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자료명/저자사항
CR X-선 영상기법을 이용한 DPF 파손여부에 대한 비파괴 측정 타당성 연구 = Feasibility study on nondestructive measurement of damaged DPF using CR X-ray imaging technique / 국립환경과학원 [편] 인기도
발행사항
인천 : 국립환경과학원, 2019
청구기호
629.27 -19-1
자료실
[서울관] 서고(열람신청 후 1층 대출대)
형태사항
vi, 58 p. : 삽화, 도표 ; 30 cm
총서사항
NIER-SP ; 2018-263
연구과제보고서 ; 2019
제어번호
MONO1201948868
주기사항
DPF는 "Diesel Particulate Filter(매연여과장치)"의 약자임
연구기관명: 국민대학교
연구책임자: 이성욱 ; 책임연구원: 김정민
참고문헌: p. 58
원문

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표제지

제출문

요약문

목차

Ⅰ. 서론 8

제1절 연구배경 8

제2절 연구목적 9

Ⅱ. 연구내용 및 방법 10

제1절 연구내용 10

1. 과업의 범위 10

2. 연구추진체계 10

3. 연구진 구성 11

제2절 연구방법 11

1. 운행차량 후처리장치 대상 비파괴 진단법 분석 11

2. DPF 담체 고유패턴 기반 파손 진단법 개발 12

3. 파손 형태 모사를 통한 이상 유무 판별 방안 검증 12

Ⅲ. 연구결과 및 고찰 14

제1절 운행차량 후처리장치 대상 비파괴 진단법 14

1. X-선 촬영기기 개요 14

2. X-선 촬영기법을 활용한 DPF 진단 사례 18

3. DPF 진단을 위한 검사장비의 제원 20

4. 진단대상차량 및 진단 장소 24

5. X-선 사용 규제 문제에 대한 대책 25

제2절 DPF 필터 담체 고유패턴 기반 파손 진단 방법 27

1. 필터 담체 형태 및 형상 별 실제 촬영을 통한 3축 패턴 정보 27

2. 파손 크기에 따른 영상 분해능 조사 28

3. 형태 및 형상 별 파손 진단방법과 업무절차 30

4. 이미지 촬영 결과 34

제3절 파손 형태 모사를 통한 이상 유무 판별 방안 검증 43

1. 고유패턴 대비 이상패턴 확인을 위한 이미지 프로세싱 방법 43

2. 이미지 촬영 결과와 실제 파손부 비교 45

3. 파손부위의 자동인식에 대한 알고리즘 51

4. 촬영 이미지 결과를 통한 파손 수준의 정성적 판단론 54

5. 파손 진단 기술의 활용방안 및 환경적·경제적·안정성 타당성 검토 54

Ⅳ. 결론 62

Ⅴ. 활용방안 및 향후 계획 63

제1절 활용방안 63

1. 자동차 종합 검사 시 배출가스 저감장치 진단 63

2. 클리닝 및 재제조 업체 제품 검사 63

3. 후처리장치 불법개조 단속 64

제2절 향후 계획 64

Ⅵ. 참고문헌 65

Table 2-1. 시험조건 및 촬영조건 12

Table 2-2. 방사능 관리에 대한 주요 법령 13

Table 3-1. DPF 크기에 따른 X-선 발생장치의 출력 21

Table 3-2. 휴대용 X-선 발생장치 제원 22

Table 3-3. DPF 비파괴 검사 장치의 필요 제원 23

Table 3-4. 선량한도 26

Table 3-5. 차량 하부 중앙에 DPF가 부착되는 차량 34

Table 3-6. 관전압(kV)와 관전류(mAs) 차이에 의한 DPF 영상 비교 35

Table 3-7. Retro-fit DPF 샘플 #1~5 촬영 이미지 37

Table 3-8. Retro-fit DPF 샘플 #3~5에서 관찰되는 미세 크랙 부위 확대 38

Table 3-9. Retro-fit DPF 샘플 #1~5 클리닝 작업 후 촬영 이미지 39

Table 3-10. Retro-fit DPF 샘플 #6~9 촬영 이미지 40

Table 3-11. Melting으로 추정되는 부위 확대 이미지와 정상품 이미지와의 비교 47

Table 3-12. 파손형태별 정성적 특징 54

Table 3-13. ExternE(1999) PM10 사회적 손해비용[이미지참조] 55

Table 3-14. UK DEFRA(2013) PM 사회적 손해비용 55

Table 3-15. 환경부(강광규 외, 2015) PM2.5 사회적 손해비용[이미지참조] 56

Table 3-16. 연구별 PM10 사회적 손해비용 추정 값 비교[이미지참조] 56

Table 3-17. 2016년도 비파괴 검사분야 방사선안전관리자 연간 급여액 58

Table 3-18. 업종별 연간 평균선량 59

Table 3-19. 선량 구간별 방사선 작업종사자 수(2015년도) 59

Fig. 1-1. 2차 수도권 대기질 개선 목표 8

Fig. 1-2. 자동차 차종별/용도별 1대당 일평균 주행거리 현황(2014) 8

Fig. 1-3. 연비 향상을 위한 DPF 고의 파손 사례 9

Fig. 1-4. SCR 온도센서 고정 높이 변경 불법개조 9

Fig. 1-5. 기존 DPF 파손여부 검사 방법 9

Fig. 2-1. 파손부위 진단 알고리즘 예시 12

Fig. 3-1. X-선의 발생원리 14

Fig. 3-2. X-선 비파괴 DPF 촬영 모식도 15

Fig. 3-3. CR System의 영상처리 과정 15

Fig. 3-4. X-선 수화물 검색기 16

Fig. 3-5. 방사선 이용 컨테이너 검색기의 검사 모습과 검사 영상 17

Fig. 3-6. 비파괴 DPF 검사장치의 원리 18

Fig. 3-7. X-선 CT 촬영기법 원리 19

Fig. 3-8. 부피밀도-휘도 근사직선 19

Fig. 3-9. DPF 내부에 퇴적된 Ash의 정량화 기법 19

Fig. 3-10. X-선 CT 기법으로 촬영한 Ash 퇴적 이미지 19

Fig. 3-11. Ash에 대한 정량화 측정 그래프 19

Fig. 3-12. 일본 산업종합연구소의 Ash CT 촬영 사진 20

Fig. 3-13. Test-Piece 샘플 20

Fig. 3-14. 다양한 크기의 DPF 20

Fig. 3-15. 휴대용 X-ray 발생장치(Rigaku EGM2 Series) 22

Fig. 3-16. 일반적인 IP와 Flexible IP 사진 23

Fig. 3-17. 자동차 종합검사소 진로 구성도 24

Fig. 3-18. 교통안전공단 자동차 검사소 24

Fig. 3-19. DPF 담체의 3축 패턴 촬영 이미지 취득 방법 27

Fig. 3-20. Crack 파손이 존재하는 DPF 담체의 3축 촬영 이미지 28

Fig. 3-21. 매트릭스 사이즈에 따른 픽셀의 치수(폐 촬영) 28

Fig. 3-22. 공간주파수 29

Fig. 3-23. DPF 필터 미세 크랙의 폭 측정과 영상 내 모습 30

Fig. 3-24. DPF의 다양한 파손 유형 예시 30

Fig. 3-25. X-선 발생장치를 활용한 DPF 촬영 31

Fig. 3-26. 운행차 DPF의 X-선 촬영을 위한 공간 예시 31

Fig. 3-27. 실차 DPF 촬영 시 X-선 발생기와 Flexible IP의 위치 32

Fig. 3-28. 실차에 적용된 DPF X-선 촬영 업무절차 32

Fig. 3-29. 승용차에 부착된 DPF 위치(엔진룸 내부) 33

Fig. 3-30. 1톤 트럭에 부착된 DPF 위치(자체 하부 중앙) 33

Fig. 3-31. 대형 트럭 및 버스에 부착된 DPF 위치(측면) 34

Fig. 3-32. 운행차 DPF 샘플 1 실제 사진 34

Fig. 3-33. 운행차 DPF 샘플 2 실제 사진 36

Fig. 3-34. X-선 촬영을 통한 중공파손 부위의 검출 36

Fig. 3-35. Retro-fit DPF 실제 사진 37

Fig. 3-36. Retro-fit DPF 담체 형상 예시 샘플 40

Fig. 3-37. Melting으로 추정되는 샘플의 Canning 제거 및 절단 41

Fig. 3-38. 정상 DPF와 Crack 및 Melting 파손으로 추정되는 DPF 비교 42

Fig. 3-39. Crack으로 추정되는 부위 확대 42

Fig. 3-40. Melting으로 추정되는 부위 확대 42

Fig. 3-41. 에너지 서브트랙션 촬영(2회 조사법) 43

Fig. 3-42. DPF Subtraction의 영상처리 과정 44

Fig. 3-43. Crack 모의 파손 실제 사진 45

Fig. 3-44. X-선을 활용한 Crack 모의 파손 촬영 사진 45

Fig. 3-45. Melting 파손 모사 담체와 정상 담체의 절단면 비교 46

Fig. 3-46. Melting 파손으로 추정되는 부위 확대 46

Fig. 3-47. Melting 파손 모사 담체와 정상 담체 촬영 이미지 47

Fig. 3-48. Plugging 파손 모사 담체와 정상 담체 비교 48

Fig. 3-49. Plugging 파손 모사 담체와 정상 담체의 촬영 이미지 비교 48

Fig. 3-50. Carbon 축적 모사 담체와 정상 담체 촬영 이미지의 비교 49

Fig. 3-51. Carbon 과다 축적 담체와 정상 담체와의 이미지 비교 50

Fig. 3-52. Image J를 활용한 Carbon 축적 부 픽셀 값 확인 51

Fig. 3-53. CAD 하드웨어 구성도 52

Fig. 3-54. 맘모그라피 CAD 시스템 소프트웨어 처리의 흐름 53

Fig. 3-55. 맘모그라피 CAD 검출 결과의 예 53

Fig. 3-56. 20ft 컨테이너 규격 57

Fig. 3-57. 차폐시설 60

Fig. 3-58. 납치마 60

Fig. 3-59. 열형광선량계(TLD) 61

Fig. 5-1. 공항 보안검색대 예시 64

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0002536628 629.27 -19-1 [서울관] 서고(열람신청 후 1층 대출대) 이용가능

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