선형 첩 반사파 계측법을 이용한 케이블 고장점 추정 및 임피던스 추정 장치 및 방법
Apparatus and method for detecting cable fault location and impedance using linear chirp reflectometry
특허 요약
본 발명은 선형 첩 신호(linear chirp signal)가 혼합된 신호를 기준신호로 사용하고, 정규화된 상호 상관함수(normalized cross-correlation)를 이용하여 반사파를 검출하며, 검출된 반사파로부터 위그널 빌 분포를 사용하여 반사파 에너지 크기와 위상 변화를 측정하는 선형 첩 반사파 계측법을 이용한 케이블 고장점 추정 및 임피던스 추정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로서, 비접촉식 커플러 감쇠 특성을 고려한 선형 첩 신호(linear chirp signal)가 혼합된 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부와, 케이블에 체결 가능하며, 전자기 유도 현상으로 상기 생성된 기준신호를 검사 대상 케이블에 인가하는 커플러와, 상기 기준신호가 상기 케이블의 임의의 지점에서 반사되어 되돌아온 반사신호를 기준신호와 함께 취득하는 신호 수신부와, 정규화된 시간-주파수 상호 상관함수(time-frequency cross correlation function)를 사용하여 기준신호와 반사신호 간의 위상차를 산출하는 위상차 분석부와, 위그널 빌 분포(wigner-ville distribution)를 사용하여 상기 신호 수신부에서 취득한 기준신호 및 반사신호의 에너지를 분석하여 케이블 자체의 감쇠상수와 결함 지점에서의 반사계수를 산출하는 연산부와, 상기 연산부에서 산출된 감쇠상수 및 반사계수를 ...(이하생략)
청구항
번호청구항
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비접촉식 커플러 감쇠 특성을 고려한 선형 첩 신호(linear chirp signal)가 혼합된 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부와,케이블에 체결 가능하며, 전자기 유도 현상으로 상기 생성된 기준신호를 검사 대상 케이블에 인가하는 커플러와,상기 기준신호가 상기 케이블의 임의의 지점에서 반사되어 되돌아온 반사신호를 기준신호와 함께 취득하는 신호 수신부와, 정규화된 시간-주파수 상호 상관함수(time-frequency cross correlation function)를 사용하여 기준신호와 반사신호 간의 위상차를 산출하는 위상차 분석부와,위그널 빌 분포(wigner-ville distribution)를 사용하여 상기 신호 수신부에서 취득한 기준신호의 에너지, 결함에서 반사된 신호 에너지, 종단에서 반사된 에너지 및 결함에서 두 번째 반사된 에너지 크기 비율을 이용하여 케이블 자체의 감쇠상수와 결함 지점에서의 반사계수를 산출하는 연산부와,상기 연산부에서 산출된 감쇠상수 및 반사계수를 기반으로 상기 위상차 분석부에서 산출된 위상차를 통한 케이블의 거리에 따른 감쇠 오차로 케이블 결함 부분의 임피던스를 추정하는 결함 임피던스 추정부를 포함하여 구성되고,이때, 상기 연산부는 커플러를 통해 검사 대상 케이블로 기준신호가 인가되면, 케이블 결함 부분에서 반사되어 취득되는 결함 반사파와 검사 대상 케이블의 종단에서 반사되어 취득되는 종단 반사파의 에너지 크기 비교를 통하여 케이블 자체의 감쇠상수를 산출하고, 이렇게 산출된 감쇠상수를 이용하여 결함 지점에서의 반사계수를 산출하는 것으로, 반사 및 입사 신호의 에너지 크기만으로 케이블 결함 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 선형 첩 반사파 계측법을 이용한 케이블 고장점 추정 및 임피던스 추정 장치.

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제 1 항에 있어서,상기 반사신호가 반사되는 임의의 지점은 케이블 결함지점 및 케이블 종단지점인 것을 특징으로 하는 선형 첩 반사파 계측법을 이용한 케이블 고장점 추정 및 임피던스 추정 장치.

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(A) 기준신호 생성부에서 비접촉식 커플러 감쇠 특성을 고려하여 선형 첩 신호(linear chirp signal)가 혼합된 기준신호를 생성하는 단계와,(B) 상기 생성된 기준신호를 활선 상태 케이블에 체결된 커플러를 통해 검사 대상 케이블에 전자기 유도 현상으로 기준신호를 인가하는 단계와,(C) 상기 생성된 기준신호가 케이블의 임의의 지점에서 반사되어 되돌아온 반사신호를 신호 수신부를 통해 상기 생성된 기준신호와 함께 취득하는 단계와,(D) 연산부를 통해 신호 수신부에서 취득한 기준신호의 에너지, 결함에서 반사된 신호 에너지, 종단에서 반사된 에너지 및 결함에서 두 번째 반사된 에너지 크기 비율을 검출하고, 위그널 빌 분포(wigner-ville distribution)를 사용하여 각각의 반사신호 및 기준신호의 에너지 크기를 비교 분석하여 케이블 자체의 감쇠상수와 결함 지점에서의 반사계수를 산출하는 단계와,(E) 위상차 분석부를 통해 상기 취득한 반사신호와 기준신호에서 위상을 검출하고, 정규화된 시간-주파수 상호 상관함수(time-frequency cross correlation function)를 사용한 상관정보를 기반으로 기준신호와 반사신호 간의 위상차를 산출하는 단계와,(F) 결함 임피던스 추정부를 통해 상기 산출된 감쇠상수 및 반사계수를 기반으로 상기 산출된 위상차를 통한 케이블의 거리에 따른 감쇠 오차로 케이블 결함부분의 임피던스를 추정하는 단계를 포함하여 이루어지고,이때, 상기 (D) 단계는커플러를 통해 검사 대상 케이블로 기준신호가 인가되면, 케이블 결함 부분에서 반사되어 취득되는 결함 반사파와 검사 대상 케이블의 종단에서 반사되어 취득되는 종단 반사파의 에너지 크기 비교를 통하여 케이블 자체의 감쇠상수를 산출하는 단계와,상기 산출된 감쇠상수를 이용하여 결함 지점에서의 반사계수를 산출하는 단계로서, 반사 및 입사 신호의 에너지 크기만으로 케이블 결함 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 선형 첩 반사파 계측법을 이용한 케이블 고장점 추정 및 임피던스 추정 방법.

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제 4 항에 있어서, 상기 반사신호는 케이블에 결함이 존재하는 경우에는 케이블 결함 부분에서 반사되어 취득되는 결함 반사파와, 검사 대상 케이블의 종단에서 반사되어 취득되는 종단 반사파를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 첩 반사파 계측법을 이용한 케이블 고장점 추정 및 임피던스 추정 방법.

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