KR101975937B1 - 지피에스(gps)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지피에스(GPS:Global Positioning System)와 다수의 레이저빔을 활용하여 교량 구조물의 처짐 여부를 검출하고, 이를 통해 안전성 여부를 확인할 수 있도록 하되, 이를 구현하는 제1,2검출제어기를 적절히 냉각시켜 성능 열화를 방지하여 장수명화를 달성하도록 한 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템에 관한 것이다.

Description

지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템{Automated Diagnosis System for Bridges Using GPS}

본 발명은 토목분야 안전진단 기술 중 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지피에스(GPS:Global Positioning System)와 다수의 레이저빔을 활용하여 교량 구조물의 처짐 여부를 검출하고, 이를 통해 안전성 여부를 확인할 수 있도록 하되, 이를 구현하는 제1,2검출제어기를 적절히 냉각시켜 성능 열화를 방지하여 장수명화를 달성하도록 한 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템에 관한 것이다.

현재, 장대 교량 등의 대형구조물은 별도의 정형화된 계측방법이 없기 때문에 안전진단에 애로사항이 많다.

때문에, 대부분 전자파측정계를 이용하여 정밀 삼변측량을 실시하여 교량의 수평변형을 측정하고, 정밀 수준측량에 의해 높이 변형을 측정하는 방법을 채택하고 있다.

하지만, 이러한 방법은 실시간으로 계속하여 측정하는 것이 아니라 정해진 주기마다 현장에 나가서 직접 측정하여 변형량을 조사해야 하므로 실질적으로 교량의 안전을 진단하는 것이 매우 불편하였고, 연속적인 모니터링에 의한 교량의 변형을 조사할 필요가 있는 경우에는 적용할 수 없다는 한계를 갖는다.

또한, 교량은 지반의 변동에 큰 영향을 받기 때문에 교량의 안전을 진단하기 위해서는 필수적으로 지반상태도 확인해야 한다.

보통, 지반상태 검사는 GPS를 이용하여 지리적 위치, 해발 높이를 확인하고, 연약지반이나 기타 특정 지반에 GPS 기준망과 상시 통신할 수 있는 감지장치를 매설하여 위치별 지반침하 여부와 그 정도를 확인하고 있다.

이와 같이 교량의 안전진단은 GPS와 전자파측정계를 병행하고 있지만, 전자파측정계를 통해 측정상 불편함과 한계성 때문에 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0763015호(2007.09.21.) '지피에스 사방레이저 발사장치를 이용한 건축물기초지반상태 및 정밀한 위치측정시스템' 대한민국 특허 등록번호 제10-1743598호(2017.05.30.) '다수의 레이저빔과 지피에스(GPS) 정보를 이용한 교량 구조물 처짐 안전진단 시스템'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 지피에스(GPS:Global Positioning System)와 다수의 레이저빔을 활용하여 교량 구조물의 처짐 여부를 검출하고, 이를 통해 안전성 여부를 확인할 수 있도록 하되, 이를 구현하는 제1,2검출제어기를 적절히 냉각시켜 성능 열화를 방지하여 장수명화를 달성하도록 한 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 교량의 안전진단을 확인하는 컴퓨터인 메인서버(100)와, 상기 메인서버(100)에 접속가능한 제1검출제어기(200) 및 제2검출제어기(300)를 포함하고;
상기 제1검출제어기(200)는 제1검출블럭(280)의 일측면에 설치되며, 상기 제1검출블럭(280)은 제1행거(H1)를 통해 교량의 일측에 고정될 수 있도록 구성되고, 상기 제1검출블럭(280)의 내부에는 홈이 형성되어 구동모터(M)가 내장되며, 상기 구동모터(M)는 모터드라이버(230)에 의해 구동 제어되도록 설계되고, 엔코더를 포함하고 있어 구동모터(M)의 회전수를 검출하여 레이저블럭(290)이 움직인 거리를 산출할 수 있도록 구성되며, 상기 구동모터(M)의 모터축은 제1검출블럭(280)의 하단면을 관통하여 하부로 노출되고, 노출된 모터축의 단부에는 스크류샤프트(286)가 연결 고정되며, 상기 스크류샤프트(286)에는 레이저블럭(290)이 스크류결합되고, 상기 제1검출블럭(280)의 하단면에는 상기 스크류샤프트(286)와 평행하게 스크류가이드(288)가 돌출되며, 상기 스크류가이드(288)는 상기 레이저블럭(290)을 관통하여 배치되고, 상기 제1검출블럭(280)의 상면 일측에는 제1디지털수준기(282)가 설치되며, 상기 제1디지털수준기(282)는 제1수준기드라이버(220)에 연결제어되고, 상기 제1검출블럭(280)의 상면 일측에는 제1GPS안테나(GPS1)와 제1통신안테나(ANT1)가 구비되며;
상기 제2검출제어기(300)는 제2검출블럭(360)의 일측면에 설치되며, 상기 제2검출블럭(360)은 제2행거(H2)를 통해 교량의 타측에 고정될 수 있도록 구성되고, 상기 제2검출블럭(360)의 상면 일측에는 제2디지털수준기(362)가 설치되며, 상기 제2디지털수준기(362)는 제2수준기드라이버(320)에 연결제어되고, 상기 제2검출블럭(360)의 상면 일측에는 제2GPS안테나(GPS2)와 제2통신안테나(ANT2)가 구비되며, 상기 제2검출블럭(360)의 하면에는 일정길이 연장된 고정관(370)에 의해 고정된 타겟(380)이 구비되고, 상기 타겟(380)은 동심원상의 다수의 수광검출부(382)를 포함하며, 상기 수광검출부(382)는 제2컨트롤러(310)와 전기적으로 연결되어 수광 여부를 제2컨트롤러(310)가 감지할 수 있도록 구성된 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템에 있어서;
상기 제1,2검출블럭(280,360)의 일측면에 냉각유닛(400)이 구비되고, 상기 제1,2검출블럭(280,360)에 삽입설치되어 제1,2검출제어기(200,300)가 탑재될 수 있도록 안내하는 슬롯박스(SL)의 외주면에는 냉각라인(CL)이 형성되며, 상기 냉각라인(CL)의 인입단(C1)은 상기 냉각유닛(400)에 구비된 냉각수공급관(410)에 연결되고, 상기 냉각라인(CL)의 배출단(C2)은 상기 냉각유닛(400)에 구비된 냉각수배출관(420)에 연결되어 냉각수가 순환될 수 있도록 구성되며;
상기 냉각유닛(400)은 상기 제1,2검출블럭(280,360)의 일측면에 각각 고정된 냉각수탱크(430)와, 상기 냉각수탱크(430)의 상면에 설치된 냉각수순환기(440)를 구비하고, 상기 냉각수순환기(440)의 출구단에는 냉각라인(CL)의 인입단(C1)과 연결된 냉각수공급관(410)이 연결배관되며, 상기 냉각라인(CL)의 배출단(C2)은 냉각수배출관(420)에 접속된 후 냉각수탱크(430)의 일측면 상단부에 접속되어 냉각수를 냉각수탱크(430)로 회수할 수 있도록 구성되고;
상기 냉각수순환기(440)는 일단이 개방되고 타단은 밀폐된 통 형상의 순환기하우징(442)과, 상기 순환기하우징(442)의 개방된 일단에 체결 고정되는 하우징커버(444)와, 상기 순환기하우징(442)의 내부에 설치되고 상기 하우징커버(444)를 관통한 냉각수공급관(410)이 토출단에 접속되는 순환펌프(446)와, 상기 순환펌프(446)의 흡입단에 연결되고 순환기하우징(442)의 밀폐된 타단을 관통하여 냉각수탱크(430)에 저수된 냉각수에 침지되는 냉각수흡입관(448)과, 상기 순환기하우징(442)의 밀폐된 타단에 고정되며 둘레에는 적어도 2개 이상의 통개구부(OPN)가 형성된 소자수납통(450)과, 상기 소자수납통(450)에 수납되고 상기 냉각수흡입관(448)의 외주면에 접지된 반원형상을 갖는 한 쌍의 동판(452)과, 흡열쪽이 상기 동판(452)에 접지되고 발열쪽이 소자수납통(450)의 통개구부(OPN)로 노출되게 설치된 관냉각용 열전소자(454)와, 상기 관냉각용 열전소자(454)를 고정하도록 상기 소자수납통(450)의 외주면에 나사고정되고 상기 관냉각용 열전소자(454)의 발열쪽이 공기중에 노출되도록 열방출홀(458)을 갖는 소자고정구(456)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템을 제공한다.

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본 발명에 따르면, 지피에스(GPS:Global Positioning System)와 다수의 레이저빔을 활용하여 교량 구조물의 처짐 여부를 검출하고, 이를 통해 안전성 여부를 확인할 수 있도록 하되, 이를 구현하는 제1,2검출제어기를 적절히 냉각시켜 성능 열화를 방지하여 장수명화를 달성하도록 한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템을 보인 예시적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템을 구현하는 레이저빔 발광부의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템을 구현하는 레이저빔 수광부의 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시스템을 구현하는 레이저빔 발광부와 레이저빔 수광부의 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 시스템의 사용예를 보인 예시적인 모식도이다.
도 6은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 슬롯박스의 설치예를 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 냉각유닛의 예시도이다.
도 8은 도 7의 요부를 발췌하여 확대 도시한 예시적인 단면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 등록특허 제10-1743598호의 기본 개념을 그대로 이용한다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템은 메인서버(100)와, 상기 메인서버(100)에 접속가능한 제1검출제어기(200) 및 제2검출제어기(300)로 이루어진다.

이때, 상기 메인서버(100)는 교량의 안전진단을 확인할 수 있는 일종의 컴퓨터로서, 작업자가 휴대하는 태블릿PC 혹은 스마트폰 혹은 무선통신이 가능한 전용컴퓨터일 수 있다.

이 경우, 상기 메인서버(100)는 상기 제1,2검출제어기(200,300)가 송신하는 측정정보를 토대로 교량의 처짐 등을 확인하여 안전여부를 진단하도록 프로그램됨이 바람직하다. 다만, 프로그램 자체는 알고리즘이므로 본 발명의 대상에서는 제외한다.

그리고, 도 1 및 도 2에서와 같이, 상기 제1검출제어기(200)는 제어부인 제1컨트롤러(210)를 포함하며, 상기 제1컨트롤러(210)에는 제1수준기드라이버(220), 모터드라이버(230), 거리산출부(240), 제1GPS통신부(250), 제1무선통신부(260) 및 레이저드라이버(270)가 연결 제어된다.

특히, 상기 제1검출제어기(200)는 제1검출블럭(280)의 일측면에 설치되며, 상기 제1검출블럭(280)은 제1행거(H1)를 통해 교량의 일측에 고정될 수 있도록 구성된다.

여기에서, 제1행거(H1)는 공지의 다양한 형태와 종류가 될 수 있기 때문에 도 2와 같은 형태로 굳이 한정할 필요는 없으며, 제1검출블럭(280)을 교량에 고정할 수 있는 정도면 충분하므로 구체적인 설명은 생략한다.

아울러, 상기 제1검출블럭(280)의 내부에는 홈이 형성되고, 홈 속에는 구동모터(M)가 내장되며, 상기 구동모터(M)는 상기 모터드라이버(230)에 의해 구동 제어되도록 설계되고, 엔코더(미도시)를 포함하고 있어 구동모터(M)의 회전수를 검출하여 후술되는 레이저블럭(290)이 움직인 거리를 산출할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 구동모터(M)의 모터축은 제1검출블럭(280)의 하단면을 관통하여 하부로 노출되고, 노출된 모터축의 단부에는 스크류샤프트(286)가 연결 고정된다.

그리고, 상기 스크류샤프트(286)에는 레이저블럭(290)이 스크류결합되고, 상기 제1검출블럭(280)의 하단면에는 상기 스크류샤프트(286)와 평행하게 스크류가이드(288)가 돌출되는데 상기 스크류가이드(288)는 상기 레이저블럭(290)을 관통하여 배치된다.

따라서, 상기 스크류샤프트(286)의 회전방향에 따라 상기 레이저블럭(290)은 상기 스크류가이드(288) 때문에 회전하지 못하므로 스크류샤프트(286)를 따라 오르내리게 된다.

이 경우, 상기 레이저블럭(290)을 조립한 후에 레이저블럭(290)의 이탈을 막기 위해 상기 스크류샤프트(286)의 단부에는 스토퍼(STP)가 더 고정될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 제1검출블럭(280)의 상면 일측에는 제1디지털수준기(282)가 설치되며, 상기 제1디지털수준기(282)는 상기 제1수준기드라이버(220)에 연결제어되는데, 이를 테면 도시하지 않았으나 제1검출블럭(280)에 스피커(미도시)를 더 구비하여 수평상태를 음성으로 출력하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제1검출블럭(280)의 상면 일측에는 제1GPS안테나(GPS1)와 제1통신안테나(ANT1)가 구비되고, 이들을 각각 제1GPS통신부(250)와, 제1무선통신부(260)에 의해 신호 처리된다.

이때, 제1GPS안테나(GPS1)는 위성과 통신하여 제1검출블럭(280)의 위치정보, 고도정보를 제1GPS통신부(250)를 통해 제1컨트롤러(210)로 송신한다.

여기에서, 고도정보란 위성이 직접 전송하는 정보가 아니라, 위성과 제1GPS안테나(GPS1) 사이에서 라디오신호가 이동한 시간을 제1GPS통신부(250)가 측정하고, 이 정보를 가지고 제1컨트롤러(210)가 이미 알고 있는 라디오신호의 속도값과 시간값을 통해 거리값을 산출함으로써 고도를 연산하게 된다. 때문에, 상술한 고도정보란 고도를 연산하기 위한 기초정보인 라디오신호의 도달시간 정보라고 보면 된다.

이 경우, 정확한 연산을 위해 최소한 4개의 위성과 통신하여 관측하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1검출블럭(280)의 타측면에는 제1행거브라켓(284)이 구비되고, 상기 제1행거브라켓(284)에는 제1행거(H1)가 관통되게 조립되며, 위치고정을 위해 제1조임구(F1)가 제1행거브라켓(284)에 조립되어 제1행거(H1)를 타고 제1검출블럭(280)이 흘러내리지 않고 특정위치에 고정되도록 구성된다.

한편, 도 1 및 도 3의 도시와 같이, 상기 제2검출제어기(300)는 제어부인 제2컨트롤러(310)를 포함하며, 상기 제2컨트롤러(310)에는 제2수준기드라이버(320), 빔검출드라이버(330), 제2GPS통신부(340), 제2무선통신부(350)가 연결 제어된다.

특히, 상기 제2검출제어기(300)는 제2검출블럭(360)의 일측면에 설치되며, 상기 제2검출블럭(360)은 제2행거(H2)를 통해 교량의 타측에 고정될 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 제2검출블럭(360)의 일측면에는 제2행거브라켓(364)이 구비되고, 상기 제2행거브라켓(364)에는 제2행거(H2)가 관통되게 조립되며, 위치고정을 위해 제2조임구(F2)가 제2행거브라켓(364)에 조립되어 제2행거(H2)를 타고 제2검출블럭(360)이 흘러내리지 않고 특정위치에 고정되도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 제2검출블럭(360)의 상면 일측에는 제2디지털수준기(362)가 설치되며, 상기 제2디지털수준기(362)는 상기 제2수준기드라이버(320)에 연결제어되는데, 이를 테면 도시하지 않았으나 제2검출블럭(360)에 스피커(미도시)를 더 구비하여 수평상태를 음성으로 출력하거나 혹은 사용자가 휴대하고 있는 메인서버(100)를 통해 음성이 출력되도록 제어할 수 있는데, 이는 제1검출블럭(280)에 설치된 제1디지털수준기(282)도 마찬가지이다.

또한, 상기 제2검출블럭(360)의 상면 일측에는 제2GPS안테나(GPS2)와 제2통신안테나(ANT2)가 구비되고, 이들을 각각 제2GPS통신부(340)와, 제2무선통신부(350)에 의해 신호 처리된다.

이때, 제2GPS안테나(GPS2)는 위성과 통신하여 제2검출블럭(360)의 위치정보, 고도정보를 제2GPS통신부(340)를 통해 제2컨트롤러(310)로 송신한다.

아울러, 상기 제2검출블럭(360)의 하면에는 일정길이 연장된 고정관(370)에 의해 고정된 타겟(380)이 구비되는데, 상기 타겟(380)은 동심원상의 다수의 수광검출부(382)를 포함한다.

그리고, 상기 수광검출부(382)는 상기 제2컨트롤러(310)와 전기적으로 연결되어 수광 여부를 제2컨트롤러(310)가 감지할 수 있도록 구성된다.

특히, 상기 레이저블럭(290)에는 도 4의 예시와 같이, 다수의 레이저(292)가 설치되어 타겟(380) 상에 형성된 대응개수의 수광검출부(382)를 통해 수광여부를 확인할 수 있도록 구성된다.

때문에, 레이저(292) 상호간의 간격은 상기 수광검출부(382)들 사이의 간격과 동일하게 유지되어야 한다.

아울러, 제1,2검출제어기(200,300)에는 배터리가 내장될 수 있어 상시 측정이 필요한 교량의 경우 상설하여 필요시에만 신호를 주어 계측하도록 할 수 있으며, 그 이외의 교량은 필요시 간단히 걸어 설치한 후 계측하면 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 시스템은 도 5의 예시와 같이 사용될 수 있다.

즉, 제1교각(PO1)의 직상방 위치의 교량(BR) 일측에 레이저(292)가 탑재된 제1검출제어기(200)를 설치하고, 제2교각(PO2)의 직상방 위치의 교량(BR) 타측, 즉 제1검출제어기(200)와 교량(BR)의 폭방향으로 반대쪽에 타겟(380)을 갖춘 제2검출제어기(300)를 설치한다. 다시 말해, 레이저(292)와 타겟(380)이 교량(BR)의 폭방향 양측에서 서로 대각선으로 바로볼 수 있게 배치되는 것이다.

이때, 타겟(380)은 수광검출부(382)의 정확히 절반이 교량(BR)의 하측으로 노출되게 배치시킨다. 때문에, 제2검출제어기(300)를 구성하는 제2검출블럭(360)은 교량(BR)의 측면 상에 위치하게 되며, 타겟(380)의 절반만 교량(BR)의 하단 하측으로 노출된 상태가 된다.

그런 다음, 제2검출제어기(300)의 고도를 GPS 정보를 연산하여 획득한다.

이어, 제2검출제어기(300)의 고도와 동일하게 제1검출제어기(200)를 위치시킨다.

이 경우, 레이저(292)는 홈포지션에 위치하고 있고, 이를 제로(zero) 포지션으로 인식한다.

이후, 레이저(292)로부터 빔을 발진시키면서 구동모터(M)를 구동시켜 레이저블럭(290)를 하강시킨다.

그러면, 레이저(292)로부터 발진된 빔은 처음에는 교량(BR)에 가려져 타겟(380)으로 수광되지 못하다가 교량(BR) 하단을 지나는 순간 교량(BR)에 의해 가려지지 않기 때문에 타겟(380)에서 수광되게 된다.

이때, 다수, 바람직하게는 3개의 레이저(292)로부터 발진된 빔 모두가 다수의 수광검출부(382)에 의해 모두 검출될 때 작업을 종료하고 레이저(292)는 홈포지션으로 복귀되며, 이때까지 레이저(292)가 이동한 거리는 구동모터(M)에 설치된 엔코더에 의해 산출되어 제1컨트롤러(210)에서 확인된다.

그리고, 이동된 거리정보는 메인서버(100)로 전송되고, 동시에 제2검출제어기(300)를 구성하는 제2검출블럭(360)의 하단으로부터 이격된 타겟(380) 중심까지의 거리는 이미 확정된 값이므로 메인서버(100)는 이 값을 서로 비교한다.

즉, 제1,2검출제어기(200,300)의 고도값은 같기 때문에 레이저(292)가 이동한 거리가 오차 범위내에서 타겟(380) 중심까지의 거리와 같다면 교량(BR)의 하다면은 처짐이 발생되지 않는 정상상태로 진단된다.

그런데, 오차범위를 벗어난 경우라면 이는 처짐이 발생했거나 혹은 지반 침하가 발생된 것이므로 레이저(292)이 이동거리가 크거나 작음에 따라 어느쪽에서 지반침하가 일어났는지 판단하며, 동시에 해당되는 쪽 위치정보(좌표정보)를 GPS를 통해 확인하여 관할국가기관으로 통지하도록 한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 간단한 설치만으로도 쉽고 빠르면서 정확한 교량 진단이 가능한 장점이 있다.

여기에서, 본 발명에 따른 제1,2검출제어기(200,300)는 다수의 IC칩 형태의 드라이버들을 실장한 채 각각 제1,2검출블럭(280,360) 상에 슬롯 끼움방식으로 탑재되기 때문에 발열에 따른 열화특성이 급격하게 증가하므로 몇 번 측정하지 못하고 별도의 냉각과정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 만약, 냉각하지 않게 되면 열화에 의한 불량이 유발되어 계측 및 측정 오류를 유발시킨다.

때문에, 냉각하는데 시간이 걸리고, 더구나 공냉식으로 냉각해야 하므로 계측에 불필요한 시간 낭비 요소로 작용하고 있다.

본 발명에서는 이러한 성능 열화를 방지할 수 있는 수단을 더 포함시켜 장기간 사용시에도 우수한 계측효율과 정확도를 유지할 수 있도록 한 것에 주된 특징이 있다.

이를 위해, 본 발명에서는 도 6 및 도 7의 예시와 같이, 제1,2검출블럭(280,360)의 일측면에 냉각유닛(400)이 구비된다.

그리고, 상기 제1,2검출블럭(280,360)에 제1,2검출제어기(200,300)가 탑재될 수 있도록 안내하는 슬롯박스(SL)는 사각통 형상으로 형성되고, 상기 슬롯박스(SL)는 상기 제1,2검출블럭(280,360)의 슬롯박스삽입홈(HOM)에 장착된다.

이때, 상기 슬롯박스(SL)의 외주면에는 냉각라인(CL)이 형성되고, 상기 냉각라인(CL)의 인입단(C1)은 상기 냉각유닛(400)에 구비된 냉각수공급관(410)에 연결되며, 상기 냉각라인(CL)의 배출단(C2)은 상기 냉각유닛(400)에 구비된 냉각수배출관(420)에 연결되어 냉각수가 순환될 수 있도록 구성된다.

이렇게 냉각수가 냉각라인(CL)을 따라 순환되는 과정에서 열교환을 통해 슬롯박스(SL)를 냉각시킴으로써 상기 슬롯박스(SL)에 실장된 제1,2검출제어기(200,300)를 간접 냉각시켜 발열에 의해 열화되는 것을 막고, 이를 통해 동작불량이나 오류 발생을 차단하며, 장수명화를 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기 냉각유닛(400)은 상기 제1,2검출블럭(280,360)의 일측면에 각각 고정된 냉각수탱크(430)와, 상기 냉각수탱크(430)의 상면에 설치된 냉각수순환기(440)를 구비하고, 상기 냉각수순환기(440)의 출구단에는 냉각라인(CL)의 인입단(C1)과 연결된 냉각수공급관(410)이 연결배관되며, 상기 냉각라인(CL)의 배출단(C2)은 냉각수배출관(420)에 접속된 후 냉각수탱크(430)의 일측면 상단부에 접속되어 냉각수를 냉각수탱크(430)로 회수할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 냉각수순환기(440)는 도 8에 예시된 바와 같이, 일단이 개방되고 타단은 밀폐된 통 형상의 순환기하우징(442)과, 상기 순환기하우징(442)의 개방된 일단에 체결 고정되는 하우징커버(444)와, 상기 순환기하우징(442)의 내부에 설치되고 상기 하우징커버(444)를 관통한 냉각수공급관(410)이 토출단에 접속되는 순환펌프(446)와, 상기 순환펌프(446)의 흡입단에 연결되고 순환기하우징(442)의 밀폐된 타단을 관통하여 냉각수탱크(430)에 저수된 냉각수에 침지되는 냉각수흡입관(448)과, 상기 순환기하우징(442)의 밀폐된 타단에 고정되며 둘레에는 적어도 2개 이상의 통개구부(OPN)가 형성된 소자수납통(450)과, 상기 소자수납통(450)에 수납되고 상기 냉각수흡입관(448)의 외주면에 접지된 반원형상을 갖는 한 쌍의 동판(452)과, 흡열쪽이 상기 동판(452)에 접지되고 발열쪽이 소자수납통(450)의 통개구부(OPN)로 노출되게 설치된 관냉각용 열전소자(454)와, 상기 관냉각용 열전소자(454)를 고정하도록 상기 소자수납통(450)의 외주면에 나사고정되고 상기 관냉각용 열전소자(454)의 발열쪽이 공기중에 노출되도록 열방출홀(458)을 갖는 소자고정구(456)를 포함한다.

이때, 상기 순환펌프(446)는 함께 설치된 순환모터(M)의 구동에 의해 임펠러가 회전하면서 흡입단에 연결된 냉각수흡입관(448)을 통해 냉각수탱크(430)의 냉각수를 빨아 들인 후 토출단에 연결된 냉각수공급관(410)를 통해 냉각수를 배출함으로써 슬롯박스(SL)를 냉각시키게 되며, 냉각수는 순환 후 냉각수배출관(420)을 통해 다시 냉각수탱크(430)로 회수된다.

그리고, 상기 순환기하우징(442)의 내부에는 실리카겔(460)이 충전되어 온도차에 의해 냉각수흡입관(448) 외표면에서 발생되는 수분을 흡습함으로써 순환기하우징(442) 내부에 물이 고이지 않도록 하여 준다.

또한, 상기 냉각수흡입관(448)의 길이 일부에는 볼필터(470)가 더 설치될 수 있는데, 상기 볼필터(470)는 원통형상의 하우징형태이며, 냉각수흡입관(448)의 길이 일부가 분절된 후 각 단부가 볼필터(470)의 양단에 접속된 구조이다.

아울러, 상기 볼필터(470)는 내부에 내장된 구형상의 볼필터에 의해 생긴 공극을 통해 이물질을 걸러주는 독특한 필터로서, 상기 볼필터(470)는 실리카겔 40중량%와, 프로필렌 디카르복실산 2.5중량%와, 하이드로겐 실세스퀴옥산 수지 15중량%와, 0.02mm의 입도를 갖는 귀양석 분말 1.5중량%와, 트리글리세라이드 1.5중량%와, 수산화알루미늄 2.0중량%와, 폴리에틸렌 글리콜 페닐에테르 1.5중량% 및 나머지 PVC졸로 이루어진 합성수지물로 성형된다.

이때, 실리카겔은 제습기능을 유지하며, 프로필렌 디카르복실산은 반응성 모노머로서 폴리머 내부와 표면에 음이온성 관능기를 부여하여 볼필터 구성들간의 강고한 결합력을 유지시키기 위해 첨가되고, 하이드로겐 실세스퀴옥산 수지는 주 골격이 삼관능성 실록산 단위로 구성된 중합체로서 분자 구조 측면에서 보면 말단에 하이드록실 그룹, 트리오가노실록시 그룹, 또는 디메틸하이드로겐실록시 그룹 등이 치환되어 있어 성형을 위해 가열시 높은 절연특성을 발현시키면서 방유성 특성을 유지시킨다.

아울러, 귀양석 분말은 3차원 망목구조를 갖추고 있어 볼필터의 공극형성에 기여하여 수분 흡습성을 강화시키고, 공극막 필터로서의 필터링 효과를 증대시키며, 트리글리세라이드는 리시놀레인산을 주성분으로 하는 피막제로서 내침식성을 증대시켜 볼필터의 내구성을 강화시키기 위해 첨가된다.

또한, 수산화알루미늄은 알루미늄의 양쪽성 수화물로서 소수화를 막고 친수화를 유도하여 흡습성을 강화시키기 위해 첨가되며, 폴리에틸렌 글리콜 페닐에테르는 입자의 응집을 방지하고 균일한 분산성을 확보하기 위해 첨가된다.

그리고, PVC졸은 수축현상을 방지하면서 성형성을 높이기 위해 첨가되는 베이스수지가 된다.

100: 메인서버 200: 제1검출제어기
300: 제2검출제어기

Claims (1)

1. 교량의 안전진단을 확인하는 컴퓨터인 메인서버(100)와, 상기 메인서버(100)에 접속가능한 제1검출제어기(200) 및 제2검출제어기(300)를 포함하고;
   상기 제1검출제어기(200)는 제1검출블럭(280)의 일측면에 설치되며, 상기 제1검출블럭(280)은 제1행거(H1)를 통해 교량의 일측에 고정될 수 있도록 구성되고, 상기 제1검출블럭(280)의 내부에는 홈이 형성되어 구동모터(M)가 내장되며, 상기 구동모터(M)는 모터드라이버(230)에 의해 구동 제어되도록 설계되고, 엔코더를 포함하고 있어 구동모터(M)의 회전수를 검출하여 레이저블럭(290)이 움직인 거리를 산출할 수 있도록 구성되며, 상기 구동모터(M)의 모터축은 제1검출블럭(280)의 하단면을 관통하여 하부로 노출되고, 노출된 모터축의 단부에는 스크류샤프트(286)가 연결 고정되며, 상기 스크류샤프트(286)에는 레이저블럭(290)이 스크류결합되고, 상기 제1검출블럭(280)의 하단면에는 상기 스크류샤프트(286)와 평행하게 스크류가이드(288)가 돌출되며, 상기 스크류가이드(288)는 상기 레이저블럭(290)을 관통하여 배치되고, 상기 제1검출블럭(280)의 상면 일측에는 제1디지털수준기(282)가 설치되며, 상기 제1디지털수준기(282)는 제1수준기드라이버(220)에 연결제어되고, 상기 제1검출블럭(280)의 상면 일측에는 제1GPS안테나(GPS1)와 제1통신안테나(ANT1)가 구비되며;
   상기 제2검출제어기(300)는 제2검출블럭(360)의 일측면에 설치되며, 상기 제2검출블럭(360)은 제2행거(H2)를 통해 교량의 타측에 고정될 수 있도록 구성되고, 상기 제2검출블럭(360)의 상면 일측에는 제2디지털수준기(362)가 설치되며, 상기 제2디지털수준기(362)는 제2수준기드라이버(320)에 연결제어되고, 상기 제2검출블럭(360)의 상면 일측에는 제2GPS안테나(GPS2)와 제2통신안테나(ANT2)가 구비되며, 상기 제2검출블럭(360)의 하면에는 일정길이 연장된 고정관(370)에 의해 고정된 타겟(380)이 구비되고, 상기 타겟(380)은 동심원상의 다수의 수광검출부(382)를 포함하며, 상기 수광검출부(382)는 제2컨트롤러(310)와 전기적으로 연결되어 수광 여부를 제2컨트롤러(310)가 감지할 수 있도록 구성된 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템에 있어서;
   상기 제1,2검출블럭(280,360)의 일측면에 냉각유닛(400)이 구비되고, 상기 제1,2검출블럭(280,360)에 삽입설치되어 제1,2검출제어기(200,300)가 탑재될 수 있도록 안내하는 슬롯박스(SL)의 외주면에는 냉각라인(CL)이 형성되며, 상기 냉각라인(CL)의 인입단(C1)은 상기 냉각유닛(400)에 구비된 냉각수공급관(410)에 연결되고, 상기 냉각라인(CL)의 배출단(C2)은 상기 냉각유닛(400)에 구비된 냉각수배출관(420)에 연결되어 냉각수가 순환될 수 있도록 구성되며;
   상기 냉각유닛(400)은 상기 제1,2검출블럭(280,360)의 일측면에 각각 고정된 냉각수탱크(430)와, 상기 냉각수탱크(430)의 상면에 설치된 냉각수순환기(440)를 구비하고, 상기 냉각수순환기(440)의 출구단에는 냉각라인(CL)의 인입단(C1)과 연결된 냉각수공급관(410)이 연결배관되며, 상기 냉각라인(CL)의 배출단(C2)은 냉각수배출관(420)에 접속된 후 냉각수탱크(430)의 일측면 상단부에 접속되어 냉각수를 냉각수탱크(430)로 회수할 수 있도록 구성되고;
   상기 냉각수순환기(440)는 일단이 개방되고 타단은 밀폐된 통 형상의 순환기하우징(442)과, 상기 순환기하우징(442)의 개방된 일단에 체결 고정되는 하우징커버(444)와, 상기 순환기하우징(442)의 내부에 설치되고 상기 하우징커버(444)를 관통한 냉각수공급관(410)이 토출단에 접속되는 순환펌프(446)와, 상기 순환펌프(446)의 흡입단에 연결되고 순환기하우징(442)의 밀폐된 타단을 관통하여 냉각수탱크(430)에 저수된 냉각수에 침지되는 냉각수흡입관(448)과, 상기 순환기하우징(442)의 밀폐된 타단에 고정되며 둘레에는 적어도 2개 이상의 통개구부(OPN)가 형성된 소자수납통(450)과, 상기 소자수납통(450)에 수납되고 상기 냉각수흡입관(448)의 외주면에 접지된 반원형상을 갖는 한 쌍의 동판(452)과, 흡열쪽이 상기 동판(452)에 접지되고 발열쪽이 소자수납통(450)의 통개구부(OPN)로 노출되게 설치된 관냉각용 열전소자(454)와, 상기 관냉각용 열전소자(454)를 고정하도록 상기 소자수납통(450)의 외주면에 나사고정되고 상기 관냉각용 열전소자(454)의 발열쪽이 공기중에 노출되도록 열방출홀(458)을 갖는 소자고정구(456)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스(GPS)를 이용한 교량 상태 자동진단 계측시스템.

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