KR101893871B1 - 잭에 의해 가해진 하중을 내부적으로 결정하는 방법 및 장치 - Google Patents

잭에 의해 가해진 하중을 내부적으로 결정하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 하나 이상의 스트레인 게이지를 포함하는 잭에 관한 것이다. 상기 하나 이상의 스트레인 게이지는 잭 상에 또는 내부에 배치될 수 있다. 잭에 의해 하중 또는 힘이 가해지면, 가해진 하중의 결과로 잭 내의 하나 이상의 물질이 변형 또는 이탈된다. 하나 이상의 스트레인 게이지를 사용해 변형 또는 이탈이 측정되고, 이에 따라 스트레인이 측정된다. 측정된 스트레인을 사용해 잭에 의해 가해진 하중의 크기가 결정된다. 일 실시예에 따르면, 복수의 스트레인 게이지가 사용되고, 그 결과로 나타난 스트레인 측정 값들이 결합되어 가해진 하중을 결정한다.

Description

잭에 의해 가해진 하중을 내부적으로 결정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INTERNALLY DETERMINING A LOAD APPLIED BY A JACK}
본 발명은 잭에 의해 가해진 하중을 내부적으로 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
잭은 하중이나 힘을 가할 때 사용하는 도구로, 다양한 분야에 적용될 수 있다. 잭은 미는 힘(압축력)이나 당기는 힘(인장력)을 가할 때 주로 사용된다. 또한, 특정 말뚝이나 그 외 구조물에서의 하중 지지력 및/또는 안정성을 시험하는데도 잭을 사용할 수 있다. 여기서의 구조물은 다양한 물질을 이용해 다양한 형태로 구현된 것일 수 있다. 가령, 목재, 콘크리트, 강철 또는 그 외 기존의 알려진 물질로 이루어진 엔지니어링 말뚝일 수 있다. 이러한 구조물은 다양한 용도로 사용될 수 있다. 가령 엔지니어링 말뚝의 경우, 건물, 다리, 또는 그외 구조물의 기초를 쌓기 위해 지면 아래에 밀어넣거나 지면 위에 콘크리트를 쌓아서 만들어진다. 이때 잭을 말뚝의 아래, 위, 또는 안에 배치하여, 말뚝의 위쪽 및/또는 말뚝 아래의 지면이나, 잭 아래 영역, 또는 말뚝 위에 영역에 하중을 가할 수 있다. 적용 분야에 상관없이, 잭에 의해 가해진 하중이나 힘을 어느 정도의 정확히 알고 있으면 유용하다.
유압잭을 사용하는 경우, 유압잭 내의 유압액의 압력을 측정하게 된다. 이 압력 측정치와, 유압액과 접촉한 힘의 방향에 효과적인 표준의 측정치를 사용해, 유압 잭에 의해 가해진 하중을 산출한다. 이때 하중은 유압액의 압력과, 그 압력이 가하는 힘의 방향에 효과적으로 표준인 표면적을 곱하여 산출한다. 가령, 잭에 의해 가해지는 힘의 방향과 직각이며 유압액에 접촉한 단면적 A를 갖는 잭의 경우, 힘은 F=P·A로 산출되며, 여기서 P는 유압액의 압력이다. 그러나, 이와 같이 힘을 측정하는 경우 유압 액의 양과 압력이 온도에 따라 달라지는 경우가 종종 있기 때문에 온도에 민감하게 된다. 게다가, 이러한 힘 측정 방식은 피스톤과 잭 실린더간의 마찰과 같은 특정 마찰력은 측정하지 못한다. 따라서, 유압잭에 의해 가해진 실제 압력과 유압액 압력 측정을 통해 산출한 하중 간에는 상당한 차이가 있을 수 있다.
발명의 여러 실시예들은 잭에 의해 가해진 하중을 측정 및/또는 내부적으로 결정하기 위한 시스템, 방법, 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 여러 실시예들은 또한, 잭을 사용해 말뚝 또는 그 외 구조물의 하중 지지력 및/또는 안정성을 시험하기 위한 시스템, 방법, 및 장치에 관한 것이다.
구체적인 일 실시예에 따르면, 잭은 말뚝의 상부, 내부, 또는 하부에 배치되어, 말뚝 방향, 그 상측 방향, 하측 방향, 또는 말뚝 바닥의 상측 방향으로 하중을 가할 수 있다. 또 구체적인 실시예들에 따르면, 하나 이상의 스트레인 게이지가 오스터버그 셀(Osterberg cell)의 피스톤에 부착 및/또는 내장, 및/또는 근접하게 배치된다. US 특허 4,614,110 및 5,576,494에서는 하나 이상의 스트레인 게이지가 셀 안에 포함된 오스터버그 셀이 기재되어 있다. 도 2는 하나 이상의 스트레인 게이지가 포함된 오스터버그 셀의 일 실시예를 도시하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 잭에는 하나 이상의 스트레인 게이지가 포함되어 있다. 하나 이상의 스트레인 게이지가 잭 상에 또는 내부에 배치될 수 있는데, 가령, 잭의 피스톤 상에 또는 내부에 배치될 수 있다. 잭이 하중이나 힘을 가하면, 잭 내부의 하나 이상의 물질이 상기 하중으로 인해 변형되거나 이탈하게 된다. 하나 이상의 스트레인 게이지는 이 변형이나 이탈을 측정함으로써 스트레인을 측정한다. 측정된 스트레인은 잭에 의해 가해진 하중의 크기를 결정하는데 사용된다. 특정 일 실시예에 따르면, 잭에 의해 가해진 하중은 아래의 관계식을 통해 산출될 수 있다.
[관계식]
하중 = εAE/L
여기서, ε은 스트레인이고, A는 잭이 가할 힘의 방향에 수직인 유압액과 접촉한 면적을 나타내고, E는 탄성률을, 그리고 L은 스트레인을 올려놓고 측정하는 물질의 길이에 해당된다. 본 실시예에 따르면, 복수의 스트레인 게이지를 측정하여 얻은 측정 결과치들을 조합하여 하중을 결정하게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 잭에 의해 가해진 하중 및/또는 말뚝의 하중 지지력을 측정하는 방법에 관한 것이다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 스트레인 게이지가 잭의 하나 이상의 물질 상에 또는 내부에 배치된다. 잭이 하중이나 힘을 가하면, 가해진 하중으로 인해, 잭 내부의 하나 이상의 물질이 변형 또는 이탈된다. 하나 이상의 게이지가 상기 변형 또는 이탈을 측정하는데 사용됨으로써 하나 이상의 물질 상의 스트레인을 측정하게 된다. 이어, 측정된 스트레인은 잭에 의해 가해진 하중의 크기를 결정하는데 사용된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 말뚝에 가해진 하중 및/또는 말뚝의 하중 지지력을 측정하기 위한 방법에 관한 것이다. 일 실시예에 따르면, 시험용으로 하나 이상의 스트레인 게이지를 갖는 잭이 말뚝에 근접하게 또는 내부에 배치될 수 있다. 하중 또는 힘은 말뚝, 말뚝의 한 영역 및/또는 말뚝 주변의 지면 또는 그 외 물질에 가해질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하중 또는 힘은 말뚝의 위쪽 및/또는 아래쪽, 말뚝의 지면 또는 말뚝 아래에 있는 그 외 물질, 잭 아래의 파일의 일 영역, 및/또는 잭 위의 파일의 일 영역에 가해질 수 있다. 하중이나 힘이 가해지면, 잭에 포함된 하나 이상의 스트레인 게이지들에 해당하는 하나 이상의 신호가 수신된다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 신호가 잭의 스트레인을 측정하는데 사용된다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 스트레인 게이지가 잭의 하나 이상의 물질 상에 또는 내부에 배치되고, 하나 이상의 스트레인 게이지가 하나 이상의 물질의 변형 또는 이탈을 측정하는데 사용된다. 측정된 변형과 이탈은 다시 잭의 스트레인을 측정하는데 사용된다. 다음, 측정된 잭 상의 스트레인은 가해진 하중 또는 힘의 크기를 결정하는데 사용된다. 하나 이상의 적합하게 프로그램 된 컴퓨터를 사용하여 가해진 하중 또는 힘을 모니터하거나; 하나 이상의 신호를 수신 및/또는 처리하거나; 하나 이상의 물질의 변형 또는 이탈, 잭 상의 스트레인, 및/또는 시험의 또 다른 결과를 측정, 산출, 및/또는 결정하거나; 시험의 완료 여부를 결정할 수 있다.
도 1A는 잭에 가해지는 힘 또는 압력(P)의 적용을 도시한 도면이다.
도 1B는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나 이상의 스트레인 게이지를 사용하여 잭 내부에서 측정된 하나 이상의 스트레인을 바탕으로, 잭에 의해 가해진 하중을 산출하는데 사용될 수 있는 압력(P) 대 스트레인(ε) 곡선을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 잭의 실린더 및 스트레인 게이지가 내장된 피스톤을 도시한 도면이다.
도 3A-3C는 본 발명의 일 실시예에 따른, 스트레인 게이지가 배치될 수 있는 다양한 위치들을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예들은 잭에 의해 가해진 하중을 측정하기 위한 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예들은 또한 잭을 사용해 하중 지지력 및/또는 말뚝이나 다른 구조물의 안정성을 시험하기 위한 시스템, 방법, 및 장치들에 관한 것이다. 구체적인 일 실시예에 따르면, 잭은 말뚝의 위, 아래, 또는 내부에 배치되어, 각 영역 상, 위쪽 및 아래쪽, 또는 말뚝 바닥의 위쪽에 하중을 가할 수 있다.
잭에 의해 하중이 가해지면, 그 하중으로 인해, 잭의 하나 이상의 물질은 변형되거나 이탈될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 스트레인 게이지가 잭에 포함되어 잭의 하나 이상의 물질의 변형이나 이탈을 측정한다. 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 잭의 하나 이상의 물질 상에, 또는 내부에 배치되는데, 가령, 잭의 피스톤 상에 또는 내부에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 스트레인 게이지는 잭의 하나 이상의 물질의 적어도 하나 상에, 또는 내부에 배치된 반도체 물질을 포함한다. 잭의 물질이 변형되거나 이탈되면, 반도체 물질의 형태가 변하여 반도체 물질의 저항도 달라지게 된다. 한편, 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 실험을 통해 반도체의 저항을 측정해, 잭 물질의 변형이나 이탈의 정도를 알아낼 수 있다. 그 외 다양한 스트레인 게이지 또는 센서들이 이와 같은 변형이나 이탈 측정에 사용될 수 있다. 구체적인 일 실시예에서는, 진동 와이어 스트레인 게이지를 사용했다.
일 실시예에 따르면, 하나 이상의 스트레인 게이지 또는 센서가 잭의 하나 이상의 물질, 가령 잭의 피스톤 상에, 또는 내부에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 재킹(jacking) 시 하중으로 인해 스트레스를 경험하는 위치에 센서들이 배치된다. 가령, 스트레인 게이지는, 하중이 가해질 물체, 반응 부재(reaction member), 억제 부재(restraining member), 및/또는 그외 표면과 접촉하도록 구성된 표면과 같은, 잭의 하나 이상의 하중 지지 표면에 가해질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스트레인 게이지는 잭의 외부 표면상에, 또는 내부에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 스트레인 게이지는 잭의 내부 표면상에, 또는 내부에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 잭은 실린더와, 실린더 상에 또는 내부에 배치된 스트레인 게이지나 그외 센서를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 센서는 실린더의 내부 표면상에, 또는 내부에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 센서는 실린더의 외부 표면상에, 또는 내부에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 센서는 실린더의 외부 표면상에, 또는 내부에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 센서는 실린더의 상부 표면상에, 또는 내부에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 잭은 피스톤과, 피스톤 상에, 또는 내부에 배치된 스트레인 게이지나 그외 센서를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 센서는 피스톤의 외부 표면상에 또는 내부에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 센서는 피스톤의 내부 표면 상에, 또는 내부에 배치된다.
도 2는 본 발명에 따른, 실린더 내부에 장착된 피스톤과 피스톤 내부에 내장된 스트레인 게이지를 도시했다. 일 실시예에 따르면, 스트레인 게이지 또는 그 외 센서는 잭의 또 다른 물질 상에, 또는 내부에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 스트레인 게이지나 그 외 센서는, 스트레인 게이지가 다른 물질의 위치와 관련해, 물질들의 이탈을 측정할 수 있도록, 잭의 하나 이상의 물질에 걸쳐 배치된다. 일 실시예에 따르면, 이와 같은 센서는 잭의 작동으로 인해 나타날 수 있는 이탈 및/또는 변형을 가장 잘 측정할 수 있도록 구성 및/배향된다. 가령, 반도체 물질의 변형에 의한 스트레인이 측정되는 경우, 반도체 물질은, 가능성 있는 방향으로의 작은 이탈 및/또는 변형이 반도체의 저항에 있어서 측정가능한 변화를 일으킬 수 있도록 구성 및/또는 배향될 수 있다. 도 2에 있어서, 스트레인 게이지는 위로부터 피스톤으로의 마찰력 또는 그외 힘의 적용 위치 아래, 그리고 바닥으로부터 피스톤으로의 힘의 적용 위치 위에 배치되는 것이 바람직하다.
도 3A 내지 3C는 본 발명의 구체적 실시예들에 따른, 피스톤에 대한 하나 이상의 스트레인 게이지의 위치를 도시하고 있다. 도 3A는 피스톤(100)의 평면도로서, 스트레인 게이지(101)가 피스톤의 표면에 부착되어 있고, 또 다른 스트레인 게이지(102)가 피스톤 내부에 배치되어 있다. 도 3B는 동일한 스트레인 게이지(101, 102)를 갖는 피스톤의 사시도이다. 도 3C는 환형 단면을 갖는 중공 피스톤(hollow piston)(100)의 평면도로서, 피스톤의 표면에 부착된 스트레인 게이지(101), 피스톤에 내장된 스트레인 게이지(102), 및 피스톤에 근접하게 배치된, 더 구체적으로는, 상부판과 바닥판에 부착된 스트레인 게이지(103)를 포함한다. (도 2는 상부판과 바닥판을 갖는 피스톤을 도시하고 있다. 스트레인 게이지가 피스톤 내부의 상부판과 바닥판에 부착되어 있다.) 구체적인 일 실시예에 따르면, 하중 시 피스톤의 모든 편심 및/또는 구부러짐이 반영될 수 있도록, 적어도 3개, 바람직하게는 4개의 스트레인 게이지가 피스톤을 중심으로 배치된다. 더 구체적인 일 실시예에 따르면, 중공 피스톤은 피스톤의 내벽 내부 표면에 배치된 복수의 스트레인 게이지들을 포함할 수 있다. 바람직하게는 적어도 3개, 더 바람직하게는 적어도 4개의 스트레인 게이지가 중공 피스톤의 내주면에 대칭적으로 배치된다. 더 구체적인 일 실시예에 따르면, 잭의 유체에 압력이 가해지는 피스톤의 상부판의 굴절율을 측정함으로써 피스톤의 상부판에 가해지는 하중에 관한 정보를 제공할 수 있도록, 스트레인 게이지는 중공 피스톤의 상부판과 바닥판에 연결될 수 있다. 더 바람직한 일 실시예에 따르면, 상부판에서 바닥판까지 연장되는 스트레인 게이지는 피스톤 벽의 내부 표면상의 복수의 스트레인 게이지와 함께 사용된다. 피스톤에 부착되거나, 내장되거나 및/또는 근접하게 배치된 하나 이상의 스트레인 게이지를 사용하면 피스톤은 피스톤을 포함하는 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 스트레인 미터가 된다.
일 실시예에 따르면, 하나 이상의 스트레인 게이지 또는 그외 센서는 잭의 하나 이상의 물질 내에 내장된다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 상기 센서가 잭의 제조 시 잭의 하나 이상의 물질 내부에 내장된다. 가령,금속 합금 피스톤이 스트레인 게이지나 그외 센서 주변에 주조될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스트레인 게이지는 주조 시 스트레인 게이지를 보호하는 절연 물질을 포함한다. 구체적인 실시예에서, 피스톤은 철로 제조된다.
일 실시예에 따르면, 하나 이상의 상기 스트레인 게이지 또는 그외 센서는 잭의 하나 이상의 물질의 하나 이상의 표면상에 배치된다. 상기 센서를 표면에 배치하는데는 다양한 방법이 사용가능하다. 일 실시예에 따르면, 센서는 적어도 하나의 조임 장치를 통해 표면에 부착된다. 일 실시예에 따르면, 센서의 일부분은 제 1 표면에 부착되고, 센서의 또 다른 부분은 제 2 표면에 부착된다. 일 실시예에 따르면, 센서는 제 2 표면과 관련한 제 1 표면의 이탈을 측정하도록 구성된다 (그 역도 마찬가지이다). 본 발명에 사용될 수 있는 조임 장치는 다양하다. 일 실시예에 따르면, 못, 핀, 볼트, 나사, 브라킷(bracket) 또는 그 외 구조물 등의 기계적 조임 장치가 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 에폭시, 풀, 또는 그외 접착제와 같은 접착성 조임 장치가 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 조임 장치는 표면의 전기 및/또는 온도 변화로부터 센서를 보호하는 기능도 한다.
구체적인 실시예들에 따르면, 진동 와이어 스트레인 게이지가 사용될 수 있다. 가령, 진동 와이어 스트레인 게이지는 도 2의 피스톤 안에 포함될 수 있으며, 스트레인 게이지가 103으로 표시된 도 3C에 나타난 바와 같이, 단면 형태를 가질 수 있다. 더 추가적인 실시예들에 따르면, 휘트스톤 브리지(wheatstone bridge) 형태의 스트레인 게이지가 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잭의 작동을 조절하기 위한 명령어가 잭에 송신될 수 있다. 가령, 잭을 구동하기 위한 명령, 잭에 의해 가해진 힘을 줄이기 위한 명령, 잭에 의해 가해진 힘을 늘리기 위한 명령, 잭의 작동을 조절하기 위한 명령 등이 송신될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 잭은 온보드 프로세서(onboard processor)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 온보드 프로세서는 잭으로 하여금 더 복잡한 명령들을 수신하고 실행하도록 한다. 일 실시예에 따르면, 이러한 온보드 프로세서는 본 명세서에 기재된 측정, 산출, 식별 및/또는 그외 처리 방법들 중 일부 또는 모두를 수행할 수 있다. 가령, 이러한 온보드 프로세서를 갖는 잭은 특정 하중의 적용을 유지하는 기능을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 간단하거나 복잡한 명령들이 잭에 전달된다. 일 실시예에 따르면, 이러한 명령은 하나 이상의 적합하게 프로그램 된 컴퓨터로부터 송신된다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 적합하게 프로그램 된 컴퓨터는 본 명세서에 기재된 측정, 산출, 결정, 및/또는 그외 처리 방법들의 일부 또는 전체를 수행하도록 구성된 하중 모니터링 시스템을 포함한다. 이러한 하중 모니터링 시스템의 기능은 네트워크 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 온보드 프로세서는 하중 모니터링 시스템의 적어도 일부를 포함한다. 또 다른 실시예에 따르면, 이러한 처리는 원거리에서 수행되며 간단한 명령은 잭으로 송신된다.
일 실시예에 따르면, 잭, 스트레인 게이지, 또는 그외 센서로부터 신호, 측정치 또는 그외 데이터를 수신할 수 있다. 가령, 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 측정치를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 앞서 설명한 바와 같이, 잭은 온보드 프로세서를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 온보드 프로세서는 잭으로 하여금 더 복잡한 데이터를 처리하고 송신하도록 한다. 일 실시예에 따르면, 잭으로부터 간단하거나 복잡한 명령들이 송신된다. 일 실시예에 따르면, 이러한 명령은 본 명세서에 기재된 측정, 산출, 결정 및/또는 그 외 처리 방법들의 전부 또는 일부를 수행할 수 있는, 하나 이상의 적합하게 프로그램된 컴퓨터 및/또는 하중 모니터링 시스템에 송신 될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 다수의 유선 또는 무선 통신 기술을 사용해 명령 및 데이터를 잭과 송수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잭이 하중을 받을 때 측정한 하나 이상의 변형, 이탈 및/또는 스트레인 측정치들을 사용해 잭에 의해 가해진 하중을 결정한다. 일 실시예에 따르면, 상기 측정치 및 압력, 하중, 스트레스 및 그 외 특성들 간의 성립된 관계를 사용해 가해진 하중을 결정한다. 일 실시예에 따르면, 이 관계는 함수나 곡선으로 표현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이 관계는 통상의 기술 분야에 알려진 관계이다. 일 실시예에 따르면, 이 관계는 잭의 알려진 또는 측정된 특성들로부터 유추한 것이다. 일 실시예에 따르면, 이 관계는 잭에 대한 실증적 관찰을 통해 유추된 것이다. 일 실시예에 따르면, 이 관계는 상기 측정치들과 잭에 가해진 하중간의 관계를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 이 관계는 하나 이상의 특정 물질에 가해진 하중과 하나 이상의 특정 물질의 변형간의 관계를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 이 관계는 하나 이상의 특정 물질에 가해진 하중과 하나 이상의 특정 물질의 이탈간의 관계를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 이탈은 하나 이상의 특정 물질의 적어도 하나의 제 2물질의 위치에 대한 하나 이상의 특정 물질의 제 1물질의 이탈을 측정한다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 이탈은 잭, 말뚝, 또는 그 외 시험 구조물, 또 다른 말뚝 또는 그 외 구조물, 인공 지리적 표식, 인공 위성 및/또는 또 다른 고정 또는 이동 지점의 위치와 같은 적어도 하나의 다른 위치에 대한 하나 이상의 특정 물질 중 하나의 이탈을 측정한다. 일 실시예에 따르면, 상기 변형이나 이탈을 사용해 하나 이상의 특정 물질 상의 스트레인을 측정하고, 상기 관계는 하나 이상의 특정 물질에 가해진 하중과 하나 이상의 특정 물질 상의 스트레인 간의 적어도 하나의 관계에 관한 것이다. 일 실시예에 따르면, 관계는 변형, 이탈, 또는 스트레인된 특정 물질의 내용, 형태, 또는 그 외 구성 요소에 따라 달라진다. 또 다른 일 실시예에 따르면, 특정 류(가령 연성 물질, 취약 물질)의 물질의 일반적인 관계가 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 관계 관찰을 위해 잭에는 하나 이상의 스트레인 게이지 눈금이 새겨져 있다. 특정한 일 실시예에 따르면, 기존의 알려진 하중이 잭에 가해지고 (가령 추), 그 결과로 나타나는 변형, 이탈, 및/또는 스트레인 측정치가 관찰된다. 또 다른 실시예에 따르면, 유압잭은 잭에 공급되는 유압액의 압력과 유압액과 접촉한 힘의 방향에 효과적으로 표준인 잭의 표면적을 바탕으로 눈금이 매겨진다. 특정한 일 실시예에 따르면, 이러한 관찰은 가능한 한 소음을 최대한 줄이기 위해 통제된 조건(일정한 기온, 압력, 감소된 마찰력)에서 이루어진다.
도 1A는 잭의 양단에 가해지는 압력(P) 등의 하중 및 스트레인 측정을 도시한 도면이다.
도 1B는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나 이상의 스트레인 게이지에 의해 잭 내에서 측정된 하나 이상의 스트레인을 바탕으로 잭에 의해 가해진 하중을 산출하는데 사용될 수 있는 압력(P) 대 스트레인(ε) 곡선을 도시한 도면이다. 도 1B은 가해진 압력과 스트레인 사이의 관계가 언제나 완벽한 선형 모형을 이루는 것은 아니라는 것을 보여준다. 하중 대 스트레인의 관계에서도 유사한 곡선이 생성될 수 있는데, 여기서, 잭에 의해 가해진 하중은 잭 내 가압 유체의 압력에 피스톤의 단면적을 곱한 값에서 잭의 실린더와 피스톤 사이의 마찰력을 뺀 결과와 같다. 잭에 의해 가해진 하중은 가령 기존의 추 또는 그 외 통상의 알려진 하중 측정 방식을 통해 외부적으로 측정될 수 있다. 특정 실시예들에 따르면, 힘 대 스트레인 관계에서는 이력 현상이 나타날 수 있다. 가령, 힘이 0 에서 점차 증가함에 따라, 측정된 스트레인은 선형 모형에 의해 예측된 값에 못 미치게 되고, 0 이상이었던 힘이 낮춰지면 스트레인은 선형 모델에 의해 예측된 값 미만으로 떨어지게 되는 것을 말한다. 구체적인 일 실시예에 따르면, 여러번의 반복된 이동의 평균치를 통해 힘 대 스트레인 관계를 측정한 다음에는, 이 측정된 관계를 사용해 힘, 하중 또는 주어진 측정된 스트레인을 산출할 수 있다.
구체적인 일 실시예에 따르면, 잭에 의해 가해진 산출된 하중은 하중의 파생물 및/또는 하중의 파생물의 신호의 영향을 받을 수 있다. 가령, 하중이 증가하고 있으면, 산출된 하중은 주어진 측정된 스트레인에 대한 제 1 값이 될 수 있고, 하중이 감소하고 있다면, 산출된 함수는 동일한 측정된 스트레인에 대한 제 2 값이 될 수 있다. 또한, 힘-스트레인 곡선을 측정함으로써 각 잭을 특징지을 수 있으며, 특정 모형의 하나 이상의 해당 잭에 대한 하나 이상의 힘-스트레인 곡선을 측정함으로써 잭 모형을 특징지을 수 있다. 그리고 이러한 하나 이상의 힘-스트레인 곡선을 사용해 모형 잭에 대한 모형 힘-스트레인 곡선을 만들 수 있다. 압력 (P)에서 힘(F)으로의 전환은 F=P·A 관계를 통해 성립된다. 여기서, A는 가압 유체로부터의 압력이 잭에 가해지는 면적을 나타낸다. 구체적인 일 실시에에 따르면, 하중 대 스트레인의 관계는 선형으로 추정한다. 하중 대 스트레인 관계를 결정하기에 앞서 각 잭이나 셀에 눈금을 매기는 것이 바람직하다. 구체적인 일 실시예에 따르면, 하중-스트레인 관계에 도달하기 위해, 잭에 하중을 가한 후, 외부 수단에 의해 하중을 측정 또는 결정하고 스트레인을 측정할 수 있다.
구체적인 일 실시예에 따르면, 잭에 사용될 피스톤을 사용해, 피스톤에 가해지는 압력과 측정된 스트레인과 잭에 의해 가해진 하중을 측정한 후, 압력-스트레인 및/또는 하중-스트레인 곡선을 사용해 사용 중인 잭으로부터의 측정된 스트레인을 사용해 피스톤에 가해지는 해당 압력 및/또는 잭에 의해 가해진 힘을 산출할 수 있다. 또 다른 일 실시예에 따르면, 실린더와 피스톤을 포함하는 잭을 사용해 압력-스트레인 곡선 또는 하중-스트레인 곡선을 생성해, 실린더의 상부에 가해지는 압력과 피스톤의 바닥에 가해지는 하중 및 스트레인을 측정할 수 있다. 그리고 이 곡선을 사용해 잭 작동시 측정된 스트레인을 통해 해당 압력이나 하중을 산출할 수 있다. 또한, 잭 사용시 측정된 압력을 사용해 잭에 의해 가해진 하중을 추정하고, 스트레인-하중 관계를 사용해 잭에 의해 가해진 하중을 추정하고, 스트레인-하중 관계를 통해 측정된 스트레인을 사용해 하중을 산출할 수 있고, 압력으로부터 추정된 하중을 사용해 스트레인으로부터의 산출된 하중을 확인하는데 사용할 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 압력-스트레인 곡선의 생성 시 실린더와 잭 사이에 존재하는 마찰력이 잭 사용시의 마찰력과 같을 수 없듯이, 압력을 사용해 하중을 추정하는 본 실시예도 정확하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 변형, 이탈 및/또는 스트레인 측정치들을 사용해 잭에 의해 가해진 하중을 구할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 동일한 센서에서 다른 시점에 측정치들을 구한다. 일 실시예에 따르면, 측정치들은 잭 내에서 다른 위치에 배치된 센서들로부터 산출된 것이다. 일 실시예에 따르면, 측정치들은 잭 내의 다른 위치 또는 다른 표면에 배치된 센서들로부터 산출된 것이다. 일 실시예에 따르면, 측정치들 또는 그외 데이터는 본 명세서에 기재된 측정, 산출, 결정 및/또는 처리 방법들의 일부 또는 전부를 구성하도록 적절히 프로그램된 하나 이상의 컴퓨터들로 송신 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 측정치 또는 그외 데이터는 온보드 프로세서로 송신될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 측정치 또는 그외 데이터는 하중 모니터링 시스템으로 송신될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 설정된 관계를 적용해 하중을 결정하기 전에 측정치들을 조합할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 측정 치들에 대한 평균을 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 가중 평균을 사용한다. 가령, 일 실시예에 따르면, 스트레인 표면에 대한 기존의 또는 관찰된 특성들을 바탕으로 스트레인 측정에 대한 가중치를 부여할 수 있다.
더 구체적인 일 실시예에 따르면, 가해진 하중의 크기는 다른 측정치를 통해 확인될 수 있다. 가령, 유압잭을 사용하는 경우, 사용된 유압액의 압력과 유압액과 접촉한 힘의 방향에 효과적으로 표준인 잭의 표면적을 측정한 후, 상기와 같은 방식으로 압력에 표면적을 곱하여 가해진 하중을 확인할 수 있다. 이러한 경우, 실린더와 피스톤 사이의 마찰은 같은 압력을 위해 하중을 감소시킬 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 잭을 사용해 특정 목적을 위한 제조 물질의 적합성을 시험할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 잭을 사용하여 압축력 또는 인장력을 가해 물질을 제조할 수 있다. 특정 목적에 대한 물질의 적합성을 다양한 방식으로 시험할 수 있다. 가령, 항공기 날개의 구조적 완결성을 시험할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 말뚝 또는 그외 구조물의 안정성 및/또는 하중 지지력을 시험할 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 움푹 들어간 말뚝의 안정성을 시험할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 잭이 배치되어 시험 물질의 외부에 힘을 가한다. 가령, 움푹 들어간 엔지니어링 말뚝의 상부, 바닥, 및/또는 측면에 압축력을 가할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 잭이 시험 물질 내에 배치될 수 있다. 가령, 콘크리트 말뚝 안에 잭을 주조할 수 있다. 적어도 하나의 잭이 작동되면, 시험 물질의 하나 이상의 내부 표면에 힘이 가해진다. 특정 실시예에 따르면, 시험 물질은 말뚝이고 말뚝의 하나 이상의 영역에 힘이 가해진다. 일 실시예에 따르면, 잭을 가동하고 내장된 잭으로부터 센서 정보를 얻기 위해 내장된 잭과 유무선 통신이 가능하다. 이러한 명령 또는 정보를 전송하기 위해 다양한 기존의 방식들이 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 잭은 잭으로 전송되는 신호를 통해 가동된다. 일 실시예에 따르면, 신호를 통해 스트레인 게이지 또는 그외 센서에서 측정치 또는 그외 정보가 전송된다. 일 실시예에 따르면, 잭은 결정, 측정 및/또는 산출을 하고 상기 신호를 통해 잭으로부터 중간 또는 최종 하중 값들을 수신하는 온보드 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 적합하게 프로그램된 컴퓨터에서 명령을 전송해 잭의 동작을 조절할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 온보드 프로세서에서 명령이 전송된다. 일 실시예에 따르면, 하중 모니터링 시스템에서 명령이 전송된다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 적합하게 프로그램된 컴퓨터 및/또는 하중 모니터링 시스템은 복수의 잭과 명령을 송수신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 엔지니어링 말뚝(10)(점선) 안에 배치된 잭(1)을 도시하고 있다. 본 실시예에 따르면, 잭(1)은 중간부(3) 안의 말뚝의 상부(5)와 하부(7) 사이에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 잭(1)은 말뚝(10)의 상부(5)의 하부면(9), 말뚝의 하부면의 상부 표면(11), 또는 둘 모두에 하중(L)이 가해진다. 도 2에 도시된 일 실시예에 따르면, 하중(L)은 말뚝의 상부에 위쪽으로, 또는 말뚝의 하부에 아래쪽으로 가해진다. 상부에 가해지는 하중(L)은 잭 실린더(13)의 상부 표면에 위해 말뚝의 상부의 바닥 표면(9)에 가해지는 힘과 잭 실린더(13)의 측면에 의해 말뚝의 중간부(3)에 가해지는 힘의 조합일 수 있으며, 이때 중간부(3)는 이어 상부(5)의 바닥 표면(9)에 힘을 가할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 잭은 말뚝의 또 다른 내부 표면에 하중을 가한다. 이는 잭을 다른 위치에 배치함으로써 및/또는 가령 힘 전달을 위한 로드 또는 그외 장치들을 통해 잭을 말뚝의 다른 부분들과 상호 연결함으로써 달성 가능하다. 일 실시예에 따르면, 압출력이 가해진다. 일 실시예에 따르면, 인장력이 가해진다.
일 실시예에 따르면, 잭에 하중이 가해지고 말뚝을 시험하는 경우 말뚝의 상부 및 하부가 분리될 수 있다. 도 2에 따르면, 잭이 하중을 받을 때 상부(5)와 하부(7)가 분리되어, 중간부(3)와 하부(7)의 교차점이 분리됨으로써, 잭의 실린더(13)가 중간부와 함께 위로 이동하고 실린더(13)와 중간부는 상부(5)를 들어올릴 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유압액 입구를 통해 잭으로 유압액이 공급되고 잭의 피스톤을 포함해 실린더 내부로 압력(P)이 가해진다. 말뚝의 하부의 상부 및 말뚝의 상부의 바닥에 가해지는 하중(L)은 피스톤 및/또는 실린더의 상단 안에 배치된 하나 이상의 스트레인 게이지를 통해 측정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 말뚝 시험 시 피스톤 상에 또는 내부에 배치된 스트레인 게이지로부터 스트레인의 실시간 측정치를 제공할 수 있으며, 이것은 하중을 측정하는데 사용되며, 이렇게 해서 산출된 하중은, 유압액의 압력과 유압액에 접촉하는 힘의 방향과 효과적으로 표준인 잭의 표면적을 측정한 후, 상기 표면적에 의한 압력을 곱하여 확인할 수 있다. 유압액의 압력을 측정한 후 이 압력을 유압액에 접촉한 힘의 방향에 효과적으로 표준인 잭의 표면적, 즉 유압액과 접촉한 피스톤의 상단의 표면적과 실린더의 상단의 표면적에 의한 압력을 곱함으로써 측정된 말뚝에 대한 잭에 의한 하중(L) 측정 시 중요한 것은, L=PHF x A -F에 따라, 잭의 실린더와 피스톤 사이의 마찰은 말뚝에 가해지는 하중(L)의 양을 줄이기 된다는 것이다. 이때 L은 말뚝에 가해지는 하중이며, PHF는 유압액의 압력이며, A는 유압액과 접촉한 힘의 방향에 효과적으로 표준인 잭의 표면적이며, f는 잭의 피스톤과 실린더간의 마찰력이다. 이에 따라, 피스톤 내에 및/또는 실린더의 상단에 배치된 스트레인 게이지에 의해 결정된 하중은 유압액이 압력을 측정한 후 피스톤의 면적으로 곱함으로써 얻은 하중보다 더 정확할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시스템, 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 입력 인터페이스 및 장치, 하나 이상의 출력 인터페이스 및 장치, 및/또는 하나 이상의 애플리케이션 프로그램 인터페이스의 작동을 조절하기 위한 하나 이상의 프로그램 모듈을 포함하도록 제공된다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 스트레인 게이지를 포함하는 적어도 하나의 잭, 시험 대상 물질, 하나 이상의 반응 또는 제한 부재, 및/또는 하나 이상의 적합하게 프로그램된 컴퓨터를 포함하는 시험 시스템이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 적어도 하나의 잭이 시험할 물질 내부에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 적어도 하나의 잭은 적어도 하나의 스트레인 게이지가 내부에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 시험 시스템은 하중 모니터링 시스템을 포함한다. 영국에 출원된 미국 특허번호 6,311,567은 시험 시스템을 기재하고 있다. 본 명세서에 인용된 (본 명세서의 명시된 내용과 일치하지 않는 범위내에서) 상기 특허는 상기 하중 시험 시스템의 가능한 요소 및 구성들을 기술하고 있다.
본 발명은 컴퓨터에 의해 실행가능한 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터 실행 가능 장치에 적용가능하다. 일반적으로 프로그램 모듈에는 특정 업무나 특정 추출 데이터를 수행하는 루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴퍼넌트, 데이터 구조 등을 포함한다. 이러한 컴퓨터 모듈은 하드웨어 구성 요소, 소프트웨어 구성 요소, 또는 그 조합들과 함께 실행될 수 있다. 또한, 통상의 기술자는 본 발명이 멀티프로세서 시스템, 마이크로 프로세서 기반 전자 장치, 또는 프로그램 가능한 소비자 전자 장치, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 등을 포함하는 다양한 컴퓨터 시스템 구성들과 함께 실행될 수 있다고 이해할 것이다. 본 발명은 복수의 컴퓨터 시스템 및 컴퓨터 네트워크와 함께 사용할 수 있다.
본 발명에 대한 이해를 높이기 위해 특정 하드웨어 장치, 프로그래밍 언어, 구성 요소, 프로세스, 프로토콜, 및 운영 환경 등을 포함한 세부 사항이 아래 제공된다. 본 발명의 명확한 이해를 위해 , 그외 구조, 장치 및 프로세스가 블록 선도의 형태로 제공된다. 그러나 통상의 기술자는 이러한 세부 내용 없이도 본 발명을 실시할 수 있음을 인식하고 있을 것이다. 컴퓨터 시스템, 서버, 워크스테이션, 및 그외 기계 장치들이 가령 네트워크(들)를 포함하는 커뮤니케이션 매체를 통해 연결할 수 있다.
통상의 기술자는 본 발명의 실시예들이 방법, 시스템 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 이에 따라, 실시예들은 하드웨어 실시예, 소프트웨어 실시예 또는 소프트웨어와 하드웨어를 결합한 실시예의 형태로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 컴퓨터 독출 가능 매체에 구현된 컴퓨터 사용 가능 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다. 사기 명시된 본 발명의 방법, 데이터 구조, 인터페이스 및 그외 측면들은 이러한 컴퓨터 프로그램 제품 안에 구현될 수 있다.
컴퓨터로 독출 가능한 매체에는 휘발성 및 비휘발성 매체, 이동식 및 비-이동식 매체, 데이터로 독출 가능한 컨템플레이트 매체(contemplate media), 스위치, 다양한 그 외 네트워크 장치를 포함한다. 가령, 컴퓨터로 독출 가능한 매체는 정보 저장을 위해 실행되는 모든 종류의 방법 또는 기술을 포함하나 여기에 제한되지 않는다. 저장된 정보의 예로는 컴퓨터로 사용 가능한 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 및 그 외 데이터 표현 등을 포함한다. 매체의 예로는 정보-전달 매체, RAM, ROM, EEPROM, 플래쉬 메모리 또는 그 외 메모리 기술, CD-ROM, DVD, 홀로그래피 매체 또는 그 외 광학 디스크 저장매체, 마그네틱 카세트, 마그네틱 테이프, 마그네틱 디스크 저장 매체, 및 그 외 마그네틱 저장 장치 등이 있으나 여기에 제한되지 않는다. 이러한 기술들은 데이터를 순간적으로, 일시적으로, 또는 영구적으로 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 비일시적 매체가 사용된다.
본 발명은 커뮤니케이션 네트워크나 그 외 커뮤니케이션 매체를 통해 연결된 원격 프로세싱 장치를 통해 업무가 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실행될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서는, 프로그램 모듈이 메모리 저장 장치를 포함한 지역 및 원격 컴퓨터 저장 매체 모두에 위치할 수 있다. 컴퓨터 사용가능 명령은 컴퓨터가 입력 출처에 따라 반응할 수 있는 인터페이스를 형성한다. 명령은 수신 데이터의 출처와 함께 수신한 데이터에 대응해, 다른 코드 세그먼트들과 협력을 통해 다양한 업무를 실행할 수 있다.
본 발명은 커뮤니케이션 네트워크와 같은 네트워크 환경에서 실행될 수 있다. 이러한 네트워크는 라우터, 서버, 게이트웨이 등 다양한 네트워크 요소들을 연결하는데 널리 사용된다. 도한, 본 발명은 다양한, 연결된 공공 및/또는 민간 네트워크를 갖는 다중-네트워크 환경에서도 실행될 수 있다.
네트워크 요소들 간의 통신은 유무, 무선 모두 가능하다. 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, 커뮤니케이션 네트워크는 여러가지 형태로 이루어질 수 있고 여러가지 커뮤니케이션 프로토콜을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 프로세싱 시스템에서도 구현 가능하다. 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, 프로세싱 시스템의 구성 요소들은 한 대의 컴퓨터에 내장될 수도 있고 네트워크 상에 분산될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세싱 시스템의 구성 요소들은 컴퓨터 독출가능 매체 상에 분산된다. 일 실시예에 따르면, 사용자는 클라이언트 장치를 통해 프로세싱 장치에 접속할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 일부 기능 또는 프로세싱 시스템이 그러한 장치에 저장 및/또는 실행될 수 있다. 이러한 장치는 다양한 형태를 갖는다. 가령, 클라이언트 장치는 데스크탑 또는 랩탑 컴퓨터, 휴대 정보 단말기(PDA), MP3 플레이어, 전화, 무선 호출기, 이메일 독출기 등의 통신 장치, 문자 송수신 장치, 또는 그 조합일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클라이언트 장치는 네트워크를 통해 프로세싱 시스템에 연결될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 클라이언트 장치는 유무선으로 다양한 접속 기술을 사용해 네트워크와 통신이 가능하다. 또한, 클라이언트 장치에는 프로세싱 시스템으로의 사용자 접속을 지원하는 하나 이상의 입력 및 출력 인터페이스가 포함될 수 있다. 이러한 사용자 인터페이스에는 또한 사용자의 정보 입력 또는 사용자에 대한 정보 제공을 지원하는 다양한 입력 및 출력 장치들이 추가로 포함될 수 있다. 이러한 입력 및 출력 장치에는 마우스, 터치 패드, 터치 스크린, 그 외 지시 장치, 키보드, 카메라, 모니터, 마이크로폰, 스피커, 프린터, 스캐너 등이 포함되나 여기에 제한되지 않는다. 앞서 설명한 바와 같이, 클라이언트 장치는 다양한 방식과 종류의 클라이언트 애플리케이션을 지원할 수 있다.
이상에서는, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예들에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (60)

  1. 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법으로서,
    상기 잭에 인가된 적어도 하나의 해당 스트레인(strain)이 상기 잭에 의해 가해진 하중과 하중-스트레인 관계에 부합하도록 배치된 적어도 하나의 스트레인 게이지(strain gauge)를 갖는 잭을 제공하는 단계;
    상기 잭에 하중을 가하는 단계;
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 상기 적어도 하나의 해당 스트레인을 측정하는 단계; 및
    상기 하중-스트레인 관계에 따라, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 단계,를 포함하고,
    상기 잭은 피스톤, 상기 피스톤을 수용하기 위한 실린더, 그리고 상기 피스톤의 상부 표면과 상기 실린더 상단의 바닥 표면 사이에 배치된 유체를 포함하고,
    상기 유체에 압력을 가함으로써 상기 피스톤 상에 제1의 힘이 생성되고 상기 실린더 상에 제2의 힘이 생성되어, 상기 피스톤과 실린더를 분리시키는 경향이 발생하고,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 상기 잭의 피스톤에 포함되며,
    상기 적어도 하나의 스트레인은 상기 피스톤에 의해 인가된 적어도 하나의 스트레인이고,
    상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나는 상기 피스톤의 상판 및 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상이 상기 피스톤에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상이 상기 피스톤의 표면에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상이 상기 피스톤에 내장된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상이 상기 피스톤에 근접하게 배치된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 잭에 하나 이상의 하중을 가하고 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 하나 이상의 해당 스트레인을 측정하여 하중-스트레인 관계를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하중-스트레인을 결정하는 단계는 상기 하나 이상의 가해진 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 곡선을 생성하는 것을 포함하며,
    하중-스트레인 곡선은 하중-스트레인 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 하나 이상의 진동 와이어 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
    상기 하나 이상의 진동 와이어 스트레인 게이지 중 하나는 상기 피스톤의 상판과 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 잭에 하나 이상의 하중을 가하고 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 하나 이상의 해당 스트레인을 측정하여 하중-스트레인 관계를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하중-스트레인 관계를 결정하는 단계는 상기 하나 이상의 가해진 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 곡선을 생성하는 것을 포함하며,
    하중-스트레인 곡선은 하중-스트레인 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 방법.
  13. 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법으로서,
    상기 잭이 상기 말뚝에 하중을 가할 수 있도록 말뚝에 대해 잭을 배치하는 단계;
    상기 잭과 통합된 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 상기 잭 상의 적어도 하나의 스트레인을 측정하는 단계; 및
    하중-스트레인 관계를 바탕으로 잭에 의해 상기 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 잭은 피스톤, 상기 피스톤을 수용하기 위한 실린더, 및 상기 피스톤의 상단 표면과 상기 실린더의 상단의 바닥 표면의 사이에 배치된 유체를 포함하고,
    상기 유체에 압력을 가함으로써 상기 피스톤 상에 제1의 힘이 생성되고 상기 실린더 상에 제2의 힘이 생성되어, 상기 피스톤과 실린더를 분리시키는 경향이 발생되며,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 상기 잭의 피스톤에 포함되고,
    상기 적어도 하나의 스트레인은 상기 피스톤에 의해 인가된 적어도 하나의 스트레인이고,
    상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지의 하나 이상은 상기 피스톤의 상판 및 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 실린 하중을 결정하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상은 상기 피스톤에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상은 상기 피스톤의 표면에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지의 하나 이상은 상기 피스톤에 내장된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상은 상기 피스톤 내부에 배치된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법.
  18. 삭제
  19. 제13항에 있어서,
    상기 잭에 하나 이상의 하중을 가하고 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 하나 이상의 해당 스트레인을 측정하여 하중-스트레인 관계를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    하중-스트레인 관계를 결정하는 단계는 상기 하나 이상의 가해진 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 곡선을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 하중-스트레인 곡선은 상기 하중-스트레인 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 하나 이상의 진동 와이어 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
    상기 하나 이상의 진동 와이어 스트레인 게이지 중 하나는 상기 피스톤의 상판과 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 잭에 하나 이상의 하중을 가하고 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 하나 이상의 해당 스트레인을 측정하여 하중-스트레인 관계를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 하중-스트레인 관계를 결정하는 단계는 상기 하나 이상의 가해진 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 곡선을 생성하는 것을 포함하며,
    하중-스트레인 곡선은 하중-스트레인 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 말뚝에 가해진 하중을 결정하는 방법.
  25. 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법으로서,
    잭이 말뚝에 하중을 가할 수 있도록 말뚝에 대해 잭을 배치하는 단계;
    상기 잭과 통합된 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 상기 잭 상의 적어도 하나의 스트레인을 측정하는 단계;
    하중-스트레인 관계를 바탕으로 상기 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 단계; 및
    결정된 하중을 사용해 상기 말뚝의 하중지지력을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 잭은 피스톤, 상기 피스톤을 수용하기 위한 실린더, 상기 피스톤의 상단 표면과 상기 실린더의 상단의 바닥 표면 사이에 배치된 유체를 포함하고,
    상기 유체를 가압함으로써, 상기 피스톤 상에 제1의 힘이 생성되고 상기 실린더 상에 제2의 힘이 생성되어, 상기 피스톤과 실린더를 분리시키는 경향이 발생되며,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 상기 잭의 피스톤에 포함되고, 상기 적어도 하나의 스트레인은 상기 피스톤에 의해 인가된 적어도 하나의 스트레인이고,
    상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나는 상기 피스톤의 상판 및 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상이 상기 피스톤에 부착된 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상이 상기 피스톤의 표면에 부착된 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상이 상기 피스톤에 내장된 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상이 상기 피스톤에 근접하게 배치된 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  30. 삭제
  31. 제25항에 있어서,
    상기 잭에 하나 이상의 하중을 가하고 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 하나 이상의 해당 스트레인을 측정하여 하중-스트레인 관계를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 하중-스트레인 관계를 결정하는 단계는 상기 하나 이상의 가해진 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 곡선을 생성하는 것을 포함하며,
    하중-스트레인 곡선은 하중-스트레인 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  33. 제25항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 하나 이상의 진동 와이어 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
    상기 하나 이상의 진동 와이어 스트레인 게이지 중 하나는 상기 피스톤의 상판과 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 잭에 하나 이상의 하중을 가하고 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 하나 이상의 해당 스트레인을 측정하여 하중-스트레인 관계를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 하중-스트레인 관계를 결정하는 단계는 상기 하나 이상의 가해진 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 곡선을 생성하는 것을 포함하며,
    하중-스트레인 곡선은 하중-스트레인 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 말뚝의 하중지지력을 측정하는 방법.
  37. 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템으로서,
    잭을 포함하고,
    상기 잭은 하중을 가하도록 구성되며 적어도 하나의 스트레인 게이지를 포함하고, 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는, 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 측정한 적어도 하나의 해당 스트레인이 스트레인-하중 관계를 통해 상기 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는데 사용될 수 있도록 상기 잭에 대하여 배치되고,
    상기 잭은 피스톤, 상기 피스톤을 수용하기 위한 실린더, 상기 피스톤의 상단 표면과 상기 실린더의 상단의 바닥 표면 사이에 배치된 유체를 포함하고,
    상기 유체를 가압함으로써, 상기 피스톤 상에 제1의 힘이 생성되고 상기 실린더 상에 제2의 힘이 생성되어, 상기 피스톤과 실린더를 분리시키는 경향이 발생되며,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 상기 잭의 피스톤에 포함되고,
    상기 적어도 하나의 스트레인은 상기 피스톤에 의해 인가된 적어도 하나의 스트레인이고,
    상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지의 하나 이상은 상기 피스톤의 상판 및 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상은 상기 피스톤에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상은 상기 피스톤의 표면에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  40. 제37항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상은 상기 피스톤에 내장된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  41. 제37항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나 이상은 상기 피스톤 내부에 배치된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  42. 삭제
  43. 제37항에 있어서,
    상기 잭에 하나 이상의 하중을 가하고 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 하나 이상의 해당 스트레인을 측정하여 하중-스트레인 관계를 결정함으로써, 하중-스트레인 관계를 결정하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 하중-스트레인 관계를 결정하는 것은 상기 하나 이상의 가해진 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 곡선을 생성하는 것을 포함하고,
    상기 하중-스트레인 곡선은 하중-스트레인 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  45. 제37항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 하나 이상의 진동 와이어 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
    상기 하나 이상의 진동 와이어 스트레인 게이지 중 하나는 상기 피스톤의 상판과 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  47. 제45항에 있어서,
    하중-스트레인 시스템을 더 포함하고, 상기 하중-스트레인 시스템은 상기 잭에 하나 이상의 하중을 가하고 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 하나 이상의 해당 스트레인을 측정하고, 상기 하중-스트레인 시스템은 하나 이상의 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 관계를 결정하는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 하중-스트레인 시스템은 상기 하나 이상의 가해진 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 곡선을 생성하고, 상기 하중-스트레인 곡선은 하중-스트레인 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 시스템.
  49. 잭으로서,
    피스톤과, 상기 피스톤을 수용하기 위한 실린더, 및 상기 피스톤의 상단 표면과 상기 실린더의 상단의 바닥 표면 사이에 배치된 유체를 포함하고,
    상기 잭은 하중을 가하도록 구성되고, 적어도 하나의 스트레인 게이지를 포함하고, 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 스트레인-하중 관계를 바탕으로, 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 측정된 적어도 하나의 해당 스트레인을 사용해 잭에 의해 가해진 하중을 결정할 수 있도록 잭에 대하여 배치되고,
    유체를 가압함으로써, 상기 피스톤 상에 제1의 힘이 생성되고 상기 실린더 상에 제2의 힘이 생성되어, 상기 피스톤과 실린더를 분리시키는 경향이 발생되며,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 잭의 피스톤에 포함되고,
    상기 적어도 하나의 스트레인은 적어도 하나의 스트레인에 의해 인가되고,
    상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지의 하나 이상은 상기 피스톤의 상판 및 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지의 하나 이상은 피스톤에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지의 상기 하나 이상은 피스톤의 표면에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭.
  52. 제50항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지의 하나 이상은 피스톤 내에 내장된 것을 특징으로 하는, 잭.
  53. 제50항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지의 하나 이상은 피스톤 내에 배치된 것을 특징으로 하는, 잭.
  54. 삭제
  55. 제49항에 있어서,
    상기 잭에 하나 이상의 하중을 가하고 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 하나 이상의 해당 스트레인을 측정하여 하중-스트레인 관계를 결정함으로써, 하중-스트레인 관계를 결정하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잭.
  56. 제55항에 있어서,
    상기 하중-스트레인 관계를 결정하는 것은 상기 하나 이상의 가해진 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 곡선을 생성하는 것을 포함하고,
    상기 하중-스트레인 곡선은 하중-스트레인 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 잭.
  57. 제49항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 하나 이상의 진동 와이어 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잭.
  58. 제57항에 있어서,
    상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
    상기 하나 이상의 진동 와이어 스트레인 게이지 중 하나는 상기 피스톤의 상판과 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는, 잭.
  59. 제57항에 있어서,
    하중-스트레인 시스템을 더 포함하고, 상기 하중-스트레인 시스템은 상기 잭에 하나 이상의 하중을 가하고 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지로부터 하나 이상의 해당 스트레인을 측정하고, 상기 하중-스트레인 시스템은 하나 이상의 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 관계를 결정하는 것을 특징으로 하는, 잭.
  60. 제59항에 있어서,
    상기 하중-스트레인 시스템은 상기 하나 이상의 가해진 하중 및 하나 이상의 해당 스트레인으로부터 하중-스트레인 곡선을 생성하고, 상기 하중-스트레인 곡선은 하중-스트레인 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 잭.
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