콘크리트두께.결함탐지- EyeCon

- Thickness measurement
- Detection of voids in grouted tendon ducts
- Detection of poor quality bond in overlays
and repairs
- Detection of delaminations
- Detection of voids and honeycombing in concrete members

 

EyeCon은 휴대용 두께 측정 및 결함 탐지기입니다.

기본적으로 초음파를 송수신하는 방식을 활용하고 있고, 콘크리트 안으로 S파를 발생시키는 건조 지점 접촉 센서(DPC 센서)가 여러 개 배열되어 있는 안테나를 이용합니다.

측정 결과는 개별 A 스캔(시간이나 깊이 대비 반사 폭) 으로 확인할 수도 있고, 측정하는 동안 측정 대상의 반대편을 보여주는 B 스캔으로 확인할 수도 있습니다.


 용도

* 두께 측정

* 그라우트 처리 된 철근 덕트 내부의 빈 공간 탐지

* 덧대거나 수리한 부위의 결합 상태 불량 탐지

* 층간박리 탐지

* 콘크리트 구조물 내부의 빈 공간이나 벌집 생성 상태 탐지

 

 

 원리

EyeCon은 기본적으로 송신 센서와 수신 센서가 초음파 신호를 주고 받는 방식을 활용합니다.

EyeCon은 우측 그림과 같이 24개의 센서들이 4X6으로 배치된 안테나를 이용합니다.

각 센서들은 독립적으로 스프링에 연결되어 있어서 편평하지 않은 측정 면에서도 사용할 수 있습니다.

하단 그림과 같이 센서부의 앞 3열은 송신 센서의 역할을 하고, 3열은 수신 센서 역할을 합니다.

송신 센서와 수신 센서를 여러 개 배치해서 신호 대비 잡음 비를 개선했습니다.

센서가 적으면 반사된 초음파가 소실되기 쉽지만, 센서가 여러 개 배치되면 초음파가 여러 층 생성되어 보다 안정적인 송수신이 가능하기 때문입니다.

수신 센서가 기록한 평균 신호는 시간 기반 파형으로 소형 장비에 저장됩니다.

 

 

 

  EyeCon의 특장점


* 4X6 배열 센서를 이용해 중심 주파수 50kHz S파의 파동을 콘크리트에 쏘아줍니다. 센서를 정렬시킴으로써 신호 대비 잡음 비를 10% 가량 개선했습니다.

* 센서들이 독립적으로 스프링에 연결되어 편평하지 않은 표면에서도 측정이 수월합니다. 그리고 접촉 매질이 없어도 측정할 수 있어서, 건조한 표면에서 측정이 이루어집니다.

* 안테나에서 수신한 신호는 시간 기반 파형으로 저장됩니다. (A 스캔)

* 2차원 스캔에서 수신한 신호는 측정 대상 스캔 방향을 따라 흑백이 교차하는 공간 정보로 소형 장비에 디스플레이 됩니다. (B 스캔)

* 데이터는 컴퓨터로 전송해 추가적인 분석이 가능하고, 각기 다른 신호 폭을 색상으로 표현해주는 3차원 그래픽 구성 역시 가능합니다.

 

작동 방법

- 이 소형 장비는 백라이트가 지원되는 320X240 픽셀 LCD 디스플레이를 내장하고 있습니다.

- 저장과 신호 표시를 위한 변수 설정은 메뉴를 이용해서 입력합니다.

- 이러한 변수 설정은 저장되어 다음 측정에도 그대로 적용됩니다.

- 일련의 아이콘들은 장비를 활용함에 있어 액티브 디스플레이 모드를 선택하는데 이용됩니다.

  A, B 스캔디스플레이 모드

 

* A 스캔 이 디스플레이 모드는 개별 측정의 결과를 확인하는데 이용됩니다.

S파의 속도를 알고 있다면, 수신된 신호 폭이 시간이나 거리(깊이)로 환산되어 디스플레이 됩니다.

신호는 원형 그대로나 수정된 형태 중 원하는 대로 디스플레이 됩니다.

A 스캔 디스플레이에는 리뷰와 줌, 두 가지 모드가 있습니다.

* B 스캔 이 디스플레이 모드는 A 스캔에서 수집, 저장한 데이터를 토대로, 측정 대상 스캔 방향을 따라 공간 정보를 생성합니다. 두 가지 모드가 가능합니다.

밴드는 하나의 스캔 방향에 따른 공간 정보를 보여주고, 맵은 평행한 복수의 스캔 라인에 따른 공간 정보를 보여줍니다.

 

 

 

 


콘크리트 조직을 검사하기 위해, 사용자는 측정 표면의 2차원 격자 구조를 구성해야 합니다.

격자 선은 각 방향에서 일정한 간격을 유지해야 합니다.

간격은 탐지하려는 결함의 크기에 따라 결정됩니다.

예상 결함이 작으면 간격도 좁혀줍니다.

안테나의 긴 쪽이 스캔 진행 방향과 수직이 되도록 하고, 데이터는 스캔마다 각각 저장됩니다.

(간격, 한 스캔 당 간격 횟수, 스캔 횟수) 와 같은 격자 구조 정보는 소형 장비에 입력되고, 이 정보는 측정 대상의 측정 지점에 대한 측정 결과를 디스플레이 하는데 참고 자료로 활용됩니다.


 

 

스캔이 완료되면, 결과는 두 가지 방식으로 디스플레이 됩니다. A 스캔을 개별적으로 분석할 수도 있고, B 스캔을 통해 각각의 스캔을 종합해 분석할 수도 있습니다.

하단 이미지는 측정 대상의 공간 정보를 생성하는 방법과 초음파 반사 깊이를 보여주고 있습니다.

각 측정 지점의 신호는 그림 (a)와 같이 시간대 별 세로 방향으로 구성됩니다.

콘크리트에서의 S파의 속도를 알고 있다면, S파 속도의 1/2를 곱하는 방법으로 (동일 속도로 왕복하기 때문에) 시간 축을 표면으로부터의 깊이로 변환할 수 있습니다.

S파의 속도를 2400m/s라고 가정했을 때, 깊이 축은 그림 (b)와 같습니다. 공간 정보를 생성하기 위해, 신호 폭의 기준선이 설정되고, 신호가 기준 폭을 초과한 깊이의 지점에는 검은 선이 표시됩니다.

이 사례의 경우, 기준점이 낮게 잡힌 상태에서 벽 뒤편에서 두 번째로 반사된 초음파가 구성되어 있습니다.

기준점이 보다 높아지면, 벽 뒤편에서 첫 번째로 반사된 초음파가 표시됩니다.

이 과정은 스캔을 실시할 때마다 각 신호에 대해 반복되며, 최종 결과는 각 스캔에 대한 반사 위치를 2차원 구성(혹은 B 스캔)으로 정리합니다.

우측 이미지처럼, 각 스캔은 B 스캔 평면으로 구성되어 보여집니다.

 

스플레이 모드 사례


하단 이미지는 EyeCon에서 접할 수 있는 다양한 디스플레이 사례입니다.

 

 

리뷰

이 모드는 안테나가 위치한 한 지점에 대해 저장된 신호를 보여줍니다.

신호는 장비 설정에 따라 파동1회에 대한 정보를 볼 수도 있고, 수 차례의 파동에 대한 평균을 볼 수도 있습니다.

다양한 디스플레이 포맷이 가능합니다. 이 경우, 신호는 수정됩니다.

가로 축은 시간 단위(마이크로세컨드)를 의미하지만, 장비 설정 시에 파동 속도를 입력해놓으면 시간 단위가 아닌 거리 단위를 표시할 수도 있습니다.

time to first peak 이나 peak-to-peak interval과 같은 다양한 측정이 가능합니다.

신호의 일부는 추가적인 윈도우를 통해 줌 모드로 전환하여 데이터를 보다 구체적으로 보는데 활용될 수 있습니다.

이 모드는 디스플레이 상단 절반에 걸쳐서 신호 전체를 보여줍니다.

디스플레이 하단 절반은 선택한 윈도우 내에서 신호의 일부를 확대해 보여줍니다.

사용자는 윈도우의 위치와 크기를 선택할 수 있습니다. 디스플레이 우측에는 장비 설정 시 입력했던 S파의 속도가 표시됩니다.

가로 방향 커서 위치의 깊이와 시간은 우측 상단에 표시됩니다.

 

 

밴드

이 모드는 B 스캔 모드의 일부로, 측정을 위한 스캔이 완료되고 각각의 A 스캔이 저장된 상태에서 이용할 수 있습니다.

각각의 스캔은 스텝 수와 스텝 거리에 따라 명명됩니다.

디스플레이에는 총 5개의 창이 뜹니다.

좌측 하단은 각 스캔에 대한 B 스캔을 보여줍니다.

커서를 이용해서 각 스캔 라인의 측정 지점을 선택합니다.

좌측 상단은 선택한 측정 지점의 A 스캔을 보여줍니다.

우측 상단은 각 스캔의 선택된 지점(4), 스텝 거리(50mm), 그리고 스캔 상의 선택 지점의 위치(0.2m)를 보여줍니다.

우측 가운데는 잔여 메모리를 보여줍니다. 우측 하단은 장비 설정 시 입력된 파동 속도를 보여줍니다.

이 모드는 2차원 측정 격자가 사용됐을 때 측정 결과를 다시 확인할 때 이용됩니다.

좌측 상단은 격자 레이아웃(5라인, 라인당 5스텝)을 보여줍니다.

가로 방향 커서는 보려는 B 스캔 평면을 포함하는 스캔 라인을 선택하는데 이용됩니다.

그리고 세로 방향 커서로 개별 A 스캔을 살펴보기 위한 스캔 라인 상의 스텝을 선택합니다.

좌측 하단은 선택된 스캔 라인의 B 스캔이고 우측 하단은 두 커서로 선택한 측정 지점의 A 스캔입니다.

각 방향과 해당 거리의 스텝에 관해 가로 방향 및 세로 방향 커서의 위치는 디스플레이 우측의 나머지 두 공간에 보여집니다.

 

 EyeCon Specifications

* Dry point contact shear-wave transducers with ceramic wearing tip

* 50 kHz center frequency

* Transducers are spring loaded to conform to rough surfaces

* Antenna array: 4 by 6

* Maximum testing depth: 600 mm

* Error in depth measurement: less than 10 %

* Rechargeable batteries

* Time for one measurement and saving to memory: 10 s

* Saves up to 200 non-rectified A-Scans

* 320 × 240 pixel black and white LCD

* Backlight illumination

* A-Scan and B-Scan display

* Operating temperature -20 °C to 45 °C

* Connection for data transfer to computer

* Software for 3-D visualization on PC

Item 

Order #

Hand-held unit with rechargeable

battery and soft carrying case

EYE-1001

Antenna array (4 by 6) 

EYE-1002

Cables 

EYE-1003

Battery charger 

EYE-1004

AC adapter 

EYE-1005

Software on CD-ROM 

EYE-1006

User manual 

EYE-1007

Hard shell carrying case 

EYE-1008

Approximate dimensions of case and total mass of equipment

405 mm x 315 mm x 165 mm, 5.5 kg