KR102102187B1 - Rock-Falling Sensing System Using Data-logger - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 낙석 예방을 위해 낙석이 우려되는 곳에 계측기를 설치하고, 계측 결과를 기록하는 데이터로거를 활용한 낙석계측시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a rockfall measurement system using a data logger to install a measuring instrument in a place where a rockfall is concerned, and record the measurement result to prevent rockfall.
해빙기에는 낙석이나 산사태가 일어나기 쉽다. 이에 급경사위험지구 및 자연사면 등에서 발생하는 낙석을 사전에 인지하여 사고를 예방할 수 있도록, 암석 절리의 변화를 과학적이고 체계적으로 관리할 필요가 있다.Rockfall and landslides are likely to occur in the sea ice. Therefore, it is necessary to scientifically and systematically manage changes in rock joints to prevent accidents by proactively recognizing falling rocks in steep slopes and natural slopes.
종래에는 절리가 우려되는 구간에 와이어를 설치하고 와이어의 길이 변화를 통해 절리의 움직임을 감지하는 방식이 적용되었다. 그러나 이러한 방식은 시간이 지날수록 와이어가 느슨해짐으로 인해 신뢰성이 떨어진다는 문제가 있었다. 또한 동물이나 다른 낙석 기타 다른 이유로 와이어가 손상되거나 훼손되어 오류가 발생할 여지가 있었다.Conventionally, a method of detecting a movement of a joint through a change in the length of the wire is installed by installing the wire in a section where the joint is concerned. However, this method has a problem in that reliability decreases as the wire becomes loose over time. In addition, there was room for errors due to damaged or damaged wires for animals or other falling rocks.
또한 균열이 일어난 부위에 계측기를 설치하고 담당직원이 주기적으로 방문하여 계측기를 육안 관찰하거나, 전기 테스터기 등을 사용하는 방식도 적용된바 있다. 그러나 이러한 방식은, 실시간 관측이 어려워 낙석 예측이 어렵고, 데이터 신뢰도가 낮아 분석 등을 통해 낙석의 사전예방을 하기에는 어려움이 있었다.In addition, a method has been applied in which a measuring instrument is installed in a cracked area, and a staff member regularly visits the measuring instrument to visually observe the measuring instrument or use an electric tester. However, this method has difficulty in predicting rockfall through real-time observation, making prediction of rockfall difficult, and data reliability is low.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 급경사 위험지구 및 자연 사면 등에서 발생하고 있는 낙석 등을 사전에 인지할 수 있도록 암석 절리의 변화를 과학적인 방법으로 관리할 수 있는 데이터로거를 이용한 낙석계측시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above-described problems, and uses a data logger that can manage changes in rock joints in a scientific way so as to be able to recognize rockfalls occurring in a steep slope and a natural slope in advance. It aims to provide a rockfall measurement system.
또한 본 발명은 균열계와 경사계를 이용하여 측정된 데이터를 데이터로거를 이용하여 전송하여 안전 관리가 용이한 낙석계측시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a rockfall measurement system that is easy to manage safety by transmitting data measured using a crack meter and an inclinometer using a data logger.
또한 본 발명은 현장에 설치하고 구축하기 편리하며, 통신망이 두절되더라도 쉽게 데이터를 취득할 수 있는 낙석계측시스템의 설치 및 구축 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a method of installing and constructing a rockfall measurement system that is convenient to install and construct on site, and can easily acquire data even if a communication network is lost.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 제1부착부(23-1)를 통해 암석(10)의 기반부(11)에 설치되는 센서본체(21)와, 제2부착부(23-2)를 통해 상기 기반부(11)에 인접한 낙석우려부(12)에 설치되는 팁(22)을 포함하는 균열계(20); 제3부착부(33)를 통해 상기 낙석우려부(12)에 설치되고, 낙석우려부의 2축 이상의 방향 변위를 측정하는 경사계(30); 상기 균열계(20)와 경사계(30)에 각각 케이블(34)로 연결되어 상기 균열계(20)와 경사계(30)에서 측정된 데이터를 저장하는 기판(42)을 구비하고, 상기 기판(42)과 균열계(20)와 경사계(30)에 전원을 공급하는 배터리(43)를 구비하고, 상기 기판(42)과 배터리(43)를 수용하는 함체(41)를 구비하고, 상기 함체(41) 외부에 배치되어 상기 배터리(43)를 충전하기 위한 에너지를 하베스팅하는 태양광패널(44)을 구비하고, 사람이 접근 가능한 위치에 설치되는 데이터로거(40); 상기 데이터로거(40)의 기판(42)에 전기적으로 연결되는 접속포트(45); 및 상기 데이터로거(40)의 기판(42)에 전기적으로 연결되는 통신모듈(46);을 구비하는 낙석계측시스템을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention, the
상기 접속포트(45)는, 사람이 접근하여 상기 접속포트(45)에 연결한 수동계측 단말기(52)로, 상기 데이터로거(40)에 저장된 측정 데이터를 다운로드 하는 경로를 제공할 수 있다.The
상기 통신모듈(46)은 원거리에 마련된 자동화 계측서버(50)에, 상기 데이터로거(40)에 저장된 측정 데이터를 무선으로 송신할 수 있다.The
또한 본 발명은 상기 데이터로거를 이용한 낙석계측시스템을 구축하는 방법으로서, 암석균열부를 선정하고, 상기 균열계(20)와 경사계(30)가 설치될 부위의 습기를 제거하는 단계; 셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 센서본체(21)의 제1부착부(23-1)를 상기 낙석우려부(12)와 마주하는 기반부(11)에 고정하고, 셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 팁(22)의 제2부착부(23-2)를 상기 낙석우려부(12)에 고정하는 균열계(20) 설치 단계; 낙석우려부(12)에 셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 본체(31)의 제3부착부(33)를 상기 낙석우려부(12)에 고정하는 경사계(30) 설치 단계; 설치된 균열계(20)와 경사계(30)에 케이블(24, 34)을 각각 연결하는 단계; 설치된 상기 균열계(20) 및 경사계(30)와 가깝고 사람이 접근할 수 있는 위치를 선정하고 상기 데이터로거(40)가 설치될 부위의 습기를 제거하는 단계; 셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 함체(41)를 위치 선정부에 고정하는 단계; 상기 균열계(20)와 경사계(30)에 연결된 케이블(24, 34)을 상기 기판(42)에 전기적으로 연결하는 단계; 및 직사광선이 드는 위치에 상기 태양광패널(44)을 설치하고, 케이블로 상기 태양광패널과 상기 배터리를 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하는 낙석계측시스템의 구축 방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method for constructing a rockfall measurement system using the data logger, the step of selecting a rock crack, and removing the moisture of the
본 발명의 낙석계측시스템은, 설치가 어려운 지역에서도 쉽게 구축할 수 있다.The rockfall measurement system of the present invention can be easily constructed even in areas where installation is difficult.
본 발명의 낙석계측시스템은 데이터로거를 사용하여 현장에서 데이터를 축적하므로, 무선통신망을 통해 원격의 위치에서 통합 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 통신망이 두절되더라도 관리자가 현장에서 접근하기 쉬운 위치에 데이터로거가 설치되어 있어 데이터로거를 통해 축적된 데이터를 단순히 다운로드 받는 것만으로 데이터를 확보할 수 있다. 특히 통신망이 열악한 깊은 산간 지역에 설치할 경우에도, 데이터로거가 주기적으로 계측 데이터를 축적하고 있으므로, 관리의 신뢰성을 높일 수 있다.Since the rockfall measurement system of the present invention accumulates data in the field using a data logger, it can not only be integrated and managed at a remote location through a wireless communication network, but also a data logger in a location that is easily accessible by the administrator even if the communication network is lost. Is installed, you can secure the data simply by downloading the accumulated data through the data logger. In particular, even in a deep mountainous region where the communication network is poor, since the data logger periodically accumulates measurement data, reliability of management can be improved.
본 발명의 낙석계측시스템은 주기적으로 계측을 하고 계측 데이터를 확보하므로, 슬립(sleep) 모드 등을 적용하여 에너지 소비율을 최소화할 수 있다. 이와 더불어 태양광패널을 설치하면, 외부 공급 전원 없이 낙석계측시스템을 운용하기 위한 전기 에너지를 자급할 수 있다.Since the rockfall measurement system of the present invention periodically measures and secures measurement data, it is possible to minimize the energy consumption rate by applying a sleep mode or the like. In addition, when a solar panel is installed, electric energy for operating a rockfall measurement system without external power can be self-sufficient.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the concrete effects of the present invention will be described together while describing the specific matters for carrying out the invention.
도 1은 본 발명에 따른 계측부의 설치 상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 데이터로거의 설치 상태를 나타낸다.
도 3은 계측부와 데이터로거의 설치 상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 낙석계측시스템의 계통을 나타낸 도면이다.
도 5는 수동계측 단말기에서 획득한 데이터로거의 데이터 중 균열계의 데이터를 처리한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 수동계측 단말기에서 획득한 데이터로거의 데이터 중 경사계의 데이터를 처리한 결과를 나타낸 도면이다.
도 7은 자동화 계측서버에서 획득한 데이터로거의 데이터를 처리한 결과를 나타낸 도면이다.1 shows an installation state of a measuring unit according to the present invention.
2 shows the installation state of the data logger according to the present invention.
3 shows the installation state of the measurement unit and the data logger.
4 is a view showing a system of a rockfall measurement system according to the present invention.
5 is a view showing a result of processing the data of the crack meter from the data of the data logger acquired by the manual measurement terminal.
6 is a view showing a result of processing the data of the inclinometer among the data of the data logger acquired by the manual measurement terminal.
7 is a view showing the results of processing the data of the data logger obtained from the automated measurement server.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and various changes may be made and various forms may be implemented. However, this embodiment is provided to make the disclosure of the present invention complete and to fully inform the person of ordinary skill in the scope of the invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but also replaces or adds the configuration of any one embodiment to the configuration of another embodiment, as well as all modifications and equivalents included in the technical spirit and scope of the present invention. It should be understood to include an alternative.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.The accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in the specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes and equivalents included in the spirit and technical scope of the present invention It should be understood to include water to substitutes. In the drawings, the components may be exaggeratedly large or small in size or thickness in consideration of convenience of understanding, but for this reason, the protection scope of the present invention should not be limitedly interpreted.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this specification are only used to describe specific embodiments or examples, and are not intended to limit the present invention. And a singular expression includes a plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In the specification, the terms ~ include, ~ consist of, etc. are intended to designate the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. In other words, in the specification, the terms such as ~ include, ~ consist. It should be understood that one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It should be understood that when an element is referred to as being “above” or “below” another element, other elements may be present in the middle as well as being disposed immediately above the other element. .
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
본 발명에 따른 실시예의 낙석계측시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 암석 절리(13) 등이 일어나 암석(10)의 기반부(11)로부터 낙석우려부(12)가 발생한 경우, 절리(13)의 균열 부근에 균열계(20)를 설치하고, 낙석우려부(12)에 경사계(30)를 설치하며, 상기 균열계(20)와 경사계(30)에서 측정된 데이터를 축적하여 저장할 수 있는 데이터로거(40)를 상기 균열계(20)와 경사계(30) 부근에 설치한다. 상기 데이터로거(40)는 상기 균열계(20)와 경사계(30)에 가까이 위치하되, 사람이 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치한다.In the rockfall measurement system of the embodiment according to the present invention, when a
균열계(20)와 경사계(30)는 각각 케이블(24, 34)로 상기 데이터로거(40)와 연결될 수 있다. 케이블(24, 34)은 피복의 색상을 서로 달리 하여 어떠한 케이블이 어떠한 계측기(균열계 또는 경사계)에 연결되는 것인지 쉽게 파악할 수 있도록 함으로써, 데이터로거(40)에 케이블을 연결할 때 케이블을 쉽게 구분하게 할 수 있고, 유지 보수 역시 편리하게 할 수 있다.The
케이블이 자중에 의해 늘어지면 계측기의 계측값에 영향을 미칠 수 있으므로, 케이블은 암벽에 소정의 간격을 두고 고정시킬 수 있다. 상기 케이블은 암벽의 손상을 최소화하기 위해 에폭시 등의 접착제로 고정할 수 있다. 또한 우천시 빗물이 케이블을 타고 내려와 데이터로거(40) 또는 계측기(20, 30)의 전기적 접속 부위에 침투하거나 영향을 미칠 우려가 있다. 이에 데이터로거(40) 및 계측기(20, 30)와 연결되는 부근의 케이블 구간은 일정 구간 하향하도록 고정함으로써, 빗물의 침투를 예방할 수 있다.If the cable is stretched by its own weight, it can affect the measured value of the instrument, so the cable can be fixed at a predetermined distance to the rock wall. The cable can be fixed with an adhesive such as epoxy to minimize damage to the rock wall. In addition, there is a fear that rainwater may descend on a cable and infiltrate or affect an electrical connection portion of the
도 1을 참조하면 균열계(20)는 센서본체(21)와 팁(22)을 구비한다. 센서본체(21)와 팁(22)은 각각 균열 또는 절리(13)를 사이에 두고 양측에 각각 고정될 수 있다. 암벽과의 고정을 위해 상기 센서본체(21)와 팁(22)에는 각각 제1부착부(23-1)와 제2부착부(23-2)가 구비된다.Referring to Figure 1, the
상기 센서본체(21)는 조인트메타 타입의 전기식 센서일 수 있다. 전기식 센서는 분해능이 0.003mm 이하로서 매우 정교한 측정이 가능하다. 아울러 상기 전기식 센서는 섭씨 영하 30도 내지 섭씨 영상 80도의 범위에서 정상 작동이 가능한바, 동절기에도 정상적인 운용이 가능하다. 특히 해빙기에 발생하는 절리와 낙석 문제를 대비하기 위해서는 저온 환경에서도 정상적으로 운용할 수 있는 것이 바람직하다. 한편 절리의 균열 변위는 매우 미세하게 이루어지므로, 경제성 등을 감안하여, 상기 균열계(20)의 측정 범위는 최대 50mm 정도면 족하다.The
상기 센서본체(21)는 상기 제1부착부(23-1)를 통해 암석(10)의 기반부(11)에 설치된다. 그리고 상기 팁(22)은 상기 제2부착부(23-2)를 통해 상기 기반부(11)에 인접한 낙석우려부(12)에 설치된다.The
도 1을 참조하면, 경사계(30)는 본체(31) 및 상기 본체(31)를 고정하기 위한 제3부착부(33)를 구비한다. 상기 본체(31)는 상기 제3부착부(33)를 통해 상기 낙석우려부(12)에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
상기 경사계는 고감도(MEMS) 센서를 구비한다. 고감도 센서의 분해능은 0.001785714(Degree/Volt)로서 매우 정교한 측정이 가능하다. 아울러 상기 고감도 센서는 섭씨 영하 20도 내지 섭씨 영상 50도의 범위에서 정상 작동이 가능한바, 동절기에도 정상적인 운용이 가능하다. 특히 해빙기에 발생하는 절리와 낙석 문제를 대비하기 위해서는 저온 환경에서도 정상적으로 운용할 수 있는 것이 바람직하다. 한편 절리의 균열 변위는 매우 미세하게 이루어지므로, 경제성 등을 감안하여, 상기 경사계(30)의 측정 범위는 최대 -5도 내지 5도 정도면 족하다.The inclinometer has a high sensitivity (MEMS) sensor. The resolution of the high-sensitivity sensor is 0.001785714 (Degree / Volt), which enables very precise measurements. In addition, the high-sensitivity sensor can operate normally in the range of minus 20 degrees Celsius to 50 degrees Celsius, so it can be operated normally even in winter. In particular, it is desirable to be able to operate normally even in a low temperature environment in order to prepare for joint and rockfall problems occurring in the thawing period. On the other hand, since the crack displacement of the joint is made very finely, in consideration of economical efficiency, the measuring range of the
상기 경사계(30)는 낙석우려부의 2축 이상의 방향 변위를 측정하는 것이 가능하다. 따라서 경사계(30)를 낙석우려부(12) 표면에 부착하면, 최초 부착 시점을 기준으로 경사각의 변위를 지속적으로 측정하고 산출할 수 있다.The
상기 균열계(20)와 경사계(30)에 대한 전원 공급은 상기 케이블(24, 34)에 의해 데이터로거(40)로부터 이루어질 수 있으므로, 계측기에 별도의 전원을 설치할 필요는 없다. 또한 계측 결과 역시 상기 케이블(24, 34)을 통해 데이터로거(40)에 전달될 수 있다. 따라서 상기 균열계(20)와 경사계(30)는 계측 대상과 고정하기 위한 부위 외에는 계측에 필요한 구성만을 구비하여도 무방하며, 이에 따라 부피를 작게 할 수 있다. 이는 계측기 설치 위치가 어려운 지역에도 계측기를 쉽게 설치할 수 있다는 이점을 가진다.Since the power supply to the
상기 계측기는 주기적으로 한번씩의 측정만 하면 족하므로, 에너지 소비를 줄일 수 있다. 가령 계측이 시간당 1회 이루어진다면, 데이터로거(40)에 RTC 회로를 적용하여, 계측이 이루어지는 시간대 외에는 전원 공급을 최소화하는 슬립(sleep) 모드를 운용할 수 있도록 함으로써, 전력 소모를 최소화할 수 있다.Since the measuring instrument needs to be measured only once periodically, energy consumption can be reduced. For example, if the measurement is performed once per hour, power consumption can be minimized by applying an RTC circuit to the
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 데이터로거(40)는 상기 균열계(20)와 경사계(30)에 각각 케이블(24, 34)로 연결되어 상기 균열계(20)와 경사계(30)에서 측정된 데이터를 저장하는 기판(42)을 구비한다. 상기 기판(42)은 한 장으로 통합되거나, 여러 장으로 분할될 수 있다.2, the
기판(42)은 상기 계측기(20, 30)와 전기적으로 연결되어 상기 계측기에서 측정된 결과 값을 전기적 신호로 전달받을 수 있다. 상기 기판(42)은 상기 측정 데이터를 저장할 수 있는 메모리 등의 저장장치와 연결될 수 있다. 상기 메모리는 기판(42)에 실장될 수 있다. 이와 달리 상기 메모리는 기판(42)과 별도로 외장 설치될 수 있다.The
또한 상기 기판(42)은 상기 케이블(24, 34)을 통해 상기 계측기(20, 30)에 전원을 공급할 수 있다.In addition, the
상기 데이터로거(40)는, 상기 기판(42)과 균열계(20)와 경사계(30)에 전원을 공급하는 배터리(43)를 구비할 수 있다. 상기 기판(42)은 상기 배터리(43)로부터 전원을 공급받고, 그 전원의 일부를 상기 계측기에 공급할 수 있다.The
상기 데이터로거(40)는, 상기 기판(42)과 배터리(43)를 수용하는 함체(41)를 구비할 수 있다. 상기 함체(41)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 후면과 상하 좌우 면이 막혀 있고 전방으로 개방된 캐비닛과, 상기 캐비닛의 측면에 힌지 결합되어 스윙 개폐되는 도어를 구비한다. 상기 케이블(24, 34)은 상기 캐비닛의 측면에 마련된 관통홀을 통해 함체(41) 내부에 구비된 기판(42)과 연결될 수 있다. 데이터로거(40)는 계측기보다 위쪽에 설치될 수도 있고, 계측기보다 아래쪽에 설치될 수도 있다. 따라서 상기 케이블(24, 34)이 관통하는 캐비닛의 관통홀은, 다양한 설치 환경을 반영하여 측면에 형성하는 것이 바람직하다. 관통홀이 캐비닛 상부에 형성되면 빗물 등이 스며들 우려가 크고, 데이터로거가 계측기보다 위쪽에 설치될 경우, 케이블 배선이 번거롭다. 또한 관통홀이 캐비닛 하부에 형성되면, 데이터로거가 계측기보다 아래쪽에 설치될 경우, 케이블 배선이 번거롭다. 반면 측면에 관통홀이 있는 경우, 빗물의 유입 방지가 용이하면서도 계측기에 대한 데이터로거의 상대적인 설치 위치에 관계 없이 케이블 배선을 모두 편리하게 할 수 있다.The
또한 상기 데이터로거(40)는 상기 함체(41) 외부에 배치되어 상기 배터리(43)를 충전하기 위한 에너지를 하베스팅하는 태양광패널(44)을 구비한다.In addition, the
상기 태양광패널(44)은 태양이 잘 드는 곳에 설치하는 것이 바람직하다. 상기 함체(41)는 사람이 쉽게 접근 가능한 위치에 설치될 수 있으며, 상기 함체(41)가 설치된 곳이 태양이 잘 드는 곳이라면, 상기 태양광패널(44)은, 도 3에 도시된 바와 같이 함체(41)에 부착 설치될 수도 있다.The
태양광패널(44)이 함체(41)의 도어에 부착 설치된 경우, 태양광패널(44)은 상기 도어에 마련된 관통홀을 관통하여 상기 기판(42)에 연결될 수 있다. 이와 같이 태양광패널(44)을 함체(41)에 부착하면, 태양광패널(44)을 거치하기 위한 별도의 브래킷을 암반 등에 고정하는 과정을 생략할 수 있어, 설치가 더욱 간편하다.When the
도 4를 참조하면, 상기 데이터로거(40)는 그 기판(42)에 전기적으로 연결되는 접속포트(45)를 더 포함한다. 상기 접속포트(45)는 시스템 운용자가 수동계측 단말기(52)를 이용하여 상기 데이터로거(40)에 축적된 계측 데이터를 일거에 다운로드 받을 수 있는 경로가 된다. 상기 접속포트(45)는, 사람이 접근하여 상기 접속포트(45)에 연결한 수동계측 단말기(52)로, 상기 데이터로거(40)에 저장된 측정 데이터를 다운로드 하는 경로를 제공할 수 있다. 이런 연유로, 상기 데이터로거(40)는 사람이 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 접속포트(45)는 USB 포트일 수 있다. 우수의 유입을 방지하기 위해, 상기 USB 포트는 함체 내부에 설치될 수 있다. 상기 USB 포트를 함체 외부에 노출되도록 설치할 경우에는, 고무 마개 등을 설치하여 우수가 USB 포트에 유입되는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
상기 수동계측 단말기(52)는 가령 스마트폰이거나, 랩톱 일 수 있다. 상기 수동계측 단말기(52)는, 상기 데이터로거(40)로부터 다운로드 받은 데이터를 처리하여, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 시간의 흐름 별 균열과 경사각의 변화를 도식화하여 나타낼 수 있다.The
한편 상기 데이터로거(40)는 상기 데이터로거(40)의 기판(42)에 전기적으로 연결되는 통신모듈(46)을 구비한다. 상기 통신모듈(46)은 CDMA, LTE, 5G 등의 원거리 무선 통신을 통해 자동화 계측서버(50)에 데이터로거(40)에 저장된 계측 데이터를 전송할 수 있다.Meanwhile, the
상기 자동화 계측서버(50)는, 원거리에 배치되고 서로 다른 낙석 우려부에 설치된 복수 개의 계측기와 각각 연결된 데이터로거의 통신모듈(46)들로부터, 상기 복수 개의 데이터로거(40)에 저장된 측정 데이터를 각각 무선으로 수신할 수 있다. 상기 무선 송수신은 하루 1회 등 주기적으로 이루어질 수 있다. 그리고 이들 데이터는, 도 7에 도시된 바와 같이 위치 별로 일목 요연하게 파악할 수 있도록 디스플레이에 도표화하여 표시될 수 있다. 따라서 상기 자동화 계측서버(50)는, 고위험군의 절리 현장들을 즉각적이고 체계적으로 통합 관리할 수 있다.The automated
통신망 두절 등으로 인해 상기 자동화 계측서버(50)에서 데이터를 수신하지 못한 현장에 설치된 계측기의 데이터와, 통신망이 닿지 않아 자동화 계측서버(50)와 자동으로 연동되지 못하는 위치의 현장에 설치된 계측기의 데이터는, 운용자가 현장의 데이터로거(40)에 접근하여 상기 접속포트(45)를 통해 계측데이터를 다운로드 받아 수집할 수 있다. 종래 현장에 직접 방문하여 절리 현장을 점검하는 방식이, 현장에 설치된 계측기를 전기 테스터기로 측정하는 방식이었다면, 본 발명에 따른 현장 점검 방식은, 이미 정기적이고 주기적으로 계측하여 축적 저장해 두었던 데이터를 단순히 다운로드 받는 방식이라는 점에서 차이가 크다. 즉 운용자는 한달에 한번 정도 현장에 방문하여 그간의 균열의 변동을 즉시 확인할 수 있다.Data of the instrument installed at the site that has not received data from the automated
상기 데이터로거를 이용한 낙석계측시스템을 구축하는 방법은 다음과 같다.The method of constructing a rockfall measurement system using the data logger is as follows.
먼저 고위험군의 암석균열부를 선정하고, 상기 균열계(20)와 경사계(30)가 설치될 부위의 습기를 제거한다.First, a high-risk group of rock cracks is selected, and the
다음으로 셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 센서본체(21)의 제1부착부(23-1)를 상기 낙석우려부(12)와 마주하는 기반부(11)에 고정하고, 마찬가지로 셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 팁(22)의 제2부착부(23-2)를 상기 낙석우려부(12)에 고정하여 균열계(20)를 설치한다. 셋팅밴드와 에폭시를 적용할 수 있는 현장에서는 이를 적용하는 것이 바람직하다. 앵커 볼트를 사용하는 것은, 암석을 천공해야 하는 점에서, 천공이 균열이나 절리에 영향을 미칠만한 현장에서는 적용하지 않는 것이 바람직할 수 있다.Next, using a setting band, epoxy or anchor bolt, fix the first attachment portion 23-1 of the
그리고 상기 낙석우려부(12)에 셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 본체(31)의 제3부착부(33)를 상기 낙석우려부(12)에 고정함으로써 경사계(30)를 설치한다.In addition, the
그리고, 설치된 균열계(20)와 경사계(30)에 케이블(24, 34)을 각각 연결한다.Then, the
다음으로, 상기 균열계(20)와 경사계(30)가 설치되었거나 설치될 위치와 가깝고, 사람이 접근할 수 있는 위치를 데이커로거(40) 설치 위치로 선정한다. Next, the
그리고 선정된 위치에서 상기 데이터로거(40)가 설치될 부위의 습기를 제거한다. 이어서 셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 함체(41)를 위치 선정부에 고정한다.Then, moisture is removed from a portion where the
그리고 상기 균열계(20)와 경사계(30)에 연결된 또는 연결될 케이블(24, 34)을 상기 기판(42)에 전기적으로 연결한다.Then, the
아울러 직사광선이 드는 위치에 상기 태양광패널(44)을 설치하고, 케이블로 상기 태양광패널과 상기 배터리를 전기적으로 연결한다. 상기 케이블은 상기 기판에 연결될 수 있다. 기판은 상기 태양광패널에서 발생하는 기전력을 정류하여 상기 배터리를 충전할 수 있다.In addition, the
이렇게 고 위험군 일 개소에 계측기와 데이터로거가 설치되면, 자동화 계측서버(50)와 연동하는 작업을 실시한다.When the instrument and the data logger are installed in one location of the high-risk group, the operation of interworking with the automated
상술한 낙석계측시스템에 따르면, 낙석계측시스템을 편리하게 현장에 설치할 수 있고, 데이터로거를 사용하여 현장에서 데이터를 축적하므로, 무선통신망을 통해 원격의 위치에서 통합 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 통신망이 두절되더라도 관리자가 현장에서 접근하기 쉬운 위치에 데이터로거가 설치되어 있어 데이터로거를 통해 축적된 데이터를 단순히 다운로드 받는 것만으로 데이터를 확보할 수 있고, 특히 통신망이 열악한 깊은 산간 지역에 설치할 경우에도, 데이터로거가 주기적으로 계측 데이터를 축적하고 있으므로, 관리의 신뢰성을 높일 수 있다.According to the above-described rockfall measurement system, the rockfall measurement system can be conveniently installed in the field, and data is accumulated in the field using a data logger, so that it can be integrated and managed from a remote location through a wireless communication network. Even if it is lost, the data logger is installed in a location that can be easily accessed by the administrator, so data can be secured by simply downloading the accumulated data through the data logger, especially when installed in deep mountainous areas where the communication network is poor. Since the logger accumulates measurement data periodically, management reliability can be improved.
또한 상술한 낙석계측시스템은 주기적으로 계측을 하고 계측 데이터를 확보하므로, 슬립(sleep) 모드 등을 적용하여 에너지 소비율을 최소화할 수 있다. 이와 더불어 태양광패널을 설치하면, 외부 공급 전원 없이 낙석계측시스템을 운용하기 위한 전기 에너지를 자급할 수 있다.In addition, since the above-described rockfall measurement system periodically measures and secures measurement data, it is possible to minimize the energy consumption rate by applying a sleep mode or the like. In addition, when a solar panel is installed, electric energy for operating a rockfall measurement system without external power can be self-sufficient.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the exemplified drawings, but the present invention is not limited by the examples and drawings disclosed in the present specification, and can be varied by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that modifications can be made. In addition, although the operation and effect according to the configuration of the present invention has not been explicitly described while explaining the embodiments of the present invention, it is natural that the predictable effect by the configuration should also be recognized.
10: 암석
11: 기반부
12: 낙석우려부
13: 절리
20: 균열계
21: 센서본체
22: 팁
23-1: 제1부착부
23-2: 제2부착부
24: 케이블
30: 경사계
31: 본체
33: 제3부착부
34: 케이블
40: 데이터로거
41: 함체
42: 기판
43: 배터리
44: 태양광패널
45: 접속포트
46: 통신모듈
50: 자동화 계측서버
52: 수동계측 단말기10: rock
11: Infrastructure
12: Rockfall Concerns
13: Joint
20: crack system
21: sensor body
22: Tips
23-1: first attachment
23-2: Second attachment
24: Cable
30: Inclinometer
31: main body
33: third attachment
34: Cable
40: data logger
41: enclosure
42: substrate
43: battery
44: Solar Panel
45: Connection port
46: Communication module
50: automated measurement server
52: manual measuring terminal
Claims (2)
상기 낙석계측시스템은:
제1부착부(23-1)를 통해 암석(10)의 기반부(11)에 설치되는 센서본체(21)와, 제2부착부(23-2)를 통해 상기 기반부(11)에 인접한 낙석우려부(12)에 설치되는 팁(22)을 포함하는 균열계(20);
제3부착부(33)를 통해 상기 낙석우려부(12)에 설치되고, 낙석우려부의 2축 이상의 방향 변위를 측정하는 경사계(30);
상기 균열계(20)와 경사계(30)에 각각 케이블(24, 34)로 연결되어 상기 균열계(20)와 경사계(30)에서 측정된 데이터를 저장하는 저장장치와 연결된 기판(42);
상기 기판(42)과 균열계(20)와 경사계(30)에 전원을 공급하는 배터리(43);
상기 기판(42)에 전기적으로 연결되는 접속포트(45);
상기 기판(42)에 전기적으로 연결되는 통신모듈(46);
상기 기판(42)과 배터리(43)를 수용하는 함체(41);
상기 함체(41) 외부에 배치되어 상기 배터리(43)를 충전하기 위한 에너지를 하베스팅하는 태양광패널(44);
상기 기판(42), 배터리(43), 접속포트(45), 통신모듈(46), 함체(41), 태양광패널(44)을 구비하고, 사람이 접근 가능한 위치에 설치되는 데이터로거(40);
사람이 소지하고, 상기 접속포트(45)에 연결되는 수동계측 단말기(52); 및
상기 데이터로거(40)로부터 원거리에 배치된 자동화 계측서버(50);를 구비하고,
상기 균열계(20)는 분해능이 0.003mm 이하인 조인트메타 타입의 전기식 센서로서, 측정 범위가 최대 50mm 이고,
상기 경사계는 분해능이 0.001785714(Degree/Volt)인 MEMS 센서로서, 측정 범위가 최대 -5도 내지 5도이고,
상기 균열계(20)에 연결되는 케이블(24)과 상기 경사계(30)에 연결되는 케이블(34)의 색상은 서로 다르고,
상기 함체(41)는 후면과 상하 좌우 면이 막혀 있고 전방으로 개방된 캐비닛과, 상기 캐비닛의 측면에 힌지 결합되어 스윙 개폐되는 도어를 구비하여, 사용자가 전방에서 함체(41)의 내부에 접근 가능하고,
상기 케이블(24, 34)은 상기 캐비닛의 측면에 마련된 관통홀을 통해 함체(41) 내부에 구비된 기판(42)과 연결되고,
상기 데이터로거(40)의 함체(41)에 수용된 배터리(43)는 상기 케이블(24, 34)을 통해 상기 균열계(20)와 경사계(30)에 전원을 공급함으로써 상기 배터리(43)가 상기 균열계(20)와 경사계(30)의 전원을 이루고,
상기 케이블은 암벽에 소정의 간격을 두고 고정되되, 데이터로거(40) 및 계측기(20, 30)와 연결되는 부근의 케이블 구간은 일정 구간 하향하도록 고정되고,
상기 태양광패널(44)은 함체(41)의 도어에 부착 설치되고, 상기 도어에는 관통홀이 마련되며, 상기 태양광패널(44)은 상기 도어의 관통홀을 관통하여 상기 기판에 연결되고,
상기 접속포트는 상기 함체 내부에 설치되고,
상기 저장장치에는 상기 균열계(20)와 경사계(30)의 계측 데이터가 축적되고,
상기 접속포트(45)는, 사람이 접근하여 상기 접속포트(45)에 연결한 수동계측 단말기(52)로, 상기 데이터로거(40)의 저장장치에 저장된 측정 데이터를 다운로드 하는 경로를 제공하고,
상기 수동계측 단말기(52)는, 상기 데이터로거(40)로부터 다운로드 받은 데이터를 처리하여, 시간의 흐름 별 균열과 경사각의 변화를 도식화하여 나타내고,
상기 통신모듈(46)은 상기 자동화 계측서버(50)에, 상기 데이터로거(40)에 저장된 측정 데이터를 무선으로 송신하고,
상기 자동화 계측서버(50)는 복수 개의 데이터로거(40)의 위치 별로 데이터들을 디스플레이에 도표화하여 표시하며,
상기 낙석계측시스템을 구축하는 방법은:
암석균열부를 선정하고, 상기 균열계(20)와 경사계(30)가 설치될 부위의 습기를 제거하는 단계;
셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 센서본체(21)의 제1부착부(23-1)를 상기 낙석우려부(12)와 마주하는 기반부(11)에 고정하고, 셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 팁(22)의 제2부착부(23-2)를 상기 낙석우려부(12)에 고정하는 균열계(20) 설치 단계;
낙석우려부(12)에 셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 본체(31)의 제3부착부(33)를 상기 낙석우려부(12)에 고정하는 경사계(30) 설치 단계;
설치된 균열계(20)와 경사계(30)에 서로 다른 색상의 케이블(24, 34)을 구분하여 각각 연결하는 단계;
설치된 상기 균열계(20) 및 경사계(30)와 가깝고 사람이 접근할 수 있으며 직사광선이 드는 위치를 선정하고 상기 데이터로거(40)가 설치될 부위의 습기를 제거하는 단계;
셋팅밴드, 에폭시 또는 앵커 볼트를 사용하여 상기 함체(41)를 위치 선정부에 고정하는 단계;
상기 균열계(20)와 경사계(30)에 연결된 케이블(24, 34)을 색상으로 구분하여 상기 기판(42)에 전기적으로 연결하는 단계; 및
상기 도어에 상기 태양광패널(44)을 설치하고, 케이블로 상기 태양광패널과 상기 배터리를 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
낙석계측시스템의 구축 방법.
As a method of building a rockfall measurement system,
The rockfall measurement system:
The sensor body 21 is installed on the base 11 of the rock 10 through the first attachment portion 23-1, and adjacent to the base portion 11 through the second attachment portion 23-2. A crack system 20 including a tip 22 installed on the rockfall concern 12;
An inclinometer 30 installed on the rockfall concern 12 through a third attachment portion 33 and measuring a displacement of two or more axes of the rockfall concern;
A substrate 42 connected to the crack meter 20 and the inclinometer 30 with cables 24 and 34, respectively, and a storage device for storing data measured by the crack meter 20 and the inclinometer 30;
A battery 43 that supplies power to the substrate 42, the cracking system 20, and the inclinometer 30;
A connection port 45 electrically connected to the substrate 42;
A communication module 46 electrically connected to the substrate 42;
An enclosure 41 accommodating the substrate 42 and the battery 43;
A solar panel 44 disposed outside the enclosure 41 and harvesting energy for charging the battery 43;
The data logger 40 provided with the substrate 42, the battery 43, the connection port 45, the communication module 46, the enclosure 41, and the solar panel 44 is installed at a location accessible to a person. );
A manual measurement terminal 52 carried by a person and connected to the connection port 45; And
Equipped with; automated measurement server 50 disposed at a distance from the data logger (40),
The crack meter 20 is a joint-meta-type electric sensor having a resolution of 0.003 mm or less, the measurement range is up to 50 mm,
The inclinometer is a MEMS sensor with a resolution of 0.001785714 (Degree / Volt), the measurement range is up to -5 degrees to 5 degrees,
The color of the cable 24 connected to the crack meter 20 and the cable 34 connected to the inclinometer 30 is different from each other,
The housing 41 is provided with a cabinet that is closed at the rear, up, down, left, and right sides and is opened to the front, and a door that is hingedly coupled to the side of the cabinet to swing open and close, so that the user can access the interior of the housing 41 from the front. and,
The cables 24 and 34 are connected to a substrate 42 provided inside the enclosure 41 through a through hole provided at a side of the cabinet,
The battery 43 accommodated in the housing 41 of the data logger 40 is supplied to the crack meter 20 and the inclinometer 30 through the cables 24 and 34 so that the battery 43 is It forms the power of the crack meter 20 and the inclinometer 30,
The cable is fixed at a predetermined distance to the rock wall, and the cable section in the vicinity connected to the data logger 40 and the instruments 20 and 30 is fixed to downward at a predetermined section,
The solar panel 44 is attached to the door of the enclosure 41, the door is provided with a through hole, the solar panel 44 is connected to the substrate through the through hole of the door,
The connection port is installed inside the housing,
Measurement data of the crack meter 20 and the inclinometer 30 are accumulated in the storage device,
The connection port 45 provides a path for a person to access and download measurement data stored in a storage device of the data logger 40 to a manual measurement terminal 52 connected to the connection port 45,
The manual measurement terminal 52 processes the data downloaded from the data logger 40, schematically shows the change of cracks and inclination angles over time,
The communication module 46 wirelessly transmits the measurement data stored in the data logger 40 to the automated measurement server 50,
The automated measurement server 50 charts and displays data for each location of a plurality of data loggers 40 on a display,
How to build the rockfall measurement system:
Selecting a rock cracking unit, and removing moisture at a portion where the crack system 20 and the inclinometer 30 will be installed;
Using a setting band, epoxy or anchor bolt, fix the first attachment part 23-1 of the sensor body 21 to the base part 11 facing the rockfall concern part 12, and setting band, epoxy Or using the anchor bolt to the second attachment portion (23-2) of the tip (22) to the rockfall concern (12) installation of a crack system (20);
An inclinometer 30 installation step of fixing the third attachment portion 33 of the body 31 to the rockfall concern portion 12 using a setting band, epoxy or anchor bolt on the rockfall concern portion 12;
Separating and connecting the cables 24 and 34 of different colors to the installed crack system 20 and the inclinometer 30;
Selecting a location where the crack system 20 and the inclinometer 30 are installed, accessible to a person, and receiving direct sunlight, and removing moisture at a portion where the data logger 40 is to be installed;
Fixing the housing 41 to a positioning unit using a setting band, epoxy or anchor bolt;
Separating the cables (24, 34) connected to the cracking system (20) and the inclinometer (30) by color and electrically connecting them to the substrate (42); And
Characterized in that it comprises; installing the solar panel 44 on the door, and electrically connecting the solar panel and the battery with a cable;
How to build a rockfall measurement system.
상기 접속포트(45)는 USB 단자이고,
상기 통신모듈(46)은 CDMA, LTE, 5G 중 어느 하나의 원거리 무선 통신을 통해 자동화 계측서버(50)에 데이터로거(40)에 저장된 계측 데이터를 전송하는,
낙석계측시스템의 구축 방법.The method according to claim 1,
The connection port 45 is a USB terminal,
The communication module 46 transmits the measurement data stored in the data logger 40 to the automated measurement server 50 through any one of CDMA, LTE, and 5G remote wireless communication,
How to build a rockfall measurement system.
Priority Applications (1)
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KR1020180134539A KR102102187B1 (en) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | Rock-Falling Sensing System Using Data-logger |
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KR1020180134539A KR102102187B1 (en) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | Rock-Falling Sensing System Using Data-logger |
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KR (1) | KR102102187B1 (en) |
Citations (3)
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2018
- 2018-11-05 KR KR1020180134539A patent/KR102102187B1/en active IP Right Grant
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