KR101766761B1 - 스마트 지중경사계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대성을 높이면서도 케이블 단선 위험을 크게 줄인 지중경사계에 관한 것으로, 경사 측정을 위한 센서를 구비하며, 굴착된 측정관에 삽입되어 데이터를 수집하는 센서프로브; 상기 센서프로브와는 케이블로 연결되어 상기 센서에서 측정된 데이터를 수신하는 데이터수신부; 및 상기 데이터수신부에서 데이터를 전송받아서 데이터를 분석하고 결과를 도출하는 분석부;를 포함하여 구성되며, 상기 센서프로브와 상기 데이터수신부 사이의 데이터 송수신이 전력선 통신 방식으로 수행되어, 상기 케이블이 전력 공급 및 데이터 송수신을 동시에 수행하는 하나의 심선과 그라운드로 작용하는 편조실드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 전력선 통신 방식을 적용하여 센서프로브에 배터리를 제외시켜 센서프로브의 무게를 줄이는 동시에, 50m에 이르는 긴 케이블을 하나의 심선만을 구비하도록 구성하여 케이블의 두께와 무게를 줄일 수 있었으며, 케이블의 단선되는 위험을 크게 감소시키는 효과가 있다.

Description

스마트 지중경사계{SMART INPLACE INCLINOMETER}

본 발명은 지반의 경사를 측정하는 지중경사계에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 휴대가 용이하도록 무게와 크기를 줄인 지중경사계에 관한 것이다.

일반적으로, 토목건설 공사 수행시 안전성과 원활한 작업을 위하여 토목공사 전반에 걸쳐서 데이터 계측에 의한 공사관리가 이루어진다. 이와 같은 데이터 계측관리는 예를 들어 지반의 토압이나 응력 계수 등과 같이 토목공사의 계획 및 설계단계에서 정확하게 파악하기가 힘든 요소들에 대한 상태를 각종 계측기기를 이용하여 데이터로 파악하고, 그 계측 데이터를 토대로 지반 굴착 등의 시공과정에서 설계상의 데이터와 비교 검토하여 거동을 예측함으로써, 안전하고 효율적이며 경제적인 공사를 수행하기 위한 것이다.

자연적인 영향이나 인위적인 영향에 의한 굴착부 주변이나 경사면, 댐 등에서 지반의 수평 변위를 측정하는 것은 매우 중요하기 때문에, 상술한 바와 같은 토목공사 현장의 시공관리를 위한 데이터 계측항목과 계측기기의 하나로서 경사변화를 측정하기 위하여 지중경사계(Inplace Inclinometer)가 필수적으로 사용되고 있다.

상기한 지중 경사계는 토목공사 현장의 굴착 및 성토시 공동현상이나 지하수위의 변화 등의 영향으로 인한 토립자의 수평 변위량의 위치나 크기 및 속도를 계측하기 위한 것으로서, 예를 들면 흙막이 공사의 굴착공사의 변위측정, 교각 및 교대의 변형측정, 사면의 예상 활동면 측정, 터널 및 수직갱, 댐 기타 각종 제방 등의 변위측정에 활용된다. 이와 같이 지중 경사계에 의해 계측된 데이터는 설계상의 예상 변위량과 비교 검토되어 지반이완영역이나 가시설 구조물의 안전도 및 피해 영향권 등을 추정하여 판단하는데 활용된다.

도 8은 일반적인 지중경사계의 구조를 나타내는 도면이다.

종래의 지중경사계는 센서프로브(10)와 인디케이터(20)로 구성된다.

센서프로브(10)는 굴착된 측정관 내에 삽입되어 지중 깊이별로 변위를 계측하는 부분이다. 케이스(11) 내부에 경사측정을 위한 하나 이상의 센서(14)와 전원부(12)을 구비하고, 케이스(11) 외부에 측정관에서의 이동이 용이하도록 바퀴(15)를 형성한다. 종래에는 센서(14)로서 아날로그 방식의 센서를 사용하는 것이 일반적이다.

인디케이터(20)는 센서프로브(10)의 센서(14)에서 보내준 데이터를 수신하여 분석 및 결과를 보여주는 부분이며, 표면에 결과 표시를 위한 LCD창(26)을 구비하고, 내부에 센서(14)의 아날로그 신호를 디지털로 변환하기 위한 AD변환기(21)와 데이터 분석을 위한 펌웨어(22), 보다 자세한 분석을 위하여 데이터를 외부의 PC(40)로 보내기 위한 통신장비(23), ±12V와 5V의 전원(24) 및 배터리 및 충전회로(25)를 구비한다.

이러한 센서프로브(10)와 인디케이터(20)는 케이블(30)로 연결되어, 센서프로브(10)에 측정한 데이터를 인디케이터(20)로 전달한다. 센서프로브(10)가 측정관에 삽입되어 깊은 위치까지 이동할 수 있도록 케이블(30)의 길이가 50m 정도로 매우 길기 때문에, 케이블(30)은 별도의 케이블드럼(50)에 감아서 보관한다. 이러한 케이블드럼에서 케이블이 풀리는 길이를 측정하여 센서프로브가 도달한 깊이를 자동으로 측정하는 기술(대한민국 등록특허 10-1020125)이 개발되었다.

도 9는 종래의 지중경사계에 사용된 케이블의 단면 구조를 나타낸 도면이다.

센서프로브와 인디케이터 사이에 데이터 송수신을 위하여 3~8개의 신호선을 구비한 케이블이 사용되고 있으며, 도 9는 일반적인 6개의 신호선을 구비한 케이블이다.

도시된 것과 같이, 종래에는 보호 피복(32)으로 보호되는 다수의 신호선(31)이 케이블(30) 내에 배치되고, 이러한 신호선(31)은 편조실드(33)와 방수폴리우레탄피복(34)으로 보호된다. 센서프로브는 케이블(30)에 연결된 상태에서 측정관내에서 상하로 이동하기 때문에 케이블에 센서프로브의 중량이 지속적으로 인가되어 구리재질의 신호선(31)이 늘어나거나 단선될 위험이 있었고, 특히 측정관 내부에서 센서프로브가 걸리는 등으로 이동이 자유롭지 못할 때에 케이블(30)을 통해서 강하게 잡아당기는 힘에 의해서 신호선(31)이 늘어나거나 단선되는 경우가 자주 발생하였다. 종래의 케이블(30)은 이러한 문제를 방지하기 위하여 케이블(30)의 중심에 2Φ 정도의 SUS강선(35)을 배치하였다.

하지만, 케이블을 드럼에 감아서 보관하는 동안에 내부의 신호선들 중에서 일부에만 인장응력이 집중되어 신호선이 절단되는 문제가 자주 발생하고 있으며, 인디케이터가 분석할 수 있는 정보의 한계 및 인디케이터 자체에 구비된 LCD에서 보여줄 수 있는 정보의 한계에 대한 지적이 계속되고 있다.

대한민국 등록특허 10-1020125

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 휴대성을 높이면서도 케이블 단선 위험을 크게 줄인 지중경사계를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 스마트 지중경사계는, 경사 측정을 위한 센서를 구비하며, 굴착된 측정관에 삽입되어 데이터를 수집하는 센서프로브; 상기 센서프로브와는 케이블로 연결되어 상기 센서에서 측정된 데이터를 수신하는 데이터수신부; 및 상기 데이터수신부에서 데이터를 전송받아서 데이터를 분석하고 결과를 도출하는 분석부;를 포함하여 구성되며, 상기 센서프로브와 상기 데이터수신부 사이의 데이터 송수신이 전력선 통신 방식으로 수행되어, 상기 케이블이 전력 공급 및 데이터 송수신을 동시에 수행하는 하나의 심선과 그라운드로 작용하는 편조실드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전력선 통신 방식을 적용하여 50m에 이르는 긴 케이블을 하나의 심선과 편조실드를 포함하는 2단자선으로 구성하여 케이블의 두께와 무게를 줄일 수 있었으며, 케이블의 단선되는 위험을 크게 감소시키는 효과가 있다.

이때, 케이블에 포함된 하나의 심선을 스테인리스 강 재질로 구성함으로써, 케이블이 센서프로브를 충분히 지지할 수 있도록 하는 것이 좋다.

또한, 케이블을 감아서 보관하는 케이블드럼을 더 포함하여 구성하고, 데이터수신부를 케이블드럼에 내장시키며, 분석부는 데이터수신부와 무선통신으로 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명은 종래 인디케이터의 기능을 데이터 수신과 데이터 분석으로 나누어 데이터수신부를 케이블드럼에 내장시키고, 분석부와 데이터수신부는 무선통신으로 연결하는 방법으로 지중경사계의 구성을 간소화하였다.

이때, 데이터수신부와 무선통신으로 연결된 분석부가 스마트 디바이스이고, 스마트디바이스에 설치된 데이터 분석용 어플리케이션에 의해서 데이터의 분석 및 결과 표시가 수행되는 것이 바람직하다.

최근 노트북, 태블릿, 스마트폰 등의 고성능 스마트 디바이스의 공급이 늘어나고 있으므로, 이들 스마트 디바이스를 이용하여 데이터를 분석하고 결과를 표시하는 경우에 종래에 인디케이터에 의한 경우보다 다양한 분석과 결과 표시가 가능한 장점이 있다.

그리고 케이블을 연결하기 위한 커넥터가, 평면의 중심에 위치하는 제1평면단자와 제1평면단자와 절연부로 이격되며 제1평면단자를 중심으로 하는 원형의 제2평면단자를 구비한 암커넥터 및 제1평면단자에 대응되는 위치에 형성된 제1돌출단자와 제2평면단자에 대응되는 위치에 형성된 제2돌출단자를 구비한 수커넥터로 구성되고, 제1돌출단자와 제2돌출단자의 뒷부분에는 스프링이 설치되어, 암커넥터와 수커넥터를 연결하면, 제1돌출단자 및 제2돌출단자는 각각 제1평면단자 및 제2평면단자에 접촉한 상태에서 뒤쪽으로 밀려들어가는 구조인 것이 바람직하다.

2단자 전력선 통신 및 그에 따른 심선 하나의 케이블을 연결하는 커넥터이므로, 암커넥터의 단자을 홀형 단자가 아닌 평면단자로 구성할 수 있으며 홀막힘으로 인한 문제를 해소할 수 있다. 이때, 제1평면단자를 중심으로 한 원형으로 제2평면단자를 구성함으로써, 암커넥터와 수커넥터 사이의 접촉각이 변하여도 제2돌출단자가 항상 제2평면단자와 접촉한 상태를 유지할 수 있다. 나아가 수커넥터의 돌출단자 뒤쪽에 스프링을 설치함으로써 돌출단자가 부러지거나 휘는 문제를 방지할 수 있으며, 스프링의 압력에 의해서 평면단자와의 접촉상태를 유지할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 전력선 통신 방식을 적용하여 50m에 이르는 긴 케이블이 하나의 심선과 편조실드을 구비하도록 구성하여 케이블의 두께와 무게를 줄일 수 있었으며, 케이블의 단선되는 위험을 크게 감소시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래 인디케이터의 기능을 데이터 수신과 데이터 분석으로 나누어 데이터수신부를 케이블드럼에 내장시키고, 분석부와 데이터수신부는 무선통신으로 연결하는 방법으로 지중경사계의 구성을 간소화함으로써, 지중경사계의 휴대와 이동을 간편하게 만든 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지중경사계의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예의 지중경사계에 사용된 케이블의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 실시예의 지중경사계에 사용된 DC 전력선 통신 회로도이다.
도 4는 본 실시예의 지중경사계에 적용된 회로를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 실시예의 지중경사계에 사용된 암커넥터를 도시한 도면이다.
도 6은 본 실시예의 지중경사계에 사용된 수커넥터를 도시한 도면이다.
도 7은 본 실시예의 지중경사계에 사용된 커넥터의 결합 모습을 나타낸 단면도이다.
도 8은 일반적인 지중경사계의 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 종래의 지중경사계에 사용된 케이블의 단면 구조를 나타낸 도면이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지중경사계의 구성을 나타낸 도면이다.

도시된 것과 같이, 데이터 획득을 위한 센서프로브(100)와 데이터를 수집 및 송신하는 데이터수신부(210) 및 데이터를 분석 및 처리하는 분석부(400)로 구분되며, 센서프로브(100)와 데이터수신부(210)는 케이블(300)로 연결되어 데이터를 송수신한다.

센서프로브(100)는 케이스(110) 외부에 바퀴(150)를 구비하고 내부에 센서(140)를 포함하는 점에서는 종래의 지중경사계와 유사하지만, 디지털 센서를 사용하고 내부에 전원을 포함하지 않으며 데이터수신부(210)에 구비된 전원으로부터 전원을 공급받는 것과 동시에 데이터수신부(210)와 데이터를 송수신하기 위한 전력선 통신 포트(120) 및 이를 위한 펌웨어(130)를 구비한다.

이후에 자세하게 설명하겠지만, 본 발명은 지중경사계의 경량화를 위하여 2단자 전력선 통신(Power Line Communication)을 사용하여, 센서프로브와 케이블 및 메인부의 구조를 단순 경량화 하는 기술이다. 따라서 본 실시예의 센서프로브(100)는 별도의 배터리를 포함하고 있지 않으며, 2단자 전력선 통신을 위한 전력선 통신 포트(120)와 펌웨어(130)를 구비한다. 센서프로브(100)의 회로 구성에 대해서는 이후에 보다 자세하게 설명한다.

데이터수신부(210)는 종래의 지중경사계의 인디케이터에서 센서프로브(100)와 데이터를 송수신하는 기능만을 별도로 분리하고 외부의 분석부(400)로 데이터를 송수신하기 위한 송수신 기능을 추가한 것이며, 데이터수신부(210) 자체 및 센서프로브(100)의 기동을 위한 전원을 구비한다. 따라서 데이터수신부(210)는 센서프로브(100)와 마찬가지로 2단자 전력선 통신을 위한 전력선 통신 포트(211)를 구비하고, 외부의 분석부(400)에 데이터를 송수신하기 위한 송수신장비(214)를 구비하며, 12V의 배터리(212)와 배터리 충전을 위한 충전회로(213)를 구비한다.

전력선 통신 포트(211)는 케이블(300)과 연결되어 센서프로브(100)와 데이터를 송수신한다. 송수신장비(214)는 무선 통신 장비를 적용함으로써, 분석부(400)를 무선 연결할 수 있고, 사용편의성이 높아진다. 무선 통신 방식은 약 10m의 전송거리가 가능한 Wifi 또는 블루투스 등의 방식을 적용할 수 있다.

주된 기능인 데이터 수신에 집중하여 명칭을 데이터수신부로 명칭 하였으나, 이러한 명칭에 한정되어서는 안 되며, 이상에서 설명한 것과 같이 센서프로브 데이터의 송수신 및 분석부와의 데이터 송수신이 모두 가능한 구성이다. 데이터수신부의 회로 구성에 대해서는 이후에 보다 자세하게 설명한다.

한편, 본 발명의 데이터수신부(210)는 종래의 인디케이터의 기능을 일부만 적용함으로써, 분석을 위한 구성이나 LCD 등을 구비할 필요가 없어져서 그 크기가 상대적으로 매우 작아졌으며, 케이블(300)을 감아서 보관하기 위한 케이블드럼(220)에 설치가 가능하여 데이터수신부 내장 케이블드럼(200)을 구성한다. 데이터수신부 내장 케이블드럼(200)에는 데이터수신부(210)에 내장된 배터리(212)를 충전하기 위한 충전잭 연결부(221)가 형성된다.

분석부(400)는 데이터수신부(210)에서 송신한 데이터를 무선으로 수신하여, 데이터 분석을 수행하는 부분이다. 최근 사용량이 증가하고 있는 노트북, 태블릿, 스마트폰 등과 같은 스마트 디바이스(410)를 사용할 수 있으며, 무선통신장비(411)를 통해 수신된 데이터를 어플리케이션(412)으로 분석한다. 이러한 스마트 디바이스(410)는 프로세서의 성능이 우수하고 자체적으로 디스플레이를 구비하기 때문에 다양한 분석 수행 및 분석 결과 표시가 가능하므로 다양한 그래프 표시기능(413)을 구현할 수 있으며, 데이터 저장 공간을 이용하여 데이터베이스(414)를 구성할 수 있다.

이상에서, 본 실시예의 지중경사계는 인디케이터의 기능 중에서 분석 기능을 제외한 일부만을 분리함으로써 크기를 줄여서 케이블 드럼에 내장할 수 있을 정도로 소형화 한 것을 확인할 수 있다.

또한, 본 실시예는 앞서 설명한 2단자 전력선 통신을 적용함으로써, 센서프로브에 전원을 사용하지 않도록 한 것과 함께, 케이블의 구조를 크게 단순화 시켰다.

도 2는 본 실시예의 지중경사계에 사용된 케이블의 구조를 나타내는 단면도이다.

본 실시예에서 사용된 케이블은 전원과 데이터 송수신을 모두 수행하는 심선(310)을 하나 구비하고, 심선(310)의 보호 및 절연을 위한 PVC피복(320)과 그라운드(-전원)로 동작하는 편조실드(330) 및 전체 케이블의 보호를 위한 방수폴리우레탄피복(340)이 순차적으로 둘러싸고 있다. 심선(310)은 전원공급과 데이터 송수신기능과 함께, 센서프로브를 지탱할 수 있도록 2Φ의 SUS 강선을 사용하였다.

도 2의 케이블은 종래의 케이블에 비하여 두께와 무게가 절반에 불과하고, 내부에 단일의 심선만을 구비함으로써 케이블드럼에 감아놓는 경우에도 단선의 염려가 없다.

도 3은 본 실시예의 지중경사계에 사용된 DC 전력선 통신 회로도이다.

본 실시예는 전력선 통신을 적용함으로써, 도 2와 같은 케이블을 사용하여 지중경사계를 구성할 수 있었다. 또한, 센서프로브에 별도의 전원을 삽입하지 않고 데이터수신부에서 전원을 공급받도록 구성하여 센서프로브의 구성을 간소화하고 무게를 줄였다.

본 실시예의 DC 전력선 통신은 데이터수신부로부터 12V의 DC 전원을 센서프로브에 공급하며, 센서프로브의 센서는 3.3V로 레귤레이팅하여 센서 및 모듈의 주전원으로 사용한다. 또한, 통신 속도는 2400bps 이상이 되도록 구성하였고, 일방향이 아닌 양방향 통신이 가능하도록 설계하여, 측정 데이터를 데이터수신부로 송신할 뿐만 아니라 데이터수신부에서 센서 교정을 위한 데이터를 수신할 수 있다.

한편, 본 실시예는 전력선과 데이터 송수신을 겸하는 심선으로서 일반적인 구리 재질이 아닌 SUS 재질을 사용하였기 때문에, 선길이 50m를 기준으로 저항이 70Ω 정도가 되어 구리선의 2Ω에 비하여 전압 강하가 매우 크게 나타난다. 전압 강하는 전원 노이즈로 작용하여 데이터 통신에 방해를 받을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 별도의 회로적 고안이 적용되었다.

도 4는 본 실시예의 지중경사계에 적용된 회로를 나타내는 회로도이다.

본 실시예의 회로는 메인부(1000)와 센서부(2000)로 나뉘며, 2단자 전력선 통신이 가능한 케이블(300)을 통해서 상호 연결된다. 메인부(1000)는 데이터수신부에 내장된 회로이고, 센서부(2000)는 센서프로브에 설치된 센서에 내장된 회로이다.

배터리(1100)는 메인부(1000), 즉, 케이블 드럼에 설치된 데이터수신부에 내장되어 데이터수신부 구동용 전원 및 센서부(2000) 구동용 전원을 공급한다. 이때, 배터리(1100)가 공급하는 전원은 12V 직류 전원인 것이 바람직하다. 이때, 배터리(1100)의 +단자는 약 75Ω인 저항(1200)을 거쳐 케이블(300)에 연결될 수 있다.

제2 마이컴(1300)에서 센서부(2000) 측으로 신호를 송신하고자 하는 경우에는, 송신 신호를 통하여 제1 스위치(1400)를 턴온 시킨다. 이때, 제1 스위치(1400)가 턴온됨에 따라 송신 신호가 케이블(300)을 통하여 제1 비교기(2600)의 입력 단자로 수신된다.

제2 비교기(1500)는, 제1 마이컴(2300)에서 생성된 송신(TX) 신호를 수신하고, 수신된 신호를 기준 전압과 비교하여 결과값을 수신 신호로서 제2 마이컴(1300)에 출력한다.

정전압 회로(1600)는, 배터리(1100)로부터 입력된 전압을 소정의 정격 전압으로 변환하여 제2 마이컴(1300)으로 출력한다.

역류방지정류기(2100)는, 케이블(300)을 통하여 공급된 전원이 다시 케이블 측으로 역류하지 않도록 하는 역할을 하는데, 애노드는 케이블(300)에 연결되고, 캐소드는 1차 정전압 회로(2200)에 연결된 다이오드일 수 있다.

1차 정전압 회로(2200)는, 역류방지정류기(2100)를 통하여 입력된 전압을 소정의 정격 전압으로 변환하여 제1 마이컴(2300)으로 출력한다.

제1 마이컴(2300)에서 센서부(2000) 측으로 신호를 송신하고자 하는 경우에는, 송신 신호를 통하여 제2 스위치(2700)를 턴온 시킨다. 이때, 제2 스위치(2700)가 턴온됨에 따라 송신 신호가 케이블(300)을 통하여 제2 비교기(1500)의 입력 단자로 수신된다. 여기서, 제1 마이컴(2300)은, 센서X(2510) 및 센서Y(2520)에서 측정된 값을 AD(Analog-to-Digital) 변환하고, 변환된 값을 송신 신호로서 메인부(1000)에 전달하는 역할을 한다.

2차 정전압 회로(2400)는, 1차 정전압 회로(2200)를 통하여 입력된 전압을 소정의 정격 전압으로 변환하여 센서(2510, 2520)로 출력한다.

즉, 케이블(300)을 통하여 공급된 배터리(1100)의 전원은, 센서부(2000)에서 역류방지정류기(2100) 및 1차 정전압 회로(2200)를 거쳐 제1 마이컴(2300)에 안정된 전원이 공급되고 다시 2차 정전압 회로(2400)를 거쳐 센서(2510, 2520)에 안정된 전원이 공급된다.

제1 비교기(2600)는, 제2 마이컴(1300)에서 생성된 송신(TX) 신호를 수신하고, 수신된 신호를 기준 전압과 비교하여 결과값을 수신 신호로서 제1 마이컴(2300)에 출력한다.

즉, 메인부(1000)에서 센서부(2000)로 송신하기 위하여, 제2 마이컴(1300)에서 생성된 송신(TX) 신호는 제1 스위치(1400)를 단속하여 송신 신호를 전달하고 센서부(2000)의 제1 비교기(2600)는 수신된 신호를 기준 전압과 비교하여 제1 마이컴(2300)에 전달한다. 한편, 센서부(2000)에서 메인부(1000)로 송신하기 위해 제1 마이컴(2300)에서 생성된 송신(TX) 신호는 제2 스위치(2700)를 단속하여 송신 신호를 전달하고 메인부(1000)의 제2 비교기(1500)는 수신된 신호를 기준 전압과 비교하여 제2 마이컴(1300)에 전달하도록 구성된다.

한편, 종래의 지중경사계는 신호 전달을 위해 6P 케이블을 사용하였고, 케이블과 센서프로브의 결합 등에 6핀 커넥터를 사용하여야만 했다. 6핀 커넥터는 6개의 단자가 각각 연결되어야 하므로, 수커넥터에 구비된 6개의 돌출 단자를 암커넥터의 홀(hole)형 단자에 삽입하여 연결해야만 했으며, 홀에 맞추지 못하는 경우에 돌출 단자가 부러지거나 휘는 경우가 많았고, 홀이 막히는 등의 문제가 발생하였다.

본 실시예의 지중경사계는 2단자 전력선 통신을 적용하기 때문에 2개의 단자를 구비한 커넥터를 사용하여 센서프로브와 케이블 또는 케이블과 데이터수신부 등의 연결을 수행할 수 있으며, 2단자의 특성을 최대한 발휘할 수 있도록 새로운 구조의 커넥터를 구성하였다.

도 5는 본 실시예의 지중경사계에 사용된 암커넥터를 도시한 도면이고, 도 6은 본 실시예의 지중경사계에 사용된 수커넥터를 도시한 도면이다.

본 실시예의 지중경사계에 적용된 암커넥터(350)는 홀형태가 아닌 평면 형태의 단자를 구비한다. 평면의 가운데에 제1평면단자(351)가 위치하고, 제1평면단자(351)를 둘러싸는 원형태로 제2평면단자(352)가 위치하며, 제1평면단자(351)와 제2평면단자(352)의 사이에는 절연부(353)가 형성된다.

본 실시예의 지중경사계에 적용된 수커넥터(360)는 1열로 배열된 3개의 돌출단자를 구비하지만, 가운데는 제1돌출단자(361)이고 그 양쪽에 위치하는 2개는 모두가 제2돌출단자(362)이다. 수커넥터(360)의 제1돌출단자(361)는 암커넥터(350)의 중심에 위치하는 제1평면단자(351)에 대응하는 위치이며, 수커넥터(360)의 제2돌출단자(362)는 암커넥터(350)에 원형으로 위치하는 제2평면단자(352)에 대응하는 위치에 배열되어, 커넥터의 연결부분의 각도가 변경되는 경우에도 제2돌출단자(362)는 원형인 제2평면단자(352)와 접촉할 수 있다. 따라서 본 실시예의 커넥터가 서로 체결된 뒤에 한쪽 커넥터가 회전하는 경우에도 각각의 단자들이 접촉 상태를 유지할 수 있다. 나아가 암커넥터(350)와 수커넥터(360)의 체결방식으로서 나사회전에 의한 체결을 채택할 수도 있다.

또한, 수커넥터(360)의 돌출 단자들은 안쪽에 스프링을 구비하여, 체결과정에서 암커넥터(350)의 평면 단자에 접촉된 상태로 밀려들어가는 구조이며 이는 결합구조에 대한 도 7에서 자세하게 설명한다.

도 7은 본 실시예의 지중경사계에 사용된 커넥터의 결합 모습을 나타낸 단면도이다.

수커넥터(360)의 제1돌출단자(361)와 제2돌출단자(362)의 뒷부분에는 모두 스프링(363)이 위치하여, 암커넥터(360)의 제1평면단자(351) 및 제2평면단자(352)에 접촉한 상태에서 안쪽으로 밀려들어 간다.

이상에서 살펴본 것과 같이, 본 실시예의 커넥터는 평면 단자를 적용하여 홀이 막히는 문제가 없고, 돌출 단자의 뒤에 스프링이 위치하여 돌출단자가 휘거나 부러지는 것을 크게 감소시킬 수 있다. 나아가 암커넥터에 형성된 2개의 단자를 하나는 원중심에 위치하고 다른 하나는 원형으로 배치함으로써, 암-수 커넥터의 접촉 각도와 무관하게 암-수 커넥터의 단자들이 연결될 수 있는 장점이 있다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 센서프로브 110: 케이스
120: 전력선 통신 포트 130: 펌웨어
140: 센서 150: 바퀴
200: 데이터수신부 내장 케이블드럼 210: 데이터수신부
211: 전력선 통신 포트 212: 배터리
213: 충전회로 214: 송수신장비
220: 케이블드럼 221: 충전잭 연결부
300: 케이블 310: 심선
320: PVC피복 330: 편조실드
340: 방수폴리우레탄피복 350: 암커넥터
351: 제1평면단자 352: 제2평면단자
353: 절연부 360: 수커넥터
361: 제1돌출단자 362: 제2돌출단자
363: 스프링 400: 분석부
410: 스마트 디바이스 411: 무선통신장비
412: 어플리케이션 413: 그래프 표시기능
414: 데이터베이스 1000: 메인부
1100: 배터리 1200: 저항
1300: 제2 마이컴 1400: 제1 스위치
1500: 제2 비교기 1600: 정전압 회로
2000: 센서부 2100: 역류방지정류기
2200: 1차 정전압 회로 2300: 제1 마이컴
2400: 2차 정전압 회로 2510: 센서X
2520: 센서Y 2600: 제1 비교기
2700: 제2 스위치

Claims (5)

1. 경사 측정을 위한 센서를 구비하며, 굴착된 측정관에 삽입되어 데이터를 수집하는 센서프로브;
   상기 센서프로브와는 케이블로 연결되어 상기 센서에서 측정된 데이터를 수신하는 데이터수신부; 및
   상기 데이터수신부에서 데이터를 전송받아서 데이터를 분석하고 결과를 도출하는 분석부;를 포함하여 구성되며,
   상기 센서프로브와 상기 데이터수신부 사이의 데이터 송수신이 전력선 통신 방식으로 수행되어,
   상기 케이블이 전력 공급 및 데이터 송수신을 동시에 수행하는 하나의 심선과 그라운드로 작용하는 편조실드를 구비하고,
   상기 케이블을 연결하기 위한 커넥터를 더 포함하며, 상기 커넥터는,
   평면의 중심에 위치하는 제1평면단자와 상기 제1평면단자와 절연부로 이격되며 제1평면단자를 중심으로 하는 원형의 제2평면단자를 구비한 암커넥터; 및
   상기 제1평면단자에 대응되는 위치에 형성된 제1돌출단자와 상기 제2평면단자에 대응되는 위치에 형성된 제2돌출단자를 구비한 수커넥터;로 구성되며,
   상기 제1돌출단자와 제2돌출단자의 뒷부분에는 스프링이 설치되어, 상기 암커넥터와 수커넥터를 연결하면, 상기 제1돌출단자 및 제2돌출단자는 각각 상기 제1평면단자 및 제2평면단자에 접촉한 상태에서 뒤쪽으로 밀려들어가는 것을 특징으로 하는 지중경사계.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 심선이 스테인리스 강 재질인 것을 특징으로 하는 지중경사계.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이블을 감아서 보관하는 케이블드럼을 더 포함하고,
   상기 데이터수신부가 상기 케이블드럼에 내장되어 있으며,
   상기 분석부는 상기 데이터수신부와 무선통신으로 연결되는 것을 특징으로 하는 지중경사계.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 분석부가 스마트디바이스이고, 상기 스마트디바이스에 설치된 데이터 분석용 어플리케이션에 의해서 데이터의 분석 및 결과 표시가 수행되는 것을 특징으로 하는 지중경사계.
   
5. 삭제

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