바크하우젠 잡음을 이용한 비파괴 레일 축력 측정 모듈 설계

• 영문명: Design of Non-destructive Measuring Module for Rail Axial Force Using the Magnetic Barkhousen Noise
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 민경환(Min Kyung Hwan) 김세용(Kim Se Yong) 지기환(Jee Kee Hwan) 오순재(Oh Soon Jae) 임남형(Lim Nam Hyoung)
• 간행물 정보: 『3. 한국방재학회 학술대회논문집』2018년, 379~379쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2018.02.27

국문 초록

열차의 운행이나 기후 변화, 궤도 상태의 결함 등으로 인해 레일온도가 초기부설 시의 레일온도와 동일함에도 불구하고 축력이 발생하게 된다. 이러한 중립온도의 변동으로 인해 장대레일의 좌굴 및 파단의 위험성이 초기부설 시에 비해 급격하게 증가한다. 레일은 강자성체인 철(Fe)로 제작이 되어있기 때문에 레일의 역학적인 변화에 의하여 자기적인 특성의 변화가 발생하기 때문에, 그 역으로 자기적 방법으로 특성을 관측하여 역학적인 변화를 관찰하는 것이 좋은 방법일 수 있다. 본 연구에서는 현장에서 빠른 시간 내에 자기적 특성을 이용하여 비파괴적인 측정을 목표로 하였고, 바크하우젠 잡음(magnetic Barkhausen nosie, MBN)을 이용하고자 하였다. MBN을 이용한 측정 모듈 개발을 위해 입력 전압의 주파수, 신호 크기, BPF의 cut off frequency 및 Band-width에 따라 자화된 레일에서 발생하는 바크하우젠 잡음의 정도 및 크기가 변하기 때문에 적정한 입력 신호 및 BPF 설정을 결정하는 것이 중요하다. MBN 측정 시스템 구성요소는 레일 자화를 위한 입력신호 및 magnetizer 코일, MBN receiver sensor 코일에서 검출된 신호를 보다 의미 있게 바꿔주는 BPF 및 AMP, 데이터 분석을 위해 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꿔주는 ADC, 측정 데이터를 처리ㆍ분석하여 사용자가 사용할 수 있게 해주는 s/w processor를 포함한다. 레일축력 모듈은 레일을 타고 이동하는 데 필요한 바퀴, MBN 측정 프로브, 장비 거치용 및 흔들림 최소화를 위한 frame, 전원 공급을 위한 battery, 자화를 위한 sinusoidal 신호 발생기, BPF, AMP, display 등을 포함한 control unit을 포함하도록 설계하였다.

키워드

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