구조물의 동특성 연구

Abstract

LPMS에서 금속 이물질이 배관이나 증기발생기 또는 리액터등을 두들기면서 발생된 신호가 측정하는 센서가 놓인 곳까지 전파되는 동안 구조물의 동특성에 의하여 변화하게 되어 측정된 신호의 형태는 충돌시 발생한 신호와 전혀 다르게 된다. 이렇게 신호가 왜곡되는 이유는 크게 세가지를 들수 있는데 첫째, 충돌에 의해서 발생된 신호는 구조물에서 굽힘파의 형태로 전달되는데 굽힘파는 주파수의 크게에 따라 전달 속도가 달라진다. 둘째, 전달경로의 다양성 혹은 반향이다. 마지막으로 충돌 신호가 전파되면서 외부의 잡음에 의하여 직접적인 변형을 하게 된다. 잡음으로는 각종 기계잡음, 건물잡음 그리고 유체의 흐름에 의한 잡음등이 있는데 이중에서 유체 잡음의 영향이 크다. 충돌 신호를 정확히 확인하기 위해서는 많은 배경 잡음으로부터 충돌 신호를 분리해 내야만 한다. 결과적으로 위와 같은 환경 하에서 가속도 센서에서 측정된 신호를 분석하여 금속 이물질 정보, 즉 신호의 에너지, 금속 이물질의 질량, 충돌 속도 동을 알아내는 데는 구조물의 동특성에 대한 이해가 필수적이다. 본 논문에서는 구조물의 동특성을 이해하는데 있어서 고려되지 않았던 유체의 영향을 알아보았다. 구조물의 특성은 임피던스 또는 모빌리티로 나타나기에 유체가 없는 구조물과 유체가 있는 구조물의 동특성 차이를 비교하기 위하여 먼저 drive point 에서의 전달함수를 구하여 댐핑, 평균모드간격, 모드밀도등을 구하였으며, 이를 통해 drive point 모빌리티를 구하여 구조물의 특성을 알아내었다. 이를 통해 유체가 있는 구조물에서 유체를 고려하지 않고 신호를 분석한다면 이는 전혀 다른 구조물의 분석을 분석한 결과가 되므로 유체가 구조물에 미치는 영향을 고려해야 함을 확인하였다.