Earticle

초록

한국어

본 연구에서는 탄성파를 활용하여 콘크리트의 비파괴 검사를 수행하면서 일관적인 입력파를 발생시킬 수 있는 새로운 장치로 표면부착형 PZT 센서에 기반한 장치를 제안하였다. 제안된 장치의 효용성을 검증하기 위하여 실험실에서 폭과 길이가 각각 1500mm이고 깊이가 200mm인 실험체를 준비하였으며, 타설전 플라스틱 판을 삽입하여, 표면에 깊이 0에서 100mm까지 10mm 간격으로 10단계의 인공 표면균열이 생성될 수 있도록 하였다. 표면부착형 PZT센서는 컴퓨터 프로그램으로 제어되었으며, 발생된 신호를 가속계로 측정한 결과 0에서 120 kHz의 넓은 범위의 주파수 대역에서 매우 우수한 일관성을 보이는 것을 확인하였다. 또한 제안된 PZT 센서에서 획득한 비파괴 검사 인자 (표면파전단율 및 표면파 속도)는 일반 쇠구슬을 활용한 수동타격법에서 얻은 결과와 비교하여 획기적으로 향상됨을 확인하였다. 이러한 실험결과는 제안된 PZT 센서를 활용하여 타격법에 기반한 구조물의 비파괴 검사법을 수행할 때 신호의 일관성 및 측정결과의 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 증명하고 있다.

영어

The objective of this study is to investigate the feasibility of an innovative surface-mount sensor, made of a piezoelectric disc (PZT sensor), as a consistent source for surface wave velocity and transmission measurements in concrete structures. For the purposes, one concrete slab with lateral dimensions of 1500 by 1500 mm and a thickness of 200 mm was prepared in the laboratory. A PZT sensor was attached to the concrete surface and used to generate incident surface waves for surface wave measurements across a surface-breaking crack with a different depth from 0 to 50 mm at stepwise intervals of 10 mm. Two accelerometers were used to measure the surface waves. Signals generated by the PZT sensors show a broad bandwidth with a center frequency around 80 kHz, and very good signal consistency in the frequency range from 0 to 90 kHz. Furthermore, repeatability of the surface wave velocity and transmission measurements is significantly improved compared to that obtained using manual impact sources. The findings in this study demonstrate that the surface-mount sensor has great potential as a consistent source for surface wave velocity and transmission measurements for automated health monitoring of concrete structures.

목차

Abstract
 1. 서론
 2. 배경
  2.1 초음파영역 표면파 속도법(USW 법)
  2.2 표면파전달법(SWT method)
  2.3 PZT 센서 원리
 3. 연구방법
  3.1 실험체 준비
  3.2 표면파 측정
  3.3 표면파 전달율 및 속도 측정
 4. 결과 및 고찰
  4.1 신호 일관성
  4.2. 측정 표면파 전달율 및 속도의 일관성
  4.3 표면파 전달율과 균열 깊이의 상관관계
  4.4 균열 깊이에 따른 표면파 속도 측정
  4.5. 균열깊이 측정
  4.6. 실제구조물의 적용
 5. 결론
 REFERENCES

저자

• 정해상 [ Jung, Hae-Sang | 한국시설안전공단, 시설진단본부 진단평가지원실 ]
• 기성훈 [ Kee, Seong-Hoon | 동아대학교 건축공학과 조교수, 공학박사 ] Corresponding author
• 김제경 [ Kim, Jae-Kyung | 동아대학교 해양도시건설·방재연구소, 연구원, 공학박사 ]

참고문헌