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요약문
Summary
목차
제1장 서론 26
1절 연구개발의 목적 29
2절 연구개발의 필요성 및 범위 33
제2장 국내·외 기술개발현황 37
1절 국내 기술 및 산업동향 37
2절 국외 기술 및 산업동향 40
3절 특허 동향 43
제3장 연구개발 수행내용 및 결과 47
1절 연구내용 47
1. 연구의 목표/내용/범위 47
2. 일체형 시스템개발을 위한 기초연구(1차년도 : 2007년 1월 - 6월) 48
가. 개발 개요 48
나. 콘크리트 대형 시험체 제작 49
다. 비교 측정기기 선정 시험 55
라. 탐촉자 최적거리선정 실험 59
마. 접촉매질 선정시험 66
바. 수신파 파형분석(1차년도) 73
3. 1차년도 일체형 시스템 개발(1차년도 : 2007년 1월 - 6월) 105
가. 개발개요 105
나. 마이크로프로세서 개발 106
다. 소형 초음파 탑촉자개발 114
라. 일체형 시스템개발 115
4. 2차년도 일체형 시스템 개발(2차년도 : 2007년 9월 - 2008년 6월) 116
가. 개발개요 116
나. 콘크리트 소형시험체 제작(2차년도) 117
다. 마이크로 프로세서 개발 121
라. 소형 초음파 탐촉자 개발 123
마. 이중채널 주파수 결정 134
바. 깊이계산식 결정 154
사. 일체형 시스템 개발(2차 시제품) 167
아. 성능시험 168
5. 최종 일체형 시스템 개발(2차년도 : 2008년 7월 - 12월) 184
가. 개발개요 184
나. 일체형 시스템 개발(최종제품) 185
다. 성능시험 198
2절 연구결과 212
1. 일체형 시스템 개발을 위한 기초연구 212
2. 1차년도 일체형 시스템 개발 213
3. 3차년도 일체형 시스템 개발 213
4. 최종 일체형 시스템 개발 및 성능시험(2차년도 : 2008년 7월 - 2008년 12월) 215
5. 보완사항 및 향후 연구계획 217
제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 229
1절 연구개발목표 달성도 229
2절 관련분야에의 기여도 234
제5장 연구개발결과의 활용계획 236
1절 추가연구의 필요성 236
2절 타 연구에의 응용 236
3절 연구결과의 기업 활용방안 237
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 241
1절 다중주파수사용 초음파탐사기(1차년도 : 2007년 4월) 241
2절 일체성 시스템 구조(1차년도 : 2007년 4월) 244
3절 접촉매질 개선 시스템(1차년도 : 2007년 4월) 247
4절 초음파 절단기와 코어채취기(2차년도 : 2008년 8월) 252
제7장 참고문헌 254
자체평가의견서[개인신상정보 삭제] 256
판권기 265
표 3.1.2.1. 콘크리트 대형 시험체 제원 49
표 3.1.2.2. 비교 측정기기 선정시험 개요 56
표 3.1.2.3. 균열깊이 측정 결과 : 측정기기 선정(fck = 21 MPa) 57
표 3.1.2.4. 균열깊이 측정 결과 : 측정기기 선정(fck = 40 MPa) 57
표 3.1.2.5. 탑촉자 최적거리 선정시험 개요 60
표 3.1.2.6. 균열깊이 측정 결과 : 탐촉거리 선정(TICO, fck = 21 MPa) 61
표 3.1.2.7. 균열깊이 측정 결과 : 탐촉거리 선정(TICO, fck = 40 MPa) 61
표 3.1.2.8. 균열깊이 측정 결과 : 탐촉거리 선정(TR300, fck = 21 MPa) 63
표 3.1.2.9. 균열깊이 측정 결과 : 탐촉거리 선정(TR300, fck = 40 MPa) 63
표 3.1.2.10. 간접초음파 전달시험 개요 69
표 3.1.2.11. 간접 초음파 전달시험 결과 71
표 3.1.2.12. 파형분석 결과요약 104
표 3.1.3.1. 마이크로 프로세서 주요제원 113
표 3.1.4.1. 콘크리트 소형 시험체 제원 117
표 3.1.4.2. 소형시험체 균열폭 측정시험 120
표 3.1.4.3. Test Block 1에서의 실험결과표 139
표 3.1.4.4. Test Block 2에서의 실험결과 140
표 3.1.4.5. Test Block 3에서의 실험결과 141
표 3.1.4.6. 콘크리트 초음파 전달속도 시험결과(마이크로프로세서 성능시험) 171
표 3.1.4.7. 균열깊이 측정시험 결과(마이크로프로세서 성능시험) 173
표 3.1.4.8. 콘크리트 초음파 전달속도 시험결과(탐촉자 성능시험) 176
표 3.1.4.9. 균열깊이 측정시험 결과(탐촉자 성능시험) 178
표 3.1.4.10. 콘크리트 초음파 전달속도 시험결과(2차 시제품) 181
표 3.1.4.11. 균열깊이 측정시험 결과(2차 시제품) 183
표 3.1.5.1. 소형시험체 파형분석 및 균열깊이 측정시험 199
표 3.1.5.2. 소형시험체 다점측정(2D) 201
표 3.1.5.3. 대형시험체 균열깊이 측정시험(압축강도 40Mpa) 203
표 3.1.5.4. 대형시험체 균열깊이 측정시험(압축강도 21Mpa) 204
표 3.1.5.5. 철근배근 시험체 균열깊이 측정시험(균열깊이 65mm) 207
표 3.1.5.6/3.1.5.5. 철근배근 시험체 균열깊이 측정시험(균열깊이 90mm) 207
표 3.1.5.7. 현장코아시험(1) 210
표 3.1.5.8. 현장코아시험(2) 211
표 3.2.5.1. 일체형 시스템 경비관련 분석표 220
표 3.2.5.2a. 소형시험체(균열깊이 50mm) 개발장비 성능시험 224
표 3.2.5.2b. 소형시험체(균열깊이 100mm) 개발장비 성능시험 224
표 3.2.5.2c. 소형시험체(균열깊이 150mm) 개발장비 성능시험 224
표 3.2.5.3a. 대형시험체(균열깊이 20mm) 개발장비 성능시험 226
표 3.2.5.3b. 대형시험체(균열깊이 50mm) 개발장비 성능시험 226
표 3.2.5.3c. 대형시험체(균열깊이 80mm) 개발장비 성능시험 226
표 3.2.5.4a. 현장시험1 개발장비 성능시험 228
표 3.2.5.4b. 현장시험2 개발장비 성능시험 228
그림 3.1.2.1. 일체형 시스템 개발을 위한 기초연구 흐름도 48
그림 3.1.2.2. 콘크리트 대형 시험체별 제작도면 50
그림 3.1.2.3. 콘크리트 압축강도실험(40Mpa) 54
그림 3.1.2.4. 콘크리트 압축강도실험(21Mpa) 54
그림 3.1.2.5. 균열깊이 측정 결과 : 측정기기 선정 58
그림 3.1.2.6. 탐촉자 최적거리 선정시험 개념도 60
그림 3.1.2.7. 균열깊이 측정 결과 : 탐촉거리 선정 (TICO) 62
그림 3.1.2.8. 균열깊이 측정 결과 : 탐촉거리 선정 (TR300) 64
그림 3.1.2.9. 수신파 초동 포착상의 오차 73
그림 3.1.2.10. 균열깊이와 탐촉자거리 모식도 74
그림 3.1.2.11. 탐촉자거리 5cm일 때 균열깊이 변화에 따른 파형변화 양상 75
그림 3.1.2.12. 탐촉자거리 10cm일 때 균열깊이 변화에 따른 파형변화 양상 76
그림 3.1.2.13. 탐촉자거리 15cm일 때 균열깊이 변화에 따른 파형변화 양상 77
그림 3.1.2.14. 탐촉자거리 20cm일 때 균열깊이 변화에 따른 파형변화 양상 78
그림 3.1.2.15. 탐촉자거리 25cm일 때 균열깊이 변화에 따른 파형변화 양상 79
그림 3.1.2.16. 탐촉자거리 30cm일 때 균열깊이 변화에 따른 파형변화 양상 80
그림 3.1.2.17. 탐촉자거리와 균열깊이 모식도 81
그림 3.1.2.18. 균열깊이 5cm일 때 탐촉자거리 변화에 따른 파형변화 양상 82
그림 3.1,2.19. 균열깊이 10cm일 때 탐촉자거리 변화에 따른 파형변화 양상 83
그림 3.1.2.20. 균열깊이 15cm일 때 탐촉자거리 변화에 따른 파형변화 양상 84
그림 3.1.2.21. 균열깊이 20cm일 때 탐촉자거리 변화에 따른 파형변화 양상 85
그림 3.1.2.22. 균열깊이 30cm일 때 탐촉자거리 변화에 따른 파형변화 양상 86
그림 3.1.2.23. 균열깊이 5cm, 탐촉자거리 10cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 88
그림 3.1.2.24. 균열깊이 5cm, 탐촉자거리 20cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 89
그림 3.1.2.25. 균열깊이 5cm, 탐촉자거리 30cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 90
그림 3.1.2.26. 균열깊이 10cm, 탐촉자거리 10cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 91
그림 3.1.2.27. 균열깊이 10cm, 탐촉자거리 20cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 92
그림 3.1.2.28. 균열깊이 10cm, 탐촉자거리 30cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 93
그림 3.1.2.29. 균열깊이 15cm, 탐촉자거리 10cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 94
그림 3.1.2.30. 균열깊이 15cm, 탐촉자거리 20cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 95
그림 3.1.2.31. 균열깊이 15cm, 탐촉자거리 30cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 96
그림 3.1.2.32. 균열깊이 20cm, 탐촉자거리 10cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 97
그림 3.1.2.33. 균열깊이 20cm, 탐촉자거리 20cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 98
그림 3.1.2.34. 균열깊이 20cm, 탐촉자거리 30cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 99
그림 3.1.2.35. 균열깊이 30cm, 탐촉자거리 10cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 100
그림 3.1.2.36. 균열깊이 30cm, 탐촉자거리 20cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 101
그림 3.1.2.37. 균열깊이 30cm, 탐촉자거리 30cm일 때 주파수변화에 따른 파형변화 양상 102
그림 3.1.3.1. 1차년도 일체형 시스템 개발 연구 개요도 105
그림 3.1.3.2. 연구개발에 근간이 된 공식 115
그림 3.1.4.1. 2차년도 일체형 시스템 개발 연구 개요도 116
그림 3.1.4.2. 2차년도 일체형 시스템 회로기능도 121
그림 3.1.4.3. 수신파 초동 포착상의 오차 134
그림 3.1.4.4. 실험조사 모식도 135
그림 3.1.4.5. Test Block 1에서의 실험결과 142
그림 3.1.4.6. Test Block 2에서의 실험결과 143
그림 3.1.4.7. Test Block 3에서의 실험결과 144
그림 3.1.4.8. 균열거리 5cm일 때의 실험결과 145
그림 3.1.4.9. 균열거리 10cm일 때의 실험결과 146
그림 3.1.4.10. 균열거리 15cm일 때의 실험결과 147
그림 3.1.4.11. 균열거리 20cm일 때의 실험결과 148
그림 3.1.4.12. 주행거리별 오차비교 149
그림 3.1.4.13. 입사각별 오차비교 150
그림 3.1.4.14. 균열깊이 5cm에 대한 파형변화 151
그림 3.1.4.15. 균열깊이 10cm에 대한 파형변화 152
그림 3.1.4.16. 균열깊이 15cm에 대한 파형변화 153
그림 3.1.4.17. MBS(modified BS) 계산식 모식도 155
그림 3.1.4.18. T1 시간에 오차가 있을 경우 156
그림 3.1.4.19. T2 시간에 오차가 있을 경우 157
그림 3.1.4.20. Tc-To 계산식 모식도 159
그림 3.1.4.21. To 시간에 오차가 있을 경우 160
그림 3.1.4.22. Tc 시간에 오차가 있을 경우 161
그림 3.1.4.23. 2us 오차가 있을 경우 163
그림 3.1.4.24. 4us 오차가 있을 경우 164
그림 3.1.4.25. 6us 오차가 있을 경우 165
그림 3.1.4.26. 성능시험개요도 168
그림 3.1.4.27. 마이크로프로세서 성능시험 개요도 169
그림 3.1.4.28. 소형탐촉자 성능시험 개요도 174
그림 3.1.4.29. 2차 시제품 성능시험 개요도 179
그림 3.1.5.1. 최종 제품 개발 개요도 184
그림 3.1.5.2. 최초 회로구성도 185
그림 3.1.5.3. 1차 개선 회로구성도 186
그림 3.1.5.4. 마이크로 컨트롤러 유닛 다이어그램 191
그림 3.1.5.5. 잡음신호와 초동신호 193
그림 3.1.5.6. 초동신호 인식 알고리즘의 플로우차트 194
그림 3.1.5.7. PC용 어플리케이션에서 보여지는 초동 신호 196
그림 3.1.5.8. 성능시험 개요도(최종일체형 시스템) 198
그림 3.2.5.1. 향후 장비 개발 및 업그레이드 계획 223
사진 3.1.2.1. 콘크리트 대형 시험체 제작사진 52
사진 3.1.2.2. 완성된 대형시험체와 압축강도 시험 53
사진 3.1.2.3. 비교측정기기 선정시험에 사용된 각국의 초음파 탐사기 55
사진 3.1.2.4. 균열깊이 측정순서 및 방법 56
사진 3.1.2.5. 시험에 사용된 장비 및 시험사진 59
사진 3.1.2.6. 직접 초음파 전달시험과정 66
사진 3.1.2.7. 직접 초음파 전달시험 박막재료 67
사진 3.1.2.8(a) 박판을 이용한 파형분석(1) 67
사진 3.1.2.8(b) 박판을 이용한 파형분석(2) 68
사진 3.1.2.8(c) 박판을 이용한 파형분석(3) 68
사진 3.1.2.9. 간접초음파 전달시험 69
사진 3.1.3.1. 기존 및 개발된 장비 배터리 106
사진 3.1.3.2. 기존 및 개발된 승압회로 107
사진 3.1.3.3. 개발된 승압회로 108
사진 3.1.3.4. 필터회로 및 필터링한 승압회로 109
사진 3.1.3.5. 펄스발생회로와 센서전압테스트 110
사진 3.1.3.6. 신호차폐장치 111
사진 3.1.3.7. 신호가공회로 112
사진 3.1.3.8. 신호가공회로를 통과한 신호 112
사진 3.1.3.9. 소형기판 전체회로 사진 및 회로구성 113
사진 3.1.3.10. 소형탐촉자 구성 114
사진 3.1.3.11. 1차년도 일체형 시스템(시제품) 115
사진 3.1.4.1. 콘크리 소형시험체 제작사진 118
사진 3.1.4.2. 소형시험체 균열폭 측정 119
사진 3.1.4.3. 2차년도 일체형 시스템 주요부품 122
사진 3.1.4.4. 러시아 A사의 탐촉자 123
사진 3.1.4.5. 러시아 A사 탐촉자 파형분석 124
사진 3.1.4.6. 일본 O사의 탐촉자 125
사진 3.1.4.7. 일본 O사의 탐촉자 파형분석 126
사진 3.1.4.8. MKC-1013 탐촉자 127
사진 3.1.4.9. MKC-1013 탐촉자 파형분석 128
사진 3.1.4.10. MKC-1014 탐촉자 129
사진 3.1.4.11. MKC-1014 탐촉자 129
사진 3.1.4.12. MKC-1015 탐촉자 130
사진 3.1.4.13. MKC-1015 탐촉자 130
사진 3.1.4.14. MKC-1016 탐촉자 131
사진 3.1.4.15/3.1.1.14. MKC-1016 탐촉자 파형분석 131
사진 3.1.4.16. MKC-1017 탐촉자 132
사진 3.1.4.17. MKC-1017 탐촉자 파형분석 132
사진 3.1.4.18. MKC-1018 탐촉자 133
사진 3.1.4.19. MKC-1018 탐촉자 파형분석 133
사진 3.1.4.20. 2차년도 일체형시스템(2차시제품) 167
사진 3.1.4.21. 캘리브레이션 바를 이용한 보정 169
사진 3.1.4.22. 콘크리트 초음파전달속도 시험개요도(마이크로프로세서 성능시험) 170
사진 3.1.4.23. 균열깊이 측정 시험 개요도(마이크로프로세서 성능시험) 172
사진 3.1.4.24. 캘리브레이션 바를 이용한 보정 174
사진 3.1.4.25. 콘크리트 초음파 전달속도 시험 개요도(탐촉자 성능시험) 175
사진 3.1.4.26. 균열깊이 측정 시험 개요도(탐촉자 성능시험) 177
사진 3.1.4.27. 콘크리트 초음파 전달속도 시험 개요도(2차 시제품) 180
사진 3.1.4.28. 균열깊이 측정 시험 개요도(2차 시제품) 182
사진 3.1.5.1. 최초 회로 구성된 표시부 및 펄서/리시버 부 185
사진 3.1.5.2. 1차 개선 회로 구성된 표시부 및 펄서/리시버 부 187
사진 3.1.5.3. 1차 개선 회로 단계별 신호파형분석 188
사진 3.1.5.4. 2차 개선 회로구성과 신호파형분석 190
사진 3.1.5.5. 초음파 차폐구조 197
사진 3.1.5.6. 파형분석을 위한 시스템 199
사진 3.1.5.7. 대형콘크리트 시험체 203
사진 3.1.5.8. 철근 배근 시험체 206
사진 3.1.5.9. 현장 코어 시험 순서 209
사진 3.1.5.10. 현장코어 시험 관련장비 209
사진 3.2.5.1. 낙하실험 및 측정기 파손형태 217
사진 3.2.5.2. 구조적 강도 및 내구성 보강 219
사진 3.2.5.3. 제작 완료된 제품홍보용 카달로그 221