이 논문은 가공 배전선에서 단선, 극심한 국부부식이나 아연손실과 같은 열화상태를 검사하기 위하여 솔레노이드 와전류 센서를 이용한 비파괴검사 시스템의 실험적인 연구에 대하여 다룬다. ACSR과 ACSR-OC에 대한 부식기구가 검토되고 코일과 시료의 구조적인 파라미터들을 검사하기 위하여, 솔레노이드 센서의 임피던스도 간단히 해석된다. 정전류원, 신호처리 장치 및 모터 구동장치로 구성된 측정시스템이 제작되었다. 이 장비는 연속적으로 센서 출력을 검출하고 검사 도체의 결함을 추정하는 성능이 있다. 그 결과, 관통형 코일의 와전류 센서가 가공 배전선의 열화에 의한 직경 변화를 효과적으로 추정할 수 있음을 밝혔다.
비자성 및 자성 금속 시편의 표면 결함을 검출하기 위하여 교류자기장을 이용하였다. 비파괴 센서 프로브는 자성 박막 요크와 박막형 코일로 구성된 신호 검출부와 시편에 교류자기장을 인가하기 위한 단일 직선을 이용한 여기 코일로 이루어져 있다. 박막형 유도 코일 센서는 스퍼터, 전기도금, 건식 식각과 사진식각 공정을 이용하여 제작되었다. 시편에 교류자기장을 인가하기 위하여 0.7 MHz-1.8 MHz 주파수 영역에서 0.1A-1.0A의 교류전류를 여기코일에 인가하였다. 센서의 특성은 최소 0.5 mm의 깊이와 폭을 가진 인위적인 슬릿 형태 비자성체 Al과 자성체 FeC 결함 시편을 이용하여 측정하였다. 측정된 신호는 높은 감도를 갖고 결함 시편위의 슬릿결함의 위치와 일치함을 알 수 있었다. 또한 박막형 유도 코일 센서를 이용하여 마이크론 크기의 표면 결함을 가진 자성체 FeC의 시편을 비접촉 스캔하여 측정된 유도전압의 변화를 이미지화 하였으며 그 결과를 광학적 이미지와 비교하였다.
Kim, Seong-Min;McCarthy, Michael J.;Chen, Pictiaw;Zion, Boaz
한국농업기계학회:학술대회논문집
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한국농업기계학회 1996년도 International Conference on Agricultural Machinery Engineering Proceedings
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pp.314-324
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1996
A high speed NMR quality evaluation sensor was designed , constructed and tested . The device consists of an NMR spectrometer coupled to a conveyor system. The conveyor was run at speeds ranging from 0 to 250 mm/s. Spectral of avocado fruits and one-dimensional magnetic resonance images of pickled olives were acquired while the samples were moving on a conveyor belt mounted through a 20Tesla NMR magnet with a 20 mm diameter surface coil and a 150 mm diameter imaging coil respectively. Fro a magnetic resonance spectrum analysis, motion through variations in the magnetic field tends to narrow spectral line width just like using sample rotation in high resolution NMR to narrow spectral line width. Spectrum analysis was used to detect the dry weight of avocado fruits using the ratio oil and water resonance peaks. Good correlations maximum r=0.970@ 50 mm/s and minimum r=0.894@250mm/s ) between oil and water resonance peak ratio and dry weight of avocados were observed at speeds ra ging from0 to 250mm/s. For the application of magnetic resonance imaging (MRI) method, the projections were used to distinguish between pitted and non-pitted olives . Effect of fruit position in the coil was tested and coil degree effects were noticed when projects were generated under dynamic conditions. Various belt speeds (up to 250mm/s) were tested and detection results were compared to static measurements. Higher classification errors were occurred at dynamic conditions compared to errors while olives were at rest.
강자성 배관의 대표적인 비파괴검사 방법으로 접촉방식인 초음파탐상(UT)과 비접촉식 검사인 누설자속탐상(MFL), 전자기초음파탐상(EMAT), 원격장 와전류탐상(RFECT) 기법 등이 있다. 특히 원격장 와전류(RFECT) 기법은 배관의 직경보다 작은 시스템 구축 등의 장점이 있다. 이런 장점에도 불구하고 array system을 구성할 경우 coil sensor 각각의 민감도 차이와 유지 보수 등의 문제가 있다. 이런 문제점을 해결하기 위해 크기가 작고 교체성이 우수하며 같은 민감도를 갖는 GMR sensor(giant magneto-resistance)를 적용하였다. 본 연구는 강자성 배관에 GMR sensor의 축 및 반경 방향의 원격장 및 깊이 변화를 가진 표준결함 실험을 통해 원격장 및 결함신호 특성을 확인하였고 강자성 배관에 원격장 와전류를 이용한 GMR sensor의 적용 가능성을 확인하였다.
A liquid nitrogen-cooled prepolarization ($B_p$) coil made for ultra-low field nuclear magnetic resonance and magnetic resonance imaging (ULF-MR) designed to generate 7 mT/A was fabricated. However, with suspected internal insulation failure, the coil was investigated in order to find out the source of the failure. This paper reports detailed build of the failed $B_p$ coil and a number of analysis methods utilized to figure out the source and the mode of failure. The analysis revealed that pyrolytic graphite sheet linings put on either sides of the coil for better thermal conduction acted as an electrical bridge between inner and outer layers of the coil to short out the coil whenever a moderately high voltage was applied across the coil. A simple model circuit simulation corroborated the analysis and further revealed that the failed insulation acted effectively as a damping resistor of $R_{d,eff}=6{\Omega}$ across the coil. This damping resistance produced a 50 ms-long voltage tail after the coil current was ramped down, making the coil not suitable for use in ULF-MR, which requires complete removal of magnetic field from $B_p$ coil within milliseconds.
In order to have a superconductive connection between the wire-wound pickup coil and input coil, typically Nb terminal blocks with screw holes are used. Since this connection structure occupies large volume, large stray pickup area can be generated which can pickup external noise fields. Thus, SQUID and connection block are shielded inside a superconducting tube, and this SQUID module is located at some distance from the distal coil of the gradiometer to minimize the distortion or imbalance of uniform background field due to the superconducting module. To operate this conventional SQUID module, we need a higher liquid He level, resulting in shorter refill interval. To make the fabrication of gradiometers simpler and refill interval longer, we developed a novel method of connecting the pickup coil into the input coil. Gradiometer coil wound of 0.125-mm diameter NbTi wires were glued close to the input coil pads of SQUID. The superconductive connection was made using an ultrasonic bonding of annealed 0.025-mm diameter Nb wires, bonded directly on the surface of NbTi wires where insulation layer was stripped out. The reliability of the superconductive bonding was good enough to sustain several thermal cycling. The stray pickup area due to this connection structure is about $0.1\;mm^2$, much smaller than the typical stray pickup area using the conventional screw block method. By using this compact connection structure, the position of the SQUID sensor is only about 20-30 mm from the distal coil of the gradiometer. Based on this compact module, we fabricated a magnetocardiography system having 61 first-order axial gradiometers, and measured MCG signals. The gradiometers have a coil diameter of 20 mm, and the baseline is 70 mm. The 61 axial gradiometer bobbins were distributed in a hexagonal lattice structure with a sensor interval of 26 mm, measuring $dB_z/dz$ component of magnetocardiography signals.
본 논문에서는 산불에 의한 가공송전선의 열화에 대한 몇 가지 특성들과 비파괴 검사를 다룬다. 노화된 ACSR 도체에 대한 대기부식과 전해부식과 같은 부식기구를 설명한 후에 부식검출에 대해서 기술한다. 솔레노이드 코일의 임피던스 해석을 통하여 와류센서가 도체의 싱한 결함과 국부부식을 검사하는데 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다. 시험 도체를 코일 내부에 삽입한 경우에 센서코일의 임피던스가 변하므로, 산불에 의해 초래된 열화 정도를 측정하는 것이 가능하였다. 인공화염에 의해 열화 된 몇 개의 시료들을 사용하여 인장강도, 신장율과 센서 임피던스가 측정되었다. 화염 기간을 어느 정도 증가시키면, 알루미늄 소선의 인장은 현저하게 감소하기 시작하나 아연도금 강소선은 약간의 아연층이 부식되지만 인장은 초기와 유사하게 유지하였다. 일반적으로 도체의 인장하중이 감소하고 반대로 신장율이 증가하면 센서 임피던스는 감소하는 것을 알 수 있었다. 따라서, 센서의 출력은 도체의 기계적 특성 변화를 나타내므로 이 센서는 산등성이에 가설된 ACSR 도체에 대해 산불로 인한 열화상태를 검출하는데 이용할 수 있다. 결국, 산불에 의한 심한 열화상태에 대한 중요한 정보를 얻는데 솔레노이드 코일을 응용할 수 있다는 것을 확인하였다.
This paper presents the development of a collocated capacitance sensor and its application to the decentralized PID controller design for 4-axis magnetic bearing system. The main feature of the sensor is that it is made of a compact printed circuit board (PCB) so that it can be built in to the actuator coil of the magnetic bearing unit. The signal processing unit has been also developed. Then, decentralized PED controller is designed using simplified rotor system model. Finally, the experimental results on the performance of the collocated sensor based decentralized PID controller for a magnetic bearing rotor system is presented.
광섬유전류센서에서 온도변화에 따른 감도변화를 제거하기 위한 연구를 하였다. 센서헤드로는 두개의 원형틀을 수직으로 결합하고 여기에 광섬유를 번갈아 감아서 사용하였다. 이 경우 수직한 원형틀은 광섬유의 고유편광축을 상호수직하게 하므로 감겨진 광섬유에 발생된 선형복굴절량을 상쇄하여 최소화할 수 있었다. 이렇게 제작된 전류센서는 온도에 대해 보다 안정된 성능을 보였다. 센서헤드부의 온도는 약 1시간 40분동안 20-45.deg.C의 느린 변화를 주었다. 이때의 전체적인 센서 오차는 .+-.1.2% 정도였고 500A에서 3시간동안 안정성 측정을 했을 경우 .+-.1%미만의 변화를 보였다. 센서의 헤드부 전후단의 광섬유에 의해서 신호의 요동이 생기는 것을 방지하기 위한 방법으로 센서헤드부에 편광기와 편광분할기를 놓고 리드부와 분리를 했다. 광원으로서는 두개의 레이저 다이오드를 편광이 수직이 되게 배열함으로써 무편광 광원으로서의 효과를 내었다. 신호처리는 각 채널별로 분리를 하여 기계적인 부분에 의한 광손실의 영향을 배제하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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