KR101636529B1 - 지층 판단장치 - Google Patents

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KR101636529B1
KR101636529B1 KR1020160027133A KR20160027133A KR101636529B1 KR 101636529 B1 KR101636529 B1 KR 101636529B1 KR 1020160027133 A KR1020160027133 A KR 1020160027133A KR 20160027133 A KR20160027133 A KR 20160027133A KR 101636529 B1 KR101636529 B1 KR 101636529B1
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곽정하
김필선
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셀파이엔씨 주식회사
곽정하
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Abstract

지층 판단방법 및 판단장치가 개시된다. 본 발명에 의한 지층 판단방법은 지반을 굴착하는 굴착단계; 상기 굴착단계에서 회전 시추기의 스핀들로부터 전달되는 진동을 측정하는 제1진동측정단계; 상기 스핀들을 구동하는 구동엔진의 진동을 측정하는 제2진동측정단계; 상기 제1진동측정단계와 제2진동측정단계에서 측정된 동시간대의 진동의 차이를 연산하여 순수진동을 구하는 연산단계; 상기 순수진동을 축적된 지층판단데이터와 비교하여 지층을 판단하는 판단단계;를 포함한다.

Description

지층 판단장치 {Stratum-deciding apparatus}
본 발명은 지층 판단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 시추하는 위치의 지질특성을 시추에서 발생되는 진동을 통해 파악할 수 있는 지층 판단장치에 관한 것이다.
일반적으로, 지면을 굴착하는 시추작업은 다양한 목적을 가지고 있다. 시추작업은 시추방식에 따라 변위식, 수세식, 충격식, 회전식, 오거식 등으로 구분될 수 있다. 상기한 각 시추방식을 살펴보면, 변위식 시추방식은 선단을 폐쇄한 샘플러를 동적 혹은 정적으로 관입하고, 관입 후 시료의 채취 시에 선단을 개방하는 단순 관입 구조방식으로, 공벽이 붕괴되지 않는 점성토 및 사질토 등에 적용되고, 수세식 시추방식은 경량비트의 회전과 함께 시추수를 분사하여 굴진하는 방식으로, 매우 연약한 점토 및 세립, 중립의 사질토 등에 적용된다. 또한, 충격식 시추방식은 중량비트를 낙하하여 지반을 파쇄하는 방식으로, 토사 및 균열이 심한 암반 등에 적용되고, 회전식 시추방식은 비트를 회전시켜 지반을 분쇄하여 코어 채취가 가능한 굴진방식으로, 토사 및 암반 등 거의 모든 지층에 적용된다. 마지막으로, 오거식 시추방식은 오거를 회전하면서 지중에 압입하여 굴진하는 방식으로, 공벽붕괴가 없는 지반, 연약하지 않은 점성토 및 점착성을 가지는 토사 등에 적용된다. 이처럼 시추 작업은 대상 지반에 따라 시추방식의 선택 기준이 다르게 적용될 수 있다.
지반 조사의 경우 회전식 시추장치가 많이 사용되는데, 회전식 시추장치는 관의 선단부에 지표와 마찰되는 비트를 구비한다.
지반은 토사층(점토, 모래, 자갈, 전석), 풍화대, 연암, 경암 등으로 분류되며, 각 지층의 구성물질의 연경 정도에 따라 공학적으로 분류되며, 각 지층의 고유진동특성을 보이고, 이러한 진동특성은 회전 시추 시 시추 비트에 전달되어 리바운드 된다.
지반 조사를 위한 회전식 시추시, 많은 경험이 있는 시추 종사자들은 시추 중 이와 같이 리바운드되는 상태를 시추기 스핀들에 손을 대고 느낌으로 시추기 비트의 지층이 어떤지를 경험 및 감각으로 판단했다.
그러나, 이러한 손으로 전달되는 감각을 정량적으로 알아내는 방법이 없는 상황이었다.
특허공개공보 2014-0085221
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회전 비트로부터 전달되는 진동을 분석하여 해당 지반의 종류와 특성을 파악할 수 있는 지층 판단장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 지반을 굴착하는 굴착단계; 상기 굴착단계에서 회전 시추기의 스핀들로부터 전달되는 진동을 측정하는 제1진동측정단계; 상기 스핀들을 구동하는 구동엔진의 진동을 측정하는 제2진동측정단계; 상기 제1진동측정단계와 제2진동측정단계에서 측정된 동시간대의 진동의 차이를 연산하여 순수진동을 구하는 연산단계; 상기 순수진동을 축적된 지층판단데이터와 비교하여 지층을 판단하는 판단단계;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1진동측정단계는 상기 스핀들의 제1위치와 제2위치에서 각각 측정되고, 상기 제1위치에서는 X축방향의 진동을, 상기 제2위치에서는 Y축방향의 진동이 측정된다.
바람직하게는, 상기 판단단계 후, 상기 연산단계와 상기 판단단계에서 이루어진 데이터를 상기 지층판단데이터에 추가로 저장하는 피드백단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1진동측정단계와 상기 제2진동측정단계는 각각의 측정부위에 반사판을 설치하고, 상기 반사판에 레이저를 발사한 다음 반사되는 레이저를 감지하여 진동을 측정한다.
바람직하게는, 상기 레이저의 주파수는 모두 동일하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 또 다른 수단으로서 본 발명은, 지반을 굴착하면서 지층의 종류를 판단하는 지층 판단장치에 있어서, 상기 굴착시 시추기의 스핀들에 밀착 설치되어 시추시 발생되는 진동을 측정하는 제1진동측정부; 상기 회전식 시추기의 스핀들을 구동하는 구동엔진에 설치되어 시추시 발생되는 진동을 측정하는 제2진동측정부; 상기 제1진동측정부와 제2진동측정부에서 측정된 동시간대의 진동의 차이를 연산하여 순수진동을 연산하고, 상기 순수진동을 축적된 지층판단데이터와 비교하여 지층을 판단하는 제어부;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1진동측정부는 상기 스핀들의 제1위치와 제2위치에서 각각 설치되어 측정되고, 상기 제1위치에서는 X축방향의 진동을, 상기 제2위치에서는 Y축방향의 진동이 측정된다.
바람직하게는, 상기 제1진동측정부는, 상기 스핀들에 고정된 반사판; 상기 반사판으로부터 일정거리 이격되어 고정되고 상기 반사판에 레이저를 발사하고 반사되는 레이저를 수신하여 진동을 측정하는 레이저측정기;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제2진동측정부는, 상기 구동엔진에 고정된 반사판; 상기 반사판으로부터 일정거리 이격되어 고정되고 상기 반사판에 레이저를 발사하고 반사되는 레이저를 수신하여 진동을 측정하는 레이저측정기;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 반사판은 브래킷에 의해 상기 스핀들 또는 상기 구동엔진에 고정되고, 상기 브래킷은 상기 스핀들 또는 구동엔진에 밀착 고정된 고정패널과, 상기 고정패널 상단으로부터 수평으로 연장된 수평패널로 이루어지며, 상기 반사판의 상단이 상기 수평패널에 슬라이딩되어 고정된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 기술자의 감각에 의존하던 지층판단을 레이저로 진동을 측정하고 수치화된 데이터와 비교하여 결정하게 됨으로써 지층판단의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 지층 판단장치가 적용된 시추장치의 시추작업 시의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 의한 지층 판단장치의 일부 구성요소인 반사판이 시추기 스핀들에 설치된 상태의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 지층 판단장치의 일부 구성요소인 반사판이 시추기 스핀들에 설치된 상태의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 지층 판단방법의 순서도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 지층 판단방법을 구현하기 위한 연산과 비교판단의 실례를 보여주는 파형 모식도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지층 판단장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 지반을 굴착하면서 지층의 종류를 판단하는 지층 판단장치로서, 제1진동측정부, 제2진동측정부, 그리고 제어부를 포함한다.
상기 제1진동측정부는 회전 굴착시 시추기의 스핀들(11)에 밀착 설치되어 회전 시추시 발생되는 진동을 측정한다.
결국, 상기 제1진동측정부는 회전 시추에 사용되는 굴착 비트를 회전시키기 위하여 회전 구동력을 전달하는 스핀들(11)로 전달되는 전체 진동을 측정하게 된다.
상기 스핀들(11)에 전달되는 진동은 지층의 종류에 따라 고유의 파형이 포함된 전체 파형이 나타내게 된다. 즉 회전 굴착시 굴착 비트가 현재 굴착하고 있는 지층이 토사층, 풍화대, 연암, 경암 중에 어느 한 지층인 경우, 그에 해당하는 고유의 파형을 나타내게 된다. 물론 상기 스핀들(11)에 전달되는 진동에는 고유의 파형이 반드시 포함되나, 상기 스핀들(11)을 구동하는 구동엔진(1)의 파형도 잡음으로 포함된다. 따라서 이를 보정해야 한다.
상기 스핀들(1)에 전달되는 진동 파형의 측정은 반사판과 레이저 장비를 사용한다. 즉 상기 스핀들(1)에 밀착해서는 반사판(30,40)을 고정하고, 상기 반사판(30,40)으로부터 일정거리 이격되어 진동의 영향을 받지 않는 곳에서 레이저 측정기(130,140)를 사용하여 진동 파형을 측정하게 된다.
상기 레이저 측정기(130,140)는 상기 반사판(30,40)에 레이저를 발사하고 반사되는 레이저를 수신하여 진동을 측정하게 된다. 측정된 결과는 실시간으로 상기 제어부로 전달된다.
상기 스핀들(11)에 설치되는 반사판(30,40)은 실제적으로는 회전되지 않는 부품에 설치되어야 하기 때문에 회전되는 스핀들(11) 회전축에는 장착하지 못하고, 그 외면의 베어링으로 연결되는 부분(10)에 장착하게 된다. 상기 반사판(30,40)은 측량용으로 사용되는 반사판을 적용할 수 있다.
상기 반사판(30,40)은, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 브래킷(31,41)에 의해 상기 스핀들(11)에 고정되어 상기 스핀들(11)에 의해 전달되는 진동에 따라 진동한다. 이때 상기 레이저 측정기(130,140)로부터 레이저가 발사되고, 그 반사된 레이저는 상기 레이저 측정기(130,140)의 센서에 의해 수신되면서 진동 파형을 측정하여 얻게 된다.
상기 반사판(30,40)의 상단은 다른 재질 또는 동일한 재질로 측면에서 관찰할 때 T자형을 이루도록 제작하고, 상기 브래킷(31,41)에도 T자형 홈(31c,41c)을 구비하도록 하여 상기 반사판(30,40)의 T자형 상단이 슬라이딩 결합되도록 한다.
상기 브래킷(31,41)은 상기 반사판(30,40)을 상기 스핀들(11)에 조립하는 연결부재 역할을 수행한다. 상기 브래킷(31,41)은 상기 스핀들(11)에 볼트에 의해 조립되는 고정패널(31b,41b)과, 상기 고정패널(31b,41b)의 상단으로부터 수평으로 연장되고 상기 반사판(30,40)의 T자형 상단이 슬라이딩 삽입되는 T자형 홈(31c,41c)이 구비된 수평패널(31a,41a)로 구성된다.
상기 스핀들(11)의 진동은 상기 브래킷(31,41)을 매개로 상기 반사판(30,40)에 손실없이 전달된다.
상기 제1진동측정부는 상기 스핀들(11)의 제1위치와 제2위치에서, 즉 2 곳에 각각 설치되어 측정되고, 상기 제1위치에서는 X축방향의 진동을, 상기 제2위치에서는 Y축방향의 진동이 측정되도록 구성된다.
상기 제1위치와 제2위치에 각각 상기 반사판(30,40)이 설치되고, 상기 반사판(30,40)에 레이저를 발사하여 진동을 측정하는 레이저 측정기(130,140)도 각각 설치한다.
이때 상기 레이저 측정기(130,140)에서 발사되는 레이저의 주파수는 동일한 주파수를 사용한다.
상기 제1위치의 반사판(30)과 상기 레이저 측정기(130)에서는 반사판을 평면으로 하여 수평 방향으로 진동하는 X축 방향의 진동 파형을 구하고, 상기 제2위치의 반사판(40)과 상기 레이저 측정기(140)에서도 역시 반사판(40)을 평면으로 하여 수직 방향으로 진동하는 Y축 방향의 진동 파형을 구한다.
한편, 상기 제2진동측정부는 상기 회전식 시추기의 스핀들(11)을 구동하는 구동엔진(1)에 설치되어 시추시 발생되는 진동을 측정한다.
상기 제2진동측정부는, 도 1을 참고하면, 상기 제1진동측정부와 마찬가지로 반사판(20)과 레이저 측정기(120)로 구성된다. 상기 반사판(20)은 상기 제1진동측정부의 반사판(30,40)과 마찬가지로 동일한 형태의 브래킷에 의해 상기 스핀들(11)을 구동하는 구동엔진(1)에 밀착하여 설치된다. 따라서 상기 제2진동측정부에서는 상기 구동엔진(1)에서 발생되는 진동을 측정할 수 있게 된다. 여기서 상기 반사판(20)과 브래킷은 상기 제1진동측정부와 같은 구조이기 때문에 그 자세한 설명은 생략한다.
상기 제2진동측정부의 레이저 측정기(120)에서 발사되는 레이저의 주파수는 상기 제1진동측정부에서 발사되는 레이저의 주파수와 동일하다.
한편, 상기 제어부는 상기 제1진동측정부와 제2진동측정부에서 측정된 동시간대의 진동의 차이를 연산하여 순수진동을 연산하고, 상기 순수진동을 축적된 지층판단데이터와 비교하여 지층을 판단한다.
상기 제어부에서는 상기 레이저 측정기(120~140)로부터 실시간으로 입력되는 센싱 신호들을 수신하고, 이를 각각의 파형으로 구현한 다음, 미리 설정된 프로그램에 따라서 파형에 대한 연산을 진행 한다. 그 후, 연산된 최종 결과 파형을 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터와 비교하고, 비교 결과 지층을 판단하게 된다. 상기 데이터베이스에는 각 지층별로 파형이 저장되어 있는 것으로 새로운 작업을 진행할 때마다 업그레이드시킨다.
상기 제어부에 의해 지층이 판단되면 이를 작업자에게 알려주고 전술한 데이터베이스 업그레이드를 진행하고 작업을 종료한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 지층 판단장치를 사용하여 지층을 판단하는 방법을 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 지층 판단방법은 굴착단계(S1), 진동측정단계(S2), 연산단계(S3), 그리고 판단단계(S4)를 포함한다.
상기 굴착단계(S1)는 지반을 굴착하는 단계로서, 도 4를 참고하면, 회전시추 작업을 개시하는 단계이다. 즉 상기 굴착엔진(1)을 구동하여 스핀들(11)을 회전시켜 회전시추 작업을 시작한다.
상기 굴착단계(S1) 전에는 상기 반사판(20,30,40)과 레이저 측정기(120,130,140)가 모두 세팅되어 있어야 함은 물론이다.
상기 굴착단계(S1)에서는 통상의 회전시추 작업과 마찬가지고 구동엔진(1)이 구동되어 상기 스핀들(11)을 회전 구동시킨다. 그러면 상기 스핀들(11) 하단부에 설치된 굴착 비트가 지층을 파고들면서 굴착이 이루어진다.
이때, 상기 굴착 비트의 회전과 지층의 마찰에 의해 발생되는 고유의 진동은 상기 스핀들(11)을 경유하여 상기 반사판(30,40)에 전달된다. 동시에 상기 구동엔진(1)은 상기 스핀들(11)을 구동하도록 연결되어 있기 때문에 상기 굴착기의 구동엔진(1)에서 발생하는 진동도 상기 스핀들(11)에 전달된다. 따라서 상기 스핀들(11)에는 상기 구동엔진(1)으로부터 전달되는 진동과 상기 굴착 비트와 지층의 마찰에 의해 발생되는 진동이 모두 총합되어 전달된다.
상기 진동측정단계(S2)는, 도 4를 참고하면, 레이저 측정기(120,130,140)인 레이저 센서 유닛을 작동하여 측정이 이루어지게 된다.
상기 진동측정단계(S2)는 상기 굴착단계(S1)에서 회전 시추기의 스핀들(11)로부터 전달되는 진동을 측정하는 동시에, 상기 스핀들(11)을 구동하는 구동엔진(1)의 진동을 측정하게 된다.
상기 진동측정단계(S2)는 회전 시추 작업을 진행하면서 상기 반사판(20,30,40)들에 레이저 측정기(120,130,1400가 레이저를 발사하고 반사되는 레이저를 다시 수신하여 진동을 측정하여 각각의 반사판(20,30,40)에서 발생되는 진동을 파형을 구하게 된다.
이때, 상기 레이저 측정기(120,130,140)로부터 구해진 각각의 파형의 예가 도 5에 도시되어 있다.
여기서, 파형 1은 상기 구동엔진(1)에 설치된 반사판(20)에서 측정된 진동의 파형을 나타내고, 파형 2와 파형 3은 상기 스핀들(11)에 설치된 반사판(30,40)에 의해 측정된 진동의 파형을 각각 나타낸다.
따라서, 상기 파형 2와 파형 3에는 상기 시추기 비트와 지층의 마찰에 의해 발생되는 진동뿐만 아니라 상기 구동엔진(1)에서 발생되는 진동도 포함하고 있게 된다.
상술한 바와 같이 상기 진동측정단계(S2)에서 진동 파형을 모두 측정한 다음, 상기 연산단계(S3)를 진행한다.
상기 연산단계(S3)는 상기 진동측정단계(S2)에서 측정된 동시간대의 진동의 차이를 연산하여 구동엔진(1)에서 발생되는 진동을 제외한 시추기 비트와 지층 사이 마찰에서 발생되는 순수진동을 구하게 된다.
상기 연산단계(S3)는, 도 6을 참고하면, 상기 파형 1에서 파형 2를, 상기 파형 1에서 파형 3을 각각 차감하여 파형 A와 파형 B를 구한다.
상기 판단단계(S3)는 순수진동 파형을 축적된 지층판단데이터와 비교하여 지층을 판단하게 된다.
즉, 도 7을 참고하면, 상기 파형 A와 상기 파형 B를 더하여 종합적인 순수진도의 파형을 구하게 된다. 이러한 연산에 의해 구해진 순수진동 파형을 기존의 데이터베이스에 기록되어 있는 파형들과 비교한다(S4). 즉 지층마다 시추시 발생되는 파형들이 데이터베이스화되어 있고, 이러한 파형 중에 가장 유사한 파형을 찾게 된다.
상기 연산과 비교를 통하여, 가장 유사한 파형을 찾게 되면 이는 작업자가 알 수 있도록 출력(S5)된다.
도 4를 참고하면, 상기 판단단계(S4) 후, 상기 연산단계(S3)와 상기 판단단계(S4)에서 이루어진 데이터를 상기 지층판단데이터에 추가로 저장하는 피드백단계(S6)를 진행한다.
상기 피드백단계(S6)는 데이터를 업그레이드하는 단계로서, 실제로 구해지는 순수진동 파형이 완전히 동일하게 이루어지는 것은 아니기 때문에 다양한 형태의 파형을 각 지층으로 상정하여 업그레이드한다. 물론 데이터를 부가하여 업그레이드 하는 것뿐만 아니라, 잘못된 데이터를 수정할 수도 있음은 물론이다.
상기 연산단계(S3), 판단단계(S4), 그리고 피드백단계(S6)는 모두 소프트웨어적으로 이루어지고, 그 표현방법은 다양하게 표현할 수 있다.
상기한 바와 같이 회전 시추시 발생되는 진동을 측정하여 지층을 실시간으로 파악하게 되기 때문에 작업자는 굴착 깊이에 따른 지층의 종류를 실시간으로 영상 또는 수치로 전달받아 지층을 판단할 수 있게 된다.
이렇게 지층 판단장치와 프로그램에 따라 실시간으로 회전 시추되는 장소의 지층의 종류를 실시간으로 알 수 있게 되고, 사람의 감각에 의지하지 않고 장치와 프로그램에 의해 지층을 판단하게 되기 때문에 더욱 결과물의 신뢰성이 향상된다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 굴착 구동 엔진
10 : 스핀들 20, 30, 40 : 반사판
31, 41 : 브래킷 120, 130, 140 : 레이저 측정기

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 지반을 굴착하면서 지층의 종류를 판단하는 지층 판단장치에 있어서,
    굴착시 시추기의 스핀들에 밀착 설치되어 시추시 발생되는 진동을 측정하는 제1진동측정부;
    상기 시추기의 스핀들을 구동하는 구동엔진에 설치되어 시추시 발생되는 진동을 측정하는 제2진동측정부;
    상기 제1진동측정부와 제2진동측정부에서 측정된 동시간대의 진동의 차이를 연산하여 순수진동을 연산하고, 상기 순수진동을 축적된 지층판단데이터와 비교하여 지층을 판단하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제1진동측정부는,
    상기 스핀들에 고정된 반사판;
    상기 반사판으로부터 일정거리 이격되어 고정되고 상기 반사판에 레이저를 발사하고 반사되는 레이저를 수신하여 진동을 측정하는 레이저측정기;
    를 포함하고,
    상기 제2진동측정부는,
    상기 구동엔진에 고정된 반사판;
    상기 반사판으로부터 일정거리 이격되어 고정되고 상기 반사판에 레이저를 발사하고 반사되는 레이저를 수신하여 진동을 측정하는 레이저측정기;
    를 포함하고,
    상기 반사판은 브래킷에 의해 상기 스핀들 또는 상기 구동엔진에 고정되고,
    상기 브래킷은 상기 스핀들 또는 구동엔진에 밀착 고정된 고정패널과, 상기 고정패널 상단으로부터 수평으로 연장된 수평패널로 이루어지며,
    상기 반사판의 상단이 상기 수평패널에 슬라이딩되어 고정되도록 상기 수평패널에는 단면이 T자형 홈이 구비되고, 상기 반사판의 상단은 상기 T자형 홈에 슬라이딩되어 삽입되도록 T자형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지층 판단장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1진동측정부는 상기 스핀들의 제1위치와 제2위치에서 각각 설치되어 측정되고, 상기 제1위치에서는 X축방향의 진동을, 상기 제2위치에서는 Y축방향의 진동이 측정되는 것을 특징으로 하는 지층 판단장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150085636A (ko) 2014-01-16 2015-07-24 엘지이노텍 주식회사 모터 및 그 제조방법
CN117738608A (zh) * 2024-02-07 2024-03-22 克拉玛依市远山石油科技有限公司 一种油砂钻探取芯装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004197429A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Tokyo Electric Power Co Inc:The 削岩機の削孔データに基づいた地盤調査方法
KR101293040B1 (ko) * 2012-05-22 2013-08-05 광주과학기술원 1대의 진동 측정기를 이용한 3차원 진동 측정 방법 및 시스템
KR20140085221A (ko) 2012-12-27 2014-07-07 주식회사 케이이알 연약지반조사를 위한 회전식 지반시료수집장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004197429A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Tokyo Electric Power Co Inc:The 削岩機の削孔データに基づいた地盤調査方法
KR101293040B1 (ko) * 2012-05-22 2013-08-05 광주과학기술원 1대의 진동 측정기를 이용한 3차원 진동 측정 방법 및 시스템
KR20140085221A (ko) 2012-12-27 2014-07-07 주식회사 케이이알 연약지반조사를 위한 회전식 지반시료수집장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150085636A (ko) 2014-01-16 2015-07-24 엘지이노텍 주식회사 모터 및 그 제조방법
CN117738608A (zh) * 2024-02-07 2024-03-22 克拉玛依市远山石油科技有限公司 一种油砂钻探取芯装置
CN117738608B (zh) * 2024-02-07 2024-04-26 克拉玛依市远山石油科技有限公司 一种油砂钻探取芯装置

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