자유낙하식 콘관입시험 시스템의 거동특성을 반영한 신호저장용 트리거 개발 = Development of Trigger for Signal Storage Reflecting the Behavior Characteristics of the Free-Fall Cone Penetration Test System

국문 초록 (Abstract)

한국해양과학기술원은 해저 표층지반의 특성을 원활하게 획득할 수 있는 자유낙하식 콘관입시험 시스템(Free-Fall Cone Penetration system, FFCPT)을 개발하고 있다. FFCPT를 통해 신호를 원활하게 획득하기 위해서는 전체 시험 시간동안 지속적으로 저장하는 방법 또는 사용자가 정의하는 시간 동안만 저장하는 방법이 고려될 수 있다. 효율적으로 데이터를 저장하고 관리하기 위해서는 사용자가 정의하는 시간 동안만 데이터를 저장하는 것이 유리하다. FFCPT는 낙하관성력을 최대한 확보하기 위해 회수용 와이어를 제외한 낙하에 방해되는 구성품이 최대한 배제되어 있다. 따라서 외부 보조장치를 활용한 데이터 저장 및 종료 시점 정의가 어렵다. 이에 FFCPT에 내부에 탑재된 센서를 통해 획득되는 신호를 이용하여 기본 거동을 분석하였고, 그 중 수심센서를 이용한 데이터 저장 시작과 종료를 인식할 수 있는 트리거 방식을 제안하였다. 수심 값의 3초와 0.03초 이동평균 차를 이용하여 낙하 시작 및 종료 시점을 판단하도록 하였다. 개발된 FFCPT를 이용하여 실해역 실험을 수행하였고, 트리거가 정상작동하여 원하는 데이터를 확보할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The Korea Institute of Ocean Science & Technology is developing a free-fall cone penetration test system (FFCPT) that can acquire the characteristics of the seabed surface soil. To obtain the data through the FFCPT, a method of storing the signals for the entire time or a method of storing the signal for user-defined time can be considered. For efficient data storage and management, it is advantageous that data be stored by user definition. Therefore, this study analyzed the basic behavior using the signal acquired through a sensor mounted in the FFCPT and developed a trigger method to recognize the start and end of data storage using a depth sensor. The start and endpoints of the fall were determined using the moving average difference of 3 and 0.03 seconds of the depth signal. A real sea-trial test was performed using the FFCPT, and the developed trigger was operated normally.

참고문헌 (Reference)

1 James E. Child, "Impact Detection and Analysis/Health Monitoring System for Composites" SPIE 2006

2 Brian Keith Russell, "Impact Detection System"

3 Rogers, D. J, "Fundamental of Cone Penetrometer Test (CPT) Soundings" Missouri University of Science and Technology

4 서정민, "Estimation of Penetration Depth Using Acceleration Signal Analysis for Underwater Free Fall Cone Penetration Tester" 한국해양공학회 34 (34): 202-207, 2020

5 Changjoo Shin, "Estimation of Ground Penetration Depth for Underwater Free Fall Cone Penetration Tester" 62-64, 2019

6 T. Lunne, "Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice" E&FN Spon 16-18, 1997

7 Craig J. Brown, "A Synergistic Approach to improve Multibeam Backscatter Classification Methods for Geological/Habitat Mapping" 2010