노거수에 대한 비파괴 단층촬영기술의진단 정확성 연구
A Study on the Diagnostic Accuracy of Non-destructive Tomographic Imaging Technology for Old Trees
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초록
본 연구는 천연기념물 노거수와 보호수 등 대형목의 내부 결함 진단 시, 사용되는 비파괴 단층촬영의 정확성을 밝히고 진단 결과의 신뢰성을 높이기 위한 목적으로 진행되었다. 대형목에 대한 선행연구를 참조하여 지름 1.5m 크기의 실험목을 제작하고 음속과 전기저항을 측정하여 내부 결함을 진단하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 현장에서 절단되어 함수율이 80%를 유지하는 생목에 가까운 다수의 원목을 접착제로 붙여서 만든 실험목은단층촬영 실험에 사용이 가능함을 밝혔다. 또한 실험목이 설치되는 바닥의 매질이 목재, 흙, 잔디 등에 무관함을 확인하였다. 둘째, 대형목의 건전한 부위에서 음속은 1,200~1,300m/s 범위를 형성함을 확인하였다. 음속은 공동부에 인접한부분에서 1,000m/s이하로 낮아지며, 공동부에서 800m/s 이하로 계측됨을 확인하였다. 음속분포도를 제작하면 대형목에서 건전부와 공동부에 대한 정량적 진단이 가능함을 밝혔다. 셋째, 전기저항 측정결과 공동부에서 변화가 나타나는 것을 확인하였다. 그러나 저항값의 변화가 크고 변재부의 일부가 개방된 형상에서 측정이 불가능하였다. 대형목의 진단에서 전기저항분포도는 음속분포도와 병행하고 참조하는 용도로 한정될 필요가 있다는 것을 확인하였다. 본 연구에서 검증된 결과를 바탕으로 천연기념물 노거수나 보호수의 내부 결함 진단에 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 보인다. 기초적인 연구여서 일관성을 확보하고 왜곡을 최소화하기 위해 장비가 단일하고 정형적인 형상의 단일한 실험목에 한정되었다. 다양한 형상의 단면과 결함부를 실험하는 과정을 보완하여 현장 적용성을 높이는 연구가 요구된다.
Abstract
This study was conducted to assess the accuracy of nondestructive tomographic imaging technology used for diagnosing internal defects in large trees, including natural monument old trees and protected trees, and to improve the reliability of diagnostic outcomes. Referring to previous research on large trees, five distinct types of experimental samples were made, each with a diameter of 1.5 meters, and measurements of acoustic velocity and electrical resistance were conducted. The results of the study are as follows. First, the study verified that experimental samples made by bonding multiple logs removed from the field, which maintained a moisture content of 80% and closely resembled living wood, were suitable for tomographic imaging experiments. It was also confirmed that the medium on which the experimental samples were placed-whether wood, soil, or grass-did not affect the imaging results. Second, the study confirmed that the acoustic velocity in the sound portions of large trees ranged between 1,200 and 1,300 m/s. The velocity decreased to 1,000 m/s or lower in areas adjacent to cavities and was measured at 800 m/s within the cavity regions. The results demonstrated that generating an acoustic velocity distribution map enables a reliable diagnosis of sound and defective areas in large trees. Third, measurements of electrical resistance revealed variations in cavity regions. However, due to the substantial fluctuations in resistance values and the inability to obtain measurements in areas where parts of the sapwood were exposed, the applicability of electrical resistance distribution maps was found to be limited. The study concluded that, in the diagnosis of large trees, electrical resistance distribution maps should be used as a supplementary reference along with acoustic velocity distribution maps. The findings verified in this study are expected to improve the reliability of diagnosing internal defects in natural monument old trees and protected trees. As a foundational study, this research was designed to ensure consistency and minimize distortions by using a single type of equipment and standardized experimental samples with uniform shapes. Further research is warranted to improve field applicability by incorporating experiments on cross sections of varying shapes and different defect structures.