KR101012441B1 - 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면파를 이용하여 콘크리트 부재의 표면파 응답 가속도를 통해 콘크리트 구조물의 결함, 두께, 강성 등을 평가하는 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치에 있어서, 상기 콘크리트 부재에 가진원을 통해 가한 충격으로 발생하는 표면파의 응답 가속도를 측정하는 가속도 센서와, 상기 가속도 센서를 내부에 포함하여 상기 가속도 센서를 보호하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성하여 가속도 센서가 항상 돌출되있도록 탄성력에 의해 밀어주는 스프링과, 상기 하우징의 하단에 형성하여 가진원을 통해 가한 충격으로 발생한 표면파의 응답 가속도를 계측하기 위해 콘크리트 부재와 접촉하도록 가속도 센서의 계측 포인트를 형성하는 역 원뿔형태의 표면 접촉부를 포함하는 2개의 표면파 감지수단과, 상기 2개의 표면 감지수단을 일직선으로 서로 연결하여 휴대가 용이하도록 손잡이가 형성된 연결수단과, 상기 연결수단의 일측과 타측에 형성하여 상기 2개의 표면파 감지수단 사이의 길이를 조절하는 길이 조절부와, 상기 2개의 표면파 감지수단을 통해 계측한 표면파의 응답 가속도 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치를 제공한다.

표면파, 비파괴 검사, 콘크리트 부재, 가속도 센서

Description

표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치{Portable non-destructive Apparatus using surface wave}

본 발명은 표면파를 이용하여 콘크리트 부재의 표면파 속도를 통해 콘크리트 구조물의 결함, 두께, 강성 등을 평가하기 위해 2개의 표면파 감지수단과 상기 2개의 표면파 감지수단을 일직선으로 연결하기 위한 연결수단으로 이루어진 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 콘크리트 부재에 가진원을 통해 가한 충격으로 발생하는 표면파의 응답 가속도를 측정하기 위한 2개의 표면파 감지수단은 가속도 센서와 상기 가속도 센서를 내부에 포함하여 가속도 센서를 보호하는 하우징과, 상기 가속도 센서가 표면파의 응답 가속도를 측정하기 위해 상기 콘크리트 부재의 표면과 접촉해 상기 가속도 센서가 콘크리트 부재의 표면과 접촉 시 미끄러짐 및 기울어짐을 방지하여 계측 포인트를 형성하는 역 원뿔형의 표면파 접촉부로 이루어지며, 상기 연결부재는 일측에 2개의 표면파 감지수단 사이의 길이를 조절할 수 있는 길이 조절부를 형성하여 가진원을 통해 발생하는 표면파 응답 가속도 계측을 다양한 거리로 계측해 상기 표면파 응답 가속도 계측의 정확도를 높일 수 있으며, 상기 연결부재의 상단에 디스플레이부를 형성하여 표면파 응답 가속도 데이터를 디스플레이할 수 있는 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 최근 많은 재건축 공사와 리노베이션 공사로 기존 구조물의 유지관리 및 안전성의 확보가 중요한 과제로 떠오르고 있으며, 구조물을 안전하고 사용 가능한 상태로 유지하기 위해서는 정기적으로 점검, 평가하여 문제가 발생하기 전에 알아내고 조치를 취하여야 한다. 상기 구조물은 대부분 콘크리트로 이루어져 있으며, 상기 콘크리트는 약 110년 전에 개발되어 건설 및 산업발전에 중요한 역할을 해 왔고, 현재 모든 건설, 산업분야에 활발히 사용되고 있다.

그러나 최근에 와서 기존 콘크리트 구조물의 노후화와 각종 기능저하현상이 증대됨에 따라 콘크리트에 대한 신뢰성, 안전성, 유지관리, 내구성 향상과 품질관리에 대한 문제점들이 나타나고 있으며, 상기 콘크리트 구조물의 손상은 안전에 치명적이기 때문에 손상된 콘크리트 구조물의 보수, 교체를 위해 각종 구조물의 정상 또는 손상여부를 탐지하는 다양한 종류의 구조물 검사 장치 및 방법들이 개발되어 사용되고 있다.

상기 구조물 검사 장치 및 방법들 중 선진국에서 많이 사용하고 있는 비파괴 검사 방법은 구조물에 대한 손상없이 특정장비를 이용하여 조사함으로써 평가가 신 속하게 이루어질 수 있고, 육안으로 볼 수 없는 내부의 결함이나 손상 등을 탐지할 수 있으며, 조사결과의 객관성을 높일 수 있기 때문에 유용한 기법으로 알려져 있으며, 최근 국내에서도 신뢰성 있는 비파괴 검사기법으로 탄성응력파를 이용한 충격반향기법을 사용하여 구조물의 비파괴 검사를 실시하고 있다.

상기와 같은 종래의 비파괴검사 방법 및 장치는 도1에 도시된 바와 같이 가진원과 두 개의 감지기로 이루어져 가진원으로부터 발생한 응력파가 제1감지기와 제2감지기 사이를 전파하는 신호를 계측할 수 있도록 일직선상에 연결 배치하여 검사하고자 하는 위치에서 표면파 기법을 통해 P파의 속도를 측정하여 충격반향 기법에 적용하여 콘크리트 코아를 채취하지 않고 비파괴적으로 콘크리트 구조물의 두께 및 결함을 파악 수 있도록 구성되었다.

그러나 종래의 비파괴 검사 장치는 콘크리트 구조물의 표면파 속도 계측 시 상기 콘크리트 구조물의 표면과 접촉하는 제1감지기와 제2감지기가 미끄러지거나 기울어져 정확한 표면파 속도를 계측할 수 없으며, 이에 따라 사용자가 상기 제1감지기와 제2감지기를 누르면서 미끄러지거나 기울어지지 않도록 수동으로 잡고 있어야 하는 불편함이 발생하였고, 상기 콘크리트 구조물의 표면파 속도 계측 시 다수의 인원이 가진원을 통해 충격을 가하고, 상기 비파괴 검사 장치를 고정할 수 있도록 잡아줘 적어도 2명이상의 인원이 필요하여 인력을 낭비하는 문제점이 발생하였다.

또한, 제1감지기와 제2감지기가 일체형으로 고정되어 연결하여 상기 표면파의 속도 계측 시 제1감지기와 제2감지기의 사이 길이가 항상 고정적이여서 다양한 표면파 속도 계측을 할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 콘크리트 구조물의 결함, 두께, 강성 등을 평가하기 위해 상기 콘크리트 부재에 가진원을 통해 가한 충격으로 발생하는 표면파의 응답 가속도를 측정하기 위한 2개의 표면파 감지수단의 표면 접촉부를 역 원뿔형태로 삼각형 모양으로 형성하여 상기 가속도 센서 가 표면파의 응답 가속도 측정 시 상기 콘크리트 부재의 표면과 접촉하는 계측 포인트를 정확하게 접촉하여 상기 가속도 센서의 미끄러짐 및 기울어짐을 방지할 수 있으며, 상기 가속도 센서를 보호하기 위해 하우징을 형성하고, 상기 하우징의 상단에 추를 형성하여 상기 2개의 표면파 감지수단을 콘크리트 부재의 표면에 접촉하였을 때 추의 무게에 의해 자동으로 하우징이 하강하여 상기 스프링에 의해 돌출된 가속도 센서를 콘크리트 부재의 표면에 접촉시켜 한명의 인력으로 정확한 표면파 응답 가속도를 계측할 수 있으며, 상기 2개의 표면파 감지수단을 일직선상으로 연결하는 연결수단의 일측과 타측에 길이 조절부를 형성하여 필요에 따라 2개의 표면파 감지수단 사이 길이를 길이 조절홈을 통해 조절할 수 있어 다양한 표면파 응답 가속도를 계측할 수 있는 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 콘크리트 구조물의 결함, 두께, 강성 등을 평가하기 위해 상기 콘크리트 부재에 가진원을 통해 가한 충격으로 발생하는 표면파의 응답 가속도를 측정하기 위한 2개의 표면파 감지수단의 표면 접촉부를 역 원뿔형태로 삼각형 모양으로 형성하여 상기 가속도 센서가 표면파의 응답 가속도 측정 시 상기 콘크리트 부재의 표면과 접촉하는 계측 포인트가 정확하게 이루어져 정확한 표면파 응답 가속도를 계측하고, 상기 가속도 센서가 콘크리트 부재의 표면에 접촉 시 미끄러짐 및 기울어짐을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 상기 가속도 센서를 내부에 포함하여 상기 가속도 센서를 보호하는 하우징에 추를 형성하여 의해 상기 역 원뿔형태의 표면 접촉부가 콘크리트 부재의 표면에 접촉 시 추의 무게에 의해 상기 하우징이 자동으로 하강하여 상기 가속도 센서를 고정시킴으로써 계측 인력을 줄일 수 있고 정확한 계측 데이터를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 2개의 표면파 감지수단을 일직선상으로 연결하는 연결수단에 길이 조절부를 형성하여 필요에 따라 2개의 표면파 감지수단 사이 길이를 조절할 수 있어 다양한 표면파 응답 가속도를 계측할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 표면파를 이용하여 콘크리트 부재의 표면파 응답 가속도를 통해 콘크리트 구조물의 결함, 두께, 강성 등을 평가하는 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치에 있어서,

상기 콘크리트 부재에 가진원을 통해 가한 충격으로 발생하는 표면파의 응답 가속도를 측정하는 가속도 센서와, 상기 가속도 센서를 내부에 포함하여 상기 가속도 센서를 보호하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성하여 가속도 센서가 항상 돌출되있도록 탄성력에 의해 밀어주는 스프링과, 상기 하우징의 하단에 형성하여 가진원을 통해 가한 충격으로 발생한 표면파의 응답 가속도를 계측하기 위해 콘크리트 부재와 접촉하도록 가속도 센서의 계측 포인트를 형성하는 역 원뿔형태의 표면 접촉부를 포함하는 2개의 표면파 감지수단;

상기 2개의 표면 감지수단을 일직선으로 서로 연결하여 휴대가 용이하도록 손잡이가 형성된 연결수단;

상기 연결수단의 일측과 타측에 형성하여 상기 2개의 표면파 감지수단 사이의 길이를 조절하는 길이 조절부;

상기 2개의 표면파 감지수단을 통해 계측한 표면파의 응답 가속도 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 표면파 감지수단은 역 원뿔형태의 표면 접촉부를 삼각형 모양으로 3개 형성하여 상기 표면파 응답 가속도 계측 시 가속도 센서의 기울어짐 및 미끄러짐을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기 표면파 감지수단의 하우징은 상단에 추를 형성하여 상기 표면파 응답 가속도 계측 시 추의 무게에 의해 콘크리트 부재의 표면으로 하우징을 자동 하강해 상기 스프링에 의해 돌출된 가속도 센서가 콘크리트 부재 표면에 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 표면 접촉부는 하우징에 돌출되도록 형성하여 상기 표면파 응답 가속도 계측 시 콘크리트 부재의 표면에 표면 접촉부를 접촉시킨 후 상기 하우징의 상단에 형성된 추 무게에 의해 상기 하우징을 하강하여 돌출된 가속도 센서와 표면 접촉부를 콘크리트 부재 표면의 동일선상에 접촉하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 길이 조절부는 2개의 표면파 감지수단이 위치한 연결수단에 홈을 형성하여 각각의 표면파 감지수단을 홈을 통해 이동하여 상기 2개의 표면파 감지수단 사이의 길이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하고자 한다.

도2는 본 발명에 따른 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치의 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치의 정면도이며, 도4는 본 발명에 따른 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치의 평면도이고, 도5는 본 발명에 따른 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치의 측면도이다.

상기 도2 내지 도5에 도시된 바와 같이 본 발명은 표면파를 이용하여 콘크리트 부재의 표면파 응답 가속도를 통해 콘크리트 구조물의 결함, 두께, 강성 등을 평가하는 것으로 콘크리트 부재의 표면에 가진원을 통해 충격을 가하면 상기 충격에 의해 발생하는 표면파 응답 가속도를 2개의 표면파 감지수단(100)을 통해 계측하며, 상기 2개의 표면파 감지수단(100)은 연결수단(200)에 의해 일직선으로 서로 연결되고 상기 연결수단의 일측과 타측에 길이 조절부(220)를 형성하여 상기 2개의 표면파 감지수단(100) 사이의 거리를 조절하여 다양한 거리에서 표면파의 응답 가속도를 계측할 수 있다.

상기 표면파 감지수단(100)은 표면파의 응답 가속도를 측정하기 위한 가속도 센서(110)와 상기 가속도 센서(110)를 내부에 포함하여 가속도 센서(110)를 보호하는 하우징(120)과 상기 하우징(120)의 내부에 형성하여 가속도 센서(110)가 항상 돌출되도록 탄성력에 의해 밀어주는 스프링(미도시)과 상기 하우징(120)의 하단에 형성하여 가진원을 통해 가한 충격으로 발생한 표면파의 응답 가속도를 계측하기 위해 콘크리트 부재와 접촉하도록 상기 가속도 센서(110)의 계측 포인트를 형성하는 역 원뿔형태의 표면 접촉부(130)로 이루어진다. 상기 표면 접촉부(130)는 표면파 응답 가속도 계측 시 상기 가속도 센서(110)의 기울어짐 및 미끄러짐을 방지하기 위해 삼각형 모양으로 3개를 형성하여 상기 가속도 센서(110)의 기울어짐 및 미끄러짐의 방지는 물론 표면파 감지수단(100)의 기울어짐 및 미끄러짐을 방지할 수 있다.

또한, 상기 하우징(120)의 상단에 추(140)를 형성하여 상기 표면파 응답 가속도 계측 시 추(140)의 무게에 의해 콘크리트 부재의 표면으로 하우징(120)이 자동 하강해 상기 스프링(미도시)에 의해 돌출된 가속도 센서(110)가 콘크리트 부재 표면에 고정되며, 상기 가속도 센서(110)는 돌출된 표면 접촉부(130)와 상기 콘크리트 부재의 동일선상에 접촉하도록 위에서 압력을 가하여 작업자가 표면파 응답 가속도 계측 시 계측 위치에 표면파 감지수단(100)을 위치만 시키면 자동으로 응답 가속도를 계측하여 기존처럼 다수의 작업자가 필요없이 한명의 작업자가 표면파 응답 가속도를 계측할 수 있다.

또한, 상기 연결수단(200)은 2개의 표면파 감지수단(100)을 일직선상으로 연결하도록 이루어지며, 상단에는 휴대를 용이하게 하기 위해 손잡이(210)가 형성되어 있고, 상기 2개의 표면파 감지수단(100)을 연결하는 일측과 타측에 길이 조절부(220)를 형성하여 상기 길이 조절부(220)의 길이 조절홈(221)을 통해 상기 2개의 표면파 감지수단(100) 사이의 거리를 조절할 수 있으며, 상기 연결수단(200)의 일측에 디스플레이부(300)를 형성하여 작업자가 표면파 응답 가속도 데이터를 확인할 수 있도록 한다.

본 발명은 상기와 같은 구성으로 이루어져 콘크리트 구조물의 결함, 두께, 강성 등을 평가하기 위해 상기 콘크리트 부재에 가진원을 통해 가한 충격으로 발생하는 표면파의 응답 가속도를 측정하기 위한 2개의 표면파 감지수단(100)의 표면 접촉부(130)를 역 원뿔형태의 삼각형 모양으로 3개를 형성하여 상기 가속도 센서(110)가 표면파의 응답 가속도 측정 시 상기 콘크리트 부재의 표면과 접촉하는 계측 포인트를 정확하게 접촉하여 상기 가속도 센서(110)는 물론 2개의 표면파 감지수단(100)의 미끄러짐 및 기울어짐을 방지할 수 있으며, 상기 가속도 센서(110)를 보호하기 위해 하우징(120)을 형성하고, 상기 하우징(120)의 상단에 추(140)를 형성하여 상기 2개의 표면파 감지수단(100)을 콘크리트 부재의 표면에 접촉하였을 때 추(140)의 무게에 의해 자동으로 하우징(120)이 하강하여 상기 스프링(미도시)에 의해 돌출된 가속도 센서(110)를 콘크리트 부재의 표면에 접촉시켜 한명의 인력으로 정확한 표면파 응답 가속도를 계측할 수 있으며, 상기 2개의 표면파 감지수단(100)을 일직선상으로 연결하는 연결수단(200)의 일측과 타측에 길이 조절부(220)를 형성하여 필요에 따라 2개의 표면파 감지수단(100) 사이 길이를 길이 조절홈(221)을 통해 조절할 수 있어 다양한 표면파 응답 가속도를 계측할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도1은 종래의 비파괴 검사 장치의 단면도.

도2는 본 발명에 따른 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치의 사시도.

도3은 본 발명에 따른 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치의 정면도.

도4는 본 발명에 따른 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치의 평면도.

도5는 본 발명에 따른 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치의 측면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 **

100 : 표면파 감지수단 110 : 가속도 센서

120 : 하우징 130 : 표면 접촉부

140 : 추 200 : 연결수단

210 : 손잡이 220 : 길이 조절부

221 : 길이 조절홈 300 : 디스플레이부

Claims (5)

1. 표면파를 이용하여 콘크리트 부재의 표면파 응답 가속도를 통해 콘크리트 구조물의 결함, 두께, 강성 등을 평가하는 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치에 있어서,

   상기 콘크리트 부재에 가진원을 통해 가한 충격으로 발생하는 표면파의 응답 가속도를 측정하는 가속도 센서와, 상기 가속도 센서를 내부에 포함하여 상기 가속도 센서를 보호하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성하여 가속도 센서가 항상 돌출되있도록 탄성력에 의해 밀어주는 스프링과, 상기 하우징의 하단에 형성하여 가진원을 통해 가한 충격으로 발생한 표면파의 응답 가속도를 계측하기 위해 콘크리트 부재와 접촉하도록 가속도 센서의 계측 포인트를 형성하도록 삼각형 모양의 3개를 형성하여 표면파 응답 가속도 계측 시 가속도 센서의 기울어짐 및 미끄러짐을 방지하는 역 원뿔형태의 표면 접촉부를 포함하는 2개의 표면파 감지수단;

   상기 2개의 표면 감지수단을 일직선으로 서로 연결하여 휴대가 용이하도록 손잡이가 형성된 연결수단;

   상기 연결수단의 일측과 타측에 길이 조절홈을 형성하여 상기 2개의 표면파 감지수단 사이의 길이를 길이 조절홈을 통해 이동하여 조절하는 길이 조절부;

   상기 2개의 표면파 감지수단을 통해 계측한 표면파의 응답 가속도 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 표면파 감지수단의 하우징은 상단에 추를 형성하여 상기 표면파 응답 가속도 계측 시 추의 무게에 의해 콘크리트 부재의 표면으로 하우징을 자동 하강해 상기 스프링에 의해 돌출된 가속도 센서가 콘크리트 부재 표면에 고정하는 것을 특징으로 하는 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 표면 접촉부는 하우징에 돌출되도록 형성하여 상기 표면파 응답 가속도 계측 시 콘크리트 부재의 표면에 표면 접촉부를 접촉시킨 후 상기 하우징의 상단에 형성된 추 무게에 의해 상기 하우징을 하강하여 돌출된 가속도 센서와 표면 접촉부를 콘크리트 부재 표면의 동일선상에 접촉하도록 하는 것을 특징으로 하는 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치.
5. 삭제

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