KR101937309B1 - 지중 경사계 시스템 - Google Patents

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Abstract

지중 경사계 시스템이 개시된다. 중 경사계 시스템은 지반의 변위를 측정하기 위한 변위 측정 센서가 설치된 프로브부, 경사계관 내에서 프로브를 이동시키기 위해 지중으로 인입되는 케이블의 길이를 제어하는 케이블 제어부, 및 프로브부에서 측정된 변위 측정 정보와 케이블 제어부에 의해 제어되는 케이블의 길이 정보를 이용하여 지반의 변위를 산출하는 지반 변위 산출부를 포함한다. 프로브부는 센서 전원 공급부, 변위 저장부, 및 측정 시간 정보 획득부를 포함하며, 센서 전원 공급부는 변위 측정 센서에 전원을 공급하고, 변위 저장부는 변위 측정 센서에서 측정된 변위 측정값을 저장하며, 측정 시간 정보 획득부는 변위 측정 센서에서의 지반 변위 측정 시간 정보를 획득한다. 지반 변위 산출부는 케이블 길이 측정부, 및 케이블 길이 측정 시간 정보 획득부를 포함하며, 케이블 길이 측정부는 케이블 제어부에 의해 제어되는 케이블 길이을 측정하고 케이브 길이 측정 시간 정보 획득부는 케이블 길이 측정부에서의 케이블 길이 측정 시간 정보를 획득한다.

Description

지중 경사계 시스템 {INCLINOMETER SYSTEM}
본 발명은 건축 및 토목 공사용 계측기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지중에 삽입되어 지반의 변위량을 측정하는 지중 경사계에 관한 것이다.
지중 경사계(inclinometer)는 굴착 및 성토시 공동 현상 및 지하 수위의 변위량 등 기타 영향으로 인한 토립자의 수평 또는 수직 변위량의 위치와 방향, 크기 및 속도를 계측하여 설계상의 예상 변위량과 비교 검토함으로써 지반 이완 영역 및 가시설 구조물의 안전도를 판단하기 위해 사용하는 계측기이다.
지중 경사계는 주로 지하철이나 흙막이 공사 등의 굴착 공사시의 변위 측정, 교각 및 교대의 변형 측정, 사면의 예상 활동면 측정, 터널, 수직 갱, 댐, 기타 각종 제방 등의 변위 측정에 사용된다.
도 1은 종래의 지중 경사계의 사용 상태를 도시한 도면이다. 일반적인 지중 경사 측정 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 지중공에 경사계 프로브(11)를 삽입하고 그 측정 케이블(14)을 끌어올리면서 심도별로 기울기를 측정한다.
프로브(11)에는 변위 센서(12), 및 스프링 휠(13)이 설치되어 있으며, 케이블(14)에는 프로브(11)와 연결하기 위한 연결부(15)가 설치되어 있다. 프로브(11)는 케이블(14)에 의해 이동하며, 케이블(14)은 사람 또는 기계의 힘에 의해 드럼(16)에 감기거나 풀리는 형식으로 길이를 조정함으로써, 프로브(11)의 위치를 변화시킨다.
케이블(14) 내부에는 전원과 데이터가 이동할 수 있는 배선이 설치되어, 외부에서 프로브(11)로 전원을 공급하고 외부의 출력 장치(17)로 측정된 데이터를 전송한다.
지중 경사계의 사용을 위해 케이블(14)은 케이블 지지 장치(18)에 의해 지지되어 드럼(16)에 감기거나 풀리는 동작을 반복적으로 수행하게 된다.
이러한 반복적인 동작에 의해 케이블(14)은 파손될 수 있는데, 종래의 케이블(14)은 내부에 배선이 설치되므로 케이블(14)의 파손이 더욱 용이하고, 케이블의 비용이 비싸 교체에 비용이 증가하며, 내부 배선으로 인한 케이블(14) 중량의 증가 때문에 프로브(11)의 이동에 보다 많은 에너지가 소비된다.
또한, 일단 케이블(14)이 파손되는 경우 쉽게 교체할 수 없어 시간이나 비용의 증가가 상당하며, 케이블의 길이에 의해 프로브(11)의 위치를 조절하기 때문에 정확한 프로브(11) 위치의 조절이 어려워지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가볍고 저렴하면서도 케이블의 파손이 어려운 지중 경사계 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 케이블의 변형에 관계없이 정확한 프로브 위치를 측정할 수 있도록 해주는 지중 경사계 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 지중 경사계 시스템은 지반의 변위를 측정하기 위한 변위 측정 센서가 설치된 프로브부, 경사계관 내에서 프로브부를 이동시키기 위해 지중으로 인입되는 케이블의 길이를 제어하는 케이블 제어부, 및 프로브부에서 측정된 변위 측정 정보와 케이블 제어부에 의해 제어되는 케이블의 길이 정보를 이용하여 지반의 변위를 산출하는 지반 변위 산출부를 포함한다.
이때, 프로브부는 센서 전원 공급부, 변위 저장부, 및 지반 변위 측정 시간 정보 획득부를 포함하며, 센서 전원 공급부는 변위 측정 센서에 전원을 공급하고, 변위 저장부는 변위 측정 센서에서 측정된 변위 측정값을 저장하며, 지반 변위 측정 시간 정보 획득부는 변위 측정 센서에서의 지반 변위 측정 시간 정보를 획득한다.
또한, 지반 변위 산출부는 케이블 길이 측정부, 및 케이블 길이 측정 시간 정보 획득부를 포함하며, 케이블 길이 측정부는 케이블 제어부에 의해 제어되는 케이블 길이를 측정하고 케이브 길이 측정 시간 정보 획득부는 케이블 길이 측정부에서의 케이블 길이 측정 시간 정보를 획득한다.
이러한 구성에 의하면, 프로브 위치를 조정하는 케이블에서 내부 배선을 제거할 수 있게 되므로 지중 경사계의 케이블을 보다 가볍고 저렴하면서도 파손이 어렵도록 제작할 수 있게 된다. 또한, 케이블의 변형이나 교체시에도 정확하게 지반의 변위를 측정할 수 있게 된다.
이때, 지반 변위 산출부는 프로브부가 미리 설정된 거리 이내로 근접하는 경우 센서 전원 공급부로 전원을 공급하는 프로브 전원 공급부, 및 프로브부가 미리 설정된 거리 이내로 근접하는 경우 변위 저장부의 저장 정보를 수신하는 저장 정보 수신부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 프로브부가 지표면으로 상승시 유무선을 이용하여 통신 및 전원 충전을 수행함으로써, 프로브부로의 전원 공급이나 프로브부로부터의 정보 획득을 용이하게 수행할 수 있게 된다.
또한, 경사계 시스템은 프로브부에서의 가속도를 측정하는 프로브 가속도 측정부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 진동중인 프로브부에서 이상 데이터가 측정되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 경사계 시스템은 변위 산출부에서의 가속도를 측정하는 변위 산출부 가속도 측정부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 지상에서의 진동 상황으로 인해 프로브부에서 이상 데이터가 측정되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 케이블 제어부는 변위 산출부에서의 가속도가 미리 설정된 기준 이상인 경우, 케이블의 길이 변화를 중단시킬 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 지상에서 진동 상황이 발생하는 경우 프로브부의 이동을 정지시킴으로써, 프로브부는 진동 상황 종료 후 지반 변동을 측정될 수 있게 된다.
또한, 프로브부는 경사계관 내면과 접하여 회전하며 이동하는 회전체, 및 회전체의 회전량을 측정하는 회전량 측정부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 회전체의 회전량으로부터 경사계관을 통한 프로브부의 이동을 파악하여 프로브부에 진동 상황이 있는 경우에도 경사계관을 통한 프로브부의 이동이 멈춘 경우에는 지반의 변위를 측정할 수 있게 된다.
이때, 회전량 측정부는 회전체의 일부 영역에 형성되어 회전체의 회전에 따라 회전하며 자계를 발생하는 자계 발생부, 및 자계를 측정하여 회전체의 회전수를 산출하는 회전수 산출부를 포함할 수 있다. 또한, 회전량 측정부는 회전체의 회전각 변위를 측정하여 회전체의 회전량을 측정할 수도 있다.
또한, 프로브부는 측정된 회전체의 회전량 정보를 이용하여 프로브의 위치를 산출하는 프로브 위치 산출부를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 케이블 길이 정보와는 별도로 프로브부에 구비된 회전체의 회전량을 이용하여 프로브의 위치를 파악할 수 있게 된다.
이때, 자계 발생부는 회전체의 회전축에 대해 회전체의 회전 방향으로 비대칭인 복수의 영역에 각각 형성될 수 있다. 특히, 회전체의 회전축에 대해 회전체의 회전 방향에 따라 서로 간의 거리가 달라지는 두 영역에 각각 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 간단한 구조로도 회전체의 회전 방향까지 파악할 수 있어 프로브의 위치를 더욱 정확하게 파악할 수 있게 된다.
이때, 프로브 위치 산출부는 서로 다른 복수의 회전체에 대해 산출된 복수의 회전체 회전수로부터 프로브 위치를 산출할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 하나의 회전체에서 발생할 수 있는 여러 가지 돌발 오차 요인을 용이하게 보정할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 프로브 위치를 조정하는 케이블에서 내부 배선을 제거할 수 있게 되므로 지중 경사계의 케이블을 보다 가볍고 저렴하면서도 파손이 어렵도록 제작할 수 있게 된다. 또한, 케이블의 변형이나 교체시에도 정확하게 지반의 변위를 측정할 수 있게 된다.
또한, 프로브부가 지표면으로 상승시 유무선을 이용하여 통신 및 전원 충전을 수행함으로써, 프로브부로의 전원 공급이나 프로브부로부터의 정보 획득을 용이하게 수행할 수 있게 된다.
또한, 진동 상황인 프로브부에서 측정될 수 있는 이상 데이터를 방지할 수 있게 된다.
또한, 지상에서 진동 상황이 발생하는 경우 프로브부에서 측정될 수 있는 이상 데이터를 방지할 수 있게 된다.
또한, 지상에서 진동 상황이 발생하는 경우 프로브부의 이동을 정지시킴으로써, 프로브부는 진동 상황 종료 후 지반 변동을 측정될 수 있게 된다.
또한, 회전체의 회전량으로부터 경사계관을 통한 프로브부의 이동을 파악하여 프로브부에 진동 상황이 있는 경우에도 경사계관을 통한 프로브부의 이동이 멈춘 경우에는 지반의 변위를 측정할 수 있게 된다.
또한, 케이블 길이 정보와는 별도로 회전체의 회전량 정보를 이용하여 프로브의 위치를 파악할 수 있게 된다.
또한, 간단한 구조로도 회전체의 회전 방향을 파악할 수 있어 프로브의 위치를 정확하게 파악할 수 있게 된다.
또한, 하나의 회전체에서 발생할 수 있는 여러 가지 돌발 오차 요인을 용이하게 보정할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 지중 경사계의 사용 상태도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지중 경사계 시스템의 개략적인 블록도.
도 3은 도 2의 지중 경사계 시스템의 개략적인 사용 상태도.
도 4는 도 2의 회전체 및 회전체 내부에 형성된 자계 발생부를 개략적으로 도시한 도면.
도 5 및 도 6은 도 2의 프로브부의 구현 예들의 개략적인 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지중 경사계 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 3은 도 2의 지중 경사계 시스템의 개략적인 사용 상태도이다.
도 2에서, 지중 경사계 시스템(100)은 지반의 변위를 측정하기 위한 변위 측정 센서가 설치된 프로브부(110), 경사계관 내에서 프로브부(110)를 이동시키기 위해 지중으로 인입되는 케이블의 길이를 제어하는 케이블 제어부(120), 프로브부(110)에서 측정된 변위 측정 정보와 케이블 제어부에 의해 제어되는 케이블의 길이 정보를 이용하여 지반의 변위를 산출하는 지반 변위 산출부(130), 프로브 가속도 측정부(140), 및 변위 산출부 가속도 측정부(150)를 포함하고 있다.
프로브부(110)는 다시, 센서 전원 공급부(111), 변위 저장부(112), 지반 변위 측정 시간 정보 획득부(113), 회전체(114), 회전량 측정부(115), 및 프로브 위치 산출부(116)를 포함하고, 지반 변위 산출부(130)는 케이블 길이 측정부(132), 및 케이블 길이 측정 시간 정보 획득부(134), 프로브 전원 공급부(136), 및 저장 정보 수신부(138)를 각각 포함하고 있다.
센서 전원 공급부(111)는 지반 변위를 측정하는 변위 측정 센서에 전원을 공급하고, 변위 저장부(112)는 변위 측정 센서에서 측정된 변위 측정값을 저장하며, 지반 변위 측정 시간 정보 획득부(113)는 변위 측정 센서에서의 지반 변위 측정 시간 정보를 획득한다.
케이블 길이 측정부(132)는 케이블 제어부(120)에 의해 제어되는 케이블 길이를 측정하고 케이브 길이 측정 시간 정보 획득부(134)는 케이블 길이 측정부(132)에서의 케이블 길이 측정 시간 정보를 획득한다.
이때, 케이블 길이 측정부(132)는 케이블(와이어)의 풀림이나 당김 길이를 확인할 수 있는 회전 엔코더로 구현될 수 있으며, 케이블 길이 측정부(132)에 의해 케이블의 변형이 일어나는 경우에도 일정한 간격을 유지하며 측정을 수행할 수 있게 된다.
지반 변위 산출부(130)는 프로브부(110)에서 측정된 변위 측정 정보와 케이블 제어부(120)에 의해 제어되는 케이블의 길이 정보를 이용하여 지반의 변위를 산출한다. 이때, 지반 변위 산출부(130)는 지반 변위 측정 시간 정보 획득부(113)와 케이블 길이 측정 시간 정보 획득부(134)에서 측정된 시간을 동기화한다.
이러한 구성에 의하면, 프로브부(110)의 위치를 조정하는 케이블에서 내부 배선을 제거할 수 있게 되므로 지중 경사계의 케이블을 보다 가볍고 저렴하면서도 파손이 어렵도록 제작할 수 있게 된다. 또한, 케이블의 변형이나 교체시에도 정확하게 지반의 변위를 측정할 수 있게 된다.
프로브 전원 공급부(136)는 프로브부가 미리 설정된 거리 이내로 근접하는 경우 센서 전원 공급부(111)로 전원을 공급하고, 저장 정보 수신부(138)는 프로브부(110)가 미리 설정된 거리 이내로 근접하는 경우 변위 저장부(112)의 저장 정보를 수신한다.
전원 공급이나 정보 전송은 프로브부(110)와 지반 변위 산출부(130)가 물리적으로 접촉한 상태에서 수행되도록 구현될 수도 있지만, 근거리 이격된 상태에서 수행되도록 구현될 수도 있다. 전원 공급과 정보 전송이 프로브부(110)와 지반 변위 산출부(130)가 서로 이격된 상태에서 수행되는 경우에는 상호 간섭을 방지하기 위해 프로브 전원 공급부(136)와 저장 정보 수신부(138)는 일정 간격 이격되도록 구현될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 프로브부(110)가 지표면으로 상승시 유무선을 이용하여 통신 및 전원 충전을 수행함으로써, 프로브부(110)로의 전원 공급이나 프로브부(110)로부터의 측정 정보 획득을 용이하게 수행할 수 있게 된다.
프로브 가속도 측정부(140)는 프로브부(110)에서의 가속도를 측정한다. 프로브 가속도 측정부(140)는 프로브부(110)에 설치되는 가속도 센서로 구현될 수 있으며, 측정된 가속도가 미리 설정된 기준 이하인 경우에만 측정된 지반 변위를 저장하도록 구현될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 진동 상황인 프로브부(110)가 이상 데이터를 측정하는 것을 방지할 수 있게 된다.
변위 산출부 가속도 측정부(150)는 변위 산출부(130)에서의 가속도를 측정한다. 변위 산출부 가속도 측정부(150)는 케이블 구동 장치(드럼)에 설치된 가속도 센서로 구현될 수 있으며, 주변 교통 상황 등으로 발생할 수 있는 변위 산출부(130)에서의 지반 진동을 측정한다.
이와 같은 구성에 의하면, 지상에서 진동 상황이 발생하는 경우 이로 인해 프로브부(120)에서 측정될 수 있는 이상 데이터를 방지할 수 있게 된다. 특히, 프로브부(120)가 지표 근처에 있을 때 그 효과는 더욱 커지게 된다.
케이블 제어부(120)는 변위 산출부(130)에서의 가속도가 미리 설정된 기준 이상인 경우, 케이블의 길이 변화를 중단시킨다. 이와 같은 구성에 의하면, 지상에서 진동 상황이 발생하는 경우 케이블 제어부(120)가 케이블 길이 제어를 통한 프로브부(110)의 이동을 정지시키도록 하여 프로브부(110)는 진동 상황 종료 후 지반 변동을 측정될 수 있게 된다.
회전체(114)는 경사계관 내면과 접하여 회전하며 이동한다. 이때, 회전체(114)는 프로브부(110)에 설치된 스프링 휠 등으로 구현될 수 있다. 자계 발생부(200)는 회전체(114)의 일부 영역에 형성되어 회전체(114)의 회전에 따라 회전하며 자계를 발생한다. 이때, 자계 발생부(200)는 회전체(114)의 회전축에 대해 회전체(114)의 회전 방향으로 비대칭인 복수의 영역에 각각 형성될 수 있다.
특히, 회전체(114)의 회전축에 대해 회전체(114)의 회전 방향에 따라 서로 간의 거리가 달라지는 두 영역에 각각 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 간단한 구조로도 회전체의 회전 방향을 파악할 수 있어 프로브부(110)의 위치를 더욱 정확하게 파악할 수 있게 된다.
도 5는 도 2의 회전체 및 회전체 내부에 형성된 자계 발생부를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5에서 회전체(114) 내부에 두 개의 자계 발생 영역(210, 220)이 형성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 회전체(114)에 별도의 전원이나 통신 장치를 설치할 필요가 없기 때문에 간단한 구성으로도 바퀴의 회전을 인식할 수 있게 된다.
특히, 두 자계 발생 영역(210, 220)이 회전 방향에 따라 거리가 달라지도록 형성된 것을 확인할 수 있다. 즉, 거리 A와 거리 B는 동일하지 않다는 것을 확인할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 두 자계 발생 영역(210, 220)에서 각각 발생한 자계의 검출 시차만으로도 회전체(114)의 회전 방향을 파악할 수 있게 된다.
회전량 산출부(115)는 발생된 자계를 측정하여 회전체(114)의 회전수를 산출한다. 회전량 산출부(115)는 회전체(114)의 회전에 의해 주기적으로 변화하는 자계의 강도 변화에 의해 회전체(114)의 회전을 파악할 수 있고, 변화 주기의 반복 횟수를 회전체(114)의 회전수로 판단할 수 있다.
회전체(114)의 회전량은 이와 같이 간접적으로도 측정할 수 있지만, 회전체(114) 내부 또는 외부에 설치되는 인코더 등을 이용하여 직접 측정도 가능하며, 이 경우 회전체(114)의 회전각 변위를 측정함으로써 회전체의 회전량을 측정할 수 있다.
프로브 위치 산출부(116)는 산출된 회전체(114)의 회전량을 이용하여 프로브부(110)의 위치를 산출한다. 이때, 프로브 위치 산출부(116)는 서로 다른 복수의 회전체(114)에 대해 산출된 복수의 회전체 회전수로부터 프로브부(110)의 위치를 산출할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 하나의 회전체(114)에서 발생할 수 있는 여러 가지 돌발 오차 요인을 용이하게 보정할 수 있게 된다.
프로브부(110)의 위치는 미리 설정된 지점을 기준으로 현재의 위치를 회전체(114)의 회전수를 이용하여 산출할 수 있으며, 복수의 회전체(114)에 대해 회전수를 각각 측정하는 경우 일부 회전체에서 슬립 등의 돌발 오차 상황이 발생하는 경우에도 다른 회전체에서 측정된 회전수를 이용하여 이를 인식하고 정확한 측정을 수행할 수 있게 되는 것이다.
프로브부(110)의 모든 구성은 프로브부(110)에 내부에 포함되어 일체로 형성되도록 구현될 수도 있으며, 변위 센서를 포함하는 종래 형태의 프로브 구조 및 종래 형태의 프로브 구조와 케이블 사이에 연결되며 변위 센서를 제외한 프로브부(110)의 다른 구성 요소를 포함하는 구조 형태로 각각 형성되어 프로브 연결부(117)에 의해 서로 연결되도록 구현될 수도 있다.
도 5 및 도 6은 도 2의 프로브부의 구현 예의 개략적인 도면이다. 도 5는 프로브부(110)가 변위 센서까지 포함하여 일체로 구현된 형태의 예가 도시되어 있으며, 도 6에는 프로브부(110)의 나머지 구성을 포함하는 구조가 변위 센서를 포함하는 종래의 프로브(118) 구조와 결합되는 형태로 구현된 예가 도시되어 있다.
도 5에서 도 6에 도시된 프로브 연결부(117)가 도시되어 있지 않으며, 자계 발생부(200)는 프로브(110) 자체의 스프링 휠(114)에 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.
100: 지중 경사계 시스템
110: 프로브부
111: 센서 전원 공급부
112: 변위 저장부
113: 지반 변위 측정 시간 정보 획득부
114: 회전체
115: 회전량 측정부
116: 프로브 위치 산출부
117: 프로브 연결부
120: 케이블 제어부
130: 지반 변위 산출부
132: 케이블 길이 측정부
134: 케이블 길이 측정 시간 정보 획득부
136: 프로브 전원 공급부
138: 저장 정보 수신부
140: 프로브 가속도 측정부
150: 변위 산출부 가속도 측정부
200: 자계 발생부
210, 220: 자계 발생 영역

Claims (12)

  1. 지반의 변위를 측정하기 위한 변위 측정 센서가 설치된 프로브부;
    경사계관 내에서 상기 프로브부를 이동시키기 위해 지중으로 인입되는 케이블의 길이를 제어하는 케이블 제어부; 및
    상기 프로브부에서 측정된 변위 측정 정보와 상기 케이블 제어부에 의해 제어되는 케이블의 길이 정보를 이용하여 지반의 변위를 산출하는 지반 변위 산출부를 포함하는 지중 경사계 시스템으로서,
    상기 프로브부는,
    상기 변위 측정 센서에 전원을 공급하는 센서 전원 공급부;
    상기 변위 측정 센서에서 측정된 변위 측정값을 저장하는 변위 저장부;
    상기 변위 측정 센서에서의 지반 변위 측정 시간 정보를 획득하는 지반 변위 측정 시간 정보 획득부; 및,
    상기 경사계관 내에서의 이동으로 발생하는 상기 프로브부에서의 가속도를 측정하는 프로브 가속도 측정부를 포함하고,
    상기 지반 변위 산출부는,
    상기 케이블 제어부에 의해 제어되는 케이블 길이를 측정하는 케이블 길이 측정부; 및
    상기 케이블 길이 측정부에서의 케이블 길이 측정 시간 정보를 획득하는 케이블 길이 측정 시간 정보 획득부를 포함하고,
    상기 지반 변위 측정 시간 정보 획득부에서 획득된 시간을 상기 케이블 길이 측정 시간 정보 획득부에서 획득된 시간 중 상기 지반 변위 측정 시간 정보 획득부에서 획득된 시간의 직전 시간과 대응시켜 동기화하며,
    상기 변위 저장부는 상기 프로부 가속도 측정부에서 측정된 가속도가 미리 설정된 기준 이하인 경우에만 상기 변위 측정값을 저장하는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지반 변위 산출부는,
    상기 프로브부가 미리 설정된 거리 이내로 근접하는 경우 상기 센서 전원 공급부로 전원을 공급하는 프로브 전원 공급부; 및
    상기 프로브부가 미리 설정된 거리 이내로 근접하는 경우 상기 변위 저장부의 저장 정보를 수신하는 저장 정보 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 변위 산출부에서의 가속도를 측정하는 변위 산출부 가속도 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 케이블 제어부는 상기 변위 산출부에서의 가속도가 미리 설정된 기준 이상인 경우, 상기 케이블의 길이 변화를 중단시키는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 프로브부는
    상기 경사계관 내면과 접하여 회전하며 이동하는 회전체; 및
    상기 회전체의 회전량을 측정하는 회전량 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 프로브부는
    상기 회전체의 회전량 정보를 이용하여 상기 프로브의 위치를 산출하는 프로브 위치 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 회전량 측정부는,
    상기 회전체의 일부 영역에 형성되어 상기 회전체의 회전에 따라 회전하며 자계를 발생하는 자계 발생부; 및
    상기 자계를 측정하여 상기 회전체의 회전수를 산출하는 회전수 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 자계 발생부는 상기 회전체의 회전축에 대해 상기 회전체의 회전 방향으로 비대칭인 복수의 영역에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 자계 발생부는 상기 회전체의 회전축에 대해 상기 회전체의 회전 방향에 따라 서로간의 거리가 달라지는 두 영역에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 프로브 위치 산출부는 서로 다른 복수의 회전체에 대해 산출된 복수의 회전체 회전수로부터 상기 프로브 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 회전량 측정부는,
    상기 회전체의 회전각 변위를 측정하여 상기 회전체의 회전량을 측정하는 것을 특징으로 하는 지중 경사계 시스템.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210404805A1 (en) * 2020-06-25 2021-12-30 Nabholz Construction Corporation Intelligent Drop Table
CN114322923B (zh) * 2020-09-30 2023-09-12 北京致感致联科技有限公司 一种沉降监测装置及方法
CN112393713B (zh) * 2020-12-08 2023-05-16 上海富城信息科技有限公司 地质运动变形量的全自动测量系统、测量方法及控制方法
CN112985356B (zh) * 2021-04-25 2021-07-20 山东地久环境工程有限公司 一种滑动式测斜仪
CN114233278B (zh) * 2021-12-21 2024-05-28 贵州航天凯山石油仪器有限公司 防止电缆被绞断的双重保护方法及结构
CN116625335B (zh) * 2023-07-25 2023-10-13 齐鲁空天信息研究院 基于北斗与惯导的山体变形检测设备、方法和电子装置
CN116625316B (zh) * 2023-07-25 2023-09-29 昌乐县市政公用事业服务中心 一种测斜仪

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100195789B1 (ko) * 1997-05-02 1999-06-15 김훈일 엔코더를 이용한 지반 침하량 자동측정장치 및 그 방법
KR101629279B1 (ko) * 2015-01-21 2016-06-10 이근호 지중 경사계용 프로브 위치 측정 장치, 및 프로브

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2724846B2 (ja) * 1988-10-06 1998-03-09 日本ウェーブガイド株式会社 回転体の検出装置
JP3318064B2 (ja) * 1993-06-30 2002-08-26 西松建設株式会社 地中連続壁掘削機の位置検出装置
JPH09203632A (ja) * 1996-01-25 1997-08-05 Shimadzu Corp 傾斜測定装置
JP3599925B2 (ja) * 1996-11-18 2004-12-08 佐藤工業株式会社 削孔情報計測装置および削孔管理方法
JP3940977B2 (ja) * 1998-05-26 2007-07-04 株式会社東京測器研究所 自動傾斜計装置
JP2002318116A (ja) * 2001-04-20 2002-10-31 Nagoya Industrial Science Research Inst 方向測定装置
US6944545B2 (en) * 2003-03-25 2005-09-13 David A. Close System and method for determining the inclination of a wellbore
JP4849397B2 (ja) * 2006-03-01 2012-01-11 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 エレベータの異常検出装置
JP2010281693A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Tamagawa Seiki Co Ltd 孔曲がり計測装置
CN203672368U (zh) * 2013-12-27 2014-06-25 南京久大路桥建设有限公司 一种测斜数据自动采集装置
JP5862820B1 (ja) * 2015-07-02 2016-02-16 株式会社ボア ボアホール観測システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100195789B1 (ko) * 1997-05-02 1999-06-15 김훈일 엔코더를 이용한 지반 침하량 자동측정장치 및 그 방법
KR101629279B1 (ko) * 2015-01-21 2016-06-10 이근호 지중 경사계용 프로브 위치 측정 장치, 및 프로브

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