KR101892399B1 - Concrete fire damage depth measuring device with multi aligned array senser - Google Patents

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KR101892399B1
KR101892399B1 KR1020170110605A KR20170110605A KR101892399B1 KR 101892399 B1 KR101892399 B1 KR 101892399B1 KR 1020170110605 A KR1020170110605 A KR 1020170110605A KR 20170110605 A KR20170110605 A KR 20170110605A KR 101892399 B1 KR101892399 B1 KR 101892399B1
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최병정
강철규
박호영
기성훈
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경기대학교 산학협력단
동아대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention provides a concrete fire damage depth measuring device having multi aligned array sensors in order to move an impact load generator to a preset position, easily adjust contact pressure between a shock wave sensor and concrete to be measured, and rapidly measure the concrete fire damage depth over an entire measurement area through the shock wave sensor arranged in a multi-row on a sensor array plate. The concrete fire damage depth measuring device having multi aligned array sensors of the present invention includes: a measurement table; a plurality of table supporting legs for horizontally positioning the measurement table at a predetermined height from a concrete structure; a spring housing positioned at a center of the measurement table and screw-coupled to be vertically movable; a sensor array plate positioned below the measurement table; a plurality of shock wave sensors arranged longitudinally and transversely on the sensor array plate; a sensor array plate pressing spring inserted into the spring housing to press down the sensor array plate; a sensor array plate connecting rod having one end inserted into the spring housing and the other end connected to the sensor array plate to transmit the pressing force of the sensor array plate pressing spring to the sensor array plate; a shock load generator transferring stand mounted at both ends of the measurement table to be transferred, and positioned on one of longitudinal grids or transverse grids in which the shock wave sensor is located; and a shock load generator fixed and installed to the shock load generator transferring stand to hit the concrete structure.

Description

복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치{Concrete fire damage depth measuring device with multi aligned array senser}Technical Field [0001] The present invention relates to a concrete fire damage depth measuring device having a double array array sensor,

본 발명은 콘크리트의 화재손상 깊이를 측정하는 장치에 관한 것으로, 특히 충격하중발생기를 설정 위치로 이동시킬 수 있고, 충격파 감지센서와 피측정대상물인 콘크리트와의 접촉 압력 조정이 용이하고, 센서 배열판에 복열로 배열되어 있는 충격파 감지센서를 통해 콘크리트 화재손상 깊이를 전측정 영역에서 신속하게 측정할 수 있도록 한 복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring the depth of fire damage of concrete, and more particularly to an apparatus for measuring the depth of fire damage of concrete, which is capable of moving an impact load generator to a set position, facilitating adjustment of contact pressure between a shock wave sensor and concrete, To a concrete fire damage depth measuring device having a double array array sensor capable of rapidly measuring the depth of concrete fire damage in the entire measurement area through a shock wave sensor arranged in a double direction.

콘크리트 구조물은 화재에 따른 높은 온도에 노출될 경우 강도 및 탄성계수와 같은 기계적인 특성이 저하된다. 화재에 노출된 콘크리트 구조물을 재사용하기 위해서는 먼저 화재손상을 정확히 평가하고 보수보강 여부 및 범위를 결정에 따라 적절한 유지관리업무가 선행되어야 한다.Concrete structures are degraded in mechanical properties such as strength and elastic modulus when exposed to high temperatures due to fire. In order to reuse concrete structures exposed to fire, it is necessary to accurately evaluate the fire damage and perform proper maintenance work according to the determination of whether to repair or reinforce.

구조재료의 화재손상정도를 판단하는 기준으로 대표적인 방법은 깊이에 따른 온도이력이다. 화재실험에서는 일반적으로 재료의 깊이에 따라 열전대(온도센서)를 설치하여 화재에 따른 온도변화를 측정하여 화재손상을 실험적으로 평가할 수 있다. 하지만 열전대가 설치되어 있지 않은 대부분의 구조물에서 재료에 손상을 가하지 않고 화재손상 깊이를 평가하기는 어려운 실정이다.A typical method for determining the degree of fire damage of structural materials is temperature history according to depth. In a fire test, a thermocouple (temperature sensor) is generally installed according to the depth of the material, and the temperature change due to the fire can be measured to evaluate the fire damage experimentally. However, it is difficult to evaluate the depth of fire damage without damaging the material in most structures where thermocouples are not installed.

즉, 화재현장 구조물의 일부를 샘플로 채취하여 역학적 성질, 손상의 정도 등을 평가하는 코어샘플링 방법이 있으나, 이는 신뢰도가 높은데 반해 구조물의 추가 손상을 필요로 한다. 또한 구조물 전체의 피해정도를 알기 위해서는 많은 샘플 채취가 필요하다. 이에 따라 최근에는 반발경도법, 초음파 속도법 등 비파괴 검사에 대한 연구가 이루어지고 있다.That is, there is a core sampling method for sampling a part of a fire site structure to evaluate the mechanical properties and the degree of damage, but this requires a further damage to the structure, while the reliability is high. In addition, many samples are required to determine the damage level of the entire structure. Recently, non - destructive tests such as rebound hardness method and ultrasonic velocity method have been studied.

따라서 다채널 표면파분광법에 기반한 콘크리트 화재손상 깊이 측정장치가 요구된다.Therefore, a concrete fire damage depth measuring device based on multi-channel surface wave spectroscopy is required.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1012441호로서, '표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치'가 제안되어 있다. 이는 콘크리트 부재의 표면파 응답 가속도를 통해 콘크리트 구조물의 결함, 두께, 강성 등을 평가하기 위한 것이다. 이는 콘크리트 부재에 가진원을 통해 가한 충격으로 발생하는 표면파의 응답 가속도를 측정하는 가속도 센서와, 상기 가속도 센서를 내부에 포함하여 상기 가속도 센서를 보호하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성하여 가속도 센서가 항상 돌출되있도록 탄성력에 의해 밀어주는 스프링과, 상기 하우징의 하단에 형성하여 가진원을 통해 가한 충격으로 발생한 표면파의 응답 가속도를 계측하기 위해 콘크리트 부재와 접촉하도록 가속도 센서의 계측 포인트를 형성하는 역 원뿔형태의 표면 접촉부를 포함하는 2개의 표면파 감지수단과, 상기 2개의 표면 감지수단을 일직선으로 서로 연결하여 휴대가 용이하도록 손잡이가 형성된 연결수단과, 상기 연결수단의 일측과 타측에 형성하여 상기 2개의 표면파 감지수단 사이의 길이를 조절하는 길이 조절부와, 상기 2개의 표면파 감지수단을 통해 계측한 표면파의 응답 가속도 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면파를 이용한 휴대용 비파괴 검사 장치를 제공한다.As a background of the present invention, Korean Patent Registration No. 10-1012441, a portable non-destructive inspection apparatus using surface waves, has been proposed. This is to evaluate the defects, thickness, stiffness, etc. of the concrete structure through the acceleration of the surface wave response of the concrete member. The acceleration sensor measures the response acceleration of the surface wave caused by the impact applied to the concrete member through the circle. The housing includes the acceleration sensor and protects the acceleration sensor. The acceleration sensor A spring for pushing by the elastic force so as to always protrude from the surface of the housing and a counter electrode which forms a measurement point of the acceleration sensor so as to contact the concrete member in order to measure the response acceleration of the surface wave generated by the impact applied through the circle formed at the lower end of the housing A connecting means formed on one side and the other side of the connecting means for connecting the two surface detecting means to each other in a straight line to facilitate carrying, A length adjuster for adjusting the length of the surface wave detecting means, The second provides a portable non-destructive test device using a surface wave, characterized in that formed parts of the display for displaying the response of the acceleration data measured by the wave of wave detection means.

그러나 상기 배경기술은 표면파 감지수단이 복수개가 일열로 설치된 구조를 갖기 때문에 측정 위치마다 이동을 여러번 반복해야 하는 번거로움을 갖는다. 또한 충격발생기가 일체로 포함되어 있지 않기 때문에 충격발생기를 별도로 휴대하여야 하는 불편함이 있다.However, since the background art has a structure in which a plurality of surface wave sensing means are provided in a row, it is troublesome to repeatedly move each measurement position. In addition, since the impact generator is not integrally incorporated, there is an inconvenience that the impact generator must be carried separately.

본 발명의 다른 배경기술로는 한국 공개특허 공개번호 특2002-0088224호로서, '탄성파 탐사기법을 이용한 터널 콘크리트 라이닝 국부정밀안전진단 시스템 및 그 방법'가 제안되어 있다. 이 배경기술은 감지센서와 타격수단이 일체로 구비된 장점을 갖는데 반해, 감지센서가 에어실린더의 압력을 받아 피측정대상체에 접촉하므로써 접촉 압력을 조정할 수 없는 단점이 있다. 또한, 제1 및 제2감지센서가 일열로 설치된 구조를 갖기 때문에 측정열이 바뀔때마다 그 측정 위치를 따라 이동을 여러번 반복해야 하는 번거로움을 갖는다.Another background art of the present invention is Korea Unexamined Patent Application Publication No. 2002-0088224, which proposes a system for precise safety diagnosis of tunnel concrete lining using seismic wave technique and its method. This background art has a disadvantage in that the sensing sensor and the hitting means are integrally provided, but the sensing sensor can not adjust the contact pressure by receiving the pressure of the air cylinder and contacting the measured object. In addition, since the first and second sensing sensors have a structure in which the sensors are installed in a row, it is troublesome to repeat the movement along the measurement position every time the measurement column is changed.

한국 등록특허 등록번호 제10-1012441호Korean Patent Registration No. 10-1012441 한국 공개특허 공개번호 특2002-0088224호Korean Unexamined Patent Application Publication No. 2002-0088224

본 발명은 충격하중발생기를 설정 위치로 이동시킬 수 있고, 충격파 감지센서와 피측정대상물인 콘크리트와의 접촉 압력 조정이 용이하고, 센서 배열판에 복열로 배열되어 있는 충격파 감지센서를 통해 콘크리트 화재손상 깊이를 전측정영역에서 신속하게 측정할 수 있도록 한 복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention can move the impact load generator to a set position and can easily adjust the contact pressure between the shock wave sensor and concrete as a measurement object and can detect a concrete fire damage And an object of the present invention is to provide a concrete fire damage depth measuring device having a double array array sensor capable of quickly measuring the depth in the entire measurement area.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치는, 측정테이블과; 상기 측정테이블에서 하방으로 입설되어 측정테이블을 콘크리트 구조물에서 일정 높이로 수평되게 위치시키는 다수개의 테이블 지지다리와; 상기 측정테이블의 중앙에 위치하여 수직방향으로 승강 이동가능하게 나사 결합되어 있는 스프링 하우징과; 상기 측정테이블의 하방에 위치되는 센서 배열판과; 상기 센서 배열판에 일정 격자간격을 두고 종방향과 횡방향으로 각기 다수개로 배열되어 있는 충격파 감지센서와; 상기 스프링 하우징에 삽입되어 상기 센서 배열판을 일정한 탄성력으로 하방으로 누름하기 위한 센서배열판 누름스프링과; 일단이 상기 스프링 하우징에 삽입되고 타단이 상기 센서 배열판에 연결되어 상기 센서배열판 누름스프링의 누름력을 센서 배열판에 전달하는 센서배열판 연결로드와; 상기 측정테이블의 양단에 이송가능하게 설치되어 충격파 감지센서가 위치된 종방향 또는 횡방향 격자선 중 어느 하나의 격자선상에 위치되는 충격하중 발생기 이송대와; 상기 충격하중 발생기 이송대에 각기 고정 설치되어 콘크리트 구조물에 타격을 수행하는 충격하중발생기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A concrete fire damage depth measuring apparatus having a double array array sensor according to a preferred embodiment of the present invention comprises: a measurement table; A plurality of table supporting legs arranged downward from the measurement table to horizontally position the measurement table at a predetermined height in the concrete structure; A spring housing that is positioned at the center of the measurement table and is screwed to move up and down in a vertical direction; A sensor array plate positioned below the measurement table; A shock wave sensor having a plurality of sensor array plates arranged in a longitudinal direction and a plurality of lateral directions at regular grid intervals; A sensor array plate pressing spring inserted into the spring housing to press down the sensor array plate with a predetermined elastic force; A sensor array plate connecting rod having one end inserted into the spring housing and the other end connected to the sensor array plate to transmit the pressing force of the sensor array plate pushing spring to the sensor array plate; An impulse load generator transferring table which is provided at both ends of the measurement table and is disposed on a grid line of one of a longitudinal direction and a transverse direction grid line in which the shock wave sensor is located; And an impact load generator fixedly installed on the impact load generator transfer table to perform impact on the concrete structure.

또한, 상기 충격하중 발생기 이송대의 자동 이송 및 충격 위치를 제어하기 위해, 상기 측정테이블의 양단부 상면에 장착된 가이드레일과; 상기 가이드레일에 이송가능하게 슬라이딩 결합되어 상기 충격하중 발생기 이송대와 연결되는 레일블럭과; 상기 가이드레일측에 양단이 회전 가능하게 지지되어 있는 이송대 이송스크류와; 상기 가이드레일측에 장착되어 상기 이송대 이송스크류를 회전 구동시키는 충격하중발생기 이송모터와; 상기 충격파 감지센서가 위치된 종방향 또는 횡방향 격자선상에 상기 충격하중발생기의 충격점이 놓이도록 상기 가이드레일의 일측에 설치되어 레일블럭의 이송 위치를 감지하는 위치감지센서;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A guide rail mounted on upper surfaces of both ends of the measurement table to control automatic transfer and impact positions of the impact load generator transfer table; A rail block slidably coupled to the guide rail and connected to the impact load generator transfer block; A conveyance belt feed screw having both ends rotatably supported on the guide rail side; An impact load generator transfer motor mounted on the guide rail side for rotationally driving the transfer table transfer screw; And a position sensor mounted on one side of the guide rail to detect a conveying position of the rail block so that an impact point of the impact load generator is placed on a longitudinal or transverse grid line on which the shock wave sensor is located .

또한, 상기 센서배열판 연결로드는 상부로드, 상부로드의 하단에 중앙부가 연결된 로드연결용 수평판, 상단이 로드연결용 수평판의 양단에 각기 연결되고 하단이 상기 센서배열판에 연결된 하부로드로 구성된 것을 특징으로 한다.The sensor array plate connecting rod includes an upper rod, a rod connecting horizontal plate connected to the lower end of the upper rod, a lower rod connected to both ends of the horizontal connecting rod, and a lower end connected to the sensor array plate. .

또한, 상기 충격하중발생기는, 충격하중 발생기 이송대의 하부측에 고정되게 설치된 솔레노이드 하우징과; 상기 솔레노이드 하우징에 수직으로 승강가능하게 설치된 타격축과; 상기 타격축에 삽입되어 솔레노이드 하우징의 하부측에 배치되고, 전원 인가시 타격축을 자력으로 하방으로 타격시키는 전자석과; 상기 솔레노이드 하우징내에 설치되어 하방으로 이동한 타격축을 원위치로 복귀시키는 복귀스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The impact load generator includes a solenoid housing fixedly installed on a lower side of the impact load generator transfer table; A striking shaft vertically movably mounted on the solenoid housing; An electromagnet inserted into the striking shaft and disposed on a lower side of the solenoid housing and striking the striking shaft in a downward direction by a magnetic force when power is applied; And a return spring installed in the solenoid housing to return the impact shaft moved downward to an original position.

또한, 상기 센서 배열판의 누름력을 조절하기 위해 상기 스프링 하우징은 상부에 회전조작을 용이하게 하는 회전조작용 육각헤드부를 갖고, 상기 스프링 하우징의 외주면에는 측정테이블의 상면에 배치되어 스프링 하우징에 나사 결합되어 있는 하우징 고정너트가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.The spring housing has a hexagonal head portion for rotating the upper portion of the spring housing to adjust the pressing force of the sensor array plate. The outer circumferential surface of the spring housing is provided with a screw And a housing fixing nut is further provided.

본 발명의 복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치에 따르면, 충격하중 발생기 이송대의 이송 제어로 충격하중발생기를 설정 위치로 신속히 이동시킬 수 있다.According to the concrete fire damage depth measuring apparatus having the double array array sensor of the present invention, the impact load generator can be quickly moved to the set position by the conveyance control of the impact load generator conveying platform.

또한, 스프링 하우징의 위치 조작으로 센서배열판 누름스프링의 압력이 조절되어 충격파 감지센서와 피측정대상물인 콘크리트와의 접촉 압력 조정이 용이하여 정밀한 충격파 감지가 이루어질 수 있다.In addition, by controlling the position of the spring housing, the pressure of the sensor array plate pressing spring is adjusted, so that the contact pressure between the shock sensor and the concrete to be measured can be easily adjusted.

또한, 센서 배열판에 복열로 배열되어 있는 충격파 감지센서를 통해 전영역의 콘크리트 화재손상 깊이를 신속하게 측정할 수 있다.In addition, the depth of the concrete fire damage can be measured quickly by the shock wave sensor which is arranged in the sensor array plate.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 부분 절단된 정면도.
도 3은 도 2의 저면에서 본 복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치의 저면도.
도 4는 본 발명에 적용되는 충격하중발생기의 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention, Shall not be construed as limiting.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a concrete fire damage depth measuring device having a double array array sensor according to a preferred embodiment of the present invention; FIG.
Figure 2 is a partial cut-away front view of Figure 1;
FIG. 3 is a bottom view of a concrete fire damage depth measuring device having a double row array sensor as viewed from the bottom of FIG. 2;
4 is a configuration diagram of an impact load generator applied to the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.

본 실시 예에 따른 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치(10)는 도 1 내지 도 4에서와 같이 측정테이블(12)이 구비된다. 측정테이블(12)은 판상형으로 후술할 센서 배열판(18)보다 큰 면적을 갖는다.The concrete fire damage depth measuring apparatus 10 according to the present embodiment is provided with a measuring table 12 as shown in FIGS. The measurement table 12 is of a plate-like shape and has a larger area than the sensor array plate 18 to be described later.

측정테이블(12)에는 다수개의 테이블 지지다리(14)가 연결되어 있다. 다수개의 테이블 지지다리(14)는 측정테이블(12)에서 하방으로 입설되어 측정테이블(12)을 측정대상물인 콘크리트 구조물(5)에서 일정 높이로 수평되게 위치시킨다. 다수개의 테이블 지지다리(14)의 각기 하부에는 측정테이블(12)의 이동을 원활히 하기 위해 이동바퀴(도시안됨)가 설치될 수 있다.A plurality of table supporting legs 14 are connected to the measurement table 12. A plurality of table support legs 14 are installed downwardly from the measurement table 12 to place the measurement table 12 horizontally at a constant height in the concrete structure 5 as the measurement object. A moving wheel (not shown) may be installed below each of the plurality of table supporting legs 14 to facilitate the movement of the measuring table 12. [

측정테이블(12)의 중앙에 위치하여 수직방향으로 승강 이동가능하게 나사 결합되어 있는 스프링 하우징(16)이 설치된다. 스프링 하우징(16)은 후술할 센서 배열판(18)의 누름력을 조절하기 위해 상부에 회전조작을 용이하게 하는 회전조작용 육각헤드부(161)를 갖는다.And a spring housing 16, which is located at the center of the measurement table 12 and is screwed in a vertically movable manner, is installed. The spring housing 16 has a rotatable hexagonal head portion 161 for facilitating the rotation operation at the upper portion to adjust the pressing force of the sensor array plate 18 to be described later.

스프링 하우징(16)의 외주면에는 측정테이블(12)의 상면에 배치되어 스프링 하우징(16)에 나사 결합되어 있는 하우징 고정너트(17)가 더 설치됨이 바람직하다. 따라서 회전조작용 육각헤드부(161)를 스패너 등의 공구로 회전 조작하여 스프링 하우징(16)의 높이를 조절할 수 있고, 조절 후에는 하우징 고정너트(17)를 회전 조작하여 측정테이블(12)의 상면에 강제적으로 밀착시킴으로써 스프링 하우징(16)의 조절된 위치를 고정시킬 수 있다.Preferably, the outer circumferential surface of the spring housing 16 is further provided with a housing fixing nut 17 disposed on the upper surface of the measurement table 12 and screwed to the spring housing 16. Therefore, the height of the spring housing 16 can be adjusted by rotating the rotatable hexagonal head portion 161 with a tool such as a spanner or the like. After the adjustment, the housing fixing nut 17 is rotated to rotate the measuring table 12 So that the adjusted position of the spring housing 16 can be fixed.

측정테이블(12)의 하방에 센서 배열판(18)이 위치되어 있다. 센서 배열판(18)은 센서배열판 연결로드(23)를 매개로 스프링 하우징(16)측에 지지되어 있다. 센서 배열판(18)은 측정테이블(12)보다 상대적으로 작은 면적을 갖는다. 센서 배열판(18)은 수직방향으로 이동시 회전이 방지되도록 복수개 이상의 배열판 가이드축(19)이 연결되어 있다. 배열판 가이드축(19)은 하단이 센서 배열판(18)에 나사 결합으로 연결되고 상부가 측정테이블(12)을 관통하여 가이드축 베어링(21)에 삽입되어 있다. 따라서 센서 배열판(18)의 상하 이동시 배열판 가이드축(19)에 의해 상하 안내를 받으면서 회전이 억제된다.And the sensor array plate 18 is located below the measurement table 12. [ The sensor array plate 18 is supported on the spring housing 16 side via the sensor array plate connecting rod 23. The sensor array plate 18 has a relatively smaller area than the measurement table 12. [ The sensor array plate 18 is connected to a plurality of array plate guide shafts 19 so as to prevent rotation when the sensor array plate 18 moves in the vertical direction. The lower plate of the array plate guide shaft 19 is connected to the sensor array plate 18 by a screw connection and the upper portion of the array plate guide shaft 19 passes through the measurement table 12 and is inserted into the guide shaft bearing 21. Therefore, when the sensor array plate 18 is vertically moved, its rotation is restrained while being vertically guided by the array plate guide shaft 19.

센서 배열판(18)에 다수개의 충격파 감지센서(20)가 배열되어 있다. 다수개의 충격파 감지센서(20)는 일정한 격자간격을 두고 종방향과 횡방향으로 배열되어 있다. 이같이 센서 배열판(18)에는 충격파 감지센서(20)와 격자 배열되어 도 3과 같이 종방향 격자선(A,B,C)과 횡방향 격자선(a,b,c)이 나타난다. 따라서 격자선을 따라 연장되는 선상에서 타격을 발생시키면서 충격파 감지센서(20)로 초음파 측정이 이루어지게 되고, 이로 인해 다채널 표면파 특성을 얻을 수 있어 화재손상 깊이 측정을 신속히 수행할 수 있다.A plurality of shock wave sensors 20 are arranged on the sensor array plate 18. The plurality of shock wave sensors 20 are arranged in the longitudinal direction and the transverse direction at a constant lattice spacing. As shown in FIG. 3, the longitudinal grid lines A, B and C and the lateral grid lines a, b and c are displayed on the sensor array plate 18 in a lattice manner with the shock wave sensor 20. Therefore, the ultrasonic wave is measured by the shock wave sensor 20 while generating a strike on the line extending along the grid line, thereby obtaining the multi-channel surface wave characteristics, and the fire damage depth measurement can be performed quickly.

스프링 하우징(16)에 센서배열판 누름스프링(22)이 삽입되어 있다. 센서배열판 누름스프링(22)은 센서 배열판(18)을 일정한 탄성력으로 하방으로 누름하여 충격파 감지의 정밀도를 높인다. 센서배열판 누름스프링(22)은 일단이 스프링 하우징(16)의 내부 상단에 지지되어 있고 타단이 센서배열판 연결로드(23)측 상부로드(231)에 고정된 스프링 지지판(235)에 지지되어 있다.The sensor array plate pressing spring 22 is inserted into the spring housing 16. The sensor array plate pushing spring 22 presses the sensor array plate 18 downward with a certain elastic force to increase the precision of shock wave sensing. The sensor array plate pressing spring 22 is supported by a spring support plate 235 whose one end is supported on the inner upper end of the spring housing 16 and the other end is fixed to the upper rod 231 on the sensor array plate connection rod 23 side have.

센서배열판 연결로드(23)는 센서배열판 누름스프링(22)의 누름력을 센서 배열판(18)에 전달한다. 센서배열판 연결로드(23)는 일단이 상기 스프링 하우징(16)에 삽입되고 타단이 상기 센서 배열판(18)에 연결되어 있다. 센서배열판 연결로드(23)는 센서 배열판(18)의 정중앙에 배치되는 충격판 감지센서(20)의 설치를 위해 상부로드(231), 상부로드(231)의 하단에 중앙부가 연결된 로드연결용 수평판(232), 상단이 로드연결용 수평판(232)의 양단에 각기 연결되고 하단이 상기 센서배열판(18)에 연결된 하부로드(233,233)로 구성될 수 있다. 이같이 센서배열판 연결로드(23)는 하부로드(233,233)가 로드연결용 수평판(232)을 통해 정중앙에서 벗어난 위치에 설치되므로 센서 배열판(18)의 정중앙에 배치되는 충격판 감지센서(20)의 설치를 가능하게 한다.The sensor array plate connecting rod 23 transmits the pressing force of the sensor array plate pressing spring 22 to the sensor array plate 18. The sensor array plate connecting rod 23 has one end inserted into the spring housing 16 and the other end connected to the sensor array plate 18. The sensor array plate connection rod 23 is connected to the upper end of the upper rod 231 and the lower end of the upper rod 231 for installation of the impact plate detection sensor 20 disposed at the center of the sensor array plate 18, And a lower rod 233 and 233 connected to both ends of the horizontal connecting plate 232 and having a lower end connected to the sensor array plate 18. The sensor array plate connection rod 23 is disposed at a position deviated from the center through the rod connection horizontal plate 232 so that the impact plate detection sensor 20 disposed at the center of the sensor array plate 18 ). ≪ / RTI >

측정테이블(12)의 양단에 충격하중 발생기 이송대(24)가 이송가능하게 설치되어 있다. 충격하중 발생기 이송대(24)는 충격파 감지센서(20)가 위치된 종방향 또는 횡방향 격자선 중 어느 하나의 격자선상에 위치될 수 있다. 충격하중 발생기 이송대(24)는 L자형으로 구성되어 있으나 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.An impact load generator transfer belt 24 is provided at both ends of the measurement table 12 in a transportable manner. The impact load generator transfer table 24 may be positioned on the grid line of any one of the longitudinal direction and the transverse direction grid lines in which the shock wave detection sensor 20 is located. The impact load generator transfer table 24 is formed in an L-shape, but is not limited thereto.

충격하중 발생기 이송대(24)에 각기 충격하중발생기(30)가 고정 설치되어 있다. 충격하중발생기(30)는 콘크리트 구조물(100)에 타격을 수행한다. 충격하중발생기(30)는 일예로 도 4에서와 같이 충격하중 발생기 이송대(24)의 하부측에 고정되게 설치된 솔레노이드 하우징(31)과, 솔레노이드 하우징(31)에 수직으로 승강가능하게 설치된 타격축(32)과, 타격축(32)에 삽입되어 솔레노이드 하우징(31)의 하부측에 배치되고 전원 인가시 타격축(32)을 자력으로 하방으로 타격시키는 전자석(33)과, 솔레노이드 하우징(31)내에 설치되어 하방으로 이동한 타격축(32)을 원위치로 복귀시키는 복귀스프링(34)을 포함하여 구성될 수 있다. 타격축(32)에는 전자석(33)의 자력에 흡착되는 원형 철판(32a)이 결합되어 있다.An impact load generator (30) is fixedly mounted on the impact load generator transfer table (24). The impact load generator 30 performs striking of the concrete structure 100. The impact load generator 30 includes, for example, a solenoid housing 31 fixed to the lower side of the impact load generator transfer belt 24 as shown in FIG. 4, and a striking load generator 30 installed in the solenoid housing 31, An electromagnet 33 which is inserted into the striking shaft 32 and is disposed on the lower side of the solenoid housing 31 and strikes down the striking shaft 32 by a magnetic force when the power is applied, And a return spring 34 which is installed in the lower portion and returns the impact shaft 32 moved downward to an original position. A circular steel plate 32a which is attracted to the magnetic force of the electromagnet 33 is coupled to the striking shaft 32.

따라서 복귀스프링(34)에 의해 타격축(32)이 상방의 위치에 머무르고 있는 상태에서 전자석(33)에 전원이 인가되면, 전자석(33)의 자력(흡착력)에 의해 타격축(32)이 하방으로 급속 이동하여 콘크리트 구조물(100)에 타격을 수행하여 충격파를 생성한다. 이후 전원이 차단되면 복귀스프링(34)의 탄성복원력으로 타격축(32)이 원위치로 복귀한다.When the electric power is applied to the electromagnet 33 in a state in which the striking shaft 32 remains at the upper position by the return spring 34, the striking shaft 32 is moved downward by the magnetic force (attracting force) So as to hit the concrete structure 100 to generate a shock wave. Then, when the power source is shut off, the striking shaft 32 returns to its original position due to the elastic restoring force of the return spring 34.

한편, 본 발명은 충격하중 발생기 이송대(24)의 자동 이송 및 충격 위치를 제어하기 위해, 측정테이블(12)의 양단부 상면에 장착된 가이드레일(41)과, 가이드레일(42)에 이송가능하게 슬라이딩 결합되어 상기 충격하중 발생기 이송대(24)와 연결되는 레일블럭(42)과, 가이드레일(41)측에 양단이 회전 가능하게 지지되어 있는 이송대 이송스크류(43)와, 가이드레일(41)측에 장착되어 상기 이송대 이송스크류(43)를 회전 구동시키는 충격하중발생기 이송모터(44)와, 충격파 감지센서(20)가 위치된 종방향 또는 횡방향 격자선상에 상기 충격하중발생기(30)의 충격점이 놓이도록 상기 가이드레일의 일측에 설치되어 레일블럭(42)의 이송 위치를 감지하는 위치감지센서(46)를 포함하여 구성될 수 있다.In order to control the automatic transfer and the impact position of the impact load generator transfer table 24, the present invention comprises a guide rail 41 mounted on the upper surface of both ends of the measurement table 12, A rail block 42 which is slidably coupled to the guide rail 41 and is connected to the impact load generator conveying table 24, a conveying table feed screw 43 in which both ends are rotatably supported on the guide rail 41 side, And an impact load transferring motor 44 mounted on the side of the impact load sensor 41 for driving the transfer table transfer screw 43 to rotate, And a position sensing sensor 46 installed at one side of the guide rail to sense a conveying position of the rail block 42 so that an impact point of the rail block 30 is placed.

따라서 충격하중발생기 이송모터(44)의 구동시 이송대 이송스크류(43)의 회전으로 레일블럭(42)이 가이드레일(41)을 따라 직선 이동하고, 이때 위치감지센서(46)에서 얻은 감지 신호에 의해 충격하중발생기 이송모터(44)를 정지시켜 충격하중발생기(30)의 충격점 위치를 자동적으로 설정할 수 있다.The rail block 42 linearly moves along the guide rail 41 due to the rotation of the conveyance belt feed screw 43 during driving of the impact load generator feed motor 44. At this time, It is possible to automatically set the position of the impact point of the impact load generator 30 by stopping the impact load generator transfer motor 44. [

이와 같이 구성된 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치(10)를 이용한 표면파측정방법 및 작용을 설명한다.The surface wave measurement method and the operation using the apparatus 10 for measuring the fire damage depth constructed as described above will be described.

먼저, 본 발명의 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치(10)를 도 2와 같이 콘크리트 구조물(5)의 상면측 측정 영역에 배치시켜 놓는다.First, the concrete fire damage depth measuring apparatus 10 of the present invention is disposed in the measurement area on the upper surface side of the concrete structure 5 as shown in FIG.

이때 본 발명은 충격파 감지센서(20)가 모두 9개가 격자 간격으로 설치되어 있으므로, 3개의 종방향 격자선(A, B, C)과 3개의 횡방향 격자선(a,b,c)의 교점에 충격파 감지센서(20)가 위치된다. 따라서 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치(10)를 위치시킨 장소에서 한 번에 9개의 점에서 표면파 측정을 수행할 수 있다.In this case, since nine shock wave detecting sensors 20 are provided at lattice intervals, the intersection of the three longitudinal lattice lines A, B, and C and the three lateral lattice lines a, b, The shock wave sensor 20 is located. Therefore, it is possible to perform surface wave measurement at nine points at a time in a place where the concrete fire damage depth measuring device 10 is located.

이 상태에서 충격하중발생기 이송모터(44)의 구동을 제어하여 충격하중발생기 이송대(24)의 위치를 이동시켜 종방향 격자선(A)에 충격하중발생기(30)가 위치된다.In this state, the driving of the impact load generator transfer motor 44 is controlled to move the position of the impact load generator transfer table 24 so that the impact load generator 30 is positioned on the longitudinal grid line A.

그 다음, 충격하중발생기(30)의 전자석(33)에 전원이 인가되면, 전자석(33)의 자력에 의해 타격축(32)이 하방으로 급속 이동하여 콘크리트 구조물(100)에 타격을 수행하여 충격파를 생성한다. 이후 전원이 차단되면 복귀스프링(34)의 탄성복원력으로 타격축(32)이 원위치로 복귀한다. 이때 센서 배열판(18)에 종방향 격자선(A)을 따라 배열되어 있는 다수의 충격파 감지센서(20)에 충격파가 감지된다.Then, when power is applied to the electromagnet 33 of the impact load generator 30, the impact shaft 32 rapidly moves downward by the magnetic force of the electromagnet 33 to strike the concrete structure 100, . Then, when the power source is shut off, the striking shaft 32 returns to its original position due to the elastic restoring force of the return spring 34. At this time, shock waves are sensed on the sensor array plate 18 by a plurality of shock wave sensors 20 arranged along the longitudinal lattice line A.

이후, 이송모터(44)의 구동을 다시 제어하여 충격하중발생기 이송대(24)의 위치를 이동시켜 종방향 격자선(B)와 (C)에 충격하중발생기(30)가 위치되도록 순차적으로 제어한 후 각기 그 위치에서 충격하중발생기(30)의 전자석(33)에 전원을 인가시켜 센서 배열판(18)에 종방향 격자선(B) 및 종방향 격자선(C)을 따라 배열되어 있는 다수의 충격파 감지센서(20)에 충격파가 감지되도록 한다.Thereafter, the drive of the feed motor 44 is controlled again to move the position of the impact load generator transfer belt 24 and sequentially control the impact load generator 30 to be positioned on the longitudinal grid lines B and C A power supply is applied to the electromagnet 33 of the impact load generator 30 at each position so that a plurality of sensor array plates 18 are arranged along the longitudinal lattice line B and the longitudinal lattice line C, So that the shock wave sensor 20 detects the shock wave.

이같이 충격하중을 가력함에 따라 발생된 표면파가 각각의 충격파 감지센서(20)에 도달된 시간을 측정하여, 따라서 충격파 감지센서(20) 사이의 콘크리트 구조물(5)의 표면파 속도를 측정할 수 있다. The surface wave velocity of the concrete structure 5 between the shock wave sensors 20 can be measured by measuring the time at which the surface waves generated by applying the impact load reach the respective shock wave sensor 20.

이같이 본 실시 예에서는 세번의 이송모터(44)의 구동을 제어함으로써 9지점에서의 충격파를 감지할 수 있어, 콘크리트 구조물의 화재손상 깊이 측정을 화재손상의 전영역에서 신속히 완료할 수 있다.Thus, in the present embodiment, by controlling the driving of the feed motor 44 three times, the shock wave at the nine points can be sensed, and the fire damage depth measurement of the concrete structure can be completed quickly in the entire area of the fire damage.

또한, 스프링 하우징(16)을 조작하면, 센서배열판 누름스프링(22)의 누름력이 조절되어 콘크리트 구조물에 접촉하는 충격파 감지센서(20)의 접촉 압력을 조정할 수 있어 충격파의 감지력을 높일 수 있다.Further, when the spring housing 16 is operated, the pressing force of the sensor array plate pressing spring 22 is adjusted to adjust the contact pressure of the shock wave sensor 20 in contact with the concrete structure, .

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

12: 측정테이블
14: 테이블 지지다리
16: 스프링 하우징
18: 센서 배열판
20: 충격파 감지센서
22: 센서배열판 누름스프링
23: 센서배열판 연결로드
24: 충격하중 발생기 이송대
30: 충격하중발생기
41: 가이드레일
42: 레일블럭
43: 이송대 이송스크류
44: 충격하중발생기 이송모터12: Measurement table
14: table support leg
16: Spring housing
18: Sensor array plate
20: shock wave sensor
22: Sensor array plate pressing spring
23: Sensor array plate connection rod
24: Impact Load Generator Transfer Base
30: Impact load generator
41: Guide rail
42: Rail block
43: Feed Belt Feed Screw
44: Impact Load Generator Feed Motor

Claims (5)

측정테이블(12)과;
상기 측정테이블(12)에서 하방으로 입설되어 측정테이블(12)을 콘크리트 구조물에서 일정 높이로 수평되게 위치시키는 다수개의 테이블 지지다리(14)와;
상기 측정테이블(12)의 중앙에 위치하여 수직방향으로 승강 이동가능하게 나사 결합되어 있는 스프링 하우징(16)과;
상기 측정테이블(12)의 하방에 위치되는 센서 배열판(18)과;
상기 센서 배열판(18)에 일정 격자간격을 두고 종방향과 횡방향으로 각기 다수개로 배열되어 있는 충격파 감지센서(20)와;
상기 스프링 하우징(16)에 삽입되어 상기 센서 배열판(18)을 일정한 탄성력으로 하방으로 누름하기 위한 센서배열판 누름스프링(22)과;
일단이 상기 스프링 하우징(16)에 삽입되고 타단이 상기 센서 배열판(18)에 연결되어 상기 센서배열판 누름스프링(22)의 누름력을 센서 배열판(18)에 전달하는 센서배열판 연결로드(23)와;
상기 측정테이블(12)의 양단에 이송가능하게 설치되어 충격파 감지센서(20)가 위치된 종방향 또는 횡방향 격자선 중 어느 하나의 격자선상에 위치되는 충격하중 발생기 이송대(24)와;
상기 충격하중 발생기 이송대(24)에 각기 고정 설치되어 콘크리트 구조물(100)에 타격을 수행하는 충격하중발생기(30);를 포함하고,
상기 충격하중 발생기 이송대(24)의 자동 이송 및 충격 위치를 제어하기 위해,
상기 측정테이블(12)의 양단부 상면에 장착된 가이드레일(41)과;
상기 가이드레일(41)에 이송가능하게 슬라이딩 결합되어 상기 충격하중 발생기 이송대(24)와 연결되는 레일블럭(42)과;
상기 가이드레일(41)측에 양단이 회전 가능하게 지지되어 있는 이송대 이송스크류(43)와;
상기 가이드레일(41)측에 장착되어 상기 이송대 이송스크류(43)를 회전 구동시키는 충격하중발생기 이송모터(44)와;
상기 충격파 감지센서(20)가 위치된 종방향 또는 횡방향 격자선상에 상기 충격하중발생기(30)의 충격점이 놓이도록 상기 가이드레일의 일측에 설치되어 레일블럭(42)의 이송 위치를 감지하는 위치감지센서(46);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치.A measurement table (12);
A plurality of table support legs 14 installed below the measurement table 12 to horizontally position the measurement table 12 at a predetermined height in the concrete structure;
A spring housing 16 located at the center of the measurement table 12 and threaded to be movable up and down in a vertical direction;
A sensor array plate (18) located below the measurement table (12);
A shock sensor 20 having a plurality of sensor array plates 18 arranged in a longitudinal direction and in a transverse direction at a predetermined lattice spacing;
A sensor array plate pressing spring 22 inserted into the spring housing 16 to press the sensor array plate 18 downward with a predetermined elastic force;
And a sensor array plate connecting rod (18) having one end inserted into the spring housing (16) and the other end connected to the sensor array plate (18) to transmit the pressing force of the sensor array plate pushing spring (23);
An impact load generator transfer belt 24 transportably provided at both ends of the measurement table 12 and positioned on a grid of any one of longitudinal and transverse grid lines in which the shock wave sensor 20 is located;
And an impact load generator (30) fixedly installed on the impact load generator transfer table (24) to perform impact on the concrete structure (100)
In order to control the automatic transfer and impact position of the impact load generator transfer belt 24,
A guide rail 41 mounted on upper surfaces of both ends of the measurement table 12;
A rail block (42) slidably coupled to the guide rail (41) to be connected to the impact load transferring conveyor (24);
A conveyance belt feed screw 43 having both ends rotatably supported on the guide rail 41 side;
An impact load generator transfer motor (44) mounted on the guide rail (41) side for rotating the transfer table transfer screw (43);
A shock absorber 30 installed at one side of the guide rail so as to place an impact point of the impact load generator 30 on a longitudinal or transverse grating line on which the shock wave sensor 20 is located to detect a conveying position of the rail block 42 And a detection sensor (46) for detecting the fire damage depth of the concrete fire. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 센서배열판 연결로드(23)는 상부로드(231), 상부로드(231)의 하단에 중앙부가 연결된 로드연결용 수평판(232), 상단이 로드연결용 수평판(232)의 양단에 각기 연결되고 하단이 상기 센서배열판(18)에 연결된 하부로드(233,233)로 구성된 것을 특징으로 하는 복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치.The method according to claim 1,
The sensor array plate connecting rod 23 includes an upper rod 231, a rod connecting horizontal plate 232 connected to the lower end of the upper rod 231 at the center and connected to both ends of the rod connecting horizontal plate 232, And a lower rod (233, 233) connected at the lower end to the sensor array plate (18). 제 1항에 있어서,
상기 충격하중발생기(30)는
충격하중 발생기 이송대(24)의 하부측에 고정되게 설치된 솔레노이드 하우징(31)과;
상기 솔레노이드 하우징(31)에 수직으로 승강가능하게 설치된 타격축(32)과;
상기 타격축(32)에 삽입되어 솔레노이드 하우징(31)의 하부측에 배치되고, 전원 인가시 타격축(32)을 자력으로 하방으로 타격시키는 전자석(33)과;
상기 솔레노이드 하우징(31)내에 설치되어 하방으로 이동한 타격축(32)을 원위치로 복귀시키는 복귀스프링(34)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치.The method according to claim 1,
The impact load generator (30)
A solenoid housing (31) fixedly installed on a lower side of the impact load generator transfer table (24);
A hitting shaft 32 vertically movably mounted on the solenoid housing 31;
An electromagnet 33 which is inserted into the striking shaft 32 and disposed on a lower side of the solenoid housing 31 and which hits the striking shaft 32 by a magnetic force when the power is applied;
And a return spring (34) installed in the solenoid housing (31) and returning the impact shaft (32) moved downward to an original position. 제 1항에 있어서,
상기 센서 배열판(18)의 누름력을 조절하기 위해 상기 스프링 하우징(16)은 상부에 회전조작을 용이하게 하는 회전조작용 육각헤드부(161)를 갖고, 상기 스프링 하우징(16)의 외주면에는 측정테이블(12)의 상면에 배치되어 스프링 하우징(16)에 나사 결합되어 있는 하우징 고정너트(17)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 복열 어레이 센서를 갖는 콘크리트 화재손상 깊이 측정 장치.The method according to claim 1,
The spring housing 16 has a hexagonal head portion 161 for rotating the upper portion of the spring housing 16 for facilitating the rotation of the sensor array plate 18 to adjust the pressing force of the sensor array plate 18, Further comprising a housing fixing nut (17) disposed on the upper surface of the measurement table (12) and screwed to the spring housing (16).
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