지금까지의 광학적 비접촉 진동 측정 시스템에서는 레이저도플러 효과를 이용하고 있다(1)(2). 그러나 이는 시스템 자체가 너무 크고 많은 장비들을 요구하는 단점을 가지고 있다. 본 실험은 장비의 속도와 크기를 개선하기 위해 이전까지의 방법과는 다른 시스템을 구성하여, 빠르게 회전하거나 진동하는 물체의 진동을 쉽고 간결하게 측정할 수 있는 장비와 프로그램을 설계, 제작하였다. 광원으로는 파장이 650nm인 LD(laser diode)를 사용하였고, 신호검출에는 1차원 PSD(position-sensitive detection)를 사용하여 시스템을 소형으로 구성하였다. (중략)
한국전력주식회사의 초청으로 1962년 5월 26일-27일 화천발전소를 시찰할 수 있는 기회를 얻어 현장에서 기술차에 의해 제시된 발전기 축진동에 관한 문제를 1963년 5월 연구의뢰를 받는 이래 3회에 걸쳐 현장에서 실험측정을 행하였고 수축형 수차발전기의 축진동의 제원인과 그 원인들에 의해서 발생하는 축진동을 해석하여 측정된 진동곡선에서 주원인이 무엇인가를 찾아낼 수 있는 일반 판별법을 만들고 이 방법에 의하여 화천발전소에서 측정 실측자료로서 진동의 주요 원인을 판별하기로 하였다.
유도전동기의 고주파진동토오크의 산정법에 대하여는 Morrill, Chang, Puchstein Kimball 및 Veinott씨 등에 의한 불평형공간자속분포의 대칭좌표법 또는 2회전자계법해석으로 많은 연구가 거듭되어 기계정수가 고주파토오크에 미치는 영향의 관계를 풀이하고 있다. 또한 Jordan과 Lax씨에 의하여 편심 및 기계적진동에 따른 전자력파의 분포력 mode수 및 그 주파수를 개발함으로서 소음방지대책에 많은 진전을 보았다. 소음진동측정방법으로는 원래 진동측정이 정밀한 장치에 의존하여야 하며 그 방법 또한 어려운 점이 많아 method of 1-point measurement of electromagnetic-force waves로 처리되어 왔으나 요즈음에는 anechoic chamber와 같은 장치에서의 특별한 조작에 의하여 method of resultant measurement of accoustic noise powers에 의하여 보다 합리적인 소음측정 및 해석이 가능하게 되었다.
본 연구는 발파진동에 의한 지반진동이 구조물에 미치는 영향을 평가하기 위함이다. 이를 위하여 지반에서 측정한 자료를 토대로 Newmark $\beta$ 방법을 이용하여 단자유도계(SDOF)를 가정한 구조물 동적응답 시간이력과 구조물에서 직접 측정한 진동 시간이력을 비교 하였다. 지반과 구조물의 측정 자료로부터 시간이력을 해석한 결과, 단일공 발파와 20 ms 단차 발파에서 지반진동과 구조물 사이의 진동 크기는 약 3배의 차이로 구조물에서 더 큰 진동을 보이는 것으로 나타났다. 구조물 동적응답 시간이력을 해석한 결과, 그 값은 구조물에서 직접 측정한 자료와 유사한 최대 진동속도를 보였으며, 이것은 구조물 하부 지반에서 측정된 지반진동 측정자료에 근거하여 구조물의 진동특성을 예측할 수 있음을 지시한다.
광섬유 센서는 음향이나 진동을 계측하는 곳에 광범위하게 사용된다. 특히 간섭계형 광섬유 센서는 이러한 물리량을 계측하는데 더욱 적합하다.본 연구에서는 페브리-페롯 간섭계형 광섬유 센서를 이용하여 파이프 내에서 발생하는 유체유기진동을 측정하였다. 이러한 진동은 또한 가속도계로도 측정하였고, 두 측정치를 서로 비교하였다. 파이프에서 벤츄리, 노즐, 침출 배럴, 급 확대관 등에 흐르는 유체로 인한 진동을 계측하였다. 유량은 50 L/min에서 150 L/min로 변화시켰고 파이프 내를 흐르는 유체의 평균 유속은 7 m/s정도였다. 실험결과에 근거하여 제안된 광섬유 센서는 유체유기진동을 잘 측정하였고 따라서 이러한 시스템은 파이프라인이나 케이블, 빌딩등에서 발생하는 유체유기진동으로 인한 시스템 모니터링에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
‘인체진동(human vibration)’은 진동에 대한 인체의 반응(human response to vibration)의 줄임말로써, 환경으로서의 진동 및 충격이 인체에 미치는 물리적, 심리적 영향을 측정, 평가하는 것을 주요 연구대상으로 한다. 인체진동 분야의 주요 연구개발은 객관적인 물리량의 산출뿐만 아니라 주관적인 느낌을 수치화하는 작업을 포함하기 때문에 기계진동, 생체역학(biodynamics)과 기본적인 역학과 심리측정학(psychometrics), 심리물리학(psychophysics), 인간공학(ergonomics) 등과 같이 다양한 종류의 학문이 요구된다.(중략)
원자력 산업에서는 레이저진동측정기와 같은 원격/비접촉 측정기술이 많이 사용된다. 가동 중인 연구용 원자로의 핵연료 진동측정 같은 경우도 이러한 원격측정기술이 요구되고 있으나, 측정 대상체가 유동하는 유체 안에 있으므로 입사한 레이저의 파면이 변형되어 레이저진동측정기의 적용이 어렵다. 적응광학계(adaptive optics system; 또는 능동광학계)는 유동 층에서 변형된 파면을 파면측정 센서로 측정하고, 변형거울(deformable mirror)등의 파면보정 장치를 사용하여 파면을 보정하는 기술이다. 본 연구에서는 Shack-Hartmann 파면측정센서를 개발하고, 변형거울과 파면측정센서를 컴퓨터에 연결하여 레이저 파면의 왜곡상태를 폐회로(closed-loop)로 보정하는 장치를 개발하였다. (중략)
레이저 도플러 진동 측정기를 사용하여 수중 구조물의 진동을 측정하는 경우, 구조물의 표면으로부터 레이저 광선이 겪는 위상 변화를 감지함으로써 진동을 측정하게 된다. 이 경우 레이저 광선은 진동하는 구조물 표면으로부터 방사되는 방사 음장을 통과하게 되며, 이러한 방사 음장에 의한 굴절률 변화에 의하여서도 레이저 광선은 위상 변화를 겪게 된다. 구조물의 진동을 측정하기 위하여서는 표면 진동 자체에 의한 레이저 광선의 위상 변화만을 감지하여야 하지만, 방사 음장의 굴절률 변화에 의한 레이저 광선의 위상 변화가 추가로 발생하여 진동 측정값에 오차를 발생시키게 된다. 이러한 오차는 공기중에서는 무시할 수 있을 정도로 작은 값이지만, 특히 수중에서는 구조물의 진동 측정값에 상당한 오차를 발생시킬 수 있게 된다. 본 논문에서는 수중에서의 방사 음장에 의한 레이저 광선의 위상 변화를 분석하였다. 예로써 수중에서 진동하는 무한 원통형 구조물로부터 방사 음장에 의한 레이저 광선의 위상 변화를 예측하고 분석하였다.
본 연구에서는 싱가폴 창이 국제공항 신규 터미널(5번) 확장 지반 보강공사에 적용된 진동다짐공법을 소개하고 이에 따라 발생되는 진동을 장기간 실시간으로 측정하기 위하여 최적의 진동 분석 S/W 개발을 완료하였다. 아울러 이와 유사한 파일항타 작업 진동이나, 방파제 설계를 위한 주기적 반복적으로 발생하는 파도에 의한 진동이나 초고층 건물, 터널, 교량 등 대형구조물에서 발생하는 진동을 장시간에 걸쳐 실시간으로 측정이 가능함을 알아보고자 하였다.
대형 건축물의 진동과 같은 초저주파 진동특성의 해석을 수행하기 위해서는 측정대상 및 측정조건, 그리고 목적으로 하는 측정요소에 적합한 측정시스템이 구축되어야 하며, 구축된 측정시스템으로부터 얻어진 극히 제한된 유한량의 데이터로부터 목적하는 특성요소를 추출하기 위한 정밀한 데이터분석기술이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 고신뢰성을 저주파진동 특성의 분석을 위한 효과적인 데이터처리기법의 개발을 목표로, 측정조건에 따른 저주파진동 해석의 문제점을 분석하고, FFT법과 MEM법의 저주파응답 특성을 비교하였으며, 비교결과를 토대로 저주파진동 해석에 적합한 알고리즘을 결정하였다. 또한, 결정된 분석 알고리즘의 성능을 명확히 하여 정밀분석을 위한 측정데이터의 최적조건을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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