KR101598823B1 - Safety Test Method For Suspension Bridge Cable - Google Patents

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KR101598823B1
KR101598823B1 KR1020150052379A KR20150052379A KR101598823B1 KR 101598823 B1 KR101598823 B1 KR 101598823B1 KR 1020150052379 A KR1020150052379 A KR 1020150052379A KR 20150052379 A KR20150052379 A KR 20150052379A KR 101598823 B1 KR101598823 B1 KR 101598823B1
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bridge cable
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남순성
문대중
정진우
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주식회사 이제이텍
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Abstract

The present invention relates to a method for diagnosing safety of a suspension bridge cable, which includes: a step (S10) of mounting a diagnosis part including a yoke part where a polarization coil is formed and a sensing part which is located between the suspension bridge cable and the yoke part and has a sensing coil formed inside and is mounted to surround the suspension bridge cable at the suspension bridge cable; a step (S20) in which the sensing part measures electromotive force induced in the suspension bridge cable by applying electricity to the yoke part; and a step (S30) of diagnosing corrosion of the suspension bridge cable by sensing variation of cross sectional area of the suspension bridge cable by the measured electromotive force.

Description

현수교 케이블 안전진단 방법{Safety Test Method For Suspension Bridge Cable}{Safety Test Method For Suspension Bridge Cable}

본 발명은 총자기력선(total magnetic flux)의 측정원리에 의해 현수교 케이블의 부식 등 하자를 진단하도록 하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for diagnosing corrosion of a suspension cable by means of a principle of total magnetic flux measurement.

일반적으로 현수교 케이블은 설치후 장기간 사용되어 부식 등에 의해 노화될 수 있다. 이러한 부식 등에 의한 노화는 현수교 전체의 구조적 안정성을 저해하는 요인이 되므로 지속적인 안전진단의 중요성이 대두되고 있다.Generally, suspension cable is used for a long time after installation and can be aged due to corrosion. Since aging caused by such corrosion is a factor that hinders the structural stability of the entire suspension bridge, the importance of continuous safety diagnosis is emerging.

이러한 현수교 케이블의 미세한 부식 등은 육안으로 용이하게 식별되지 않기 때문에 주기적으로 비파괴검사를 수행하여 구조적 건전성을 유지하여야 한다. Since the minute corrosion of such suspension cable is not easily recognized by the naked eye, periodic non-destructive testing should be carried out to maintain the structural integrity.

현수교 케이블의 안전진단에서 보편적으로 이용되는 진단방법에는 육안진단방법과 비파괴진단방법이 있다. 육안진단방법은 검사하는데 많은 시간이 소요되므로 비경제적이고, 현수교 케이블에 검사자가 접근하기가 어려울 수도 있으며, 검사자의 안전이 문제될 수 있다. Diagnostic methods commonly used in safety diagnosis of suspension cable include visual inspection method and non-destructive inspection method. The visual inspection method is uneconomical because it takes a long time to inspect, and it may be difficult for the inspector to access the suspension cable and the safety of the inspector may be a problem.

한편, 비파괴방식에 의한 진단방법은 현재 널리 사용되고 있는 방법으로, 육안진단방법에 비해 신뢰성이 높은 편이지만 육안진단방법을 완벽하게 대체할 수 없으므로 육안진단방법과 병행하여 신뢰성을 확보하고 있다.On the other hand, the non-destructive diagnostic method is widely used at present, and it is highly reliable compared to the visual inspection method, but since it can not completely replace the visual inspection method, the reliability is secured in parallel with the visual inspection method.

이러한 비파괴 진단방법의 예로 대한민국 특허공개 제2004-0110740호가 제시되는 바, 본 기술은 강재 케이블의 장력 및 부식에 대한 모니터링 시스템에 있어서, 2차코일에 의해 둘러싸인 강재 케이블의 응력변화가 자속밀도(B)의 변화를 야기시키고, 이를 둘러싸고 있는 1차코일의 전류와 유도기전력이 변하는 현상을 이용한 감지수단과; 자체 내장된 메모리에 측정 데이터를 임시로 저장한 뒤, 호스트 컴퓨터와 연결하여 데이터를 처리하는 측정수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In this monitoring system for the tension and corrosion of a steel cable, the stress variation of a steel cable surrounded by a secondary coil has a magnetic flux density (B A sensing means using a phenomenon in which a current and an induced electromotive force of a primary coil surrounding the electromagnet are changed; And a measuring means for temporarily storing measurement data in a self-contained memory, and for connecting the measurement data to the host computer to process the data.

그러나 본 기술에서는 우선 케이블의 응력변화를 측정하여 이러한 응력변화에 의해 기인되는 자속밀도의 변화를 통해 부식 등을 감지하고자 하는 것으로 응력변화의 측정이 선행되어야 하는 번거로움이 있다.
However, in this technology, first, the change of the stress of the cable is measured, and the corrosion is detected through the change of the magnetic flux density caused by the stress change. Therefore, it is troublesome to measure the stress change.

대한민국 특허공개 제2004-0110740호Korean Patent Publication No. 2004-0110740

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 구성에 의해 자화를 통해 현수교 케이블의 총자기력선(total magnetic flux)의 변화에 의해 유도된 기전력을 감지함으로써 부식 등 하자를 진단할 수 있도록 하며, 이에 더하여 구조에 의해 더욱 정확한 하자발생유무, 하자발생부분을 감지하도록 하는 현수교 케이블 안전진단 방법을 제공하고자 함이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of diagnosing corrosion caused by sensing the electromotive force induced by a change in total magnetic flux of a suspension- In addition, the present invention aims to provide a method for safety diagnosis of a suspension cable bridge, which detects the occurrence of defects and the occurrence of defects more accurately by the structure.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 현수교 케이블 안전진단 방법은 자화코일이 형성된 요크부와, 상기 현수교 케이블과 요크부 사이에 위치하며 감지코일이 형성되고 상기 현수교 케이블을 감싸도록 장착되는 감지부를 포함하는 진단부를 현수교케이블에 장착하는 단계(S10); 상기 요크부에 전원을 인가하여 상기 감지부에서 상기 현수교 케이블에 유도된 기전력을 측정하는 단계(S20); 측정된 기전력에 의해 현수교 케이블의 단면적변화를 감지함으로써 현수교케이블의 부식유무를 진단하는 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention provides a method of diagnosing a suspension cable of a bridge according to the present invention, comprising the steps of: forming a yoke portion having a magnetizing coil formed thereon; (S10) mounting a diagnostic unit including a part to a suspension bridge cable; Measuring the electromotive force induced in the suspension bridge cable by applying power to the yoke (S20); And a step (S30) of diagnosing the corrosion of the suspension bridge cable by detecting a change in cross-sectional area of the suspension bridge cable by the measured electromotive force.

하나의 예로 상기 진단부에는 상기 자화코일에 전원을 인가하는 전원부와, 상기 감지부와 연결되어 기전력을 측정하는 측정부와, 상기 측정부의 측정결과를 송신하는 송신부로 구성되는 복수의 진단장치; 상기 복수의 진단장치로부터 측정결과를 수신하여 현수교케이블에 있어 단면적변화에 의해 부식발생부분에 대한 분석결과를 도출하는 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. For example, the diagnostic unit may include a plurality of diagnostic devices, each of which includes a power source for applying power to the magnetizing coil, a measurement unit connected to the sensing unit to measure an electromotive force, and a transmitter for transmitting a measurement result of the measurement unit. And an analysis unit for receiving measurement results from the plurality of diagnostic apparatuses and deriving an analysis result of a corrosion occurrence portion by a change in cross-sectional area in the suspension bridge cable.

하나의 예로 상기 S10단계에서는 현수교 케이블의 복수의 개소에 상기 진단장치가 장착되도록 하며, 상기 S20단계에서는 각각의 진단장치에서 현수교 케이블의 복수의 개소에서 유도된 기전력을 측정하여 상기 분석부로 각각의 측정값을 송신하도록 하고, 상기 S30단계에서는 상기 분석부가 각각 현수교 케이블의 복수의 개소에서 측정된 기전력값을 수신하여 복수의 개소에서 단면적변화를 감지함으로써 현수교케이블에 있어 부식유무를 진단하는 것을 특징으로 한다.For example, in step S10, the diagnostic apparatus is mounted on a plurality of points of the suspension bridge cable. In step S20, each of the diagnostic apparatuses measures an electromotive force induced at a plurality of points of the suspension cable, In step S30, the analyzer receives the measured electromotive force values at a plurality of points of the suspension bridge cable, and senses a change in cross-sectional area at a plurality of points, thereby diagnosing the presence or absence of corrosion in the suspension bridge cable .

하나의 예로 상기 S30단계에서는 상기 분석부가 각각 현수교 케이블의 복수의 개소에서 측정된 기전력값을 수신하여 복수의 개소에서 단면적변화를 감지하되, For example, in step S30, the analyzer receives the electromotive force value measured at a plurality of points of the suspension bridge cable, and detects a change in cross-sectional area at a plurality of points,

Figure 112015036243558-pat00001
(
Figure 112015036243558-pat00002
,
Figure 112015036243558-pat00003
은 공기와 시편의 상대 투자율, H는 자기장, N은 감지코일의 권선횟수,
Figure 112015036243558-pat00004
는 적분기의 시간상수(time constant) )에 의해 단면적 변화(A(t))를 감지하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112015036243558-pat00001
(
Figure 112015036243558-pat00002
,
Figure 112015036243558-pat00003
H is the magnetic field, N is the number of windings of the sense coil,
Figure 112015036243558-pat00004
Is characterized by sensing the cross-sectional area change A (t) by the time constant of the integrator.

하나의 예로 상기 요크부는, 상기 현수교 케이블과 이격을 형성하며 그 외주연에 자화코일이 형성된 몸체와, 상기 몸체 양단에서 각각 돌출되어 상기 현수교 케이블에 접하도록 하면에 곡면이 형성되는 지지부로 구성되되, 상기 지지부와 상기 현수교케이블의 각각 외측 접선에는 강자성체로 구성되는 누설자속흡수구가 구성되는 것을 특징으로 한다. For example, the yoke may include a body having a magnetism coil formed on a periphery of the suspension bridge cable, a supporting part protruding from both ends of the body and having a curved surface formed in contact with the suspension bridge cable, And a leakage magnetic flux absorbing port formed of a ferromagnetic material is formed on the outer tangent line of each of the support portion and the suspension bridge cable.

이에 더하여 상기 누설자속흡수구는 판형으로 상기 현수교케이블과 동일한 곡률을 형성하며 내측으로 끝단부에 나사산이 형성되는 체결바가 돌출되고, 상기 감지부에는 상기 체결바가 삽입되는 체결공이 돌출되어 상기 체결공의 외측에서 상기 체결바에 가압너트를 체결함으로써 상기 누설자속흡수구가 지지부를 가압토록 할 수 있다.
In addition, the leakage magnetic flux absorbing port is formed in a plate shape and has the same curvature as that of the suspension bridge cable, and a fastening bar protruding inward is formed at the end of the fastening bridge. The fastening bar is inserted into the sensing part, The leaking magnetic flux absorbing member can press the supporting portion by pressing the pressing nut on the fastening bar.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 현수교 케이블 안전진단 방법은 자화코일과 감지코일의 간단한 구성에 의해 현수교 케이블에 발생하는 부식 등 하자를 감지할 수 있도록 하여 래핑와이어의 제거가 필요 없는 등 안전진단이 용이한 장점이 있다. As described above, the safety diagnosis method of a suspension cable of the present invention can detect the corrosion caused by the suspension cable by the simple configuration of the magnetizing coil and the sensing coil, so that the safety diagnosis can be easily performed without removing the wrapping wire There is one advantage.

또한, 본 발명의 현수교 케이블 안전진단 방법은 정확한 측정에 의해 현수교케이블의 부식 등 하자발생 여부 및 하자발생부분을 감지할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the method of the present invention for diagnosing a suspension cable cable has an advantage that it can detect the occurrence of defects such as corrosion of a suspension bridge cable and the defect occurrence part by accurate measurement.

도 1은 본 발명의 기본 예를 나타내는 블럭도이고,
도 2는 본 발명에 사용되는 진단부를 나타내는 개략도이고,
도 3은 도 2에 도시된 진단부의 작동상태를 나타내는 개략도이고,
도 4는 본 발명에 사용되는 진단부의 일 실시 예를 나타내는 개략도이다. 1 is a block diagram showing a basic example of the present invention,
Fig. 2 is a schematic view showing a diagnosis unit used in the present invention,
3 is a schematic view showing an operating state of the diagnosis unit shown in Fig. 2,
4 is a schematic view showing an embodiment of a diagnosis unit used in the present invention.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the structure and operation of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, terms and words used in the present specification and claims are to be construed in accordance with the principles of the present invention, on the basis that the inventor can properly define the concept of a term in order to best explain his invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of.

본 발명의 현수교 케이블 안전진단 방법은 도 1에서 보는 바와 같이 자화코일(111)이 형성된 요크부(11)와, 현수교 케이블(a)과 요크부(11) 사이에 위치하며 감지코일(121)이 형성되고 상기 현수교 케이블(a)을 감싸도록 장착되는 감지부(12)를 포함하는 진단부(1)를 현수교케이블에 장착하는 단계(S10); 상기 요크부(11)에 전원을 인가하여 상기 감지부(12)에서 상기 현수교 케이블(a)에 유도된 기전력을 측정하는 단계(S20); 측정된 기전력에 의해 현수교 케이블(a)의 단면적변화를 감지함으로써 현수교케이블(a)의 부식유무를 진단하는 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 1, the method for diagnosing a suspension cable of the present invention includes a yoke 11 having a magnetizing coil 111 formed thereon, a sensing coil 121 disposed between the suspension bridge cable a and the yoke 11, (S10) of mounting the diagnosis unit (1) on the suspension bridge cable, the diagnosis unit (1) including a sensing unit (12) formed to surround the suspension bridge cable (a). (S20) of applying electromotive force to the suspension bridge cable (a) at the sensing part (12) by applying power to the yoke part (11); (S30) of detecting corrosion of the suspension bridge cable (a) by sensing a change in sectional area of the suspension bridge cable (a) by the measured electromotive force.

우선 본 발명은 현수교케이블(a)에 진단부(1)를 장착하는 단계(S10)을 갖는다. First, the present invention has a step S10 of mounting the diagnostic unit 1 on the suspension bridge cable a.

상기 진단부(1)는 도 2에서 보는 바와 같이 진단장치(10)와 분석부(20)로 구성된다. The diagnostic unit 1 includes a diagnostic apparatus 10 and an analysis unit 20 as shown in FIG.

상기 진단장치(10)는 요크부(11), 감지부(12), 전원부(13), 측정부(14) 및 송신부(15)로 구성되는 바, 요크부(11)에 상기 전원부(13)가 전원을 인가함으로써 폐단면인 요크부(11)와 현수교케이블(a)에는 자속의 변화가 발생되며, 이렇게 발생된 자속의 변화를 상기 감지부(12)가 감지하게 되는 것이며, 상기 감지부(12)와 연결된 측정부(14)가 발생된 자속의 변화에 의해 발생된 기전력을 도출하고, 도출된 기전력값은 상기 송신부(15)에 의해 분석부(20)로 송신되도록 하는 것이다. The diagnostic apparatus 10 includes a yoke unit 11, a sensing unit 12, a power source unit 13, a measuring unit 14, and a transmitting unit 15. The power source unit 13 is connected to the yoke unit 11, A change in the magnetic flux is generated in the yoke portion 11 and the suspension bridge cable a which are closed ends by applying power to the sensing portion 12. The sensing portion 12 senses a change in the magnetic flux thus generated, The measurement unit 14 connected to the measurement unit 12 derives an electromotive force generated by a change in the generated magnetic flux and the derived electromotive force value is transmitted to the analysis unit 20 by the transmitter 15.

즉 전원부(13)와 연결된 상기 자화코일(111)에 의해 요크부(11)가 자성을 갖게 되는 것이며, 상기 요크부(11)가 자성을 갖게 됨으로써 요크부(11)와 현수교 케이블(a)에 의해 형성되는 폐단면에는 자기력선이 형성되는 것이다. 이에 상기 감지부(12)의 감지코일(121)에 의해 현수교 케이블(a)에 흐르는 총자기력선(total magnetic flux)의 변화로 인한 유도 기전력을 상기 측정부(14)가 측정하여 상기 송신부(15)에 의해 분석부(20)로 기전력값이 전달되며, 상기 분석부(20)에서는 기전력값으로부터 단면적변화를 도출하여 기 저장된 값 등 비교치와 비교 및 분석을 통해 현수교 케이블(a)에서 감지단면에 부식 등이 발생유무를 파악하게 되는 것이다.That is, the yoke portion 11 is magnetized by the magnetizing coil 111 connected to the power source portion 13 and the yoke portion 11 is magnetized so that the yoke portion 11 and the suspension bridge cable a A magnetic force line is formed on the closed end surface formed by the magnetic pole. The measuring unit 14 measures the induced electromotive force due to the change in the total magnetic flux flowing through the suspension coil cable a by the sensing coil 121 of the sensing unit 12, And the analysis unit 20 derives the cross sectional area change from the electromotive force value and compares and analyzes the stored value with the comparison value to analyze the suspension cross cable (a) Corrosion and so on.

한편 본 발명은 도 3에서 보는 바와 같이 현수교케이블(a)에 있어 복수의 개소에 각각 진단장치(10)를 장착하여 각각 진단장치(10)들로부터 각 개소에서 발생된 기전력값을 분석부(20)가 수신하여 각 개소에서의 단면적변화를 도출함으로써 현수교케이블(a)에서 부식 등 하자가 발생한 부분을 감지하도록 하는 예를 제시한다. 3, the diagnostic apparatus 10 is mounted on a plurality of points in the suspension bridge cable a, and the electromotive force values generated at the respective points from the diagnostic apparatuses 10 are transmitted to the analysis unit 20 ) Of the suspension bridge cable (a) to derive a change in cross-sectional area at each location, thereby detecting an area where corrosion or the like is defective in the suspension bridge cable (a).

이를 위해 상기 S10단계에서는 현수교 케이블(a)의 복수의 개소에 상기 진단장치(10)가 장착되도록 하며, 상기 S20단계에서는 각각의 진단장치(10)에서 현수교 케이블(a)의 복수의 개소에서 유도된 기전력을 측정하여 상기 분석부(20)로 각각의 측정값을 송신하도록 하고, 상기 S30단계에서는 상기 분석부(20)가 각각 현수교 케이블(a)의 복수의 개소에서 측정된 기전력값을 수신하여 복수의 개소에서 단면적변화를 감지함으로써 현수교케이블(a)에 있어 부식유무 및 부식발생부분를 진단하도록 하는 것이다. In step S10, the diagnosis apparatus 10 is mounted on a plurality of points of the suspension bridge cable a. In step S20, the diagnosis apparatus 10 drives the suspension bridge cable a at a plurality of points And transmits the measured values to the analyzer 20 in step S30. In step S30, the analyzer 20 receives the measured electromotive force values at the plurality of points of the suspension bridge cable (a) (A) by detecting a change in cross-sectional area at a plurality of locations, thereby diagnosing the presence or absence of corrosion and the occurrence of corrosion in the suspension bridge cable (a).

이러한 부식유무의 감지에 관한 메커니즘을 보면 본 발명에서는 상기 요크부(11)와 현수교케이블(a)에 의한 폐단면에 자기장이 형성되도록 하는데 이러한 자기장 H는 하기 수학식 1에 의해 도출된다. According to the mechanism for detecting the presence or absence of corrosion, a magnetic field is formed on the closed end surface by the yoke portion 11 and the suspension bridge cable (a). The magnetic field H is derived from the following Equation (1).

Figure 112015036243558-pat00005
Figure 112015036243558-pat00005

상기 N은 m당 권선(turn/m), I 는 인가되는 전류(A)의 크기이다. N is the number of windings per m (turn / m), and I is the magnitude of the applied current (A).

이때 발생되는 자속밀도(magnetic flux density)는 자속의 단위면적당 면밀도지만, 단순히 자장이라고 부르는 경우가 많다. B로 표시되며, 투자율 μ와 자장의 강도 H의 곱에 의해 나타내어진다. The magnetic flux density generated at this time is a surface area per unit area of the magnetic flux, but is often referred to simply as a magnetic field. B, and is expressed by the product of the magnetic permeability 占 and the magnetic field strength H.

한편 상기 감지부(20)의 감지코일(121)을

Figure 112015036243558-pat00006
회 권선한 후 감지코일(121)에 시간에 따른 자속(magnetic flux)의 변화가 발생하면 페러데이의 전자기 유도 법칙과 렌츠의 법칙(Lenz's law)에 의하여 감지코일(121) 양단에 하기 수학식 2에서 보는 기전력이 발생된다. On the other hand, the sense coil 121 of the sensing unit 20
Figure 112015036243558-pat00006
When the magnetic flux changes with time in the sense coil 121 after the winding of the winding, the electromagnetic induction law of the Faraday and the Lenz's law are applied to both ends of the sense coil 121 in accordance with the following equation An electromotive force is generated.

Figure 112015036243558-pat00007
Figure 112015036243558-pat00007

이때 total magnetic flux

Figure 112015036243558-pat00008
는 하기 수학식 3에 의해 도출된다.At this time, total magnetic flux
Figure 112015036243558-pat00008
Is derived by the following equation (3).

Figure 112015036243558-pat00009
Figure 112015036243558-pat00009

여기서

Figure 112015036243558-pat00010
은 감지코일(121) 권선수,
Figure 112015036243558-pat00011
는 현수교케이블(a)의 단면적,
Figure 112015036243558-pat00012
는 현수교케이블(a)의 자속밀도이다.here
Figure 112015036243558-pat00010
The sense coil 121,
Figure 112015036243558-pat00011
Sectional area of the suspension bridge cable (a)
Figure 112015036243558-pat00012
Is the magnetic flux density of the suspension bridge cable (a).

상기 현수교케이블(a)의 자속밀도는 인가해 준 외부 자기장과의 관계가 하기 수학식 4에 의해 도출된다.The magnetic flux density of the suspension bridge cable (a) is derived by the following equation (4) with respect to the applied external magnetic field.

Figure 112015036243558-pat00013
Figure 112015036243558-pat00013

여기서

Figure 112015036243558-pat00014
,
Figure 112015036243558-pat00015
은 공기와 현수교케이블(a)의 상대 투자율이다. here
Figure 112015036243558-pat00014
,
Figure 112015036243558-pat00015
Is the relative permeability of air and suspension cable (a).

상기 수학식 2의 기전력을 연산 증폭기(OP amp.)를 이용한 밀러 적분기로 적분하면 출력전압은 하기 수학식 5와 같이 표현된다.When the electromotive force of Equation (2) is integrated by a Miller integrator using an operational amplifier (OP amp), the output voltage is expressed by Equation (5).

Figure 112015036243558-pat00016
Figure 112015036243558-pat00016

여기서

Figure 112015036243558-pat00017
는 적분기의 시간상수(time constant)이며 상기 수학식 5를 정리하면 하기 수학식 6으로 표현된다.here
Figure 112015036243558-pat00017
Is a time constant of the integrator, and Expression (5) is expressed by Equation (6).

Figure 112015036243558-pat00018
Figure 112015036243558-pat00018

즉 현수교케이블(a)에 인가 자기장(H)은 상수가 되며, 투자율(

Figure 112015036243558-pat00019
,
Figure 112015036243558-pat00020
) 또한 상수가 되어 기전력(
Figure 112015036243558-pat00021
)은 현수교케이블(a)의 단면적변화(A(t))에 비례하는 것을 알 수 있다. That is, the applied magnetic field H becomes constant in the suspension bridge cable (a), and the permeability (
Figure 112015036243558-pat00019
,
Figure 112015036243558-pat00020
) Is also a constant,
Figure 112015036243558-pat00021
) Is proportional to the sectional area change A (t) of the suspension bridge cable (a).

결과적으로 상기 감지부(20)에서 측정되는 자속의 변화를 상기 측정부(14)에 의해 기전력으로 도출하게 되는 것이며, 상기 수학식 6에 기초하여 상기 분석부(20)가 해당 개소의 현수교케이블(a)의 단면적변화를 도출하게 되는 것이고, 이러한 단면적변화에 기초하여 해당 개소의 현수교케이블(a)의 부식유무를 감지하게 되는 것이다. As a result, the change of the magnetic flux measured by the sensing unit 20 is derived by the electromotive force by the measurement unit 14, and the analysis unit 20 calculates the change of the magnetic flux measured by the suspension bridge cable a) of the suspension bridge cable (a) is derived, and the presence or absence of corrosion of the suspension bridge cable (a) at the relevant point is detected based on the change in the cross sectional area.

상기 요크부(11)는 도 2에서 보는 바와 같이 상기 현수교 케이블(a)과 이격을 형성하며 그 외주연에 자화코일(111)이 형성된 몸체(112)와, 상기 몸체(112) 양단에서 각각 돌출되어 상기 현수교 케이블(a)에 접하도록 하면에 곡면이 형성되는 지지부(113)로 구성되도록 하는 것으로 측단면이 "ㄷ"자 형상으로 구성되는 것이다. 2, the yoke portion 11 has a body 112 which is spaced apart from the suspension bridge cable a and has a magnetization coil 111 formed on the outer circumference thereof, And a supporting portion 113 formed with a curved surface so as to be in contact with the suspension bridge cable a, so that the side end face is formed in a "C" shape.

그런데 이렇게만 구성되는 경우 요크부(11)와 현수교케이블(a)에 의해 형성되는 폐단면에 있어 도 4에서 보는 바와 같이 현수교케이블(a)과 지지부(113)가 접하는 접선(b)에서 투자율의 변화 등에 의해 자속누설이 발생되며, 특히 현수교케이블(a)과 지지부(113)가 접하는 외측 접선(b)에서 발생되는 자속누설은 요크부(11)와 현수교케이블(a)에 의해 형성되는 폐단면 외측으로 자속이 누설되는 것으로 이는 폐단면에서의 자속을 측정하여 기전력을 도출하도록 하는 메커니즘에 있어 오류를 발생시키는 요인으로서 작용하는 문제가 있다. 4, on the closed end surface formed by the yoke portion 11 and the suspension bridge cable a, the tangent line b at which the suspension bridge cable a and the support portion 113 are in contact with each other, The magnetic flux leaks generated at the outer tangential line b where the suspension bridge cable a and the support portion 113 are in contact with each other is generated by the yoke portion 11 and the closed end surface formed by the suspension bridge cable a, There is a problem that the magnetic flux leaks to the outside and acts as a factor causing errors in the mechanism for measuring the magnetic flux at the closed end face to derive the electromotive force.

이에 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 지지부(13)와 상기 현수교케이블(a)의 각각 외측 접선(b)에 강자성체로 구성되는 누설자속흡수구(16)가 구성되도록 하는 예를 제시하고 있다. In the present invention, as shown in FIG. 4, an example is shown in which a leaky magnetic flux absorbing port 16 composed of a ferromagnetic material is formed on the outer tangent line b of the supporting part 13 and the suspension bridge cable a, respectively.

즉 지지부(13)와 상기 현수교케이블(a)의 외측 접합부분에 상기 누설자속흡수구(16)를 구성함으로써 지지부(13)와 상기 현수교케이블(a)의 외측 접합부분에서의 누설자속을 흡수토록 하여 폐단면의 외측으로 자속이 누설되는 것을 방지함으로써 측정코자 하는 현수교케이블(a)에서 정확한 기전력값을 도출할 수 있게 되는 것이다. That is, the leak magnetic flux absorbing port 16 is formed at the outer joint portion of the support portion 13 and the suspension bridge cable (a) to absorb the leakage magnetic flux at the outer joint portion between the support portion 13 and the suspension bridge cable (a) It is possible to derive an accurate electromotive force value from the suspension bridge cable (a) to be measured by preventing leakage of the magnetic flux to the outside of the closed end face.

이에 더하여 상기 누설자속흡수구(16)가 지지부(13)와 상기 현수교케이블(a)의 외측 접합부분에서 더욱 견고하게 접하도록 하여 누설자속의 발생을 견고히 제어하며 동시에 요크부(11)와 감지부(12)의 현수교케이블(a)에서 체결이 가능하도록 하는 구성 예를 더 제시한다. In addition, the leaking magnetic flux absorbing port 16 is more firmly in contact with the supporting portion 13 at the outer joint portion of the suspension bridge cable a to firmly control the generation of the leakage magnetic flux, and at the same time the yoke portion 11 and the sensing portion 12) of the suspension bridge cable (a).

이를 위해 상기 누설자속흡수구(16)는 판형으로 상기 현수교케이블(a)과 동일한 곡률을 형성하며 내측으로 끝단부에 나사산(171)이 형성되는 체결바(17)가 돌출되고, 상기 감지부(12)에는 상기 체결바(17)가 삽입되는 체결공(123)이 돌출되어 상기 체결공(123)의 외측에서 상기 체결바(17)에 가압너트(18)를 체결함으로써 상기 누설자속흡수구(16)가 지지부(113)를 가압토록 하는 것이다. To this end, the leaking magnetic flux absorbing port 16 is formed in a plate shape and has the same curvature as that of the suspension bridge cable a, and a fastening bar 17 having a thread 171 formed at an end thereof is protruded. A coupling hole 123 into which the coupling bar 17 is inserted is protruded so that the pressing nut 18 is fastened to the coupling bar 17 on the outer side of the coupling hole 123, So that the supporting portion 113 is pressed.

즉 측정코자 하는 현수교케이블(a)에 감지부(12)와 요크부(11)를 각각 안치시키고 요크부(11) 각각의 지지부(113) 외측에서 상기 누설자속흡수구(16)를 안치시키면서 각각 누설자속흡수구(16)의 체결바(17)를 감지부(12)의 장착몸체(122)에 구성된 체결공(123)에 삽입시키고 가압너트(18)를 체결바(17)의 나사산(171)에 회전체결 시키도록 하여 각각 누설자속흡수구(16)가 지지부(113)를 가압하면서 체결이 되도록 하는 것이다. The sensing portion 12 and the yoke portion 11 are placed on the suspension bridge cable a to be measured and the leak magnetic flux absorbing port 16 is positioned outside the support portion 113 of each of the yoke portions 11, The fastening bar 17 of the magnetic flux absorbing port 16 is inserted into the fastening hole 123 formed in the mounting body 122 of the sensing part 12 and the pressing nut 18 is fastened to the thread 171 of the fastening bar 17 So that the leaked magnetic flux absorbing ports 16 press the support portions 113 while tightening them.

이와 같은 체결에 의해 현수교케이블(a)에 감지부(12)와 요크부(11)를 체결시킴과 동시에 누설자속흡수구(16)가 현수교케이블(a)과 지지부(113)의 외측 접선(b)에서 견고한 밀착이 가능하도록 하여 현수교케이블(a)과 지지부(113)의 외측 접선(b)에서의 누설자속의 흡수효율을 높이도록 하는 것이며 이러한 작용에 의해 감지부(12)에서 더욱 정확한 자속의 감지가 가능하도록 하는 것이다. The sensing portion 12 and the yoke portion 11 are fastened to the suspension bridge cable a and the leakage flux absorbing port 16 is connected to the outer tangent line b of the suspension bridge cable a and the support portion 113, So that the efficiency of absorbing the leaked magnetic flux at the outer tangent line (b) between the suspension bridge cable (a) and the support portion 113 can be increased. By this action, .

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

10 : 진단부 20 : 분석부10: diagnosis part 20: analysis part

Claims (6)

현수교케이블에 자화코일이 형성된 요크부와, 상기 현수교 케이블과 요크부 사이에 위치하며 내부에 감지코일이 형성되고 상기 현수교 케이블을 감싸도록 장착되는 감지부를 포함하는 진단부를 장착하는 단계(S10);
상기 요크부에 전원을 인가하여 상기 감지부에서 상기 현수교 케이블에 유도된 기전력을 측정하는 단계(S20); 및
측정된 기전력에 의해 현수교 케이블의 단면적변화를 감지함으로써 현수교케이블의 부식유무를 진단하는 단계(S30);
를 포함하는 것을 특징으로 하되,
상기 진단부에는 상기 자화코일에 전원을 인가하는 전원부와, 상기 감지부와 연결되어 기전력을 측정하는 측정부와, 상기 측정부의 측정결과를 송신하는 송신부로 구성되는 복수의 진단장치; 상기 복수의 진단장치로부터 측정결과를 수신하여 현수교케이블에 있어 단면적변화에 의해 부식발생부분에 대한 분석결과를 도출하는 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 요크부는;
상기 현수교 케이블과 이격을 형성하며 그 외주연에 자화코일이 형성된 몸체와, 상기 몸체 양단에서 각각 돌출되어 상기 현수교 케이블에 접하도록 하면에 곡면이 형성되는 지지부로 구성되되,
상기 지지부와 상기 현수교케이블의 각각 외측 접선에는 강자성체로 구성되어 상기 지지부와 상기 현수교케이블의 외측 접선에서의 누설자속을 흡수토록 하여 요크부와 현수교케이블에 의해 형성되는 폐단면 외측으로 자속이 누설되는 것을 방지하는 누설자속흡수구가 구성되며,
상기 누설자속흡수구는 판형으로 상기 현수교케이블과 동일한 곡률을 형성하며 내측으로 끝단부에 나사산이 형성되는 체결바가 돌출되고
상기 감지부에는 상기 체결바가 삽입되는 체결공이 돌출되어 상기 체결공의 외측에서 상기 체결바에 가압너트를 체결함으로써 상기 누설자속흡수구가 지지부를 가압토록 하는 것을 특징으로 하는 현수교 케이블 안전진단 방법.
A step (S10) of mounting a diagnosis part including a yoke part in which a suspension coil cable is formed on a suspension bridge cable, and a sensing part which is located between the suspension bridge cable and the yoke part, and in which a sensing coil is formed and is mounted so as to surround the suspension bridge cable;
Measuring the electromotive force induced in the suspension bridge cable by applying power to the yoke (S20); And
(S30) diagnosing the corrosion of the suspension bridge cable by sensing a change in sectional area of the suspension bridge cable by the measured electromotive force;
, Wherein:
Wherein the diagnosis unit comprises: a plurality of diagnostic apparatuses each comprising a power supply unit for applying power to the magnetization coil, a measurement unit connected to the sensing unit to measure an electromotive force, and a transmission unit for transmitting measurement results of the measurement unit; And an analysis unit for receiving measurement results from the plurality of diagnostic apparatuses and deriving an analysis result of a corrosion occurrence part by a change in sectional area in a suspension bridge cable,
Wherein the yoke portion comprises:
A body having a magnetization coil formed on the outer periphery thereof to form a gap from the suspension bridge cable and a supporting portion having a curved surface formed on both ends of the body so as to be in contact with the suspension cable,
The supporting portion and the suspension bridge cable are each formed of a ferromagnetic material so as to absorb the leakage magnetic flux at the outer tangent line of the supporting portion and the suspension cable and leak the magnetic flux to the outside of the closed end surface formed by the yoke portion and the suspension bridge cable A leakage magnetic flux absorbing port is provided,
The leakage magnetic flux absorbing port is formed in a plate shape and forms a curvature similar to that of the suspension bridge cable, and a fastening bar protruding inwardly to form a thread is protruded
Wherein the sensing part is provided with a fastening hole through which the fastening bar is inserted so as to fasten the pressing nut to the fastening bar outside the fastening hole so that the leakage flux absorbing part presses the supporting part.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 S10단계에서는 현수교 케이블의 복수의 개소에 상기 진단장치가 장착되도록 하며,
상기 S20단계에서는 각각의 진단장치에서 현수교 케이블의 복수의 개소에서 유도된 기전력을 측정하여 상기 분석부로 각각의 측정값을 송신하도록 하고,
상기 S30단계에서는 상기 분석부가 각각 현수교 케이블의 복수의 개소에서 측정된 기전력값을 수신하여 복수의 개소에서 단면적변화를 감지함으로써 현수교케이블에 있어 부식유무를 진단하는 것을 특징으로 하는 현수교 케이블 안전진단 방법.
The method according to claim 1,
In the step S10, the diagnostic device is mounted on a plurality of points of the suspension bridge cable,
In step S20, each of the diagnostic apparatuses measures the electromotive force induced at a plurality of points of the suspension cable and transmits the measured values to the analysis unit.
In the step S30, the analyzer receives the measured electromotive force values at a plurality of points of the suspension bridge cable, and detects the change in cross-sectional area at a plurality of locations to diagnose the corrosion of the suspension bridge cable.
제 3항에 있어서,
상기 S30단계에서는 상기 분석부가 각각 현수교 케이블의 복수의 개소에서 측정된 기전력값을 수신하여 복수의 개소에서 단면적변화를 감지하되,
Figure 112015036243558-pat00022
(
Figure 112015036243558-pat00023
,
Figure 112015036243558-pat00024
은 공기와 시편의 상대 투자율, H는 자기장, N은 감지코일의 권선횟수,
Figure 112015036243558-pat00025
는 적분기의 시간상수(time constant) )에 의해 단면적 변화(A(t))를 감지하는 것을 특징으로 하는 현수교 케이블 안전진단 방법.
The method of claim 3,
In step S30, the analyzer receives the measured electromotive force values at a plurality of points of the suspension bridge cable, and detects a change in cross-sectional area at a plurality of points,
Figure 112015036243558-pat00022
(
Figure 112015036243558-pat00023
,
Figure 112015036243558-pat00024
H is the magnetic field, N is the number of windings of the sense coil,
Figure 112015036243558-pat00025
(A (t)) by a time constant of the integrator (e.g., a time constant of the integrator).
삭제delete 삭제delete
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