키징 ... 472 15.2 다채널 누설자속 신호수집 장치 패키징 ... 479제 16 장 본 연구개발의 성과 및 활용 방안 ... 482 16.1 연구개발의 기술적 성과 ... 482 16.2 연구개발의 경제적 및 사회적 성과 ... 483 16.3 개발 기술 활용 및 사업화 계획 ... 483연구개발성과의 보안등급 ... 488연구실 안전조치 이행계획 ... 488국가과학기술 종합 정보 시스템에 등록된 연구시설 ․ 장비 현황 ... 490참고문헌 ... 491끝페이지 ... 502