초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 “케이블 교량 및 PSC 교량의 장력/긴장력 관리를 위한 저전력 EM 센싱 기반 무선 모니터링 시스템 개발“로써 케이블 교량 및 PSC 교량 내부의 케이블/텐던에 도입되어진 장력을 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발함. 이를 위하여 저전력 EM 센싱 기법 개발 및 무선 배터리 구동형 EM 센싱 시스템을 개발함으로써 기존 유선 장력 계측 시스템 대비 현장 적용 가능성이 높고 상시 모니터링이 가능한 케이블 교량/PSC 교량 안전 모니터링 시스템을 개발함

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의

□ 연구개요
본 연구는 “케이블 교량 및 PSC 교량의 장력/긴장력 관리를 위한 저전력 EM 센싱 기반 무선 모니터링 시스템 개발“로써 케이블 교량 및 PSC 교량 내부의 케이블/텐던에 도입되어진 장력을 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발함. 이를 위하여 저전력 EM 센싱 기법 개발 및 무선 배터리 구동형 EM 센싱 시스템을 개발함으로써 기존 유선 장력 계측 시스템 대비 현장 적용 가능성이 높고 상시 모니터링이 가능한 케이블 교량/PSC 교량 안전 모니터링 시스템을 개발함

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 최종연구목표는 “저전력 EM(Elasto-Magnetic) 센싱 기반 무선 장력 모니터링 시스템 개발”로써 이를 위하여 다음과 같은 연구결과를 달성함
1. 저전력 EM 센싱 알고리즘 개발
- 본 연구를 통하여 기존 EM 센서 대비 저전력으로 긴장력을 모니터링 할 수 있는 저전력 EM 센싱 알고리즘을 개발함
- 기존 목표치인 3.0V 이하인 2.0V 수준의 저전력 EM 센싱을 통해 긴장력 모니터링이 가능함
2. 소형 무선 배터리 구동형 EM 센싱 시스템 개발
- 기존 유선 EM 계측 시스템을 대체하고 현장 적용 가능성을 향상시키기 위하여 소형 배터리 구동형 Power Amplifier를 개발하고 무선 DAQ, Integrator와의 연결을 통해 소형 무선 배터리 구동형 EM 센싱 시스템을 개발함
- Power Amplifier의 구동 전압 및 전류, 입력 파형 등을 최적화하여 저전력 계측 시스템을 완성하였으며 배터리 완충 시 약 1000회 이상의 가진이 가능하여 약 3년간의 긴장력 모니터링이 가능함(1회/day 기준)

□ 연구개발결과의 중요성
- 기존 고전력/유선 EM 계측 장비를 소형화하고 무선화/배터리 구동 형태로 향상시킴으로써 기존 시스템이 실제 건설 현장 및 교량 현장 적용의 한계점을 극복함
- 무선 장력 모니터링 시스템의 구축을 위한 기초 장비 및 계측 알고리즘을 개발함으로써 IoT 기반 케이블 교량 및 PSC 교량 장력 관리 시스템 구축이 가능함
- 저전력 EM 센싱 기반 무선 장력 모니터링 시스템을 통하여 케이블 교량 및 PSC 교량 내부 텐던의 장력을 상시 모니터링이 가능하고 1회/day로 계측하였을 경우 약 3년간 배터리 교체/충전 없이 모니터링 가능함
- 본 연구를 통하여 케이블 교량 및 PSC 교량의 안전진단을 위한 저전력 EM 센싱 기반 무선 장력 모니터링 기술을 개발함으로써 주요 사회 기반 시설물의 효율적 유지관리 및 사고예방이 가능하고 나아가 최신 기술의 선도, 경제적 효율 및 사회적 안정망 확보에 있어 큰 기여를 함

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구개발의 필요성 ... 4
• 1.2 연구 최종 목표 ... 6
• 1.3 연차별 연구개발 목표 및 내용 ... 7
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 8
• □ 기존 EM 센서를 이용한 장력 계측 기법 문헌 조사 ... 8
• □ 최소 전력 입력을 통한 Minor B-H Loop 계측 실험 및 장력에 따른 패턴 분석 ... 9
• □ 패턴분석 및 특성 추출을 통한 저전력 EM 센싱 기반 장력 계측 알고리즘 개발 ... 9
• □ 장력 모니터링 시스템 검증을 위한 시험체 제작 ... 10
• □ 통합 계측 시스템 제작 ... 11
• □ 반력대를 이용한 통합 계측 장비 검증 ... 12
• □ 소형 배터리 구동형 Power Amplifier 개발 ... 13
• □ 무선 배터리 구동형 EM 계측 시스템 실험 검증 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 끝페이지 ... 20