KR101179667B1 - 크랙 측정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물이나 기타 구조물에서 발생되는 크랙을 측정할 수 있는 크랙 측정기에 관한 기술로서, 하단이 측정대상물에 고정되는 제1포스트; 상기 제1포스트의 상단에 일측단부가 연결되는 센서부; 상기 센서부의 타측단부를 통해 일단이 삽입되어 직선이동 가능하게 연결되는 로드부; 상기 제1포스트와 이격되게 위치되며 상기 측정대상물에 고정되되, 상단 또는 하단에 돌출되는 플랜지가 형성되는 제2포스트; 커넥터 몸체를 기준으로 직각을 이루도록 돌출되는 제1암과 제2암이 형성되며, 상기 제1암은 상기 로드부와 연결되고 상기 제2암은 상기 제2포스트에 대해 회동 가능하게 삽입되는 회동커넥터; 상기 회동커넥터에 마련되며 상기 회동커넥터의 회동각을 측정하는 각도측정수단; 상기 플랜지에 형성되는 각도기; 상기 회동커넥터에 마련되어 상기 각도기 위에 위치하게 되는 지침;을 포함하여 크랙의 변위와 변위각을 동시에 측정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

크랙 측정기{CRACK MEASURING DEVICE}

본 발명은 건축물이나 기타 구조물에서 발생되는 크랙을 측정할 수 있는 크랙 측정기에 관한 기술이다.

건물이나 교량, 터널 등의 구조물은 시간이 지남에 따라 크랙이 발생되기 때문에 지속적인 안전진단과 유지보수가 필요하게 된다. 건물이나 교량에 크랙이 발생되면 점차적으로 그 정도가 악화됨이 일반적이므로 크랙의 진행 정도를 체크할 필요가 있다.

특히 근래에 들어 전세계적으로 지진발생 빈도가 증가되고 있으며 우리나라 역시 지진으로부터 자유로울 수는 없다 할 것인 바, 내진설계를 통해 안전성을 높여야 할 것이고 이미 건축된 건물 등에는 주기적인 안전점검이 이루어지도록 해야할 것이다.

현재에도 건물 등에 발생되는 크랙을 측정하기 위해 크랙메타라 불리우는 기술이 사용되고 있지만, 기존의 측정기는 센서부와 로드부 양단이 측정대상물에 고정된 채 설치되기 때문에 크랙이 직선방향이 아닌 비틀어지게 발생되면 정확하게 크랙의 진행정도를 확인하기에 어려움이 있었다.

즉, 단순히 직선방향으로의 변위는 큰 변화가 없다 하더라도 비틀어지면서 상하방향으로 크랙이 진행된다면 크랙의 진행정도를 정확히 측정할 수가 없게 된다.

종래기술로 대한민국 특허등록번호 제339978호의 기술이 있으나, 이것은 광변형센서에 관한 것이며, 공개특허번호 제2001-0088253호의 크랙 변형율 측정기도 있었지만 언급한 바와 같이 크랙의 진행방향이 경사질 경우에는 정확한 크랙의 진행상태를 알 수 없다는 문제점이 있었다.

1. 대한민국 등록특허번호 제339978호(2002.05.27) 2. 대한민국 공개특허번호 제2001-0088253호(2001.09.26)

본 발명에서는 건물이나 교량 등에서 발생되는 크랙의 진행상태를 크랙 진행방향을 고려하여 변위와 변위각을 측정함으로써 보다 신뢰할 수 있는 크랙 측정기를 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 크랙 측정기는, 하단이 측정대상물에 고정되는 제1포스트; 상기 제1포스트의 상단에 일측단부가 연결되는 센서부; 상기 센서부의 타측단부를 통해 일단이 삽입되어 직선이동 가능하게 연결되는 로드부; 상기 제1포스트와 이격되게 위치되며 상기 측정대상물에 고정되되, 상단 또는 하단에 돌출되는 플랜지가 형성되는 제2포스트; 커넥터 몸체를 기준으로 직각을 이루도록 돌출되는 제1암과 제2암이 형성되며, 상기 제1암은 상기 로드부와 연결되고 상기 제2암은 상기 제2포스트에 대해 회동 가능하게 삽입되는 회동커넥터; 상기 회동커넥터에 마련되며 상기 회동커넥터의 회동각을 측정하는 각도측정수단; 상기 플랜지에 형성되는 각도기; 상기 회동커넥터에 마련되어 상기 각도기 위에 위치하게 되는 지침;을 포함하여 크랙의 변위와 변위각을 동시에 측정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에서 상기 각도측정수단은, 상기 회동 커넥터의 회전을 감지하는 엔코드이며, 상기 센서부에 의해 크랙의 변위가 자동계측되고 상기 엔코드에 의해 변위각도 자동계측될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에서 상기 제2포스트의 상단부에 상기 플랜지가 형성되는 경우 상기 플랜지의 상면에 상기 제2암이 삽입될 수 있는 회동홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 의한 크랙 측정기는 기존 기술들과 달리 크랙의 진행방향을 알 수 있어 기본적인 크랙의 변위뿐 아니라 크랙의 변위각을 측정할 수 있어 보다 정확한 데이타를 얻을 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 대한 개략적인 사시도.
도 2는 도 1에서 A-A선 단면도.
도 3은 크랙이 진행된 후 도 1의 크랙 측정기의 변화 상태를 보여주는 사시도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 크랙 측정기의 사시도.
도 5는 도 4의 부분 분해 사시도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명에 의한 크랙 측정기는 센서부(100)에 대해 로드부(200)가 이동가능하게 연결되며 상기 센서부(100)와 로드부(200)는 측정대상물 위에 고정되는 제1포스트(300) 및 제2포스트(300a)에 각각 연결되되, 상기 로드부(200)는 상기 제2포스트(300a)에 대해 회동 가능하도록 회동커넥터(400)를 매개로 연결되고 상기 회동 커넥터(400)의 회동각을 측정할 수 있는 각도측정수단(500)을 포함함으로써 크랙의 변위와 변위각을 동시에 측정할 수 있도록 하는 기술이다.

또한, 본 발명에서 상기 각도측정수단(500)은 상기 회동 커넥터(400)의 회전을 감지하는 엔코드(530)이며, 상기 센서부(100)에 의해 크랙의 변위가 자동계측되고 상기 엔코드에 의해 변위각도 자동계측될 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에서 상기 각도측정수단(500)은 상기 회동 커넥터(400)가 결합되는 상기 제2포스트(300a)로부터 돌출되는 플랜지(310)에 마련되는 각도기(510)와 상기 회동커넥터(400)에 마련되는 지침(520)으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 바람직한 제1실시예에 대해 설명하도록 하며, 도 1은 본 발명의 제1실시예에 대한 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1에서 A-A선 단면도이고, 도 3은 크랙이 진행된 후 도 1의 크랙 측정기의 변화 상태를 보여주는 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 크랙 측정기는 센서부(100)와 로드부(200)가 기본적으로 구비되며 상기 로드부(200)는 센서부(100)에 대해 출몰될 수 있고, 로드부(200)가 움직이면 센서부(100)에서 움직인 거리를 감지하여 전기적 신호를 발생시키게 된다. 로드부(200)의 움직임에 따른 전기적 신호는 계측장비의 연산처리를 통해 디스플레이 되도록 함이 바람직하다. 로드부의 움직임을 통한 변위 측정은 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 주파수의 변화나 저항값의 변화 등을 통해 정확한 변위를 계산할 수 있다.

센서부(100)는 제1포스트(300)의 상단에 일측단부가 연결되며, 로드부(200)의 일단은 센서부(100)의 타측단부를 통해 삽입되고 로드부(200)는 직선이동 가능하게 연결된다.
제1포스트(300)와 이격되게 위치되며 상기 측정대상물에 고정되되, 상단 또는 하단에 돌출되는 플랜지(310)가 형성되는 제2포스트(300a)가 마련된다.
로드부(200)는 후술된 회동 커넥터(400)를 매개로 하여 제2포스트(300a)와 연결되며, 로드부(200)는 제2포스트(300a)에 대해 회동가능한 구조로 연결되어 크랙이 진행될 때 로드부(200)가 센서부(100)로부터 빠지면서 크랙의 변위를 측정하게 되며, 동시에 제2포스트(300a)에 대해 로드부(200)가 회전될 수 있기 때문에 크랙의 진행방향이 비틀어지게 되면 변위각을 측정할 수 있게 된다.

로드부(200)가 제2포스트(300a)에 대해 회동되도록 하기 위해 회동커넥터(400)를 매개로 하여 로드부(200)와 제2포스트(300a)는 연결된다. 그리고 제2포스트(300a)의 하단이나 상단에 원판형태의 플랜지(310)가 마련되는 것으로 하며, 상기 플랜지(310)에는 측정대상물에 상기 제2포스트(300a)를 고정시키기 위한 체결홀(320)이 마련되도록 한다.

본 실시예에서 상기 회동커넥터(400)는 커넥터몸체(410)에 대해 90도 각도로 돌출되는 제1암(420)과 제2암(430)이 돌출되는 형태로 하고, 제1암(420)은 로드부(200) 단부와 연결되고 제2암(430)은 제2포스트(300a)를 감싸면서 삽입되는 것으로 한다. 따라서 제2암(430)은 내부가 빈 중공관 형태가 되는 것이 바람직하다.

그리고 회동커넥터(400)의 회전에 따른 변위각의 측정은 각도측정수단(500)에 의해 이루어지는데, 상기 각도측정수단(500)은 엔코드(530)를 이용하여 크랙의 변위각이 자동적으로 측정될 수 있도록 구성할 수 있고, 또 다른 형태로는 도 1에 도시된 바와 같이 플랜지(310) 상면에 육안으로 확인할 수 있는 각도기(510)를 두는 형태가 될 수 있다.

육안으로 크랙 변위각을 측정할 경우에는 플랜지(310) 상면에 각도기(510)를 마련하고 회동커넥터(400)의 제2암(430) 하단측에 지침(520)을 연결함으로써 육안으로 최초 크랙 측정기의 설치시 상기 지침이 가리키는 눈금과 크랙 진행 후 지침이 가리키는 눈금과의 차이를 통해 변위각을 확인할 수 있게 된다. 육안으로 측정된 변위각을 계측장비에 입력하면 자동연산 과정을 통해 변위와 변위각을 고려한 보다 정확한 크랙의 진행정도를 알 수 있게 된다.

엔코드(530)를 이용한 자동측정으로 구성될 경우에는 일반적인 회전각을 검출하는 엔코드(530)를 제2포스트(300a)나 제2암(430)에 부착시켜 회동커넥터(400)의 회전에 따른 변화로 유발되는 전기적 신호를 계측장비로 보내어 변위각을 자동계측하도록 하면 된다. 즉, 센서부(100)에 의해 크랙의 변위가 자동계측되고 엔코드(530)에 의해 변위각이 자동계측될 수 있기 때문에 보다 신뢰성 높은 크랙 측정기를 제공할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 크랙 측정기에 대해 설명하도록 하며, 도 4는 이에 대한 사시도이고, 도 5는 부분 분해 사시도이다.

제1실시예와 마찬가지로 제1포스트(300), 센서부(100), 로드부(200), 제2포스트(300a), 회동커넥터(400), 각도측정수단(500), 각도기(510), 지침(520)을 포함하게 된다.

제2실시예에서는 로드부(200)의 단부가 연결될 제2포스트(300a)의 상단부에 돌출된 플랜지(310)가 마련되며 본 실시예의 경우 대략 부채꼴 형상의 플랜지(310)가 되는 것으로 한다. 상기 플랜지(310) 상면에는 각도기(510)가 형성되며 회동커넥터(400)의 제2암(430)의 설치를 위해 플랜지(310)의 상면으로부터 제2포스트(300a)의 센터축을 따라 회동홀(440)이 형성되는 것으로 한다.

회동홀(440)에 회동커넥터(400)의 제2암(430)이 삽입되며 제1암(420)은 로드부(200)와 결합되고 커넥터몸체(410)로부터 돌출되는 지침(520)을 두도록 한다. 제2포스트(300a)에 회동커넥터(400)를 매개로 연결되는 로드부(200)는 크랙이 비틀어지면서 진행될 때 회동커넥터(400)가 회전될 수 있어 변위각을 측정할 수 있고, 제1실시예와 마찬가지로 엔코드를 이용한 변위각의 자동계측도 가능하다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 크랙 측정기의 작동관계에 대해 설명하는 것으로 한다.

예를 들어 건물의 일 부분에 크랙이 발생된 경우 크랙의 좌우측에 크랙 측정기의 제1포스트 및 제2포스트(300,300a)를 각각 고정 연결시키도록 한다. 크랙 측정기의 설치가 완료되었을 때를 변위와 변위각은 영이 된다. 센서부(100)는 계측장비와 연결되어 변위와 변위각에 대한 데이타를 입력받게 된다.

크랙이 진행되어가면 로드부(200)가 센서부(100)로부터 빠지면서 이동거리에 비례하는 주파수의 변화나 저항값의 변화를 계측장비로 전송하게 될 것이고, 크랙이 비틀어지면서 발생되는 경우에는 회동커넥터(400)가 회전될 것인 바 엔코드(530)에 의한 회전각에 대한 정보가 계측장비로 보내어진다. 물론, 지침(520)과 각도기(510)를 이용한 육안 측정의 경우 작업자가 지침의 변화를 확인하여 계측장비로 입력시키도록 함이 바람직하다.

크랙의 진행에 따른 변위와 변위각을 고려한 정보를 얻을 수 있기 때문에 단순한 크랙의 변위만을 측정할 수 있었던 종래기술과 달리 보다 정확하고 신뢰성 높은 크랙의 진행상황에 대한 정보를 제공할 수 있다. 크랙의 진행상황에 대한 보다 정확한 정보를 통해 건물이나 교량의 붕괴를 미리 예측할 수 있을 것이며, 이를 통해 수많은 인명피해를 줄이고 조기에 대책을 마련할 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 크랙 측정기는 교량이나 건물 등에 대한 안전진단을 위한 용도로 사용될 수 있다.

100 : 센서부 200 : 로드부
300 : 제1포스트 300a: 제2포스트
310 : 플랜지 320 : 체결홀
400 : 회동커넥터 410 : 커넥터몸체
420 : 제1암 430 : 제2암
440 : 회동홀 500 : 각도측정수단
510 : 각도기 520 : 지침
530 : 엔코드

Claims (5)

1. 하단이 측정대상물에 고정되는 제1포스트;
   상기 제1포스트의 상단에 일측단부가 연결되는 센서부;
   상기 센서부의 타측단부를 통해 일단이 삽입되어 직선이동 가능하게 연결되는 로드부;
   상기 제1포스트와 이격되게 위치되며 상기 측정대상물에 고정되되, 상단 또는 하단에 돌출되는 플랜지가 형성되는 제2포스트;
   커넥터 몸체를 기준으로 직각을 이루도록 돌출되는 제1암과 제2암이 형성되며, 상기 제1암은 상기 로드부와 연결되고 상기 제2암은 상기 제2포스트에 대해 회동 가능하게 삽입되는 회동커넥터;
   상기 회동커넥터에 마련되며 상기 회동커넥터의 회동각을 측정하는 각도측정수단;
   상기 플랜지에 형성되는 각도기;
   상기 회동커넥터에 마련되어 상기 각도기 위에 위치하게 되는 지침;을 포함하여 크랙의 변위와 변위각을 동시에 측정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 크랙 측정기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 각도측정수단은,
   상기 회동 커넥터의 회전을 감지하는 엔코드이며, 상기 센서부에 의해 크랙의 변위가 자동계측되고 상기 엔코드에 의해 변위각도 자동계측될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 크랙 측정기.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2포스트의 상단부에 상기 플랜지가 형성되는 경우 상기 플랜지의 상면에 상기 제2암이 삽입될 수 있는 회동홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 크랙 측정기.
   
5. 삭제

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