지하 매설배관을 이용한 유체 수송 중 임의의 배관 위치에서 누설이 발생할 경우 육안 식별의 어려움으로 진동 센서 등을 이용하여 누설 위치를 탐지한다. 이러한 누설 위치 검출 시스템은 물과 같은 비 압축성 유체를 대상으로 센서 간의 신호 도달 시간차와 음파의 전파속도를 이용하여 검출하고 있다. 본 논문에서는 가스와 같은 압축성 유체의 누설 검출을 위한 시스템을 개발하고자 기존 검출 방법을 검토하고, 온도와 압력을 고려한 압축성 유체의 전파속도 식을 개선하고 압축 공기를 이용한 실험 장치를 구축하여 실험 수행을 통해 검증하였다. 검증 결과 매설배관 내 압축성 유체의 누설 위치 검출이 가능함을 확인하였으며, 가스 수송용 매설배관 내 누설 위치 검출 시스템 개발에 적용 가능함을 확인하였다.
본 논문은 LTE-Advanced 시스템에 적용할 수 있는 2,500 MHz~2,570 MHz 대역 0.13-${\mu}m$ CMOS RF front-end 송신기를 제안하며 I/Q 상향주파수변환기와 구동증폭기로 구성되어있다. 상향주파수변환기는 우수한 선형특성을 얻기 위해 공진회로를 부하로 사용하였으며 국부발진신호의 누설을 줄이기 위해 전류 보상회로를 사용하였다. 또한, 제안하는 구동증폭기는 높은 전류 효율과 우수한 선형특성을 확보하기 위해 Class AB 바이어스 상태로 설계되었다. 측정 결과 제안하는 RF front-end 송신기는 최대 +6 dBm의 출력 파워를 제공하며, +0 dBm 출력 시 이미지 신호 및 국부 발진 누설 신호와 40 dBc의 차이를 보인다. 제작된 칩은 1.2 V의 공급 전압으로부터 36 mA 전류를 소모한다.
본 논문에서는 현재 당사에서 GIS 제조업체로서 당사의 제품에 대한 예방진단 시스템을 구축한다는 계획의 일환으로서 진행하고 있는 신가평/신태백 765kV 변전소의 800kV/362kV GIS용 피뢰기 누설전류 측정장치 개발에 대한 전반적인 개요와 진행 상황에 대해서 기술하도록 한다. 우선, 피뢰기의 일반적인 열화 특성에 관해서 고찰하며, 개발된 피뢰기 누설전류측정장치의 시스템 구성도를 통해서 미소전류에 대한 신호처리기법을 소개한다. 또한, 본 장치를 개발함에 있어서 진행된 전자기 적합성(Electromagnetic Compatibility) 시험 및 절연 내력 시험에 대해서 서술하며, 시험 전, 후의 입 출력 특성을 확인함으로서 제품의 신뢰성을 검증하도록 하였다.
기존 사용되어온 절연막인 $SiO_2$ 의 절연특성이 신호의 간섭 등의 문제가 있어서 절연특성을 좋게 하기 위해 낮은 유전상수와 비결정질의 절연막을 요구하고 있다. 본 연구에서는 혼합된 OTS solution으로 처리된 $SiO_2$ 절연막이 OTS 함유량 증가에 따른 전기적인 특성을 조사하였다. 전압-전류 특성 곡선에 의한 누설전류 증가랑이 OTS 함유량 증가에 따라 비례적으로 증가하지 않았으며 0.7% 처리 농도에서 누설전류가 가장 적게 나타났다.
MFL PIG는 빠른 속도로 주행하면서 MFL 신호를 측정하여 기록하게 된다. PIG가 주행함에 따라 MFL 신호를 왜곡시키는데 가스관에 인가되는 강한 자기장으로 인하여 가스관이 착자되어 왜곡이 발생한다. 가스관의 착자는 종방향 착자와 횡방향 착자로 나눌수 있으며, 횡방향 착자는 검출신호를 증가시키거나 감소시키는 방향으로 왜곡을 발생시키고, 종방향 착자는 인가돼는 자기장과 수직이 되므로 검출신호를 크게 왜곡시킨다. 따라서 검출신호를 보정하여 실제 결함에 의한 신호를 검출하여야 한다. 본 연구에서는 가스관의 착자에 의한 영향을 분석하고 신호보정에 관하여 연구하였다.
본 논문에서는 전 디지털 모뎀의 기저 대역 전송 신호를 IF 출력 신호로 주파수 변환하는 모듈에서 발생하는 국부발진 누설 신호를 역 위상 기법을 사용하여 제거하고, aperture 개방형 루프 공진기로 구성되는 광대역 필터를 구성하여 낮은 군지연과 높은 대역 제한 특성을 갖는 광대역 IF 인터페이스 모듈을 설계하고 제작하였다. 45 Mbps 및 155 Mbps 전 디지털 모뎀을 위한 광대역 IFIU는 전송 대역과 밀접하여 간섭 신호로 작용하는 국부발진 신호의 누설 신호를 -60 dBc 이하로 억압하였으며, 각각의 전송율에 대한 IFIU의 군 지연은 15 ns와 8 ns의 낮은 특성으로 구현하였다. L-대역 중심 주파수와 150 MHz 대역통과 특성을 갖는 모듈의 이득 평탄도는 2 dB 이내의 특성으로 광대역 위성통신 시스템 전송에 필요한 요구 조건을 만족하였다.
본 연구에서는 다채널 자속누설 센서를 이용하여 강케이블의 국부손상을 검색하였다. 먼저 자속누설 기법을 고정된 케이블 구조물에 적용하기 위해 프로토타입의 8채널 자속누설 센서헤드를 제작하였고, 국부손상이 발생한 케이블을 구현하기 위하여 PVC 파이프에 강케이블을 채워 강케이블 다발 시편을 제작하였고, 케이블 시편 외부 및 내부에 다양한 크기 및 방향을 가지는 국부손상을 단계적으로 발생시켰다. 이와 같이 제작된 강케이블 시편을 대상으로 각 손상단계에서 자속누설 센서헤드를 이용하여 자속신호를 스캔하고 출력전압으로 표현하였다. 이어서 일반극치분포를 이용해 손상유무를 판단할 수 있는 기준이 되어줄 임계값을 설정하였고, 이를 각 채널에서 계측된 자속신호와 비교하여 객관적인 손상판단을 수행하였다. 또한 케이블 모니터링에 있어 가장 중요한 정보인 손상의 길이방향 위치를 효과적으로 검색하기 위해 모든 채널의 자속값을 합하여 총합값의 형태로 임계값과 함께 나타내었다. 최종적으로 임계값을 초과한 부분의 길이방향 및 원주방향 위치를 실제 손상과 비교함으로써 본 기법의 국부손상 검색 가능성을 살펴보았다.
본 논문에서는 650MHz에서 2,700MHz의 주파수 대역에서 우수한 동적영역과 선형성 특성을 나타내는 RF-수신기를 설계하고, 왜곡신호(누설 또는 혼변조)를 측정할 수 있는 지능형, 광대역 RF-왜곡신호 계측시스템을 구현하였다. 광대역 특성의 RF-수신모듈은 저 잡음특성과 동적영역 관계를 분석하여 RF수신단의 선형화 파라미터를 최적화시켰다. 지능형 디지털-왜곡(혼변조) 측정시스템에서는 측정하려는 왜곡(혼변조)신호를 PC상의 GUI 로 처리하여 원하는 계측파라미터를 PC 모니터에 나타내었다. 설계된 계측장치를 650MHz-2700MHz 까지 가변시켜 왜곡신호를 측정한 결과, -127.8dBc에서 -138dBc까지 나타내어 지능형 디지털 계측기로 이용될 수 있음을 보였다.
화력발전용 보일러 내부에는 연소열을 고온 고압의 스팀으로 변환하기 위한 열교환 튜브가 복잡한 형태로 배치되어 있다. 이 튜브에서 누설이 발생할 경우 고압의 스팀에 의해 치명적인 고장과 발전 정지를 초래하며, 누설 발생 여부를 조기에 검출하지 못할 경우 인근 튜브의 손상까지 연쇄적으로 발생하여 조기에 튜브 누설을 검출할 수 있는 기술 확립이 필요하다. 본 논문에서는 기존 보일러 튜브 누설 감시 설비(BTLD)에 음향방출(AE) 기술을 적용하여 기존 시스템 대비 미세누설을 검출하고 조기에 경보를 발생시킬 수 있는 시스템에 대해 개발을 하였다. 또한 이 시스템을 검증하기 위해 실제 운전 중인 560 MW급 화력발전소 보일러에서 다양한 크기(ⵁ2, ⵁ5, ⵁ10 mm)의 모의 누설시험을 실시하였으며, 그 결과 기존 시스템에서는 검출하지 못하였던 미세누설(ⵁ2 mm, ⵁ5 mm)에 대해 개발된 시스템은 조기에 경보를 발생(18 dB 이상 신호 상승)시킬 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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