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자기적인 바크하우젠 잡음(Magnetic Barkhausen Noise: MBN)을 이용하는 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 시스템에 있어서,연속 용접된 철도 레일(CWR: 10) 상에 거치되고, MBN 프로브 모듈(200)을 장착하여 상기 MBN 프로브 모듈(200)을 상기 레일(10)의 레일헤드 하부(11a, 11b)에 밀착시키는 지그 모듈(Jig Module: 100);프로브(210) 및 접촉 조절나사(230)를 포함하며, 상기 지그 모듈(100)의 양측 암(150)에 장착되어 상기 레일헤드 하부(11a, 11b)에 상기 프로브(210)를 밀착시켜 자기적인 바크하우젠 잡음(MBN) 파형신호를 획득하는 MBN 프로브 모듈(Probe Module: 200); 및상기 MBN 프로브 모듈(200)의 프로브(210)에 소정 주파수의 전류 파형을 인가하여 상기 레일(10)을 자화시키면서 상기 프로브(210)를 통해 MBN 파형신호를 획득하고, 상기 획득된 MBN 파형신호에 따라 상기 레일(10)의 축방향 응력을 산출하는 측정 단말(300)을 포함하되,상기 프로브(210)와 레일 간의 간격(Gap) 위치에 발생하는 전류량을 이용하여 육안으로 보이지 않는 상기 프로브(210)와 레일(10) 간의 간격(Gap)을 측정하는 것을 특징으로 하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 시스템
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제1항에 있어서, 상기 MBN 프로브 모듈(200)은,연속 용접된 철도 레일(CWR)을 제1 방향으로 자화시키는 제1 요크 코일, 제1 요크 코일과 동일하지만 제1 요크 코일과 수직으로 배치되며, 연속 용접된 철도 레일(CWR)의 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 자화시키는 제2 요크 코일, 및 자화된 연속 용접된 철도 레일(CWR)의 자기적인 바크하우젠 잡음(MBN) 파형신호를 획득하는 탐색 코일을 포함하는 프로브(210);상기 프로브(210)가 고정 설치되는 프로브 케이스(220);상기 프로브(210)와 상기 레일 간의 간격(Gap) 접촉정도를 조절하는 접촉 조절나사(230); 및상기 접촉 조절나사(230)의 양측에 각각 배치되어, 상기 프로브(210)가 흔들리지 않도록 상기 프로브 케이스(220)에 고정시키는 프로브 고정핀(241, 242)을 포함하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 시스템
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제2항에 있어서, 상기 MBN 프로브 모듈(200)의 프로브(210)에 흐르는 전류를 통해 상기 프로브(210)와 레일(10) 간의 접촉정도를 측정하되, 상기 프로브(210)가 상기 레일(10)에 정확하게 접촉되지 않은 경우, 상기 접촉 조절나사(230)는 상기 프로브(210)의 제1 요크 코일 및 제2 요크 코일의 중앙에 위치하여, 상기 프로브(210)와 레일(10) 간의 간격(Gap)을 조절하는 것을 특징으로 하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 시스템
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제1항에 있어서, 상기 지그 모듈(100)은,상기 MBN 프로브 모듈(200)의 프로브(210)을 상기 레일 하부(11a, 11b)에 각각 밀착시키도록 조작하는 작동레버(110);상기 레일(10) 상에 거치되는 지그 모듈 하우징(120);상기 지그 모듈 하우징(120) 내에 배치되고, 상기 작동레버(110)의 동작에 대응하여 회전하는 구동기어(130);상기 지그 모듈 하우징(120) 내에 배치되고, 상기 구동기어(130)와 맞물려서 회전하는 치합기어(140);상기 지그 모듈 하우징(120)의 양측에 형성되어 상기 MBN 프로브 모듈(200)이 장착되고, 상기 치합기어(140)의 회전축에 연결되어 상기 작동레버(110)의 동작에 따라 상기 MBN 프로브 모듈(200)을 상기 레일 하부(11a, 11b)에 밀착시키는 암(Arm: 150); 및상기 레일 하부(11a, 11b)의 형상에 대응하도록 형성되고, 상기 암(150)과 연동하도록 체결되어 상기 작동레버(110)의 동작에 따라 상기 레일 하부(11a, 11b)에 밀착되는 레일 접촉부재(160)를 포함하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 시스템
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제4항에 있어서, 상기 지그 모듈(100)이 상기 레일(10) 상에 안착되도록 상기 지그 모듈 하우징(120)의 하부에 부착되는 실리콘 쿠션(170)을 추가로 포함하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 시스템
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제1항에 있어서, 상기 측정 단말(300)은,상기 프로브(210)의 제1 요크 코일 및 제2 요크 코일에 각각 소정 주파수의 전류 파형을 인가하여 상기 레일(10)을 제1 방향 및 제2 방향으로 자화시키면서, 프로브를 통해 제1 MBN 파형신호 및 제2 MBN 파형신호를 획득하는 신호 획득부(310);상기 신호 획득부(310)에서 획득된 MBN 파형신호에 따라 상기 레일(10)의 응력 종류 및 응력값을 산출하는 신호 처리부(320);상기 신호 처리부(320)의 레일 축방향 응력 산출을 위해 상기 레일(10)과 동일한 타입의 기준 시편으로부터 측정된 MBN 파형신호들간의 상관값 정보와 응력값이 매핑된 정보를 저장하는 레일 응력 DB(330); 및상기 신호 처리부(320)에서 처리된 레일 축방향 응력을 출력하는 출력부(340)를 포함하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 시스템
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제6항에 있어서, 상기 신호 처리부(320)는,상기 획득된 제1 MBN 파형신호 및 제2 MBN 파형신호 간의 차이(difference) 또는 비율(ration) 중 하나인 상관값 정보를 산출하는 상관값 산출부(321);상기 상관값 정보에 따라, 상기 레일(10)의 제1 방향 및 제2 방향의 응력의 종류를 결정하는 응력 종류 검출부(322); 및상기 레일 응력 DB(330)를 검색하여 상기 상관값 정보에 대응하는 상기 레일(10)의 제1 방향 및 제2 방향의 응력값을 산출하는 응력값 산출부(323)를 포함하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 시스템
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비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 방법에 있어서,a) 바크하우젠 잡음(Magnetic Barkhausen Noise: MBN) 프로브 모듈(200)을 지그 모듈(100) 양측 암(150)에 각각 장착하는 단계;b) 상기 MBN 프로브 모듈(200)이 장착된 지그 모듈(100)을 레일(10) 상에 거치하는 단계;c) 상기 지그 모듈(100)의 작동레버(110)를 조작하여 상기 암(150)에 연동하는 레일 접촉부재(160)를 레일헤드 하부(11a, 11b)에 밀착시키는 단계;d) 상기 MBN 프로브 모듈(200)의 제1 및 제2 프로브(210)를 레일헤드 하부(11a, 11b)에 접촉시키는 단계;e) 인가된 전류량에 따른 상기 제1 및 제2 프로브(210)와 레일(10) 간의 간격(Gap)을 측정하는 단계;f) 상기 MBN 프로브 모듈(200)의 접촉 조절나사(230)를 이용하여 상기 제1 및 제2 프로브(210)와 레일(10) 간의 간격(Gap)인 접촉 정도를 조절하는 단계;g) 측정 단말(300) 및 상기 제1 및 제2 프로브(210)를 통해 MBN 값을 각각 측정하는 단계; 및h) 상기 측정된 MBN 값을 계측 곡선에 따라 역산하여 레일 축방향 응력을 산출하는 단계를 포함하되,상기 프로브(210)와 레일 간의 간격(Gap) 위치에 발생하는 전류량을 이용하여 육안으로 보이지 않는 상기 프로브(210)와 레일(10) 간의 간격(Gap)을 측정하는 것을 특징으로 하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 방법
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제8항에 있어서, 상기 a) 단계의 MBN 프로브 모듈(200)은,연속 용접된 철도 레일(CWR)을 제1 방향으로 자화시키는 제1 요크 코일, 제1 요크 코일과 동일하지만 제1 요크 코일과 수직으로 배치되며, 연속 용접된 철도 레일(CWR)의 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 자화시키는 제2 요크 코일, 및 자화된 연속 용접된 철도 레일(CWR)의 자기적인 바크하우젠 잡음(MBN) 파형신호를 획득하는 탐색 코일을 포함하는 프로브(210);상기 프로브(210)가 고정 설치되는 프로브 케이스(220);상기 프로브(210)와 상기 레일 간의 간격(Gap) 접촉정도를 조절하는 접촉 조절나사(230); 및상기 접촉 조절나사(230)의 양측에 각각 배치되어, 상기 프로브(210)가 흔들리지 않도록 상기 프로브 케이스(220)에 고정시키는 프로브 고정핀(241, 242)을 포함하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 방법
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제9항에 있어서, 상기 MBN 프로브 모듈(200)의 프로브(210)에 흐르는 전류를 통해 상기 프로브(210)와 레일(10) 간의 접촉정도를 측정하되, 상기 프로브(210)가 상기 레일(10)에 정확하게 접촉되지 않은 경우, 상기 접촉 조절나사(230)는 상기 프로브(210)의 제1 요크 코일 및 제2 요크 코일의 중앙에 위치하여, 상기 프로브(210)와 레일(10) 간의 간격(Gap)을 조절하는 것을 특징으로 하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 방법
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제8항에 있어서, 상기 a) 단계의 지그 모듈(100)은,상기 MBN 프로브 모듈(200)의 프로브(210)을 상기 레일 하부(11a, 11b)에 각각 밀착시키도록 조작하는 작동레버(110);상기 레일(10) 상에 거치되는 지그 모듈 하우징(120);상기 지그 모듈 하우징(120) 내에 배치되고, 상기 작동레버(110)의 동작에 대응하여 회전하는 구동기어(130);상기 지그 모듈 하우징(120) 내에 배치되고, 상기 구동기어(130)와 맞물려서 회전하는 치합기어(140);상기 지그 모듈 하우징(120)의 양측에 형성되어 상기 MBN 프로브 모듈(200)이 장착되고, 상기 치합기어(140)의 회전축에 연결되어 상기 작동레버(110)의 동작에 따라 상기 MBN 프로브 모듈(200)을 상기 레일 하부(11a, 11b)에 밀착시키는 암(150); 및상기 레일 하부(11a, 11b)의 형상에 대응하도록 형성되고, 상기 암(150)과 연동하도록 체결되어 상기 작동레버(110)의 동작에 따라 상기 레일 하부(11a, 11b)에 밀착되는 레일 접촉부재(160)를 포함하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 방법
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제8항에 있어서, 상기 g) 단계의 측정 단말(300)은,상기 프로브(210)의 제1 요크 코일 및 제2 요크 코일에 각각 소정 주파수의 전류 파형을 인가하여 상기 레일(10)을 제1 방향 및 제2 방향으로 자화시키면서, 프로브를 통해 제1 및 제2 MBN 파형신호를 획득하는 신호 획득부(310);상기 신호 획득부(310)에서 획득된 MBN 파형신호에 따라 상기 레일(10)의 응력 종류 및 응력값을 산출하는 신호 처리부(320);상기 신호 처리부(320)의 레일 축방향 응력 산출을 위해 상기 레일(10)과 동일한 타입의 기준 시편으로부터 측정된 MBN 파형신호들간의 상관값 정보와 응력값이 매핑된 정보를 저장하는 레일 응력 DB(330); 및상기 신호 처리부(320)에서 처리된 레일 축방향 응력을 출력하는 출력부(340)를 포함하는 지그 모듈을 이용한 비파괴적 방식의 레일 축방향 응력 측정 방법
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