KR101239003B1

KR101239003B1 - 디지털 콘크리트 강도 측정기

Info

Publication number: KR101239003B1
Application number: KR1020110012927A
Authority: KR
Inventors: 박도경
Original assignee: 박도경
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2013-03-04
Also published as: KR20120092966A

Abstract

본 발명은 디지털 콘크리트 강도 측정기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 콘크리트 면에 타격되는 타격봉과, 상기 타격봉이 삽입되고, 상기 타격봉의 직선 운동을 안내하는 제1 하우징과, 상기 타격봉의 후방에 연결되어 충격력을 완화시키는 제1 스프링과, 상기 제1 스프링과 직렬로 연결되어 있고, 상기 타격봉의 반발력을 후방으로 전달하는 제2 스프링과, 상기 제1 스프링과 상기 제2 스프링의 사이에 제공되어 연결시키는 중간부재와, 상기 제2 스프링으로부터 전달되는 반발력에 의해 후방으로 이동하는 노리쇠와, 상기 노리쇠의 후방으로 관통 삽입되어 상기 제1 스프링, 상기 중간부재, 상기 제2 스프링을 연속하여 관통한 후, 상기 타격봉에 삽입되는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 후방에 연결되어 상기 가이드 부재의 후방으로 이동을 지지하는 제3 스프링과, 상기 노리쇠의 초기 위치로부터 후방으로 이동한 거리를 측정하는 저항센서와, 상기 저항센서의 측정값을 소정의 대응값으로 변환하는 디지털 변환기와, 상기 디지털 변환기의 값을 출력하는 디스플레이를 포함하는 콘크리트 강도 측정기에 관한 것이다.

Description

디지털 콘크리트 강도 측정기{DIGITAL MEASURING INSTRUMENT OF CONCRETE STRENGTH}

본 발명은 디지털 콘크리트 강도 측정기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 콘크리트 면에 타격되는 타격봉과, 상기 타격봉이 삽입되고, 상기 타격봉의 직선 운동을 안내하는 제1 하우징과, 상기 타격봉의 후방에 연결되어 충격력을 완화시키는 제1 스프링과, 상기 제1 스프링과 직렬로 연결되어 있고, 상기 타격봉의 반발력을 후방으로 전달하는 제2 스프링과, 상기 제1 스프링과 상기 제2 스프링의 사이에 제공되어 연결시키는 중간부재와, 상기 제2 스프링으로부터 전달되는 반발력에 의해 후방으로 이동하는 노리쇠와, 상기 노리쇠의 후방으로 관통 삽입되어 상기 제1 스프링, 상기 중간부재, 상기 제2 스프링을 연속하여 관통한 후, 상기 타격봉에 삽입되는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 후방에 연결되어 상기 가이드 부재의 후방으로 이동을 지지하는 제3 스프링과, 상기 노리쇠의 초기 위치로부터 후방으로 이동한 거리를 측정하는 저항센서와, 상기 저항센서의 측정값을 소정의 대응값으로 변환하는 디지털 변환기와, 상기 디지털 변환기의 값을 출력하는 디스플레이를 포함하는 디지털 콘크리트 강도 측정기에 관한 것이다.

비파괴 콘크리트 강도 시험방법은 슈미트 해머에 의한 표면반발도 측정법과 초음파에 의한 초음파 시험법, 그리고 이 두 가지를 함께 사용하는 복합법이 이용되고 있다. 반발 경도법의 원리는 해머로 콘크리트 면을 타격한 후 해머가 반발하는 반발도와 콘크리트의 압축강도 사이에 특정 상관관계가 있다는 것을 실험적 경험에 의한 기초로 한다.

타격시 해머내의 중추 반동량을 반발도로 표시하며, 이러한 반발도의 크기에 따라 콘크리트의 압축강도를 추정할 수 있다. 일반적으로 타격시의 반발도는 타격 에너지 및 피 타격체인 콘크리트의 형상, 크기, 재료의 물리적 특성과 관계되는 물리량에 따라 다르게 나타난다.

이와 같은 반발 경도법은 압축강도를 추정하여 측정하는 방법으로서 문제가 있지만, 측정이 간편하고 짧은 시간에 압축강도 측정이 가능하며, 콘크리트 구조물 전체에 대해 여러 측정점에서 강도 측정이 가능하다는 점에서 매우 유효한 측정방법이라고 할 수 있다.

일반적인 슈미트 해머를 사용한 반발 경도법에 의한 콘크리트 강도 측정기에 대한 기술은 다음과 같다.

도 7은 일반적인 슈미트 해머를 사용한 반발 경도법에 의한 콘크리트 강도 측정기에 대한 기술을 도시하고 있다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 뒤 커버(107)와, 펠트 와셔(112)로 둘러싸인 원통체로 제작되어 그 내부에 구성부품을 수용하여 주는 하우징과, 하우징의 뒷부분에 장착되어 압축력을 발생시키는 충격용 스프링과, 상기 충격용 스프링에 의해 발생된 압축력을 일정한 위치까지 지지하고 있다가 압축력을 구동시킬 수 있도록 하는 멈춤쇠와, 상기 충격용 스프링의 작용으로 발생된 압축력에 의해 작동되어 충격봉에 타격력을 전달하는 해머와, 상기 해머의 타격력을 콘크리트 면에 밀착하여 콘크리트 내부로 전달하고, 이로 인해 발생되는 콘크리트 내부 응력의 반발도를 검출할 수 있도록 하며, 면으로 형성되어 콘크리트 면과 상시적으로 직각상태를 유지함으로써 반발도 측정시 측정 각도의 변화에 따른 오류를 예방하고 정확한 반발도 측정이 가능하도록 선으로 형성된 충격봉과 상기 선으로 형성된 충격봉에서 검출된 반발도를 다시 해머에 전달하여 해머를 밀어 올리는 반발용 스프링(110)과, 상기 반발용 스프링의 힘에 의해 밀려 올라오는 해머의 구동에 의해 작동되어 콘크리트의 반발도 경도를 지시하여 데이터를 인지할 수 있는 지침(104)과, 상기 지침에 의해 지시된 데이터의 크기 정도를 표시하여 주는 눈금판(111)과, 상기 눈금판의 크기를 읽을 때 반발도 시험기의 상태에 따라 상기 지침의 위치가 변하지 않도록 일시적으로 지침을 고정하는 푸시버튼(106)으로 구성되어 있다.

다만, 종래의 기술에 의한 반발도 측정기는 측정시 눈금의 최종 위치가 변화할 뿐만 아니라, 반발되는 스프링 계수와 눈금판에 표시되는 눈금과의 관계가 정확하게 일치하지 않아 측정값의 오차를 야기하고, 특히 측정된 값을 변환하여 반발도를 계산하여야 하는 불편함이 있었다.

또한, 종래의 기술에 의한 반발도 측정기는 앞에서 설명한 바와 같이, 충격용 스프링을 압축시킨 후 이에 의해 발생된 압축력에 의해 해머를 전방으로 밀어내고, 해머에 의해 타격력을 충격봉으로 전달시켜 콘크리트 면에 부딪힌 후에 반발되는 힘을 측정하는 원리였다. 다만, 이러한 방식에 의한 반발도 측정기는 타격되는 방향과 거리 등에 따라 오차 등이 크게 발생하여 일관성이 없는 문제점이 존재하고 있다.

특히, 충격용 스프링이 해제되는 순간 강한 타격력이 발생하여 측정기가 순간적으로 흔들리는 등의 문제가 발생한다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 오차를 줄이고 안정적으로 강도를 측정할 수 있는 콘크리트 강도 측정기를 제안하고 있다.

또한, 측정된 강도값을 디지털 변환기를 통해 사용자가 읽기 쉽게 디지털로 변환하여 표시하는 콘크리트 강도 측정기를 제안하고 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.

본 발명에 의한 일실시예로서, 콘크리트 면에 타격되는 타격봉(10)과, 상기 타격봉(10)으로부터 전달되는 반발력에 의해 후방으로 이동하는 노리쇠(20)와, 상기 노리쇠(20)의 초기 위치로부터 후방으로 이동한 거리를 측정하는 저항센서(40)와, 상기 저항센서(40)의 측정값을 소정의 대응값으로 변환하는 디지털 변환기(60)와, 상기 디지털 변환기(60)의 값을 출력하는 디스플레이(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 타격봉(10)이 삽입되고, 상기 타격봉(10)의 직선 운동을 안내하는 제1 하우징(30)과, 상기 타격봉(10)의 후방에 연결되어 충격력을 완화시키는 제1 스프링(13)과, 상기 제1 스프링(13)과 직렬로 연결되어 있고, 상기 타격봉(10)의 반발력을 상기 노리쇠(20)로 전달하는 제2 스프링(19)과, 상기 제1 스프링(13)과 상기 제2 스프링(19)의 사이에 제공되어 연결시키는 중간부재(14)와, 상기 노리쇠(20)의 후방으로 관통 삽입되어 상기 제1 스프링(13), 상기 중간부재(14), 상기 제2 스프링(19)을 연속하여 관통한 후, 상기 타격봉(10)에 삽입되는 가이드 부재(25)와, 상기 가이드 부재(25)의 후방에 연결되어 상기 가이드 부재(25)의 후방으로 이동을 지지하는 제3 스프링(29)을 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 타격봉(10)은 상기 제1 스프링(13)의 일부가 삽입되어 안착되는 안착홈(11)과, 상기 가이드 부재(25)의 일부가 삽입되는 삽입홈(12)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 콘크리트 강도 측정기는, 오차를 줄이고 안정적으로 강도를 측정할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 측정된 강도값을 디지털 변환기를 통해 사용자가 읽기 쉽게 디지털로 변환하여 표시하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 분해도.
도 2는 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 측정원리 개념도.
도 5는 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 구성도.
도 6은 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 사시도.
도 7은 종래의 콘크리트 강도 측정기의 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 분해도를, 도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 단면도를 나타낸다.

본 발명에 의한 일실시예로서, 콘크리트 면에 타격되는 타격봉(10)과, 상기 타격봉(10)이 삽입되고, 상기 타격봉(10)의 직선 운동을 안내하는 제1 하우징(30)과, 상기 타격봉(10)의 후방에 연결되어 충격력을 완화시키는 제1 스프링(13)과, 상기 제1 스프링(13)과 직렬로 연결되어 있고, 상기 타격봉(10)의 반발력을 후방으로 전달하는 제2 스프링(19)과, 상기 제1 스프링(13)과 상기 제2 스프링(19)의 사이에 제공되어 연결시키는 중간부재(14)와, 상기 제2 스프링(19)으로부터 전달되는 반발력에 의해 후방으로 이동하는 노리쇠(20)와, 상기 노리쇠(20)의 후방으로 관통 삽입되어 상기 제1 스프링(13), 상기 중간부재(14), 상기 제2 스프링(19)을 연속하여 관통한 후, 상기 타격봉(10)에 삽입되는 가이드 부재(25)와, 상기 가이드 부재(25)의 후방에 연결되어 상기 가이드 부재(25)의 후방으로 이동을 지지하는 제3 스프링(29)과, 상기 노리쇠(20)의 초기 위치로부터 후방으로 이동한 거리를 측정하는 저항센서(40)와, 상기 저항센서(40)의 측정값을 소정의 대응값으로 변환하는 디지털 변환기(60)와, 상기 디지털 변환기(60)의 값을 출력하는 디스플레이(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

타격봉(10)은 콘크리트 면에 접촉하여 힘을 가하고, 작용과 반작용의 원리에 의해 콘크리트 면으로부터 반발력을 받는 부분이다.

타격봉(10)의 전단은 라운딩 형상 처리된 것이 바람직하고, 후단은 제1 스프링(13)의 일부가 삽입되어 이탈되지 않도록 안착홈(11)이 제공된다.

중간부재(14)는 제1 스프링(13) 측으로 제1 스프링(13)의 일부가 삽입되어 이탈되지 않도록 안착홈(15)이 형성되고, 제2 스프링(19) 측으로는 중간부재(14)의 일부가 제2 스프링(19)의 내측에 삽입되어 고정될 수 있도록 안착돌기(16)가 형성되어 있다. 중간부재(14)는 중심에 가이드 부재(25)가 삽입될 수 있도록 관통홀(17)이 형성되어 있다.

제1 스프링(13)은 타격봉(10)이 콘크리트 면(100)에 타격시 받는 충격량을 흡수하여 측정기의 파손을 방지하기 위함이다.

또한, 제1 스프링(13)을 통해서 타격봉(10)이 받는 반발력이 중간부재(14)를 통해 제2 스프링(19)으로 전달된다. 따라서, 제1 스프링(13)은 스프링 계수가 비교적 높은 것이 바람직하다. 본 발명에서 제1 스프링(13)의 스프링 계수는 제2 스프링(19) 및 제3 스프링(29)의 그것보다 높아야 한다.

제2 스프링(19)은 비교적 스프링 계수가 낮은 것이 바람직하다. 이는 반발력을 노리쇠(20)로 전달하는 기능을 수행함과 아울러, 중간부재를 통해 전달되는 반발력을 증폭시키기 위함이다.

본 발명의 주요 특징은 제1 스프링(13) 및 제2 스프링(19)이 중간부재(14)를 통하여 직렬로 제공된다는 점이다. 이는 타격봉(10)으로부터 반발력을 직접 노리쇠(20)에 모두 전달하여 측정감도를 높일 수 있는 효과가 있다.

노리쇠(20)는 전방은 제2 스프링(19)과 연결되어 반발력을 전달받는다. 또한, 가이드 부재(24)가 삽입될 수 있도록 관통홀(23)이 형성되어 있고, 후방에는 가이드 부재(24)의 지지판(26)가 접할 수 있도록 평면으로 제공되는 것이 바람직하다.

가이드 부재(24)는 노리쇠(20)의 후방으로부터 삽입되어 관통한 후, 제2 스프링(19), 중간부재(14), 제1 스프링(13)을 관통하여, 타격봉(10)에 삽입된다. 가이드 부재는 앞에서 설명한 일련의 연속적인 구성요소들이 압축 및 신장을 반복하는 과정에서 이탈되지 않고 이동 경로를 잡아주는 기능을 수행한다.

상기 타격봉(10)은 상기 제1 스프링(13)의 일부가 삽입되어 안착되는 안착홈(11)과, 상기 가이드 부재(25)의 일부가 삽입되는 삽입홈(12)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

다만, 가이드 부재(25)의 끝단은 최대한 압축된 경우라도, 타격봉(10)과 접하지 않도록 삽입홈(12)을 깊게 형성하는 것이 바람직하다. 파손 등의 문제를 해결하기 우해, 타격봉(10)의 반발력은 반드시 제1 스프링(13) 통해 중간부재 측으로 전달되도록 형성되어야 한다.

가이드 부재(24)의 지지판(26)의 후방에는 제3 스프링(29)이 연결되어 제공되는데, 제3 스프링(29)에 끼워져서 고정될 수 있도록 삽입돌기(27)가 제공되는 것이 바람직하다.

앞에서 설명한 구성요소들은 제2 하우징(33) 내에 제공된다. 제2 하우징(33)은 원통형의 내부 공간을 가지는 형상이다. 제2 하우징(33)의 후방에는 캡부(36)를 두어 구성요소의 조립을 편리하게 하며, 캡부(36)에는 제3 스프링(29)이 안착될 수 있도록 안착홈(34)이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 보관의 편의성을 위해 제3 스프링(29)이 압축시에 노리쇠(20)를 고정시킬 수 있도록 걸림부(37)를 제공한다. 걸림부(37)는 누름부(39)에 의해 노리쇠(20)을 고정시키는 구조이다.

종래의 콘크리트 강도 측정기에서는 이러한 걸림부(37)가 압축력을 발생시켜 이를 이용하여 콘크리트를 타격하기 위한 것으로 사용되었으나, 본 발명에서는 타격봉(10)을 하우징의 내부로 위치시켜 길이를 감소시킴으로 보관상의 편의성을 향상시키기 위한 것일 뿐이다.

도 4는 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 측정원리 개념도를 나타낸다.

본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기는 걸림부(37)가 해제된 상태에서, 즉, 타격봉(10)이 세 개의 스프링의 직렬 연결에 의하여 힘을 받는 상태에서 콘크리트 면에 타격을 가한다. 이는 사용자가 하우징을 잡고, 타격봉(10)을 콘크리트 면에 접촉시켜 미는 방식이다.

F의 힘으로 미는 경우, 작용과 반작용에 의해 콘크리트 면으로부터 F의 반발력을 타격봉(10)이 받게 된다. 이러한 반발력에 의해 제1 스프링과 제2 스프링 및 제3 스프링의 길이는 변화하게 된다. 특히, 제1 스프링과 제2 스프링의 길이 변화에 따라 저항센서의 조정부재의 슬라이딩 위치가 변화게 되고, 그에 따른 값이 출력되게 된다.

본 발명에서는 제3 스프링이 반발력의 크기에 따라 압축되는 길이가 달라지게 되고, 이에 따라 제2 스프링의 길이 변화에 영향을 주게 된다. 이러한 원리에 따라 콘크리트의 강도가 측정될 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 구성도를 나타낸다.

본 발명의 주요 특징은 종래의 아날로그 방식으로 표시하였던 값을 디지털로 표시하는 점이다. 따라서, 저항센서(40)를 사용하는 것을 주요한 특징으로 한다.

저항센서(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 조정부(41)가 슬라이딩 방식에 의해 이동하면서 저항값이 변화하고, 조정부재(41)의 위치에 따라 출력되는 값이 달라지는 방식의 센서이다.

조정부재(41)는 연결부(43)에 의해 노리쇠(20)와 함께 이동되도록 제공된다. 따라서 노리쇠(20)에는 걸림턱(21)이 제공되어 후방으로 이동시 연결부(43)에 힘을 가하도록 제공된다.

이러한 저항센서(40)로부터 측정된 값은 디지털 변환기(60)를 통해 디지털 값으로 변환된다. 특히, 미리 저항센서(40)의 출력값에 따라 대응되는 콘크리트 강도를 디지털 변환기(60)에 저장한 후, 이에 대응되는 값을 출력시키도록 하는 것이 바람직하다.

이를 디스플레이(70)로 출력시키면, 사용자는 강도 값을 실시간으로 확인할 수 있는 장점이 있다.

도 6은 본 발명에 의한 콘크리트 강도 측정기의 사시도를 나타낸다.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 의해 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적인 사상을 가지고 있다면 모두 본 발명의 권리범위에 해당된다고 볼 수 있으며, 본 발명은 특허청구범위에 의해 권리범위가 정해짐을 밝혀둔다.

10 : 타격봉, 13 : 제1 스프링, 14 : 중간부재, 19 : 제2 스프링, 20 : 노리쇠, 25 : 가이드 부재, 29 : 제3 스프링, 30 : 제1 하우징, 40 : 저항센서, 60 : 디지털 변환기, 70 : 디스플레이

Claims

삭제
콘크리트 면에 타격되는 타격봉(10)과,
상기 타격봉(10)으로부터 전달되는 반발력에 의해 후방으로 이동하는 노리쇠(20)와,
상기 노리쇠(20)의 초기 위치로부터 후방으로 이동한 거리를 측정하는 저항센서(40)와,
상기 저항센서(40)의 측정값을 소정의 대응값으로 변환하는 디지털 변환기(60)와,
상기 디지털 변환기(60)의 값을 출력하는 디스플레이(70)를 포함하고,
상기 타격봉(10)이 삽입되고, 상기 타격봉(10)의 직선 운동을 안내하는 제1 하우징(30)과,
상기 타격봉(10)의 후방에 연결되어 충격력을 완화시키는 제1 스프링(13)과,
상기 제1 스프링(13)과 직렬로 연결되어 있고, 상기 타격봉(10)의 반발력을 상기 노리쇠(20)로 전달하는 제2 스프링(19)과,
상기 제1 스프링(13)과 상기 제2 스프링(19)의 사이에 제공되어 연결시키는 중간부재(14)와,
상기 노리쇠(20)의 후방으로 관통 삽입되어 상기 제1 스프링(13), 상기 중간부재(14), 상기 제2 스프링(19)을 연속하여 관통한 후, 상기 타격봉(10)에 삽입되는 가이드 부재(25)와,
상기 가이드 부재(25)의 후방에 연결되어 상기 가이드 부재(25)의 후방으로 이동을 지지하는 제3 스프링(29)을 더 포함하는,
디지털 콘크리트 강도 측정기.
청구항 2에 있어서,
상기 타격봉(10)은 상기 제1 스프링(13)의 일부가 삽입되어 안착되는 안착홈(11)과, 상기 가이드 부재(25)의 일부가 삽입되는 삽입홈(12)을 포함하는,
디지털 콘크리트 강도 측정기.