KR101445714B1 - 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치 - Google Patents

콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설 관리 장치에 관한 것으로서, 특히 라이닝 콘크리트가 타설될 위치에 배근된 철근에 고정되고, 라이닝 콘크리트의 타설 두께를 측정할 수 있도록 라이닝 콘크리트와 접촉되면 전압 신호를 출력하는 복수의 콘크리트 충전 감지센서와; 각각의 상기 콘크리트 충전 감지센서와 전기적으로 연결되어 각각의 상기 콘크리트 충전 감지센서로부터 출력되는 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호로 변환하여 출력하는 데이터 로거 및 상기 데이터 로거로부터 출력되는 디지털 전압 신호를 통해 라이닝 콘크리트의 충전 레벨을 디스플레이하고, 라이닝 콘크리트가 설계 두께까지 충전되면 제어 신호를 출력하는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 복수의 콘크리트 충전 감지센서를 배근된 철근에 고정하고, 콘크리트가 콘크리트 충전 감지센서와 접촉하면 발생되는 신호를 통해 라이닝의 두께를 정확하게 측정함으로써 원하는 두께의 라이닝을 시공할 수 있다.

Description

콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치{APPARATUS FOR MANAGING SILO LINING CONCRETE PLACEMENT USING CONCRETE FILLED DETECTION SENSOR}
본 발명은 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설 관리장치에 관한 것으로서, 복수의 콘크리트 충전 감지센서를 배근된 철근에 고정하고, 콘크리트가 콘크리트 충전 감지센서와 접촉하면 발생되는 신호를 통해 라이닝의 두께를 정확하게 측정함으로써 원하는 두께의 라이닝을 시공할 수 있도록 하는 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치에 관한 것이다.
방사성폐기물은 원자력시설이나 방사성물질을 다루는 작업장, 실험실 등에서 나오는 폐기물로서 방사성물질에 오염된 정도에 따라 중·저준위방사성폐기물과 고준위방사성폐기물로 분류한다. 방사성폐기물의 정의는 방사성물질 또는 그에 의하여 오염된 물질로서 폐기의 대상이 되는 물질이라고 관계법령에서 정하고 있다. 중·저준위방사성폐기물은 원자력발전소의 경우에는 유지보수시 오염된 작업용품 등이고 병원의 경우에는 방사선치료시 오염된 물품이며 산업체에서는 비파괴검사 등에서 발생하 며 고준위방사성폐기물은 원자력발전소에서 전력을 생산하고 남은 사용후핵연료 등이 있다. 즉 방사성폐기물의 생성은 학교, 병원, 연구기관, 산업체, 원자력발전소 등 원자력을 이용하는 모든 분야에서 발생한다.
방사성폐기물의 처분방법은 중·저준위방사성폐기물의 경우에는 지형특성을 고려하여 지하 수백 미터 이내에 처분한다. 천층처분(Near surface disposal)은 지표면에 콘크리트 구조물을 설치하여 매립하는 방법이며 동굴처분(rock cavern disposal)은 적어도 수십에서 수백 미터의 지하암반에 터널/사일로(tunnel/silo)를 굴착하여 내부에 매립하여 처분한다. 고준위방사성폐기물의 경우에는 지표면에서 500~1,000m 이내의 암반에 심지층처분(deep geological disposal)한다.
중·저준위방사성폐기물의 처분방식은 국가별로 차이가 있는데 국민정서, 경제성, 시공성, 안전성 등을 복합적으로 고려하여 결정한다. 처분장이 옥외에 노출되면 처분고 내부에서 발생하는 방사선량을 감쇄하고 차단하기 위한 차폐 보강이 필요하며 테러 방지, 주민의 피폭선량 저감을 위한 차폐구조의 고도화, 국민정서에 대한 고려 등이 필요하다. 반면 지하에 처분하는 경우에는 지하수가 많은 지역, 지질조건이 연약한 지역 등에 건설하면 공사기간 장기화에 따른 공사비 증가와 작업자의 안전사고 위험성이 커지게 된다. 한국의 경우에는 천층처분과 동굴처분 모두 가능한 부지내에서 1단계 처분방식은 동굴처분방식을 채택하여 건설 중에 있다.
한편, 동굴처분방식의 일례로 원지반을 일정 깊이로 수직으로 천공한 다음, 굴착 지반에 사일로를 축조하여 방사성폐기물을 보관한다.
이러한 사일로 중 돔을 축조하는 방식은 굴착면에 철근을 배근한 다음 거푸집을 설치한 후 강재 거푸집 내에 라이닝 콘크리트를 일정 두께로 타설한다.
그러나 이러한 타설 방식은 거푸집 내에 라이닝 콘크리트를 타설하기 때문에 사일로 시공시 가장 취약부인 돔 천단부의 라이닝이 설계 두께로 시공되고 있는지를 확인할 수 없는 문제점이 있다.
또한 라이닝이 설계 두께보다 더 두껍게 타설되면 수화열에 의해 콘크리트 의 균열이 발생하고, 강재 거푸집의 두께를 상대적으로 두껍게 제작해야만 하는 문제점이 있다.
국내 공개특허공보 10-2008-0010812호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 콘크리트 충전 감지센서를 배근된 철근에 고정하고, 콘크리트가 콘크리트 충전 감지센서와 접촉하면 발생되는 신호를 통해 라이닝의 두께를 정확하게 측정함으로써 원하는 두께의 라이닝을 시공할 수 있도록 하는 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 콘크리트 충전 감지센서에서 출력되는 신호를 이용하여 콘크리트 펌프를 자동으로 제어하여 콘크리트의 압송력을 제어하고, 해당 데이터를 저장하고, 이를 외부로 전송하거나 디스플레이 함으로써 작업의 편의성을 증대시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
라이닝 콘크리트가 타설될 위치에 배근된 철근에 고정되고, 라이닝 콘크리트의 타설 두께를 측정할 수 있도록 라이닝 콘크리트와 접촉되면 전압신호를 출력하는 복수의 콘크리트 충전 감지센서와 각각의 상기 콘크리트 충전 감지센서와 전기적으로 연결되어 각각의 콘크리트 충전 감지센서로부터 출력되는 아날로그 전압신호를 디지털 전압신호로 변환하여 출력하는 데이터 로거 및 상기 데이터 로거로부터 출력되는 디지털 전압신호를 통해 라이닝 콘크리트의 충전 레벨을 디스플레이하고, 라이닝 콘크리트가 설계 두께까지 충전되면 제어신호를 출력하는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 콘크리트 충전 감지센서는 사일로 돔의 천단부와 동일한 곡률 선상으로 복수의 방사상으로 설치되고, 수직 방향으로 일정 간격을 가지며 다단 설치된다.
여기에서 또, 상기 컴퓨터는 동일 곡률선상에 설치된 각각의 상기 콘크리트 충전 감지센서를 하나의 군으로 설정하고, 동일 군으로 설정된 각각의 상기 콘크리트 충전 감지센서로부터 전압신호가 각각 출력되면 이들을 기준 신호와 비교하여 충전 레벨을 디스플레이 시키고 사일로 돔의 천단부와 동일한 곡률 선상에 설치된 동일 군의 상기 콘크리트 충전 감지센서로부터 전압신호가 각각 출력되면 이들을 기준 신호와 비교하여 모든 전압신호가 기준 신호 범위에 도달하면 제어신호를 상기 콘크리트 펌프로 출력하여 라이닝 콘크리트의 타설을 중단한다.
여기에서 또, 상기 컴퓨터는 저장된 전압신호를 실시간으로 유무선 통신을 통해 원격지로 전송한다.
여기에서 또, 상기 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설 관리장치는 상기 컴퓨터로부터 출력되는 제어신호에 따라 라이닝 콘크리트의 압송을 중지하는 콘크리트 펌프를 더 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치에 따르면, 복수의 콘크리트 충전 감지센서를 배근된 철근에 고정하고, 콘크리트가 콘크리트 충전 감지센서와 접촉하면 발생되는 신호를 통해 라이닝의 두께를 정확하게 측정함으로써 원하는 두께의 라이닝을 시공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 콘크리트 충전 감지센서에서 출력되는 신호를 이용하여 콘크리트 펌프를 자동으로 제어하여 콘크리트의 압송을 제어하고, 해당 데이터를 저장하고, 이를 외부로 전송하거나 디스플레이 함으로써 작업의 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치중 콘크리트 충전 감지센서가 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치중 콘크리트 충전 감지센서가 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
이하, 본 발명에 따른 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치중 콘크리트 충전 감지센서가 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치중 콘크리트 충전 감지센서가 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설관리 장치(100)는, 콘크리트 충전 감지센서(110)와, 데이터 로거(120)와, 컴퓨터(130) 및 콘크리트 펌프(140)를 포함한다. 도면중 미설명 부호인 7은 방수 시트이고, 9는 여굴 부위에 그라우팅을 주입하기 위한 주입관이며, 11은 콘크리트 충전 감지센서의 리드선을 배출하기 위한 파이프이다.
먼저, 콘크리트 충전 감지센서(110)는 거푸집(1) 내부에서 복수개가 라이닝 콘크리트가 타설될 위치에 배근된 철근(3)에 고정되고, 라이닝 콘크리트의 타설 두께를 측정할 수 있도록 라이닝 콘크리트와 접촉되면 전압 신호를 출력한다. 여기에서, 콘크리트 충전 감지센서(110)는 일부가 사일로 돔의 천단부(5)와 동일한 곡률 선상으로 복수개가 방사상으로 설치되고, 수직 방향으로 일정간격을 가지며 다단 설치된다. 한편, 콘크리트 충전 감지센서(110)는 일본 Tokyo Sokki에서 판매하는 모델명 KZA-1C가 적용되고, 이는 측정 대상으로 전압을 부여해, 그 잔류 전압의 차이로 물질을 분별한다.
그리고, 데이터 로거(120)는 각각의 콘크리트 충전 감지센서(110)와 전기적으로 연결되어 각각의 콘크리트 충전 감지센서(110)로부터 출력되는 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호를 변환하여 출력한다.
또한, 컴퓨터(130)는 데이터 로거(120)로부터 출력되는 디지털 전압 신호를 통해 라이닝 콘크리트의 충전 레벨을 디스플레이하고, 라이닝 콘크리트가 설계 두께까지 충전되면 제어 신호를 출력한다. 여기에서, 컴퓨터(130)는 동일 곡률 선상에 설치된 각각의 콘크리트 충전 감지센서(110)를 하나의 군으로 설정하고, 동일 군으로 설정된 각각의 콘크리트 충전 감지센서(110)로부터 전압 신호가 각각 출력되면 이들을 기준 신호와 비교하여 충전 레벨을 디스플레이시키고, 특히 사일로 돔의 천단부(5)와 동일한 곡률 선상에 설치된 동일 군의 콘크리트 충전 감지센서(110)로부터 전압 신호가 각각 출력되면 이들을 기준 신호와 비교하여 모든 전압 신호가 기준 신호 범위에 도달하면 제어 신호를 하기에서 설명할 콘크리트 펌프(140)로 출력하여 라이닝 콘크리트의 타설을 중단한다. 여기에서 또한, 컴퓨터(130)는 저장된 전압 신호를 실시간으로 유무선 통신을 통해 원격지로 전송하여 원격지에서 실시간으로 라이닝 콘크리트의 타설을 확인할 수 있다.
또한, 콘크리트 펌프(140)는 컴퓨터(130)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 라이닝 콘크리트의 압송을 중지한다.
이하, 본 발명에 따른 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설 관리 장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 라이닝 콘크리트는 실험실에서 현장 배합비 대로 배합한 다음, 간이 압송 과정을 거쳐 사일로 돔과 동일한 형태의 모의 거푸집 내에 타설하고, 콘크리트 충전 감지센서(110)를 통해 전압을 측정하여 압송시 발생하는 재료 분리, 이로 인해 발생된 상등수의 전압과 실제 콘크리트의 전압을 측정하고, 실제 콘크리트에서 측정된 전압을 컴퓨터(120)의 기준 전압으로 설정한다.
기준 전압의 설정이 완료되고, 실제 현장에 콘크리트 충전 감지센서(110)가 설치되어 거푸집(1) 내부에 라이닝 콘크리트가 타설되면, 라이닝 콘크리트의 레벨에 위치한 해당 군의 콘크리트 충전 감지센서(110)들이 라이닝 콘크리트와 접촉하면서 데이터 로거(120)로 신호를 출력한다.
그러면, 데이터 로거(120)는 이를 디지털 전압 신호로 변환하여 컴퓨터(130)로 출력한다.
이어서, 컴퓨터(130)는 동일 군으로 설정된 각각의 콘크리트 충전 감지센서(110)로부터 출력되는 각각의 전압 신호를 이들을 기준 신호와 비교하고, 기준 신호 범위에 도달하면 해당 군의 콘크리트 충전 감지센서(110)가 라이닝 콘크리트가 접촉한 정보를 디스플레이시켜 관리자에게 라이닝 콘크리트의 현재 타설 레벨을 확인할 수 있다.
계속해서, 라이닝 콘크리트가 타설되어 사일로 돔의 천단부(5)와 동일한 곡률 선상으로 설치된 동일 군의 콘크리트 충전 감지센서(110)들이 라이닝 콘크리트와 접촉하면서 데이터 로거(120)로 신호를 출력한다.
그러면, 데이터 로거(120)는 이를 디지털 전압 신호로 변환하여 컴퓨터(130)로 출력한다.
그리고, 컴퓨터(130)는 동일 군으로 설정된 각각의 콘크리트 충전 감지센서(110)로부터 출력되는 각각의 전압 신호를 이들을 기준 신호와 비교하여 모든 전압 신호가 기준 신호 범위에 도달하면 이를 디스플레이시킴과 동시에 제어 신호를 콘크리트 펌프(140)로 출력하여 라이닝 콘크리트의 압송을 중지시킨다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 거푸집 3 : 철근
5 : 천단부 110 : 콘크리트 충전 감지센서
120 : 데이터 로거 130 : 컴퓨터
140 : 콘크리트 펌프

Claims (5)

  1. 라이닝 콘크리트가 타설될 위치에 배근된 철근에 고정되되, 사일로 돔의 천단부와 동일한 곡률 선상으로 복수개가 방사상으로 설치되고, 수직 방향으로 등간격을 가지며 다단 설치되며, 라이닝 콘크리트의 타설 두께를 측정할 수 있도록 라이닝 콘크리트와 접촉되면 전압신호를 출력하는 복수의 콘크리트 충전 감지센서와;
    각각의 상기 콘크리트 충전 감지센서와 전기적으로 연결되어 각각의 상기 콘크리트 충전 감지센서로부터 출력되는 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호로 변환하여 출력하는 데이터 로거와;
    외부의 제어 신호에 따라 라이닝 콘크리트의 압송을 중지하는 콘크리트 펌프; 및
    동일 곡률 선상에 설치된 각각의 상기 콘크리트 충전 감지센서를 하나의 군으로 설정하고, 동일 군으로 설정된 각각의 상기 콘크리트 충전 감지센서로부터 전압 신호가 각각 출력되면 이들을 실험실에서 현장 배합비 대로 배합한 다음, 간이 압송 과정을 거쳐 사일로 돔과 동일한 형태의 모의 거푸집 내에 타설하고, 상기 콘크리트 충전 감지센서를 통해 전압을 측정하여 압송시 발생하는 재료 분리, 이로 인해 발생된 상등수의 전압과 실제 콘크리트의 전압을 측정하고, 실제 콘크리트에서 측정된 전압인 기준 신호와 비교하여 충전 레벨을 디스플레이시키고, 사일로 돔의 천단부와 동일한 곡률 선상에 설치된 동일 군의 상기 콘크리트 충전 감지센서로부터 전압 신호가 각각 출력되면 이들을 기준 신호와 비교하여 모든 전압 신호가 기준 신호 범위에 도달하면 제어 신호를 상기 콘크리트 펌프로 출력하여 라이닝 콘크리트의 타설을 중단하며, 저장된 전압 신호를 실시간으로 유무선 통신을 통해 원격지로 전송하는 컴퓨터를 포함하는 특징으로 하는 콘크리트 충전 감지센서를 이용한 사일로의 라이닝 콘크리트 타설 관리 장치.
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