KR100870061B1 - 전기비저항 모니터링용 전극 및 이를 이용하여 설계된 측선 - Google Patents

전기비저항 모니터링용 전극 및 이를 이용하여 설계된 측선 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전기비저항 모니터링용 전극은, 장기간 동일한 조건으로 전기비저항을 반복 측정하기 위한 전기비저항 모니터링용 전극으로서; 지중에 삽입될 수 있도록 하부에 뾰족한 삽입부를 갖는 내부식성 금속 전극과; 상기 전극 상부에 도전성 연결부재가 스크루로 결합되며; 상기 연결부재에 전선보호관으로 피복된 전선이 연결되고; 상기 전극과 상기 전선의 연결부를 절연성 합성수지로 절연 및 방수처리를 한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전기비저항 모니터링용 측선은, 장기간 동일한 조건으로 전기비저항을 반복 측정하기 위해 설계된 전기비저항 모니터링용 측선으로서; 복수개의 청구항 1의 전기비저항 모니터링용 전극을 지표로부터 일정 깊이로 굴착한 바닥에 일정 간격으로 삽입한 후, 상기 굴착부를 흙으로 되메움하고; 상기 각 전극의 전선들을 전선보호관을 통하여 터미널 보드에 연결시키는 것을 특징으로 한다.
전기비저항, 모니터링, 부식, 측선

Description

전기비저항 모니터링용 전극 및 이를 이용하여 설계된 측선{ELECTRODE FOR ELECTRICAL RESISTIVITY MONIT0RING AND SURVEY LINE DESIGNED USING THE ELECTRODE}
본 발명은 전기비저항 모니터링용 전극 및 이를 이용하여 설계된 측선에 관한 것으로서, 상세하게는 장기간 동일한 조건으로 전기비저항을 반복 측정하기 위한 전기비저항 모니터링용 전극 및 이를 이용하여 설계된 측선에 관한 것이다.
전기비저항탐사는 지표에 전류전극과 전위전극을 설치하고, 전류전극으로부터 전류를 흘려보내어 전위전극으로부터 전위차를 측정한다. 측정된 전위차로 지반의 겉보기 비저항을 산출하고, 역해석 과정을 거쳐 지반의 전기비저항 분포도를 구한다.
2차원 및 3차원 전기비저항 탐사 기술이 발달되어 토목 및 건설 분야의 지반조사, 환경오염부지 조사, 지질재해 분야의 조사 등에 전기비저항 탐사가 널리 사용되고 있다. 지반의 전기비저항은 공극율, 물 포화도(함수비), 간극수의 전기전도 도, 풍화 변질 등에 수반된 점토함유량(세립분의 함유량) 등에 의해서 좌우된다.
지반 내부의 물성변화를 모니터링하기 위해서는 현장에서 장기간 동일한 조건에서 전기비저항을 반복 측정해야한다. 이를 위해서는 전기비저항 측선을 지하에 매설할 필요가 있으며, 전류를 흘려보내고 전위차를 측정하는 전극이 땅과 접촉되어 있기 때문에 접촉저항을 일정하게 유지하는 것이 무엇보다도 중요하다.
일반적으로 전기비저항탐사는 지표에서 실시하기 때문에 다수의 전극봉을 지표면에서 10 ~ 20 cm 정도 삽입하여 사용한다. 이때 전극봉으로는 도 1과 같이 길이 30cm의 스테인리스나 구리 봉으로 만들어 사용하고 있다. 전기비저항탐사를 실시할 때는 전극봉을 이용하여 전류를 흘려보내고, 전위차를 측정해야 하기 때문에 지표면에 설치되어 있는 전극봉과 측정기 사이를 탐사용 케이블로 연결하게 된다.
전술한 종래 일반적인 전극봉을 사용한 전기비저항 탐사는 장기간 모니터링용으로 사용하기에는 지표면에 노출되어 있기 때문에 부식이 일어나고 지표면의 상태에 따라 접촉저항이 달라지기 때문에 장기 모니터링용 탐사에는 부적합하다.
즉, 장기적으로 전기비저항을 반복 측정하기 위해서는 각 전극에서의 접촉저항이 측정시마다 동일해야한다. 그런데, 종래 일반 전극은 측정시마다 지표면에 삽입하기 때문에 삽입장소에 따라서 접촉저항이 달라지므로 측정환경의 동일한 조건을 만족하기 어렵다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 장기간 동일한 조건으로 전기비저항을 반복 측정하기 위한 새로운 형태의 전기비저항 모니터링용 전극 및 이를 이용한 측선 설계 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기비저항 모니터링용 전극은, 장기간 동일한 조건으로 전기비저항을 반복 측정하기 위한 전기비저항 모니터링용 전극으로서; 지중에 삽입될 수 있도록 하부에 뾰족한 삽입부를 갖는 내부식성 금속 전극과; 상기 전극 상부에 도전성 연결부재가 스크루로 결합되며; 상기 연결부재에 전선보호관으로 피복된 전선이 연결되고; 상기 전극과 상기 전선의 연결부를 절연성 합성수지로 절연 및 방수처리를 한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전극은, 스테인리스 스틸로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 절연성 합성수지는 실리콘 수지로 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기비저항 모니터링용 측선은, 장기간 동일한 조건으로 전기비저항을 반복 측정하기 위해 설계된 전기비저항 모니터링용 측선으로서; 복수개의 청구항 1의 전기비저항 모니터링용 전극을 지표로부터 일정 깊이로 굴착한 바닥에 일정 간격으로 삽입한 후, 상기 굴착부를 흙으로 되메움하고; 상기 각 전극의 전선들을 전선보호관을 통하여 터미널 보드에 연결시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기비저항 모니터링용 전극은 탐사 측선과 함께 지하에 매설되어 있고 전극과 전선의 연결부를 절연성 합성수지로 마감 처리를 하여 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 동일한 접촉저항을 유지할 수 있다.
또한, 이러한 전기비저항 모니터링용 전극을 이용하여 설계된 측선을 이용하여 장기간 동일한 조건으로 전기비저항을 반복 측정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 측선 설계는 전극, 전선케이블, 터미널 보드가 일체형으로 설치되어 반복적인 자료 획득시 탐사기 본체만 연결하여 손쉽게 자료를 획득할 수 있게 된다.
이하에서 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기비저항 모니터링용 전극의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기비저항 모니터링용 전극(10)은, 지중에 삽입될 수 있도록 하부에 뾰족한 삽입부를 갖는 내부식성 금속 전극(11)과; 상기 전극(11) 상부에 스크루로 결합된 도전성 연결부재(13)와; 상기 연결부재(13)에 연결된 전선보호관(19)으로 피복된 전선(17)을 포함하여 이루어지며, 상기 전극(11)과 상기 전선(17)의 연결부를 실리콘 수지와 같은 절연성 합성수지(15)로 절연 및 방수처리를 한다. 상기 내부식성 금속 전극은 스테인리스 스틸로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 전기비저항 모니터링용 전극은 탐사 측선과 함께 지하에 매설되어 있고 전극과 전선의 연결부를 절연성 합성수지로 마감 처리를 하여 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 동일한 접촉저항을 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기비저항 모니터링용 측선 설계의 구 성을 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 전기비저항 모니터링용 전극을 이용한 본 발명의 측선 설계는 장기 모니터링을 위하여 지중에 매설하는 것으로, 전극은 전술한 바와 같이 장기간 매설상태에서도 부식이나 누전을 방지할 수 있도록 제작되었으며, 현장 자료 획득시 손쉽게 탐사기와 연결이 가능하도록 각 전극의 전선들이 연결된 터미널 보드를 설치하였다.
상세히 설명하면, 지표로부터 일정 깊이(약 30cm 정도)로 굴착한 바닥에 전술한 복수 개의 전극(10)을 일정 간격으로 지중에 삽입한 후, 굴착부를 흙으로 되메움하고, 각 전극의 전선들을 전선보호관을 통하여 터미널 보드에 연결시킨다. 복수 개의 전극의 설치 간격은 탐사 깊이에 비례하며, 일 실시예로 5m 간격으로 설치하였다. 도 3은 실제로 설치된 전극을 나타내는 사진이다.
이러한 측선 설계로 인하여, 장기간 전기비저항을 모니터링하는데 있어서 동일한 측정 조건을 유지할 수 있게 되며, 본 발명의 전극은 지중에 매설된 상태에서 전선과 전극 사이의 부식을 방지할 수 있도록 제작되었다.
또한, 장기간 전기비저항을 측정하기 위해서는 여러 번 반복적으로 자료 획득이 불가피 한데, 본 발명의 측선 설계는 전극, 전극 케이블, 터미널 보드가 일체형으로 설치되어 있어 자료 획득 시 탐사기 본체만 연결하며 손쉽게 자료를 획득할 수 있다.
지반내부의 물성변화(쓰레기 매립장의 침출수 유동 등)를 모니터링하기 위해서는 현장에서 장기간 동일한 조건으로 전기비저항을 반복 측정해야한다. 동일한 조건 중에서 가장 중요한 것이 접촉저항이다. 접촉저항은 전극봉과 땅 사이의 저항을 말하는 것으로, 장기적으로 전기비저항을 반복 측정하기 위해서는 각 전극에서의 접촉저항이 측정시마다 동일해야한다. 따라서 일반 전극은 측정시마다 지표면에 삽입하기 때문에 삽입장소에 따라서 접촉저항이 달라지므로 측정환경의 동일한 조건을 만족하기 어렵다. 그러나 본 발명의 전극은 탐사측선과 함께 지하에 매설되어 있고, 전극봉과 전선의 연결부에 실리콘으로 마감처리를 하기 때문에 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 동일한 접촉저항을 유지할 수 있는 것이 큰 장점이다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래 전기비저항 탐사용 전극봉을 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기비저항 모니터링용 전극의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기비저항 모니터링용 전극이 실제로 설치된 것을 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기비저항 모니터링용 측선 설계의 구성을 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 전기비저항 모니터링용 전극 11 : 스테인리스 전극
13 : 도전성 연결부재 15 : 절연성 합성수지
17 : 전선 19 : 전선보호관

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 지중에 삽입될 수 있도록 하부에 뾰족한 삽입부를 갖는 내부식성 금속 전극과, 상기 전극 상부에 스크루 결합된 도전성 연결부재와, 상기 연결부재에 연결된 전선과, 상기 전극과 상기 전선의 연결부를 절연 및 방수 처리한 절연성 합성수지를 포함하여 이루어지는 복수의 전기비저항 모니터링용 전극;
    상기 복수의 전기비저항 모니터링용 전극의 각 전선들이 연결되는 터미널 보드; 및
    상기 각 전선들을 모아 상기 터미널 보드로 연결시키며 상기 각 전선들을 보호하는 전극보호관;
    을 포함하여 이루어지며,
    지표로부터 일정 깊이로 굴착한 바닥에, 상기 복수의 전기비저항 모니터링용 전극을 일정 간격으로 삽입하고 상기 복수의 전극에 각각 연결된 전선들을 모아 상기 전극보호관을 통하여 상기 터미널 보드에 연결하며 상기 굴착부를 흙으로 되메움함으로써 이루어져, 장기간 동일한 조건으로 전기비저항을 반복 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기비저항 모니터링용 측선.
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