KR101220311B1 - Bending sensor apparatus - Google Patents

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KR101220311B1 KR1020120031237A KR20120031237A KR101220311B1 KR 101220311 B1 KR101220311 B1 KR 101220311B1 KR 1020120031237 A KR1020120031237 A KR 1020120031237A KR 20120031237 A KR20120031237 A KR 20120031237A KR 101220311 B1 KR101220311 B1 KR 101220311B1
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Abstract

본 발명은 벤딩 측정에 의하여 처짐, 침하, 기울기 등을 측정할 수 있는 벤딩 센서 장치에 관한 것으로서, 본 발명에서는 광섬유 변형률 센서 또는 전기저항식 변형률 게이지가 고정 설치되며 처짐, 침하, 기울기 등의 물리량 변화시 벤딩이 발생되는 벤딩부와, 벤딩부의 좌측 및 우측에 각각 고정 설치되는 외부 보호관 고정대와, 외부 보호관 고정대 외측으로 각각 돌출 형성되는 연결봉 고정대와, 외부 보호관 고정대 사이에 설치되어 상기 벤딩부를 외부로부터의 이물질 또는 외압으로부터 보호하고, 벤딩에 의하여 변화되는 각을 제한시켜 센서의 파단 등 손상되는 것을 방지하는 외부 보호관, 및 연결봉 고정대에 고정설치되는 벤딩 센서 연결봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤딩 센서 장치가 제공된다.The present invention relates to a bending sensor device that can measure the deflection, settlement, slope, etc. by bending measurement, in the present invention, the optical fiber strain sensor or electrical resistance strain gauge is fixedly installed and the physical quantity change such as sag, settlement, slope Is provided between the bending portion that is generated when bending, the outer protective tube holder is fixed to the left and right of the bending portion, the connecting rod holder is formed to protrude to the outside of the outer protective tube holder, respectively, and the outer protective tube holder is installed from the outside Provided is a bending sensor device, comprising: an outer protective tube for protecting against foreign matter or external pressure and limiting an angle changed by bending to prevent damage such as breakage of the sensor; and a bending sensor connecting rod fixed to the connecting rod holder. do.

Description

벤딩 센서 장치{BENDING SENSOR APPARATUS}Bending sensor device {BENDING SENSOR APPARATUS}

본 발명은 벤딩 측정에 의하여 처짐, 침하, 기울기 등을 측정할 수 있는 벤딩 센서 장치에 관한 것으로서, 특히 교량과 같이 교고가 매우 높거나 교하 공간이 하천 또는 바다인 경우 고정점 설치가 어려워 종래의 방법으로는 수직처짐을 측정할 수 없을 경우, 교량의 미세한 각변화를 벤딩 센서로 측정함으로써 수직 처짐을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 벤딩 측정에 의한 각변화를 측정하여 터널의 내공변위, 사면 또는 지반의 지중경사, 교량 주탑 또는 교각의 기울기, 빌딩 구조물의 기울기, 연약지반의 침하, 댐 구조체 등의 상대변위 등을 측정할 수 있는 벤딩 센서 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bending sensor device that can measure deflection, settlement, inclination, etc., by bending measurement. In particular, when a bridge is very high, such as a bridge, or when a bridge space is a river or sea, it is difficult to install a fixed point. If the vertical deflection cannot be measured with the bending sensor, the vertical deflection can be measured by measuring the small angle change of the bridge with the bending sensor, and the angle change by the bending measurement can be measured to determine the internal displacement of the tunnel, the slope or the ground. The present invention relates to a bending sensor device capable of measuring underground slopes, slopes of bridge pylons or bridges, slopes of building structures, settlement of soft ground, and relative displacements of dam structures.

교량의 수직처짐은 교량(81)의 상태를 평가하기 위하여 매우 중요한 측정항목이나 종래의 측정방법은 주로 접촉식 변위계(도 1의 91) 또는 연결 와이어(도 1의 93)로 고정되는 링형상 변위계(도 1의 92)에 의하여 측정하고 있다. 이러한 종래의 방법은 교고가 높지 않거나 교하공간이 지면으로 구성된 경우에는 설치가 가능한 매우 편리한 방법이다. 그러나, 한강상에 설치된 교량과 같이 교고가 높거나 교하공간이 강 또는 차량이 통행하는 경우에는 고정점 설치가 어려워 접촉식 변위계 또는 링형상 변위계를 이용한 방법은 적용상 한계가 있었다.The vertical deflection of the bridge is a very important measurement for evaluating the condition of the bridge 81, but the conventional measurement method is mainly a ring displacement meter fixed by a contact displacement meter (91 in FIG. 1) or a connecting wire (93 in FIG. 1). It measures by (92 of FIG. 1). This conventional method is a very convenient method that can be installed in the case where the high school bridge is not high or the school space is composed of the ground. However, when the bridge is high, such as a bridge installed on the Han River, or when the river or vehicle passes through the river, it is difficult to install a fixed point, so the method using a contact displacement gauge or a ring displacement gauge has limitations in application.

이러한 단점을 극복하기 위하여 최근에는 레이저 변위계, 이미지 프로세싱 기법, 고정밀 경사계를 이용하는 방법들이 시도되고 있다.In order to overcome this disadvantage, recently, methods using a laser displacement meter, an image processing technique, and a high precision inclinometer have been tried.

레이저 변위계와 이미지 프로세싱을 이용하는 기법은 교고가 높더라도 교하공간이 지표면인 경우에는 쉽게 적용이 가능한 장점이 있으나, 교하공간이 하천 또는 차량이 통행하는 경우에는 교대 또는 교각에 설치하여야 한다. 교량의 수직처짐을 측정하기 위하여 장기계측시 레이저 변위계를 교각에 설치하여 처짐을 측정하는 방법이 가장 일반적으로 사용되고 있는데, 이 방법은 수직처짐 측정을 위하여 레이저 변위계가 매우 고가이고, 교각 또는 교대도 진동에 의한 영향 또는 장기적인 변형에 의하여 절대적인 고정점이라고 보기 어렵기 때문에, 측정처짐에 항상 오차를 내포하고 있으며, 레이저 특성상 기후조건에 영향을 받는 단점이 있다.The technique using the laser displacement meter and the image processing has the advantage that it can be easily applied when the bridge space is the ground surface even though the bridge height is high, but when the bridge space is flowed by the river or the vehicle, it should be installed in the bridge or bridge piers. In order to measure the vertical deflection of bridges, a method of measuring deflection by installing a laser displacement meter in a pier during long-term measurement is most commonly used. This method is very expensive for a displacement deflection and a pier or shift vibration. Because it is hard to be regarded as an absolute fixed point due to the influence of long-term deformation or long-term deformation, it always includes an error in the measurement deflection and has a disadvantage of being affected by climatic conditions due to the laser characteristics.

초정밀 경사계를 이용하여 교량의 처짐을 추정하는 기법이 일부 적용되고 있으나, 교량의 수직처짐 추정을 위한 초정밀 경사계는 정적측정만이 가능하고 동적 측정은 불가능하기 때문에, 제한된 범위내에서만 적용할 수 있는 단점을 내포하고 있었다.Some techniques for estimating the deflection of a bridge using an ultra-precise inclinometer have been applied.However, the ultra-precision inclinometer for estimating the vertical deflection of a bridge can be applied only within a limited range because only static measurement is possible and dynamic measurement is not possible. Was implicated.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 본 발명은 벤딩측정에 의하여 처짐, 침하, 기울기 등을 측정할 수 있는 벤딩 센서를 제공함에 있어, 교고 및 교하공간 상태에 상관없이 교량의 수직 처짐을 측정할 수 있고, FBG 광섬유센서를 사용함으로써 중심파장이 다른 다수개의 센서를 하나의 케이블에 설치할 수 있는 멀티플레싱 기능에 의하여 다수개의 벤딩센서를 하나의 케이블로 설치가 가능하고, 광섬유센서는 온도에 의하여 변동되기 때문에 변형률 측정시 반드시 온도에 대한 보상을 실시하여야 하는데, 벤딩부 상하에 광섬유센서를 설치함으로써, 온도변화에 의한 보상이 가능하도록 구성됨을 특징으로 하는 교량의 수직처짐 측정할 수 있는 벤딩 센서 장치를 제공함에 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a bending sensor that can measure the deflection, settlement, inclination, etc. by bending measurement, it is possible to measure the vertical deflection of the bridge irrespective of the state of bridge and bridge space By using FBG fiber optic sensor, multiple bending sensors can be installed in one cable by using multiplexing function that can install multiple sensors with different center wavelengths in one cable. Compensation for temperature must be performed when measuring strain, and by providing an optical fiber sensor above and below a bending part, a bending sensor device for measuring vertical deflection of a bridge, which is configured to be compensated by temperature change, is provided. The purpose is.

또한, 동일한 원리인 벤딩측정에 의한 각변화를 측정하여, 터널의 내공변위, 사면 또는 지반의 지중경사, 교량 주탑 또는 교각의 기울기, 빌딩 구조물의 기울기, 연약지반의 침하, 댐 구조체 등의 상대변위 등을 측정할 수 있는 벤딩 센서 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
In addition, by measuring the angular change by the bending principle, which is the same principle, the internal displacement of the tunnel, the slope of the slope or ground, the slope of the bridge pylon or bridge, the slope of the building structure, the settlement of the soft ground, the relative displacement of the dam structure, etc. An object of the present invention is to provide a bending sensor device capable of measuring a back and the like.

본 발명의 상기 목적은 벤딩측정에 의하여 처짐, 침하, 기울기 등을 측정할 수 있는 벤딩 센서 장치에 관한 것으로서, 광섬유 변형률 센서 또는 전기저항식 변형률 게이지가 고정 설치되며 처짐, 침하, 기울기 등의 물리량 변화시 벤딩이 발생되는 벤딩부와, 벤딩부의 좌측 및 우측에 각각 고정 설치되는 외부 보호관 고정대와, 외부 보호관 고정대 외측으로 각각 돌출 형성되는 연결봉 고정대와, 외부 보호관 고정대 사이에 설치되어 상기 벤딩부를 외부로부터의 이물질 또는 외압으로부터 보호하고, 벤딩에 의하여 변화되는 각을 제한시켜 센서의 파단 등 손상되는 것을 방지하는 외부 보호관, 및 연결봉 고정대에 고정설치되는 벤딩 센서 연결봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤딩 센서 장치에 의해서 달성 가능하다.The object of the present invention relates to a bending sensor device that can measure the deflection, settlement, inclination, etc. by bending measurement, the optical fiber strain sensor or electrical resistance strain gauge is fixedly installed and the physical quantity change, such as deflection, settlement, slope Is provided between the bending portion that is generated when bending, the outer protective tube holder is fixed to the left and right of the bending portion, the connecting rod holder is formed to protrude to the outside of the outer protective tube holder, respectively, and the outer protective tube holder is installed from the outside By a bending sensor device comprising a bent sensor connecting rod fixed to the connecting rod holder to protect from foreign matter or external pressure, to limit the angle changed by bending to prevent damage, such as breakage of the sensor Is achievable.

또한, 광섬유센서(2)는 벤딩부(7)에 고정될 수 있을 뿐만 아니라, 외부 보호관 고정대(6)에 고정되어, 벤딩부(7)에 고정된 경우보다 더욱 민감하게 반응하도록 구성할 수도 있고, 벤딩부에 회전 힌지부를 외부 보호관 고정대(6) 또는 벤딩부(7) 중앙부에 구비할 수도 있음을 특징으로 한다. 그리고, 센서로는 광섬유센서뿐만 아니라 완전 브릿지(Full bridge)의 전기저항식 변형률 게이지를 이용하여서도 구성할 수 있다.In addition, the optical fiber sensor 2 may not only be fixed to the bending part 7 but also fixed to the outer protective tube holder 6, and may be configured to react more sensitively than when fixed to the bending part 7. In addition, the bending portion may be provided with a rotating hinge portion at the center of the outer protective tube holder 6 or the bending portion 7. In addition, the sensor may be configured using not only an optical fiber sensor but also an electric resistance strain gauge of a full bridge.

상술한 바와 같은 벤딩 센서 장치를 제공함으로써, 교고 및 교하공간 상태에 상관없이 교량의 수직 처짐을 측정할 수 있고, 멀티플레싱이 가능하여 다수 개의 벤딩센서를 하나의 케이블로 설치가 가능하고, 자가온도 보상이 가능하다. 또한, 동일한 원리인 벤딩측정에 의한 각변화를 측정하여, 터널의 내공변위, 사면 또는 지반의 지중경사, 교량 주탑 또는 교각의 기울기, 빌딩 구조물의 기울기, 연약지반의 침하, 사면의 붕괴 모니터링, 댐 구조체 등의 상대변위 등을 측정할 수 있다.
By providing the bending sensor device as described above, it is possible to measure the vertical deflection of the bridge irrespective of the state of bridge and bridge space, multiplexing is possible, it is possible to install a number of bending sensors in one cable, self-temperature Compensation is possible. In addition, by measuring the angular change by the measurement of bending, which is the same principle, the internal displacement of the tunnel, the slope of the slope or ground, the slope of the bridge pylon or bridge, the slope of the building structure, the settlement of the soft ground, the collapse of the slope, the dam Relative displacements of structures and the like can be measured.

도 1은 교량의 수직처짐 측정하는 종래 방식을 설명하는 예.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 벤딩 센서 장치 및 수직 처짐을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명의 광섬유 변형률 센서를 이용한 벤딩 센서의 구성도 및 벤딩에 의해 광섬유 변형률 센서의 변화 상태를 설명하는 설명도.
도 4는 본 발명의 벤딩 센서 장치를 교량에 설치하는 방식을 도시한 예시도 및 벤딩량을 수학적으로 설명하기 위한 설명도.
도 5는 본 발명의 벤딩 센서의 다양한 변형 예.
도 6은 전기저항식 변형률 게이지를 이용한 벤딩 센서의 구성도.
도 7은 터널의 내공변위 측정을 위하여 벤딩 센서 장치를 사용한 일 실시예도.
도 8은 사면 및 지반의 지중경사 측정을 위하여 벤딩 센서 장치를 사용한 일 실시예도.
도 9는 사면 붕괴 모니터링을 위하여 벤딩 센서 장치를 사용한 일 실시예도.
도 10은 댐 구조체의 수압에 의한 변형을 모니터링 하기 위한 벤딩 센서 장치를 사용한 일 실시예도.1 is an example for explaining a conventional method of measuring the vertical deflection of the bridge.
Figure 2 is an exemplary view for explaining the bending sensor device and the vertical deflection of an embodiment according to the present invention.
3 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a bending sensor using the optical fiber strain sensor and a change state of the optical fiber strain sensor by bending.
4 is an explanatory diagram illustrating a method of installing the bending sensor device of the present invention on a bridge and an explanatory diagram for mathematically explaining the bending amount.
5 shows various modifications of the bending sensor of the present invention.
6 is a block diagram of a bending sensor using an electrical resistance strain gauge.
Figure 7 is an embodiment using a bending sensor device for measuring the internal displacement of the tunnel.
Figure 8 is an embodiment using a bending sensor device for measuring the slope of the ground and ground slope.
Figure 9 is an embodiment using a bending sensor device for slope collapse monitoring.
Figure 10 is an embodiment using a bending sensor device for monitoring the deformation caused by the hydraulic pressure of the dam structure.

이하에서, 본 발명에 따른 벤딩 센서의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, a preferred embodiment of the bending sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 벤딩 센서 장치로서, 벤딩 센서 장치가 교량에 설치된 도면 및 해당 교량에 수직 처짐이 발생할 경우를 설명하는 예시도이다. 벤딩 센서 장치는 벤딩 센서(1)와 벤딩 센서 연결봉(11)으로 구성된다. 도 2의 상부 도면에 도시된 바와 같이 교량에는 벤딩 센서 연결봉(11)에 의해 연결 설치되는 여러 개 벤딩센서(1)가 설치된다. 도 2의 하부 도면에 도시된 바와 같이 하중(82)에 의해 교량(81)에 처짐이 발생되면 벤딩 센서(1)에 구비된 벤딩 센서 연결봉(11)이 최초 설치 상태와 달리 해당되는 처짐량 만큼의 미세한 각도 변화가 발생되고 이러한 변화량을 벤딩 센서(1)를 이용하여 측정함으로써 교각의 수직 처짐을 측정하게 된다.FIG. 2 is a diagram illustrating a bending sensor device according to an exemplary embodiment of the present invention, in which a bending sensor device is installed in a bridge and a case in which vertical sag occurs in the bridge. The bending sensor device includes a bending sensor 1 and a bending sensor connecting rod 11. As shown in the upper figure of FIG. 2, the bridge is provided with several bending sensors 1 connected by the bending sensor connecting rods 11. As shown in the lower view of FIG. 2, when deflection occurs in the bridge 81 due to the load 82, the bending sensor connecting rod 11 provided in the bending sensor 1 differs from the initial installation state by a corresponding deflection amount. A slight angular change is generated and the amount of change is measured using the bending sensor 1 to measure the vertical deflection of the piers.

도 3a는 본 발명에 따른 벤딩 센서의 일례이다. 벤딩 센서(1)는 외부에서 인가되는 힘에 의해 벤딩되는 벤딩부(7)와, 벤딩부(7)의 각각 좌우측에서 벤딩부(7)의 각각 좌우측을 고정시키는 외부 보호관 고정대(6)와, 외부 보호관 고정대(6)의 외측으로 각각 돌출 형성되며 벤딩 센서 연결봉이 고정되는 연결봉 고정대(12)와, 외부 보호관 고정대(6)와 나사 체결되며 벤딩부(7)를 외부 공간과 차단하여 보호하는 외부 보호관(3)으로 구성된다. 외부 보호관(3)은 외부로부터의 이물질 또는 외압으로부터 센싱부를 보호하고, 벤딩에 의하여 변화되는 각을 제한시켜 센서의 파단 등 손상되는 것을 방지하는 구성부이다. 벤딩 센서 연결봉은 연결봉 고정대(12)에 끼워진 후, 연결봉 고정대(12)에 구비되는 연결봉 고정 너트(14)와 연결봉 고정 볼트(13)에 의해 상호 체결된다.3A is an example of a bending sensor in accordance with the present invention. The bending sensor 1 includes a bending part 7 which is bent by a force applied from the outside, an outer protective tube holder 6 which fixes the left and right sides of the bending part 7 at left and right sides of the bending part 7, External rods protruding to the outside of the outer protective tube holder (6), respectively, the connecting rod holder 12 is fixed to the bending sensor connecting rod, the outer protective tube holder (6) is screwed to the outside to block and protect the bending portion (7) from the outer space It consists of a protective tube (3). The outer protective tube 3 is a component that protects the sensing unit from foreign matter or external pressure from the outside and limits the angle changed by bending to prevent damage such as breakage of the sensor. The bending sensor connecting rod is fitted to the connecting rod holder 12, and then connected to each other by the connecting rod fixing nut 14 and the connecting rod fixing bolt 13 provided in the connecting rod holder 12.

벤딩부(7)에는 광섬유 변형률 센서(2) 또는 전기저항식 변형률 게이지(31)가 고정 또는 부착되며 처짐, 침하, 기울기 등의 물리량 변화시 벤딩이 발생되는 부분이다. 벤딩 센서(1)에 구비되는 두 개의 외부 보호관 고정대(6) 중에서 하나만을 교량에 고정 설치하고 나머지 한 개는 교량에 고정 설치되지 않은 상태에서 벤딩 센서 연결봉(11)과 연결한다. 따라서 교량에 수직 처짐이 발생하면 교량에 고정 설치되지 않은 외부 보호관 고정대(6)에 에 의한 처짐이 벤딩부에 구비된 광섬유 변형률 센서(2)에 의해 도 3b와 같이 측정할 수 있는 것이다. 즉, 도 3b에 도시된 바와 같이 서와 같이 벤딩부(7)에 구비된 프리스트레인(pre-strain)이 가해진 광섬유 변형률 센서의 변형률 변화를 측정함으로서 역으로 교량의 수직 처짐을 측정할 수 있게 되는 것이다.The bending part 7 is fixed or attached to the optical fiber strain sensor 2 or the electrical resistance strain gauge 31, and is a portion in which bending occurs when physical quantities such as sag, settlement, and slope change. Only one of the two outer protective tube holders 6 provided in the bending sensor 1 is fixedly installed on the bridge and the other one is connected to the bending sensor connecting rod 11 in a state in which it is not fixedly installed on the bridge. Therefore, when vertical deflection occurs in the bridge, deflection by the outer protective tube holder 6 which is not fixedly installed in the bridge can be measured by the optical fiber strain sensor 2 provided in the bending part as shown in FIG. 3B. That is, as shown in FIG. 3B, the vertical deflection of the bridge can be measured by measuring the change in strain of the optical strain sensor to which the prestrain provided in the bending part 7 is applied. will be.

일반적으로 광섬유센서는 온도와 변형률에 동시에 반응하기 때문에, FBG 광섬유센서를 이용한 변형률 측정시 온도에 대한 보상을 반드시 실시하여야 한다. 이를 위하여 본 발명의 광섬유센서(2)는 벤딩부(7) 상하면에 동시에 부착함으로써, 온도변화에 대해서는 동시에 같이 반응하며, 벤딩 발생시에는 절대 물리량은 동일하나 압축 또는 인장으로 부호가 반대인 물리량 변화를 야기시킴으로써, 수학식 1에 의하여 온도에 의한 영향을 제거할 수 있는 자가온도 보상이 가능한 벤딩센서를 제공할 수 있는 특징이 있다.In general, the fiber optic sensor responds to temperature and strain at the same time, so it is necessary to compensate the temperature when measuring strain using the FBG fiber optic sensor. To this end, the optical fiber sensor 2 of the present invention is attached to the upper and lower surfaces of the bending part 7 simultaneously, thereby simultaneously reacting to temperature changes, and when bending occurs, an absolute physical quantity is the same but a change in physical quantity whose sign is opposite by compression or tension is performed. By causing it, there is a feature that can provide a bending sensor capable of self-temperature compensation that can remove the influence of the temperature by the equation (1).

Figure 112012024546165-pat00001
Figure 112012024546165-pat00001

도 4a는 벤딩 센서 장치가 교량상에 설치되는 일 례를 설명하는 도면이다. 도 4a에 도시된 바와 같이 두 개의 외부 보호관 고정대(6) 중에서 하나만을 교량에 벤딩 센서 고정대(21)를 이용하여 고정 설치하고 나머지 한 개는 교량에 고정 설치되지 않은 상태에서 벤딩 센서 연결봉(11)과 연결되는 것을 보여주는 설치도이다. 도 4b는 도 4a와 같은 방식으로 설치된 벤딩 센서 장치에 벤딩이 발생한 경우를 수학적으로 설명하기 위한 설명도로서, 수학식 2에서 수직 처짐 거리(δ)는 수평 거리(l)과 벤딩 각도(θ)의 값으로 표현된다.
4A is a view for explaining an example where a bending sensor device is installed on a bridge. As shown in FIG. 4A, only one of the two outer protective tube holders 6 is fixed to the bridge by using the bending sensor holder 21 and the other one of the bending sensor connecting rods 11 is not fixed to the bridge. This is an installation diagram showing the connection with. 4B is an explanatory diagram for mathematically explaining a case in which bending occurs in a bending sensor device installed in the same manner as in FIG. 4A. In Equation 2, the vertical deflection distance δ is a horizontal distance l and a bending angle θ. Expressed by the value of.

Figure 112012024546165-pat00002
Figure 112012024546165-pat00002

도 5 및 도 6은 여러 형태로 변형이 가능한 벤딩 센서에 관한 것으로, 광섬유센서(2)를 외부 보호관 고정대(6)에 고정 설치하여 벤딩부(7)에 고정된 경우보다 더욱 민감하게 반응하도록 구성할 수 있다(도 5(a)). 또 다른 예로서, 벤딩부를 구성함에 있어서 외부 보호관 고정대(6)의 일 측에 회전 힌지(22)를 설치하거나(도 5(b)), 또는 벤딩부의 중앙에 회전 힌지(22)를 설치할 수도 있음(도 5(c))을 보여준다. 도 6에 도시된 바와 같이 벤딩부를 구성함에 있어서 광섬유센서 외에도 완전브릿지(Full bridge)의 전기 저항식 변형률 게이지(31)를 이용하여 구성할 수 있다.
5 and 6 relates to a bending sensor that can be modified in various forms, and is configured to react more sensitively than when the optical fiber sensor 2 is fixed to the outer protective tube holder 6 and fixed to the bending part 7. This can be done (FIG. 5 (a)). As another example, in forming the bending part, the rotating hinge 22 may be installed at one side of the outer protective tube holder 6 (FIG. 5B), or the rotating hinge 22 may be installed at the center of the bending part. (FIG. 5 (c)) is shown. As shown in FIG. 6, in addition to the optical fiber sensor, the bending part may be configured using an electric resistance strain gauge 31 of a full bridge.

이하에서는 본 발명에 따른 벤딩 센서 장치가 교량의 수직 처짐뿐만 아니라, 다양한 분야에 설치하여 활용할 수 있음을 제시한다. 도 7에 도시된 바와 같이 터널과 같이 원형 단면을 갖는 구조물(83)에 벤딩 센서 장치를 설치함으로써, 터널의 내공변위를 측정할 수 있다. 도 8, 도 9 및 도 10에서 보는 바와 같이, 사면 또는 지반에 설치되어 지중 경사를 측정할 수도 있다. 또한, 교량 주탑 또는 교각의 기울기, 빌딩 구조물의 기울기, 연약지반의 침하, 사면의 붕괴 모니터링, 댐 구조체 등의 상대변위 등 외부 물리량 변화를 벤딩으로 환산할 수 있는 다양한 물리량 측정에 활용될 수 있음을 특징으로 한다.
Hereinafter, the bending sensor device according to the present invention suggests that not only the vertical sag of the bridge can be installed and utilized in various fields. As shown in FIG. 7, by installing a bending sensor device in a structure 83 having a circular cross section such as a tunnel, the hole displacement of the tunnel may be measured. As shown in FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10, it is also possible to measure the slope of the ground installed on the slope or ground. In addition, it can be used to measure various physical quantities that can convert external physical quantity changes such as the slope of bridge pylons or bridges, the slope of building structures, the settlement of soft ground, the collapse of slopes, and the relative displacement of dam structures. It features.

상기에 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have

1 : 벤딩 센서 2 : 광섬유 변형률 센서
3 : 외부 보호관 4 : 외부 보호관 고정 너트
5 : 외부 보호관 고정 볼트 6 : 외부 보호관 고정대
7 : 벤딩부 11 : 벤딩센서 연결봉
12 : 연결봉 고정대 13 : 연결봉 고정볼트
14 : 연결봉 고정너트 21 : 벤딩센서 고정대
22 : 회전 힌지부 31 : 전기저항식 변형률 게이지
81 : 교량 82 : 작용 하중
83 : 터널 84 : 사면
85 : 파괴 활동면 86 : 댐 구조체
91 : 접촉식 변위계 92 : 링형상 변위계
93 : 링형상 변위계 연결 와이어1 bending sensor 2 optical fiber strain sensor
3: outer protective tube 4: outer protective tube fixing nut
5: outer protective tube fixing bolt 6: outer protective tube fixing
7: bending part 11: bending sensor connecting rod
12: connecting rod fixing rod 13: connecting rod fixing bolt
14: connecting rod fixing nut 21: bending sensor holder
22: rotating hinge portion 31: electrical resistance strain gauge
81: bridge 82: working load
83: tunnel 84: slope
85: breaking activity surface 86: dam structure
91: contact displacement meter 92: ring-shaped displacement meter
93: ring-shaped displacement meter connection wire

Claims (5)

벤딩측정에 의하여 처짐, 침하, 기울기 등을 측정할 수 있는 벤딩 센서 장치에 관한 것으로서,
광섬유 변형률 센서 또는 전기저항식 변형률 게이지가 고정 설치되며 처짐, 침하, 기울기 등의 물리량 변화시 벤딩이 발생되는 벤딩부와,
상기 벤딩부의 좌측 및 우측에 각각 고정 설치되는 외부 보호관 고정대와,
상기 외부 보호관 고정대 외측으로 각각 돌출 형성되는 연결봉 고정대와,
상기 외부 보호관 고정대 사이에 설치되어 상기 벤딩부를 외부로부터의 이물질 또는 외압으로부터 보호하고, 벤딩에 의하여 변화되는 각을 제한시켜 센서의 파단 등 손상되는 것을 방지하는 외부 보호관, 및
상기 연결봉 고정대에 고정설치되는 벤딩 센서 연결봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤딩 센서 장치.
The present invention relates to a bending sensor device that can measure deflection, settling and tilting by bending measurement.
A bending part in which an optical fiber strain sensor or an electrical resistance strain gauge is fixedly installed, and bending occurs when physical quantities such as sag, settlement, and slope change;
An outer protective tube holder fixed to the left and right sides of the bending part,
Connecting rod holders protruding from the outer protective tube holders, respectively;
An external protective tube installed between the external protective tube holders to protect the bending part from foreign matter or external pressure from the outside, and to limit an angle changed by bending to prevent damage such as breakage of the sensor; and
Bending sensor device characterized in that it comprises a bending sensor connecting rod fixed to the connecting rod holder.
제 1항에 있어서,
상기 광섬유 변형률 센서는 프리 스트레인(pre-strain)이 가해진 상태에서 부착되어지며, 상기 벤딩부 상하부에 동시에 부착되는 것을 특징으로 하는 벤딩 센서 장치.
The method of claim 1,
The optical fiber strain sensor is attached to a state in which a pre-strain is applied, bending sensor device, characterized in that attached to the upper and lower portions of the bending portion at the same time.
제 1항에 있어서,
상기 광섬유 변형률 센서는 상기 외부 보호관 고정대에도 설치되는 것을 특징으로 하는 벤딩 센서 장치.
The method of claim 1,
The optical fiber strain sensor is bent sensor device, characterized in that also installed in the outer protective tube holder.
제 1항에 있어서,
상기 벤딩부에는 회전 힌지가 포함되는 것을 특징으로 하는 벤딩 센서 장치.
The method of claim 1,
Bending sensor device, characterized in that the bending portion includes a rotary hinge.
제 1항에 있어서,
상기 전기저항식 변형률 게이지는 완전브릿지(full bridge)의 전기저항식 변형률 게이지로 구비되는 것을 특징으로 하는 벤딩 센서 장치.The method of claim 1,
The electrical resistance strain gauge is a bending sensor device, characterized in that provided as a full bridge electrical resistance strain gauge.
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