임베디드 보드를 이용한 효율적인 시설물 내벽 크랙 감지 시스템의 설계

Abstract

지진 등 외부적인 요인에 의한 시설물 내벽의 파손은 그 진단이 까다로울 뿐만 아니라 눈에 안보이는 크랙 등을 포함하고 있다. 카메라를 활용한 크랙 감지 시스템의 경우 사각지대는 감지가 불가능했다. 스마트 쉬트를 활용한 TDR, 임피던스 특성을 이용한 파손감지 시스템 등은 스마트 쉬트를 이용하여 사각지대는 없었으나, 미세한 크랙을 감지하는데 어려움이 있었다. 스마트 쉬트는 지하시설물 파손을 감지하기 위해 개발되었으나, 그 형태를 수정하여 시설물 내부에 부착할 수 있도록 개조하는 것이 가능하다. 임피던스 특성을 이용한 파손 감지 알고리즘은 스마트 쉬트를 일정 길이의 펄스로 충전한 후 임피던스 방전계수를 활용한 시간 측정으로 파손위치를 특정하였다. 그러나 이 경우 시스템의 워밍업 상황 및 주변 환경 변화에 따라 방전 개시 시간과 측정 개시 시간 사이에 오차가 발생할 수밖에 없는 구조로 설계되었다. 본 논문에서는 구리 박막으로 제작된 크랙 감지 테이프를 시설물 내벽에 적용하였고, 임베디드 시스템은 ADS1015의 1채널을 이용하여 감지용 펄스와 반사파를 데이터화 하였다. 실험 및 검증은 구리 박막을 이용하여 건물용으로 개조한 크랙 감지 테이프를 건물 벽면에 설치한 후 모의 파손 실험을 통해 진행하였다. 측정한 데이터를 수집하여 향상된 크랙 감지 시스템의 유효성을 입증한다.