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비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 무선 진단장치 및 그를 이용한 안전진단 방법

  • 기술번호 : KST2015116459
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 서로 다른 주파수의 신호들을 둘 다 인가하여 구조물을 진동시키는 단계, 상기 진동에 의해 발생한 상기 구조물의 응답을 디지털 신호로 변환하는 단계, 상기 디지털 신호로부터 상기 주파수 신호들의 고조파 응답과 선형 응답을 제거하고 동기복조하여 일차 변조 신호를 추출하는 단계, 상기 서로 다른 주파수의 신호들의 주파수를 연속 변화시켜 일차 변조 신호들을 추출하고 상기 일차 변조 신호들을 결합하여 제1 측파대 스펙트로그램(first sideband spectrogram)을 생성하는 단계 및 상기 제1 측파대 스펙트로그램으로부터 상기 구조물의 균열유무를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 안전진단 방법에 관한 발명으로서, 초음파의 전압 레벨이 종래 기술에 비해 매우 작음에도 손상유무를 정밀하게 판별할 수 있으므로 센서의 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
Int. CL G01N 29/14 (2006.01) G01B 17/04 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020130048072 (2013.04.30)
출원인 한국과학기술원
등록번호/일자 10-1414520-0000 (2014.06.26)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20140704) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.04.30)
심사청구항수 15

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 손훈 대한민국 대전 유성구
2 임형진 대한민국 대전 유성구
3 양수영 대한민국 대전 유성구
4 페이페이 리우 중국 대전 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 맹성재 대한민국 대전광역시 서구 청사로 *** (둔산동) 수협빌딩 *층(RnD특허법률사무소)
2 이시근 대한민국 서울특별시 강남구 논현로 ***, ***호(역삼동, 평화빌딩)(특허법인공간(서울분사무소))

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2013.04.30 수리 (Accepted) 1-1-2013-0381128-67
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2014.02.05 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2014.03.05 수리 (Accepted) 9-1-2014-0015887-40
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2014.03.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0223185-79
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2014.04.01 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2014-0311347-19
6 등록결정서
Decision to grant		 2014.06.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0434998-64
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5158129-58
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157993-01
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157968-69
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.06.12 수리 (Accepted) 4-1-2020-5131486-63
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
구조물의 안전진단 방법에 있어서,서로 다른 주파수의 신호들을 둘 다 인가하여 구조물을 진동시키는 단계;상기 진동에 의해 발생한 상기 구조물의 응답을 디지털 신호로 변환하는 단계;상기 디지털 신호로부터 상기 주파수 신호들의 고조파 응답과 선형 응답을 제거하고 동기복조하여 일차 변조 신호를 추출하는 단계;상기 서로 다른 주파수의 신호들의 주파수를 연속 변화시킴에 따라 생성된 일차 변조 신호들을 결합하여 제1 측파대 스펙트로그램(first sideband spectrogram)을 생성하는 단계 및상기 제1 측파대 스펙트로그램으로부터 상기 구조물의 균열유무를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 안전진단 방법
2 2
제1항에 있어서,상기 진동에 의해 발생한 상기 구조물의 응답을 디지털 신호로 변환하는 단계 이후에,상기 주파수 신호들 중 하나를 인가하여 상기 구조물에 발생한 응답을 제2 디지털 신호로 변환하는 단계 및상기 주파수 신호들 중 다른 하나를 인가하여 상기 구조물에 발생한 응답을 제3 디지털 신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 안전진단 방법
3 3
제2항에 있어서,상기 일차 변조 신호를 추출하는 단계는,상기 디지털 신호로부터 상기 제2 디지털 신호와 상기 제3 디지털 신호를 뺄셈한 신호를 생성하는 단계 및상기 뺄셈한 신호를 동기복조하여 상기 일차 변조 신호를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 안전진단 방법
4 4
제1항에 있어서,상기 서로 다른 주파수의 신호들을 인가하여 구조물을 진동시키는 단계는,상기 서로 다른 주파수 신호 중 하나는 구조물에 부착된 동심 이중 압전변환기의 내측에 인가하고, 다른 하나는 상기 동심 이중 압전변환기의 외측에 인가하는 것을 특징으로 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 안전진단 방법
5 5
제1항에 있어서,상기 제1 측파대 스펙트로그램으로부터 상기 구조물의 균열유무를 판별하는 단계는,상기 구조물의 손상유무를 무선으로 전송하여 실시간 안전진단을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 안전진단 방법
6 6
구조물의 피로균열 계측 방법에 있어서,서로 다른 주파수의 초음파 중 하나의 초음파는 구조물에 부착된 동심 이중 압전변환기의 내측에 인가하고, 다른 하나의 초음파는 상기 동심 이중 압전변환기의 외측에 인가하여 상기 구조물을 진동시키는 단계;상기 진동에 의해 상기 구조물에 발생한 응답을 제1 디지털 신호로 변환하는 단계;상기 하나의 초음파만을 상기 동심 이중 압전변환기에 인가함에 따라 발생한 상기 구조물의 응답을 제2 디지털 신호로 변환하는 단계;상기 다른 하나의 초음파만을 상기 동심 이중 압전변환기에 인가함에 따라 발생한 상기 구조물의 응답을 제3 디지털 신호로 변환하는 단계 및상기 제1 디지털 신호로부터 상기 제2 디지털 신호와 상기 제3 디지털 신호를 제거한 후 이를 동기복조한 출력으로부터 상기 구조물의 균열유무를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 피로균열 계측 방법
7 7
제6항에 있어서,상기 동기복조한 출력으로부터 상기 구조물의 균열유무를 판별하는 단계는,상기 초음파들의 주파수를 연속 변화시켜가며 일차 변조 신호를 추출하고, 각 주파수별 추출된 일차 변조 신호들을 결합하여 제1 측파대 스펙트로그램을 생성하고 상기 제1 측파대 스펙트로그램으로부터 상기 구조물의 균열유무를 판별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 피로균열 계측 방법
8 8
구조물의 피로균열 계측 시스템에 있어서,제1 제어 신호에 따라 저주파수의 초음파를 생성하는 저주파 생성부;제2 제어 신호에 따라 고주파수의 초음파를 생성하는 고주파 생성부;상기 구조물에 부착되어 상기 저주파수의 초음파를 상기 구조물에 인가하는 제1 압전변환기;상기 구조물에 부착되어 상기 고주파수의 초음파를 상기 구조물에 인가하는 제2 압전변환기;상기 초음파들에 의해 발생된 구조물의 응답을 전기 신호로 변환하는 제3 압전변환기; 상기 제3 압전변환기의 출력을 디지털 신호로 변환하는 디지타이저; 상기 제1 제어 신호와 상기 제2 제어 신호의 활성화 타이밍을 제어하는 제어부 및상기 디지타이저의 출력으로부터 선형 응답과 고조파 응답을 제거하고 동기복조하여 상기 구조물의 피로균열 정보를 출력하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 피로균열 계측 시스템
9 9
제8항에 있어서,상기 제어부는,상기 저주파 생성부의 출력 주파수와 상기 고주파 생성부의 출력 주파수를 가변시키는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 피로균열 계측 시스템
10 10
서로 다른 주파수의 펌핑 신호와 탐침 신호를 출력하는 주파수 생성부;상기 펌핑 신호와 상기 탐침 신호를 구조물에 인가하여 진동을 유발하고 상기 구조물의 응답을 전기 신호로 출력하는 압전변환기부;상기 압전변환기부의 출력을 디지털 신호로 변환하는 디지타이저 및상기 디지타이저의 출력을 선형신호제거(linear response subtraction)하고 동기복조하여 일차 변조 신호를 추출하고 제1 측파대 스펙트로그램을 생성하는 디지털 신호 처리부 및상기 제1 측파대 스펙트로그램을 무선 전송하는 무선 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 무선 진단장치
11 11
제10항에 있어서,상기 디지털 신호 처리부는,상기 펌핑 신호와 상기 탐침 신호가 둘 다 인가될 때의 상기 디지타이저의 출력으로부터 상기 펌핑 신호만 인가될 때의 상기 디지타이저의 출력과 상기 탐침 신호만 인가될 때의 상기 디지타이저의 출력을 뺀 신호를 생성하는 선형신호제거부 및상기 선형신호제거부의 출력을 동기복조하여 일차 변조 신호를 추출하는 동기복조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 무선 진단장치
12 12
제11항에 있어서,상기 디지털 신호 처리부는,상기 펌핑 신호와 상기 탐침 신호의 주파수를 소정 구간에서 연속 변화시키면서 상기 동기복조부로부터 출력된 일차 변조 신호를 결합하여 제1 측파대 스펙트로그램을 생성하는 FSS(first sideband spectrogram) 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 무선 진단장치
13 13
제10항에 있어서,상기 디지털 신호 처리부는,상기 제1 측파대 스펙트로그램으로부터 가장 큰 일차 변조 신호를 출력하는 주파수를 선택하여 상기 펌핑 신호와 상기 탐침 신호의 주파수로 설정하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 무선 진단장치
14 14
제10항에 있어서,상기 압전변환기부는,상기 구조물에 부착되어 상기 펌핑 신호를 상기 구조물에 인가하는 제1 압전변환기;상기 구조물에 부착되어 상기 탐침 신호를 상기 구조물에 인가하는 제2 압전변환기 및상기 펌핑 신호와 상기 탐침 신호에 의해 발생된 구조물의 응답을 전기 신호로 변환하는 제3 압전변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 무선 진단장치
15 15
제10항에 있어서,상기 펌핑 신호의 주파수는 10 kHz ~ 20 kHz이고, 탐침 신호의 주파수는 80 kHz ~ 110 kHz인 것을 특징으로 하는 비선형 초음파 모듈레이션 기법을 이용한 구조물의 무선 진단장치
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5 WO2014178518 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
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1 교육과학기술부 다차원스마트아이티융합시스템연구단 다차원 스마트 IT 융합 시스템 연구 분산형 스마트센서 네트워크를 사용한 사회기반시설물의 건전성 모니터링 시스템 개발