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강연선으로 이루어진 대상물(10)에 정착되어 분산성(Dispersion)을 갖는 유도초음파를 발진하고, 상기 대상물(10)을 통해 전달되는 유도초음파를 수신하여 상기 대상물에 가해지는 긴장력(Tensile force)을 측정하는 센서모듈부(100)와, 상기 센서모듈부(100)를 통해 대상물(10)로부터 수신된 유도초음파의 신호를 측정하는 신호측정부와, 상기 신호측정부로부터 수신된 신호를 주파수영역(Frequency domain)의 스펙트럼으로 변환하는 주파수 변환부를 포함하는 신호처리부(500)와, 상기 신호처리부(500)에서 변환된 주파수영역의 스펙트럼을 분석하여 대상물(10)의 긴장력을 산출하며, 변환된 스펙트럼 상에 나타나는 패턴을 분석하여 상기 대상물(10)에 가해지는 긴장력을 산출하는 스펙트럼 진단부(600)를 포함하며, 상기 센서모듈부(100)는 중공의 원통형으로 형성되어 내측으로는 상기 대상물(10)이 길이방향을 따라 관통되게 삽입되는 센서보빈(111)과, 상기 센서보빈(111)의 외주면에 원주방향을 따라 권선되는 센서코일(112)을 포함하며, 상기 센서보빈(111)은 복수개로 상기 외주면에 길이방향을 따라 서로 이격되게 배열되고 센서코일(112)이 감겨지는 복수개의 와인딩홈(113)들이 형성되어 상기 대상물(10)을 감싸도록 형성되며, 고전류를 인가하기 위한 전류공급장치가 연결되어지는 센서부(110)와, 상기 대상물(10)의 자기변형(MS, Magnetostriction) 원리를 이용하도록 전자석으로 형성되어 인가되는 전류에 따라 센서부(110)에 자기력을 제공하도록 중공의 원통형으로 이루어져 내측으로는 상기 센서부(110)를 감싸도록 센서보빈(111)과 동일한 길이로 형성되며 전자석으로 이루어진 자기보빈(121)과, 상기 자기보빈(121)의 외주면에 원주방향을 따라 감겨지되, 상기 센서코일(112)과 대상물(10)을 동일축으로 하여 환형으로 감겨지는 자기코일(122)로 구성되는 자기부(120)를 포함하며, 상기 센서부(110)와 자기부(120)는 센서보빈(111)의 외주면이 자기보빈(121)의 내부면에 슬라이딩 가능하게 접촉되어, 센서부(110)가 자기부(120)의 내주측면에 모두 삽입되는 슬라이딩 방식의 탈착구조로 구성되되, 내부에 스토퍼부가 형성되어 상기 센서부(110)의 슬라이딩 이동이 제한되어지며, 상기 스펙트럼 진단부(600)는 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)에 따른 주파수 응답 특성을 분석한 후 특이점에서의 궤도를 포함하는 특성곡선을 추출하고, 상기 추출된 특성곡선에서 커브/함수에 대한 피팅 커브를 설정하여 긴장력을 측정하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 강연선의 긴장력 측정 장치
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강연선으로 이루어진 대상물(10)에 정착되어 분산성(Dispersion)을 갖는 유도초음파를 발진하고, 상기 대상물(10)을 통해 전달되는 유도초음파를 수신하여 상기 대상물에 가해지는 긴장력(Tensile force)을 측정하는 센서모듈부(200)와, 상기 센서모듈부(200)를 통해 대상물(10)로부터 수신된 유도초음파의 신호를 측정하는 신호측정부와, 상기 신호측정부로부터 수신된 신호를 주파수영역(Frequency domain)의 스펙트럼으로 변환하는 주파수 변환부를 포함하는 신호처리부(500)와, 상기 신호처리부(500)에서 변환된 주파수영역의 스펙트럼을 분석하여 대상물(10)의 긴장력을 산출하며, 변환된 스펙트럼 상에 나타나는 패턴을 분석하여 상기 대상물(10)에 가해지는 긴장력을 산출하는 스펙트럼 진단부(600)를 포함하며, 상기 센서모듈부(200)는 중공의 원통형으로 형성되어 내측으로는 상기 대상물(10)이 길이방향을 따라 관통되게 삽입되는 센서보빈(111)과, 상기 센서보빈(111)의 외주면에 원주방향을 따라 권선되는 센서코일(112)을 포함하며, 상기 센서보빈(111)은 복수개로 상기 외주면에 길이방향을 따라 서로 이격되게 배열되고 센서코일(112)이 감겨지는 복수개의 와인딩홈(113)들이 형성되어 상기 대상물(10)을 감싸도록 형성되는 센서부(110)와, 상기 대상물(10)의 자기변형(MS, Magnetostriction) 원리를 이용하도록 영구자석으로 형성되어 상기 센서부(110)에 자기력을 제공하도록 상기 센서부(110)의 일단부에 위치하고 영구자석으로 이루어진 제1자석부(211)와, 상기 센서부(110)의 타단부에 위치하고 영구자석으로 이루어진 제2자석부(212)와, 상기 제1자석부(211)와 상기 제2자석부(212)의 외측에 위치하고 양단부 하면이 각각 상기 제1자석부(211)와 제2자석부(212)에 각각 연결되는 요크부(213) 및 버퍼부로 구성되는 자기부(210)를 포함하며, 상기 제1자석부(211)와 상기 제2자석부(212)는 각각 사각형의 영구자석 복수개가 상기 대상물(10)을 중심으로 원주방향을 따라 환형으로 서로 이격되게 배열되며, 영구자석을 센서부(110)의 일단부와 타단부에 각각 배치하고, 상기 센서모듈부(200)가 상기 대상물(10)을 중심으로 방사상 대칭구조로 배열되게 구성하고 요크부(213)를 형성하며, 상기 버퍼부는 상기 대상물(10)과 상기 자기부(210)의 사이에 위치하며, 상기 제1자석부(211)와 상기 대상물(10) 사이에 개재되는 제1버퍼부(214)와, 상기 제2자석부(212)와 상기 대상물(10) 사이에 개재되는 제2버퍼부(215)를 포함하며, 상기 스펙트럼 진단부(600)는 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)에 따른 주파수 응답 특성을 분석한 후 특이점에서의 궤도를 포함하는 특성곡선을 추출하고, 상기 추출된 특성곡선에서 커브/함수에 대한 피팅 커브를 설정하여 긴장력을 측정하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 강연선의 긴장력 측정 장치
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강연선으로 이루어진 대상물(10)에 정착되어 분산성(Dispersion)을 갖는 유도초음파를 발진하고, 상기 대상물(10)을 통해 전달되는 유도초음파를 수신하여 상기 대상물에 가해지는 긴장력(Tensile force)을 측정하며, 링(Ring)구조의 원통의 영구자석을 이용한 자기변형 센서로 구성되어, 요크를 제거하고 상기 대상물(10)이 요크역할을 하는 센서모듈부(300)와, 상기 센서모듈부(300)를 통해 대상물(10)로부터 수신된 유도초음파의 신호를 측정하는 신호측정부와, 상기 신호측정부로부터 수신된 신호를 주파수영역(Frequency domain)의 스펙트럼으로 변환하는 주파수 변환부를 포함하는 신호처리부(500)와, 상기 신호처리부(500)에서 변환된 주파수영역의 스펙트럼을 분석하여 대상물(10)의 긴장력을 산출하며, 변환된 스펙트럼 상에 나타나는 패턴을 분석하여 상기 대상물(10)에 가해지는 긴장력을 산출하는 스펙트럼 진단부(600)를 포함하며, 상기 센서모듈부(300)는 중공의 원통형으로 형성되어 내측으로는 상기 대상물(10)이 길이방향을 따라 관통되게 삽입되는 센서보빈(111)과, 상기 센서보빈(111)의 외주면에 원주방향을 따라 권선되는 센서코일(112)을 포함하며, 상기 센서보빈(111)은 복수개로 상기 외주면에 길이방향을 따라 서로 이격되게 배열되고 센서코일(112)이 감겨지는 복수개의 와인딩홈(113)들이 형성되어 상기 대상물(10)을 감싸도록 형성되는 센서부(110)와, 상기 대상물(10)의 자기변형(MS, Magnetostriction) 원리를 이용하도록 중공의 원통형의 영구자석으로 형성되어 상기 센서부(110)의 외측을 감싸도록 구성되되, 슬라이딩 가능하게 탈착되는 구조로 구성되어 자기력을 제공하는 자기부(310)를 포함하며, 상기 스펙트럼 진단부(600)는 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)에 따른 주파수 응답 특성을 분석한 후 특이점에서의 궤도를 포함하는 특성곡선을 추출하고, 상기 추출된 특성곡선에서 커브/함수에 대한 피팅 커브를 설정하여 긴장력을 측정하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 강연선의 긴장력 측정 장치
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강연선으로 이루어진 대상물(10)에 정착되어 분산성(Dispersion)을 갖는 유도초음파를 발진하고, 상기 대상물(10)을 통해 전달되는 유도초음파를 수신하여 상기 대상물에 가해지는 긴장력(Tensile force)을 측정하는 센서모듈부(400)와, 상기 센서모듈부(400)를 통해 대상물(10)로부터 수신된 유도초음파의 신호를 측정하는 신호측정부와, 상기 신호측정부로부터 수신된 신호를 주파수영역(Frequency domain)의 스펙트럼으로 변환하는 주파수 변환부를 포함하는 신호처리부(500)와, 상기 신호처리부(500)에서 변환된 주파수영역의 스펙트럼을 분석하여 대상물(10)의 긴장력을 산출하며, 변환된 스펙트럼 상에 나타나는 패턴을 분석하여 상기 대상물(10)에 가해지는 긴장력을 산출하는 스펙트럼 진단부(600)를 포함하며, 상기 센서모듈부(400)는 대상물(10)의 외면을 감싸도록 MS패치(Magnetostrictive Patch)를 부착하고, 상기 MS패치의 자기변형을 대상물(10)에 전달시켜 초음파를 발생시키고, 상기 대상물(10)보다 자기변형성이 큰 재질로 형성되며, 니켈 또는 철-코발트 합금 재질로 형성되는 패치부(410)와, 상기 패치부(410)를 감싸도록 중공의 원통형으로 형성되어 내측으로는 상기 대상물(10)이 길이방향을 따라 관통되게 삽입되는 센서보빈(111)과, 상기 센서보빈(111)의 외주면에 원주방향을 따라 권선되는 센서코일(112)을 포함하며, 상기 센서보빈(111)은 복수개로 상기 외주면에 길이방향을 따라 서로 이격되게 배열되고 센서코일(112)이 감겨지는 복수개의 와인딩홈(113)들이 형성되어 상기 대상물(10)을 감싸도록 형성되는 센서부(110)와, 전자석으로 구성되며 중공의 원통형으로 이루어져 내측으로는 상기 센서부(110)가 길이방향을 따라 삽입되도록 상기 센서부(110)를 감싸도록 형성되고 전자석으로 이루어진 자기보빈(121)과, 상기 자기보빈(121)의 외주면에 원주방향을 따라 감겨지는 자기코일(122)로 구성되어 상기 센서부(110)에 자기력을 제공하는 영구자석의 자기부(310)를 포함하며, 상기 자기부(310)는 영구자석으로 이루어지고, 중공의 원통형으로 이루어져 내측으로는 상기 센서부(110)가 길이방향을 따라 관통되게 삽입되며, 내주측면을 따라 상기 센서부(110)가 슬라이딩 방식을 탈착되어지며, 상기 스펙트럼 진단부(600)는 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)에 따른 주파수 응답 특성을 분석한 후 특이점에서의 궤도를 포함하는 특성곡선을 추출하고, 상기 추출된 특성곡선에서 커브/함수에 대한 피팅 커브를 설정하여 긴장력을 측정하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 강연선의 긴장력 측정 장치
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제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 따른 유도초음파를 이용한 긴장력 측정 장치를 이용하는 유도초음파를 이용한 강연선의 긴장력 모니터링 방법에 있어서, 송신 및 수신이 가능하도록 한 쌍의 상기 센서모듈부(100a, 100b)들을 설정된 이격거리에 따라 상기 대상물(10)에 이격되게 정착하는 단계, 상기 대상물(10)에 상기 한 쌍의 센서모듈부(100a, 100b)들을 정착한 후, 상기 한 쌍의 센서모듈부(100a, 100b) 사이에 충전제(20)를 삽입하는 단계, 상기 한 쌍의 센서모듈부(100a, 100b)를 통하여 상기 대상물(10)에 유도초음파를 피치-캐치 방식(Pitch-catch method)으로 발진 및 수신하여 상기 대상물(10)에 의하여 유도된 신호를 상기 신호처리부(500)를 통하여 측정하고, 측정된 상기 신호를 주파수영역의 스펙트럼으로 변환하는 단계, 상기 스펙트럼 진단부(600)를 통하여 상기 신호처리부(500)에서 변환된 주파수영역의 스펙트럼을 분석하여 상기 대상물(10)의 긴장력을 산출하는 단계를 포함하며, 상기 피치-캐치 방식은 초음파 전파 구간 내 그라우팅(grouting)으로 인한 전파특성 변화를 배제시키기 위해, 전자기 초음파센서(EMAT)가 정착구 상에 내삽 방식으로 삽입되어지도록 송신부(Tx) 및 수신부(Rx)의 센서모듈부 사이에는 충전제(20)가 삽입되어지거나 노출된 강연선에 대한 외삽형 EMAT가 사용되어지며, 상기 송신부(Rx) 및 상기 수신부(Rx) 사이의 거리를 고정하기 위해 일체형 구조로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 강연선의 긴장력 측정 시스템을 이용한 모니터링 방법
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제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 따른 유도초음파를 이용한 긴장력 측정 장치를 이용하는 유도초음파를 이용한 강연선의 긴장력 모니터링 방법에 있어서, 상기 대상물(10)에 대하여 송신 및 수신이 모두 가능한 단일 센서모듈부(100c)와, 상기 센서모듈부(100c)로부터 설정된 거리로 이격되도록 반사체(700, Reflector)를 각각 정착하는 단계, 펄스 에코 방식(Pulse echo method)으로 상기 센서모듈부(100c)와 상기 반사체(700)를 통하여 상기 센서모듈부(100c)가 상기 대상물(10)에 유도초음파를 발진하면 반사체(700)로부터 반사되는 유도초음파를 수신하여 상기 대상물(10)에 의하여 유도된 신호를 상기 신호처리부(500)를 통하여 측정하고, 측정된 상기 신호를 주파수영역의 스펙트럼으로 변환하는 단계, 신호처리부(500)에서 신호를 변환하면 상기 스펙트럼 진단부(600)는 상기 신호처리부(500)에서 변환된 주파수영역의 스펙트럼 상에 나타나는 특이점의 패턴을 분석하여 상기 대상물(10)에 가해지는 긴장력을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 강연선의 긴장력 측정 시스템을 이용한 모니터링 방법
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제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 따른 유도초음파를 이용한 긴장력 측정 장치를 이용하는 유도초음파의 발진 및 수신방법에 있어서, 송신부(Tx)로부터 발진되는 유도초음파가 수신부(Rx)에 최초 도달(direct signal)하여 시작하는 시점(t1)과, 최초 발진방향의 스탠드 일측 단부(edge reflected)를 찍고 수신부(Rx)에 돌아오는 시점(t2)과, 최초에 상기 t1 시점의 신호와 동시에 반대방향으로 발진되는 유도초음파가 스탠드 타측단부(edge reflected)를 찍고 수신부(Rx)에 돌아오는 시점(t3) 및상기 t3 시점의 신호가 계속해서 스탠드 일측 단부(edge reflected)를 찍고 수신부(Rx)에 돌아오는 시점(t4)의 4가지에 대한 신호의 세기를 측정하되, 상기 유도초음파의 시간, 거리, 속도, 평균속도의 분산특성에 대한 기초 파라미터 값을 산출하며, 상기 유도초음파의 발진 주파수별 실험데이터와 시간대 진폭 신호데이터를 확보하면, 시간대 진폭 신호 및 주파수 특성에 따른 주파수 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 긴장력 측정 시스템을 이용한 유도초음파의 발진 및 수신방법
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