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웨이브레드 변환의 마찰학적 진단 응용

전문가 제언: ○ 우리나라에서 신호의 성질을 정량적으로 파악하는 방법으로 푸리에 변환이 사용된 것은 1980년대 중반 경북 포항 앞바다의 석유 탐사가 시작되고부터 적용되기 시작하였다. 푸리에 변환 방법은 시간 및 공간 정보를 해석하기가 어렵고, 비정상적인 신호 해석에서는 더욱 어려운 문제가 있다. 따라서 최근 비정상적인 신호에 적합한 적은 웨이브 변환이 주목을 받고 있으며, 이는 석유 탐사 시 일어나는 신호의 불연속성을 검출할 목적으로 해석법이 개발되었으나 수학적 기초가 확립되면서부터 여러 가지 마찰학적 분야에까지 적용하고 있다.

○ 프로그래밍에서 연속 WT에 태형 공식을 이용하여 수치 분석을 하게 되면, 계산 시간이 소요되는 단점은 있으나 신호는 해석될 수 있다. 복소 정현파를 사용하는 가볼 함수에서 고속 푸리에 변환 알고리즘을 이용하게 되면, 계산은 고속화될 수 있다. 그리고 신호를 분해하여 계산할 경우에는 이산 신호로부터 계수를 계산할 필요가 있으며, 프로그래밍을 피하고 WT를 이용하고자할 시는 WT의 계산 기능을 부가할 수 있는 시판용 소프트웨어인 Mathenation나 MATLAB 등의 소프트웨어를 사용하는 것이 편리하다.

○ 마찰학적 분야에서 WT를 응용한 예로 축수나 치차 등의 고장 진단, AE파나 초음파에 대한 결함의 계측 응용, 표면 성상 평가 등이 있다. 이는 기본적으로 파형과는 달리 이상 신호의 파형을 WT에서 찾아낼 수 있는 점을 이용하여 고장 진단을 하는 방법이다. AE파나 초음파를 사용하여 구조물의 결함 및 공구의 마모 등을 검사하고자 WT를 사용하고 있지만, 석유 탱크의 부식되는 결함을 AE파로 검사하는 방법도 시도되고 있다. 그리고 AE파는 계절풍 등의 바람 노이즈의 영향을 받기 때문에 그의 노이즈 제거를 WT에 의해 해결하면서 검사 정도를 높이고자하는 방안도 제시되고 있다.

저자: Yuji Ohue
자료유형: 학술정보