KR100784985B1 - A sensor assembly for measuring incline of structures and the monitoring system of structure behavior using that - Google Patents

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Abstract

A sensor assembly for measuring inclination of structures and a monitoring system of structure behavior using the same are provided to have a simple structure and facilitate installation thereof, thereby being simply mounted on the existing structure as well as a newly established structure. A monitoring system of structure behavior using a sensor assembly for measuring inclination of structures includes several sensors(100) for measuring inclination of each part of the structures, a mounting structure(200), a data collecting device(300), a wireless transceiver(400), and a data processing device(500). The mounting structure on which the sensors are mounted determines the exact relative establishment location among sensors. The data collecting device collects measuring data from the sensor which is an inclination system. The wireless transceiver receives data from the data collecting device to transmit and receive it to/from a monitor. The data processing device calculates the behavior and safety of the structure based on the data received from the wireless transceiver.

Description

구조물 경사측정용 센서결합체 및 이를 이용한 구조물 거동 모니터링 시스템{A Sensor Assembly for Measuring Incline of Structures and the Monitoring System of Structure Behavior Using That} A sensor assembly for measuring incline of structures and the monitoring system of structure behavior using that

도 1은 구조물 거동 모니터링 전체 구성도이다.1 is an overall configuration of the structure behavior monitoring.

도 2는 구조물 경사측정용 센서결합체이다.2 is a sensor combination for measuring the structure tilt.

도 3은 부착구조물의 연결구조의 상세도이다.3 is a detailed view of the connection structure of the attachment structure.

도 4는 연결구조의 경사각도와 수평변위의 관계도이다.4 is a relationship diagram between the inclination angle and the horizontal displacement of the connection structure.

※ 주요 구성품 번호※ Main Component Number

100 : 센서, 200 : 부착구조물, 300 : 데이터수집기(300),100: sensor, 200: attachment structure, 300: data collector 300,

400 : 무선송수신기(400), 500 : 데이터처리장치(500),400: wireless transmitter and receiver 400, 500: data processing apparatus 500,

210 : 상부구조 220 : 하부구조, 230 : 연결구조 210: upper structure 220: lower structure, 230: connection structure

본 발명인 구조물 경사측정용 센서결합체 및 이를 이용한 구조물 거동 모니터링 시스템은 구조물의 안전감시시스템으로서, 교량, 댐, 터널, 공항, LNG Tank, 항만구조물 등과 같은 중요 구조물들의 거동을 상시적으로 감시하여, 붕괴, 파손 등의 위험을 미리 파악하여 적절한 대책을 수립할 수 있게 하는 모니터링 시스템이다.The inventors of the present invention, the sensor combination for measuring the slope of the structure and the structure behavior monitoring system using the same are the safety monitoring system of the structure, and constantly monitor the behavior of important structures such as bridges, dams, tunnels, airports, LNG tanks, port structures, etc. It is a monitoring system that can identify risks such as damage and damage in advance and establish appropriate countermeasures.

교량, 댐, 터널, 공항, LNG Tank, 항만구조물 등과 같은 구조물은 사회간접자본이면서 산업기반시설로서 국가적 재산이며, 한 나라의 산업 및 국민의 안전과 직결되는 중요한 기반시설물들이다. 이와 관련한 국내의 현황을 보면, 이런 주요 국가기반시설물들은 지난 30년간 고도성장기를 거치면서, 산업 및 경제 팽창을 수용하기 위하여 급속하게 건설되어 왔는데, 이제 장기간 사용으로 인하여 노후화되는 시설물들이 증가하고 있는 추세이다. 그리고 최근까지의 국내 건설 정책은 구조물의 건설에만 치중하였고, 완공 후 이들 국가기반시설물에 대한 유지관리는 상대적으로 가볍게 취급되어 왔다. Structures such as bridges, dams, tunnels, airports, LNG tanks, port structures, etc. are social overhead capital and industrial assets as industrial infrastructure, and important infrastructures that are directly related to the safety of industry and people in a country. In this regard, the domestic status of these major national infrastructures has been rapidly built to accommodate industrial and economic expansion during the high growth period for the past 30 years, and now the facilities that are aging due to long-term use are increasing. to be. Until recently, domestic construction policy focused only on the construction of structures, and maintenance of these national infrastructures has been relatively lightly handled after completion.

상기와 같은 현실에서, 구조물들, 특히 교량의 안전성과 수명연장을 위하여, 효율적인 유지관리가 요구되고, 이를 위해서는 구조물의 조사, 점검, 계측 그리고안전성 판단 등이 필요한데, 이를 위하여 모니터링 시스템을 활용하는 것이 중요한 수단으로 부각되고 있다. 교량의 안전한 유지관리를 위해서는 정기점검 및 정밀안전진단뿐만 아니라, 상시 교통량에 대한 교량구조물의 처짐, 가속도, 경사 등의 거동특성을 측정하여 자료를 축적함으로써 이상변형, 통행차량의 과다 및 과적차량 통행여부, 피로누적도 등을 평가할 수 있다. 그리고 손상의 진전여부를 항시 감시할 수 있는 상시안전감시 시스템을 설치할 필요가 있다.In such a reality, efficient maintenance is required for the safety and longevity of structures, especially bridges, and this requires investigation, inspection, measurement, and safety determination of structures. It is emerging as an important means. For the safe maintenance of bridges, as well as regular inspections and precise safety diagnosis, the data are collected by measuring the behavior characteristics such as deflection, acceleration, and inclination of the bridge structure against the regular traffic volume. Whether or not, fatigue accumulation can be evaluated. In addition, there is a need to install a permanent safety monitoring system to monitor the progress of damage at all times.

교량 등의 구조물의 손상을 추정하여 구조물의 안전성을 평가하는 방법으로는 국부적인 손상을 추정하는 비파괴검사 이외에 교량의 전체적인 거동에 관련된 물리량을 측정하여 거동을 분석하는 방안이 적용되고 있다. 측정대상이 되는 물리량으로는, 구조물의 변형률(Strain), 구조체의 변위, 구조체의 기울기(경사), 진동측정을 통한 교량의 동특성(모달변수)값 등이 있고, 이외에도 교량의 온도변화, 풍향·풍속, 균열 등의 항목이 교량의 안전도 감시 목적으로 상시 계측 및 모니터링 되고 있다.As a method of estimating the damage of a structure such as a bridge and evaluating the safety of the structure, a method of analyzing the behavior by measuring physical quantities related to the overall behavior of the bridge in addition to the non-destructive test for estimating local damage is applied. Physical quantities to be measured include the strain of the structure, the displacement of the structure, the inclination of the structure (tilt), and the dynamic characteristics (modal variables) of the bridge through vibration measurement. Items such as wind speed and cracks are constantly measured and monitored for the purpose of monitoring the safety of bridges.

이와 관련하여, 국내외 주요 구조물인 교량에는 다양한 계측/모니터링 시스템이 구축되고 있다. 계측방법으로는, ① 1방향의 정·동적 변위를 측정하는 계측기인 LVDT를 이용한 변위 계측, ② 레이져 변위계를 이용한 변위 계측, ③ 경사계를 이용한 변위 계측, ④ 광센서(Fiber Optical Bragg-gratting Senor)를 이용한 변위 계측, ⑤ GPS를 이용한 변위 계측, ⑥ CCD-변위계측법 등이 있다.In this regard, various measurement / monitoring systems are being built on bridges, which are major structures at home and abroad. Measurement methods include ① displacement measurement using LVDT, a measuring instrument for measuring static and dynamic displacement in one direction, ② displacement measurement using a laser displacement meter, ③ displacement measurement using an inclinometer, and ④ fiber optical bragg-gratting sensor. Displacement measurement using ⑤, displacement measurement using GPS, ⑥ CCD-displacement measurement.

상기 계측 방법은 각각 특유의 장점이 있지만, 각각 다음과 같은 한계가 있다. The measuring method has its own advantages, but each has the following limitations.

①의 LVDT를 이용한 변위 계측방법은 1방향의 정·동적 변위를 측정하는 계측기를 이용하는 방법인데, 측정 시스템의 설치가 어렵고,원거리 계측케이블의 설치가 용이하지 않으며, 계측케이블이 길어짐에 따라서 전기적인 노이즈로 인하여 측정결과에 대한 신뢰성이 낮다.Displacement measurement method using LVDT of ① uses a measuring instrument to measure static and dynamic displacement in one direction. It is difficult to install the measurement system, and it is not easy to install the remote measurement cable. The reliability of the measurement results is low due to noise.

②의 레이져 변위계를 이용한 변위 계측방법은 장비가 복잡하고, 현장여건에 따라 장비의 설치가 곤란하고, 고가이다Displacement measurement method using the laser displacement meter of ② is complicated, and it is difficult and expensive to install the equipment according to the site conditions.

③의 경사계를 이용한 변위 계측방법은 경사계를 현장에서 간편하게 설치하거나, 건설시 사전에 매입하여, 교량의 여러 지점에서 계측된 경사데이터를 이용하 여 교량의 곡률과 처짐과의 관계식으로 회귀분석하여 교량의 변위를 계측하는 방법인데, 간이 측정방법에 가깝고, 아직까지 체계적인 데이터 처리 시스템이 구비되지 않은 실정이다.Displacement measurement method using the inclinometer of ③ can be easily installed in the field or purchased in advance during construction, and by using the inclination data measured at various points of the bridge, the regression analysis is performed in the relation between curvature and deflection of the bridge. It is a method of measuring displacement, which is close to a simple measuring method, and does not have a systematic data processing system yet.

④ 광센서(Fiber Optical Senor)를 이용한 변위 계측방법은 아직 광센서 및 광계측기에 대한 보급이 원활하지 않으며 고가인 문제점이 있다. ④ The displacement measuring method using a fiber optical sensor is not yet widely used and expensive.

⑤ GPS를 이용한 변위 계측방법은 아직 정확도가 많이 떨어져 교량의 상시 계측에 의한 안전도 평가측면에서 변위를 모니터링에 적용하기 힘든 실정이다. ⑤ Displacement measuring method using GPS is still difficult to apply the displacement to monitoring in terms of safety evaluation by constant measurement of bridge.

⑥ CCD-변위계측방법은 카메라에 의한 수치사진측량기법을 이용하여 교량의 변위를 비접촉식으로 계측하는 방법으로, 정확도를 요구하는 측정에서는 측정은 측정값에 대한 신뢰성이 떨어진다. (6) The CCD-displacement measurement method is a method of non-contact measurement of the displacement of a bridge by using a digital photogrammetry method by a camera. In the case of a measurement requiring accuracy, the measurement is less reliable.

그리고 상기 모든 측정 방식들은 기본적으로 측정된 데이터를 현장에서 직접 분석기기를 통하여 확인을 하거나, 계측된 데이터를 유선으로 데이터처리장치로 송수신하는 관계로 이에 따르는 여러 가지 불편함과 문제점이 있다. In addition, all the measurement methods basically check the measured data directly through the analyzer in the field, or transmit and receive the measured data to the data processing apparatus by wire, which causes various inconveniences and problems.

상기와 같이, 종래에 사용되는 교량 등의 구조물 계측/모니터링 시스템은 모두 일정한 한계를 가지고 있어서, 구조물의 거동 모니터링이나 안전성 판단에 어려움이 있었다.As described above, the structure measurement / monitoring systems such as bridges used in the prior art all have a certain limit, there was a difficulty in monitoring the behavior of the structure and safety determination.

따라서, 설치가 용이하고, 설치 비용이 저렴하고, 측정의 정확성이 높고, 그리고 유지관리가 용이한 구조물의 측정/모니터링 시스템이 요구된다.Therefore, there is a need for a measurement / monitoring system for structures that is easy to install, low in installation cost, high in measurement accuracy, and easy to maintain.

이러한 모니터링 시스템은 구조가 간단하고, 설치가 용이하여 신설 구조물은 물론 기존의 구조물에 간단히 부착할 수 있어야 한다.Such a monitoring system should be simple in structure and easy to install so that it can be easily attached to existing structures as well as new structures.

또한 이러한 모니터링 시스템은 무선송수신기능을 구비하여, 측정데이터를 유선으로 송수신하는데 따르는 문제인, 선로로 유입되는 노이즈, 선로의 훼손, 선로 설치의 어려움 등의 문제점을 해결하여야 한다. In addition, such a monitoring system has a wireless transmission and reception function to solve problems such as noise flowing into a line, damage to a line, and difficulty in installing a line, which are problems caused by transmitting and receiving measurement data by wire.

본 발명은 상기와 같은 요구를 만족하는 구조물의 측정/모니터링 시스템이다.The present invention is a measurement / monitoring system for a structure that meets the above requirements.

본 발명인 구조물 경사측정용 센서결합체 및 이를 이용한 구조물의 거동 모니터링 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 구조물 각 부위의 경사를 측정하는 수개의 센서(100), 상기 센서들이 부착되어 센서 간의 정확한 상대적 설치위치를 결정해주고, 모니터링 대상 구조물에 부착되는 부착구조물(200), 경사계인 센서로부터 계측데이터를 수집하는 데이터수집기(300), 상기 데이터수집기로부터 데이터를 받아 이를 모니터에 송수신하는 무선송수신장치(400), 그리고 상기 무선송수신기로부터 받은 데이터를 기초로 구조물의 거동상태, 안전성 등을 계산하고, 판단하는 데이터처리장치(500) 등으로 구성된다. As the present invention, the sensor combination for measuring the tilt of the structure and the behavior monitoring system of the structure using the same, as shown in Figure 1, several sensors 100 for measuring the inclination of each part of the structure, the sensor is attached to the exact relative installation between the sensors Determining the position, the attachment structure 200 is attached to the structure to be monitored, a data collector 300 for collecting measurement data from the inclinometer sensor, the wireless transmission and reception device 400 for receiving and transmitting data from the data collector to the monitor And a data processing apparatus 500 for calculating and determining a behavior state, safety, and the like of the structure based on the data received from the radio transceiver.

본 발명인 구조물 경사측정용 센서결합체 및 이를 이용한 구조물의 거동 모니터링 시스템은 교량의 상판과 교각과 같이, 구조물의 각 부분들 사이에서 상대적으로 변위가 일어나는 곳의 거동을 모니터링하는 것이 가장 효과적인데, 이를 위하 여 상기 센서(100)들은 부분 구조물 간의 연결부위, 즉 지지부위에 설치되고, 각각의 센서는 상호간에 정확한 위치를 유지하고 있어야 한다.In the present invention, the sensor combination for measuring the slope of the structure and the behavior monitoring system of the structure using the same are most effective to monitor the behavior of the displacement where the relative displacement occurs between the parts of the structure, such as the top and the bridge of the bridge. For example, the sensors 100 may be installed at connection parts, that is, support parts, between substructures, and each sensor should be maintained at an accurate position therebetween.

센서(100)인 경사계(Inclinometer)는 다양한 종류의 것이 시판되고 있는데, 계측기제작사에 따라 외관, 기능 및 측정법에는 약간의 차이는 있으나 원리는 동일하다. 그 작동 원리는 서보가속계의 원리로서, 위치감지기의 자기장내에 한 개의 진자가 놓여있고, 이 진자가 중력의 작용을 받으면 중력의 작용 방향으로 기울어지게 되고, 이로 인하여 전류의 변화가 발생한다. 이때 전류의 변화로 유발되는 전압은 경사계의 기울기와 정비례하므로, 이 전압을 측정하여 센서가 고정된 측정부위의 경사를 알 수 있다. 필요에 따라 이 센서는 신호증폭기(110)를 사용하여 계측 신호를 증폭하여 사용할 수도 있다.Inclinometer (Inclinometer) of the sensor 100 is commercially available in a variety of types, the appearance, function and measurement method, depending on the manufacturer of the measuring instrument, but the principle is the same. The principle of operation is the principle of the servo accelerometer. A pendulum is placed in the magnetic field of the position sensor, and when the pendulum is subjected to gravity, the pendulum is tilted in the direction of gravity, which causes a change in current. At this time, since the voltage caused by the change of the current is directly proportional to the inclination of the inclinometer, the inclination of the measuring part where the sensor is fixed can be known by measuring the voltage. If necessary, the sensor may be used by amplifying the measurement signal using the signal amplifier 110.

부착구조물(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상부구조(210), 하부구조(220), 그리고 상기 상, 하부구조를 연결하는 연결구조(230)로 구성되고, 이들 각 구성에는 상기 센서가 각각 고정되어, 센서들 상호간의 위치와 자세를 정확히 유지하고 있다.As shown in FIG. 2, the attachment structure 200 includes an upper structure 210, a lower structure 220, and a connection structure 230 connecting the upper and lower structures, and each of the components includes the sensor. Are fixed to each other to accurately maintain the position and posture between the sensors.

상부구조(210)는 교량의 상판과 같이, 모니터링 대상 구조물의 상단부에 볼트, 접착제 등으로 수평으로 고정되는 구조물로서, 직선인 봉 또는 판 구조이다. 이 상부구조에는 경사계가 부착된다.The upper structure 210 is a structure that is horizontally fixed to the upper end of the structure to be monitored with a bolt, an adhesive, and the like, like a top plate of a bridge, and is a straight rod or plate structure. An inclinometer is attached to this superstructure.

하부구조(220)도 그 형상과 부착방법은 상기 상부구조(210)와 동일하고, 교량의 경우 교각과 같이 모니터링 대상 구조물의 하단부에 고정된다. 이 하부구조에도 경사계가 부착된다.The shape and attachment method of the lower structure 220 is the same as that of the upper structure 210, and in the case of a bridge, it is fixed to the lower end of the structure to be monitored, such as a pier. Inclinometers are also attached to this substructure.

연결구조(230)는 상기 상부구조와 하부구조 사이에서 수직으로 설치되는데, 상, 하부 구조물 사이에 상대적 변위가 생기면 이를 수용할 수 있도록 양단의 고정부는 핀결합을 하고, 그 자체는 길이가 자유롭게 신축될 수 있도록 실린더-로드 구조로 되어 있다.The connection structure 230 is installed vertically between the upper structure and the lower structure, the fixing portion of the both ends so as to accommodate the relative displacement between the upper and lower structures, the pin itself, the length is freely stretched It has a cylinder-rod structure.

연결구조(230)는 도 3에 도시된 바와 같이, 로드(231)와 실린더(232)로 구성되어 로드가 실린더 내부에 삽입되어 있다. 그리고, 로드와 실린더의 바깥쪽 끝단에는 핀구멍이 가공되어 있어서, 각각 모니터링 대상 구조물의 상, 하부구조에 핀으로 결합된다. 연결구조(230)의 로드 또는 실린더의 외면에는 상기 경사계가 부착된다. The connection structure 230 is composed of a rod 231 and a cylinder 232, as shown in Figure 3, the rod is inserted into the cylinder. In addition, a pin hole is machined at the outer end of the rod and the cylinder, and the pins are coupled to the upper and lower structures of the structure to be monitored, respectively. The inclinometer is attached to an outer surface of the rod or cylinder of the connection structure 230.

상기와 같이 부착구조물(200)의 각 부위에 경사계를 부착함으로서, 구조물의 상부 경사, 하부경사, 그리고 연결구조(230)의 경사가 각각 측정된다. By attaching the inclinometer to each part of the attachment structure 200 as described above, the inclination of the upper inclination, the lower inclination, and the connecting structure 230 of the structure is respectively measured.

만약 모니터링 대상 구조물의 상부와 하부 간에 상대적인 수평변위가 생긴다면, 도 4에 도시된 바와 같이 연결구조(230)에 경사가 유발되고, 그 경사각도(a)가 측정되면, 변위가 생기기 전의 연결구조의 길이(S)를 이미 알고 있으므로, 다음 식으로 상, 하부 구조물 간의 상대적인 수평변위(d)를 알 수 있다.If a relative horizontal displacement occurs between the upper and lower portions of the structure to be monitored, as shown in FIG. 4, the inclination is caused to the connection structure 230, and when the inclination angle a is measured, the connection structure before the displacement occurs. Since the length (S) of is already known, the relative horizontal displacement (d) between the upper and lower structures can be known by the following equation.

d = S tan(a)d = S tan (a)

상기와 같이 부착구조물(200)에 설치된 각 경사계(100)의 경사각도 측정값으로, 모니터링 대상 구조물의 상부의 기울기, 하부의 기울기, 그리고 상,하부 간의 상대적 변위 등을 알 수 있다. 이와 같이 경사계(100)가 설치된 부착구조물(200)을 구조체의 다수 부위에 설치하여 두고, 이들로부터 측정 데이터를 수집하면 구조물 전체의 거동을 파악할 수 있다.As described above, as the inclination angle measurement value of each inclinometer 100 installed in the attachment structure 200, the inclination of the upper portion, the inclination of the lower portion, and the relative displacement between the upper and lower portions can be known. In this way, the attachment structure 200 in which the inclinometer 100 is installed is installed in a plurality of parts of the structure, and measurement data can be collected from these to grasp the behavior of the entire structure.

교량 등의 장대 구조물의 경우 주로 상부구조물과 하부구조물의 연결부위의 상대적 수평변위가 주로 문제가 되는데, 이 경우 부착구조물의 연결구조(230)에만 경사계를 부착하여도 구조물의 안전성 여부를 판단할 수 있다. 이 경우 비용을 절감하고, 모니터링 시스템을 단순화하기 위하여 상부구조(210)와 하부구조(220)에 부착되는 경사계를 생략할 수 있다.In the case of long structures such as bridges, the relative horizontal displacement of the connection part of the upper structure and the lower structure is mainly a problem. In this case, the safety of the structure can be determined even if the inclinometer is attached only to the connection structure 230 of the attachment structure. have. In this case, inclinometers attached to the upper structure 210 and the lower structure 220 may be omitted in order to reduce costs and simplify the monitoring system.

상기 각 경사계(100)에서 측정된 데이터는 도 1에 도시된 바와 같이, 각각 유선으로 데이터수집기(300)로 보내지고, 이 데이터 수집기는 유선으로 직접, 또는 무선송수신장치(400)를 통하여 무선으로 데이터처리장치(500)로 보내진다.As measured in each of the inclinometers 100, the data is sent to the data collector 300 by wire, respectively, as shown in FIG. 1, and the data collector is wired directly or wirelessly through the wireless transmitter / receiver 400. It is sent to the data processing device 500.

데이터처리장치(500)로는 통상의 개인용컴퓨터(이하 PC라 칭함.)를 사용하면 되는데, 수집된 데이터를 취합하고, 이를 근거로 구조물 전체의 거동을 계산하고, 계산 결과를 모니터 등에 표시하고, 계산에 필요한 입력데이터를 입력하는 등의 기능을 수행한다. 그리고 미리 입력된 안전성 판단 데이터와 비교하여 당해 구조물의 안전성을 판단하고, 위험성이 있는 것으로 판단되면 위험을 경고하고, 적절한 대처 방안을 지시하게 할 수 있다.As a data processing apparatus 500, a general personal computer (hereinafter referred to as a PC) may be used. The collected data is collected, and the behavior of the entire structure is calculated on the basis of the collected data, and the calculation result is displayed on a monitor or the like. Performs functions such as inputting necessary input data. In addition, the safety of the structure may be determined by comparing with the safety judgment data inputted in advance, and if it is determined that there is a risk, the risk may be warned and an appropriate countermeasure may be indicated.

무선송수신장치(400)는 상기 데이터수집기(300)에 송신부가 있고, 상기 데이터처리장치(500)에 수신부가 있는데, 상표명 블루투스(Bluetooth)로 널리 알려진 것과 유사한 기능을 갖는 것으로서, 휴대 전화나 PC 등의 통신기기 사이에서 무선으로 데이터 통신을 가능케 하는 기능을 가진 것을 사용하면 된다.The wireless transmitter and receiver 400 has a transmitter in the data collector 300 and a receiver in the data processor 500. The wireless transmitter and receiver 400 has a function similar to that widely known under the brand name Bluetooth. The one having the function of enabling the data communication wirelessly between the communication devices.

상기 무선송수신장치(400)는 별도의 송, 수신모듈이 없이, 상기 데이타수집 기(300)에 데이터를 송출하는 회로기판인 송신부을 추가로 구비하고, 상기 데이터처리장치(500)에 상기 데이터를 수신하는 회로기판인 수신부을 추가로 각각 구비하여 구성할 수도 있다. The wireless transmitter / receiver 400 further includes a transmitter that is a circuit board for transmitting data to the data collector 300 without a separate transmission and reception module, and receives the data in the data processing apparatus 500. It may also be configured to further include a receiving unit which is a circuit board.

상기와 같이 구성된 구조물 거동 모니터링 시스템의 기능은 다음과 같다.The function of the structure behavior monitoring system configured as described above is as follows.

지진, 풍하중, 온도변화 또는 여타원인으로 구조물의 연결부위에서 상부구조체와 하부 구조체 상호간에 상대적인 변위가 발생하면, 상기 부착구조물(200)의 각 부위에 설치된 경사계에서 경사가 유발된다. 센서(100)는 그 경사각도를 측정하여 데이터를 상기 데이타수집기(300)에 보낸다. 상기 데이터를 받은 데이타수집기(300)는 측정데이터를 증폭, 필터링 등의 가공과정을 거쳐 자체에 저장하거나 이를 유선으로 직접, 또는 무선송수신장치(400)을 통하여 무선으로 데이터처리장치(500)에 보낸다. 데이터 처리장치는 상기 데이터를 이용하여 구조물 전체의 거동을 계산하고, 그 계산 결과를 모니터 등에 표시하고, 내부에 입력된 프로세스에 따라 구조물의 안전성을 판단하고, 경보등 기타 필요한 사항들을 모니터에 표시하는 방법 등으로 구조물의 거동을 모니터링한다. When a relative displacement between the upper structure and the lower structure occurs at the connection portion of the structure due to an earthquake, wind load, temperature change, or other causes, the inclination is caused in the inclinometer installed at each portion of the attachment structure 200. The sensor 100 measures the inclination angle and sends data to the data collector 300. The data collector 300 receiving the data stores the measured data on its own through processing such as amplification and filtering, or sends it to the data processing apparatus 500 by wire or directly through the wireless transmission / reception apparatus 400. . The data processing apparatus calculates the behavior of the entire structure using the data, displays the result of the calculation on a monitor, determines the safety of the structure according to a process input therein, and displays other necessary matters such as an alarm on the monitor. Monitor the behavior of the structure.

본 발명인 구조물 거동 모니터링 시스템은 구조가 간단하고, 설치가 용이하여 신설 구조물은 물론 기존의 구조물에 간단히 부착하여 그 거동을 모니터링할 수 있다.The structure behavior monitoring system of the present invention is simple in structure and easy to install, and can be attached to a new structure as well as an existing structure to monitor its behavior.

본 발명인 구조물 거동 모니터링 시스템은 그 센서로 경사계를 채택하여, 센서의 설치가 용이하고, 설치 비용이 저렴하고, 측정의 정확성이 높고, 그리고 유지 관리가 용이하다.The structure behavior monitoring system of the present invention adopts an inclinometer as the sensor, so that the installation of the sensor is easy, the installation cost is low, the measurement accuracy is high, and the maintenance is easy.

본 발명인 구조물 거동 모니터링 시스템은 무선송수신기를 구비하여, 측정데이터를 무선으로 데이터처리장치로 보낼 수 있게 하여 유선 통신방식이 가지는 데이터 선로로 유입되는 노이즈, 데이터선로의 훼손, 선로 설치의 어려움 등의 문제점을 해결하였다.The structure behavior monitoring system of the present invention is provided with a wireless transmitter and receiver, so that the measured data can be sent to the data processing apparatus wirelessly, such as noise introduced into the data line of the wired communication method, damage to the data line, and difficulty in installing the line. Solved.

본 발명인 구조물 거동 모니터링 시스템은 구조물의 이상거동을 사전에 인지하고, 적절한 대처방안을 제시하여, 구조물의 내구연한을 연장시킬 수 있게 하고, 구조물의 급작스러운 파손으로 야기되는 대형사고를 방지할 수 있게 한다.The inventors' structure behavior monitoring system recognizes the abnormal behavior of the structure in advance, suggests appropriate countermeasures, can extend the durability of the structure, and can prevent a large accident caused by sudden breakage of the structure. do.

Claims (4)

구조물의 거동을 감지하는 부위로서, 하기 부착구조물(200)의 연결구조(230)에 부착되고, 부착부위의 경사각도를 감지하는 경사계인 센서(100);As a portion for detecting the behavior of the structure, the sensor 100 is attached to the connection structure 230 of the attachment structure 200, the inclinometer for detecting the inclination angle of the attachment portion; 그리고, 모니터링 대상 구조물의 상호 연결부위에 설치되는 것으로서, 모니터링 대상 구조물의 상부구조체에 고정되는 상부구조(210), 하부구조체에 고정되는 하부구조(220), 그리고 상기 상, 하부구조에 각각 핀으로 연결되는 것으로서 실린더와 로드로 결합되어 그 길이가 신축할 수 있는 연결구조(230)를 포함하여 구성되는 부착구조물(200);And, as installed on the interconnection of the structure to be monitored, the upper structure 210 is fixed to the upper structure of the structure to be monitored, the lower structure 220 is fixed to the lower structure, and the upper and lower structures, respectively as a pin Attached structure 200 is configured to include a connecting structure 230 which is coupled to the cylinder and the rod is stretchable to be connected; 을 포함하여 구성되는 구조물 경사측정용 센서결합체. Sensor assembly for measuring the tilt of the structure is configured to include. 제1항의 구조물 경사측정용 센서결합체에 있어서,In the sensor assembly for measuring the tilt of the structure of claim 1, 상기 센서(100)는 상기 부착구조물(200)의 상부구조(210)와 하부구조(220) 모두에, 또는 상부구조(210)와 하부구조(220) 중의 어느 하나에, 추가로 더 부착된 것을 특징으로 하는, 구조물 경사측정용 센서결합체.The sensor 100 may be further attached to both the upper structure 210 and the lower structure 220 of the attachment structure 200, or to any one of the upper structure 210 and the lower structure 220. Characterized in that, the sensor assembly for measuring the tilt of the structure. 제1항 또는 제2항의 구조물 경사측정용 센서결합체;Sensor assembly for measuring the tilt of the structure of claim 1; 상기 센서결합체의 센서(100)로부터 감지된 계측데이터를 받아들여 이를 가공 및 저장하고, 수집된 데이터를 하기 데이터처리장치(500)에 직접 보내주는 데이터수집기(300); A data collector 300 which receives measurement data sensed from the sensor 100 of the sensor assembly, processes and stores the measured data, and sends the collected data directly to the data processing apparatus 500 below; 그리고, 상기 데이터수집기로부터 유선으로 직접 계측데이터를 받고, 이 데이터를 기초로 구조물의 거동상태를 계산하고, 구조물의 안전성을 판단하는 데이터처리장치(500)The data processing apparatus 500 receives measurement data directly from the data collector by wire, calculates the behavior of the structure based on the data, and determines the safety of the structure. 를 포함하여 구성되는 구조물 거동 모니터링 시스템.Structure behavior monitoring system comprising a. 제1항 또는 제2항의 구조물 경사측정용 센서결합체;Sensor assembly for measuring the tilt of the structure of claim 1; 상기 센서결합체의 센서(100)로부터 감지된 계측데이터를 받아들여 이를 가공 및 저장하고, 수집된 데이터를 하기 데이터처리장치(500)에 무선으로 송출하는 송신부를 구비한 데이터수집기(300);A data collector 300 having a transmitter for receiving measurement data sensed from the sensor 100 of the sensor assembly, processing and storing the measured data, and wirelessly transmitting the collected data to the data processing apparatus 500 below; 그리고, 상기 데이터수집기(300)로부터 무선으로 계측데이터를 수신하는 수신부를 구비하고, 수신한 데이터를 기초로 구조물의 거동상태를 계산하고, 구조물의 안전성을 판단하는 데이터처리장치(500)A data processing apparatus 500 including a receiver for wirelessly receiving measurement data from the data collector 300, calculating a behavior state of the structure based on the received data, and determining the safety of the structure. 를 포함하여 구성되는, 무선통신 방식의 구조물 거동 모니터링 시스템.It comprises a, the structure behavior monitoring system of a wireless communication method.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100961614B1 (en) * 2008-12-08 2010-06-04 연세대학교 산학협력단 Wireless strain measurement device having power saving functions and system using thereof
KR100967789B1 (en) * 2008-12-08 2010-07-05 연세대학교 산학협력단 Wireless Strain Measurement System and Method Using Thereof
WO2011007972A2 (en) * 2009-07-14 2011-01-20 주식회사 디에스텍 System for measuring the frequency of a vibrating wire sensor using a digital counter system
KR101395695B1 (en) * 2012-12-17 2014-05-16 세종대학교산학협력단 Method and system for measuring structural behavior
KR101443811B1 (en) 2013-02-27 2014-09-26 동신대학교산학협력단 Displacement measuring system for bridge and displacement measuring method for bridge using it
CN108332714A (en) * 2018-04-24 2018-07-27 华东交通大学 A kind of fixed wireless inclination measurement device
KR101886309B1 (en) * 2018-01-12 2018-08-09 (주)양지 Bridge displacement measurement system
CN109540432A (en) * 2019-01-08 2019-03-29 同济大学 Double-connecting rod type sensor fixed mechanism and bridge monitoring device
JP2020016115A (en) * 2018-07-27 2020-01-30 一般財団法人首都高速道路技術センター Road monitoring system
KR102583290B1 (en) 2022-12-29 2023-09-26 (주) 다음기술단 Behavior monitoring system for pile supported structure and construction method of the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0174002B1 (en) * 1993-11-05 1999-05-15 전성원 Three-dimensional relative displacement and goniometer
KR20020040141A (en) * 2000-11-23 2002-05-30 장근호 An equipment and a method of vertical axis alignment for structures jointed with gimbal

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0174002B1 (en) * 1993-11-05 1999-05-15 전성원 Three-dimensional relative displacement and goniometer
KR20020040141A (en) * 2000-11-23 2002-05-30 장근호 An equipment and a method of vertical axis alignment for structures jointed with gimbal

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100961614B1 (en) * 2008-12-08 2010-06-04 연세대학교 산학협력단 Wireless strain measurement device having power saving functions and system using thereof
KR100967789B1 (en) * 2008-12-08 2010-07-05 연세대학교 산학협력단 Wireless Strain Measurement System and Method Using Thereof
WO2011007972A2 (en) * 2009-07-14 2011-01-20 주식회사 디에스텍 System for measuring the frequency of a vibrating wire sensor using a digital counter system
WO2011007972A3 (en) * 2009-07-14 2011-04-14 주식회사 디에스텍 System for measuring the frequency of a vibrating wire sensor using a digital counter system
KR101044626B1 (en) 2009-07-14 2011-06-29 주식회사 디에스텍 System to measure a resonant frequency of a vibrating-wire sensor using a digital counter
KR101395695B1 (en) * 2012-12-17 2014-05-16 세종대학교산학협력단 Method and system for measuring structural behavior
KR101443811B1 (en) 2013-02-27 2014-09-26 동신대학교산학협력단 Displacement measuring system for bridge and displacement measuring method for bridge using it
KR101886309B1 (en) * 2018-01-12 2018-08-09 (주)양지 Bridge displacement measurement system
CN108332714A (en) * 2018-04-24 2018-07-27 华东交通大学 A kind of fixed wireless inclination measurement device
CN108332714B (en) * 2018-04-24 2024-02-06 华东交通大学 Fixed wireless inclinometer
JP2020016115A (en) * 2018-07-27 2020-01-30 一般財団法人首都高速道路技術センター Road monitoring system
JP7060470B2 (en) 2018-07-27 2022-04-26 一般財団法人首都高速道路技術センター Monitoring system
CN109540432A (en) * 2019-01-08 2019-03-29 同济大学 Double-connecting rod type sensor fixed mechanism and bridge monitoring device
KR102583290B1 (en) 2022-12-29 2023-09-26 (주) 다음기술단 Behavior monitoring system for pile supported structure and construction method of the same

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