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지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법

  • 기술번호 : KST2015181576
  • 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 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신규 지진관측기기 및 노후화된 지진계의 지진관측 측정자료나 진동대 시험자료를 시간영역 대역통과(Bandpass filter) 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 지진기록계의 응답스펙트럼 진폭 및 위상 측정을 높이고자 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템 및 방법에 관한 것이다.본 발명을 통해 신규 지진관측기기 및 노후화된 지진계의 지진관측 측정자료나 진동대 시험자료를 시간영역 대역통과(Bandpass filter) 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 지진센서 응답스펙트럼을 구하는데 있어 진폭 및 위상 측정 정확도를 높이는 효과를 제공하게 된다.또한, 측정하고자 하는 센서 종류와 상관없이 센서의 특성을 제공할 수 있도록 함으로써, 동종 센서를 도입해야 하는 불편함을 개선할 수 있게 된다.
Int. CL G01V 1/28 (2006.01) G01V 1/26 (2006.01)
CPC G01V 1/28(2013.01) G01V 1/28(2013.01) G01V 1/28(2013.01)
출원번호/일자 1020110075431 (2011.07.28)
출원인 한국지질자원연구원
등록번호/일자 10-1279581-0000 (2013.06.21)
공개번호/일자 10-2013-0013683 (2013.02.06) 문서열기
공고번호/일자 (20130627) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2011.07.28)
심사청구항수 7

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국지질자원연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 조창수 대한민국 대전광역시 유성구
2 신인철 대한민국 대전광역시 서구
3 박정호 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 강경찬 대한민국 충청북도 청주시 청원구 오창읍 각리 *길 * 오창벤처프라자 ***호(특허법인 케이투비(충북 오창 분사무소))
2 변창규 대한민국 대전광역시 서구 청사로 *** 수협은행빌딩 ***호(특허법인 케이투비)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국지질자원연구원 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2011.07.28 수리 (Accepted) 1-1-2011-0586240-01
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2012.03.06 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2012.04.13 수리 (Accepted) 9-1-2012-0029193-76
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2012.12.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0795562-14
5 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2013.02.27 수리 (Accepted) 1-1-2013-0174694-87
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2013.02.28 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0184054-66
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2013.02.28 수리 (Accepted) 1-1-2013-0184055-12
8 등록결정서
Decision to grant		 2013.06.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0420668-06
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.11.12 수리 (Accepted) 4-1-2014-0097650-21
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.07.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5114414-50
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번호 청구항
1 1
삭제
2 2
지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템에 있어서,진동대를 가진시키는 가진장치(200)와;기준센서(400) 및 측정센서(45)이 설치 구성되며, 상기 가진장치와 연결되어 가진장치 작동시 가진되는 진동대(300)와;상기 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 측정하기 위한 신호선변환기(600)와;상기 신호선변환기에서 변환된 진동 신호를 증폭시켜 지진기록계로 증폭된 진동 신호를 전송하는 신호증폭기(700)와;상기 신호증폭기에서 전송된 증폭 진동 신호를 측정하는 지진기록계(800)와;상기 지진기록계에서 측정된 기준센서 및 측정센서의 응답스펙트럼을 계산하고, 기준센서의 진동 신호를 주파수영역으로 변환하여 응답스펙트럼으로 보정한 후 상기 계산된 응답스펙트럼과 보정된 응답스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 지진자료처리수단(100);을 포함하여 구성되되,상기 지진자료처리수단(100)은,기준센서의 진동 신호를 획득하여 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환시키는 기준센서주파수영역변환부(110)와,상기 기준센서주파수영역변환부에 의해 변환된 주파수 스펙트럼을 이론적 응답 스펙트럼 또는 기지의 응답 스펙트럼으로 나누어 응답 스펙트럼을 보정하는 응답스펙트럼보정부(120)와,기준센서 및 측정센서가 동종의 센서인지를 판단하는 동종센서판단부(130)와,기준센서와 측정센서가 동종의 센서가 아닌 경우에 측정센서를 기준으로 주파수 영역에서 미분 연산자 또는 적분 연산자를 사용하여 동일한 측정 단위를 가지도록 변환하는 단위변환부(140)와,기준센서와 측정센서가 동종의 센서인 경우에 대역통과 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 응답 스펙트럼을 계산하는 응답스펙트럼계산부(150)와,상기 응답스펙트럼계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼과 응답스펙트럼보정부에 의해 보정된 응답 스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 측정센서정상유무판단부(160)와,상기 측정센서정상유무판단부에서 판단된 결과값을 출력하는 결과값출력부(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템
3 3
제 2항에 있어서,상기 응답스펙트럼계산부(150)는,설정된 대역 통과 주파수 대역에서 측정센서 정보와 기준센서 정보를 가지고 시간 영역 대역 통과 필터링을 수행하고 힐버트 변환을 수행한 후 대역 통과 필터링 정보를 실수부로 힐버트 변환 정보를 허수부로 설정하는 실수부및허수부설정부(151)와,실수부및허수부설정부에 의해 설정된 실수부와 허수부를 합산한 후 시간에 따른 진폭과 위상을 계산하는 진폭및위상계산부(152)와,상기 진폭및위상계산부에 의해 계산된 기준센서와 측정센서의 시계열 진폭에 대하여 기준센서 혹은 측정센서 자체의 잡음보다 높은 진폭값 만을 추출하는 진폭추출부(153)와,상기 진폭추출부에 의해 추출된 진폭에 대하여 기준센서 및 측정센서의 시계열 진폭값을 합산하여 진폭비(측정센서/기준센서)를 계산하여 응답 진폭 스펙트럼비를 계산하는 응답진폭스펙트럼비계산부(154)와,기준센서와 측정센서의 위상 차이(측정센서 위상 - 기준센서 위상)를 계산하고 위상차이의 평균값과 표준 편차값을 계산하고, 위상 차이값 중에서 평균값에서 표준편차 범위 내의 위상 차이값에 대한 평균값을 계산하여 응답 위상 스펙트럼을 계산하는 응답위상스펙트럼계산부(155)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템
4 4
지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법에 있어서, 가진장치를 동작시켜 진동대를 가진시키는 가진장치진동스윕단계(S100)와;지진자료처리수단에서 지진기록계에 의해 측정된 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 획득하는 실험정보획득단계(S200)와;기준센서주파수영역변환부(110)가 기준센서의 진동 신호를 획득하여 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역으로 변환시키는 기준센서주파수영역변환단계(S300)와;응답스펙트럼보정부(120)가 기준센서의 이론적 응답 스펙트럼 보정 또는 기지의 응답 스펙트럼을 기준센서주파수영역변환부에 의해 변환된 주파수 영역에서 나누어 응답 스펙트럼을 보정하는 응답스펙트럼보정단계(S400)와;동종센서판단부(130)가 기준센서 및 측정센서가 동종의 센서인지를 판단하는 동종센서판단단계(S500)와;응답스펙트럼계산부(150)가 기준센서와 측정센서가 동종의 센서인 경우에, 대역통과 필터링 및 힐버트 변환을 이용하여 응답 스펙트럼을 계산하는 응답스펙트럼계산단계(S700)와;측정센서정상유무판단부(160)가 응답스펙트럼계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼과 응답스펙트럼보정부에 의해 보정된 응답 스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 측정센서정상유무판단단계(S800)와;결과값출력부(170)가 측정센서정상유무판단부에서 판단된 결과값을 출력하는 결과값출력단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법
5 5
제 4항에 있어서,상기 동종센서판단단계(S500)에서 판단 결과, 기준센서와 측정센서가 동종의 센서가 아닌 경우에 단위변환부(140)가 측정센서를 기준으로 주파수 영역에서 미분 연산자 또는 적분 연산자를 사용하여 동일한 측정 단위로 변환하는 단위변환단계(S600)을 수행하는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법
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제 4항에 있어서,상기 응답스펙트럼계산단계(S700)는,실수부및허수부설정부(151)가 설정된 대역 통과 주파수 대역에서 측정센서 정보와 기준센서 정보를 가지고 시간 영역 대역 통과 필터링을 수행하고 힐버트 변환을 수행한 후, 대역 통과 필터링 정보를 실수부로 힐버트 변환 정보를 허수부로 설정하는 실수부및허수부설정단계(S710)와,진폭및위상계산부(152)가 실수부및허수부설정부에 의해 설정된 실수부와 허수부를 합산한 후 시간에 따른 진폭과 위상을 계산하는 진폭및위상계산단계(S720)와,진폭추출부(153)가 진폭및위상계산부에 의해 계산된 기준센서와 측정센서의 시계열 진폭에 대하여 기준센서 혹은 측정센서 자체의 잡음보다 높은 진폭값 만을 추출하는 진폭추출단계(S730)와,응답진폭스펙트럼비계산부(154)가 진폭추출부에 의해 추출된 진폭에 대하여 기준센서 및 측정센서의 시계열 진폭값을 합산하여 진폭비(측정센서/기준센서)를 계산하여 응답 진폭 스펙트럼비를 계산하는 응답진폭스펙트럼비계산단계(S740)와,응답위상스펙트럼계산부(155)가 기준센서와 측정센서의 위상 차이(측정센서 위상 - 기준센서 위상)를 계산하고, 위상차이의 평균값과 표준 편차값을 계산하고, 위상 차이값 중에서 평균값에서 표준편차 범위 내의 위상 차이값에 대한 평균값을 계산하여 응답 위상 스펙트럼을 계산하는 응답위상스펙트럼계산단계(S750)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증 방법
7 7
지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템에 있어서,진동대를 가진시키는 가진장치(200)와;기준센서(400) 및 측정센서(45)이 설치 구성되며, 상기 가진장치와 연결되어 가진장치 작동시 가진되는 진동대(300)와;상기 기준센서 및 측정센서의 진동 신호를 측정하기 위한 신호선변환기(600)와;상기 신호선변환기에서 변환된 진동 신호를 증폭시켜 지진기록계로 증폭된 진동 신호를 전송하는 신호증폭기(700)와;상기 신호증폭기에서 전송된 증폭 진동 신호를 측정하는 지진기록계(800)와;상기 지진기록계에서 측정된 기준센서 및 측정센서의 응답스펙트럼을 계산하고, 기준센서의 진동 신호를 주파수영역으로 변환하여 응답스펙트럼으로 보정한 후 상기 계산된 응답스펙트럼과 보정된 응답스펙트럼을 비교하여 측정센서의 정상 유무를 판단하는 지진자료처리수단(100);을 포함하여 구성되되,상기 지진자료처리수단은,첫번째 가진에 의한 채널1에 연결된 기준센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값을 채널2에 연결된 측정센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값으로 나누어 응답 스펙트럼비를 계산하는 1차응답스펙트럼비계산부(180)와,두번째 가진에 의한 채널1에 연결된 측정센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값을 채널2에 연결된 기준센서의 진동 신호의 주파수영역 변환과 응답스펙트럼을 포함한 측정값으로 나누어 응답 스펙트럼비를 계산하는 2차응답스펙트럼비계산부(185)와,상기 1차응답스펙트럼비계산부와 2차응답스펙트럼비계산부에 의해 계산된 응답 스펙트럼비를 곱하여 1/2 제곱승을 하여 (채널1의 지진기록계 응답/채널2의 지진기록계 응답)을 획득하는 지진기록계응답획득부(190)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템
8 8
제 7항에 있어서,상기 지진기록계응답획득부에서,획득된 값을 채널2에 연결된 센서로부터 측정된 지반 진동값에, (채널1의 지진기록계 응답/채널2의 지진기록계 응답)를 곱하여 지진기록계를 보정하는 것을 특징으로 하는 지진기록계를 이용한 측정센서 검증시스템
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1 지식경제부 한국지질자원연구원 기본사업 실시간 지진관측 및 대도시 지진위험도 예측 기술 개발