KR101037135B1 - 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

콘크리트의 내부공동 비파괴 검사장치 및 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 콘크리트 구조물의 이상여부를 검사하기 위해 내부공동의 두께를 검사하는 콘크리트의 내부공동 검사장치에 있어서, 상기 콘크리트의 양쪽 표면에 각각 설치되는 제 1전극과 제 2전극, 상기 제 1전극으로 정전압을 인가하는 정전압 발생기, 상기 정전압 발생기에 의해 인가된 전압에 의해 상기 제 2전극에서 출력되는 임피던스 값을 측정하는 전류측정기, 상기 제 1, 2전극으로 전압을 인가하는 정전압 발생기와 임피던스를 측정하는 전류측정기를 제어하고 상기 전류측정기로부터 측정된 임피던스를 입력받는 제어부 및 상기 제어부로부터 제공받은 임피던스를 통해 콘크리트 내부공동의 두께정보를 출력하는 단말기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 콘크리트 구조물에 발생된 균열의 내부공동에 대한 정보를 획득할 수 있어 이에 따라 효과적으로 대응할 수 있는 이점이 있다.
콘크리트, 비파괴, 도전율, 유전율, 전극, 임피던스

Description

콘크리트의 내부공동 비파괴 검사장치 및 검사방법{method and apparatus for concrete air-voids detecting}
본 발명은 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 주파수의 변화에 따른 전극을 통해 빠져 나온 임피던스의 변화율을 통해 콘크리트의 내부공동을 측정하는 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
콘크리트는 약 110년 전에 개발된 이후 방대한 영역에서 사용되어져 왔으며, 앞으로도 인류문명발전에 중요한 역할을 수행할 것으로 생각된다. 하지만 근래에 와서 전 세계적으로 콘크리트 구조물들의 노후화와 기능저하현상이 진행되고 있고, 수많은 콘크리트 구조물들이 그 수명을 다해가고 있다. 구조물의 노후화는 시민들의 안전에 크게 위협이 되고 있으며, 이러한 콘크리트 구조물의 안전한 유지보수는 근래에 들어 사회적인 큰 이슈가 되고 있다. 특히 콘크리트 구조물의 내부에 발생하는 공동은 구조물의 내구성을 크게 저하시켜 구조물의 수명을 크게 단축시키는 주요 원인으로 작용하기 때문에, 신뢰 할 수 있는 공동의 검지방법의 개발은 구조물의 적절한 유지관리 및 시민들의 피해방지를 위해 매우 중요하다.
콘크리트에 발생하는 공동은 구조물의 성능을 저하시키고 노후화를 촉진시키는 주요 원인으로 작용하지만, 이를 탐지하기란 현실적으로 쉽지는 않는다. 현재 콘크리트 내부의 공동을 검지하는 비파괴검사 방법으로는 반발경도법, 적외선 열화상(infrared thermography)법, 초음파법 등이 사용되어지고 있다.
반발경도법은 스프링 힘을 받는 측정봉이 콘크리트 표면을 타격한 후 튕겨진 거리를 측정함으로써 콘크리트의 강도 또는 균질성을 평가할 수 있는 방법으로서 장비가 가볍고 다루기 쉬우나 결과 값이 콘크리트의 표면조건에 많은 영향을 받으므로 정확한 예측치를 주지 못하는 단점이 있다. 대표적인 예로서는 슈미트 해머 시험법을 들 수 있다.
적외선 열화상법은 적외선 영상장치를 통해 콘크리트 구조물 표면의 열화상을 촬영하여 표면의 온도분포나 그 변동 상황을 해석 처리하는 방법으로써, 구조물 내부의 성질 및 상태를 추정하는 비접촉/비파괴 탐사방법이다. 콘크리트의 결함을 찾아내는데 비교적 정확한 방법으로 넓은 지역에도 빠르게 적용할 수 있다는 장점이 있으나, 특별한 전문 기술과 고가 장비를 필요로 하는 단점이 있다. 이 방법은 표면과 내부의 온도차가 높을 때에 특히 효과적이다.
초음파법은 모든 파는 매질의 밀도에 따라 그 전달 속도가 다르다는 원리를 이용한 방법으로써 콘크리트 표면에 위치한 발진자에서 발신된 초음파가 콘크리트 매질을 통해 인접한 수진자로 되돌아오는 시간을 측정함으로서, 콘크리트의 균질 성, 품질, 압축강도, 탄성계수 등을 예측하는 방법이다. 장비가 비교적 싸고 작동하기는 쉬우나, 발진자 및 수진자와 해석이 어려워 전문 기술과 훈련이 필요하다.
하지만, 적외선 열화상법이나 초음파법과 같이 기존의 콘크리트 내부공동 검지에 사용되어지는 기법들은 주로 내부공동의 유무나 표면으로부터의 깊이, 표면과 수평방향인 2차원적 평면분포의 정보를 제공한다.
그러나 측정결과의 정확성이 관측자의 경험이나 전문적인 지식에 많이 좌우될 뿐 아니라, 이들 방법은 콘크리트 내부공동이 두께를 예측하기 어렵다는 단점을 가지고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 주파수의 변화에 따른 콘크리트 구조물 표면에 위치한 전극을 통해 빠져 나온 전기임피던스의 변화를 분석하고 처리하여 콘크리트 내부공동의 두께를 예측하고자 하는데 그 목적이 있다.
이에 따라 콘크리트의 일측 표면의 표면전극을 통하여 정전압을 인가하고 반대편 표면에 부착한 배열전극들은 기준전위를 유지하면서 이때 배열전극들을 통하여 빠져 나오는 전기임피던스를 측정한다.
본 발명은 주파수의 변화에 따른 배열전극에서 측정되는 전기임피던스의 변화량과 내부공동의 두께사이의 관계를 분석하여 내부공동의 두께를 예측하는 알고리즘을 그 주요 내용으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 콘크리트 구조물의 이상여부를 검사하기 위해 내부공동의 두께를 검사하는 콘크리트의 내부공동 검사장치에 있어서, 상기 콘크리트의 양쪽 표면에 각각 설치되는 제 1전극과 제 2전극, 상기 제 1전극으로 정전압을 인가하는 정전압 발생기, 상기 정전압 발생기에 의해 인가된 전압에 의해 상기 제 2전극에서 출력되는 임피던스 값을 측정하는 전류측정기, 상기 제 1, 2전극으로 전압을 인가하는 정전압 발생기와 임피던스를 측정하는 전류측정기를 제어하고 상기 전류측정기로부터 측정된 임피던스를 입력받는 제어부 및 상기 제어부로부터 제공받은 임피던스를 통해 콘크리트 내부공동의 두께정보를 출력하는 단말기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 바람직한 한 특징으로는, 상기 단말기는,
수학식,
Figure 112008078297599-pat00001
를 통해 내부공동의 두께를 계산하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 바람직한 다른 특징으로는, 상기 정전압 발생기는, 상기 제 1전극으로 정현파 정전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 바람직한 또 다른 특징으로는, 콘크리트 구조물의 이상여부를 검사하기 위해 내부공동의 두께를 검사하는 콘크리트의 내부공동 검사방법에 있어서, 상기 콘크리트의 구조물의 양쪽 면으로 제 1전극과 제 2전극을 설치하는 제 1단계, 상기 제 1전극에 정전압을 인가하는 제 2단계 및 상기 제 2전극을 통해 출력되는 임피던스를 측정하고 저장시키는 제 3단계를 수행하고, 상기 제 2, 3단계를 낮은 주파수대역과 높은 주파수대역에서 각각 수행하여, 저주파
Figure 112008078297599-pat00002
에서 측정한 임피던스
Figure 112008078297599-pat00003
와 고주파
Figure 112008078297599-pat00004
에서 측정한 임피던스
Figure 112008078297599-pat00005
사이의 변화율
Figure 112008078297599-pat00006
을 측정하여 콘크리트 구조물의 내부공동의 두께를 수학적 모델링을 통해 산출하는 제 4단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 바람직한 또 다른 특징으로는, 상기 제 4단계는, 임피던스 측정 과정을 낮은 주파수대역(≤10Hz)과 높은 주파수대역(≥105Hz)에서 각각 수행하여, 저주파
Figure 112008078297599-pat00007
에서 임피던스
Figure 112008078297599-pat00008
와 고주파
Figure 112008078297599-pat00009
에서 임피던스
Figure 112008078297599-pat00010
을 제 2전극 통해 측정한 후,
수학식
Figure 112008078297599-pat00011
를 통해 내부공동의 두께를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 기존의 콘크리트를 검사하기 위한 여러 검진기(Hammer Tester, Thermography, Ultrasonic concrete tester 등)에 비하여 균열의 두께를 측정하는 것이 가능하다.
또한, 개인의 주관적인 판단을 고려하지 않고 균열의 존재를 알 수 있을 뿐만 아니라 균열 두께의 진단에 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 장비가 저렴하고 작동이 쉬우며, 실시간 측정이 가능하고 내부공동의 두께에 관한 정량적인 정보를 제공하기 때문에 데이터 분석에 특별한 전문 기술을 필요로 하지 않는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사장치 및 검사방법에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사장치의 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 제 1, 2전극을 나타낸 구성도, 도 3은 콘크리트 내부에서의 저주파
Figure 112008078297599-pat00012
와 고주파
Figure 112008078297599-pat00013
에 대응하는 콘크리트 내부의 전류의 흐름의 차를 보여주는 도면, 도 4는 본 발명에 따른 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사방법의 검증을 위한 내부공동 두께 해석을 위한 단순 모형을 도시한 도면, 도 5는 도 4에 나타낸 단순 모형의 내부 두께 획득한 결과를 나타낸 것으로, (a)에서 수평축은 제 2전극이 놓여있는 콘크리트의 표면을 나타내고 좌표축의 0은 제 2전극의 중심을 의미하고, 수직축은 그 표면의 각점에서 계산된
Figure 112008078297599-pat00014
의 값을 의미하며, (b)는 그 중에서 관심이 있는 제 2전극에서의
Figure 112008078297599-pat00015
의 값만을 나타낸 도면. 도 6은 본 발명에 따른 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사방법의 순서도이다.
본 발명에 따른 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사장치는 콘크리트 구조물의 양쪽에 각각 설치되는 전압을 인가하기 위한 제 1, 2전극(100, 110)과 상기 제 1, 2전극으로 전압을 공급하기 위한 정전압 발생기(200)와, 상기 전극에서 출력되는 전류를 측정하는 전류 검출기(300)와 상기 정전압 발생기와 전류 검출기를 제어하는 제어부(400) 및 이들을 통해 검출되는 결과값을 출력하는 단말기(500)를 포함하 여 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 1전극(100)은 넓은 범위에서 콘크리트내부로 균일하게 전압을 인가하기 위해 커다란 단일 전극으로 되어있으며, 제 2전극은 빠져나오는 임피던스를 측정하는 부분으로 다수의 작은 전극들이 배열된 형태를 가지고 있다.
상기 제 1, 2전극(100, 110)은 콘크리트 구조물의 양쪽 표면에 부착 설치된다. 이를 통해 상기 제 1전극(100)으로 특정 주파수의 정현파 정전압을 인가한 후 상기 제 2전극을 통해 출력되는 전기임피던스를 측정한다. 여기서 제 1, 2전극 사이의 전압차를 이용하여 콘크리트내부에 전류를 인가하기위해, 상기 제 1전극으로 특정 주파수의 정현파 정전압을 걸어줄 때 제 2전극의 전위는 기준전위를 유지한다.
상기 제 2전극을 통해 출력된 임피던스(impedence) 값은 상기 전류 검출기(300)를 통해 획득하는 것으로, 실수성분(동상성분)과 허수성분(직교성분)을 획득하고 측정된 임피던스 값을 상기 단말기(500)에 저장시킨다.
앞서 설명한 임피던스 측정 과정을 낮은 주파수대역(≤10Hz)과 높은 주파수대역(≥105Hz)에서 각각 수행하여, 저주파
Figure 112008078297599-pat00016
에서 측정한 임피던스
Figure 112008078297599-pat00017
와 고주파
Figure 112008078297599-pat00018
에서 측정한 임피던스
Figure 112008078297599-pat00019
사이의 변화율
Figure 112008078297599-pat00020
을 계산한다. 여기서 낮은 주파수대역과 높은 주파수대역의 측정은 각각 실시하는 것이 바람직하다. 그 이유로 도 4는 콘크리트 내부에서의 저주파
Figure 112008078297599-pat00021
와 고주파
Figure 112008078297599-pat00022
에 대응하는 전류 의 흐름을 보여주고, 두 전류의 흐름의 차이를 통해 콘크리트 구조물 내부의 공동의 정보를 알 수 있다.
제어부(400)는 정전압을 인가하는 상기 정전압 발생기(200)와 제 2전극으로부터 출력되는 임피던스값을 측정하기 위한 전류측정기를 제어하고, 측정된 임피던스값을 통해 콘크리트 내부 공동의 두께를 검출하기 위해 계산하고 이는 단말기(500)를 통해 출력된다.
임피던스의 주파수에 관한 미분과 공극과의 관계식
Figure 112008078297599-pat00023
는 검사대상인 콘크리트 구조물,
Figure 112008078297599-pat00024
는 콘크리트 구조물의 외부와 내부의 경계면,
Figure 112008078297599-pat00025
는 콘크리트 구조물 내부에 위치한 공동,
Figure 112008078297599-pat00026
는 정현파 정전압을 인가하기 위한 제 1전극,
Figure 112008078297599-pat00027
는 콘크리트 내부로부터 출력되는 임피던스를 측정하는 제 2전극,
Figure 112008078297599-pat00028
는 사용되어진 주파수,
Figure 112008078297599-pat00029
는 정전압,
Figure 112008078297599-pat00030
는 콘크리트의 도전율,
Figure 112008078297599-pat00031
는 콘크리트의 유전율,
Figure 112008078297599-pat00032
는 공기의 유전율,
Figure 112008078297599-pat00033
는 주파수
Figure 112008078297599-pat00034
에 대한 콘크리트 구조물
Figure 112008078297599-pat00035
에서 계산된 전기장이며 다음과 같은 식을 만족한다.
Figure 112008078297599-pat00036
(1)
여기서
Figure 112008078297599-pat00037
,
Figure 112008078297599-pat00038
, 그리고 n 은 경계면에 수직방향으로 바깥쪽을 향하는 단위벡터를 나타낸다. 그리고 콘크리트 내부의 도전률과 유전율은 다음과 같이 표현된다.
Figure 112008078297599-pat00039
Figure 112008078297599-pat00040
는 주파수
Figure 112008078297599-pat00041
에 대한 제 2전극
Figure 112008078297599-pat00042
에서 측정되어지는 임피던스 분포식, (1)과 Green 정리 그리고 간단한 수학연산을 이용한 계산 등을 통하여 식(2)와 같은 등식을 얻을 수 있다.
Figure 112008078297599-pat00043
(2)
여기서 Im(·)주어진 복소수의 허수부를,
Figure 112008078297599-pat00044
는 식(3)의 해이고 공동
Figure 112008078297599-pat00045
내부로 조화적으로 확장가능하다는 것이 잘 알려져 있다.
Figure 112008078297599-pat00046
(3)
그리고, 식(2)에서
Figure 112008078297599-pat00047
이다.
Figure 112008078297599-pat00048
를 공동
Figure 112008078297599-pat00049
의 평균 두께라 한다면, 식(3)의 해
Figure 112008078297599-pat00050
의 성질로는
Figure 112008078297599-pat00051
의 내부에서
Figure 112008078297599-pat00052
의 관계가 있다. 따라서 식(2)의 좌변은
Figure 112008078297599-pat00053
임을 알 수 있다. 이로부터 일반적으로 콘크리트 내부에 위치한 공동
Figure 112008078297599-pat00054
의 두께
Figure 112008078297599-pat00055
는 임피던스 측정값의 주파수에 관한 미분값의 제 2전극에서의 적분값에 반비례함을 알 수 있다.
Figure 112008078297599-pat00056
(4)
하지만 도 5에서 볼 수 있듯이, 실제 많은 수치시뮬레이션에서는 공동
Figure 112008078297599-pat00057
의 두께
Figure 112008078297599-pat00058
는 임피던스 측정값의 주파수에 관한 미분값 만으로 근사되어 짐을 알 수 있고, 제 2전극의 무게중심을 (0,0,0)이라 할 때, 공극의 두께
Figure 112008078297599-pat00059
는 다음 식(5)의 관계가 있음을 알 수 있다.
Figure 112008078297599-pat00060
(5)
임피던스 측정값의 주파수에 관한 미분값의 계산 방식
임피던스 측정값의 주파수에 관한 미분값
Figure 112008078297599-pat00061
을 실제 얻는 방법으로는, 임피던스 측정 과정을 낮은 주파수대역(≤10Hz)과 높은 주파 수대역(≥105Hz)에서 각각 수행하여, 저주파
Figure 112008078297599-pat00062
에서 임피던스
Figure 112008078297599-pat00063
와 고주파
Figure 112008078297599-pat00064
에서 임피던스
Figure 112008078297599-pat00065
을 제 2전극 통해 측정한다. 그러면, 임피던스 측정값의 주파수에 관한 미분값
Figure 112008078297599-pat00066
은 다음과 같이 실제 측정을 통해 얻어질 수 있다.
Figure 112008078297599-pat00067
(6)
콘크리트 공극의 두께 공식
수식 (5), (6)에 의해서 다음의 콘크리트 공극의 두께 공식을 얻을 수 있다.
Figure 112008078297599-pat00068
(7)
수치 시뮬레이션
이와 같이 구성되는 본 발명의 콘크리트 내부공동 두께 측정을 단순모형을 통한 이론 검증을 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이 2차원에서의 단순 사각 모형을 통해 내부공동을 해석한다.
시뮬레이션을 위해 콘크리트 가로의 길이를 a= 1.2 m, 세로의 길이를 b = 0.2 m, 공동의 수평적 크기를 c = 0.8 m라 하였다. 다섯 가지 경우의 공동의 두께를 테스트하기위해, 첫 번째 테스트를 위해 공동의 두께 d1=0.01m, 두 번째 테스트를 위해 공동의 두께 d2=0.02 m, 세 번째 테스트를 위해 공동의 두께 d3=0.03 m, 네 번째 테스트를 위해 공동의 두께 d4=0.04 m, 다섯 번째 테스트를 위해 공동의 두께 d5=0.05 m를 사용하였다.
제 1전극과 제 2전극의 크기는
Figure 112008078297599-pat00069
= 0.6 m,
Figure 112008078297599-pat00070
= 0.6 m, 콘크리트 구조물의 도전율은
Figure 112008078297599-pat00071
= 10-6 [S/m], 콘크리트 구조물의 유전율 :
Figure 112008078297599-pat00072
= 8.8
Figure 112008078297599-pat00073
Figure 112008078297599-pat00074
[F/m]이고, 공기의 전도도 :
Figure 112008078297599-pat00075
= 0 [S/m], 공기의 유전율 :
Figure 112008078297599-pat00076
= 15×
Figure 112008078297599-pat00077
[F/m], 전극의 전위 :
Figure 112008078297599-pat00078
= 1 V 이다.
콘크리트 구조체에서 공동부분을 제외한 나머지 부분은 모두 균질하다고 가정하고 공동 안에는 오직 공기밖에 없다고 가정하고,
Figure 112008078297599-pat00079
을 계산할 때 저주파
Figure 112008078297599-pat00080
Hz, 고주파
Figure 112008078297599-pat00081
Hz을 사용한다.
도 5는 상기 조건을 통해 단순모형에서 실험한 결과를 나타내는 것으로써, (a)는 제 2전극
Figure 112008078297599-pat00082
가 위치한 콘크리트 구조물 위 면 전체에서 얻은
Figure 112008078297599-pat00083
의 그래프를 나타내며, (b)는 제 2전극
Figure 112008078297599-pat00084
에서의 측정데이터만을 확대한 것이다. 수치실험에 의하여 본 발명자가 제안한 값인 이
Figure 112008078297599-pat00085
Figure 112008078297599-pat00086
과 비슷함을 알 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 콘크리트의 내부공동 비파괴검사방법의 단계별 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 콘크리트의 구조물의 양쪽면으로 제 1전극과 제 2전극을 각각 설치하는 제 1단계(S100) 후 정전압 발생기(200)를 통해 상기 제 1전극으로 특정 주파수의 정현파 정전압을 인가하는 제 2단계(S200)를 수행한다.
인가된 전압에 의해 상기 제 2전극으로 출력되는 임피던스를 전류 측정기(300)를 통해 검출하는데, 이때 실수성분(동상성분)과 허수성분(직교성분)을 모두 측정하고 임피던스 값을 단말기에 저장시키는 제 3단계(S300)를 실시한다.
특정 주파수의 정전압을 인가한 후 주파수 대역을 변경하여 상기 제 2단계(S200)와 상기 제 3단계의 과정을 다시 수행하는데, 낮은 주파수대역과 높은 주파수대역에서 제 2, 3단계를 각각 한번씩 수행한다(S310).
임피던스의 변화율을 측정하여 콘크리트 구조물의 내부공동의 두께를 수학적 모델링을 산출하는 제 4단계(S400)를 실시한다.
앞서 언급한 과정을 통해 주파수대역 변화에 따른 콘크리트 구조물의 임피던스 변화율을 통해 콘크리트 내부의 공동의 정보를 획득할 수 있고, 상술한 수학적 모델링을 통해 단말기(500)로부터 내부공동의 두께를 확인할 수 있다.
이와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 콘크리트 구조물 내부에서 발생되는 균열의 두께를 검출할 수 있기 때문에 보다 효과적으로 대응할 수 있는 이점이 있다.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사장치의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 제 1, 2전극을 나타낸 구성도,
도 3은 콘크리트 내부에서의 저주파
Figure 112008078297599-pat00098
와 고주파
Figure 112008078297599-pat00099
에 대응하는 콘크리트 내부의 전류의 흐름의 차를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사방법의 검증을 위한 내부공동 두께 해석을 위한 단순 모형을 도시한 도면,
도 5는 도 4에 나타낸 단순 모형의 내부 두께 획득한 결과를 나타낸 것으로, (a)에서 수평축은 제 2전극이 놓여있는 콘크리트의 표면을 나타내고 좌표축의 0 는 제 2전극의 중심을 의미하고, 수직축은 그 표면의 각점에서 계산된
Figure 112008078297599-pat00100
의 값을 의미하며, (b)는 그 중에서 관심이 있는 제 2전극에서의
Figure 112008078297599-pat00101
의 값만을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사방법의 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제 1전극 110 : 제 2전극
200 : 정전압 발생기 300 : 전류 검출기
400 : 제어부 500 : 단말기

Claims (5)

  1. 콘크리트 구조물의 이상여부를 검사하기 위해 내부공동의 두께를 검사하는 콘크리트의 내부공동 검사장치에 있어서,
    상기 콘크리트의 양쪽 표면에 각각 설치되는 제 1전극과 제 2전극;
    상기 제 1전극으로 정전압을 인가하는 정전압 발생기;
    상기 정전압 발생기에 의해 인가된 전압에 의해 상기 제 2전극에서 출력되는 임피던스 값을 측정하는 전류측정기;
    상기 제 1, 2전극으로 전압을 인가하는 정전압 발생기와 임피던스를 측정하는 전류측정기를 제어하고 상기 전류측정기로부터 측정된 임피던스를 입력받는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 제공받은 임피던스를 통해 콘크리트 내부공동의 두께정보를 출력하는 단말기;를 포함하며,
    상기 단말기는,
    수학식,
    Figure 112011004593333-pat00087
    를 통해 내부공동의 두께를 계산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 내부공동 검사장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 정전압 발생기는,
    상기 제 1전극으로 정현파 정전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 내부공동 검사장치.
  4. 콘크리트 구조물의 이상여부를 검사하기 위해 내부공동의 두께를 검사하는 콘크리트의 내부공동 검사방법에 있어서,
    상기 콘크리트의 구조물의 양쪽 면으로 제 1전극과 제 2전극을 설치하는 제 1단계;
    상기 제 1전극에 정전압을 인가하는 제 2단계; 및
    상기 제 2전극을 통해 출력되는 임피던스를 측정하고 저장시키는 제 3단계;를 수행하고,
    상기 제 2, 3단계를 낮은 주파수대역과 높은 주파수대역에서 각각 수행하여, 저주파
    Figure 112008078297599-pat00088
    에서 측정한 임피던스
    Figure 112008078297599-pat00089
    와 고주파
    Figure 112008078297599-pat00090
    에서 측정한 임피던스
    Figure 112008078297599-pat00091
    사이 의 변화율
    Figure 112008078297599-pat00092
    을 측정하여 콘크리트 구조물의 내부공동의 두께를 수학적 모델링을 통해 산출하는 제 4단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 4단계는,
    임피던스 측정 과정을 낮은 주파수대역(≤10Hz)과 높은 주파수대역(≥105Hz)에서 각각 수행하여, 저주파
    Figure 112008078297599-pat00093
    에서 임피던스
    Figure 112008078297599-pat00094
    와 고주파
    Figure 112008078297599-pat00095
    에서 임피던스
    Figure 112008078297599-pat00096
    을 제 2전극 통해 측정한 후,
    수학식
    Figure 112008078297599-pat00097
    를 통해 내부공동의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 내부공동 비파괴 검사방법.
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