KR100852256B1 - 구조물의 변위 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공장 및 건설현장에 설치중이거나 기설치된 각종 구조물과 말뚝 등의 침하량 및 미세한 진동에 따른 변위를 라인 판독을 통해 정확히 측정하기 위한 구조물의 변위 측정장치에 관한 것으로, 구조물에 장착된 반사판에 광원을 조사하는 광신호 발생부와, 상기 반사판으로부터 반사된 광신호를 전기신호로 변환하는 감지센서부와, 상기 감지센서부에서 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환하는 제어장치부와, 상기 제어장치부에서 변환된 디지털 신호를 분석하는 분석장치부를 포함한다.
Description
도 1은 종래의 변위를 측정하는 방법을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 시간에 대한 변위의 파형 데이터를 나타내는 검사 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치의 내부구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치의 외형을 개략적으로 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치의 사용예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 사용되는 반사판의 일예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치를 통해 1차원 변위를 계측하기 위한 감지센서부의 제 1 배치를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치를 통해 2차원 변위를 계측하기 위한 감지센서부의 제 2 배치를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치를 통해 획득한 패턴신호의 변화를 나타내는 그래프.
본 발명은 구조물의 변위 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공장 및 건설현장에 설치중이거나 기설치된 각종 구조물과 말뚝 등의 침하량 및 미세한 진동에 따른 변위를 라인 판독을 통해 정확히 측정하기 위한 구조물의 변위 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 교량 및 공장 등의 건설구조물은 자체의 무게, 외부 압력 및 풍압 등의 각종 힘의 작용을 받게 되어, 변형 및 붕괴 등의 심각한 문제를 야기하게 된다.
이러한 심각한 문제에 대비하기 위해, 다이얼 게이지(Dial Gauge) 및 접촉식변위계(LVDT : Linear Variable Displacement Transducer)를 이용하여 각종 구조물의 변위를 측정하고 있지만, 구조물의 여건상 접촉식 변위계를 설치할 수 없는 경우가 많고, 속도 및 해상도에 있어서 현장에서 적용하기에 많은 문제점을 보이고 있는 것이 현실이다.
한편, 종래의 변위를 측정하는 기술에 대해서는, 대한민국 공개특허 제2006-0094879호 이외의 다수 문헌에 공개되어 있다.
도 1은 대한민국 공개특허 제2006-0094879호에 개시된 종래의 변위를 측정하는 하나의 방법을 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 변위를 측정하는 하나의 방법은, 말뚝(1) 상의 쿠션(3)에 중추(2)를 낙하시키고, 그 때의 말뚝(1) 머리의 가속도를 가속도 계(4)에 의해 계측하여, 그 적분값을 중추(2)의 하중에 의한 말뚝 머리의 변위로서 구한다.
즉, 종래의 변위를 측정하기 위한 하나의 방법은 가속도계를 이용하여 계측한 가속도를 적분하여 변위를 추정하는데, 이는 계측한 가속도를 적분하여 고체의 물질을 통과하는 진동변위의 속도를 구하고, 이를 한 번 더 적분하여 변위를 계산한다.
그러나, 계측하고자 하는 대상의 길이, 구조물의 모양 및 내용물에 따라 고체 내부를 통과하는 진동변위의 속도는 일정하지 않게 되며, 특히 비금속 구조물일 때에는 구조물의 구성물이 불균질하기 때문에 더 정확한 계측값을 얻지 못하게 된다.
즉, 종래의 하나의 방법과 같이, 각종 구조물에 대한 말뚝의 침하량의 변위를 계산 시, 속도를 1차 적분하여 변위량을 계산하는 경우에는 정확성 및 신뢰성이 떨어지게 되므로, 각종 건설현장에서 상기와 같은 종래의 방법은 사용되지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 변위를 측정하는 다른 하나의 방법이 대한민국 공개특허 제10-2006-0018909호에 개시되어 있다.
도 2의 (a), (b) 및 (C)는 1000Hz의 주파수성분을 가지는 원 신호(Original signal)에서 시간에 대한 변위의 파형 데이터를 나타내는 검사 그래프이다.
간략하게 설명하면, 상기 종래의 변위를 측정하는 다른 하나의 방법은, CCD(Charge-Coupled Device) 카메라를 이용하여 구조물의 2축 변위를 동적으로 계 측하는 시스템으로서, 타겟의 면적 부위에 대한 한 개의 기준 면적 점을 표시하고, 이 타겟의 면적 부위에 사진을 촬영해서 기준점과의 변위를 측정하는 면적별 계측방식이다.
이러한 다른 하나의 방법은, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, CCD 영상을 30Hz의 샘플링 속도, 구체적으로는 최대 32Hz의 샘플링 속도로 획득한다. 즉, 이것은 원 신호로부터 초당 32개의 변위데이터를 분석가능하다는 것을 의미한다.
예를 들면, 도 2의 (a) 및 (b)는 CCD 영상을 최대 30Hz 및 300Hz의 샘플링 속도로 획득하는 파형 그래프를 나타내고 있다.
그러나, 건설현장에서 말뚝 및 구조물의 순간 변위량은 도 2의 원 신호와 같이 최소 500Hz이상의 주파수 성분을 가진다. 따라서 이를 측정하려면, 도 2의 (C)에 나타낸 바와 같이, 3000Hz의 샘플링 속도, 예컨대 최소 500Hz 내지 최대 4000Hz 이상의 측정 속도(즉, 최소 초당 500개 내지 4000개 이상의 변위 데이터)가 필요하다.
즉, 상기와 같은 종래의 변위를 측정하는 다른 하나의 방법은, 변위 데이터의 획득 수량이 적어서, 앨리어싱 효과(Aliasing effect)로 인해 말뚝 및 구조물의 순간 변위에 대한 파형 데이터를 정확하게 획득할 수 없기 때문에, 건설현장의 말뚝 침하량 등의 조사에는 측정이 불가능하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 각종 건설현장에 설치중이거나 기설치된 각종 구조물과 말뚝 등의 침하량 및 미세 한 진동에 따른 변위를 라인 판독을 통해 정확히 측정하기 위한 구조물의 변위 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 맑은 날 태양광선에서도 반사판에 대한 정밀한 측점표시 및 계측값과, 측점거리에 따른 계측 값의 보정을 위해 녹색 레이저를 이용하는 구조물의 변위 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 광신호 증폭부 및 광변환부를 통해 반사판으로부터 계측된 변위량에 대한 신호를 100KHz의 샘플링 속도와 최대 5㎛ 이하의 해상도를 구현할 수 있도록 증폭 및 변환할 수 있는 구조물의 변위 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 1차원 변위 측정 및 2차원 변위 측정을 위한 라인 CCD를 수직 및 수평으로 배열하여, 언제든지 2차원 변위의 계측값을 구할 수 있는 구조물의 변위 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광변환부에서 획득한 x축, y축 변위에 대한 2차원변위와, z축 움직임을 표시하는 광학적 원근에 대한 3차원 미소변위까지 계측 및 분석가능한 구조물의 변위 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 구조물의 변위 측정장치의 구성요소인 광신호 발생부, 감지센서부, 제어장치부 및 분석장치부가 일체형으로 구성된 구조물의 변위 측정장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치 는, 구조물(180)에 장착된 반사판(113)에 광원을 조사하는 광신호 발생부(110)와, 상기 반사판(113)으로부터 반사된 광신호를 전기신호로 변환하는 감지센서부(130)와, 상기 감지센서부(130)에서 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환하는 제어장치부(150)와, 상기 제어장치부(150)에서 변환된 디지털 신호를 분석하는 분석장치부(170)를 포함하되, 상기 광신호 발생부(110)는, 상기 반사판(113)에 광원을 조사하여 측점위치를 표시하는 측점 표시부(111)와, 상기 측점 표시부(111)를 통해 상기 반사판(113)에 표시된 측점거리를 계측하는 측점거리 계측부(112)와, 상기 측점 표시부(111)를 통해 표시된 측점위치와 일치되게 상기 반사판(113)에 광원을 조사하는 내부광원(114)을 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치를 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치의 내부구성을 나타내는 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치의 외형을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치의 사용예를 나타내는 도면이다.
또한, 도 6은 본 발명에 사용되는 반사판의 일예를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치를 통해 1차원 변위를 계측하기 위한 감지센서부의 제 1 배치를 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치를 통해 2차원 변위를 계측하기 위한 감지센서부의 제 2 배치를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치를 통해 획득한 패턴신호 의 변화를 나타내는 그래프이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치(100)는 구조물(180)에 장착된 반사판(113)에 광원을 조사하여 미소변위를 계측하기 위한 광신호 발생부(110)와, 상기 반사판(113)으로부터 반사된 미소변위 성분이 포함된 광학신호를 전기신호로 변환하는 감지센서부(130)와, 상기 감지센서부(130)에서 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환함과 동시에 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치(100)의 기능을 제어하는 제어장치부(150)와, 상기 제어장치부(150)에서 변환된 디지털 신호를 분석하는 분석장치부(170)를 포함한다.
이때, 상기 광신호 발생부(110), 감지센서부(130), 제어장치부(150) 및 분석장치부(170)는 일체형으로 구성된다.
한편, 광신호 발생부(110)는 측점 표시부(111), 측점거리 계측부(112) 및 내부광원(114)으로 구성된다.
상기 측점 표시부(111)는 말뚝의 침하량 및 구조물의 미세한 진동 변위를 측정하기 위해 구조물(180)에 장착된 반사판(113)에 녹색의 광원을 사용하여 측점위치를 표시한다.
상기 측점거리 계측부(112)는 상기 측점 표시부(111)를 통해 반사판(113)에 표시된 측점거리를 계측한다.
상기 내부광원(114)은 반사판(113)의 측점위치에 초점을 조절하여, 상기 측점 표시부(111)를 통해 표시된 측점위치와 일치되게 광원을 조사한다.
이때, 상기 반사판(113)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 난반사로 인한 외부노 이즈를 줄여 광신호(126)의 신호대 잡음비(SNR)를 높이기 위해 외면에 전체적으로 광흡수제(121)가 코팅되어 있으며, 상기 광흡수제(121) 상에는 상기 내부광원(114)으로부터의 광원을 효율적으로 반사시키기 위해, 발광물질이 포함된 발광판(122)이 부착된다.
여기서, 상기 발광판(122)은 종래의 비접촉 변위 측정기가 가지는 낮은 해상도 문제를 극복하기 위해, 사각형상의 격자패턴(123)으로 구성되는데, 이는 1차원 및 2차원 변위의 계측이 가능하게 할 뿐만 아니라, 격자패턴의 크기(124)에 따라 계측되는 변위값의 분해능을 조절할 수 있게 한다.
예컨대, 상기 발광판(122)은 본 명세서에서는 사각형상의 격자 패턴(123)인 것으로 설명하고 있지만, 낮은 해상도 문제를 극복할 수 있기만 하면, 허니컴 형상, 원형, 타원형, 삼각형 및 마름모형 중 어느 하나의 격자패턴으로 구성되어도 상관없다.
또한, 각종 현장에서 반사판(113)에 조사되는 측점 표시부(111)와 내부광원(114)의 광원은 초점이 일치하여야 하는데, 햇볕이 비치는 낮과 맑은 날 야외의 현장에서는 상기 측점 표시부(111)로부터 조사된 광원이 반사판(113)에 고정되었는지를 육안으로 측정하는 것이 불가능하다.
즉, 야간에는 적색 레이저 빔을 반사판(113)에 조사하여 측점 표시부(111)로부터 조사된 광원의 초점이 반사판(113)에 정확히 조사되었는지에 대한 식별이 용이하나, 적색 레이저는 20,000럭스(Lux)보다 적으므로 주간에는 태양광선 때문에 초점의 식별이 불가능하여 사용할 수 없다.
따라서, 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치(100)에 적용되는 측점 표시부(111)로부터 조사되는 광원은 녹색 레이저를 기준광원으로 구성하는데, 그 이유를 설명하면 다음과 같다.
즉, 맑은 날 낮에 태양에 의한 조도는 50,000럭스(Lux) 이상이고, 흐린 날이라도 20,000럭스(Lux)이상이다. 이때, 구조물(180)에 부착된 반사판(113)의 측점에 적색 레이저를 조사하는 경우에는 100mW 이상의 레이저 출력을 사용해야 한다. 그러나, 이는 레이저의 가격과 구동을 위한 회로 및 전원의 구성이 어려워질 뿐만 아니라, 이러한 어려움에도 불구하고 구성을 하였다고 하여도 측점거리(125)가 1m 미만으로서 현장의 여건상 사용할 수 없다.
이 경우, 측점 표시부(111)의 광원을 녹색 레이저를 사용하면, 5mW 미만의 레이저 출력만으로도 최대 10m 까지 측점거리(125)를 확보할 수 있다. 또한, 측점거리(125)가 길어지는 경우, 레이저 파워를 수 mW 만큼만 증가시키더라도 충분한 성능을 얻을 수 있다.
그러므로, 측점 표시부(111)는 반사판(113)에 대한 정밀한 측점표시 및 계측 값과, 측점거리(125)에 따른 계측 값의 보정을 위해 녹색 레이저를 이용한다.
한편, 각종 건설 현장의 여건에 따라 측점거리(125)가 달라지는데, 이로 인해 내부광원(114)으로부터 조사되는 백색광원은 넓게 분산되고, 반사판(113)에 조사되는 백색광원의 광량은 거리의 제곱에 반비례하게 감소된다. 이 경우, 측점거리(125)가 멀어지거나 계측속도를 높일 경우에는 정확한 측정이 불가능하다.
그러므로, 측점거리(125)가 멀어지거나 계측속도를 높이는 경우에는 내부광 원(114)을 통한 초점조절을 통해 충분한 광원을 반사판(113)에 조사해야 한다.
한편, 감지센서부(130)는 광신호 증폭부(131), 증폭비 조절부(132) 및 광변환부(133)로 구성된다.
상기 광신호 증폭부(131)는 내부광원(114)으로부터 조사되어 반사판(113)에서 반사된, 변위신호를 포함하고 있는 광신호(126)를 증폭함과 동시에 외부의 잡음을 제거하며, 렌즈를 포함한 모듈로 구성되어 진다.
상기 증폭비 조절부(132)는 상기 측점거리 계측부(112)를 통한 거리정보와 태양광선의 밝기 등을 고려하여, 상기 광신호 증폭부(131)의 증폭비를 자동으로 제어한다.
상기 광변환부(133)는 광신호 증폭부(132)를 통과한 광신호를 전기적인 신호로 변환한다.
즉, 상기 광변환부(133)는 반사판(113)에 있는 사각형상의 격자 패턴(123)의 위치에 따라 전체 측정범위의 패턴을 인식하고, 이 인식된 패턴에 대한 광신호를 전기적인 신호로 변환한다.
이때, 상기 광신호 증폭부(132) 및 광변환부(133)는 상기 반사판(113)을 통해 계측된 변위량에 대한 신호를 100KHz의 샘플링 속도와 최대 5㎛ 이하의 해상도를 구현할 수 있도록 증폭 및 변환할 수 있는 장치이다.
또한, 상기 광변환부(133)는 line CCD, area CCD, 및 CMOS 소자 중 어느 하나를 사용하며, 보다 높은 해상도 및 측정 속도를 위해 광증배기가 포함된 영상획득 센서를 사용할 수 있음은 물론이다.
이때, 사용된 line CCD(134)는 100MHz ~ 1GHz의 주파수로 동작을 하고, 광변환부(133)의 픽셀이 1024개인 경우, 초당 100kHz ~1MHz 개수의 프레임의 획득이 가능하고, 한 개의 프레임이 1개의 변위 데이터로 변환되므로 변위량에 대한 신호를 초당 100kHz ~ 1MHz의 샘플링 속도로 구현이 가능하다.
또, 광신호 증폭부(131)에서 증폭비 1로 설정된 경우, 사용된 line CCD(134)의 일반적인 픽셀 사이즈가 5㎛이고, 변위량에 대한 광 패턴신호를 만드는 반사판(113)의 격자패턴의 크기(124)는 1mm인 경우, line CCD(134)의 픽셀 100개당 반사판(113)의 격자패턴 1개를 인식하게 된다. 이때, 미소변위에 대한 감지 센서부(130)의 해상도는 5㎛가 된다.
따라서, 광신호 증폭부(131)의 증폭비를 증가시킴으로서 감지 센서부(130)의 해상도를 더욱 높일 수 있다.
또한, 1차원 변위를 측정하기 위해서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 광신호 증폭부(132)와 광변환부(131) 및 수직으로 설치된 line CCD(134)를 배치할 수 있고, 2차원 변위를 측정하기 위해서는 도 8에 나타낸 바와 같이, 광신호 증폭부(132)와 수직 및 수평으로 각각 설치된 광변환부(131), 및 수직 및 수평으로 각각 설치된 라인 CCD(134)를 배치할 수 있다.
이때, 대각선 방향으로의 변위에 대해서는 2차원 변위값에 대한 벡터 합성법으로 구할 수 있다.
또한, 2차원 변위에서 획득한 미소변위의 패턴신호는 도 9의 (b)에서와 같이 전체적인 패턴신호의 축방향 이동만 존재하고 변위량은 a와 같은 값을 가진다.
만약, 실예를 나타내는 도 5에서 구조물(180)의 미소변위가 내부광원(114)의 조사방향과 같은 방향으로 있을 경우 획득되는 미소변위의 패턴신호의 폭은 넓어지거나 줄어들게 된다. 도 9의 (a)와 같이 기존 패턴과 비교하여 넓어진 값 c 및 줄어든 값 b를 광경로차 분석법을 이용하여 기존의 2축 변위뿐만 아니라 3차원 미소변위까지 구할 수 있다.
한편, 제어장치부(150)는 신호 조절부(151), AD 변환부(152), 제어부(153) 및 전원부(154)로 구성된다.
상기 신호 조절부(151)는 상기 광변환부(133)에서 변환된 전기적인 변위 신호를 분석하기 용이하게 처리한다.
상기 AD 변환부(152)는 상기 신호 조절부(151)에서 처리된 전기적인 변위 신호를 디지털 신호로 변환한다.
따라서, 상기 신호 조절부(151)는 상기 광변환부(133)로부터의 전기적인 변위 신호를 AD 변환부(152)의 입력에 알맞은 전기적인 신호로 가공하는 기능을 한다.
상기 제어부(153)는 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치(100)의 광신호 발생부(110), 감지센서부(130), AD 변환부(152) 및 분석장치부(170)를 전반적으로 제어한다.
상기 전원부(154)는 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치(100)를 구동하는 전원을 공급한다.
한편, 분석장치부(170)는 프로세서부(171), 클럭발생부(172), 저장부(173), 데이터 통신부(174) 및 키 입력부(175)로 구성된다.
상기 프로세서부(171)는 AD 변환부(152)를 통해 디지털 신호로 변환된 변위신호의 분석, 저장, 출력 및 전송을 제어한다.
상기 클럭발생부(172)는 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치(100)의 모든 동작신호를 생성한다.
상기 저장부(173)는 상기 프로세서부(171)를 통해 분석된 데이터를 저장한다.
상기 데이터 통신부(174)는 상기 프로세서부(171)를 통해 분석된 데이터를 PC 및 외부의 계측장비로 전송한다.
상기 키 입력부(175)는 미소진동 변위계측과 관련된 각종 설정데이터를 입력한다.
이하, 상기와 같이 구성된 구조물의 변위 측정장치(100)를 이용하여 각종 구조물과 말뚝 등의 침하량 및 미세한 진동에 따른 변위를 측정하는 동작을 간단하게 설명한다.
먼저, 측점 표시기(111) 및 측점거리 계측부(112)가 녹색 레이저를 구조물(180)에 부착된 반사판(113)에 조사한다.
다음에, 내부광원(114)이 상기 반사판(113)에 조사된 녹색 레이저가 표시하는 측점위치에 계측을 위한 광원을 조사한다.
그 다음, 감지센서부(130)가 상기 반사판(113)으로부터 반사된 미소변위 성분을 포함하는 광신호를 전기신호로 변환한다.
이후, 제어장치부(150)가 상기 감지센서부(130)에서 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환함과 동시에 각 부의 기능을 제어한다.
마지막으로, 분석장치부(170)가 상기 제어장치부(150)에서 변환된 디지털 신호를 분석, 저장, 출력 및 전송하여 각종 구조물과 말뚝 등의 침하량 및 변위량을 광학적 비접촉 방식으로 획득한다.
따라서, 각종 구조물 또는 말뚝에 광학용 반사판을 직접 부착하여 광학적 비접촉 방식으로 변위량 및 침하량을 직접 계측하므로 계측에 대한 정확성 및 신뢰성이 우수하다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 구조물의 변위 측정장치에 따르면, 공장 및 건설현장에 설치중이거나 기설치된 각종 구조물의 정확한 조립 및 진동에 따른 변위를 계측할 수 있다.
또한, 각종 건설현장의 침하가 예상되는 구조물 및 시공중인 말뚝의 침하량 및 기계구조물의 미세한 1차원 및 2차원 진동변위를 정확히 파악할 수 있어, 각종 건축구조물의 관리를 제대로 수행할 수 있다.
또, 광신호 증폭부 및 광변환부를 통해 반사판으로부터 계측된 변위량에 대한 신호를 100KHz의 샘플링 속도와 최대 5㎛ 이하의 해상도를 구현할 수 있도록 증 폭 및 변환할 수 있으므로, 미소 진동 변위량 및 순간 변위량의 계측이 요구되는 공장 및 건설 구조물에 효과적으로 적용할 수 있다.
Claims (10)
- 각종 구조물과 말뚝의 침하 및 변위를 측정하는 장치로서,구조물(180)에 장착된 반사판(113)에 광원을 조사하는 광신호 발생부(110)와, 상기 반사판(113)으로부터 반사된 광신호를 전기신호로 변환하는 감지센서부(130)와, 상기 감지센서부(130)에서 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환하는 제어장치부(150)와, 상기 제어장치부(150)에서 변환된 디지털 신호를 분석하는 분석장치부(170)를 포함하되,상기 광신호 발생부(110)는,상기 반사판(113)에 녹색 레이저 광원을 조사하여 구조물의 변위 측점위치를 표시하는 측점 표시부(111)와,상기 측점 표시부(111)를 통해 상기 반사판(113)에 표시된 측점거리를 계측하는 측점거리 계측부(112)와,상기 측점 표시부(111)를 통해 표시된 측점위치와 일치되게 상기 반사판(113)에 광원을 조사하는 내부광원(114)을 포함하고,상기 감지센서부(130)는,상기 내부광원(114)으로부터 조사되어 반사판(113)에서 반사된 광신호를 증폭함과 동시에 외부의 잡음을 제거하는 광신호 증폭부(131)와,상기 측점거리 계측부(112)를 통한 거리정보와 태양광선의 밝기를 고려하여, 상기 광신호 증폭부(131)의 증폭비를 제어하는 증폭비 조절부(132)와,상기 광신호 증폭부(132)를 통과한 광신호를 전기신호로 변환하는 광변환부(133)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 측정장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 제어장치부(150)는,상기 감지센서부(130)에서 변환된 전기신호를 분석할 수 있게 처리하는 신호 조절부(151)와,상기 신호 조절부(151)에서 처리된 전기신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환부(152)와,상기 광신호 발생부(110), 감지센서부(130), AD 변환부(152) 및 분석장치부(170)의 기능을 제어하는 제어부(153)와,상기 광신호 발생부(110), 감지센서부(130), 제어장치부(150) 및 분석장치부(170)에 전원을 공급하는 전원부(154)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 측정장치.
- 제 1항에 있어서,상기 분석장치부(170)는,상기 제어장치부(150)를 통해 변환된 디지털 신호의 분석, 저장, 출력 및 전송을 제어하는 프로세서부(171)와,상기 광신호 발생부(110), 감지센서부(130), 제어장치부(150) 및 프로세서부(171)의 동작신호를 생성하는 클럭발생부(172)와,상기 프로세서부(171)를 통해 분석된 데이터를 저장하는 저장부(173)와,상기 프로세서부(171)를 통해 분석된 데이터를 외부로 전송하는 데이터 통신부(174)와,변위 계측과 관련된 각종 설정 데이터를 입력하는 키 입력부(175)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 측정장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 반사판(113)은,외면에 전체적으로 광흡수제(121)가 코팅되어 있으며, 상기 광흡수제(121) 상에는 상기 내부광원(114)으로부터의 광원을 효율적으로 반사시키는 발광물질이 포함된 발광판(122)이 부착된 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 측정장치.
- 제 6항에 있어서,상기 발광판(122)은,허니컴 형상, 원형, 타원형, 삼각형, 사각형 및 마름모형 중 어느 하나의 격자 패턴으로 구성된 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 측정장치.
- 제 1항에 있어서,상기 광신호 증폭부(132) 및 광변환부(133)는,상기 반사판(113)을 통해 계측된 변위량에 대한 신호를 100KHz의 샘플링 속도와 최대 5㎛ 이하의 해상도를 구현할 수 있도록 증폭 및 변환하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 측정장치.
- 제 1항 또는 제 8항에 있어서,상기 광변환부(133)에서는,x축, y축 변위에 대한 2차원 변위와, z축 움직임을 표시하는 광학적 원근에 대한 3차원 미소변위까지 계측 및 분석 가능한 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 측정장치.
- 제 1항에 있어서,상기 광신호 발생부(110), 감지센서부(130), 제어장치부(150) 및 분석장치부(170)는 일체형으로 구성된 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 측정장치.
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