본 논문은 가스터빈 내부 파편화에 따른 이탈물 충돌 검출을 위한 FODS(Foreign object detection system)의 충격신호 검출 방법을 제안한다. FODS는 가스터빈 발전 효율을 높이기 위해 사용한 고온부 세라믹 내열보호재(Ceramic heat shield : CHS)의 파손에 따른 이차충격신호를 검출하여 가스터빈 손상을 방지하기 위한 시스템이다. FODS의 주요 기술은 가스터빈 내부 연소 챔버(Combustion chamber) 와 가이드베인케리어(Guide vane carrier)에 설치된 가속도 센서로부터 측정된 진동 신호를 이용하여 빠르고 정확하게 가스터빈 내부 충격신호를 검출하는 데 있다. 가속도 센서에서 측정되는 진동 신호는 가스터빈 기동에 따른 시스템 다이나믹스(Dynamics), 계측 노이즈(Noise), 세라믹 내열보호재의 이탈에 따른 충격 신호가 혼합되어 측정된다.
본 논문은 측정된 가속도 진동 신호로부터 충격신호와 시스템 다이나믹스(Dynamics) 및 계측 노이즈(Noise) 신호를 구분하여 검출하기 위하여 조정된 최소 엔트로피 디컨볼루션(Minimum entropy deconvolution adjusted: MEDA)과 조정된 최적 최소 엔트로피 디컨볼루션(Optimal minimum entropy deconvolution adjusted: OMEDA)의 충격신호 검출 알고리즘을 제안한다.
제안된 알고리즘의 유효성과 실용성을 입증하기 위하여 가우시안 백색노이즈(Gaussian white noise) 입력시험, 다양한 신호잡음비(Signal noise ratio)를 가지는 충격신호와 가우시안백색노이즈(Gaussian white noise)의 합성신호 입력시험, 실제 가스터빈 운전시 취득한 충격검출 이벤트인 가스터빈 충격 진동신호 입력시험을 하였다.
충격신호와 가우시안백색노이즈(Gaussian white noise)의 신호잡음비(Signal noise ratio)를 -20dB에서 15dB까지 중첩한 시험을 하였다. 중첩된 신호에서 OMEDA 알고리즘 성능이 FODS의 충격신호 검출에 우수한 성능을 가짐을 확인한다. 가스터빈 운전시 취득한 충격 검출 이벤트 진동신호를 OMDEA 알고리즘의 D-Norm 경계값의 설정으로 충격이벤트의 검출 성능을 확인하였다.
FODS 운영에 있어 충격신호의 연속변환 Wavelet 구현으로 충격신호의 시각화를 구현하였다. 가스터빈의 운영에 있어 터빈내부의 진동에 따른 문제를 실시간 감지할 수 있다.