KR101170025B1 - Apparatus for measuring water content and measuring method using the same - Google Patents

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KR101170025B1
KR101170025B1 KR1020120036925A KR20120036925A KR101170025B1 KR 101170025 B1 KR101170025 B1 KR 101170025B1 KR 1020120036925 A KR1020120036925 A KR 1020120036925A KR 20120036925 A KR20120036925 A KR 20120036925A KR 101170025 B1 KR101170025 B1 KR 101170025B1
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박영준
권명수
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(주)무한콘트롤
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for measuring moisture content is provided to accurately measure the moisture content of an aggregate and to simply measure dielectric constant of the aggregate. CONSTITUTION: A system for controlling moisture content comprises: a cement measuring container(11), a cement storage container(13), an aggregate measuring container(12), an aggregate storage container(15), a moisture content measuring device, a conveyor belt(17), and a mixer(19). The cement measuring container is used for measuring the weight of cement. The aggregate measuring container is used for measuring the weight of the aggregate and transfers predetermined amount of aggregates into the aggregate storage container.

Description

함수량 측정장치 및 이를 이용한 함수량 측정방법{Apparatus for measuring water content and measuring method using the same}Apparatus for measuring water content and measuring method using the same

본 발명은 함수량 측정장치 및 이를 이용한 함수량 측정방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 골재의 함수량을 정확하고 간편하게 측정할 수 있는 함수량 측정장치 및 이를 이용한 함수량 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water content measuring device and a water content measuring method using the same, and more particularly, to a water content measuring device that can accurately and easily measure the water content of the aggregate and a water content measuring method using the same.

토목공사 또는 콘크리트 제작시에는 다양한 크기를 가지는 골재들이 사용된다. 상기 골재로는 해사, 자연사, 부순 모래, 굵은 모래 등이 사용된다.In civil engineering or concrete production, aggregates of various sizes are used. As the aggregate, sea sand, natural sand, crushed sand, coarse sand, and the like are used.

상기 해사는 바다 모래를 세척하여 염분을 제거한 모래로서 약 0.15mm ~ 0.3 mm의 입자크기를 가지고, 상기 자연사는 강에서 채취하는 자연 모래로서 약 1.8 mm 이하(강하류 기준)의 입자크기를 가진다. 또한, 상기 부순 모래는 자갈을 기계로 부수어 만드는 모래로서 약 3.0mm 이하의 입자크기를 가지며, 상기 굵은 모래는 가는 자갈을 의미하며 약 13mm 이하의 입자크기를 가진다.The sea sand has a particle size of about 0.15 mm to 0.3 mm as the salt removed by washing the sea sand, the natural sand is a natural sand taken from the river has a particle size of about 1.8 mm or less (downstream). In addition, the crushed sand is a sand made by breaking down the gravel by a machine having a particle size of about 3.0mm or less, and the coarse sand means fine gravel and has a particle size of about 13mm or less.

특히, 콘크리트의 제작에 있어서, 상기 골재에 포함된 함수량의 정보는 매우 중요하다. 왜냐하면, 상기 골재의 함수량을 바탕으로 상기 콘크리트의 제작시에 필요한 물의 양이 조절되는데, 상기 콘크리트의 제작시에 사용되는 물의 양은 상기 콘크리트의 강도, 건조기간, 구조적 안전성과 직접 연관되어 있기 때문이다.In particular, in the production of concrete, the information of the water content contained in the aggregate is very important. Because, based on the water content of the aggregate is adjusted the amount of water required for the production of the concrete, because the amount of water used in the production of the concrete is directly related to the strength, drying period, structural safety of the concrete.

상기 골재의 함수량을 측정하는 방법으로는 중량 측정법(Gravimetric techniques), 중성자법(Nuclear techniques), 전자기 측정법(Electromagnetic techniques) 등이 있다.Methods of measuring the moisture content of the aggregates include gravimetric techniques, neutron techniques, electromagnetic techniques, and the like.

상기 전자기 측정법에 사용되는 기기로는 매질의 전기적 저항을 측정하여 함수량을 구하는 저항성 센서(Resistive sensor), 매질의 정전용량을 측정하여 함수량을 계산하는 정전용량성 센서(Capacitive sensor) 및 시간영역 반사 측정기(TDR : Time Domain Reflectometer)가 있다.Devices used in the electromagnetic measuring method include a resistive sensor for measuring the electrical resistance of a medium to obtain a water content, a capacitive sensor for calculating the water content by measuring the capacitance of the medium, and a time-domain reflection measuring device. (TDR: Time Domain Reflectometer).

특히, 상기 시간영역 반사측정기는 스텝 신호 또는 임펄스 신호를 상기 골재에 인가한 후, 반사되어 돌아오는 반사신호의 지연시간을 파악하고, 상기 지연시간을 바탕으로 상기 골재의 유전율을 파악하고, 상기 유전율을 바탕으로 상기 골재의 함수량을 파악하게 된다.In particular, the time-domain reflectometer measures the delay time of the reflected signal reflected back after applying a step signal or an impulse signal to the aggregate, the dielectric constant of the aggregate based on the delay time, the dielectric constant Based on the moisture content of the aggregate will be determined.

종래의 시간영역 반사측정기는 반사신호 중에서 센서 어셈블리에 구비된 탐침의 시작단에서 반사되는 제1 반사시간과 상기 탐침의 끝단에서 반사되는 제2 반사시간을 바탕으로 상기 골재의 유전율 및 함수량을 측정한다.Conventional time domain reflectometer measures the dielectric constant and water content of the aggregate based on the first reflection time reflected from the start of the probe provided in the sensor assembly and the second reflection time reflected from the end of the probe among the reflected signal .

그러나, 종래의 시간영역 반사측정기에서는 특정 골재에 대한 함수량의 측정이 완료된 후에 새로운 골재에 대한 함수량을 측정하는 경우에 있어서, 기존의 골재가 상기 탐침에 고착됨으로 인하여 상기 새로운 골재에 대한 함수량이 정확하게 측정될 수 없는 문제가 있다.However, in the conventional time-domain reflectometer, when the moisture content for a new aggregate is measured after the measurement of the moisture content for a specific aggregate is completed, the moisture content for the new aggregate is accurately measured because the existing aggregate is fixed to the probe. There is a problem that cannot be.

또한, 종래의 시간영역 반사측정기의 반사신호, 즉 반사된 임펄스 신호가 워낙 짧은 시간에 존재하기 때문에 상기 반사신호의 정확한 위치측정이 불명확하다. 결과적으로, 상기 반사신호에서 상기 탐침으로 인한 반사위치가 불명확하여 상기 제1 반사시간과 상기 제2 반사시간을 명확하게 특정할 수 없는 경우에는 상기 골재의 유전율 및 함수량을 정확하게 측정할 수 없는 문제가 있다.In addition, since the reflected signal of the time-domain reflectometer, that is, the reflected impulse signal, exists in such a short time, accurate positioning of the reflected signal is unclear. As a result, when the reflection position due to the probe in the reflection signal is unclear and the first reflection time and the second reflection time cannot be clearly specified, the dielectric constant and water content of the aggregate cannot be accurately measured. have.

만약, 상기 반사신호의 정확한 측정을 위해서 매우 고가의 아날로그-디지털 변환기가 필요하며, 수신된 신호를 처리하기 위한 별도의 신호 처리부가 필요하게 되어 장치의 제작비용이 증가하게 되는 문제가 있다.In order to accurately measure the reflected signal, a very expensive analog-to-digital converter is required, and a separate signal processor for processing the received signal is required, thereby increasing the manufacturing cost of the device.

대한민국 등록특허공보 제10-0732471호(발명의 명칭: 유전율 및 함수량 측정 프로브, 및 골재의 함수량 조절시스템)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0732471 (Name of the invention: dielectric constant and water content measuring probe, and aggregate moisture content control system)

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 신호검출 문턱값을 바탕으로 한 반사신호의 상대지연시간을 이용하여 골재의 유전율을 간편하게 측정할 수 있고, 상기 유전율을 바탕으로 다양한 종류의 골재에 대하여 보다 정확하게 함수량을 측정할 수 있는 함수량 측정방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved of the present invention is to easily measure the dielectric constant of the aggregate using the relative delay time of the reflected signal based on the signal detection threshold value, and based on the dielectric constant more accurate water content for various types of aggregate It is to provide a water content measurement method that can be measured.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 골재의 함수량 측정 후, 센서 어셈블리의 표면에 부착된 상기 골재를 떨어냄으로써 새로운 골재에 대한 함수량을 보다 정확하게 측정할 수 있는 함수량 측정장치를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a water content measuring device that can more accurately measure the water content of the new aggregate by dropping the aggregate attached to the surface of the sensor assembly, after measuring the water content of the aggregate.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 골재의 함수량을 측정하기 위한 프로브 유닛; 상기 프로브 유닛에서 검출되는 신호를 바탕으로 상기 골재의 함수량을 측정하는 시간영역 반사측정 모듈; 그리고, 상기 프로브 유닛과 상기 시간영역 반사측정 모듈을 연결하는 케이블 유닛을 포함하며, 상기 프로브 유닛은 적어도 일부분이 상기 골재에 파묻히게 되는 센서 어셈블리와, 함수량의 측정 후 상기 센서 어셈블리의 표면에 부착된 상기 골재를 떨어내기 위한 브러싱 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 함수량 측정장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a probe unit for measuring the moisture content of the aggregate; A time domain reflectometry module for measuring the moisture content of the aggregate based on the signal detected by the probe unit; And a cable unit connecting the probe unit and the time domain reflectometry module, wherein the probe unit is attached to the surface of the sensor assembly after the measurement of the water content and at least a portion of the sensor assembly embedded in the aggregate. It provides a water content measuring device comprising a brushing assembly for dropping the aggregate.

상기 센서 어셈블리는 상기 골재와 접촉되는 탐침부재와, 상기 탐침부재가 관통하는 유전체부재와,상기 유전체부재의 적어도 일부분을 감싸는 그라운드 블럭을 포함하며, 상기 브러싱 어셈블리는 상기 탐침부재의 표면, 상기 유전체부재 의 표면 또는 상기 그라운드 블럭의 표면에 공기를 분사함으로써 상기 골재를 떨어낼 수 있다.The sensor assembly includes a probe member in contact with the aggregate, a dielectric member through which the probe member penetrates, and a ground block surrounding at least a portion of the dielectric member, wherein the brushing assembly includes a surface of the probe member and the dielectric member. The aggregate can be dropped by spraying air onto the surface of the ground block or the surface of the ground block.

상기 브러싱 어셈블리는 상기 그라운드 블럭의 외측면을 둘러싸면서 설치되는 공기분사체와, 상기 공기분사체로 공기를 공급하는 공기공급관과, 상기 공기공급관에 흐르는 공기의 양을 조절하기 위한 공기량 제어부를 포함할 수 있다.The brushing assembly may include an air spray body installed surrounding the outer surface of the ground block, an air supply pipe for supplying air to the air spray body, and an air amount control unit for adjusting the amount of air flowing through the air supply pipe. have.

상기 공기분사체는 상부 환형부재와 하부 환형부재를 포함하며, 상기 상부 환형부재와 상기 하부 환형부재가 결합되면서 내부에는 환형 형상의 내부공간을 형성함과 동시에 상기 공기분사체의 내측면을 따라 공기배출구가 형성될 수 있다.The air injector includes an upper annular member and a lower annular member, and the upper annular member and the lower annular member are coupled to form an annular inner space therein and at the same time air along the inner surface of the air injector. An outlet can be formed.

상기 센서 어셈블리는 상기 그라운드 블럭과 결합됨과 동시에 상기 유전체부재를 감싸면서 상기 탐침부재를 고정하는 실린더 부재를 더 포함할 수 있다.The sensor assembly may further include a cylinder member coupled to the ground block and simultaneously surrounding the dielectric member to fix the probe member.

또한, 상기 센서 어셈블리는 상기 탐침부재와 상기 케이블 유닛을 연결하는 연결매개체를 더 포함하며, 상기 연결매개체는 상기 탐침부재와 연결되는 내부코어와, 상기 그라운드 블럭과 연결되는 외부코어와, 상기 케이블 유닛와 연결되는 비엔씨(BNC) 연결단자를 포함할 수 있다.The sensor assembly may further include a connection medium connecting the probe member and the cable unit, wherein the connection medium includes an inner core connected to the probe member, an external core connected to the ground block, and the cable unit. It may include a BNC connection terminal to be connected.

또한, 상기 프로브 유닛은 상기 센서 어셈블리가 장착되는 장착부재와, 상기 장착부재 및 상기 센서 어셈블리를 보호하기 위하여 상기 장착부재 및 상기 센서 어셈블리의 적어도 일부분을 둘러싸면서 설치되는 보호커버와, 상기 보호커버의 적어도 일부분을 둘러싸면서 배치되어 상기 골재가 담겨진 골재 저장용기와 결합되는 외부커버를 포함할 수 있다.The probe unit may further include a mounting member on which the sensor assembly is mounted, a protective cover installed to surround the mounting member and at least a portion of the sensor assembly to protect the mounting member and the sensor assembly, and Is disposed surrounding at least a portion may include an outer cover coupled to the aggregate storage container containing the aggregate.

상기 시간영역 반사측정 모듈은 입력신호와 반사신호의 시간적 차이를 측정하는 컨버터, 상기 컨버터와 상기 골재 사이의 신호처리를 위한 아날로그 회로부, 외부의 통신장비와 통신을 하기 위한 통신부, 함수량 측정을 위한 정보들이 표시되는 표시부, 그리고 상기 컨버터, 상기 통신부 및 상기 표시부를 제어하는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다.The time domain reflection measuring module includes a converter for measuring a time difference between an input signal and a reflected signal, an analog circuit unit for signal processing between the converter and the aggregate, a communication unit for communicating with an external communication device, and information for measuring water content And a microprocessor controlling the converter, the communication unit, and the display unit.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 본 발명은 시간영역 반사측정 모듈과 프로브유닛의 센서 어셈블리가 연결되지 않은 상태에서 상기 시간영역 반사측정 모듈에서 생성된 입력신호에 대하여 케이블 유닛으로 인한 제1 반사신호를 수신하는 단계; 상기 센서 어셈블리가 상기 케이블 유닛을 통하여 상기 시간영역 반사측정 모듈에 연결되고, 상기 센서 어셈블리의 탐침부재가 공기 중에 놓인 상태에서 상기 시간영역 반사측정 모듈에서 생성된 입력신호에 대한 제3 반사신호를 수신하는 단계; 상기 센서 어셈블리가 상기 케이블 유닛을 통하여 상기 시간영역 반사측정 모듈에 연결되고, 상기 센서 어셈블리의 탐침부재가 골재에 파묻힌 상태에서 상기 시간영역 반사측정모듈에서 생성된 입력신호에 대한 제2 반사신호를 수신하는 단계; 상기 제2 반사신호를 바탕으로 신호검출 문턱값을 설정하는 단계; 상기 제1 반사신호를 바탕으로 상기 케이블 유닛으로 인한 제1 신호지연 시간값과, 상기 제2 반사신호에서 상기 신호검출 문턱값을 초과하는 시점인 제2 시간값과, 상기 제3 반사신호의 신호지연시간을 바탕으로 상기 골재에 대한 상대유전율을 산출하는 단계; 그리고, 상기 상대 유전율을 바탕으로 상기 골재에 대한 함수량을 산출하는 함수량 산출단계를 포함하는 함수량 측정방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention provides a first reflection signal due to a cable unit with respect to an input signal generated by the time domain reflection measurement module in a state where the time domain reflection measurement module and the sensor assembly of the probe unit are not connected. Receiving; The sensor assembly is connected to the time domain reflectometry module via the cable unit and receives a third reflected signal for an input signal generated by the time domain reflectometry module while the probe member of the sensor assembly is placed in the air. Making; The sensor assembly is connected to the time domain reflectometry module via the cable unit and receives a second reflected signal for the input signal generated by the time domain reflectometry module while the probe member of the sensor assembly is embedded in aggregate. Making; Setting a signal detection threshold based on the second reflected signal; A first signal delay time value due to the cable unit based on the first reflected signal, a second time value which is a time point exceeding the signal detection threshold value in the second reflected signal, and a signal of the third reflected signal Calculating a relative dielectric constant for the aggregate based on the delay time; And it provides a water content measuring method comprising a water content calculation step of calculating the water content for the aggregate based on the relative permittivity.

상기 상대유전율을 산출하는 단계는 상기 상대유전율을 산출하는 단계는 상기 제3 반사신호의 신호지연시간과, 상기 제1 신호지연시간값을 바탕으로 상기 센서 어셈블리의 그라운드 블럭과, 상기 탐침부재의 고정을 위한 실린더부재에 의한 제2 신호지연 시간값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the relative dielectric constant may include calculating the relative dielectric constant, fixing the ground block of the sensor assembly and the probe member based on the signal delay time of the third reflected signal and the first signal delay time value. And calculating a second signal delay time value by the cylinder member.

상기 함수량 산출단계에서 상기 함수량은 상기 상대유전율의 다항 함수로 정의되며, 상기 다항 함수의 계수는 상기 골재의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있다. In the water content calculation step, the water content is defined as a polynomial function of the relative dielectric constant, and the coefficient of the polynomial function may be set differently according to the type of aggregate.

본 발명에 따른 함수량 측정장치 및 이를 이용한 함수량 측정방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effect of the water content measuring device and the water content measuring method using the same according to the present invention.

첫째, 골재의 함수량 측정 후, 센서 어셈블리의 표면에 부착된 상기 골재를 떨어내기 위한 브러싱 어셈블리를 설치함으로써 상기 골재에 대한 함수량을 보다 정확하게 측정할 수 있는 이점이 있다.First, after measuring the moisture content of the aggregate, by installing a brushing assembly for dropping the aggregate attached to the surface of the sensor assembly there is an advantage that can be measured more accurately the moisture content for the aggregate.

둘째, 신호검출 문턱값을 사용하여 탐침부재의 종단에서의 반사시간을 결정하고, 케이블 유닛, 그라운드 블럭 및 실린더 부재로 인한 반사신호의 상대 지연시간을 이용함으로써 상기 골재의 유전율을 간단하게 측정할 수 있는 이점이 있다.Second, the signal detection threshold is used to determine the reflection time at the end of the probe member, and the relative delay time of the reflection signal due to the cable unit, ground block and cylinder member can be used to easily measure the dielectric constant of the aggregate. There is an advantage to that.

셋째, 함수량을 상대유전율의 다항 함수로 정의하고, 상기 다항 함수의 계수는 상기 골재의 종류에 따라 다르게 설정함으로써 다양한 골재에 대하여 보다 정확하게 함수량을 측정할 수 있는 이점이 있다.Third, the water content is defined as a polynomial function of relative dielectric constant, and the coefficient of the polynomial function is set differently according to the type of aggregate, thereby providing an advantage of more accurately measuring water content for various aggregates.

도 1은 본 발명에 따른 함수량 측정장치가 구비된 골재의 함수량 조절시스템을 나타낸 블럭도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 함수량 측정장치에 구비된 프로브 유닛의 일 실시 예에 대한 사시도 이다.
도 3은 도 2에 따른 프로브 유닛의 분해 사시도 이다.
도 4a는 도 2에 따른 프로브 유닛의 종단면도 이다.
도 4b는 도 2에 따른 프로브 유닛의 횡단면도 이다.
도 5a는 도 2의 프로브 유닛에 구비된 공기분사체의 사시도 이다.
도 5b는 도 2의 프로브 유닛에 구비된 공기분사체의 분해 사시도 이다.
도 6은 본 발명에 따른 함수량 측정장치에 구비된 시간영역 반사측정 모듈의 내부 구성을 나타낸 블럭도 이다.
도 7은 골재의 유전율에 따라 반사되는 신호의 일례를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing a water content control system of the aggregate equipped with a water content measuring device according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view of one embodiment of a probe unit provided in the water content measuring device according to the present invention.
3 is an exploded perspective view of the probe unit according to FIG. 2.
4a is a longitudinal sectional view of the probe unit according to FIG. 2.
4b is a cross-sectional view of the probe unit according to FIG. 2.
5A is a perspective view of an air spraying body provided in the probe unit of FIG. 2.
5B is an exploded perspective view of the air spraying body provided in the probe unit of FIG. 2.
6 is a block diagram showing the internal configuration of a time-domain reflectometry module provided in the water content measuring device according to the present invention.
7 is a view showing an example of a signal reflected according to the dielectric constant of the aggregate.

첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 함수량 측정장치 및 이를 이용한 함수량 측정방법의 다양한 실시 예들을 설명한다.Hereinafter, various embodiments of a water content measuring device and a water content measuring method using the same will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 함수량 측정장치가 구비된 골재의 함수량 조절 시스템을 설명한다.Referring to Figure 1, it will be described the water content control system of the aggregate equipped with a water content measuring device according to the present invention.

상기 함수량 조절 시스템은 콘크리트 배합에 필요한 골재의 함수량을 조절하기 위한 것이다. 상기 함수량 조절 시스템은 시멘트 계량용기(11), 시멘트 저장용기(13), 골재 계량용기(12), 골재 저장용기(15), 함수량 측정장치, 컨베이어 밸트(17) 및 믹서기(19)를 포함한다.The water content control system is for adjusting the water content of the aggregate required for concrete mixing. The water content control system includes a cement measuring container (11), a cement storage container (13), an aggregate measuring container (12), an aggregate storage container (15), a water content measuring device, a conveyor belt (17), and a mixer (19). .

상기 시멘트 계량용기(11)에서는 시멘트의 무게가 측정되고, 일정량의 시멘트는 상기 시멘트 저장용기(13)로 이송된다. 상기 골재 계량용기(12)에서는 상기 골재의 무게가 측정되고, 일정량의 골재는 상기 골재 저장용기(15)로 이송된다.In the cement measuring container 11, the weight of cement is measured, and a certain amount of cement is transferred to the cement storage container 13. In the aggregate measuring container 12, the weight of the aggregate is measured, and a certain amount of aggregate is transferred to the aggregate storage container 15.

상기 함수량 측정장치는 상기 골재 저장용기(15)에 존재하는 골재의 함수량을 측정하게 된다. 상기 함수량 측정장치에서 측정된 상기 골재의 함수량을 바탕으로 상기 시멘트의 양, 상기 골재의 양 및 물의 양이 결정된다. 상기 골재의 함수량에 맞도록 결정된 시멘트, 골재 및 물은 상기 믹서기(19)에서 섞여 지면서 콘크리트를 완성하게 된다.The water content measuring device is to measure the water content of the aggregate present in the aggregate storage container (15). The amount of cement, the amount of aggregate and the amount of water are determined based on the moisture content of the aggregate measured by the water content measuring device. Cement, aggregate and water determined to meet the moisture content of the aggregate is mixed in the mixer 19 to complete the concrete.

여기서, 상기 함수량 측정장치는 상기 골재 저장용기(15)의 일측에 배치되는 프로브 유닛(100)과, 상기 프로브 유닛(100)에서 검출되는 신호를 바탕으로 상기 골재의 함수량을 측정하기 위한 시간영역 반사측정 모듈(200)과, 상기 프로브 유닛(100)과 상기 시간영역 반사측정 모듈(200)을 연결하는 케이블유닛(300)을 포함한다.Here, the water content measuring device is a time domain reflection for measuring the water content of the aggregate based on the probe unit 100 and the signal detected by the probe unit 100 disposed on one side of the aggregate storage container 15 The measurement module 200 includes a cable unit 300 connecting the probe unit 100 and the time domain reflection measurement module 200.

상기 프로브 유닛(100)은 상기 골재의 함수량을 측정하기 위하여 적어도 일부분이 상기 골재에 파묻히게 된다. 구체적으로, 상기 프로브 유닛(100)의 탐침부재는 상기 골재 저장용기(15)의 출구단에 배치되어 상기 골재에 의하여 파묻히게 된다.The probe unit 100 is at least partially embedded in the aggregate to measure the moisture content of the aggregate. Specifically, the probe member of the probe unit 100 is disposed at the outlet end of the aggregate storage container 15 is buried by the aggregate.

상기 케이블유닛(300)은 저손실 동축 케이블을 포함한다. 상기 저손실 동축 케이블의 양단에는 비엔씨(BNC) 타입의 커넥터가 구비되어 있다. The cable unit 300 includes a low loss coaxial cable. BNC type connectors are provided at both ends of the low loss coaxial cable.

상기 함수량 측정장치는 외부의 PC와 통신을 위하여 유선으로 연결될 수 있다. 물론, 상기 유선으로 연결되는 것이 어려울 경우에는 무선랜(WLAN), 블루투스(bloothtooth), 지그비(zigbee), 와이파이(WiFi) 등과 같은 다양한 무선기술이 사용될 수 있다. The water content measuring device may be wired for communication with an external PC. Of course, when it is difficult to connect by wire, various wireless technologies such as WLAN, Bluetooth, Zigbee, and Wi-Fi may be used.

또한, 본 실시 예에서는 상기 함수량 측정장치가 상기 골재 저장용기에 설치되고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 레미콘 등과 같은 다양한 장소에 배치될 수 있다.In addition, in the present embodiment, the moisture content measuring device is installed in the aggregate storage container, but the present invention is not limited thereto, and may be disposed in various places such as ready-mixed concrete.

도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 함수량 측정장치에 구비된 프로브 유닛을 구체적으로 설명한다.2 to 6, the probe unit provided in the water content measuring apparatus according to the present invention will be described in detail.

상기 프로브 유닛(100)은 센서 어셈블리(150), 장착부재(130), 보호커버(120), 외부커버(110) 및 브러싱 어셈블리(140)를 포함한다.The probe unit 100 includes a sensor assembly 150, a mounting member 130, a protective cover 120, an outer cover 110, and a brushing assembly 140.

상기 센서 어셈블리(150)는 상기 골재와 접촉되는 탐침부재(151)와, 상기 탐침부재(151)가 관통하는 유전체부재(153)와,상기 유전체부재(153)의 적어도 일부분을 감싸는 그라운드 블럭(155)과, 상기 그라운드 블럭(155)과 결합됨과 동시에 상기 유전체부재(153)를 감싸는 실린더 부재(157)와, 상기 탐침부재(151)와 상기 케이블 유닛(도 1의 300)을 연결하는 연결매개체를 포함한다.The sensor assembly 150 includes a probe member 151 in contact with the aggregate, a dielectric member 153 through which the probe member 151 penetrates, and a ground block 155 surrounding at least a portion of the dielectric member 153. ), A coupling medium coupled to the ground block 155 and simultaneously connecting the cylinder member 157 surrounding the dielectric member 153, and connecting the probe member 151 and the cable unit (300 in FIG. 1). Include.

상기 탐침부재(151)는 상기 골재에 파묻힌 상태에서 상기 골재의 함수량을 측정하기 위한 반사신호를 발생시키게 된다.The probe member 151 generates a reflection signal for measuring the water content of the aggregate in the state embedded in the aggregate.

상기 유전체부재(153)는 내부에 상기 탐침부재가 관통하는 통형상을 가지며, 상기 탐침부재(151)의 길이방향을 따라 단차지게 형성된 제1 영역(153a), 제2 영역(153b) 및 제3 영역(153c)을 포함한다. The dielectric member 153 has a tubular shape through which the probe member penetrates, and has a first region 153a, a second region 153b, and a third stepped along the longitudinal direction of the probe member 151. Region 153c.

여기서, 상기 제1 영역(153a), 상기 제2 영역(153b) 및 상기 제3 영역(153c)의 내부지름은 모두 동일하고, 상기 제1 영역(153a)의 바깥지름과 상기 제3 영역(153c)의 바깥지름은 동일하며, 상기 제2 영역(153b)의 바깥지름은 상기 제1 영역(153a)의 바깥지름보다 크다. Here, the inside diameters of the first region 153a, the second region 153b, and the third region 153c are the same, and the outside diameter of the first region 153a and the third region 153c are different. The outer diameter of) is the same, and the outer diameter of the second region 153b is larger than the outer diameter of the first region 153a.

상기 그라운드 블럭(155)은 상기 유전체 부재의 제1 영역(153a)의 외측면을 감싸며, 상기 실린더 부재(157)와 결합된다.The ground block 155 surrounds the outer surface of the first region 153a of the dielectric member and is coupled to the cylinder member 157.

상기 실린더 부재(157)는 상기 유전체 부재의 제2 영역(153b) 및 제3 영역(153c)을 감싸며 상기 그라운드 블럭(155)과 결합됨으로써 상기 탐침부재(151)를 고정시킨다. 상기 실린더 부재(157)의 전단 외측면에는 상기 보호커버(120)와의 결합을 위한 제1 나사산(157a)이 형성되어 있다.The cylinder member 157 surrounds the second region 153b and the third region 153c of the dielectric member and is coupled to the ground block 155 to fix the probe member 151. A first thread 157a for coupling with the protective cover 120 is formed on the front outer surface of the cylinder member 157.

상기 연결매개체는 상기 탐침부재(151)와 연결되는 내부코어(154)와, 상기 그라운드 블럭(155)과 연결되는 외부코어(156)와, 상기 케이블 유닛(도 1의 300)와 연결되는 비엔씨(BNC) 연결단자(158)를 포함한다. 여기서, 상기 내부코어(154)는 고주파 케이블의 양극의 역할을 하게 된다.The connection medium includes an inner core 154 connected to the probe member 151, an outer core 156 connected to the ground block 155, and a BC connected to the cable unit 300 (FIG. 1). BNC) connection terminal 158. Here, the inner core 154 serves as the anode of the high frequency cable.

한편, 상기 장착부재(130)는 원통형상을 가지며, 상기 장착부재(130)의 전단에는 상기 실린더 부재의 제1 나사산(157a)과 결합되는 제2 나사산(131)이 형성되어 있다.On the other hand, the mounting member 130 has a cylindrical shape, the front end of the mounting member 130 is formed with a second screw thread 131 coupled to the first screw thread 157a of the cylinder member.

또한, 상기 보호커버(120)는 원통형상을 가지며, 상기 장착부재(130) 및 상기 센서 어셈블리(150)를 보호하기 위하여 상기 장착부재(130) 및 상기 센서 어셈블리(150)의 적어도 일부분을 둘러싸면서 설치된다.In addition, the protective cover 120 has a cylindrical shape and surrounds at least a portion of the mounting member 130 and the sensor assembly 150 to protect the mounting member 130 and the sensor assembly 150. Is installed.

또한, 상기 외부커버(110)는 원통형상을 가지되, 상기 골재 저장용기(15)의 외측면과의 결합을 위하여 잘려진 단면(113)을 형성하면서 상기 보호커버(120)의 적어도 일부분을 둘러싸면서 배치된다.In addition, the outer cover 110 has a cylindrical shape, while forming at least a portion of the protective cover 120 while forming a cross-section 113 cut for coupling with the outer surface of the aggregate storage container (15). Is placed.

상기 외부커버의 잘려진 단면(113)은 상기 골재가 담겨진 골재 저장용기의 하단부 측벽과 연통되면서 용접된다. The cut end face 113 of the outer cover is welded while communicating with the lower side wall of the aggregate storage container containing the aggregate.

또한, 상기 프로브 유닛(100)에는 상기 보호커버(120)가 상기 외부커버(110)의 내부에서 고정되도록 하기 위하여 상기 외부커버(110)를 관통하면서 상기 보호커버(120)의 외측면을 지지하는 고정부재(111)가 구비된다. 상기 외부커버(110)에는 상기 고정부재(111)가 관통하는 고정부재 관통홀(미도시)이 형성되어 있다.In addition, the probe unit 100 supports the outer surface of the protective cover 120 while penetrating the outer cover 110 so that the protective cover 120 is fixed inside the outer cover 110. The fixing member 111 is provided. The outer cover 110 has a fixing member through hole (not shown) through which the fixing member 111 passes.

한편, 상기 브러싱 어셈블리(140)는 상기 센서 어셈블리(150)의 일측에 배치되어, 골재의 함수량 측정 후 상기 센서 어셈블리(150)의 표면에 부착된 상기 골재를 떨어내게 된다. 예를 들어, 상기 브러싱 어셈블리는 상기 탐침부재(151)의 표면, 상기 유전체부재(153)의 표면 또는 상기 그라운드 블럭(155)의 표면에 공기를 분사함으로써 상기 골재를 떨어낼 수 있게 된다.On the other hand, the brushing assembly 140 is disposed on one side of the sensor assembly 150, to drop the aggregate attached to the surface of the sensor assembly 150 after measuring the moisture content of the aggregate. For example, the brushing assembly may drop the aggregate by spraying air onto the surface of the probe member 151, the surface of the dielectric member 153, or the surface of the ground block 155.

구체적으로, 상기 브러싱 어셈블리(140)는 상기 그라운드 블럭(155)의 외측면을 둘러싸면서 설치되는 공기분사체(144)와, 상기 공기분사체(144)로 공기를 공급하는 공기공급관(141)과, 상기 공기공급관(141)에 흐르는 공기의 양을 조절하기 위한 공기량 제어부(미도시)를 포함한다.Specifically, the brushing assembly 140 includes an air spraying body 144 installed surrounding the outer surface of the ground block 155, and an air supply pipe 141 for supplying air to the air spraying body 144. And an air amount control unit (not shown) for adjusting the amount of air flowing in the air supply pipe 141.

상기 공기분사체(144)는 상기 보호커버(120)의 전단 내측에 설치되는 상부 환형부재(144m)와, 상기 상부 환형부재(144m)와 결합되는 하부 환형부재(144f)를 포함한다. The air spraying body 144 includes an upper annular member 144m installed inside the front end of the protective cover 120 and a lower annular member 144f coupled to the upper annular member 144m.

상기 상부 환형부재(144m)와 상기 하부 환형부재(144f)는 결합되면서 내부에 환형 형상의 내부공간을 형성하게 되며, 상기 공기 분사체(144)의 내측면에는 공기 배출구(144k)가 형성된다.The upper annular member 144m and the lower annular member 144f are coupled to form an annular inner space therein, and an air outlet 144k is formed on an inner surface of the air injector 144.

구체적으로, 상기 상부 환형부재(144m)는 상기 공기공급관(141)과 연통되는 공기 유입구(144b)가 형성된 환형부재 상면(144a)과, 상기 환형부재 상면(144a)에서 하부방향으로 일정한 내경을 가지면서 돌출 연장된 제1 테두리(144d)와, 상기 제1 테두리(144d)의 내경보다 작은 내경을 가지면서 상기 환형부재 상면(144a)에서 하부방향으로 돌출 연장된 제2 테두리(144e)를 포함한다. 여기서, 상기 제2 테두리(144e)의 끝단에는 요철홈(144c)이 형성되어 있다.Specifically, the upper annular member 144m has an annular member upper surface 144a having an air inlet 144b communicating with the air supply pipe 141 and a constant inner diameter downward from the upper surface 144a of the annular member. And a second edge 144e protruding downwardly from the upper surface 144a of the annular member while having an inner diameter smaller than the inner diameter of the first edge 144d. . Here, the uneven groove 144c is formed at the end of the second edge 144e.

상기 하부 환형부재(144f)는 상기 제1 테두리(144d)의 내측면과 나사결합되는 환형격벽(144g)과, 상기 환형 격벽(144g)의 내측면에서 연장되며 상기 제1 테두리(144d)의 하단부와 상기 제2 테두리(144e)의 하단부 사이를 덮는 환형부재 하면 내측부(144h)를 포함한다.The lower annular member 144f has an annular partition 144g screwed with an inner side surface of the first edge 144d, and extends from an inner side surface of the annular partition 144g and has a lower end portion of the first edge 144d. And an inner side surface 144h of the annular member covering between the lower end of the second edge 144e.

결과적으로, 상기 환형 격벽(144f)의 외측면과 상기 제1 테두리(144d)의 내측면이 나사결합되면, 상기 제1 테두리(144d)와 상기 제2 테두리(144e) 및 상기 환형부재 하면 내측부(144h)가 형성하는 공간이 상기 환형 형상의 내부공간이 된다. As a result, when the outer surface of the annular partition wall 144f and the inner surface of the first edge 144d are screwed together, the inner surface of the lower surface of the first edge 144d, the second edge 144e and the annular member ( The space formed by 144h becomes the annular inner space.

또한, 상기 제2 테두리(144e)의 끝단의 하부에 상기 환형부재 하면 내측부(144h)가 위치하게 됨으로써 상기 요철홈(144c)과 상기 환형부재 하면 내측부(144h)는 홀을 형성하게 되고, 상기 홀이 상기 공기 배출구(144k)가 된다. In addition, the inner portion 144h of the bottom surface of the annular member is positioned below the end of the second edge 144e, so that the uneven groove 144c and the inner surface 144h of the bottom surface of the annular member form a hole. This air outlet 144k is provided.

상기 공기공급관(141)은 상기 장착부재(130)와 상기 보호커버(120) 사이에 배치되며, 금속관으로 구비된다. 상기 공기공급관(141)의 전단은 상기 공기분사체(144)와 연통되고, 상기 공기 공급관의 후단은 호스연결체(143)와 결합된다. 상기 호스연결체(143)는 외부의 공기 공급호스와 연결되어 공기를 공급받게 된다.The air supply pipe 141 is disposed between the mounting member 130 and the protective cover 120, it is provided as a metal pipe. The front end of the air supply pipe 141 is in communication with the air injection body 144, the rear end of the air supply pipe is coupled to the hose connecting body (143). The hose connector 143 is connected to an external air supply hose to receive air.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 브러시 어셈블리는 다양하게 구현될 수 있다. 예들 들면, 상기 센서 어셈블리에 부착될 골재를 떨어내기 위해서는 세척수가 사용될 수도 있고, 상기 센서 어셈블리의 일측에 별도의 브러쉬가 배치될 수도 있을 것이다. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the brush assembly may be implemented in various ways. For example, washing water may be used to drop the aggregate to be attached to the sensor assembly, and a separate brush may be disposed on one side of the sensor assembly.

도 6을 참조하면, 상기 시간영역 반사측정 모듈(200)은 아날로그 회로부(210), 컨버터(220), 오실레이터(230), 메모리부(240), 마이크로 프로세서(250), 통신부(260), 전원공급부(270), 표시부(280) 및 입력부(290)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the time-domain reflectometry module 200 includes an analog circuit 210, a converter 220, an oscillator 230, a memory 240, a microprocessor 250, a communication unit 260, a power supply. And a supply unit 270, a display unit 280, and an input unit 290.

상기 컨버터(220)는 타임투디지털컨버터(Time to Digital Converter)로서, 입력신호를 발생시키고 되돌아 오는 반사신호를 측정하여 상기 입력신호와 상기 반사신호의 시간적 차이를 측정한다. 상기 입력신호로는 구형펄스가 사용되며, 상기 컨버터의 분해능은 10 ps(pico-second)이고, 측정범위는 800 ps ~ 500 ns(nano-second) 이다.The converter 220 is a time-to-digital converter, which generates an input signal and measures a reflected signal that returns and measures a time difference between the input signal and the reflected signal. A spherical pulse is used as the input signal, the resolution of the converter is 10 ps (pico-second), and the measurement range is 800 ps to 500 ns (nano-second).

상기 아날로그 회로부(210)는 상기 컨버터(220)와 상기 골재 사이의 신호처리를 수행하며, 상기 오실레이터(230)는 상기 컨버터(220)로 클럭 신호를 인가해 준다.The analog circuit unit 210 performs signal processing between the converter 220 and the aggregate, and the oscillator 230 applies a clock signal to the converter 220.

상기 메모리부(240)는 데이터를 저장하거나 프로그램을 저장하게 되고, 상기 통신부(260)는 외부의 통신장비, 예를 들면 PC와 RS-232 통신을 수행한다. The memory unit 240 stores data or a program, and the communication unit 260 performs RS-232 communication with an external communication device, for example, a PC.

상기 전원공급부(270)는 상기 시간영역 반사측정 모듈(200)에 전원을 공급하고, 상기 표시부(280)는 상기 골재의 함수량 측정을 위한 정보들을 디스플레이하며, 상기 입력부(290)는 메뉴 및 기능선택에 사용된다.The power supply unit 270 supplies power to the time domain reflection measurement module 200, the display unit 280 displays information for measuring the moisture content of the aggregate, and the input unit 290 selects a menu and a function. Used for

상기 마이크로 프로세서(250)는 상기 컨버터(220)와 통신을 하면 데이터를 주고 받고, 상기 통신부(260), 상기 전원공급부(270), 상기 메모리부(240), 상기 표시부(280) 및 상기 입력부(290)를 제어한다.When the microprocessor 250 communicates with the converter 220, the microprocessor 250 transmits and receives data, and the communication unit 260, the power supply unit 270, the memory unit 240, the display unit 280, and the input unit ( 290 control.

도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 함수량 측정장치를 사용하여 골재의 함수량을 측정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.2 to 7, a method of measuring the moisture content of aggregate using the water content measuring device according to the present invention will be described.

상기 함수량 측정장치는 펄스신호를 출력시킨 후 그 반사파가 돌아올 때까지의 시간을 측정하여 상기 골재의 상대 유전율을 산출하고, 상기 상대유전율로부터 상기 골재의 함수량을 산출하게 된다.The moisture content measuring device outputs a pulse signal and then measures the time until the reflected wave returns to calculate the relative dielectric constant of the aggregate, and calculates the moisture content of the aggregate from the relative dielectric constant.

구체적으로, 먼저 시간영역 반사측정 모듈(200)과 프로브유닛의 센서 어셈블리(150)가 연결되지 않은 상태에서 상기 시간영역 반사측정 모듈(200)에서 생성된 입력신호(S0)에 대하여 케이블유닛(300)으로 인한 제1 반사신호(Sc)가 수신된다.Specifically, the cable unit (1) with respect to the input signal (S 0 ) generated by the time domain reflection measurement module 200 in a state where the time domain reflection measurement module 200 and the sensor assembly 150 of the probe unit are not connected. 300) is a first reflection signal (S c) due to be received.

상기 제1 반사신호(Sc)는 상기 입력신호(S0)보다 제1 신호지연 시간값(t0 ) 만큼 늦게 반사되어 수신된다. 여기서, 상기 제1 신호지연시간값(t0)은 케이블유닛(300)에 의하여 상기 입력신호(S0)가 반사되기 시작하는데 소요되는 시간을 의미한다.The first reflection signal S c has a first signal delay time value t 0 than the input signal S 0 . Is received as late as). Here, the first signal delay time value t 0 means a time taken for the input signal S 0 to be reflected by the cable unit 300.

다음으로, 상기 센서 어셈블리(150)가 상기 케이블유닛(300)을 통하여 상기 시간영역 반사측정 모듈(200)에 연결되고, 상기 센서 어셈블리의 탐침부재(151)가 공기 중에 놓인 상태에서 상기 시간영역 반사측정모듈(200)에서 생성된 입력신호(S0)에 대한 제3 반사신호가 수신된다.Next, the sensor assembly 150 is connected to the time domain reflection measurement module 200 through the cable unit 300, and the time domain reflection is performed while the probe member 151 of the sensor assembly is placed in the air. The third reflection signal with respect to the input signal S 0 generated by the measurement module 200 is received.

상기 제3 반사신호는 상기 입력신호보다 신호지연시간(ts) 만큼 늦게 반사되어 수신된다. 여기서, 상기 제3 반사신호에서의 신호지연시간(ts)을 바탕으로 상기 센서 어셈블리의 그라운드 블럭(155) 및 실린더 부재(157)에 의한 제2 신호지연 시간값(toffset)을 산출하게 된다. The third reflected signal is received after being reflected by a signal delay time t s later than the input signal. Here, the second signal delay time value t offset by the ground block 155 and the cylinder member 157 of the sensor assembly is calculated based on the signal delay time t s of the third reflected signal. .

예를 들어, 상기 제3 반사신호에서의 신호지연시간(ts)과, 상기 제2 신호지연시간 시간값(toffset) 및 상기 제1 신호지연시간값(t0)은 다음과 같은 관계식을 가진다.For example, the signal delay time t s in the third reflected signal, the second signal delay time value t offset , and the first signal delay time value t 0 may be expressed as follows. Have

ｃ×(ts - t0 - toffset）= 2L, c x (t s -t 0 -t offset ) = 2L,

여기서, L은 탐침부재의 길이를 의미한다.Here, L means the length of the probe member.

다음으로, 상기 센서 어셈블리(150)가 상기 케이블유닛(300)을 통하여 상기 시간영역 반사측정 모듈(200)에 연결되고, 상기 센서 어셈블리의 탐침부재(151)가 골재에 파묻힌 상태에서 상기 시간영역 반사측정모듈(200)에서 생성된 입력신호(S0)에 대한 제2 반사신호(S1, S2, S3)가 수신된다.Next, the sensor assembly 150 is connected to the time domain reflection measurement module 200 through the cable unit 300, and the time domain reflection is performed when the probe member 151 of the sensor assembly is embedded in an aggregate. The second reflection signals S 1 , S 2 , and S 3 with respect to the input signal S 0 generated by the measurement module 200 are received.

다음으로, 상기 제2 반사신호(S1, S2, S3)를 바탕으로 신호검출 문턱값(Vth)이 설정된다. Next, a signal detection threshold V th is set based on the second reflection signals S 1 , S 2 , and S 3 .

일례로, 도 7에는 상기 골재의 종류에 따라 제1 골재의 제2 반사신호(S1), 제2 골재의 반사신호(S2) 및 제3 골재의 반사신호(S3)가 도시되어 있다. For example, FIG. 7 illustrates a second reflection signal S 1 of the first aggregate, a reflection signal S 2 of the second aggregate, and a reflection signal S 3 of the third aggregate according to the type of the aggregate. .

여기서, t1는 상기 입력신호(S0)가 인가되었을 때 상기 탐침부재(151)의 시작점에서의 반사시간을 의미하고, Vth 는 신호검출 문턱값을 의미한다. 또한, ta , tb, tc는 각각 상기 제1 골재의 제2 반사신호(S1), 상기 제2 골재의 제2 반사신호(S2) 및 상기 제3 골재의 제2 반사신호(S3) 중에 상기 신호검출 문턱값(Vth)에 도달한 시점에서의 반사시간을 의미한다. 상기 반사시간이 크다는 것은 상기 골재에 물이 많이 함유되어 있다는 것을 의미한다.Here, t 1 denotes a reflection time at the start of the probe member 151 when the input signal S 0 is applied, and V th Denotes a signal detection threshold. In addition, t a , t b, t c are the second reflection signal S 1 of the first aggregate, the second reflection signal S 2 of the second aggregate, and the second reflection signal of the third aggregate ( S 3 ) refers to a reflection time when the signal detection threshold V th is reached. The large reflection time means that the aggregate contains a lot of water.

상기 신호검출 문턱값은 상기 제2 반사신호 중에서 상기 탐침부재(151)의 종단점 근처에서 설정되는 것이 바람직하다. 상기 탐침부재의 종단점에서의 대략적인 반사시간은 반사신호의 변곡점 위치를 바탕으로 판단할 수 있다.The signal detection threshold is preferably set near the end point of the probe member 151 of the second reflection signal. The approximate reflection time at the end point of the probe member may be determined based on the position of the inflection point of the reflected signal.

다음으로, 상기 제1 반사신호(Sc)를 바탕으로 산출된 상기 케이블유닛(300)에 의한 제1 신호지연 시간값(t0)과, 상기 센서 어셈블리의 그라운드 블럭(155) 및 상기 실린더부재에 의한 제2 신호지연 시간값(toffset)과, 상기 제2 반사신호에서 상기 신호검출 문턱값을 초과하는 시점인 제2 시간값(ta , tb, tc)을 바탕으로 상기 골재에 대한 상대유전율을 산출하게 된다.Next, the first reflection signal (S c), the first signal delay value of a in the cable unit 300 is calculated based on (t 0) and a ground block 155 and the cylinder member of the sensor assembly Based on the second signal delay time value (t offset ) and the second time value (t a, t b, t c ) which is a time point when the signal detection threshold is exceeded in the second reflected signal. Calculate the relative dielectric constant.

예를 들어, 상기 제1 골재에 대한 상대 유전율을 하기와 같은 관계식을 가진다.For example, the relative permittivity of the first aggregate has the following relationship.

ｘ= (c ×(ta - t0 - toffset )/2L)^2ｘ = (c × (t a -t 0 t offset ) / 2L) ^ 2

여기서, ｘ는 제1 골재의 상대 유전율을 의미하고, c는 빛의 속도를 의미하며, ta 는 제1 골재의 반사신호 중 제2 시간값, t0 는 상기 케이블 유닛으로 인한 제1 신호지연 시간값, toffset 는 상기 센서 어셈블리의 그라운드 블럭(155) 및 실린더 부재(157)에 의한 제2 신호지연 시간값을 의미한다.Where ｘ is the relative permittivity of the first aggregate, c is the speed of light, t a Is the second time value of the reflected signal of the first aggregate, t 0 Is a first signal delay time value due to the cable unit, t offset Denotes a second signal delay time value by the ground block 155 and the cylinder member 157 of the sensor assembly.

여기서, 상기 제2 신호지연 시간값(toffset)과, 상기 제1 신호지연 시간값(t0)은 함수량 측정장치에 따라 변할 수 있는 값이지만, 동일한 함수량 측정장치에서는 동일한 값을 가진다.Here, the second signal delay time value t offset and the first signal delay time value t 0 may vary depending on the water content measuring device, but have the same value in the same water content measuring device.

다음으로, 상기 상대 유전율을 바탕으로 상기 골재에 대한 함수량을 산출하게 된다. 상기 함수량은 상기 상대유전율의 다항 함수로 정의되며, 상기 다항 함수의 계수는 상기 골재의 종류에 따라 다르게 설정된다.Next, the water content for the aggregate is calculated based on the relative permittivity. The water content is defined as a polynomial function of the relative dielectric constant, and the coefficient of the polynomial function is set differently according to the type of aggregate.

구체적으로, 상기 상대 유전율과 함수량의 하기와 같은 관계식을 가진다.Specifically, the relative dielectric constant and water content have the following relationship.

M = a0 + a1ｘ + a2ｘ2 + a3ｘ3+ a4ｘ4 M = a 0 + a 1 ｘ + a 2 ｘ 2 + a 3 ｘ 3 + a 4 ｘ 4

여기서, M 은 함수량을 의미하고, 상기 다항식의 계수들 a0, a1, a2, a3 및 a4 는 골재의 종류에 따라 다르게 설정된다. 상기 다항식의 계수들은 알고 있는 함수량과 유전율을 바탕으로 미리 계산되어 질 수 있다. Here, M means water content, and the coefficients a 0 , a 1 , a 2 , a 3, and a 4 of the polynomial are set differently according to the type of aggregate. The coefficients of the polynomial can be precomputed based on known moisture content and permittivity.

상기 상대 유전율과 함수량과의 관계식은 다양한 골재에 대하여 적용됨으로써 상기 골재에 대한 함수량이 보다 정확하게 측정될 수 있다.The relationship between the relative permittivity and the water content is applied to various aggregates so that the water content of the aggregate can be measured more accurately.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. It is possible and such variations are within the scope of the present invention.

100: 프로브 유닛 110: 외부커버
120: 보호커버 130: 장착부재
140: 브러싱 어셈블리 141: 공기공급관
144: 공기분사체 150: 센서 어셈블리
151: 탐침부재 153: 유전체부재
154: 내부코어 155: 그라운드 블럭
156: 외부코어 157: 실린더 부재
158: 비엔씨(BNC) 연결단자 200: 시간영역 반사측정 모듈
300: 케이블 유닛100: probe unit 110: outer cover
120: protective cover 130: mounting member
140: brushing assembly 141: air supply pipe
144: air spray 150: sensor assembly
151: probe member 153: dielectric member
154: internal core 155: ground block
156: outer core 157: cylinder member
158: BNC connector 200: time domain reflection measurement module
300: cable unit

Claims (11)

골재의 함수량을 측정하기 위한 프로브 유닛;
상기 프로브 유닛에서 검출되는 신호를 바탕으로 상기 골재의 함수량을 측정하는 시간영역 반사측정 모듈; 그리고,
상기 프로브 유닛과 상기 시간영역 반사측정 모듈을 연결하는 케이블 유닛을 포함하며,
상기 프로브 유닛은 적어도 일부분이 상기 골재에 파묻히게 되는 센서 어셈블리와, 함수량의 측정 후 상기 센서 어셈블리의 표면에 부착된 상기 골재를 떨어내기 위한 브러싱 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 함수량 측정장치.A probe unit for measuring the moisture content of the aggregate;
A time domain reflectometry module for measuring the moisture content of the aggregate based on the signal detected by the probe unit; And,
A cable unit connecting the probe unit and the time domain reflectometry module,
The probe unit includes a sensor assembly at least partially embedded in the aggregate, and a brushing assembly for dropping the aggregate attached to the surface of the sensor assembly after the measurement of the moisture content. 제1항에 있어서,
상기 센서 어셈블리는 상기 골재와 접촉되는 탐침부재와, 상기 탐침부재가 관통하는 유전체부재와,상기 유전체부재의 적어도 일부분을 감싸는 그라운드 블럭을 포함하며, 상기 브러싱 어셈블리는 상기 탐침부재의 표면, 상기 유전체부재 의 표면 또는 상기 그라운드 블럭의 표면에 공기를 분사함으로써 상기 골재를 떨어내는 것을 특징으로 하는 함수량 측정장치.The method of claim 1,
The sensor assembly includes a probe member in contact with the aggregate, a dielectric member through which the probe member penetrates, and a ground block surrounding at least a portion of the dielectric member, wherein the brushing assembly includes a surface of the probe member and the dielectric member. The water content measuring device characterized in that the aggregate is dropped by spraying air on the surface of the surface or the surface of the ground block. 제2항에 있어서,
상기 브러싱 어셈블리는 상기 그라운드 블럭의 외측면을 둘러싸면서 설치되는 공기분사체와, 상기 공기분사체로 공기를 공급하는 공기공급관과, 상기 공기공급관에 흐르는 공기의 양을 조절하기 위한 공기량 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 함수량 측정장치.The method of claim 2,
The brushing assembly includes an air spraying body installed surrounding the outer surface of the ground block, an air supply pipe for supplying air to the air spraying body, and an air amount control unit for adjusting the amount of air flowing through the air supply pipe. Water content measuring device characterized in that. 제3항에 있어서,
상기 공기분사체는 상부 환형부재와 하부 환형부재를 포함하며, 상기 상부 환형부재와 상기 하부 환형부재가 결합되면서 내부에는 환형 형상의 내부공간을 형성함과 동시에 상기 공기분사체의 내측면을 따라 일정간격으로 공기배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 함수량 측정장치.The method of claim 3,
The air injector includes an upper annular member and a lower annular member, and the upper annular member and the lower annular member are combined to form an inner space having an annular shape therein and to be constant along the inner surface of the air injector. Water content measuring device characterized in that the air outlet is formed at intervals. 제2항에 있어서,
상기 센서 어셈블리는 상기 그라운드 블럭과 결합됨과 동시에 상기 유전체부재를 감싸면서 상기 탐침부재를 고정하는 실린더 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함수량 측정장치. The method of claim 2,
The sensor assembly further comprises a cylinder member coupled to the ground block and simultaneously holding the probe member while surrounding the dielectric member. 제2항에 있어서,
상기 센서 어셈블리는 상기 탐침부재와 상기 케이블 유닛을 연결하는 연결매개체를 더 포함하며, 상기 연결매개체는 상기 탐침부재와 연결되는 내부코어와, 상기 그라운드 블럭과 연결되는 외부코어와, 상기 케이블 유닛와 연결되는 비엔씨(BNC) 연결단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 함수량 측정장치.The method of claim 2,
The sensor assembly further includes a connection medium for connecting the probe member and the cable unit, wherein the connection medium includes an inner core connected to the probe member, an outer core connected to the ground block, and connected to the cable unit. Water content measuring device comprising a BNC (BNC) connection terminal. 제1항에 있어서,
상기 프로브 유닛은 상기 센서 어셈블리가 장착되는 장착부재와, 상기 장착부재 및 상기 센서 어셈블리를 보호하기 위하여 상기 장착부재 및 상기 센서 어셈블리의 적어도 일부분을 둘러싸면서 설치되는 보호커버와, 상기 보호커버의 적어도 일부분을 둘러싸면서 배치되어 상기 골재가 담겨진 골재 저장용기와 결합되는 외부커버를 포함하는 함수량 측정장치.The method of claim 1,
The probe unit includes a mounting member to which the sensor assembly is mounted, a protective cover installed to surround the mounting member and at least a portion of the sensor assembly to protect the mounting member and the sensor assembly, and at least a portion of the protective cover. Is disposed surrounding the water content measurement device including an outer cover coupled to the aggregate storage container containing the aggregate. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시간영역 반사측정 모듈은 입력신호와 반사신호의 시간적 차이를 측정하는 컨버터, 상기 컨버터와 상기 골재 사이의 신호처리를 위한 아날로그 회로부, 외부의 통신장비와 통신을 하기 위한 통신부, 함수량 측정을 위한 정보들이 표시되는 표시부, 그리고 상기 컨버터와 통신을 하면서 상기 통신부 및 상기 표시부를 제어하는 마이크로 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 함수량 측정장치.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The time domain reflection measuring module includes a converter for measuring a time difference between an input signal and a reflected signal, an analog circuit unit for signal processing between the converter and the aggregate, a communication unit for communicating with an external communication device, and information for measuring water content And a microprocessor for controlling the communication unit and the display unit while communicating with the converter. 시간영역 반사측정 모듈과 프로브 유닛의 센서 어셈블리가 연결되지 않은 상태에서 상기 시간영역 반사측정 모듈에서 생성된 입력신호에 대하여 케이블 유닛으로 인한 제1 반사신호를 수신하는 단계;
상기 센서 어셈블리가 상기 케이블 유닛을 통하여 상기 시간영역 반사측정 모듈에 연결되고, 상기 센서 어셈블리의 탐침부재가 공기 중에 놓인 상태에서 상기 시간영역 반사측정 모듈에서 생성된 입력신호에 대한 제3 반사신호를 수신하는 단계;
상기 센서 어셈블리가 상기 케이블 유닛을 통하여 상기 시간영역 반사측정 모듈에 연결되고, 상기 센서 어셈블리의 탐침부재가 골재에 파묻힌 상태에서 상기 시간영역 반사측정모듈에서 생성된 입력신호에 대한 제2 반사신호를 수신하는 단계;
상기 제2 반사신호를 바탕으로 신호검출 문턱값을 설정하는 단계;
상기 제1 반사신호를 바탕으로 상기 케이블 유닛으로 인한 제1 신호지연 시간값과, 상기 제2 반사신호에서 상기 신호검출 문턱값을 초과하는 시점인 제2 시간값과, 상기 제3 반사신호의 신호지연시간을 바탕으로 상기 골재에 대한 상대유전율을 산출하는 단계; 그리고,
상기 상대 유전율을 바탕으로 상기 골재에 대한 함수량을 산출하는 함수량 산출단계를 포함하는 함수량 측정방법.Receiving a first reflection signal due to a cable unit with respect to an input signal generated by the time domain reflection measurement module while the time domain reflection measurement module and the sensor assembly of the probe unit are not connected;
The sensor assembly is connected to the time domain reflectometry module via the cable unit and receives a third reflected signal for an input signal generated by the time domain reflectometry module while the probe member of the sensor assembly is placed in the air. Doing;
The sensor assembly is connected to the time domain reflectometry module via the cable unit and receives a second reflected signal for the input signal generated by the time domain reflectometry module while the probe member of the sensor assembly is embedded in aggregate. Doing;
Setting a signal detection threshold based on the second reflected signal;
A first signal delay time value due to the cable unit based on the first reflected signal, a second time value which is a time point exceeding the signal detection threshold value in the second reflected signal, and a signal of the third reflected signal Calculating a relative dielectric constant for the aggregate based on the delay time; And,
And a water content calculation step of calculating a water content for the aggregate based on the relative permittivity. 제9항에 있어서,
상기 상대유전율을 산출하는 단계는 상기 제3 반사신호의 신호지연시간과, 상기 제1 신호지연시간값을 바탕으로 상기 센서 어셈블리의 그라운드 블럭과, 상기 탐침부재의 고정을 위한 실린더부재에 의한 제2 신호지연 시간값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 함수량 측정방법.10. The method of claim 9,
The calculating of the relative dielectric constant is performed by a cylinder member for fixing the ground block of the sensor assembly and the probe member based on the signal delay time of the third reflection signal and the first signal delay time value. Calculating a signal delay time value. 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 함수량 산출단계에서 상기 함수량은 상기 상대유전율의 다항 함수로 정의되며, 상기 다항 함수의 계수는 상기 골재의 종류에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 함수량 측정방법. 11. The method according to claim 9 or 10,
In the water content calculation step, the water content is defined as a polynomial function of the relative dielectric constant, and the coefficient of the polynomial function is set differently according to the type of aggregate.
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