KR102020260B1

KR102020260B1 - 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102020260B1
Application number: KR1020170113642A
Authority: KR
Inventors: 손무락
Original assignee: 대구대학교 산학협력단
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2019-11-04
Anticipated expiration: 2037-09-06
Also published as: KR20190027077A

Abstract

본 발명은 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현장에서 측정대상물의 강도를 파악하기 위해 측정대상물을 직접 파괴시키지 않고 측정대상물을 타격할 시 초기타격 및 반발작용으로 인한 연속적인 반복타격으로부터 발생하는 시간에 따른 충격력을 초기타격 발생시간에 대하여 적분한 초기 충격량 또는 타격발생 전체시간에 대하여 적분한 누적 충격량을 이용하여 측정대상물의 현장강도를 측정하기 위한 것으로 기존의 직접파괴를 통한 강도측정 장치 및 방법과 비교하여 측정의 용이성과 측정시간 단축성을 확보하고 기존의 비파괴 강도측정 장치 및 방법(슈미트해머 등)과 비교하여서는 강도측정의 정확성을 증가시킬 수 있으면서 측정대상물에 대한 손상도 최소화 할 수 있는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법{Non-destructive strength field measurement device and method to utilize impulse}

최근 국내외 여러 가지 사고의 잦은 발생으로 인해 안전에 대한 사회적 관심이 많이 증가하고 있으며, 이에 따라 안전사고를 예방하기 위한 정부 및 지자체 등의 다각적인 노력이 대두시 되고 있다. 특히 토목 및 건축구조물의 사회기반시설물에 대한 안전문제는 시민의 생명 및 재산 등과 직접적으로 연관되어 안전에 대한 최우선 대상물로 분류되고 있다.

따라서 구조물 및 시설물의 안전한 설계, 시공 및 유지관리를 위하여 관련주체는 신설구조물과 기존구조물을 이루고 있는 여러 가지 재료에 대한 강도측정 및 평가를 실시하여 신설구조물은 안전한 설계 및 시공을 유도하고 기존구조물은 노후화 정도를 파악하고 보강시점 및 정도, 범위를 결정함에 판단근거를 제공하여야 한다.

국내외에서 이용되고 있는 구조물 및 시설물을 이루고 있는 여러 가지 재료에 대한 강도측정방법에는 크게 직접적인 강도측정법과 간접적인 강도측정법이 있다. 직접적인 강도측정법은 측정대상물을 압축강도 시험장치 등을 통해 직접적으로 파괴시켜 강도를 측정하는 것으로서 공시체 준비 및 시험과정 등의 번거로움과 불편함, 현장에서의 시편 채취 등에 의한 구조물 손상 등의 여러 가지 문제점을 내포하고 있다.

이에 비해 간적접인 강도측정법인 비파괴 검사(NDT, Non-Destructive Testi ng)는 강도측정 절차가 용이하고 측정재료나 제품 또는 대상구조물에 손상을 거의 주지 않으면서 더욱 짧은 시간에 보다 많은 횟수의 강도를 측정할 수 있는 등의 여러 가지 장점이 있다.

현재 실무에서 가장 많이 적용되고 있는 강도측정 비파괴 검사법은 표면 타격법과 초음파법으로 스위스 Proceq사와 미국 NDT James Instruments사의 제품들이 거의 독점적으로 사용되고 있다. 표면 타격법은 슈미트 해머법이라고도 불리는 반발경도법으로서 구조물 등의 측정대상물에 거의 손상을 주지 않으면서 강도를 추정할 수 있는 방법으로 널리 사용되어 지고 있다.

반발경도법의 원리는 한 번의 타격반발력의 크기와 측정대상물의 강도와의 상관관계를 이용하는 것으로서 간단하고 단시간에 강도측정이 가능하지만 금속재료를 바탕으로 개발되어 이와 다른 재료에 적용 시에는 많은 제약이 따를 뿐만 아니라 한 번의 타격반발력만을 이용함으로 인해 강도 추정의 정확성이 떨어지면서 상대적으로 강한 타격에너지로 인해 타격대상물에 따라 전체손상 또는 일부 손상도 유발시킬 수 있는 단점이 있다.

초음파법은 측정대상물 내부의 음파 전달속도와 강도와의 상관관계를 이용하여 강도를 추정하는 방법으로서 초음파의 측정대상물 내부 전달속도는 재료의 구성특징 및 내부구조에 따라 많은 영향을 받아 음파 속도의 변화가 심하고 감쇄성 등으로 인해 신뢰성 있는 강도추정이 어려운 문제점이 있었다.

다른 기술로써, 측정대상물에 충격을 가하는 충격해머가 공지되어 있으나, 강도가 아닌 측정대상물의 고유진동특성 등 동적특성치의 파악만을 위한 것일 뿐만 아니라, 사람의 힘을 이용한 타격에 의존하여 측정이 실시됨에 따라, 조사자에 따라 다른 타격력에 의한 결과차이가 발생하는 문제점 또한 내포하고 있었다.

또 다른 기술로써, 한국등록특허 제10-0444269호 ??비파괴 타격 검사 시스템 및 검사 방법??과 같은 기술이 개발되어 비교적 신속하고 간단하게 측정대상물의 건전도를 조사할 수 있게 되었으나, 강도측정 목적이 아닐 뿐만 아니라 사람의 힘을 이용한 타격에 의존하여 측정이 실시됨에 따라, 조사자에 따라 다른 타격력에 의해 결과차이가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 타격음을 타격력과 관련시켜 웨이브렛 팻킷변환으로 정규화 변환하여 정상파(수치해석 수행)와 획득파의 모양을 비교함으로써 복잡한 신호 처리과정을 거쳐야만했으며, 측정대상물의 건전도 이외에 강도의 측정이 불가능한 문제점이 있었다.

이에 따라, 현장에서 측정대상물에 대해 용이하게 강도측정을 수행할 수 있는 현장적용성이 높은 강도 측정장치 및 방법의 필요성이 제기되고 있다.

한국등록특허 제10-0444269호 "비파괴 타격 검사 시스템 및 검사 방법"

본 발명의 목적은 상술한 바와 같이, 종래의 다양한 측정대상물에 대한 직접적인 강도측정법과 간접적인 강도측정법에서 야기되는 여러 가지 문제점들을 해결하면서 해당기술을 실질적으로 현장의 측정대상물에 적용하기 위한 것으로서, 강도 측정의 용이성, 측정시간 단축성, 측정의 정확성, 현장적용성을 증가시키고, 직접적인 강도측정법의 공시체 준비 및 파괴 시험과정 등의 번거로움과 불편함, 시간지연성, 현장에서의 시편채취 등에 의한 구조물 손상의 문제점을 해소하여, 측정대상물의 강도를 보다 용이하고 정확하면서 신속하게 측정하기 위한 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 간접적인 강도측정법의 측정대상물에 대한 강도추정의 제약성과 정확한 강도추정이 어려운 문제점을 해결하기 위한 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 측정대상물에 대한 강도측정의 신뢰성과 현장 적용성을 동시에 높임으로써 토목 및 건축구조물의 사회기반시설물에 대한 설계, 시공, 및 유지관리에 대한 경제성 및 안전성을 증가시키기 위한 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치는 현장에서 측정대상물을 초기타격 후 타격에너지가 없어질 때 까지 반발에 의한 반복타격이 연속적으로 일어날 수 있도록 구성된 타격체를 포함하는 타격부(100)와 타격부의 타격체가 측정대상물을 타격할 때 발생하는 충격력을 시간에 따라 측정하고 기록하는 충격력 측정부(200)와 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 충격량을 연산한 후 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하는 강도산정부(300)와 산정된 강도를 측정자가 눈으로 쉽게 파악할 수 있도록 디지털 값으로 표시하는 강도표시부(400)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 현장에서 측정대상물을 초기타격 후 타격에너지가 없어질 때 까지 반발에 의한 반복타격이 연속적으로 일어날 수 있도록 구성된 타격체를 포함하는 타격부(100)와 타격부의 타격체가 측정대상물을 초기 타격할 때 발생하는 충격력을 시간에 따라 측정하고 기록하는 충격력 측정부(200)와 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 초기 충격량을 연산한 후 초기 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하는 강도산정부(300)와 산정된 강도를 측정자가 눈으로 쉽게 파악할 수 있도록 디지털 값으로 표시하는 강도표시부(400)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 현장에서 측정대상물을 초기타격 후 타격에너지가 없어질 때 까지 반발에 의한 반복타격이 연속적으로 일어날 수 있도록 구성된 타격체를 포함하는 타격부(100)와 타격부의 타격체가 측정대상물을 초기 타격할 때와 반발작용에 의한 연속적인 반복타격을 할 때 발생하는 충격력을 시간에 따라 측정하고 기록하는 충격력 측정부(200)와 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 누적 충격량을 연산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하는 강도산정부(300)와 산정된 강도를 측정자가 눈으로 쉽게 파악할 수 있도록 디지털 값으로 표시하는 강도표시부(400)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 타격부(100)는 측정대상물에 밀착하여 위치시킬 수 있도록 전면을 가지면서 강도산정부 및 강도표시부가 설치되는 D자 모양의 몸체와 상기 몸체의 힌지연결부에 일단이 연결되는 타격봉 및 상기 타격봉의 타단에 연결되는 타격체와 상기 몸체에 장착된 손잡이로 구성되어 있으며, 상기 타격체의 회동을 위한 정지 및 이완 상태로의 전환은 작업자가 수동적으로 실행하거나, 전기적 신호를 이용한 전자석의 제어를 통해 자동적으로 실행할 수도 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 타격봉은 소정의 길이를 가지되 타격봉의 한쪽은 회동가능하게 힌지연결부에 연결되어 있고 다른 한쪽은 구상의 타격체로 형성되어 있어 회동을 통해 측정대상물을 초기타격 후 반발에 의한 반복타격이 연속적으로 일어날 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충격력 측정부(200)는 충격력센서, 데이터수집카드, 충격력 분석프로그램으로 구성되어 있으며, 측정대상물을 초기타격 및 반발에 의한 연속적인 반복타격으로부터 발생하는 충격력은 충격력센서 및 데이터수집카드를 통해 입력되어 충격력 분석프로그램에서 충격력의 크기를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충격력 측정부(200)의 충격력은 힘의 크기를 나타낼 수 있는 지표 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강도산정부(300)는 충격력 측정부(200)에서 측정되고 기록된 시간에 따른 충격력으로부터 충격량을 계산한 후 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하고 기록할 수 있도록 강도산정 프로그램으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강도산정부(300)는 충격력 측정부(200)에서 측정되고 기록된 시간에 따른 충격력으로부터 초기 충격량(측정대상물을 초기타격할 때 시간에 따른 충격력을 타격발생 시간에 대하여 적분하여 계산)을 계산한 후 초기 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하고 기록할 수 있도록 강도산정 프로그램으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강도산정부(300)는 충격력 측정부(200)에서 측정되고 기록된 시간에 따른 충격력으로부터 누적 충격량(측정대상물을 초기타격 및 반발작용에 의한 연속적인 반복타격으로부터 발생한 시간에 따른 충격력을 타격발생 전체시간에 대하여 적분하여 계산)을 계산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하고 기록할 수 있도록 강도산정 프로그램으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 타격부(100)의 타격체(4)는 구, 원기둥, 육면체, 삼각뿔 중 어느 한 형태로 구성할 수 있으며, 타격체에 충격력센서를 삽입, 부착 또는 장착하여 설치할 수도 있고 타격체 자체를 충격력센서로 구성하여 사용할 수도 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충격력 측정부, 강도산정부, 강도표시부가 상호 유기적으로 일괄처리 프로그램을 통해 실행되도록 구성하고 D자 모양의 몸체 내에 전력의 공급을 위한 에너지 충전장지와 유선 또는 무선으로 구성된 신호 연결장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체에는 수직하게 절개면이 형성되고, 상기 타격체는 절개면을 따라 회동하도록 구성되되, 상기 몸체가 수직하게 배치되지 않고, 비스듬하게 기울어진 상태에서도 상기 타격체가 상기 몸체와 충돌하지 않고, 회동할 수 있도록 상기 타격체 내에는 자성체가 배치되고, 자성체가 내장된 상기 타격체를 자력으로 절개면으로부터 이격시켜주기 위한 가이드 자성체가 절개면의 양측에 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 타격부의 타격체는 힌지연결부를 중심으로 회동하도록 구성되되, 일정한 위치에서 자유낙하에 의해 측정대상물을 타격하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 타격부(100)의 타격체(4)는 힌지연결부를 중심으로 회동하도록 구성되되, 일정한 위치에서 탄성부재에 의해 일정한 속도로 측정대상물을 타격하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 타격부의 타격체는 전면이 개방된 중공형태의 몸체 내부에 배치된 탄성스프링에 의해 일정한 위치에서 전면으로 탄성력을 받도록 구성되어, 탄성스프링의 탄성력에 의해 전면에 위치한 측정대상물을 초기타격 후 타격에너지가 없어질 때 까지 반발에 의해 연속적으로 반복 타격하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 타격체의 타격방향 유도를 보다 용이하게 하기위해 타격체의 측면에 복수 개의 유도돌기를 형성하고 이에 대응되는 복수 개의 유도홈이 몸체 내부벽에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법은 타격부, 충격력 측정부, 강도산정부, 강도표시부로 구성된 현장측정 장치의 전면이 측정대상물에 밀착하여 위치하도록 준비하는 현장측정 준비단계(S1)와 타격부(100)의 타격체가 일정한 위치에서 측정대상물을 타격하는 측정대상물 타격단계(S2)와 타격부(100)의 타격체가 측정대상물을 타격할 때 발생하는 충격력을 충격력 측정부(200)에서 시간에 따라 측정하고 기록하는 충격력 측정단계(S3)와 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 충격량을 계산한 후 미리 설정된 충격량과 직접압축강도의 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하는 강도 산정단계(S4)와 산정된 강도를 강도표시부(400)를 통해 디지털 값으로 나타내는 강도 표시단계(S5)로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 타격부, 충격력 측정부, 강도산정부, 강도표시부로 구성된 현장측정 장치의 전면이 측정대상물에 밀착하여 위치하도록 준비하는 현장측정 준비단계(S1)와 타격부(100)의 타격체가 일정한 위치에서 측정대상물을 타격하는 측정대상물 타격단계(S2)와 타격부(100)의 타격체가 측정대상물을 초기타격할 때 시간에 따른 충격력을 충격력 측정부(200)에서 측정하고 기록하는 충격력 측정단계(S3)와 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 초기 충격량을 계산한 후 초기 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하는 강도 산정단계(S4)와 산정된 강도를 강도표시부(400)를 통해 디지털 값으로 나타내는 강도 표시단계(S5)로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 타격부, 충격력 측정부, 강도산정부, 강도표시부로 구성된 현장측정 장치의 전면이 측정대상물에 밀착하여 위치하도록 준비하는 현장측정 준비단계(S1)와 타격부(100)의 타격체가 일정한 위치에서 측정대상물을 초기타격하고 타격 후 반발에 의해 연속적인 반복타격이 일어난 후 타격에너지가 소실되어 타격이 더 이상 진행되지 않을 때가지 타격이 이루어지도록 하는 측정대상물 타격단계(S2)와 타격부(100)의 타격체가 측정대상물을 초기타격하고 타격 후 반발에 의해 연속적인 반복타격이 일어난 후 타격에너지가 소실되어 타격이 더 이상 진행되지 않을 때까지 시간에 따른 충격력을 충격력 측정부(200)를 통해 측정하고 기록하는 충격력 측정단계(S3)와 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 누적 충격량을 계산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하는 강도 산정단계(S4)와 산정된 강도를 강도표시부(400)를 통해 디지털 값으로 나타내는 강도 표시단계(S5)로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 타격부(100)는 측정대상물에 밀착하여 위치시킬 수 있도록 전면을 가지면서 강도산정 및 표시를 위한 시스템장치가 설치되는 D자 모양의 몸체와 상기 몸체의 힌지연결부에 일단이 연결되는 타격봉 및 상기 타격봉의 타단에 연결되는 타격체와 상기몸체에 장착된 손잡이로 구성되어 있으며, 상기 타격체의 정지 및 이완은 수동적으로 실행할 수도 있고 전자석 및 전자석 버튼을 설치하여 전기적 신호로서 실행할 수도 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 타격봉은 소정의 길이를 가지고 있으며 타격봉의 한쪽은 힌지연결부에 연결되어 있고 다른 한쪽은 구상의 타격체(4)가 배치되어 있어 측정대상물을 초기타격 후 반발에 의한 반복타격이 연속적으로 일어날 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 타격부(100)의 타격체(4)는 일정한 위치에서 탄성스프링에 의해 전면에 위치한 측정대상물을 초기타격 후 타격에너지가 없어질 때 까지 반발에 의해 연속적으로 반복 타격하도록 구성되고, 상기 타격체(4)에 충격력센서를 삽입, 부착 또는 장착하여 설치하거나 타격체 자체를 충격력센서로 구성하여 사용할 수 있으며, 상기 타격체(4)는 구, 원기둥, 육면체, 삼각뿔 중 어느 한 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법에 의하면, 현장측정 장치를 이용하여 현장에서 측정대상물을 타격할 시 발생하는 초기타격 및 반발작용으로 인한 연속적인 반복타격으로부터 발생하는 시간에 따른 충격력을 초기타격 발생시간에 대하여 적분한 초기 충격량 또는 타격발생 전체시간에 대하여 적분한 누적 충격량을 측정장치에 내장 또는 외장 설치된 강도측정 알고리즘을 이용하여 측정대상물에 대한 현장강도 측정을 수행함으로써, 강도 측정의 용이성, 측정시간 단축성, 측정의 정확성, 현장적용성을 증가시키고, 직접적인 강도측정법의 공시체 준비 및 파괴 시험과정 등의 번거로움과 불편함, 시간지연성, 현장에서의 시편채취 등에 의한 구조물 손상 등의 여러 가지 문제점을 해소하여, 측정대상물의 강도는 보다 용이하고 정확하면서 신속하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법에 의하면, 측정대상물을 초기타격하고 타격 후 반발에 의해 연속적인 반복타격이 일어난 후 타격에너지가 소실되어 타격이 더 이상 진행되지 않을 때까지 얻어지는 충격력을 초기타격 발생시간에 대하여 적분한 초기 충격량 또는 타격발생 전체시간에 적분한 누적 충격량을 이용함으로써, 측정대상물에 대한 강도추정의 정확성을 보다 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법에 의하면, 측정대상물에 대한 강도측정의 신뢰성과 현장 적용성을 동시에 높임으로써 토목 및 건축구조물의 사회기반시설물에 대한 설계, 시공, 및 유지관리에 대한 경제성 및 안전성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 또는 도 2는 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치의 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법에 의한 계산결과를 도시한 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법을 순서대로 도시한 순서도.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1 또는 도 2는 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치의 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치의 개략도이며, 도 5는 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법에 의한 계산결과를 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치의 또 다른 실시예를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법을 순서대로 도시한 순서도이다.

도 1 또는 도 2는 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치를 도시한 것이며, 현장에서 측정대상물을 타격하기 위한 타격체(4)를 포함하는 타격부(100)와 상기 타격체(4)가 측정대상물을 타격할 때 발생하는 충격력을 시간에 따라 측정하고 기록하는 충격력 측정부(200)와 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 충격량을 연산한 후 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하는 강도산정부(300)와 산정된 강도를 측정자가 눈으로 쉽게 파악할 수 있도록 디지털 값으로 표시하는 강도표시부(400)로 구성된다. 이 때 상기 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식은 측정대상물의 크기, 재질, 타격에너지 등에 관련된다.

또한, 상기 타격부(100)의 타격체(4)는 측정대상물을 타격하기 위해 힌지연결부(2)를 중심으로 회동하도록 구성될 수 있다.

또는, 상기 타격체(4)가 탄성스프링에 의해 측정대상물을 타격하도록 구성할 수 있으며, 이는 하기 아래에서 도 6과 함께 보다 상세하게 설명한다.

또는, 상기 충격력 측정부(200)가 타격부의 타격체가 측정대상물을 초기 타격할 때 발생하는 충격력을 시간에 따라 측정 및 기록하고, 상기 강도산정부(300)는 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 초기 충격량을 연산한 후 초기 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하도록 구성될 수도 있다.

이때, 강도산정부(300)는 측정된 시간에 따른 충격력을 초기 타격 발생시간에 대하여 적분하여 초기 충격량을 연산한 후 초기 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하게 된다.

또는, 상기 충격력 측정부(200)가 타격부의 타격체가 측정대상물을 초기 타격할 때와 반발작용에 의한 연속적인 반복타격을 할 때 발생하는 충격력을 시간에 따라 측정 및 기록하고, 상기 강도산정부(300)는 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 누적 충격량을 연산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하도록 구성될 수도 있다.

이때, 강도산정부(300)는 측정된 시간에 따른 충격력을 초기타격 및 반발에 의한 연속적인 반복타격 발생 전체 시간에 대하여 적분하여 누적 충격량을 연산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하게 된다.

타격체(4)가 측정대상물을 초기 타격할 때의 충격력뿐만 아니라 반발작용에 의한 연속적인 반복타격에 의한 충격력을 타격발생 전체시간에 따라 연속적으로 측정하여 연산되는 누적 충격량을 통해 측정대상물의 강도를 산정하는 것은 측정대상물의 재료별 에너지감쇄 특성을 반영할 수 있어 초기 타격할 때 발생하는 충격력만으로 충격량을 연산하여 강도를 산정할 때보다 높은 신뢰성의 강도 측정결과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 타격부(100)와 충격력 측정부(200)를 비롯하여 충격량, 초기 충격량, 누적 충격량(이하, 초기 충격량 및 누적 충격량)을 바탕으로 측정대상물의 강도를 산정하는 강도산정부(300) 및 산정된 강도를 표시하는 강도표시부(400)에 이르기까지 모든 구성이 몸체(1)에 일체형으로 구성되어, 이송 및 설치에서부터 강도측정의 수행에 이르기까지 매우 용이하게 강도측정을 수행할 수 있음에 따라, 현장 적용성이 매우 높은 효과가 있으며, 하기 아래에서 보다 상세하게 설명한다.

상기 타격부(100)는 측정대상물(A)에 밀착하여 위치시킬 수 있도록 전면을 가지면서 강도산정 및 표시를 위한 각종 시스템장치가 설치되는 D자 모양의 몸체(1)와 상기 몸체(1)의 힌지연결부(2)에 일단이 연결되는 타격봉(3) 및 상기 타격봉(3)의 타단에 연결되는 타격체(4)와 상기 몸체(1)에 장착되어 상기 몸체(1)의 전면을 측정대상물(A)에 밀착시키면서 지지하기 위한 손잡이(5)로 구성되어 있다. 이와 더불어 상기 타격체(4)를 기 설정된 위치에 정지시킨 상태에서 상기 힌지연결부(2)를 중심으로 회동시켜 상기 타격체(4)를 측정대상물에 충돌시키는 이완 상태로 전환하는 것은 사용자가 타격체(4)를 파지하고 있다가 파지를 해지함으로써 실시되도록 구성될 수 있다.

또는, 금속 재질로 구성되거나, 내부에 금속재질이 채워진 타격체(4)를 전자석의 동작을 통해 기 설정된 위치에 정지시키거나, 해제를 통해 이완 상태로 전환되도록 구성될 수도 있다.

즉, 상기 타격체(4)의 정지 및 이완 상태로의 전환은 작업자가 수동적으로 실행할 수도 있고 전기적 신호를 이용한 전자석의 제어를 통해 자동적으로 실행할 수도 있는 것이다.

이때, 상기 타격체(4) 및 타격체(4)가 결합된 타격봉(3)을 상기 힌지연결부(2)를 중심으로 회동시키는 것은 일정높이에 정지시킨 타격체(4)의 이완 상태로의 전환에 의한 자유낙하에 의해 실시되거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 별도의 탄성부재에 의한 탄성력에 의해 상기 타격봉(3)이 힌지연결부(4)를 중심으로 회동하도록 구성할 수도 있다.

보다 상세하게는, 도 3의 (3-I)에 도시된 바와 같이, 일측이 몸체(1)에 지지되고 타측이 타격봉(3)에 지지되는 코일 스프링 형태의 탄성부재(6a)가 사용되거나, 도 3의 (3-II)에 도시된 바와 같이, 일측이 몸체(1)에 지지되고 타측이 타격봉(3)에 지지되는 비틀림 스프링 형태의 탄성부재(6b)가 사용될 수 있으며, 그 외 상기 타격봉(3)을 힌지연결부(2)를 중심으로 일정한 회전력으로 회동시켜주기 위한 다른 형태의 탄성부재가 사용될 수도 있다.

이와 같이, 상기 타격봉(3)을 탄성부재(6a, 6b)를 이용하여 회동시킬 경우, 천정이나, 기울어진 벽면 등 자유낙하만으로 일정한 타격을 가하기 어려운 환경에서도 용이하게 실시가능한 효과가 있다.

또한, 상기 타격체(4)를 비롯한 타격봉(3)이 몸체(1)에 회동가능하게 일체형으로 구성됨으로써, 이송 및 설치의 번거로움을 최소화할 수 있으며, 측정할 현장의 변화에 관계없이 항상 동일한 조건으로 타격체(4)가 초기타격 및 연속적인 반발작용에 의한 반복타격을 실시할 수 있으며, 이를 통해 신뢰성 높은 측정결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.

즉, 측정 환경 및 조건이나, 설치의 제약이 없이, 다양한 기울기를 가진 콘크리트 벽체 또는 암석 등 다양한 측정대상물에 상기 몸체(1)의 전면을 간단하게 밀착시켜 시험을 진행할 수 있음에 따라, 현장적용성이 높은 효과가 있다.

또한, 측정자 또는 측정환경에 따라 강도측정 시 타격체(4)의 높이가 변동될 수 있는 문제점을 근본적으로 해결할 수 있음에 따라, 항상 높은 신뢰성의 측정 결과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 상기 타격봉(3)은 일정한 길이(500mm이하)를 가지고 있되, 측정 조건에 따라 그 길이를 정량적으로 조절 및 고정할 수 있도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 타격봉(3)의 한쪽은 힌지연결부(2)에 회동 가능하게 연결되어 있고 다른 한쪽은 타격체(4)에 고정되도록 구성되어 있어 측정대상물(A)을 힌지연결부(2)를 중심축으로 한 회동에 의해 초기타격 후 반발에 의한 반복타격이 연속적으로 일어날 수 있도록 구성되어 있다.

이때, 상기 타격체(4)는 타격 후 충격력의 검출이 용이함과 동시에 반복타격에 의해 측정대상물이 파손되는 것을 방지하기 위해 지름 5mm 내지 50mm의 구상으로 구성됨이 바람직하되, 삼각뿔, 원기둥, 육면체를 비롯하여 다른 형태로 구성될 수도 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 타격체(4) 및 타격봉(3)은 상기 몸체(1)에 수직하게 형성된 절개면(501)을 따라 회동하도록 구성되되, 상기 몸체(1)가 수직하게 배치되지 않고, 비스듬하게 기울어진 상태에서도 상기 타격체(4) 및 타격봉(3)이 상기 몸체(1)와 충돌하지 않고, 회동할 수 있도록 상기 타격체(4) 내에는 자성체가 배치되고, 자성체가 내장된 상기 타격체(4)를 자력으로 이격시켜주기 위한 가이드 자성체(502)가 절개면(501)을 따라 양측에 배치될 수도 있다.

이를 통해 상기 몸체(1)가 비스듬하게 기울어진 상태에서도 상기 타격체(4)는 내부에 배치된 자성체와 양측에 배치된 가이드 자성체(502) 사이의 척력에 의해 절개면(501) 또는 몸체(1)와 충돌하지 않고 회동하여 측정대상물(A)과 충돌할 수 있게 되며, 측정 기울기와 관계없이 쉽고 간단하게 측정대상물의 직접압축강도를 측정할 수 있게 된다.

이때, 상기 타격체(4)의 내부에 배치된 자성체와 양측에 배치된 상기 가이드 자성체(502) 사이에는 척력이 작용하거나, 인력이 작용할 수 있으며, 상기 가이드 자성체(502)는 상기 몸체(1)의 기울기에 따라, 복수 개의 가이드 자성체(502) 중 어느 하나 또는 양측의 자성 방향 또는 자력의 크기를 각각 상이하게 조절할 수 있도록 전자석으로 구성됨이 바람직하다.

또한, 도 2 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 충격력 측정부(200)는 상기 타격체(4)에 설치된 충격력센서(200a)와 몸체(1) 내부에 배치되어 상기 타격체(4)가 측정대상물을 초기타격 및 반발작용에 의한 연속적인 반복타격 시 발생하는 충격력을 연속적으로 시간에 따라 충격력으로서 측정하고 기록하는 기록장치(200b)로서 데이터수집카드, 충격력 분석프로그램 등으로 구성됨이 바람직하다.

또는, 도 2의 우측 하단에 도시된 바와 같이, 타격체(4a) 자체가 충격력센서(200a)로 구성되거나, 타격체(4b)의 외부에 충격력센서(200a)가 부착되거나, 타격체(4c)의 외부에 충격력센서(200a)가 결합되도록 구성될 수도 있다.

충격력센서 및 데이터수집카드를 통해 입력되는 충격력은 소정의 알고리즘을 가지는 충격력 분석프로그램을 통해서 시간에 따른 충격력의 크기를 측정하도록 구성된다. 이 때 충격력센서(200a)와 기록장치(200b)는 유선 또는 무선 중 어느 하나를 이용하여 데이터를 전송할 수 있도록 구성된다.

상기 강도산정부(300)는 충격력 측정부(200)에서 측정되고 기록된 시간에 따른 충격력으로부터 초기 충격량 또는 누적 충격량을 연산한 후 초기 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식 또는 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식을 이용하여 측정대상물의 강도를 산정하는 것으로써, 상기 몸체(1)에 내장되되 그 위치에 특별한 제약은 없다.

또한, 상기 강도산정부(300)는 일례로서 소정의 알고리즘의 강도산정 프로그램으로 구성되어 있으며, 타격 시 발생하는 충격력은 충격력 측정부(200)를 통해 강도산정 프로그램으로 입력되고 이를 이용하여 초기 충격량 또는 누적 충격량을 연산한 후 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식 또는 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식을 이용하여 측정대상물의 강도를 산정하고 기록할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 초기 충격량의 연산은 측정대상물에 대한 초기타격시의 충격력을 초기 타격발생 시간에 대하여 적분하여 계산되며, 상기 누적 충격량의 연산은 측정대상물에 대한 초기타격 및 연속적인 반발작용에 의한 반복타격으로부터 얻어진 각 시간에 해당하는 충격력을 타격발생 전체시간에 대하여 적분하여 계산된다.

상기 강도표시부(400)는 강도산정부에서(300)에서 측정되고 기록된 강도를 측정자가 눈으로 쉽게 파악할 수 있도록 디지털 값으로 표시할 수 있도록 구성되어 있다.

이와 더불어, 상기 충격력 측정부(200), 강도산정부(300), 강도표시부(400)가 상호 유기적으로 소정의 알고리즘을 가지는 일괄처리 프로그램을 통해 일련의 과정으로 실행되도록 구성하고 D자 모양의 몸체(1) 내에 전력의 공급을 위한 에너지 충전장지(200c)와 유선 또는 무선으로 구성된 신호 연결장치(200d)를 더 포함하여 구성함으로써, 휴대성을 높이거나, 신호 연결장치(200d)를 통해 서버, 무선통신단말기 등 다른 전자기기에서 측정 값 및 측정 결과를 확인하거나, 저장할 수도 있다.

상기한 본 발명에서 이용되는 타격부(100)는 도 1 또는 도 2에서 일례로 보는 바와 같이 측정대상물의 표면에 타격체(4)가 측정대상물을 초기타격 후 타격에너지가 없어질 때까지 반발에 의한 반복타격이 연속적으로 일어날 수 있도록 구성된 어느 하나 이상이 될 수 있다.

상기 충격력 측정부(200)는 본 발명에서 일례로서 제시한 충격력 측정 수단뿐만 아니라 측정대상물에 대한 타격으로부터 발생하는 충격력을 시간에 따라 연속적으로 측정하고 기록할 수 있도록 구성된 어느 하나 이상이 될 수 있다.

또한, 상기 강도산정부(300)는 본 발명에서 일례로서 제시한 소정의 알고리즘을 가지는 강도산정 프로그램뿐만 아니라 충격력 측정부(200)에서 측정되고 기록된 시간에 따른 충격력으로부터 누적 충격량을 계산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식을 이용하여 측정대상물의 강도를 산정할 수 있도록 구성된 어느 하나 이상이 될 수 있다.

또한, 상기 강도표시부(400)는 본 발명에서 일례로서 제시한 디지털 값으로의 표시방법뿐만 아니라 측정된 강도를 측정자가 쉽게 파악할 수 있도록 구성된 어느 하나 이상이 될 수 있다.

초기타격 및 반발에 의한 연속적인 반복타격에 의해 측정된 충격력은 도 5의 (5-I)에 도시된 바와 같이 시간에 따라 그 크기가 감소되는 특징을 나타낸다.

또한, 본 발명의 초기 충격력 및 초기 충격량은 도 5의 (5-1) 및 (5-II)에서 t1 범위에 해당하는 것으로써, 초기 충격량은 초기타격 시 발생되는 충격력을 초기 타격발생 시간에 대하여 적분한 값이다.

또한, 본 발명의 누적 충격력 및 누적 충격량은 도 5의 (5-1) 및 (5-II)에서 t2 범위에 해당하는 것으로써, 누적 충격량은 도 5의 (5-II)에 도시된 바와 같이 초기타격 및 반발에 의한 연속적인 반복타격으로부터 발생한 각 시간에 해당하는 충격력을 전체시간에 대하여 적분한 값이다.

이를 바탕으로 연산된 초기 충격량 또는 누적 충격량을 미리 설정된 초기 충격량과 직접압축강도의 관계식 또는 누적 충격량과 직접압축강도의 관계식에 대입함으로써 도 5의 (5-III)에 도시된 바와 같이, 초기 충격량 또는 누적 충격량(일괄적으로 충격량으로 도시)에 대응하는 측정대상물의 강도를 산정하게 된다.

또 다른 실시예로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 전면이 개방된 중공형태로 몸체(1)가 형성되고, 상기 타격부는 상기 몸체(1) 내부에 배치된 탄성스프링(10)에 의해 전면으로 탄성력을 받는 타격체(4)를 포함하도록 구성될 수도 있다.

보다 상세하게는, 상기 타격체(4)는 일정한 위치에서 탄성스프링(10)의 탄성력에 의해 전면에 위치한 측정대상물을 초기타격하고 타격에너지가 없어질 때 까지 반발에 의한 연속적인 반복타격을 하게 되며, 이때 발생되는 충격력을 충격력 측정부(200)에서 시간에 따라 연속적으로 측정하고 기록하도록 구성된다.

또한, 상기 타격체(4)의 정지 및 이완 상태로의 전환은 별도의 걸쇠(11) 또는 전자석 등에 의한 제어를 통해 전환되도록 구성될 수 있고, 타격체의 타격방향 유도를 보다 용이하게 하기위해 타격체(4)의 측면에 복수 개의 유도돌기(4a)를 형성하고 이에 대응되는 복수 개의 유도홈(4b)이 몸체(1) 내부벽에 형성되도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 타격체(4) 내부 또는 외부에 위치한 충격력 측정부(200)는 몸체(1)에 일체로 배치되거나, 별도로 구성된 강도산정부(300) 및 강도표시부(400)와 유선 또는 무선으로 데이터를 전송하도록 구성된다.

이 때, 강도산정방법 및 강도표시는 앞서 언급한 실시 예 에서와 같은 방법으로 이루어진다.

또한, 타격체(4)에 충격력센서를 삽입, 부착 또는 장착하여 설치할 수도 있고 타격체 자체를 충격력센서로 구성하여 사용할 수도 있고, 타격체는 구, 원기둥, 육면체, 삼각뿔 중 어느 한 형태로 구성할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법을 순서대로 도시한 것이며, 타격부, 충격력 측정부, 강도산정부, 강도표시부로 구성된 현장측정 장치의 전면이 측정대상물에 밀착하여 위치하도록 준비하는 현장측정 준비단계(S1)와 타격부(100)의 타격체가 측정대상물을 타격하는 측정대상물 타격단계(S2)와 타격부(100)의 타격체가 측정대상물을 타격할 때 발생하는 충격력을 충격력 측정부(200)에서 시간에 따라 측정하고 기록하는 충격력 측정단계(S3)와 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 충격량을 계산한 후 미리 설정된 충격량과 직접압축강도의 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하는 강도 산정단계(S4)와 산정된 강도를 강도표시부(400)를 통해 디지털 값으로 나타내는 강도 표시단계(S5)로 구성된다.

또는, 상기 충격력 측정단계(S3)는 측정대상물을 초기 타격할 때 발생하는 충격력을 충격력 측정부(200)에서 시간에 따라 측정 및 기록하고, 상기 강도 산정단계(S4)는 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 초기 충격량을 계산한 후 미리 설정된 초기 충격량과 직접압축강도의 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하도록 구성될 수도 있다.

또는, 상기 충격력 측정단계(S3)는 측정대상물을 초기 타격 후 타격에너지가 없어질 때 까지 반발에 의해 연속적인 반복타격이 일어난 후 타격에너지가 소실되어 타격이 더 이상 진행되지 않을 때까지 시간에 따른 충격력을 충격력 측정부(200)에서 측정 및 기록하고, 상기 강도 산정단계(S4)는 측정된 시간에 따른 충격력으로부터 누적 충격량을 계산한 후 미리 설정된 누적 충격량과 직접압축강도의 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하도록 구성될 수도 있다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

1 : 몸체
2 : 힌지연결부
3 : 타격봉
4 : 타격체
5 : 손잡이
100 : 타격부
200 : 충격력 측정부
300 : 강도산정부
400 : 강도표시부

Claims

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현장에서 측정대상물을 초기타격 후 타격에너지가 없어질 때 까지 반발에 의한 반복타격이 연속적으로 일어날 수 있도록 구성된 타격체를 포함하는 타격부(100)와;
타격부의 타격체가 측정대상물을 초기 타격할 때와 반발작용에 의한 연속적인 반복타격을 할 때 발생하는 충격력을 시간에 따라 측정하고 기록하는 충격력 측정부(200)와;
측정된 시간에 따른 충격력으로부터 누적 충격량을 연산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하는 강도산정부(300)와;
산정된 강도를 측정자가 눈으로 쉽게 파악할 수 있도록 디지털 값으로 표시하는 강도표시부(400)로 구성되고,
강도산정부(300)는 측정대상물의 재료별 에너지감쇄 특성이 반영되도록 측정된 시간에 따른 충격력을 초기타격 및 반발에 의한 연속적인 반복타격 발생 전체 시간에 대하여 적분하여 누적 충격량을 연산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하며,
상기 타격부(100)는 측정대상물에 밀착하여 위치시킬 수 있도록 전면을 가지면서 강도산정부 및 강도표시부가 설치되는 D자 모양의 몸체와;
상기 몸체에 장착된 손잡이로 구성되어 있으며,
상기 타격부에 의한 타격은 작업자가 수동적으로 실행하거나, 전기적 신호를 이용한 전자석의 제어를 통해 자동적으로 실행할 수도 있는 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
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제 3항에 있어서,
상기 몸체의 힌지연결부에 일단이 연결되는 타격봉 및 상기 타격봉의 타단에 연결되는 타격체를 더 포함하며,
상기 타격봉은 소정의 길이를 가지되 타격봉의 한쪽은 회동가능하게 힌지연결부에 연결되어 있고 다른 한쪽은 구상의 타격체로 형성되어 있어 회동을 통해 측정대상물을 초기타격 후 반발에 의한 반복타격이 연속적으로 일어날 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
제 3항에 있어서,
상기 충격력 측정부(200)는 충격력센서, 데이터수집카드, 충격력 분석프로그램으로 구성되어 있으며, 측정대상물을 초기타격 및 반발에 의한 연속적인 반복타격으로부터 발생하는 충격력은 충격력센서 및 데이터수집카드를 통해 입력되어 충격력 분석프로그램에서 충격력의 크기를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
제 6항에 있어서,
상기 충격력 측정부(200)의 충격력은 힘의 크기를 나타낼 수 있는 지표 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
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제 3항에 있어서,
상기 강도산정부(300)는 충격력 측정부(200)에서 측정되고 기록된 시간에 따른 충격력으로부터 누적 충격량(측정대상물을 초기타격 및 반발작용에 의한 연속적인 반복타격으로부터 발생한 시간에 따른 충격력을 타격발생 전체시간에 대하여 적분하여 계산)을 계산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하고 기록할 수 있도록 강도산정 프로그램으로 구성된 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
제 3항에 있어서,
타격부(100)의 타격체(4)는 구, 원기둥, 육면체, 삼각뿔 중 어느 한 형태로 구성할 수 있으며, 타격체에 충격력센서를 삽입, 부착 또는 장착하여 설치할 수도 있고 타격체 자체를 충격력센서로 구성하여 사용할 수도 있는 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
제 3항에 있어서,
상기 충격력 측정부, 강도산정부, 강도표시부가 상호 유기적으로 일괄처리 프로그램을 통해 실행되도록 구성하고 D자 모양의 몸체 내에 전력의 공급을 위한 에너지 충전장지와 유선 또는 무선으로 구성된 신호 연결장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
제 5항에 있어서,
상기 몸체에는 수직하게 절개면이 형성되고, 상기 타격체는 절개면을 따라 회동하도록 구성되되, 상기 몸체가 수직하게 배치되지 않고, 비스듬하게 기울어진 상태에서도 상기 타격체가 상기 몸체와 충돌하지 않고, 회동할 수 있도록 상기 타격체 내에는 자성체가 배치되고, 자성체가 내장된 상기 타격체를 자력으로 절개면으로부터 이격시켜주기 위한 가이드 자성체가 절개면의 양측에 배치된 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
제 3항에 있어서,
상기 타격부(100)는 타격체(4)가 힌지연결부를 중심으로 회동하도록 구성되되, 일정한 위치에서 자유낙하에 의해 측정대상물을 타격하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
제 3항에 있어서,
상기 타격부(100)는 타격체(4)가 힌지연결부를 중심으로 회동하도록 구성되되, 일정한 위치에서 탄성부재에 의해 일정한 속도로 측정대상물을 타격하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
제 3항에 있어서,
상기 타격부(100)는 타격체(4)가 전면이 개방된 중공형태의 몸체 내부에 배치된 탄성스프링에 의해 일정한 위치에서 전면으로 탄성력을 받도록 구성되어, 탄성스프링의 탄성력에 의해 전면에 위치한 측정대상물을 초기타격 후 타격에너지가 없어질 때 까지 반발에 의해 연속적으로 반복 타격하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
제 16항에 있어서,
상기 타격체의 타격방향 유도를 보다 용이하게 하기위해 타격체의 측면에 복수 개의 유도돌기를 형성하고 이에 대응되는 복수 개의 유도홈이 몸체 내부벽에 형성된 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 장치.
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타격부, 충격력 측정부, 강도산정부, 강도표시부로 구성된 현장측정 장치의 전면이 측정대상물에 밀착하여 위치하도록 준비하는 현장측정 준비단계(S1)와;
타격부(100)의 타격체가 일정한 위치에서 측정대상물을 초기타격하고 타격 후 반발에 의해 연속적인 반복타격이 일어난 후 타격에너지가 소실되어 타격이 더 이상 진행되지 않을 때가지 타격이 이루어지도록 하는 측정대상물 타격단계(S2)와;
타격부(100)의 타격체가 측정대상물을 초기타격하고 타격 후 반발에 의해 연속적인 반복타격이 일어난 후 타격에너지가 소실되어 타격이 더 이상 진행되지 않을 때까지 시간에 따른 충격력을 충격력 측정부(200)를 통해 측정하고 기록하는 충격력 측정단계(S3)와;
측정된 시간에 따른 충격력으로부터 누적 충격량을 계산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하는 강도 산정단계(S4)와;
산정된 강도를 강도표시부(400)를 통해 디지털 값으로 나타내는 강도 표시단계(S5)로 구성되며,
상기 강도 산정단계(S4)는 강도산정부(300)는 측정대상물의 재료별 에너지감쇄 특성이 반영되도록 측정된 시간에 따른 충격력을 초기타격 및 반발에 의한 연속적인 반복타격 발생 전체 시간에 대하여 적분하여 누적 충격량을 연산한 후 누적 충격량과 직접압축강도와의 미리 설정된 관계식으로부터 측정대상물의 강도를 산정하며,
상기 측정대상물 타격단계(S2)의 타격부(100)는 측정대상물에 밀착하여 위치시킬 수 있도록 전면을 가지면서 강도산정부 및 강도표시부가 설치되는 D자 모양의 몸체와;
상기 몸체에 장착된 손잡이로 구성되어 있으며,
상기 타격부에 의한 타격은 작업자가 수동적으로 실행하거나, 전기적 신호를 이용한 전자석의 제어를 통해 자동적으로 실행할 수도 있는 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법.
제 20항에 있어서,
상기 타격부(100)는 측정대상물에 밀착하여 위치시킬 수 있도록 전면을 가지면서 강도산정 및 표시를 위한 시스템장치가 설치되는 D자 모양의 몸체와;
상기 몸체의 힌지연결부에 일단이 연결되는 타격봉 및 상기 타격봉의 타단에 연결되는 타격체와 상기몸체에 장착된 손잡이로 구성되어 있으며, 상기 타격체의 정지 및 이완은 수동적으로 실행할 수도 있고 전자석 및 전자석 버튼을 설치하여 전기적 신호로서 실행할 수도 있는 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법.
제 21항에 있어서,
상기 타격봉은 소정의 길이를 가지고 있으며 타격봉의 한쪽은 힌지연결부에 연결되어 있고 다른 한쪽은 구상의 타격체(4)가 배치되어 있어 측정대상물을 초기타격 후 반발에 의한 반복타격이 연속적으로 일어날 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법.
제 20항에 있어서,
상기 타격부(100)는 타격체(4)가 구, 원기둥, 육면체, 삼각뿔 중 어느 한 형태로 구성할 수 있으며, 타격체에 충격력센서를 삽입, 부착 또는 장착하여 설치할 수도 있고 타격체 자체를 충격력센서로 구성하여 사용할 수도 있는 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법.
제 20항에 있어서,
상기 타격부(100)는 타격체(4)가 일정한 위치에서 탄성스프링에 의해 전면에 위치한 측정대상물을 초기타격 후 타격에너지가 없어질 때 까지 반발에 의해 연속적으로 반복 타격하도록 구성되고, 상기 타격체(4)에 충격력센서를 삽입, 부착 또는 장착하여 설치하거나 타격체 자체를 충격력센서로 구성하여 사용할 수 있으며, 상기 타격체(4)는 구, 원기둥, 육면체, 삼각뿔 중 어느 한 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 충격량을 이용한 비파괴 강도 현장측정 방법.