• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.922-923
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• 2011

비파괴 검사방법 중 자기누설 방법을 이용한 방법은 높은 자기 투자율을 갖고 있는 배관 검사에 적합하다. 자기누설 방식이 적용된 시스템을 MFL PIG라고 한다. MFL PIG는 금속 손실이나 부식과 같은 결함을 검출하는데 높은 성능을 보인다. 하지만 이 시스템은 축방향으로 자기장을 형성하여 투자율이 큰 금속 배관을 포화시켜 결함이 있는 부분에서 발생하는 누설자속을 검출하는 방식이기 때문에 축방향으로 발생하는 미소 결함은 자기장이 통과하는 단면이 작고 누설자속이 거의 없어 검출이 어렵다. 축방향 미소결함을 검출하기 위해 기존의 MFL PIG를 개선시킨 것이 CMFL PIG이며, 이것은 자기장을 원주방향으로 형성하여 결함에서의 자기 누설을 최대화 가능하다. 본 논문에서는 축방향 미소 결함의 검출이 가능한 CMFL 비파괴 검사 방법에 관한 논의와 이를 이용하여 축방향 결함의 위치이동에 따른 왜곡 신호의 분석 및 보정하는 방법에 관해 제안한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.402-403
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• 2011

EMI 필터 설계 시 주로 사용되는 공통모드 초크의 경우 자화 인덕턴스로부터 공통모드 노이즈 감쇠를, 누설 인덕턴스로부터 차동모드 노이즈 감쇠를 기대할 수 있다. 이때, 누설인덕턴스가 너무 클 경우 차동모드 노이즈 감쇠에는 우수하지만, 전기/전자제품이 슬림화됨에 따라 공통모드 초크의 누설 자속과 전원공급기를 덮고 있는 금속덮개 사이에 자계 간섭에 의한 진동/소음문제가 발생될 수 있다. 본 논문에서는 누설자속을 조절할 수 있는 공통모드 초크의 코어형상 및 권선기법을 제안한다. 제안된 방법은 진동 및 소음을 제어할 수 있는 장점을 지니고 있다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계합동학술대회 논문집
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• pp.11-20
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• 2002

본 논문에서는 3차원 형태의 결함을 가진 지하매설 가스관에서 누설자속(magnetic flux leakage, MFL) 탐상법을 사용한 결함 검출에 관하여 연구하였다. 영구자석과 요크로 구성된 자기 시스템을 유한요소법을 사용하여 해석하고 동작점을 설정하였다. 가스관이 충분히 포화되지 않은 경우에는 측정이 곤란하며, 과대포화된 경우에는 결함에 의한 누설자속의 변화량이 적어서 측정이 곤란하므로 적정한 값을 설정하여야 하므로 자기 시스템의 동작점은 결합이 있을 때 누설자속 증가율이 최대가 되도록 설정하여야 한다. 본 논문에서는 3차원 비선형 유한요소법을 사용하여, 가스관에 결함이 있는 경우 결함의 크기, 깊이에 따른 결함신호를 예측하여 그 결과 가스관 포화상태의 적절여부, 홀 센서 range 및 resolution의 적정도 등을 연구하였다. 또한 홀 센서의 민감도 향상을 위하여 back-yoke를 사용하여 측정신호를 향상시키는 방법을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.63-70
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• 2017

본 논문에서는 와이어로프 손상의 정량화를 위하여 먼저 동일한 소재 및 직경을 가지는 강봉을 이용한 누설자속기반 결함탐상 연구를 진행하였다. 현재까지 국외 및 국내에서 누설자속탐상 기법을 이용하여 결함을 탐상하는 연구가 많이 진행되어 왔지만, 그 손상을 진단하는 것에 그쳐 손상의 정도를 판별하여 그에 따른 적절한 조치를 취하는 것에 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 전자기적 유한요소 해석 프로그램을 이용하여 누설자속탐상 시스템을 모델링하였으며 강봉을 강자성체 시편으로 이용하여 누설자속탐상 시뮬레이션을 진행하였다. 또한 시뮬레이션 결과를 검증하기 위하여 실제 강봉에 시뮬레이션과 동일한 종류의 손상을 가공하여 결함탐상 실험을 진행하였다. 시뮬레이션과 실험 데이터를 분석한 결과 탐상 속도는 신호의 크기에 미소한 영향을 주었으며, 손상의 너비 변화에 따라 신호의 크기가 동일하지 않음을 검증할 수 있었다. 본 분석을 토대로 깊이 손상과 너비 손상에서의 신호 특성을 추출하여 손상의 종류를 분별할 수 있었고, 역으로 추출된 신호의 특성을 이용하여 손상의 종류를 판별할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제14권4호
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• pp.143-148
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• 2004

가스관의 비파괴검사로 가장 널리 사용되고 있는 자속누설탈사에서 가스배관의 잔류자화(residual magnetization, $M_{res}$)와 탐사횟수가 누설자속에 미치는 영향을 정량적으로 간편하게 실험실에서 해석할 수 있도록 배관대신에 소형의 모의장치를 제작하여 조사하였다. 제작된 장치는 나사에 의한 결함까지도 측정할 수 있고 또 원형 링을 완벽히 탈자시킬 수 있어 탐사가 진행됨에 따라 잔류자화의 영향, 배관의 자화상태변화와 누설자속 등을 효과적으로 모사할 수 있었다. 탐사횟수가 증가할수록 잔류자화, 최대자속밀도 그리고 검출전압은 감소하다가 일정해지지만 초기잔류자화(initial $M_{res}$)가 커지면 최종잔류자화(final $M_{res}$)도 커졌다. 탐사조건이 일정할 경우 검출전압은 배관의 최대자속밀도보다는 직전의 잔류자화의 크기에 직선적으로 비례하였으며 이것은 탄소강으로 만들어진 원형 링의 자기이력현상, 즉 자구구조의 변화 때문에 생기는 것으로 정확한 탐사신호를 해석하기 위해서는 이력현상을 고찰할 필요가 있다. 또 잔류자화가 크면 첫 번째 탐사에서 높은 검출전압을 얻을 수 있다는 것을 착안하여 두 번째 탐사에서는 착자기의 자화방향을 바꾸면 높은 검출을 얻을 수 있음을 제안하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.96-101
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• 2013

• 한국자기학회지
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• 제23권1호
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• pp.18-25
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• 2013

배관용 비파괴 검사에서 자기누설방식을 이용하여 배관의 결함을 검출하도록 개발된 탐상 시스템 장비를 MFL PIG(Magnetic Flux Leakage Pipeline Inspection Gauge)라 한다. 이 장비는 투자율이 큰 금속 배관의 길이 방향인 축방향으로 자기장을 형성하고, 결함이 있는 부분에 발생하는 누설 자속 신호를 홀센서를 이용하여 검출한다. 하지만 MFL PIG는 배관에 축방향으로 발생한 미소결함에 대해서는 누설 자속의 발생량이 미세하여 결함 유무를 판별하기 어렵다. 본 논문에서는 배관에 발생한 축방향 미소결함을 검출하기위해 CMFL(Circumferential MFL) PIG를 적용하였고, 결함 주위에 발생한 누설 자속 신호의 크기 및 분포를 3차원 정자계 유한요소법을 이용하여 검출 및 분석하였다. 이러한 검출 신호로부터 길이, 폭, 깊이와 같은 결함의 형상을 판정하는 기법을 제안하였고 이를 CMFL PIG 모의 성능 실험을 통하여 비교 및 검증하였다.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.27-32
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• 2011

본 논문에서는 자기 누설 탐상법을 이용하여 획득한 자기 누설 신호에 SQI(self quotient image)를 적용하여 지하에 매설된 가스 배관에 발생한 결함의 길이를 추정하는 방법을 소개한다. 자기 누설 탐상 시스템(MFL)이 지나간 가스 배관은 탐상 시스템의 영구 자석에 의해 착자(magnetization) 된다. 착자된 가스 배관에 결함이나 부식 등의 손상이 있을 경우 손상 부위에서는 누설 자속이 증가한다. 본 논문에서는 자기 누설 탐상 시스템의 홀센서를 이용하여 누설 자속을 계측한 후 SQI를 적용하여 결함의 길이를 추정한다. 한국가스공사(KOGAS)의 모의 시험 배관(KPSF)에 설치된 74개의 인공결함에 대해 제안한 알고리즘과 기존의 결함 길이 추정 알고리즘들의 성능을 비교하였다.

• 한국자기학회지
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• 제13권2호
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• pp.70-75
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• 2003

비선형 자기이방성 물질을 이용하여 3차원 유한요소법으로 강자성 배관 벽에 형성된 결함 근처에서 누설되는 자속에 미치는 부피인장응력(bulk tensile stress) 및 수직 응력의 영향을 계산할 수 있다. 배관의 외$.$내부 벽의 racetrack형 결함(racetrack pit) 깊이와 계산된 부피응력 (bulk stress)이 축(x) 방향, 원주(y) 방향 및 방사상(z) 방향의 누설자속에 미치는 영향을 계산하였다. 그 결과 배관의 축 및 방사상 방향의 MFL 신호는 배관 외$.$내부 면의 racetrack 결함깊이와 부피인장응력에 의해 영향을 받으며, 결함의 깊이가 깊어질수록 부피인장응력이 커질수록 MFL 신호는 증가하였다. 그러나 원주 방향의 MFL 신호는 결함깊이와 부피인장응력에 거의 영향을 받지 않았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권5호
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• pp.485-492
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• 2001

본 논문에서는 누설자속탐상에 대한 전자기 수치해석을 수행하였다. 수치해석방법으로 2차원 유한요소법을 이용하였다. 자기벡터포텐셜을 미지수호 사용하였으며, 자기비선형(磁氣非線型)을 고려한 자장해석을 수행하여 자기포화에 의한 영향을 고려하였다. 수치해석 결과를 검증하기 위하여 실험장치를 자체 제작하여 실험을 수행하였다 시료로는 SM 45C 탄소강을 사용하였으며, 표면에 몇 가지 결함을 생성하였다. 시편과 실험장치를 이용하여 결함을 검출하는 비파괴검사를 수행하였다. 결함의 깊이 변화 및 결함의 형상변화에 대하여 결과를 비교 검토하였다. 수치해석 및 실험에서 유사한 결과를 얻었으며, 수치해석을 통하여 누설자속탐상의 시뮬레이션이 가능함을 보였다.