주메뉴 바로가기 본문바로가기
전체메뉴닫기

  • home
과제현황 목록

과제기본정보

마그네틱 기반 Portable 강구조물 손상검출 시스템 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 18CTAP-C130209-02
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 시설물점검 진단기술 적용분야 건설업
2순위 전기 전자 | 계측기기 | 안전감시 진단 계측제어기 실용화대상여부 실용화
3순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 자연재해 저감기술 과제유형 개발
과제명 마그네틱 기반 Portable 강구조물 손상검출 시스템 개발
주관연구기관 (주)다음기술단
총괄연구 책임자 성명 최상식
소속 (주)다음기술단 직위 사장
기관 대표번호 031-698-2288 FAX 031-698-2290
총 연구기간 2017-04-01 ~ 2019-12-31
당해연도 연구기간 2018-01-01 ~ 2018-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 250,000,000 8,400,000 75,000,000 83,400,000 333,400,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 비파괴 점검기술의 국·내외 최신 동향 분석
강구조물과 용접부의 취약부 및 손상유형 분석
휴대용 마그네틱 센싱 하드웨어 구조 최적 설계
휴대용 하드웨어 제작을 위한 PCB 설계
Hall 센서를 이용한 휴대용 누설 자속(MFL) 측정 시스템 상세 설계
시험체 자화를 위한 자화부 최적설계
PCB 구조의 마그네틱 센싱 모듈 제작
강구조물 점검용 H/W 제작 (휴대성 고려)
컴팩트 타입 데이터 수집 장치 제작 (점검 가능 지속시간 고려)
사용자 친화적 모니터링 UI 구축
마그네틱 신호의 가공 및 특성 추출을 위한 신호처리 알고리즘 개발
통계학적 기법 기반의 자동 손상 진단 기법 개발
운영 중 진동/온습도 및 점검 속도 영향 보상 알고리즘 개발
손상 정보 인식/알림 시스템 구축
현장시험을 위한 실제 구조물 Test Bed 선정 및 섭외
마그네틱 센싱기반 강구조물 및 용접부 점검 매뉴얼 작성
Mock-up 제작
실내 실험을 통한 DB 구축 및 시스템 안정화 및 목표 성능 검증
현장시험 및 점검 결과 보고서 작성
최종목표 본 연구의 최종목표는 『마그네틱 기반 Portable 강구조물 손상검출 시스템 개발』이다. 세부적으로는 마그네틱 기반 Portable 장비를 개발하여 시간적, 공간적 제한으로 강구조물의 국부적인 부분에 대해서만 시행했던 안전점검을 구조물 전체에 대한 안전점검이 가능하게 하고, 손상분석 알고리즘을 통해 진단결과분석 및 수집된 신호자료에 대한 시각화 시스템 UI를 개발하여 점검방법에 대한 객관적이고 효율적인 손상검출장비 및 매뉴얼 체계를 개발함이 목표임
연구내용 및 범위 Portable 마그네틱 점검장비 개발
내용 : Portable 마그네틱 신호 수집장치 제작
현황 : ㈜다음기술단은 성균관대학교 산학협력단과 국민안전처 재난안전기술개발사업단에서 주관하는 ‘재난안전기술개발기반구축사업’의 ‘초고층 빌딩 고속 승강기 추락사고 예방을 위한 마그네틱 센싱 기반의 재난대응형 안전진단 시스템 개발’를 수행하고 있으며, 엘리베이터 케이블의 손상발생의 상시진단이 가능한 마그네틱 센싱기반 지능형 안전진단 시스템 개발을 수행 중에 있음
필요 : 정밀안전진단 시 강재용접부 초음파 탐상시험은 경간별/거더당 1개소 또는 2개소의 극히 일부분만 실시하기 때문에 강재구조물의 점검결과에 대한 신뢰성 확보가 어려우므로 국부적인 점검절차가 아닌 구조물 전체에 대한 점검이 필요함

강구조물 및 용접부 손상분석 알고리즘 설계
내용 : 마그네틱 기반 강구조물 및 용접부 손상분석 알고리즘 설계
현황 : 강구조물 및 용접부의 피로균열은 구조물의 취성파괴를 야기하기 때문에 예측 불가능한 사고로 이어질 수 있는 주요 손상임. 구조물 전체를 검사하고 육안으로 관찰이 어려운 미세한 균열을 찾아내어 균열의 폭과 깊이 및 길이를 신뢰성있게 확인함으로써 커다란 손상이 발생하기 전에 구조물에 발생된 손상에 선제적으로 대응할 수 필요성이 요구됨
필요 : 강구조물 및 용접부의 손상부 누설자속의 유형을 분석하여 패턴인식기반을 구축하는 것은 신속하고 체계적인 안전점검을 위해 필요

진단결과분석 및 수집된 신호자료 시각화 시스템 UI 개발
내용 : Portable 마그네틱 점검장비를 통해 수집된 신호자료를 시각화 및 경보음 제공 시스템 UI 개발
현황 : 누설자속을 이용한 와이어로프의 결함 검출은 검사장비가 고정되어 있어 컴퓨터 모니터를 통해 관찰하고 있으며, 용접부에 대한 비파괴검사는 검사 결과 판정이 오래걸리거나 내업을 통해 결함을 판정
필요 : 현장에서 균열 등의 결함 검출시 경보음을 주어 균열 부위에 대한 파악을 쉽게 하고 주위에 발생한 결함을 추가로 확인하도록 하며, 구체적인 시각화 점검장비는 점검자의 주관적 견해로 인해 야기되는 오류를 예방할 수 있음

강구조물 및 용접부 손상별 유지관리 매뉴얼 정립
내용 : 마그네틱 기반 강구조물 및 용접부 손상별 유지관리 매뉴얼 정립
필요 : 마그네틱 기반 Portable 강구조물 손상 검출 장비를 활용할 경우 점검 매뉴얼, 점검 지침, 손상별 유지관리 대응 매뉴얼 작성 필요
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 휴대용 마그네틱 센싱기반 강구조물 점검 시스템 최적 설계
- 주관연구기관((주)다음기술단): 휴대용 마그네틱 점검 H/W 최적 설계
- 공동연구기관(성균관대학교): 휴대용 마그네틱 센싱 알고리즘 설계
- 주관연구기관((주)다음기술단):
비파괴 점검기술의 국·내외 최신 동향 분석
강구조물과 용접부의 취약부 및 손상유형 분석
휴대용 마그네틱 센싱 하드웨어 구조 최적 설계
교량 및 기타 강구조물 적용가능한 하드위에 구조 설계
휴대용 하드웨어 제작을 위한 PCB 설계
- 공동연구기관(성균관대학교):
Hall 센서를 이용한 휴대용 누설 자속(MFL) 측정 시스템 상세 설계
시험체 자화를 위한 자화부 최적설계
연구성과 기술적 기대성과 기술적 측면
복잡하고 신뢰성 및 재현성이 적은 기존 비파괴방법을 탈피하여 진단의 정확도 및 신뢰성이 향상됨과 동시에, 손상의 위치뿐만 아니라 손상형상 및 크기의 추정이 가능하여 보다 정밀하고 구체적인 진단이 가능
시간적 공간적으로 제약되었던 실제 안전점검 현장에서 외부영향요소에 대해 휴대용 마그네틱 장비를 이용함으로서 현장조건에 구애받지 않고 상시적이고 정량적 진단결과 도출 가능
마그네틱 기반 시각화된 이미지를 이용한 점검자 친화적 진단결과 표시로 상황인지가 즉각적이고 직관적으로 이루어짐, 이를 통한 점검자의 신속한 판단 및 대응을 도움으로써 강구조물 및 용접부 손상 유지관리의 효율성 증가
본 기술은 강구조물 및 용접부 손상검출을 위한 마그네틱 기반 휴대용 장비개발을 목적으로 두고 있어 기존 구조물의 국부적인 손상검출이 아닌 구조물의 전체적인 검사가 가능하여 안전점검의 효율성 및 신뢰성 향상에 기여할 것으로 기대됨

경제적ㆍ산업적 측면
본 기술의 적용을 통해 강구조물의 안전성 확보가 가능하여, 근로자의 인적/물적 사고를 예방함과 동시에 비파괴조사의 신뢰성 확보로 구조물의 건전성 증대
휴대용 손상 검출 시스템을 통한 객관적이고 정량적인 자동 진단 결과 제시로 국부 조사에서 전수조사가 가능해짐.
지진, 폭풍와 같은 재난 발생 직후, 구조물의 안전성이 확보된 상황에서 신속한 시설물의 내구성 평가가 가능하며 업무단절로 인한 경제적 피해 절감 가능
해외기술에 의존해왔던 비파괴 안전진단 기술의 국산화로 외화유출 방지 및 국내 안전진단 시장 확대가 가능함. 뿐만 아니라 시장선도 기술로써의 완제품의 해외시장 경쟁력 확보가 가능
사회 경제적 파급효과 사회적 측면
본 기술의 적용을 통해 강구조물 및 용접부의 안전성 확보가 가능하여, 안전점검 시 점검자의 인적/물적 사고를 예방함과 동시에 강구조물 및 용접부 안전점검의 신뢰성 확보로 현장 효율성 증대
복잡하고 제한적인 기존 비파괴 안전진단 기술과 달리 마그네틱 기반 휴대용 장비 운영을 통해 신속한 점검 및 대응이 가능하여 안점점검 시 인력/장비에 소모되는 비파괴 안전진단 비용 절감 가능
Portable 마그네틱 기반 자동 진단 시스템을 통해 객관적이고 정량적인 자동 진단 결과 제시로 전문가의 주관적 견해가 반영되었던 방식에서 탈피하여 정기점검 시 전체적인 구조물의 점검 가능
지진이나 폭풍과 같은 재난 발생 직후에 신속한 시설물의 안전검점을 통해 업무단절로 인한 경제적 피해 절감 가능
활용방안 개발기술의 임치 및 특허출원 계획 등 기술보호 차별화 전략
기존의 마그네틱 센서를 사용한 점검 기술에 관한 특허는 마그네틱 센서의 자속 측정 원리 및 센서의 구성과 같은 개념적인 원천 기술에 관한 것이 대부분이며, 강구조물의 안전 진단 및 손상 평가에 적용한 사례는 없음
또한 대부분의 특허가 자기 신호의 획득을 위한 하드웨어의 구성에 집중되어 있으며 계측된 자기 신호를 해석하거나 이를 구조물의 안전성과 연계시키기 위한 구체적인 알고리즘적인 특허는 부족한 것으로 조사됨
본 기술 개발의 핵심이 되는 ‘계측 결과를 실시간으로 점검자에게 직관적으로 전달하는 정량화 기술 또는 영상화 기술 관련한 특허는 없는 것으로 조사됨
본 기술개발의 세부목표인 강구조물 및 용접부 손상검출에 최적화된 강구조물 진단을 위한 휴대용 마그네틱 점검 장비 개발 및 진단결과 분석 및 수집된 신호자료 시각화 시스템 UI 개발 등을 개발하는 과정에서 도출되는 세부 개발 항목의 지식재산권의 확보에는 문제가 없을 것으로 판단됨.

제품개발 계획
본 과제의 모든 세부 성과물을 특허 및 프로그램 등의 지적 재산권으로 확보
주관기관인 (주)다음기술단으로 기술이전하여 최종제품으로 개발
공동연구기관인 성균관대학교는 연구개발 이후에도 자문 및 기술 지도를 통해 지속적인 산학협업관계 유지
본 개발품을 이용하여 Mock-up 테스트 및 실제 현장 반복 시험을 통하여 시스템을 개선 및 안정화 하고 데이터베이스 구축
안정화가 완료된 제품의 주요 성능을 공인인증기관을 통해 인증 획득
각 세부품목 제작업체 및 산업 디자이너의 자문을 통해 본 개발품의 기능성을 최대화함
신뢰성(Reliability) 인증 확보 계획- 본 개발품의 양산에 앞서 공인된 전문 신뢰성 시험기관을 통해 본 개발품의 주요 성능 요소에 대해 시험평가를 수행하여 인증 확보 예정- 손상 검출능 시험, 환경내구성시험, 사용수명시험 등의 목표성능을 시험을 통해 이를 정량화 하고 반복 검증함으로써 신뢰성을 확보- 이와 함께 자기적 안정성의 확보를 위해 자성 측정 기관을 통해 인증 예정
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 마그네틱 손상검출 휴대용 강재 용접
영문 Magnetic Damage detection Portable Steel Welding
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 최종보고서_마그네틱 기반 Portable 강구조물 손상검출 시스템 개발.pdf   다운로드
  • 담당자가 없습니다.