KR101470822B1 - 학습용 지진 측정계 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단순 구조로 구성되어 지진 신호에 대한 횡방향 진폭을 표시하여 지진에 대한 파형 측정신호를 쉽게 학습할 수 있도록 함과 아울러, 탄성부재의 탄성력을 이용하여 횡방향 진동에 대해 자연스러운 측정 결과를 도출할 수 있도록 한 학습용 지진 측정계에 관한 것이다.
본 발명에 따른 학습용 지진 측정계는, 상면에 기록지(510)가 배치되는 베이스(100)와;
상기 베이스(100)의 상측에 수직으로 연장되도록 배치되는 수직부(110)와; 상기 수직부(110)의 일측에 힌지(211)결합되어 횡방향 회전이 가능하도록 배치되며 단부에는 상기 기록지(510)에 횡방향 회전시의 좌,우 진폭을 표시하기 위한 필기구(520)가 결합되는 수평바아(210) 및 상기 수평바아(210)와 상기 수직부(110)를 연결수단(400)을 매개로 탄력적으로 결합시키기 위한 탄성부재(300);를 포함하여 이루어지고, 상기 연결수단(400)은 상기 탄성부재(300)의 각도 조절이 가능하도록 수직부(110)의 일측에 상하로 형성되어 상기 탄성부재(300)의 일단을 걸어서 고정시키기 위한 복수의 걸림고리(410)와, 상기 수평바아(210)의 단부에 형성되어 상기 탄성부재(300)의 타단을 걸어서 고정시키기 위한 걸림돌기(420)를 구비하며, 상기 기록지(510)는 복수의 결속부재(610)에 의해 베이스(100)의 상부면에 결속되고, 상기 베이스(100)는 결속부재(610)의 이동을 제한하는 결속홈(102)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

학습용 지진 측정계{A SEISMO SIGNAL MEASUREMENT APPARATUS}
본 발명은 학습용 지진 측정계에 관한 것으로, 특히 단순 구조로 구성되어 제조비용을 대폭 절감할 수 있으며, 지진 신호에 대한 횡방향 진폭을 표시하여 지진에 대한 파형 측정신호를 쉽게 학습할 수 있도록 함과 아울러, 탄성부재의 탄성력을 이용하여 횡방향 진동에 대해 자연스러운 측정 결과를 도출할 수 있도록 그 구조가 개선된 학습용 지진 측정계에 관한 것이다.
일반적으로, 지진이란 지구 내부 어딘가에서 급격한 지각 변동이 생겨 그 충격으로 생긴 파동, 즉 지진파가 지표면까지 전해져 지반을 흔드는 것을 말하며, 학술적으로는 "탄성 에너지원으로부터 지진파가 전파됨으로써 발생하는 지구의 진동"이라고 정의할 수 있으며, 지진은 넓은 지역에서 거의 동시에 감지된다.
이때 각 지역의 흔들림의 정도, 즉 진도를 조사해보면 어느 좁은 범위 내에서는 가장 세고, 그 곳으로 부터 멀어지면 흔들림이 약하게 되어, 먼 곳에서는 흔들림을 느끼지 못하게 된다. 이것은 마치 음파가 사방으로 울려 퍼지는 것과 같은 성질을 갖고 있다.
지진의 크기 즉, 진도는 지진의 규모와 진앙 거리, 그리고 진원과의 깊이에 따라 좌우된다. 진도는 여러 등급으로 나뉘며, 세계적으로 통일되어 있지 않고, 나라마다 실정에 맞는 척도를 채택하고 있다.
우리나라 기상청은 일본 기상청에서 분류한 등급(JMA Scale)을 사용한다. JMA 스케일은 8등급인 반면 미국에서 시작되어 여러 나라에서 사용하고 있는 MM 스케일과 국제적으로 사용되고 있는 MSK 스케일은 12등급을 갖는다.
기존 지진신호를 측정하는 장비로는 라돈가스 측정시스템 등의 고가의 장비가 요구되는 단점이 있다.
상기한 지진신호를 측정하는 장치와 관련된 선행기술은 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-117265호 "발전소 기기의 지진 변위 측정장치"(등록일자 : 2012.08.02)에 나타난 바와 같이, 발전소 기기 일측에 배치되는 몸체부(110); 상기 몸체부(110) 일측면에 형성되고, 눈금부(132) 및 상기 눈금부(132)에 이동가능하게 체결되는 적어도 하나의 지침부(134)를 포함하는 변위측정부(130); 상기 적어도 하나의 지침부(134)와 소정간격 이격되고, 상기 몸체부(110)와 별도로 설치되는 기준대(150)를 포함한 것이다.
이러한 지진 변위측정장치는 단순히 발전소 기기에만 적용될 뿐만 아니라, 교육용으로 출시된 것은 극히 드물고 지진신호를 쉽게 측정하기 어려운 단점이 있다.
교육용 지진 실험장치와 관련된 선행기술로는 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-1082912호 "교육용 지진 및 지진해일 실험장치"(등록일자 : 2011.11.07)에 기재된 바와 같이, 내부가 중공 형성된 상단이 개구되는 수직부와 상기 수직부의 상단에 연결되는 수평부로 구성되어 상기 수직부 하단이 베이스의 상면 일단에 설치되는 받침대; 상기 받침대의 일단에 구비되어 상기 받침대에 횡방향의 진동을 발생시키는 횡방향 진동 발생부; 상기 받침대의 수직부내 하단에 구비되어 상기 받침대에 종방향의 진동을 발생시키는 종방향 진동 발생부; 상기 받침대에 X축 방향 또는 Z축 방향으로 설치되어 상기 횡방향 진동발생부 또는 상기 종방향 진동발생부에서 발생된 진동을 전달하는 진동 전달부; 상기 베이스의 타단에서 상기 진동 전달부와 직교 방향으로 구비되어 상기 진동 전달부의 움직이 회전되면서 파형 형태로 표시되는 표시부;를 포함한 것이다.
이러한 교육용 지진 실험장치는 받침대의 수평부가 고정된 구조로 진동을 부여하기 위해 횡방향 충격을 부여하는 횡방향 진동발생부 및 수직부의 내부에 구슬을 낙하시켜 종방향 진동을 부여하기 위한 종방향 진동발생부(탄성부재+진동판+결합부재+제 2결속구)를 구비해야 하므로, 구성이 복잡한 단점이 있을 뿐만 아니라, 베이스에 고정된 수직부와 수직부에 수평부가 일체로 고정된 구조를 가지며 횡방향 진동발생부가 고정된 수직부를 통해 수평부로 전달되므로 지진 신호의 올바른 측정이 어려울 수 있는 단점이 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 제 10-117265호 "발전소 기기의 지진 변위 측정장치"(등록일자 : 2012.08.02) 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-1082912호 "교육용 지진 및 지진해일 실험장치"(등록일자 : 2011.11.07)
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 단순 구조로 구성되어 비용절감이 이루어지고 학습용 지진 측정계의 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 지진 신호에 대한 올바른 실험이 이루어지도록 그 구조가 개선된 학습용 지진 측정계를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상면에 기록지가 배치되는 베이스와,
상기 베이스의 상측에 수직으로 연장되도록 배치되는 수직부와,
상기 수직부의 일측에 힌지결합되어 횡방향 회전이 가능하도록 배치되며 단부에 상기 기록지에 횡방향 회전시의 좌,우 진폭을 표시하기 위한 필기구가 결합되는 수평바아와,
상기 수평바아와 상기 수직부를 연결수단을 매개로 탄력적으로 결합시키기 위한 탄성부재를 구비한다.
상기 연결수단은 탄성부재의 각도조절이 가능하도록 상기 수직부의 단부에 상하로 형성되어 상기 탄성부재의 일단을 걸어서 고정시키기 위한 복수의 걸림고리와,
상기 수평바아의 단부에 형성되어 상기 탄성부재의 타단을 걸어서 고정시키기 위한 걸림돌기를 구비한 것이다.
상기 수평바아는 단부에 상기 필기구가 끼움 결합되도록 일측과 상,하부가 개구된 끼움부가 형성된다.
바람직하게는, 상기 베이스의 상면에 배치되고 상기 필기구를 통한 상기 수평바아의 움직임을 기록하기 위한 기록지를 상기 베이스에 결속시키기 위한 결속부재를 더 구비한 것이다.
본 발명은 단순 구조의 학습용 지진 측정계를 이용하여 어린이 등의 학습자에게 지진의 측정 원리를 간편하게 학습시킬 수 있으며, 단순 구조로 구성되어 있으므로, 제조비용을 대폭 절감할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 수평바아와 탄성부재를 이용하여 횡방향으로 전달되는 지진 신호의 세기에 따른 측정작업이 자연스럽고 정밀하게 수행할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은 수평바아의 단부에 웨이트부재가 마련됨에 따라 외부로부터 전달되는 지진 진동에 대한 수평바아의 진자 운동 움직임이 더 커지게 되며, 이로 인해 학습자의 흥미를 더 유발할 수 있으며 학습 효과가 향상되는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 학습용 지진 측정계를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 도 1의 평면도.
도 4는 도 1의 좌측면도.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도.
도 6은 본 발명의 사용상태도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 사시도.
도 8은 본 발명 다른 실시예의 변형예를 보인 정면도.
본 발명은 단순 구조로 구성되어 지진 신호에 대한 횡방향 진폭을 표시하여 지진에 대한 파형 측정신호를 쉽게 학습할 수 있도록 함과 아울러, 탄성부재의 탄성력을 이용하여 횡방향 진동에 대해 자연스러운 측정 결과를 도출할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 학습용 지진 측정계는, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 하부 바닥면이 평평한 베이스(100)와, 베이스(100)의 일측 상부에 수직으로 연장되도록 배치되는 수직부(110)와, 수직부(110)의 일측에 힌지(211)결합되어 횡방향으로 힌지(211) 운동되는 수평바아(210)와, 수평바아(210)의 단부에 형성되어 필기구(520)가 끼워져 결합되는 끼움부(215)와, 상기 수평바아(210)와 상기 수직부(110)를 연결수단(400)을 매개로 탄력적으로 결합시키기 위한 탄성부재(300)로 구성된다.
도 1을 참조하면, 베이스(100)는 하부가 평평한 사각형 정반 형태로 구성되고, 상측면에 필기구(520)를 이용하여 수평바아(210)의 움직임을 표시할 수 있도록 기록지(510)가 안착되도록 배치된다.
기록지(510)는 베이스(100)의 상부면에 안착되고, 밴드 타입의 결속부재(610)에 의해 고정된다.
베이스(100)는 상기한 결속부재(610)의 유동을 억제하도록 결속부재(610)를 전,후 방향에서 가이드하는 돌기 형태의 결속가이드(620)가 형성되어 있다.
수평바아(210)는 일단부에 필기구(520)가 끼워져 결합되도록 일측이 개구되고 상,하부가 개구된 끼움부(215)가 형성된다.
상기 끼움부(215)는 일측의 필기구(520)가 진입할 수 있는 진입구가 형성되고 진입구 양측에 탄력적인 제 1,2끼움편(212,214)이 형성되며, 상기 필기구(520)의 진입이 용이하도록 외측으로 갈수록 제 1,2끼움편(212,214)의 간격이 벌어지도록 형성된다.
탄성부재(300)는 일 예로 신축 가능하고 탄성이 있는 고무줄을 채용할 수 있다.
연결수단(400)은 수직부(110)의 일측 부위에 탄성부재(300)의 일단을 걸어서 연결하기 위한 걸림고리(410)가 형성되고, 상기 수평바아(210)의 끼움부(215) 단부에 외측으로 돌출되고 상기 탄성부재(300)의 타단을 걸어서 연결하기 위한 걸림돌기(420)가 형성된 것이다.
상기 걸림고리(410)는 수직부(110)의 일측 또는 상단에 형성될 수 있으며, 탄성부재(300)의 각도 조절을 위해 수직부(110)의 일측 부위에 상,하로 복수개로 형성되는 것이 바람직하다.
탄성부재(300)는 횡방향 진동력을 전달되는 수평바아(210)의 움직임을 간섭하지 않으면서 자유단이 되는 수평바아(210)의 일단부 처짐을 방지함과 아울러, 수평바아(210)의 횡방향 회전을 가이드 하는 기능을 수행하게 된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 탄성부재(300)는 걸림고리(410)와 걸림돌기(420)의 연결방향이 서로 상반된 방향으로 걸어서 텐션을 유지하게 된다.
또한, 밴드 타입의 결속부재(610)는 베이스(100)의 상부면과 하부면 둘레를 감싸도록 결합되고, 베이스(100)의 상부면 모서리부에 형성된 결속가이드(620) 및 베이스(100)의 하부에 형성된 결속홈(102)에 의해 결속부재(610)의 각각에 대한 이동이 제한되는 결합구조를 갖는다.
기록지(510)의 교체는 결속부재(610)를 상측으로 당겨서 베이스(100)와의 밀착 상태를 해제한 후에, 새로운 기록지(510)로 교체할 수 있으므로 기록지(510)의 교체작업이 신속하고 간편하게 이루어지는 이점을 갖는다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 수직부(110)는 타측이 개구된 브라켓 형태로 형성되고, 수평바아(210)의 타단에 형성된 힌지(211)가 회전 가능하게 결합되는 구조를 갖는다.
이를 위해 수직부(110)는 수평바의 힌지(211)가 회전 가능하게 끼워지도록 고리부재(111)가 형성되어 있다.
이로 인해, 수평바아(210)는 도 6에 도시된 바와 같이, 힌지(211)를 중심으로 횡방향으로 회전됨에 따라, 끼움부(215)에 결합된 필기구(520)가 기록지(510)의 표면에 수평바아(210)의 움직임에 따른 변위 기록을 표현하게 된다.
이때, 기록지(510)의 표면에 기록되는 변위 기록의 길이는 수평바아(210)에 전달되는 지진 신호의 세기에 따라 가변된다.
즉, 지진 진동이 클 경우 힌지(211)에 대한 수평바아(210)의 회전 각도가 커지게 되고, 이에 따라 필기구(520)에 의해 기록지(510)에 표시되는 변위 기록의 진폭 세기도 커지게 되며, 이와 반대로 지진 진동이 작을 경우에는 수평바아(210)의 회전 각도가 작아지게 되면서 기록지(510)에 표시되는 변위 기록의 진폭 세기도 작아지게 된다.
상기한 수평바아(210)에 지진 신호를 부여하기 위해서는 학습자가 베이스(100)를 손으로 흔들거나 별도의 도구를 이용하여 베이스(100)에 충격을 가하는 방식을 채택할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 사시도로서, 수평바아(210)의 단부에 마련되어 수평바아(210)의 진자운동이 더 원활하게 이루어지도록 보조하기 위한 제 1웨이트부재(700)가 구비된 것이다.
제 1웨이트부재(700)는 볼 형태로 구성되고 수평바아(210)의 단부와 근접된 상측에 안착되고 탄성부재(300)에 좌,우측이 결속되어 고정된 상태를 유지하게 된다.
도 8은 본 발명 다른 실시예의 변형예를 보인 정면도로서, 수평바아(210)의 단부에 매달리도록 마련되어 수평바아(210)의 진자운동이 더 원활하게 이루어지도록 보조하기 위한 제 2웨이트부재(750)가 구비된 것이다.
상기 제 2웨이트부재(750)는 중량추 형태로 구성되고 수평바아(210)의 단부와 근접된 위치에 매달린 상태로 고정된다.
이로 인해 본 발명의 제 1,2웨이트부재(700)(750)는 외부에서 전달되는 지진 진동에 대한 수평바아(210)의 진자 움직임이 더 큰 움직임을 보일 수 있도록 보조하는 기능을 수행하게 된다.
즉 본 발명은 수평바아(210)의 단부에 웨이트부재(700)(750)가 마련됨에 따라 외부로부터 전달되는 지진 진동에 대한 수평바아(210)의 진자 운동 움직임이 더 커지게 되며, 이로 인해 학습자의 흥미를 더 유발할 수 있으며 학습 효과가 향상되는 이점을 갖는다.
상기한 바와 같이 설명한 본 발명은 단순 구조의 학습용 지진 측정계를 이용하여 어린이 등의 학습자에게 지진의 측정 원리를 간편하게 학습시킬 수 있으며, 단순 구조로 구성되어 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 수평바아(210)와 탄성부재(300)를 이용하여 횡방향으로 전달되는 지진 신호의 세기에 따른 측정작업이 정밀하게 수행할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변경할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 해야 할 것이다.
100 : 베이스 102 : 결속홈
110 : 수직부 111 : 고리부재
210 : 수평바아 211 : 힌지
212,214 : 제 1,2끼움편 215 : 끼움부
300 : 탄성부재 400 : 연결수단
410 : 걸림고리 420 : 걸림돌기
510 : 기록지 520 : 필기구
610 : 결속부재 620 : 결속가이드
700 : 제 1웨이트부재 750 : 제 2웨이트부재

Claims (5)

  1. 상면에 기록지(510)가 배치되는 베이스(100)와;
    상기 베이스(100)의 상측에 수직으로 연장되도록 배치되는 수직부(110)와;
    상기 수직부(110)의 일측에 힌지(211)결합되어 횡방향 회전이 가능하도록 배치되며 단부에는 상기 기록지(510)에 횡방향 회전시의 좌,우 진폭을 표시하기 위한 필기구(520)가 결합되는 수평바아(210) 및
    상기 수평바아(210)와 상기 수직부(110)를 연결수단(400)을 매개로 탄력적으로 결합시키기 위한 탄성부재(300);를 포함하여 이루어지고,
    상기 연결수단(400)은 상기 탄성부재(300)의 각도 조절이 가능하도록 수직부(110)의 일측에 상하로 형성되어 상기 탄성부재(300)의 일단을 걸어서 고정시키기 위한 복수의 걸림고리(410)와, 상기 수평바아(210)의 단부에 형성되어 상기 탄성부재(300)의 타단을 걸어서 고정시키기 위한 걸림돌기(420)를 구비하며,
    상기 기록지(510)는 복수의 결속부재(610)에 의해 베이스(100)의 상부면에 결속되고, 상기 베이스(100)는 결속부재(610)의 이동을 제한하는 결속홈(102)을 구비하는 것을 특징으로 하는 학습용 지진 측정계.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스(100)의 상부면 모서리부에는 결속부재(610)의 이동을 제한하는결속가이드(620)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 학습용 지진 측정계.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수평바아(210)는 단부에 상기 필기구(520)가 끼움 결합되도록 일측과 상,하부가 개구된 끼움부(215)가 형성된 것을 특징으로 하는 학습용 지진 측정계.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수평바아(210)의 단부측에는 상기 수평바아(210)의 진자 운동을 보조하기 위한 웨이트부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 학습용 지진 측정계.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001021665A (ja) * 1999-07-09 2001-01-26 Sekisui Chem Co Ltd 地盤振動測定方法及び測定システム
JP3077904U (ja) 2000-11-24 2001-06-12 陸蔵 内海 簡易地震計
KR101250642B1 (ko) * 2012-02-24 2013-04-03 이준석 학습교구용 지진경보기

Patent Citations (3)

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미국 지진조사국 웹사이트 내 교육용자료(1970), http://earthquake.usgs.gov/learn/topics/seismology/keeping_track.php *
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