전기저항토모그래피 적용시 시멘트 기반 재료의 표면저항 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 시멘트 기반 재료에 전기저항 토모그래피(Electrical Resistance Tomography, ERT) 적용시 전극과 시편간 표면저항 분포가 ERT 이미지 재구성에 미치는 영향을 분석하고, 이를 고려한 개선된 이미지 재구성 기법을 제안하였다. 이를 위하여 시멘트 모르타르 시편을 제작하고 ERT 계측을 수행하였으며 측정 데이터와 유한요소해석을 바탕으로 비선형 최적화 기법을 활용하여 전극별 접촉 임피던스를 산정하고 그 분포 특성을 통계적으로 분석하였다. 연구 결과, 비선형 최적화 기법을 통해 산정된 전극별 표면저항 값은 평균값 대비 10 % 이내의 편차를 나타내었다. 이렇게 도출된 전극별 접촉 임피던스를 ERT 이미지 재구성에 적용한 결과, 기존의 일괄적인 표면저항 값을 사용한 경우와 비교하여 재구성된 영상의 최댓값과 최솟값의 차이가 감소하였다. 이는 전극과 시편 사이의 불균일한 접촉 상태를 개별적으로 고려함으로써, 전극의 계측 민감도가 보정된 효과로 해석된다. 이러한 연구 성과는 시멘트 기반재료의 ERT 역해석 이미지 정확도와 신뢰성을 향상시키는데 기여할 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the influence of contact impedance distribution between electrodes and a specimen on the image reconstruction of Electrical Resistance Tomography (ERT) in cement-based materials was analyzed, and an improved image reconstruction technique considering this effect was proposed. For this purpose, cement mortar specimens were fabricated, and ERT measurements were performed. Based on the measured data and finite element analysis, the contact impedance of each electrode was estimated using a nonlinear optimization technique, and its distribution characteristics were statistically analyzed. The results showed that the contact impedance values of individual electrodes, determined through the nonlinear optimization technique, exhibited deviations within 10% of the mean value. When these derived contact impedances were applied to the ERT image reconstruction, the difference between the maximum and minimum values of the reconstructed image decreased compared to the case where a single value of contact impedance was used. This means that the measurement sensitivity of the electrodes is improved by individually considering the non-uniform contact conditions between the electrodes and the specimen. These findings are expected to contribute to improving the accuracy and reliability of ERT image analysis of cement-based materials.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 1. 서론
• 2. 이론 및 실험
• 3. 결과 및 분석
• 4. 결론
• References
• 요약