The safe operation and reliable maintenance of nuclear power plants is one of the most fundamental and important tasks. It is known that a loose part such as a disengaged and drifting metal inside of reactor coolant systems might lead to a serious damage because of their impact on the components of the coolant system. In order to estimate the impact position of a loose par, three accelerometers attached to the wall of the coolant system have been used. These accelerometers measure the vibration of the coolant system induced by loose part impact. In the conventional analysis system, the low pass filtered version of the vibration data was used for the estimation of the position of a loose part. It is often difficult to identify the initial point of the impact signal by using just a low passed time signal because the impact wave is dispersed during propagation into the sensor. In this paper, the impact signal is analysed by use of various time frequency methods including the short time Fourier transform(STFT), the wavelet transform, and the Wigner-Vill distribution for finding a convenient way to identify the starting point of a impact signal and their advantages and limits are discussed.
This paper suggests a fuzzy expert system for fault diagnosis of rotating machinery, based on modulated databases. In the proposed system, alarm and trip levels are set based on ISO, considering operating condition, machinery type and maintenance history. Input signals for diagnosis, such as sub- and super-harmonic components of vibration and mean value, are normalized from 0 to 1 under the threshold level and otherwise equal to one so that chronic faults slightly below the threshold level can be monitored. The database for diagnosis consists of two modules: the well-known Sohre's chart module and if-then type rules. The Sohre's chart is utilized for the most common problems of high-speed turbomachinery, while the rule-based module, which was collected from many papers and reports, is for diagnosing peculiar faults according to the type of machinery. To infer the results from two modules, a fuzzy operation of Yager sum was adopted. Using a simulator constructed in laboratory, experimental verification was performed for the cases of resonance and housing looseness which were intended. The experimental results show that the proposed fuzzy expert system has feasibility in practical diagnosis of rotating machinery.
감시경계 분야에서 진동센서를 이용한 발자국 탐지방안 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 진동센서는 탐지성능은 우수하나 야외 환경에서 사용 시 잡음에 매우 민감하게 반응한다. 본 논문에서는 비선형 주파수 차감 후 기본 발자국 모델 신호와 입력 신호 간의 교차상관을 수행하여 잡음은 감쇄시키고 발자국 신호는 증대시켜 탐지성능을 높일 수 있는 NSSC 방법을 제안한다. 이러한 잡음 제거과정 이후 탐지 이벤트 구간에 대한 식별 과정을 수행함으로써 실제 사람 발자국 여부를 최종 판단한다. 제시된 알고리즘의 성능 검증을 위하여 맑은 날, 비 오는날에 수집된 발자국 신호에 대한 실험 결과를 제시하였다.
KSR-III의 추진시스템 종합성능시험과 단인증시험을 위한 수직형 연소시험시설이 구축되었다. 이러한 시험은 발사체에 준하는 단품을 사용하는 시험으로, 상대적으로 낮은 수준의 안전율 하에서 시험이 진행되게 된다. 이에 연소시험 안전대책의 하나로 엔진부에 대한 비상정지 시스템이 검토되었으며, 정확하고 빠른 판단을 위하여 연소실 압력과 가속도신호를 사용하는 비상정지 시스템이 구축되었다. 이러한 측정변수를 통하여 점화지연 및 실패, 소화, 추진제 공급상태, 불안정 연소, 구조물 과도진동 등을 감시할 수 있었으며, 이상 상황인지 후 빠르게 시험을 중단할 수 있었다. 이처럼 빠른 판단과 후속조치로 시험의 안전을 확보할 수 있었으며, 목적한 개발시험을 안전하게 마칠 수 있었다.
Condition-based maintenance(CBM) has been used as a useful concept for optimizing maintenance plan and decreasing maintenance cost in several kinds of plant sites. This study introduced an example that developed an integrated management system for maintenance parameters and hydraulic turbine of hydro-power plant in order to improve its maintenance strategy as applying CBM techinique. The integrated management system consists of three parts. One is a hardware part including PDA inspection system and several kind of precision measuring instruments. Another is a vibration monitoring system on hydraulic turbine. The other is a software part that takes charge of making hierarchy tree of maintenance parameters and their inspection route, managing accumulated database, assessing health condition of components, and supporting interface with other enterprise management system. The system has been installed at Chuncheon hydro-power plant for test and demonstration. It is expected that the system can contribute database construction for diagnostics and prognostics on facility health condition and systematic accumulation of know-how on operation and maintenance of plant.
The $9 billion US global wind energy market is experiencing dramatic growth with installed generating capacity up 500% from 7,600 MW at the end of 1997 to nearly 39,300 MW at the end of 2003. With an average annual increase approaching 32%, wind is the world's fastest growing energy source on a percentage basis, and its growth is forecast to continue a double-digit pace into the next decade 1. While much of this growth is fueled by government decisions that are favorable to 'green' or renewable Power, it is also fueled by advances in wind turbine technology as evidenced by larger, more sophisticated machines. As a result, wind turbines are becoming more established as an economically viable alternative to fossil-fueled power generation. Today, wind 'farms' - consisting of anywhere from a single turbine to as many as several hundred turbines - are an important component of the world's source of electric energy.
In a nuclear power plant, loose part monitoring and its diagnostic technique is one of the major issues for ensuring the structural integrity of the reactor system. Typically, accelerometers are mounted on the surface of a reactor vessel to localize impact location cavsed by the impact of metallic substances on the reactor system. However, in some cases, the number of the accelerometers is not enough to estimate the impact location precisely. In such a case, one of alternative plan is to utilize another type sensors that can measure the vibration of the reactor structure even though the measuring frequency ranges are different from each others. The AE sensors installed on the reactor structure can be utilized as additional sensors for loose part monitoring. In this paper, we proposed a new method to estimate impact location by using both accelerometer signal and AE signal, simultaneously. The feasibility of the proposed method is verified by an experiment. The experimental results demonstrate that we can enhance the reliability and precision of the loose part monitoring.
본 논문에서는 유한요소모델개선기법을 이용하여 골조구조물의 손상탐지를 실시하였다. 유한요소모델개선기법은 계측된 동특성을 모사하는 구조해석모델을 구하는 방법으로서 손상탐지 및 구조건전도감시를 위해 효과적으로 이용될 수 있다. 유한요소모델개선기법에는 다양한 종류의 동특성데이터가 사용될 수 있는데, 본 연구에서는 고유진동수와 모드형상, 주파수응답함수를 사용한 모델 개선식을 유도한 후, 고유진동수와 모드형상, 고유진동수와 주파수응답함수식을 조합한 경우에 대해 실험실 규모의 구조물의 손상위치 및 손상정도를 추정하였다. 구조물은 4층 철골조 구조물로서 진동대를 이용하여 원구조물에 백색잡음 가진실험을 실시한 후 손상의 모사를 위해 1층 부분의 보 부재를 다양한 단면의 부재로 교체하고 동일한 실험을 반복하였다. 보 부재 교체 전 후에 계측된 데이터와 두 종류의 모델개선기법을 각각 적용하여 손상탐지를 실시한 후, 손상위치 및 손상정도에 대한 정확도를 분석하였다. 분석결과 고유진동수+모드형상을 사용한 경우보다 고유진동수+주파수응답함수를 사용한 경우 더욱 정확히 손상을 탐지할 수 있었다.
자기변형 탐촉자는 유도초음파를 적용한 장거리 배관 검사 시에 유용하게 사용되는데 특히 그 신호패턴이 배열형 압전탐촉자를 사용한 유도초음파 신호보다 깨끗하고 단순하기 때문에 단일 결함에 의한 신호패턴을 해석할 수 있을 뿐만 아니라 결함 신호의 진행 상황을 분석함으로써 배관의 구조 건전성 감시(structural health monitoring)에도 사용되고 있다. 그러나 실제 현장 검사에서는 유도초음파의 방향성신호, 잔향효과, 모드변환, 구조물 등에 의한 의사 신호 또는 거짓 신호가 나타나기 때문에 결함 평가 시에 주의를 요한다. 본 연구에서는 실제 상황을 모의한 장거리배관 mock-up에서 발생하는 모드변환 신호를 실험적으로 검증하고 해석하였다. 자기변형 스트립 탐촉자에서 발생한 비틀림진동 T(0,1) 모드와 휨진동 F(1,3) 모드 또는 종진동 L(0,2) 모드 간에 모드변환이 발생함을 확인하였고 이러한 모드변환이 발생하는 원인을 스트립 탐촉자 및 검사대상체의 전자기적 재료 특성 및 구조 측면에서 해석하였다.
회전기계의 진동해석은 기계의 이상을 미리 판정하여 적절한 유지 보수를 수행하기 위한 지표로 팔용이 가능하다 현재 평택기지에 설치된 고장진단시스템은 LNG펌프의 진동수치가 위험수준에 도달시 기계적 결함부위 진단을 할 수 있다. 본 연구는 Windows NT환경에서 DSP보드를 사용한 자동진단시스템 개발에 대한 것이다. 펌프의 상태진단을 위해 2개의 가속도센서로부터의 속도신호를 해석하고 펌프의 상태에 대한 다양한 그래프를 보여주며 특정 진동값을 일정시간 간격마다 저장하여 펌프의 결함 발생시 운전자가 컴퓨터 모니터에서 전문가 시스템을 활용하여 자동으로 진단하고 경향을 감시함으로써 펌프의 상태를 점검할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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