Experimental Verification of Damage Source Location in Buried Pipelines using Feature Response in the Time-Frequency Domain

Abstract

타공사에 의한 매설 배관 파손 사고는 파열로 인한 다량의 누출을 동반하여 사회적 문제로 주목받고 있다. 이러한 사고는 제 3 자에 의해 갑작스럽게 발생하는 관계로 예방과 조기 대응을 위해서는 매설 배관 모니터링 기술이 중요하다. 음향방출 위치 표정 기법은 접근이 제한되는 구조물을 대상으로 손상원 검출에 효과적인 방법으로 주목받아 왔다. 본 연구에서는 잡음 환경에서도 음향방출 위치 표정 기법을 적용하기 위해 시간-주파수 영역의 특성 응답을 이용한 신호처리 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 특성 응답 결과를 비교하였으며, 이를 실제 운용중인 매설 배관에 적용하여 실험적으로 검증하였다. 대상 배관의 관경은 1,200 ㎜이며, 길이 564 m에서 진동 가속도계를 부착하여 충격 손상의 검출이 가능함을 확인하였다. 특히, 특성 응답 관찰을 통해 인위적인 주파수 분석 없이 최적 주파수 대역을 도출하였다. 그 결과, 다양한 잡음조건에서 자동적으로 신호 대 잡음비 향상이 가능하였으며, 실제 충격 위치와 잘 일치함을 확인하였다.