전기저항·전기임피던스 토모그래피 기반 콘크리트 매크로 CT와 역해석 정밀화

Macro-CT for concrete via electrical resistance/impedance tomography and inverse problem refinement

연구 내용

시멘트 기반 재료의 전기저항 토모그래피와 전기임피던스 토모그래피 계측에서 감도해석, 표면저항 보정, 비선형 최적화를 적용해 영상 해상도와 신뢰도를 개선하고 철근 위치를 탐지하는 연구

콘크리트 구조물 내부의 균열, 공극, 철근 및 염화물 관련 단서를 비파괴적으로 영상화하기 위해 전기저항 토모그래피(ERT)와 전기임피던스 토모그래피(EIT) 기반 콘크리트 매크로 CT 기술을 개발합니다. 수치·이론 기반으로 EIT의 균질 문제에 대한 해석해를 도출하고, 시멘트계 시편 실험으로 검증합니다. 또한 단일면 계측에서 이론적 감도 분석을 활용해 해상도를 높이고, 전극-시편 접촉 상태에 의해 발생하는 표면저항 비균일성을 통계적으로 보정해 재구성 정확도를 개선합니다. 더불어 딥러닝을 접목해 철근 위치를 고정밀로 추정하는 방향으로 확장하고, 관련 응용 동향을 정리해 연구 설계 기준을 제공합니다.

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연구 흐름

ERT/EIT 역산 문제에 대한 기초를 확보하기 위해 EIT의 균질 영역에서 전류 주입 모델을 반영한 해석적 해를 유도하고 실험과 함께 검증하는 연구를 수행했습니다. 이후 콘크리트 모르타르에서 주파수-차이 전기저항 토모그래피를 이용해 매립 철근을 검출하는 실험 연구로 확장했습니다. 2022년에는 철근 위치 추정을 위한 딥러닝 기반 접근을 포함해 응용 정밀도를 높였습니다. 2024년에는 단일면 ERT의 해상도 향상과 전극별 표면저항 보정 등 영상 품질을 좌우하는 요소를 체계적으로 개선했으며, ERT 응용 전반을 정리한 리뷰 연구도 병행했습니다. 전반적으로 역해석 정확도와 현장 적용 가능성을 동시에 높이는 궤적으로 발전하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

콘크리트 내부 철근 위치 추정
전극 접촉 보정 기반 영상 재구성
균열·공극 비파괴 탐지
염화물 프로파일링 지원
단일면 계측 매크로 CT
구조물 건전성 모니터링
유지관리 의사결정 보조
ERT-유한요소 해석 연계
AI 기반 자동 판독 파이프라인
ERT 적용 가이드라인