KR100904854B1

KR100904854B1 - 전기비저항 탐사 컨트롤박스

Info

Publication number: KR100904854B1
Application number: KR1020070067855A
Authority: KR
Inventors: 신종호; 신용석; 박성우
Original assignee: 건국대학교 산학협력단; 한국시설안전공단
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2009-06-26
Also published as: KR20090003995A

Abstract

본 발명은 전기비저항기기와 콘크리트판 사이에 설치하여 간단한 키조작만으로 전류전극 및 전위전극을 콘크리트판에 다양하게 조합할 수 있으므로 비저항값 측정시마다 별도의 전류전극 및 전위전극의 세팅이 필요 없게 하는 컨트롤박스에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 콘크리트판에 삽입된 복수의 탐침과 전기적으로 연결되는 연결부와; 전기비저항기기와 전기적으로 연결된 전극부와; 상기 연결부와 상기 전극부를 전기적으로 연결하는 컨트롤부와; 제어명령이 입력되는 입력부와, 상기 입력부의 제어명령에 의해 컨트롤부를 제어하는 제어부를 구비한 제어모듈;로 구성되는 컨트롤박스에 관한 것이다.

전기비저항기기, 전류전극, 전위전극, 컨트롤부, 제어모듈

Description

전기비저항 탐사 컨트롤박스{A CONTROLBOX FOR ELETRICAL RESISTIVITY SURVEY}

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 전기비저항탐사를 나타내는 흐름도,

도 2는 본 발명의 구성요소를 나타내는 구성도,

도 3은 본 발명이 전기비저항기기 및 콘크리트판 사이에 설치되어 사용상태를 나타내는 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 컨트롤박스 10 : 연결부

20 : 전극부 30 : 컨트롤부

40 : 제어모듈 41 : 입력부

42 : 제어부 43 : 표시부

50 : 키패드부 60 : 콘크리트판

70 : 전기비저항기기

본 발명은 전기비저항기기와 콘크리트판 사이에 설치하여 간단한 키 조작만으로 전류전극 및 전위전극을 콘크리트판에 다양하게 조합할 수 있으므로 비저항값 측정시마다 별도의 전류전극 및 전위전극의 세팅이 필요 없는 컨트롤박스에 관한 것이다.

일반적으로 건설, 토목 현장에서 물리탐사는 지반문제에 대한 사전, 사후 관리일환으로 보편화 되고 있으며, 지반문제에 있어 상당 부분이 지반의 전기적 물성과 관련되므로 전기비저항 탐사는 물리탐사 기법 중 가장 많이 사용되고 있는 조사방법이다.

상기 전기비저항 탐사는 1개의 단순 전극에서 흘러 들어가는 전류가 야기 시키는 전위분포로 설명되지만 실제적으로는 복수의 전극을 이용하여야만 측정이 가능하므로 보통 4개의 전극을 이용하여 탐사가 수행된다. 이중 2개의 전극은 양전류전극(C+), 음전류 전극(C-)으로 전류가 측정대상 즉 지반, 콘크리트 등에서 그 내부로 흘러 들어가고, 나오는 위치가 된다. 나머지 두 개의 전극은 전위전극으로 두 지점의 전위차를 측정하기 위해 설치된다. 두 지점의 전위차를 측정하는 이유는 전위 측정은 항상 상대적인 측정을 통해 수행되기 때문이다. 보통, 양의 전위로 취급되는 부분을 양전위 전극(P+), 음의 전위로 취급되는 부분을 음전위 전극(P-)으로 명명된다. 이러한 전기비저항 탐사는 전극의 배열에 따라 다양한 형태로 이용될 수 있다. 콘크리트 비파괴검사에서는 상기 전극들을 동일 측선상에서 여러 전극배열을 수행하여 그 비저항값을 비교함으로써 콘크리트 하자 유무 등을 검사할 수 있다.

일반적인 전기비저항탐사는 도 1a 및 도 1b에서 보는 바와 같이 전기비저항기기(70)에 콘크리트판(60)에 동일 측선상에 탐침에 의해 삽입된 복수의 연결라인 중 상기 양전류전극(C+), 음전류 전극(C-)에 전기적으로 연결되는 연결라인을 선택하여 연결하고, 또한 상기 양전위 전극(P+), 음전위 전극(P-)에 전기적으로 연결되는 연결라인을 선택하여 연결함으로써 비저항값을 계측하도록 구성되며, 도 1b에서 보는 바와 같이 또 다른 조합 즉 양전류전극(C+), 음전류 전극(C-), 양전위 전극(P+), 음전위 전극(P-)에 전기적으로 연결될 연결라인을 선택하여 다시 세팅함으로써 이에 따른 비저항값을 계측한다. 이러한 각 양전류전극(C+), 음전류 전극(C-), 양전위 전극(P+), 음전위 전극(P-)의 조합마다 별도의 세팅과정을 통해 비저항값을 산출토록 하여 일련의 비저항값을 비교함으로써 콘크리트판(60)에서 어떤 부분에 하자 즉 공극, 수분 등의 유무를 판단하는 것이다.

그러나 상기와 같이 양전류전극(C+), 음전류 전극(C-), 양전위 전극(P+), 음전위 전극(P-)에 대한 각각의 조합마다 별도의 세팅을 거쳐 비저항값을 산출해야 하므로 시험의 번거로움과 시험시간에 장시간이 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 상기 언급한 문제점들을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 비저항값 측정시마다 전기비저항기기의 전류전극단자 및 전위전극단자에 콘크리트판으로부터의 연결라인을 세팅해야하는 번거로움을 제거하여 시험시간을 단축할 수 있도록 전기비저항기기 및 콘크리트판 사이에 연결라인을 간단한 조작만으로 조절할 수 있는 컨트롤박스를 제공하고자 함이다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적들은 콘크리트판에 삽입된 복수의 탐침과 전기적으로 연결되는 연결부와; 전기비저항기기와 전기적으로 연결된 전극부와; 상기 연결부와 상기 전극부를 전기적으로 연결하는 컨트롤부와; 제어명령이 입력되는 입력부와, 상기 입력부의 제어명령에 의해 컨트롤부를 제어하는 제어부를 구비한 제어모듈;로 구성됨을 특징으로 하는 전기비저항탐사 컨트롤박스에 의해 달성된다.

상기 연결부는 상기 콘크리트판에 삽입된 복수의 탐침과 각각 전기적으로 연결되는 복수의 삽입단자가 구성됨을 특징으로 한다.

상기 전극부는 전류전극부와 전위전극부로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 전류전극 제어부와 전위전극 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제어모듈에는 입력부에 입력된 제어명령이 현시되는 표시부가 더 구성됨을 특징으로 한다.

상기 입력부에 제어명령을 입력하도록 키패드부가 더 구성됨을 특징으로 한다.

상기 전기비저항기기로부터 출력된 데이터가 저장되는 저장부가 더 구성됨을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다.

도 2는 본 발명의 구성요소를 나타내는 구성도이며, 도 3은 본 발명이 전기비저항기기와 콘크리트판 사이에 설치되어 사용되는 상태를 나타내는 상태도이다.

도 2에서 보는 바와 같이 본 발명의 전기비저항탐사 컨트롤박스(100)는 연결부(10), 전극부(20), 컨트롤부(30), 제어모듈(40)로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 연결부(10)는 시험부재인 콘크리트판(60)과 전기적으로 연결된 구성으로 콘크리트판(60)에 삽입된 복수의 탐침(도면번호 도시되지 않음.)과 전기적으로 연결되는데 이를 더욱 상세히 설명하면 도 3에서 보는 바와 같이 상기 연결부(10)는 하우징(80)의 외부로 복수의 삽입단자(11)에 의해 노출된다. 도 3에서는 상기 삽입단자(11)가 20개가 형성된 것을 도시하고 있는데 이는 삽입단자(11)의 수에 따라 이하에서 설명할 전류전극(21)과 전위전극(22)의 조합을 다양하게 구성할 수 있게 되는 것이다. 상기 삽입단자(11)는 이하에서 설명할 컨트롤부(30)에 의해 이하에서 설명할 전극부(20)와 전기적으로 연결되는 구성이며, 연결라인(12)에 의해 상기 콘크리트판(60)과 전기적으로 연결되는 것이다. 상기 연결라인(12)은 다양하게 구성될 수 있는 바, 일 예로 전선부재의 일단에 탐침을 구성하여 콘크리트판(60)에 각각 삽입하고, 그 타단에 플러그를 구성하여 상기 삽입단자(11)에 삽입함으로써 상기 연결부(10)와 상기 콘크리트판(60)이 전기적으로 연결되는 것이다.

상기 전극부(20)는 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 전기비저항기기(70)와 전기적으로 연결되며, 이하에서 설명할 컨트롤부(30)에 의해 연결부(10)와 전기적으로 연결될 수 있는 구성으로써 상기 전극부(20)는 전류전극(21)과 전위전극(22)으로 구성된다. 상기 전류전극(21)과 전위전극(22)은 각각 상기 전기비저항기기(70)의 전류전극단자(71) 및 전위전극단자(72)와 전기적으로 연결된다. 즉 도 3에서 보는 바와 같이 2개의 전류전극(21)이 2개의 전류전극단자(71)와 연결되고, 2개의 전위전극(22)이 2개의 전위전극단자(72)와 연결되는 것이다. 이렇게 전류전극(21) 및 전위전극(22)이 전기비저항기기(70)의 전류전극단자(71) 및 전위전극단자(72)와 연결됨으로써 전기비저항기기(70)에 의해 비저항값이 출력될 수 있는 것이다. 상기 전기비저항기기(70)는 일반적인 전기비저항탐사에 사용되는 공지구성이다.

상기 컨트롤부(30)는 이하에서 설명할 제어부(42)의 제어에 따라 상기 연결부(10)와 상기 전극부(20)를 전기적으로 연결시키는 구성에 해당한다. 예를 들어 설명하면 제어부(42)의 제어명령에 의해 2개의 전류전극(21)을 2개의 연결라인(12) 즉 2개의 삽입단자(11)에 연결하고, 2개의 전위전극(22)을 2개의 연결라인(12) 즉 2개의 삽입단자(11)에 연결함으로써 각각 선택된 위치(조합)에서의 비저항값을 전기비저항기기(70)가 출력할 수 있도록 하며 나머지 선택되지 않은 연결라인(12)들에는 전기적으로 차단을 하여 선택한 조합에서만의 비저항값을 산출하도록 하는 것이다.

상기 제어모듈(40)은 입력부(41), 제어부(42), 표시부(43)로 구성되는데, 상기 입력부(41)는 사용자의 입력신호(제어명령)를 입력하고, 상기 제어부(42)로 출력하는 구성으로써 상기 입력부(41)는 도 2에서 보는 바와 같이 키패드부(50)와 연결되어 사용자가 키패드부(50)의 조작에 의해 상기 입력부(41)에 신호를 입력하고 출력할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 제어부(42)는 입력부(41)에서 출력된 신호(제어명령)를 상기 컨트롤부(30)로 출력하여 상기 컨트롤부(30)를 제어하는 구성이다. 상기 제어부(42)에는 전류전극 제어부(42a)와 전위전극 제어부(42b)로 구성되어 입력부(41)의 신호에 따라 전류전극 제어부(42a)는 컨트롤부(30)를 제어하여 전류전극(21)과 연결부(10)가 전기적으로 연결될 수 있도록 하며, 전위전극 제어부(42b)도 컨트롤부(30)를 제어하여 전위전극(22)과 연결부(10)가 전기적으로 연결될 수 있도록 하는 것이다.

상기 표시부(43)는 외부에서 인식할 수 있도록 표시되는 구성으로써 사용자가 입력한 입력신호 등이 표시되는 구성이다. 즉 사용자가 선택한 전극부(20)와 연결부(10)의 선택번호(도 3에서 도시된 삽입단자(11)의 번호들)가 표시되도록 하여 사용자가 계측된 비저항값이 어떤 선택 즉 연결라인(12)에 의한 것인지를 확인할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 컨트롤박스(100)에는 저장부(80)가 구성될 수 있는 바, 상기 저장부(80)는 선택된 연결라인(12)에서 비저항값이 전기비저항기기(70)로부터 측정되고 이러한 비저항값을 전기비저항기기(70)로부터 출력 받아 저장하여 데어터베이스화 하는 구성이다. 또한, 상기 저장부(80)는 입력부(41)의 입력에 의해 저장된 데이터를 출력하여 상기 표시부(43)에 현출할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 입력부(41)의 신호에 따라 수동모드 또는 자동모드를 선택할 수 있는 모드선택부(90)가 구성될 수 있다. 상기 모드선택부(90)는 수동모 드(91)와 자동모드부(92)가 구성되는데 입력부(41)의 신호에 따라 수동모드부(91)가 선택되면 입력부(41)의 선택신호에 따라 제어부(42)의 컨트롤부(30) 제어에 의해 연결부(10)와 콘크리트판(60) 사이의 연결라인(12)들이 각각 선택되고 이러한 연결라인(12)의 조합에 대한 전기비저항기기(70)에 의한 선택된 비저항값이 입력부(41)에 출력되면 상기 수동모드부(91)가 종료신호를 제어부(42)에 출력하여 입력부(41)에 입력된 선택신호만을 단발적으로 수행케함으로써 사용자가 다른 선택을 입력부(41)에 다시 입력하도록 하는 것이다. 또한 입력부(41)의 신호에 따라 상기 자동모드부(92)가 선택되면 입력부(41)의 선택신호(여러가지 조합)들을 순차적으로 제어부(42)에 출력하고, 이러한 순차적인 출력신호에 따라 제어부(42)가 컨트롤부(30)를 제어함으로써 비저항값이 순차적으로 출력될 수 있게 된다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명의 작동상태를 설명하면, 우선 사용자가 연결라인(12) 즉 연결부(10)의 복수의 삽입단자(11) 중 전류전극(21)과 전위전극(22)의 각각의 조합을 선택하여 키패드부(50)를 조작하면 키패드부(50)와 연결된 입력부(41)에 상기 조합에 관한 신호가 입력된다. 예를 들어 입력될 신호는 모드선택 및 연결라인의 선택신호로써 수동모드를 선택하고, 전류전극(21)과 연결될 삽입단자(11)로써 도 3에서 보는 바와 같이 삽입단자(11)의 번호 1, 2를 선택하고, 전위전극(22)과 연결될 삽입단자(11)로써 삽입단자(11)의 번호 3, 4를 선택할 수 있는 것이다. 상기 입력신호에 의해 선택모드부(90)의 수동모드부(91)가 선택되고, 제어부(42)의 전류전극제어부(42a) 및 전위전극제어부(42b)는 각각 컨트롤부(30)를 제어하여 전류전극(21)이 삽입단자(11)의 번호 1,2와 전기적으로 연결되며 전위전 극(22)이 삽입단자(11)의 번호 3,4와 전기적으로 연결되도록 한다. 이렇게 전기적으로 연결됨에 따라 자동적으로 전기비저항기기(70)에서는 상기 조합에 해당하는 비저항값이 측정되고, 이 값이 저장부(80)로 출력되어 데이터가 저장되고 입력부(41)에 입력된다. 입력부(41)는 비저항값이 입력되면 수동모드부(91)로 신호를 출력하며 상기 수동모드부(91)는 종료신호를 제어부(42)로 출력하므로써 작동이 종료되는 것이며, 사용자는 다른 조합을 상기 입력부(41)에 입력함에 의해 또 다른 작동이 시작된다.

여기서, 사용자가 자동모드부(92)를 선택하는 경우에는 전류전극(21)과 전위전극(22)이 전기적으로 연결될 삽입단자(11)의 번호 조합을 예를 들어 전류전극(21) 및 전위전극(22)이 각각 삽입단자(11)의 번호 1,2,3,4조합, 2,3,4,5조합, 3,4,5,6조합, .... ,17,18,19,20조합으로 순차적으로 연결될 수 있도록 복수의 조합을 입력하고, 이러한 입력신호에 의해 자동적으로 조합이 끝날 때가지 각각에 대한 비저항값이 출력되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 구성된 본 발명에서는 전류전극과 전위전극의 일조합에 대한 비저항값을 측정 후 전기비저항기기에 다시 전류전극과 전위전극을 세팅해야하는 번거로움 없이 단순한 키패드 작동으로 전류전극과 전위전극을 세팅할 수 있으므로 시험시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 자동모드에 의해 일련의 전류전극과 전위전극의 조합군을 한 번의 키패드 작동으로 별도의 세팅 없이 시험할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 수동모드, 자동모드 등의 입력신호에 의한 비저항값들을 저장부에 저장되어 데이터베이스화 할 수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

콘크리트판에 삽입된 복수의 탐침과 전기적으로 연결되는 연결부와;

전기비저항기기와 전기적으로 연결된 전극부와;

상기 연결부와 상기 전극부를 전기적으로 연결하는 컨트롤부와;

제어명령이 입력되는 입력부와, 상기 입력부의 제어명령에 의해 컨트롤부를 제어하는 제어부를 구비한 제어모듈;로 구성됨을 특징으로 하는 전기비저항탐사 컨트롤박스.
제 1항에 있어서,

상기 연결부는 상기 콘크리트판에 삽입된 복수의 탐침과 각각 전기적으로 연결되는 복수의 삽입단자가 구성됨을 특징으로 하는 전기비저항탐사 컨트롤박스.
제 1항에 있어서,

상기 전극부는 전류전극부와 전위전극부로 구성됨을 특징으로 하는 전기비저항탐사 컨트롤박스.
제 3항에 있어서,

상기 제어부는 전류전극부 제어부와 전위전극부 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 전기비저항탐사 컨트롤박스.
제 1항에 있어서,

상기 제어모듈에는 입력부에 입력된 제어명령이 현시되는 표시부가 더 구성됨을 특징으로 하는 전기 비저항 탐사 컨트롤박스.
제 1항에 있어서,

상기 입력부에 제어명령을 입력하도록 키패드부가 더 구성됨을 특징으로 하는 전기 비저항 탐사 컨트롤박스.
제 1항 있어서,

상기 전기비저항기기로부터 출력된 데이터가 저장되는 저장부가 더 구성됨을 특징으로 하는 전기비저항 탐사 컨트롤박스.