KR100731275B1 - Detector for detecting structure vibration using a reflective sensor with non reflective surface - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래기술의 대형구조물의 진동측정 장치를 나타내는 도면이고,1 is a view showing a vibration measuring device of a large structure of the prior art,
도 2는 회전기계의 진동을 측정하는 진동측정장치를 나타내는 도면이며,2 is a view showing a vibration measuring device for measuring the vibration of the rotating machine,
도 3은 본원 발명의 비반사면을 가지는 반사부를 이용한 구조물 진동레벨 감지장치를 나타내는 도면이고,3 is a view showing a structure vibration level sensing device using a reflector having a non-reflective surface of the present invention,
도 4는 도 3의 신호처리부의 일 실시 예를 나타내는 회로도이며,4 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a signal processor of FIG. 3.
도 5는 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 비반사면을 가지는 반사부를 이용한 구조물 진동레벨 감지장치의 설치 상태를 나타내는 도면이고,5 is a view showing an installation state of the structure vibration level detection device using a reflector having a non-reflective surface according to an embodiment of the present invention,
도 6은 임계 진동레벨 이하의 구조물 진동 검출 상태를 나타내는 도면이며,6 is a view showing a structure vibration detection state below the critical vibration level,
도 7은 임계 진동레벨 이상의 구조물 진동 검출 상태를 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a structure vibration detection state of a critical vibration level or more.
* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *Description of the main symbols in the drawings
100: 진동레벨 감지장치100: vibration level detection device
110: 반사부110: reflector
111: 비반사면 112: 반사면111: non-reflective surface 112: reflective surface
120: 광검출부120: photodetector
121: 발광부 121': 발광다이오드121: light emitting unit 121 ': light emitting diode
122: 수광부 122': 포토TR(photo transistor)122: light receiving portion 122 ': photo TR
130: 신호처리부130: signal processing unit
131: 발광신호처리부 132: 데이터버퍼131: light emitting signal processing unit 132: data buffer
136: 수광신호처리부 137: 비교기136: light receiving signal processing unit 137: comparator
138: 가변전압조절부 139: 커넥터138: variable voltage regulator 139: connector
140: 제어부 140': 컴퓨터 140: control unit 140 ': computer
본원 발명은 구조물의 진동 측정에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비접촉에 의해 구조물의 진동 및 임계 진동 레벨을 검출할 수 있도록 하는 비반사면을 가지는 반사부를 이용한 구조물 진동레벨 감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration measurement of a structure, and more particularly, to a structure vibration level sensing device using a reflector having a non-reflective surface to detect the vibration and critical vibration level of the structure by non-contact.
일반적으로 교량, 건물 등의 구조물, 회전 구동력에 의해 동작되는 구조물 들은 진동에 의해 그 안전성 및 성능이 크게 영향을 받게 된다.In general, the structure, such as bridges, buildings, structures that are operated by the rotational driving force is greatly affected by the safety and performance of the vibration.
이를 상세히 설명하면 도로 등으로 사용되는 교량의 경우 통행하는 자동차로부터 갖가지 크고 작은 충격을 항상 받게 된다. 이러한 외부로부터 받는 충격은 교량 구조물에 진동을 끊임없이 유발시키게 되고, 구조물이 노후해지면서 전반적인 내구성 저하로 이어져 붕괴의 위험성을 낳게 된다.In detail, in the case of a bridge used as a road or the like, various large and small impacts are always received from a passing vehicle. These external shocks constantly cause vibrations in the bridge structure, and as the structure ages, the overall durability decreases, resulting in the risk of collapse.
또한, 연속화 복잡화되는 회전기기의 경우에는 회전기기의 구동에 따른 진동 에 의한 연속적인 스트레스가 회전기기의 고장원인이 되어 회전기기 설비 등을 유지하기 위한 경비가 증가하는 문제점을 가진다.In addition, in the case of a sequential and complicated rotary machine, continuous stress caused by vibration caused by driving of the rotary machine becomes a cause of failure of the rotary machine, and thus, a cost for maintaining a rotary machine facility and the like increases.
따라서 구조물의 진동을 항시 감시하여 적절한 조치를 취하여 진동에 의한 구조물의 안정성 및 성능을 유지하기 위한 노력을 지속적으로 수행해야 하는 문제점이 발생하였다.Therefore, there is a problem that the efforts to constantly maintain the stability and performance of the structure caused by the vibration by taking appropriate measures by monitoring the vibration of the structure at all times.
상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 교량, 건물 등의 구조물의 진동측정장치로서 대한민국 특허공개공보 특2003-0062811호에는 도 1에 도시된 바와 같이 대형 구조물(25)에 설치되는 플레이트(21)와, 상기 플레이트(21)에 레이져를 조사하는 레이져 조사기(22)와, 상기 플레이트(21)의 표면에 표시되는 레이져 스팟(Laser Spot)을 영상으로 촬영하는 영상획득수단(23) 및 상기 영상획득수단에 전기적으로 연결되어 획득된 영상을 이미지처리하여 대형 구조물(25)의 진동을 산출하는 컴퓨터(24)로 구성되어 플레이트(21)에 조사된 레이져 영상이미지를 촬영한 후 컴퓨터(40)로 이미지 처리하는 것에 의해 교량의 진동을 검출하는 대형구조물의 진동측정 장치가 개시되어 있다.In order to solve the above problems as a vibration measuring apparatus for structures such as bridges, buildings, etc., Korean Patent Publication No. 2003-0062811 discloses a plate 21 installed in a
그리고 대한민국 등록실용신안 20-0131015 호에는 도 2에 도시된 바와 같이 회전기계의 진동을 측정하는데 있어서 다수개의 홀더를 갖는 측정센서고정판과, 일단에 후크모양의 고리를 형성한 스프링과, 상기 측정센서고정판과 스프링을 안치한 하우징과, 중앙부에 스프링홀을 형성한 플레이트로 된 센서부와, 중심축홀과 고정핀홀을 형성한 부체꼴기어와, 상기 부체꼴기어에 치합된 피니언기어와, 지시침과, 관통홀이 형성된 고정대를 일체로 형성하여 일부는 개방되어 공간을 형성하고 타면 에는 눈금을 세긴 게이지몸체와, 스프링가이드너트로 고정된 지시부(2)와, 상기 센서부와 지시부(2)를 고정하기 위한 고정플레이트(3)와, 상기 플레이트와 고정플레이트(3)에 부착된 각도지시기(4,4')로 구성되어, 측정시에 누르는 힘에 의하여 측정센서를 홀딩한 측정센서고정판 위에 적치되어 있는 스프링을 밀어주게 되므로 스프링의 일단과 연결되어 있는 부체꼴기어가 피니언기어를 회전시켜 지시침이 게이지몸체에 표시된 눈금을 지시하게 되므로 측정자가 지시된 압력을 보면서 일정하게 힘을 주어 누르는 힘을 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써 진동 측정을 정확하게 수행할 수 있도록 하는 진동측정장치가 개시되어 있다.And the Republic of Korea Utility Model Registration No. 20-0131015 has a measuring sensor fixing plate having a plurality of holders for measuring the vibration of the rotating machine as shown in Figure 2, a spring having a hook-shaped ring at one end, and the measuring sensor A housing part having a fixed plate and a spring, a sensor part comprising a plate with a spring hole in the center, a sub-gear gear having a central axis hole and a fixing pin hole, a pinion gear meshed with the sub-gear gear, an indicator needle, To form a space in which the through-hole is formed integrally, part of which is open to form a space, and on the other side to fix the gauge body, the indicator portion (2) fixed with a spring guide nut, and to fix the sensor portion and the indicator portion (2) It consists of a fixed plate (3) and the angle indicators (4, 4 ') attached to the plate and the fixed plate (3), holding the measuring sensor by the pressing force during measurement As the spring loaded on the sensor fixing plate is pushed, the sub-gear gear connected to one end of the spring rotates the pinion gear so that the indicator hand points to the scale marked on the gauge body. Disclosed is a vibration measuring apparatus which can accurately perform a vibration measurement by maintaining a constant pressing force.
그러나 상술한 바와 같은 종래기술 중 대한민국 특허공개공보 특2003-0062811호의 대형 건물의 진동측정장치는 대형 건물의 플레이트에 조사된 레이져 빔의 영상이미지를 촬상하여 영상처리를 수행하게 되므로 고가의 촬상수단으로서의 카메라, 영상 이미지 처리수단으로서 소프트웨어 및 컴퓨터를 구비하여야 하므로 가격이 비싸지게 되는 문제점을 가진다.However, the vibration measuring apparatus of a large building of the Republic of Korea Patent Publication No. 2003-0062811 of the prior art as described above is to perform the image processing by imaging the image image of the laser beam irradiated on the plate of the large building as an expensive imaging means Since the camera and the image image processing means must be provided with software and a computer, there is a problem that the price becomes high.
그리고 상술한 대한민국 등록실용신안 20-0131015 호의 진동측정장치의 경우에는 항상 진동측정 대상물에 부착되어 진동을 측정하게 됨으로써 고감도의 진동센서를 구비하여야 하는 문제점을 가지며, 진동측정 대상물과 함께 진동하게 되므로 기준 위치에 대한 진동 대상물의 진동레벨을 정확하게 검출하지 못하는 문제점을 가진다.In addition, in the case of the vibration measuring device of the Republic of Korea Utility Model No. 20-0131015 mentioned above, it is always attached to the vibration measuring object to measure the vibration, and thus has a problem of having a highly sensitive vibration sensor, and vibrates with the vibration measuring object. There is a problem in that the vibration level of the vibration object with respect to the position cannot be detected accurately.
따라서 본원 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하여 저렴한 비용으로 고정밀도를 가지는 진동측정 장치를 제공하고자 하는 것으로서, 진동 측정 대상이 되는 구조물에 중앙에 비반사면을 가지는 반사부를 부착하고 원격지에서 비반사면에 빛을 조사하여 구조물의 진동시 반사부의 진동에 의해 반사부의 반사면으로부터 반사되는 펄스 형태의 빛을 검출하여 측정 대상 구조물의 진동 및 임계진동 레벨을 검출할 수 있도록 하는 비반사면을 가지는 반사부를 이용한 구조물 진동레벨 감지장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to provide a vibration measuring device having a high precision at a low cost by solving the problems of the prior art described above, attaching a reflecting portion having a non-reflective surface in the center to the structure to be subjected to vibration measurement and non-reflective surface at a remote location Using a reflector having a non-reflective surface that detects the pulse-shaped light reflected from the reflecting surface of the reflecting unit by vibration of the reflecting unit by irradiating light to the structure to detect the vibration and critical vibration level of the structure to be measured. It is an object of the present invention to provide a structure vibration level sensing device.
상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 비반사면을 가지는 반사부를 이용한 구조물 진동레벨 감지장치는, 중앙면에 비반사면 영역이 형성되고 상기 비반사면의 외부영역에 반사면이 형성되어 측정 대상 구조물에 부착되는 반사부와; 상기 반사부의 비반사면 영역에 빛을 조사하는 발광부와 상기 반사부의 진동에 의해 반사면에서 반사되는 빛을 펄스신호로 검출하는 수광부가 구비된 광검출부와; 상기 발광부의 발광 전력을 제공하며 상기 수광부에서 검출되는 빛의 펄스신호 크기를 기준 값과 비교하여 기준 값 이상인 경우 진동신호로 출력하는 신호처리부와; 상기 신호처리부에서 입력되는 빛의 펄스 신호를 진동 주파수 및 진동값으로 변환하여 출력하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Structure vibration level detection device using a reflector having a non-reflective surface of the present invention for achieving the above object, the non-reflective surface area is formed on the center surface and the reflecting surface is formed on the external region of the non-reflective surface is attached to the measurement target structure A reflection unit; A light detecting unit including a light emitting unit for irradiating light to a non-reflective surface region of the reflecting unit and a light receiving unit for detecting light reflected from the reflecting surface by vibration of the reflecting unit as a pulse signal; A signal processor for providing light emission power of the light emitting unit and outputting a pulse signal of the light detected by the light receiving unit as a vibration signal when the magnitude of the pulse signal is greater than or equal to the reference value; And a control unit for converting and outputting a pulse signal of light input from the signal processor into a vibration frequency and a vibration value.
상술한 구성에서 상기 발광부는 적외선 또는 가시광선 영역의 빛을 방출하는 발광다이오드(LED: Light Emitted Diode) 또는 레이져를 출력하는 레이져다이오드(LD: Laser Diode) 등으로 구성될 수 있으며, 상기 수광부는 CDS, 포토TR이나 포토 다이오드 등으로 구성될 수 있다. 상술한 발광부에서 출력되고 수광부에서 검출되 는 빛은 레이져, 적외선 등의 광신호가 된다.In the above configuration, the light emitting unit may include a light emitting diode (LED) that emits light in the infrared or visible light region or a laser diode (LD) that outputs a laser, and the light receiving unit may include a CDS. , PhotoTR, photodiode, or the like. The light output from the light emitting unit described above and detected by the light receiving unit becomes an optical signal such as a laser or an infrared ray.
상기 신호처리부는 상기 발광부의 발광을 위한 구형파 펄스 전력을 제공하는 발광신호처리부와; 상기 수광부에서 검출된 광검출 신호의 크기를 기준 값과 비교하여 임계 레벨 이상인 경우 검출 신호를 제어부로 출력하는 수광신호처리부와; 상기 신호처리부와 상기 광검출부의 인터페이스로 동작하는 커넥터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The signal processor includes a light emitting signal processor for providing square wave pulse power for light emission of the light emitting unit; A light receiving signal processor for comparing the magnitude of the photodetection signal detected by the light receiver with a reference value and outputting a detection signal to a controller when the threshold level is equal to or greater than a threshold value; And a connector operating as an interface between the signal processor and the photodetector.
상기 발광신호처리부는 제어부의 구형파 신호를 입력받는 데이터버퍼와; 상기 데이터 버퍼의 출력단에서 스위칭되어 발광부로 발광 전력을 제공하는 스위칭회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The light emitting signal processing unit and the data buffer for receiving a square wave signal of the control unit; And a switching circuit switched at an output terminal of the data buffer to provide light emission power to the light emitting unit.
상기 수광신호처리부는 상기 수광부의 진동레벨을 검출하는 비교기와; 임계 진동 레벨을 결정하기 위한 상기 비교기의 기준 값을 제공하는 가변전압조절부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The light receiving signal processor comprises: a comparator for detecting a vibration level of the light receiver; And a variable voltage adjusting unit providing a reference value of the comparator for determining a threshold vibration level.
상기 제어부는 상기 발광부를 위한 구형파 펄스 신호를 생성하여 출력하고 상기 신호처리부에서 입력되는 임계진동레벨 이상의 진동 검출 신호를 수신한 후, 진폭, 주파수를 계산하여 표시부상에 출력하며, 경고 신호가 필요한 경우에는 자체에 부착되는 네트워크 인터페이스를 이용하여 중앙관리 센터 등으로 경고 신호를 출력하도록 구성된다.The control unit generates and outputs a square wave pulse signal for the light emitting unit, receives a vibration detection signal of a threshold vibration level or higher input from the signal processing unit, calculates an amplitude and a frequency, and outputs the amplitude and frequency on a display unit. Is configured to output a warning signal to a central management center using a network interface attached thereto.
이하, 첨부도면을 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본원 발명의 비반사면을 가지는 반사부를 이용한 구조물 진동레벨 감지장치를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a structure vibration level sensing device using a reflector having a non-reflective surface of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본원 발명의 진동레벨 감지장치(100)는 반사부(110)와, 광검출부(120)와 신호처리부(130) 및 제어부(140)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the vibration level detecting apparatus 100 of the present invention includes a
상기 반사부(110)는 중앙면에 비반사면(111) 영역이 형성되고 비반사면(111) 주위에는 반사면(112)이 형성되어 측정 대상 구조물에 부착된다. 이때 상기 비반사면(111)은 원형, 정다각형 등의 다양한 형태를 가질 수 있다.The
광검출부(120)는 반사부(110)의 비반사면(111)에 빛을 조사하는 발광부(121)와 반사부(110)의 진동에 의해 반사면(112)에서 반사되는 빛을 펄스 신호로 검출하는 수광부(122)가 구비된다. 이때 발광부(121)는 구형파의 빛을 주기적으로 출력하도록 구성된다.The
신호처리부(130)는 발광부(121)로 발광을 위한 구형파 펄스 신호를 출력한다. 그리고 진동 측정 대상물의 진동에 의해 진동 측정 대상 구조물에 부착된 반사부(110)의 반사면(122)에 의해 반사되어 수광부(122)에서 검출된 펄스 신호를 수신한 후 임계진동레벨 이상의 진동으로 설정된 레벨 이상의 신호가 검출되는 경우 해당 펄스 신호를 제어부(140)로 출력하도록 구성된다. 이와 같은 신호처리부(130)의 상세 구성은 하기의 도 4의 설명에서 더욱 상세히 설명한다.The
다음으로 상기 제어부(140)는 신호처리부(130)로 구형파 펄스를 제공하며, 신호처리부(130)로부터 입력되는 진동신호를 검출한 후 진동수, 진폭 값을 연산하여 출력하고, 임계레벨 이상인 경우 경고 신호를 출력하도록 설정된 경우 네트워크 등을 통해 중앙관리 센터로 경고 신호를 출력하도록 구성된다.Next, the
도 4는 상기 신호처리부(130)의 일 실시 예를 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating an example of the
도 4에 도시된 바와 같이 상기 신호처리부(130)는 제어부(140)로부터 입력되는 구형파펄스를 광검출부(120)의 발광부(121)로 출력하는 발광신호처리부(131)와 광검출부(120)의 수광부(122)에서 검출된 반사광 정보를 가지는 전기신호를 입력받은 후 기준 진동수 또는 진폭 값 이상의 값을 가지는 경우 제어부(140)로 출력하는 수광신호처리부(136) 및 상기 광검출부(120)와의 인터페이스를 제공하는 커넥터(137)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 4에서 상기 커넥터(137)는 시리얼 통신을 위한 JTAG, 패러랠 통신, 블루투스, USB 등의 다양한 통신 인테페이스로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 4, the
도 4를 참조하여 상술한 신호처리부(130)의 각 구성을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, each configuration of the
상기 발광신호처리부(131)는 데이터버퍼(U2B74HC245)(132)와 데이터 버퍼의 출력단에 접속되는 저항R3(20 KΩ)과 캐패시터 C1(22.2㎋)와 트랜지스터Q1(2N5551)으로 이루어지는 스위칭회로(133)로 구성된다. 상술한 구성을 가지는 발광신호처리부(131)는 제어부(1140)로부터 입력되는 구형파 펄스 신호를 데이터버퍼(U2B74HC245)(132)를 통해 입력받은 후 저항 R3을 통해 스위칭회로(130)로 공급하고, 스위칭회로(133)는 구형파 펄스에 따라 스위칭되어 기준전류(Vcc)가 커넥터(139)의 3, 4 번 핀을 통해 흐르도록 하여 발광부(121)에 발광을 위한 전원을 공급한다. 발광부(121)는 발광신호처리부(131)의 스위칭동작에 의해 입력되는 전원에 의해 주기적인 광펄스 신호를 출력하게 된다.The light emitting
다음으로 수광신호처리부(135)는 반사면으로부터 반사되는 광신호에 의해 포 토TR 등으로 구성되는 수광부(122)가 통전되는 경우 커넥터(139)의 1, 2 번 핀으로 기준전원(Vcc)이 흐르도록 하는 저항R1(330Ω)과 R4(15KΩ) 및 무극성 커패시터(C2 0.01㎌)와, 저항R6(5KΩ)이 접속되는 비교기(U2BLM393)(137)와, 임계 진동 레벨을 결정하는 저항R5(1KΩ)과 가변저항VR1(5KΩ)으로 이루어지는 가변전압조절부(138)로 구성된다. 상술한 구성을 가지는 수광신호처리부(135)는 반사된 광신호에 의해 수광부(122)가 통전되거나 발광되는 경우 커넥터(139)의 1, 2 번 핀으로 5Vdc 이하의 전기 신호를 입력받게 된다. 그리고 저항R5(1KΩ)과 가변저항VR1(5KΩ)에 의해 결정되는 진동레벨보다 큰 값의 신호는 저항R6이 접속된 비교기(137)에 의해 판단되어 최종 신호로 제어부(140)로 출력하도록 동작한다.Next, the light receiving signal processing unit 135 is connected to the
상술한 도 4의 설명에서 제어부(140)로부터 입력되는 구형파의 주파수, 각 저항 및 가변저항의 저항값, 캐패시터의 용량 값을 특정 값으로 지정하였으나 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 다양한 임계 진동 레벨 설정을 위하여 사용자의 선택에 따라 다양한 값으로 선택될 수 있다.In the above description of FIG. 4, the frequency of the square wave input from the
도 5는 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 비반사면을 가지는 반사부를 이용한 구조물 진동레벨 감지장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.5 is a view showing an installation state of the structure vibration level detection apparatus using a reflector having a non-reflective surface according to an embodiment of the present invention.
도 5에서 본원 발명에 따르는 진동감지장치(100)에서 광검출부(120)의 구성요소인 발광부(121)는 발광다이오드(121')로 구성되고, 수광부(122)는 포토TR(12')로 구성되는 것으로 도시하였다. 여기서 상기 발광부(121)는 발광다이오드(LED: Light Emitted Diode), 레이져다이오드(LD: Laser Diode) 등으로 선택적으로 구성될 수 있으며, 수광부(122)는 CDS, 포토TR이나 포토 다이오드 등으로 구성될 수 있 음은 상술한 바와 같다. 그리고 도 3의 신호처리부(130)는 일체형의 회로 기판으로서 광검출부(120)의 내측에 탑재되는 것으로 도시하였다.In FIG. 5, in the vibration sensing apparatus 100 according to the present invention, the
그리고 도 5에서 도 3의 제어부(140)는 신호처리부(130)에서 입력되는 임계 진동 레벨 이상의 수광부 검출 신호 값을 입력받은 후 진폭, 진동수를 출력하고 경고 신호를 출력하는 소프트웨어가 탑재되어 구동되는 컴퓨터(140')로 도시하였다. 상기 컴퓨터(140')는 일반적인 데스크탑, 랩탑, 원칩마이크로컨트롤러로 구현된 제어 컴퓨터 등으로 구현될 수 있으며 본원 발명의 진동감지 장치(100) 전용으로 기능이 특화되어 구성될 수도 있다.In addition, in FIG. 5, the
이때 상기 광검출부(120)의 내부에 탑재된 신호처리부(120)는 광검출부(120)와 접속되는 커넥터와 같이 패러랠, 시리얼, USB, 적외선 또는 블루투스와 같은 근거리 통신 방식에 의하여 컴퓨터(140')와 접속된다.In this case, the
도 5를 참조하여 본원 발명의 진동감지 장치(100)의 사용상태 및 동작상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 5 describes the state of use and operation of the vibration sensing device 100 of the present invention.
상술한 도 5의 구성을 가지는 본원 발명의 진동감지 장치(100)에서 반사부(110)는 진동 측정 대상 건물, 교량, 회전기기 등의 진동 측정 구조물(200)에 부착된다. 그리고 광검출부(120)는 발광다이오드(121')에서 출력되는 빛이 반사부(110)의 비반사면(111)에 조사되도록 진동 측정 대상 구조물(200)의 진동 측정 기준이 되는 위치로서의 진동 측정 대상 구조물(200)과 분리 설치되는 고정 구조물(300) 상에 설치된다. 이때, 발광다이오드(121')는 구형파 광 펄스를 출력하도록 설정된다. 이는 차후의 진동수 또는 진동 진폭의 계산을 위한 것이다. 그리고 상기 발광 다이오드(121')는 정밀도를 요구하는 계측을 필요로 하는 경우 레이져 다이오드(LD)로 대체 구성될 수도 있다.In the vibration sensing apparatus 100 of the present invention having the configuration of FIG. 5 described above, the
이후 광검출부(120)의 발광다이오드(121')의 빛은 반사면(110)의 비반사면(111)을 조사하는 상태를 유지하다가, 진동 측정 대상 구조물(200)에 진동이 발생하는 경우 반사부(130)의 위치가 구조물(200)의 진동에 따라 위치 이동되어 발광다이오드(121')에서 발광된 빛이 반사부(110)의 반사면(112)에 의해 반사되어 포토TR(122')를 통해 검출된다. 이때 포토TR(122')에 의해 검출된 반사신호는 발광다이오드(121')에서 출력된 빛이 구조물(200)의 진동에 따라 비반사면(111)과 반사면(112)을 주기적으로 비추므로 이에 따른 진동수 정보, 즉, 구조물(200)의 진동에 대한 진동수 정보를 포함한다. 또한 발광다이오드(121')에서 초기에 구형파 광펄스로 출력됨으로써 구형파 광펄스가 반사되어 검출된 광 검출 신호의 펄스 주기로부터 비반사면의 진동거리를 계산할 수 있게 되며, 이에 따라 반사광의 검출에 의해 형성되는 펄스 신호는 측정대상 구조물(200)의 진동 진폭 정보를 포함하게 된다.Thereafter, the light of the
도 6은 임계 진동레벨 이하의 구조물 진동 검출 상태를 나타내는 도면이며, 도 7은 임계 진동레벨 이상의 구조물 진동 검출 상태를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a structure vibration detection state below the critical vibration level, and FIG. 7 is a diagram illustrating a structure vibration detection state above the critical vibration level.
도 6의 경우 진동 측정 대상 구조물(200)이 진동하지 않는 경우로서 발광부(121)(또는 발광다이오드(121')에서 출력된 빛이 비반사면(111)에서 흡수되므로 수광부(122)(또는 포토TR(122')에서 빛을 검출하지 못하게 되므로 수광부(122)의 출력신호가 없게 된다.In the case of FIG. 6, since the
그러나 대상 구조물(200)에 진동이 발생한 경우에는 구조물(200)에 부착된 반사부(110)가 구조물(200)에 따라 이동되어 발광부(122)에서 출력된 빛이 반사면(112)에 의해 반사됨으로써 수광부(122)에는 반사면에 의해 반사된 빛의 세기 및 시간만큼의 광검출 신호가 발생하게 된다. 이때 검출되는 광검출 신호는 제어부(140))(또는 컴퓨터(140')에서 출력되는 구형파 펄스의 주기보다 건물이 빨리 진동하는 경우 구형파 펄스 내에서 구조물(200)의 진동에 따른 진동 펄스를 발생하게 되거나, 또는, 구형파 펄스의 주기가 건물의 진동수보다 현저히 큰 경우(예, 구형파 주기 KHz, 건물의 진동수 수 십~ 백 Hz 인 경우)에는 수신되는 광검출 신호는 구형파 펄스가 일정 주기 영역 동한 존재하지 않는 영역이 건물 진동주기로서 주기적으로 발생하게 되어 건물의 진동에 대한 진동수(주기) 정보를 가진다. 이 경우 비반사면(111)의 크기 정보를 알고 있는 경우 환산에 의해 구조물의 진동 진폭을 계산할 수 있다. 따라서, 검출되는 광 펄스 신호는 구조물의 진동에 대한 진폭 및 주기 정보를 포함하게 된다.However, when vibration occurs in the
광검출부(120)의 포토TR(122')을 통해 수신된 반사신호에 의한 진동레벨 신호는 신호처리부(130)로 입력되어 수광신호처리부(136)에 의해 기준 진동레벨값과 비교되고, 도 7에 도시된 바와 같이 임계진동레벨 이상의 광검출 신호가 검출되는 경우 제어부(140)(또는 컴퓨터(140'))로 출력된다.The vibration level signal by the reflection signal received through the
제어부(140)(또는 컴퓨터(140'))는 반사광에 의해 입력되는 광검출 신호의 주기, 진폭, 발광부 공급 구형파 펄스 내의 주기 정보 등을 이용하여 구조물(200)의 진동수 및 진동폭을 연산하여 출력한다. 또한 필요한 경우에는 경고 신호를 출력하여 중앙관리센터 등으로 출력하도록 동작한다.The controller 140 (or the computer 140 ') calculates and outputs the frequency and the amplitude of the
상술한 본원발명은 비접촉식으로 구조물의 진동을 측정할 수 있도록 하는 것에 의해 사용자의 숙련과정 없이 구조물의 진동을 측정할 수 있도록 하는 구조물 진동 측정의 용이성을 제공한다.The present invention as described above provides the ease of structure vibration measurement to enable the measurement of the vibration of the structure without the user's skilled process by being able to measure the vibration of the structure in a non-contact manner.
또한 상술한 본원발명은 고감도의 진동 감지 센서 등의 구현 없이 간단한 구조로 구조물의 진동을 정밀하게 측정할 수 있도록 함으로써 구조물의 관리 및 유지보수를 용이하게 하며 그 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, the present invention described above provides an effect of facilitating the management and maintenance of the structure by reducing the cost of the structure by accurately measuring the vibration of the structure with a simple structure without the implementation of a high-sensitivity vibration sensor, etc. do.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101220589B1 (en) | 2011-05-26 | 2013-01-10 | 한국전기안전공사 | A Heavy electric eguipment of 3-dimentional vibration sensing apparatus using laser and a method thereby |
KR101617729B1 (en) | 2014-01-21 | 2016-05-03 | 한국표준과학연구원 | Apparatus and methods for vibration using change of the amount of light, Analysis system for analyzing sample and Method thereof |
KR101771411B1 (en) * | 2016-08-02 | 2017-08-28 | (주)세강엔지니어링 | Distribution board capable of measuring mechanical and electrical reliability |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4730928A (en) | 1983-06-21 | 1988-03-15 | Lasercheck Limited | Position measurement by laser beam |
US5552883A (en) | 1992-11-19 | 1996-09-03 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Noncontact position measurement system using optical sensors |
KR200212512Y1 (en) | 2000-07-26 | 2001-02-15 | 주식회사레이콤 | A system for safety check-up of structure using photoelastic effect |
US6240783B1 (en) | 1998-05-02 | 2001-06-05 | Usbi, Co | Bridge monitoring system |
KR20030018391A (en) * | 2001-08-28 | 2003-03-06 | 주식회사 레이콤 | Apparatus for optically monitoring safety of structure |
KR20030077231A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-01 | 한국표준과학연구원 | Bridge safety diagnosis method and device |
KR20050017255A (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-22 | 엘지전자 주식회사 | Method for calculating displacement by vibration |
-
2006
- 2006-03-07 KR KR1020060021499A patent/KR100731275B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4730928A (en) | 1983-06-21 | 1988-03-15 | Lasercheck Limited | Position measurement by laser beam |
US5552883A (en) | 1992-11-19 | 1996-09-03 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Noncontact position measurement system using optical sensors |
US6240783B1 (en) | 1998-05-02 | 2001-06-05 | Usbi, Co | Bridge monitoring system |
KR200212512Y1 (en) | 2000-07-26 | 2001-02-15 | 주식회사레이콤 | A system for safety check-up of structure using photoelastic effect |
KR20030018391A (en) * | 2001-08-28 | 2003-03-06 | 주식회사 레이콤 | Apparatus for optically monitoring safety of structure |
KR20030077231A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-01 | 한국표준과학연구원 | Bridge safety diagnosis method and device |
KR20050017255A (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-22 | 엘지전자 주식회사 | Method for calculating displacement by vibration |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101220589B1 (en) | 2011-05-26 | 2013-01-10 | 한국전기안전공사 | A Heavy electric eguipment of 3-dimentional vibration sensing apparatus using laser and a method thereby |
KR101617729B1 (en) | 2014-01-21 | 2016-05-03 | 한국표준과학연구원 | Apparatus and methods for vibration using change of the amount of light, Analysis system for analyzing sample and Method thereof |
KR101771411B1 (en) * | 2016-08-02 | 2017-08-28 | (주)세강엔지니어링 | Distribution board capable of measuring mechanical and electrical reliability |
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