• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제1권4호
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• pp.411-425
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• 2014

A relatively low frequency Lamb wave-based damage identification method called damage imaging method for rectangular composite plate is presented. A damage index (DI) is generated from the delay matrix of the Lamb wave response signals, and it is used to indicate the location and approximate area of the damage. The viability of this method is demonstrated by analyzing the numerical and experimental Lamb wave response signals from rectangular composite plates. The technique only requires the response signals from the plate after damage, and it is capable of performing near real time damage identification. This study sheds some light on the application of Lamb wave-based damage detection algorithm for plate-type structures by using the relatively low frequency (e.g., in the neighborhood of 100 kHz, more suitable for the best capability of the existing fiber optic sensor interrogator system with the sampling frequency of 500 kHz) Lamb wave response and a reference-free damage detection technique.

• 한국안전학회지
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• 제18권4호
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• pp.98-104
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• 2003

Various nondestructive evaluation (NDE) techniques have been studied to locate steel rebars of dowel, and to detect invisible damage such as voids and cracks inside concrete and debonding between rebars and concrete caused by corrosions and earthquakes. In this study, the aurhors developed 3-dimensional (3D) electromagnetic (EM) imaging technology to detect such damage and to identify exact location of steel rebars of dowel. The authors have developed sub-surface two-dimensional (2D) imaging technique using tomographic antenna array in previous works. In this study, extending the earlier analytical and experimental works on 2D image reconstruction, a 3D microwave imaging system using tomographic antenna array was developed, and multi-frequency technique was applied to improve quality of the reconstructed image and to reduce background noises. This paper presents the analytical expressions of numerical focusing procedures for 3D image reconstruction and numerical simulation to study the resolution of the system and the effectiveness of multi-frequency technique. Also, the design of 4?4 antenna array with switching devices is introduced as a preliminary study for the final design of whole array.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.320-326
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• 2011

본 연구에서는 Lamb파에 대한 시간-반전과정과 이미지기법을 기반으로 하여 기준 데이터를 사용하지 않는 구조물 건전성 모니터링(SHM) 기술을 제안하였다. 제안된 기술이 갖는 주요 세가지 특징은 다음과 같다: (1) 제안된 기술에서는 귀환신호를 직접 손상진단에 사용하기 때문에 귀환신호와 초기 입력신호의 차이로부터 손상신호를 구할 필요가 없다; (2) 기존의 기술에서 널리 사용되는 형상비교법을 사용하지 않고 귀환신호에서 얻는 비시간 정보를 활용하는 이미지기법을 사용하였다; (3) 손상 이미지를 보다 뚜렷하게 얻기 위하여 이미지에 대한 개선된 수학적 정의를 사용하였다. 본 연구에서 제안한 SHM기술은 손상을 평판의 몇몇 위치에 부가한 경우에 대한 손상탐지 실험을 수행함으로써 검증하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제3권4호
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• pp.439-454
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• 2007

In this paper a damage imaging technique using pre-stack migration is developed using Lamb (guided) wave propagation in composite structures for imaging multi damages by both numerical simulations and experimental studies. In particular, the paper focuses on the experimental study using a finite number of sensors for future practical applications. A composite laminate with a surface-mounted linear piezoelectric ceramic (PZT) disk array is illustrated as an example. Two types of damages, one straight-crack damage and two simulated circular-shaped delamination damage, have been studied. First, Mindlin plate theory is used to model Lamb waves propagating in laminates. The group velocities of flexural waves in the composite laminate are also derived from dispersion relations and validated by experiments. Then the pre-stack migration technique is performed by using a two-dimensional explicit finite difference algorithm to back-propagate the scattered energy to the damages and damages are imaged together with the excitation-time imaging conditions. Stacking these images together deduces the resulting image of damages. Both simulations and experimental results show that the pre-stack migration method is a promising method for damage identification in composite structures.

• 한국방재학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.1-8
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• 2005

콘크리트 구조물 내부 결함이나 철근 위치를 탐지하기 위하여 초단파를 이용하는 비파괴 시험방법이 구조물 안전진단 분야에서도 최근 관심을 불러일으키고 있다. 본 연구의 목적은 기 개발된 2차원 영상화 방법을 확장하여 3차원 영상처리방법을 개발하는 것이다. 그 방법으로 콘크리트 구조물 내의 결함을 탐지하기 위한 안테나를 구성, 수치적 초점조절시스템을 이용하여 송신부와 수신부의 초점을 동시 조절하여 구조물 내부의 모든 부분을 검색하였다. 또한 다중주파수 방식을 이용, 데이터의 오류를 제거하고 해상도를 향상시켜 구조물 내부의 결함이나 내부모습을 탐지할 수 있는 3차원 영상장치를 개발하고자 하였다. 실험 결과, 데이터 오류를 줄이는 다중주파수방식에 의하여 재현된 영상의 정확성을 검증하고, 주파수 조절방법에 의하여 $4{\times}4$ 안테나배열을 설계함으로써 5.2 GHz에서 주파수대역의 우수한 투과성능을 입증하였다. 즉 본 연구에서 개발된 슬롯안테나는 파동의 방사기능과 주파수대역의 넓이 등에서 구조부재의 결함탐지에 이용될 수 있음을 검증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권6호
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• pp.64-74
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• 2010

This paper proposes a new TR-based baseline-free SHM technique in which the time-reversal (TR) property of the guided Lamb waves is utilized. The new TR-based SHM technique has two distinct features when compared with the other TR-based SHM techniques: (1) The backward TR process commonly conducted by the measurement is replaced by the computation-based process; (2) In place of the comparison method, the TOF information of the damage signal extracted from the reconstructed signal is used for the damage diagnosis in conjunction with the imaging method which enables us to represent the damage as an image. The proposed TR-based SHM technique is then validated through the damage diagnosis experiment for an aluminum plate with a damage at different locations.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.412-419
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• 2009

구조물 건전성 모니터 링에서 구조물에 발생한 손상을 어떠한 방법으로 가장 효율적이고 정확하게 탐지하느냐는 매우 중요한 연구과제이다. 기존의 대부분 SHM기술에서는 구조물에 손상이 발생하기 이전에 측정해 놓은 탄성파신호를 손상 검출을 위한 기준 데이터로서 활용하고 있다. 본 연구에서는 Lamb파를 이용하는 pitch-catch (PC)-기법을 기반으로 기준 데이터를 필요로 하지 않는 새로운 SHM기술을 제안하였다. 또한 손상 신호에 이미지화 기법을 적용하여 손상의 위치를 이미지화 함으로써 손쉽게 파악할 수 있도록 하였다. 제안된 SHM기술은 알루미늄 평판 시편에 대한 실험을 통해 응용 가능성을 고찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.129-136
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• 2019

본 연구에서는 강판 손상 진단을 위하여 누설자속 기법을 적용하고, 신호 기반으로 신호의 이미지화 기법에 대해 연구를 실시하였다. 누설자속 신호의 이미지화를 위해 다른 두께를 가지는 강판시편을 준비하였고, 각 시편에 똑같은 위치에 6가지 깊이의 손상을 인공적으로 가공하였다. 홀센서와 Yoke를 이용한 센서헤드를 제작하여 강판시편을 자화시킴과 동시에 누설자속 신호를 계측하였다. 센서로부터 수집된 자속신호의 노이즈 제거 및 이미지 해상도를 높이기 위하여 여러 신호처리 과정을 거쳤으며, 각 손상부로부터 계측된 누설자속 신호의 분석을 위해 각 채널별로 P-P value를 분석하였다. 위의 신호처리 및 분석을 바탕으로 누설자속 신호를 이미지로 변환시켰다. 이를 통해 누설자속 신호 기반 강판 손상의 이미지화로 손상을 한눈에 파악하는 것이 가능하였다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.74-81
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• 2024

Accurate tissue temperature monitoring during clinical procedures, such as laser therapy or surgery, is crucial for ensuring patient safety and treatment efficacy. Noninvasive techniques are essential to prevent tissue disturbance while providing real-time temperature data. However, current methods often struggle to accurately measure temperature at various depths within the skin, which is essential to avoid damage to surrounding healthy tissues due to excessive heat. In response to this challenge, we developed a confocal imaging system that utilizes the laser speckle imaging (LSI) technique for precise depthwise temperature monitoring. LSI uses laser light scattering to capture subtle changes in speckle patterns on the skin's surface due to temperature fluctuations within the tissue. By analyzing these changes, LSI enables accurate depth-resolved temperature measurements. This technique enhances the precision and safety of medical procedures, offering significant potential for broader clinical applications, improved patient outcomes, and better thermal management during interventions.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1014-1022
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• 2014

In mechatronic systems using electric signals to drive control systems, driving signals including the frequency band of the unwanted signals, such as resonant frequencies and noise frequencies, can affect the accuracy of the controlled system and can cause serious damage to the system due to the resonance phenomenon of the mechatronic system. An LOS (Line of Sight) control unit is used to automatically rotate the gimbal system with a video imaging system generally mounted on modern aerial vehicles. However, it still suffers from natural frequency variation problems due to variations of operational temperature. To prevent degradation in performance, this paper proposes an adaptive filtering technique based on real-time noise analysis and adaptive notch-filtering for LOS control systems, and verifies how our proposed method maintains the LOS stabilization performance. Additionally, this filtering technique can be applied to the image noise filtering of the video imaging system. It is designed to reduce image noises generated by switching circuits or power sources. The details of design procedures of the proposed filtering technique and the experiments for the performance verification are described in this paper.