KR100972655B1

KR100972655B1 - Ｇｐｒ 탐사를 위한 보조 장치

Info

Publication number: KR100972655B1
Application number: KR1020080075782A
Authority: KR
Inventors: 안영기
Original assignee: 주식회사 한국국토안전연구원
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2010-07-27
Also published as: KR20100014008A

Abstract

본 발명은 GPR 탐사를 위한 보조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 구조물의 내부 상태를 전자기파를 이용하여 측정하기 위한 고중량의 GPR(Ground Penetrating Radar) 탐사용 안테나를 안정적이면서 편안한 자세로 견인할 수 있도록 함으로써, 콘크리트 구조물에 대한 탐사 작업 편의성을 향상시킬 수 있는 GPR 탐사를 위한 보조 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 소정 면적의 작업판과; 상기 작업판에 원하는 방향을 따라 배열되는 한 쌍 또는 두 쌍의 거치대 고정판과; 상기 거치대 고정판의 양단부를 고정시키는 클램핑 수단과; 상기 거치대 고정판상에 장착되는 지지봉 거치대와; 상기 지지봉 거치대에 삽입되면서 수직으로 세워지는 안테나 지지봉과; 상기 안테나 지지봉의 상단에 상하 및 좌우 방향으로 회전 가능하게 장착되는 방향전환용 회전조립체와; 상기 회전조립체에 상하좌우 방향전환이 가능하도록 안착되는 소정 길이의 안테나 고정봉과; 상기 안테나 고정봉의 상단에 고정된 GPR 안테나; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 GPR 탐사를 위한 보조 장치를 제공한다.

GPR, 탐사, 보조 장치, 콘크리트 구조물, 안테나, 안테나 고정봉, 작업 편의 성

Description

ＧＰＲ 탐사를 위한 보조 장치{Assistance device for supporting GPR antenna}

잘 알려진 바와 같이, 터널 구조물, 대형 건물 등과 같은 콘크리트 구조물을 축조한 후, 일정 시간이 지나서 그 내구성 및 배면의 공사 상태를 파악하기 위한 탐사 공정이 진행된다.

상기 콘크리트 구조물 배면의 들뜸 또는 공동 등을 전자기파를 이용하여 탐사할 수 있는 방법 중 GPR(Ground Penetrating Radar) 탐사법이 주로 사용되고 있는데, 이러한 비파괴 검사에 사용하는 GPR 안테나는 콘크리트 구조물 탐사 시 400~1000Mhz 대역의 전자기파를 사용한다.

여기서, 종래의 GPR 탐사 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 소정 길이의 안테나 고정봉의 하단을 작업자가 직접 손으로 잡아서 콘크리트 구조물 표면으로 세운 다음, 상기 안테나 고정봉의 상단끝에 고정된 GPR 안테나를 콘크리트 표면에 밀착시킨다.

이어서, 작업자가 직접 걷거나 또는 이동대차에 올라탄 상태에서 상기 GPR 안테나를 콘크리트 표면을 따라 일정한 속도로 이동시키는 바, 상기 GPR 안테나의 이동거리 및 이동속도는 측정의 정확성에 영향을 미치므로 일정한 움직임을 유지해야만 한다.

이때, 상기 콘크리트 표면을 따라 이동하는 GPR 안테나의 송수신기를 통해 400~1000Mhz 대역의 전자기파가 송수신되면서, GPR 안테나와 신호 교환 가능하게 연결된 측정장비의 모니터에 콘크리트 구조물 내부 상태가 표시된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 GPR 탐사 방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기 GPR 안테나는 그 중량이 탐사심도 및 용도에 따라 다르지만, 흔히 토목 구조물에 사용되는 콘크리트 두께 탐사용 안테나의 중량은 약 4.8Kg에 달하기 때문에, 작업자가 안테나 고정봉을 잡음과 동시에 GPR 안테나를 직접 콘크리트 표면(특히, 터널 구조물의 천정면)에 밀착시키는데 큰 힘이 들고, 지속적인 탐사시 작업자는 힘의 한계에 부딪힘과 함께 GPR 안테나의 중량을 감당하지 못하여, 결국 GPR 안테나가 콘크리트 표면에서 이격되어 정확한 탐사가 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

즉, 콘트리트 구조물의 바닥쪽에 대한 탐사는 GPR 안테나의 중량에 별영향없이 작업자가 손쉽게 탐사 작업을 할 수 있지만, 대형 터널의 천정면 및 어깨면 등을 탐사할 경우에는 GPR 안테나 및 이를 지지하는 안테나 고정봉을 직접 들어 올려야 하므로 2인 이상의 작업자가 함께 투입되어도 고중량으로 인해 연속적인 탐사작업에 어려움이 있다.

또한, 고중량의 GPR 안테나를 콘크리트 표면에 밀착시켜 이동시키되, 스치듯이 이동시켜야 하므로, GPR 안테나와 콘크리트 표면간의 간격을 일정하게 유지하는데 어려움이 있기 때문에, 콘크리트 구조물에 대한 안정되고 정확한 탐사가 이루어지지 않는 문제점이 있다.

또한, GPR 안테나는 콘크리트 표면과 접촉하는 부분이 거의 평면으로 되어 있기 때문에, 콘크리트 표면에 굴곡이 있거나, GPR 안테나의 이동을 방해하는 장애물이 있는 경우에는 GPR 안테나의 원활한 이동을 방해하게 되어 콘크리트 구조물에 대한 정확한 측정 정보를 얻는데 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 콘크리트 구조물에 대한 GPR 탐사 작업시 GPR 안테나 및 이를 지지하는 안테나 고정봉을 견고하게 거치시킴과 함께 자유롭게 방향 전환시킬 수 있도록 함으로써, 작업자가 고중량의 GPR(Ground Penetrating Radar) 탐사용 안테나를 안정적이면서 편안한 자세로 견인 하면서 콘크리트 구조물에 대한 탐사 작업을 정확하고 편리하게 수행할 수 있도록 한 GPR 탐사를 위한 보조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소정 면적의 작업판과; 상기 작업판에 원하는 방향을 따라 배열되는 한 쌍 또는 두 쌍의 거치대 고정판과; 상기 거치대 고정판의 양단부를 고정시키는 클램핑 수단과; 상기 거치대 고정판상에 장착되는 지지봉 거치대와; 상기 지지봉 거치대에 삽입되면서 수직으로 세워지는 안테나 지지봉과; 상기 안테나 지지봉의 상단에 상하 및 좌우 방향으로 회전 가능하게 장착되는 방향전환용 회전조립체와; 상기 회전조립체에 상하좌우 방향전환이 가능하도록 안착되는 소정 길이의 안테나 고정봉과; 상기 안테나 고정봉의 상단에 고정된 GPR 안테나; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 GPR 탐사를 위한 보조 장치를 제공하고자 한 것이다.

바람직한 일 구현예로서, 상기 거치대 고정판은 한 쌍 또는 두 쌍이 작업판상에 배열되며, 각 쌍의 거치대 고정판은 길이방향을 따라 다수개의 슬롯이 형성된 소정 길이의 "ㄴ"자형 강철판이 2열로 배열된 것임을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 클램핑 수단은: 상기 작업판에 배열된 거치대 고정판의 양단에 밀착되는 고정목과; 상기 고정목과 작업판을 조여주는 만력기; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 방향전환용 회전조립체는: 상기 안테나 지지봉의 상단에 좌우방향으로 회전 가능하게 삽입 장착되는 회전봉과; 상기 회전봉의 상단에 일체로 조립되는 하판과; 상기 하판의 양측부에서 수직으로 세워진 한 쌍의 측판과; 상기 측판의 내면에 상하 회전 가능하게 장착되어, 상기 안테나 고정봉이 안착되는 롤러; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 GPR 안테나의 저면에는 다수개의 각도 조절홀을 갖는 한 쌍의 각도 조절편이 일체로 형성되고, 상기 안테나 고정봉의 상단에는 상기 한 쌍의 각도 조절편 사이로 삽입되는 조립단이 일체로 형성되며, 상기 조립단에는 상기 각도 조절홀과 일치되는 체결홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 콘크리트 구조물에 대한 GPR 탐사 작업시, 작업판에 거치대 고정판을 고정시킴과 함께 거치대 고정판에 지지봉 거치대를 고정시킨 다음, 지지봉 거치대에 안테나 지지봉을 수직으로 삽입한 상태에서, 안테나 지지봉의 상단에 장착된 방향전환용 회전조립체에 GPR 안테나가 고정된 안테나 고정봉을 거치시킴으로써, 작업자가 고중량의 GPR 탐사용 안테나를 안정적이면서 편안한 자세로 견인하는 동시에 방향 조절하면서 콘크리트 구조물에 대한 탐사 작업을 정확하고 편리하게 수행할 수 있다.

이에, 종래와 같이 작업자가 직접 GPS 안테나가 장착된 안테나 고정봉을 잡고 GPR 탐사 작업을 실시함에 따라 작업자의 근력 이상의 힘이 드는 불편함을 해소 할 수 있고, 산업안전상 안전한 작업을 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치로서, 거치대 고정판이 작업판상에 X축 방향으로 배열되어, GPR 탐사 작업이 이루어지는 예를 설명하는 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치로서, 거치대 고정판이 작업판상에 Y축 방향으로 배열되어, GPR 탐사 작업이 이루어지는 예를 설명하는 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보조 장치의 각 구성들은 이동대차(56)의 상판 즉, 작업판에 설치되는데, 먼저 상기 작업판(10)상에 원하는 방향을 따라 한 쌍 또는 두 쌍의 거치대 고정판(12)을 배열시킨다.

상기 거치대 고정판(12)은 길이방향을 따라 다수개의 슬롯(26)이 형성된 소정 길이의 "ㄴ"자형 강철판(일종의 앵글 형태)을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 "ㄴ"자형 강철판은 한 쌍 또는 두 쌍을 이루며 상기 작업판(10)상에 일렬로 배열된다.

이때, 상기 작업판(10)상에 배열된 거치대 고정판(12)이 클램핑 수단(14)에 의하여 고정되는데, 첨부한 도 5에서 잘 볼 수 있듯이 상기 클램핑 수단(14)은 작 업판(10)에 배열된 거치대 고정판(12)의 양끝단에 밀착되는 고정목(28)과, 상기 고정목(28)과 작업판(10)을 함께 조여주는 만력기(30)로 구성된다.

이에, 상기 만력기(30)에 의하여 조여진 고정목(28)에 상기 거치대 고정판(12)의 양끝단부가 밀착되어, 결국 작업판(10)상의 거치대 고정판(12)은 그 배열 위치를 견고하게 유지하게 된다.

상기 거치대 고정판(12)의 배열 방향은 콘크리트 구조물(특히, 터널의 천정면)에 대한 GPR 안테나(24)의 탐사 방향에 따라, 도 2에 도시된 예와 같이 X축 방향으로 배열될 수 있고, 또는 Y축 방향으로 배열될 수도 있다.

또한, 상기 거치대 고정판(12)에 대한 단품을 도시한 도 4에서 보는 바와 같이, 작업판(10)의 면적에 따라 거치대 고정판(12)의 길이를 조절할 수 있다.

즉, 작업판(10)의 면적에 따라 두 개의 거치대 고정판(12)을 겹친 후, 그 겹친 부위의 슬롯을 통해 볼트(52)와 너트(54)를 조여줌으로써, 거치대 고정판(12)의 길이를 조절할 수 있다.

한편, 상기와 같이 작업판(10)상에 고정된 거치대 고정판(12)에는 지지봉 거치대(16)가 안착 고정되는데, 콘크리트 구조물(특히, 터널의 천정면)에 대한 GPR 안테나(24)의 탐사 방향에 따라, 도 2 및 도 3에 도시된 예와 같이 원하는 위치에 안착 고정될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 지지봉 거치대(16)는 상기 거치대 고정판(12)에 안착되어 볼트 등으로 체결되는 사각판형의 거치판(48)과, 이 거치판(48)의 중앙부에 일체로 형성된 결합구(50)로 구성되며, 실제로는 상기 거치판(48)을 거치대 고정 판(12)의 원하는 위치에 안착시켜 볼트와 너트 등으로 고정시키게 된다.

따라서, 상기 지지봉 거치대(16)의 결합구(50)에 소정 길이를 갖는 안테나 지지봉(18)을 삽입하면, 안테나 지지봉(18)이 수직으로 세워지는 상태가 된다.

상기 안테나 지지봉(18)을 하나만 세워도 무방하나, 보다 안정적인 작업을 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 하나는 길고 다른 하나는 짧은 것으로 적용하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 안테나 지지봉(18)의 상단에는 상하 및 좌우 방향으로 회전 가능하게 방향전환용 회전조립체(20)가 장착된다.

보다 상세하게는, 상기 방향전환용 회전조립체(20)는 상기 안테나 지지봉(18)의 상단에 좌우방향으로 회전 가능하게 삽입되는 회전봉(32)과, 이 회전봉(32)의 상단에 일체로 조립되는 하판(34)과, 상기 하판(34)의 양측부에서 수직으로 세워진 한 쌍의 측판(36)을 포함하며, 이에 상기 안테나 지지봉(18)에 삽입된 회전봉(32)과, 하판(34)과, 측판(36)이 좌우방향으로 회전 가능한 상태가 된다.

즉, 상기 안테나 지지봉(18)에 삽입된 회전봉(32)이 좌우로 회전되면, 일체로 연결된 하판(34)과 측판(36)도 함께 좌우로 회전하게 된다.

특히, 상기 측판(36)의 내면에는 롤러(38)가 상하 회전 가능하게 장착되며, 상기 롤러(38)의 표면에 상기 안테나 고정봉(22)이 안착되며 거치되는 부분이 된다.

상기와 같이, 안테나 고정봉(22)의 하단부는 작업자가 손으로 잡는 부분이고, 그 상단끝에는 콘크리트 구조물의 표면에 밀착되는 GPR 안테나(24)가 장착된 다.

이때, 상기 GPR 안테나(24)와 안테나 고정봉(22)간의 각도 조절을 위한 구성으로서, 상기 GPR 안테나(24)의 저면에는 다수개의 각도 조절홀(40)을 갖는 한 쌍의 각도 조절편(42)이 일체로 형성되고, 상기 안테나 고정봉(22)의 상단에는 체결홀(46)을 갖는 조립단(44)이 일체로 형성된다.

따라서, 상기 GPR 안테나(24)의 각도 조절편(42) 사이로 상기 안테나 고정봉(22)의 조립단(44)을 삽입한 다음, 원하는 각도 조절홀(40)과 체결홀(46)을 통해 이 볼트와 너트를 조여줌으로써, 상기 GPR 안테나(24)와 안테나 고정봉(22)간의 각도를 원하는 각도로 조절할 수 있다.

여기서, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 보조 장치를 이용하여 GPR 탐사를 하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 작업자가 안테나 고정봉(22)을 잡아서 상기 방향전환용 회전조립체(20)의 롤러(38)에 안착시켜 거치시키고, 동시에 상기 GPR 안테나(24)를 콘크리트 구조물(특히, 터널의 천정면)의 표면에 밀착시킨다.

이때, GPR 안테나(24) 및 안테나 고정봉(22)이 이미 방향전환용 회전조립체(20)의 롤러(38)에 거치되어 고정된 상태이므로, 작업자는 콘크리트 구조물 표면에 밀착된 GPR 안테나(24)가 떨어지지 않도록 안테나 고정봉(22)의 하단부를 아주 작은 힘만으로 잡고 있으면 된다.

연이어, 상기 이동대차(56)가 이동하면, 콘크리트 구조물 표면에 밀착된 GPR 안테나(24)는 콘크리트 구조물을 따라 스치듯 이동하게 되고, 이에 콘크리트 구조 물에 대한 GPR 탐사가 이루어지게 된다.

만일, 콘크리트 구조물의 다른 부위 또는 다른 콘크리트 구조물을 탐사하려면, 상기 거치대 고정판(12)의 배열 방향을 콘크리트 구조물(특히, 터널의 천정면)에 대한 GPR 안테나(24)의 탐사 방향에 따라, X축 또는 Y축 방향으로 재배열하고, 이 거치대 고정판(12)에 지지봉 거치대(16)를 원하는 위치로 재장착하여, 안테나 지지봉(18)의 위치를 가변시키면 된다.

이와 함께, 상기 안테나 고정봉(22)을 작업자가 원하는 방향으로 회전시키면, 상기 안테나 지지봉(18)에 삽입된 회전봉(32)의 좌우 회전 동작 및 상기 안테나 고정봉(22)이 안착된 롤러(38)의 상하 회전 동작에 따라, 상기 안테나 고정봉(22)이 원하는 방향으로 이동될 수 있고, 결국 안테나 고정봉(22)의 상단에 고정된 GPR 안테나(24)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.

또한, 콘크리트 구조물에 대한 탐사중, 장애물(터널의 천정면에 설치된 배선기구 등)이 나타나는 경우, 상기 롤러(38)의 구름 작동을 보조받으면서 안테나 고정봉(22)을 하방향으로 살짝 내리면 되고, 장애물 통과후에는 다시 롤러(38)의 구름동작을 받으면서 상방향으로 다시 올리면 된다.

이와 같이, 콘크리트 구조물의 원하는 표면에 대하여, GPR 안테나(24)를 이동시키면서 정확한 탐사가 이루어질 수 있고, 특히 작업자가 고중량의 GPR 탐사용 안테나를 안정적이면서 편안한 자세로 견인하는 동시에 방향 조절하면서 콘크리트 구조물에 대한 탐사 작업을 정확하고 편리하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치로서, 거치대 고정판이 작업판상에 X축 방향으로 배열되어, GPR 탐사 작업이 이루어지는 예를 설명하는 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치로서, 거치대 고정판이 작업판상에 Y축 방향으로 배열되어, GPR 탐사 작업이 이루어지는 예를 설명하는 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치의 구성중 거치대 고정판의 모습을 보여주는 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치의 구성중 클램핑 수단을 보여주는 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치의 구성중 방향전환용 회전조립체를 나타내는 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치의 구성중 GPR 안테나와 안테나 고정봉간의 연결 구조를 보여주는 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 GPR 탐사를 위한 보조 장치를 이용하여 콘크리트 구조물(터널)에 대한 탐사 작업을 실시하는 것을 설명하는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 작업판 12 : 거치대 고정판

14 : 클램핑 수단 16 : 지지봉 거치대

18 : 안테나 지지봉 20 : 방향전환용 회전조립체

22 : 안테나 고정봉 24 : GPR 안테나

26 : 슬롯 28 : 고정목

30 : 만력기 32 : 회전봉

34 : 하판 36 : 측판

38 : 롤러 40 : 각도 조절홀

42 : 각도 조절편 44 : 조립단

46 : 체결홀 48 : 거치판

50 : 결합구 52 : 볼트

54 : 너트 56 : 이동대차

Claims

소정 면적의 작업판(10)과;

상기 작업판(10)에 원하는 방향을 따라 배열되는 한 쌍 또는 두 쌍의 거치대 고정판(12)과;

상기 거치대 고정판(12)의 양단부를 움직이지 않게 고정시키는 클램핑 수단(14)과;

상기 거치대 고정판(12)상에 장착되는 지지봉 거치대(16)와;

상기 지지봉 거치대(16)에 삽입되면서 수직으로 세워지는 안테나 지지봉(18)과;

상기 안테나 지지봉(18)의 상단에 상하 및 좌우 방향으로 회전 가능하게 장착되는 방향전환용 회전조립체(20)와;

상기 회전조립체(20)에 상하좌우 방향전환이 가능하도록 안착되는 소정 길이의 안테나 고정봉(22)과;

상기 안테나 고정봉(22)의 상단에 고정된 GPR 안테나(24);

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 GPR 탐사를 위한 보조 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 거치대 고정판(12)은 한 쌍 또는 두 쌍이 작업판(10)상에 배열되며, 각 쌍의 거치대 고정판(12)은 길이방향을 따라 다수개의 슬 롯(26)이 형성된 소정 길이의 "ㄴ"자형 강철판이 2열로 배열된 것임을 특징으로 하는 GPR 탐사를 위한 보조 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 클램핑 수단(14)은:

상기 작업판(10)에 배열된 거치대 고정판(12)의 양단에 밀착되는 고정목(28)과;

상기 고정목(28)과 작업판(10)을 함께 조여주는 만력기(30);

로 구성된 것을 특징으로 하는 GPR 탐사를 위한 보조 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 방향전환용 회전조립체(20)는:

상기 안테나 지지봉(18)의 상단에 좌우방향으로 회전 가능하게 삽입 장착되는 회전봉(32)과;

상기 회전봉(32)의 상단에 일체로 조립되는 하판(34)과;

상기 하판(34)의 양측부에서 수직으로 세워진 한 쌍의 측판(36)과;

상기 측판(36)의 내면에 상하 회전 가능하게 장착되어, 상기 안테나 고정봉(22)이 안착되는 롤러(38);

로 구성된 것을 특징으로 하는 GPR 탐사를 위한 보조 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 GPR 안테나(24)의 저면에는 다수개의 각도 조절홀(40)을 갖는 한 쌍의 각도 조절편(42)이 일체로 형성되고, 상기 안테나 고정봉(22)의 상단에는 상기 한 쌍의 각도 조절편(42) 사이로 삽입되는 조립단(44)이 일체로 형성되며, 상기 조립단(44)에는 상기 각도 조절홀(40)과 일치되는 체결홀(46)이 형성된 것을 특징으로 하는 GPR 탐사를 위한 보조 장치.