KR101150819B1

KR101150819B1 - 변위감지 센서

Info

Publication number: KR101150819B1
Application number: KR1020090066908A
Authority: KR
Inventors: 권영억
Original assignee: 권영억
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2012-06-13
Also published as: KR20110009485A

Abstract

본 발명은, 변위감지 센서에 관한 것이다.

이는 특히, 내측에 A/D컨버터와 증폭기 및 마이콤이 구비되는 전송유니트가 센서블록에 설치되면서 상기 센서블록의 일측으로 적어도 하나 이상의 센서유니트가 돌출토록 설치되고, 상기 센서블록이 적어도 한 방향이상에 설치되면서 센서유니트의 상부가 돌출토록 복수의 장착홈을 갖는 케이싱의 내측에 장착되는 구성으로 이루어 진다.

이에 따라서, 지중변위에 따른 응력의 변화를 정확하게 측정할 수 있게 되는 것이다.

동작노브, 동작블럭, 센서블럭, 통신케이블

Description

변위감지 센서{a sensor for sense the displacement of underground}

본 발명은 지중에 매립되거나 노출 설치되는 센서블럭에 외력이 작용할 때 각각 구분되면서 센서블럭의 일측에 돌출토록 되는 동작노브가 각각의 센서유니트에 연결되는 구성으로 센서유니트에 작용하는 압력을 정확하게 측정하여 변위를 정확하게 알 수 있도록 하는 변위감지 센서에 관한 것이다.

일반적으로 터널 등을 굴착하거나 기타 대형 토목공사 현장에서는 공사를 하고자 하는 곳의 각 지형마다 지반이나 암반의 구성 상태와 토질조건들이 차이를 나타내기 때문에, 토목공사를 하고자 하는 곳의 기초암반이나 지반 등의 구성 상태와 거동상태를 사전에 정확히 조사하고 이를 토대로 토목공사의 설계와 시공계획을 기획 하게 되는데, 이때 사용되는 계측기의 정확도는 토목공사에 상당한 영향을 미치게된다.

이와같은 기술과 관련되어 등록특허 제529840호에 진동현식 변위계가 개시되어 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 하우징(10)의 외면과 변위봉(30)의 끝단에 토목이나 건축구조물의 외벽면에 고정 설치할 수 있는 하우징홀더(15)와 변위봉홀더(35)를 각각 형성하고, 상기 하우징홀더(15)와 변위봉 홀더(35)를 건축물이나 토 목구조물의 크랙이 진행되고 있는 양측에 고정 설치하여 균열측정계로 직접 사용할 수도 있다.

상기한 발명은 외부 환경의 변화에 따른 힘이 변위봉(30)을 통하여 진동현(50)에 전달됨에 있어서 코일스프링(60)을 통하여 전달됨으로 직접적인 충격이 진동현(50)에 그대로 전달되지 않고 상당한 힘이 코일스프링(60)에서 흡수되며, 변위봉(30)의 변위거리의 상당량을 코일스프링(60)에서 흡수하고 잔여 변위량을 진동현(50)에 전달하게 되는 구성으로 이루어 진다.

이때, 상기 진동현(50)이 결합된 가이드램(20)에 코일스프링(60)을 결합하여 이를 다시 하우징(10) 외부와 연결되는 변위봉(30)과 연결하여서 변위봉(30)에 가해지는 외부의 힘이 코일스프링(60)을 통하여 진동현(50)에 전달 되어 측정토록 설치된다.

그러나, 상기와 같은 변위계는, 각각의 변위계가 분리설치되는 구성으로 이를 연결하기 위한 구조가 복잡하게 되며, 변위계의 보관이 힘들게 됨은 물론 분실의 염려가 있는 등의 문제점이 있는 것이다.

또한, 주변의 전기기구의 간섭에 의해 정확한 측정이 힘들게 되는 단점이 있다.

더하여, 터널등에 설치시 진동등에 의해 센싱불량을 가져오게 되는 등의 문제점들이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 지중의 변위를 정확하게 측정할 수 있도록 하면서 응력의 작용방향을 알 수 있도록 하고, 설치지역에 상관없이 쉽게 적용할 수 있으며, 분리 및 결합되는 형식으로 보관 및 설치가 용이하게 이루어 지도록 하는 변위감지 센서를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 내측에 A/D컨버터와 증폭기 및 마이콤이 구비되는 전송유니트가 센서블록에 설치되면서 상기 센서블록의 일측으로 돌출되는 동작노브가 적어도 하나 이상에 센서유니트에 연결 설치되고, 상기 센서블록이 적어도 한 방향이상에 설치되면서 센서유니트에 연결되는 동작노브의 상부가 돌출토록 센서블럭이 복수의 장착홈을 갖는 케이싱의 내측에 장착되는 구성으로 이루어 진 변위감지 센서를 제공한다.

그리고, 본 발명의 전송유니트는, 하나의 통신케이블로서 연결되면서 그 양단에 상호 대응토록 설치되는 소켓과 단자에 의해 연결되고, 본 발명의 센서블록은, 일정강도를 갖도록 설치되면서 힌지로서 각각 연결되는 구성으로 이루어 진 변위감지 센서를 제공한다.

계속하여, 본 발명의 센서유니트는, 사다리형상의 동작노브와 그 하측에 대응되는 경사도를 갖도록 하면서 센서가 장착되는 동작블럭의 조립구조로 이루어지고, 상기 센서는 스트레인 게이지 형상의 저항센서, 압력을 측정하는 압력센서중에서 선택되는 어느 하나인 구성으로 이루어 진 변위감지 센서를 제공한다.

더하여, 상기 센서블럭은, 전송유니트에 카메라유니트가 더 구비되는 구성으로 이루어 진 변위감지 센서를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 지중의 변위를 정확하게 측정하면서 응력의 작용방향을 알 수 있고, 설치지역에 상관없이 쉽게 적용하며, 분리 및 결합되는 형식으로 보관 및 설치가 용이하게 이루어 지는 효과가 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2a,b,c는 각각 본 발명에 따른 센서유니트를 도시한 사시도와 분해도 및 요부 단면도이고, 도3a,b,c는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서유니트를 도시한 사시도와 분해도 및 요부 단면도이며, 도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서유니트를 도시한 측단면도이고, 도5 및 도6은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서유니트를 도시한 측단면도이다.

본 발명은, 내측에 A/D컨버터(112)와 증폭기(116) 및 마이콤(117)이 구비되는 전송유니트(110)가 센서블록(200)에 설치되면서 상기 센서블록(200)에 적어도 하나 이상의 센서유니트(300)가 설치될 때 상기 센서유니트(300)에 연결되는 동작노브(301) 일측이 센서블록(200)의 외측에 돌출되어 노출토록 설치된다.

또한, 상기 센서블록(200)은, 그 외측면의 적어도 한 방향이상에 돌출토록 센서유니트(300)에 연결되는 동작노브(301)가 구비된다.

한편, 상기 센서블록(200)은, 센서유니트(300)에 연결되는 동작노브(301)의 상부가 돌출토록 복수의 장착홈(310)을 갖는 케이싱(330)의 내측에 장착된다.

이때, 상기 전송유니트(110)는, 적어도 하나의 전송유니트 들이 하나의 통신케이블(111)로서 연결되면서 그 양단에 상호 대응토록 설치되는 소켓(113)과 단자(115)에 의해 연결된다.

더하여, 상기 센서블록(200)은, 일정강도를 갖도록 설치되면서 힌지(210)로서 각각 연결되어 터널등의 일정한 호를 갖는 부분에 용이하게 설치할 수 있게 된다.

또한, 상기 센서블럭(200)은, 케이싱(330)에 구비되는 가이드돌기(미도시)와 이에 대응되는 홈 등을 통하여 위치결정된다.

계속하여, 상기 센서유니트(300)는, 사다리형상의 동작노브(301)와 그 하측에 대응되는 경사도를 갖도록 하면서 센서(350)가 장착되는 동작블럭(305)의 조립구조로 이루어 진다.

그리고, 상기 센서(350)는, 스트레인 게이지 형상의 저항센서, 압력을 측정하는 압력센서중에서 선택되는 어느 하나이다.

더하여, 상기 센서블럭(200)은, 전송유니트(110)에 카메라유니트(270)가 더 구비되는 구성으로 이루어 진다.

계속하여, 상기 센서블럭(200) 내측의 전송유니트(200)에 구비되는 마이콤(117)은 각각의 센서에서 감지되는 신호에 고유IP를 부여토록 하거나 카메라의 화상을 송출토록 설치된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도6에서 도시한 바와같이 본 발명은, 각각의 센서블록(200)을 통신케이블(111)을 통하여 각각 연결하고, 상기 센서블록(200)에는 각각 마이콤(117)이 구비되어 각각의 센서블록(200)에서 센싱되는 변위값에 고유의 IP를 부여하여 동시에 다수의 신호를 전달할 수 있도록 한다.

이때, 상기 센서블록(200)의 내측에 설치되는 전송유니트(100)는, 그 내측에 A/D컨버터(112)와 증폭기(116)가 구비되어 그 일측의 센서블록(200)에서 전달되는 신호 및 센서블록 자체의 신호를 증폭하여 송출토록 하고, A/D컨버터(112)를 통하여 수신된 신호를 디지털 신호로 변환시켜 송출토록 한다.

그리고, 상기 센서블록(200)의 일측으로 구비되면서 적어도 하나 이상의 센서유니트(300)가 각각 연결되는 동작노브(301)가 센서블록의 일측으로 돌출설치되어 외력이 작용시 동작노브(301)를 통하여 센서유니트에만 외력이 전달되어 그 하중값을 정확하게 측정할 수 있게 된다.

또한, 상기 센서블록(200)은, 외측면의 적어도 한 방향이상에 돌출토록 하면서 센서유니트(300)가 연결되는 동작노브(301)가 구비되어 장착되는 방향을 결정하여 장착할 경우 각 방향에서 작용하는 외력을 정확하게 측정할 수 있게 된다.

한편, 상기 센서블록(200)은, 센서유니트(300)에 연결되는 동작노브(301)의 상부가 돌출토록 복수의 장착홈(310)을 갖는 케이싱(330)을 통하여 장착하여도 된다.

이때, 상기 센서블록(200)은 케이싱(330)의 내측에 설치되어 장착시 외부 간섭에 의한 손상이 방지된다.

이때, 상기 전송유니트(110)는, 하나의 통신케이블(111)로서 연결되면서 그 양단에 상호 대응토록 설치되는 소켓(113)과 단자(115)에 의해 연결되는 구성으로 복수의 케이싱(330)을 나사결합에 의해 상호 연결할 때 소켓과 단자를 상호 연결하여 일정한 길에서 외력의 값을 알 수 있게 된다.

더하여, 상기 센서블록(200)은, 일정강도를 갖도록 설치되면서 힌지(210)로서 각각 연결되는 구성으로 일정한 각도를 갖는 터널등에 용이하게 장착할 수 있게 된다.

또한, 상기 센서블럭(200)은, 케이싱(330)에 구비되는 가이드돌기에 의해 위치 결정토록 되어 장착방향의 위치를 결정할 수 있게 된다.

계속하여, 상기 센서유니트(300)는, 사다리형상의 동작노브(301)와 그 하측에 대응되는 경사도를 갖도록 하면서 센서(350)가 장착되는 동작블럭(305)의 조립구조로 이루어져 동작노브에 작용하는 수직방향의 응력을 동작블럭에 작용하는 수평방향 응력으로 변화시켜 스트레인게이지형 응력측정 센서로서 외력을 측정할 수 있게 된다.

그리고, 상기 센서(350)는, 압력센서로 이루어져 수직방향에서 직접작용하는 응력으로서 외력을 측정할 수 있게 된다.

더하여, 상기 센서블럭(200)은, 전송유니트(110)에 카메라유니트(270)가 더 구비되어 마이콤(117)과 연동되는 구성으로 마이콤에 구비되는 타이머 기능에 의해 일정주기로 촬영을 하여 각 센서블럭(200)의 상대적인 변형정도를 촬영에 의해 측정할 수도 된다.

이상과 같은 동작으로 각각의 센서블럭(200)에서 측정된 변형량은 마이 콤(117)의 처리에 의해 각 변형량 및 카메라의 화상신호에 고유IP를 부여함으로써 하나의 통신케이블로서 원거리에 송출할 수 있게 되는 것이다.

도1은 종래의 센서유니트를 도시한 측면도이다.

도2a,b,c는 각각 본 발명에 따른 센서유니트를 도시한 사시도와 분해도 및 요부 단면도이다.

도3a,b,c는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서유니트를 도시한 사시도와 분해도 및 요부 단면도이다.

도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서유니트를 도시한 측단면도이다.

도5 및 도6은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서유니트를 도시한 측단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호

110...전송유니트 115...증폭기

117...마이콤 200...센서블록

300...센서유니트 330...케이싱

310...장착홈

Claims

내측에 A/D컨버터(112)와 증폭기(116) 및 마이콤(117)이 구비되는 전송유니트(110)가 센서블록(200)에 설치되면서 상기 센서블록(200)의 일측으로 적어도 하나 이상의 센서유니트(300)에 연결되는 동작노브(301)가 센서블록(200)의 외측에 돌출되어 외력의 작용시 그 외력을 하나 이상의 센서(350)로서 감지토록 하고, 상기 전송유니트는 통신케이블(111)로서 연결되며,

상기 전송유니트(110)는, 통신케이블(111)의 양단에 상호 대응토록 설치되는 소켓(113)과 단자(115)에 의해 연속적으로 연결되고,

상기 센서블록(200)은, 센서유니트(300)에 연결되는 동작노브(301)의 일측이 노출되어 장착토록 복수의 장착홈(310)을 갖는 케이싱(330)의 내측에 장착되는 구성으로 이루어진 변위감지 센서
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제1항에 있어서, 상기 센서블록(200)은, 일정강도를 갖도록 설치되면서 복수의 센서블록이 힌지(210)로서 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 변위감지 센서
제1항에 있어서, 상기 센서유니트(300)는, 사다리형상의 동작노브(301)와 그 하측에 대응되는 경사도를 갖도록 하면서 센서(350)가 장착되는 동작블럭(305)의 조립구조로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 변위감지 센서
제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 센서(350)는, 스트레인 게이지 형상의 저항센서, 압력을 측정하는 압력센서중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 변위감지 센서
제1항에 있어서, 상기 센서블럭(200)은, 전송유니트(110)에 카메라유니트(270)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 변위감지 센서
제1항에 있어서, 상기 센서블럭(200)은, 전송유니트(110)에 구비되는 마이콤(117)이 각각의 센서에서 감지되는 신호에 고유IP를 부여토록 하거나 카메라의 화상을 송출토록 설치되는 것을 특징으로 하는 변위감지 센서