KR102135402B1 - 변위 익스텐소미터 - Google Patents

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KR102135402B1
KR102135402B1 KR1020190085619A KR20190085619A KR102135402B1 KR 102135402 B1 KR102135402 B1 KR 102135402B1 KR 1020190085619 A KR1020190085619 A KR 1020190085619A KR 20190085619 A KR20190085619 A KR 20190085619A KR 102135402 B1 KR102135402 B1 KR 102135402B1
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김철민
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(주)이디에스
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Abstract

본 발명은 측정대상물의 선형 변위를 측정하는 변위 익스텐소미터에 관한 것으로, 기준점에 설치되어 지지력을 제공하는 제1 브래킷; 상기 제1 브래킷을 상기 기준점에 분리가능하게 고정하는 제1 고정부재; 측정대상물에 고정되는 제2 브래킷; 상기 제2 브래킷을 상기 측정대상물에 분리가능하게 고정하는 제2 고정부재; 상기 제1 브래킷의 중심을 상기 제2 브래킷의 중심과 수평을 이루도록 센서링시키는 센터링부재; 상기 제1 브래킷에 고정되고, 상기 제2 브래킷에 연결되는 중심봉이 마련되어 측정대상물의 위치에 따라 상기 중심봉이 수평이동하면서 변위를 감지하는 변위계본체; 상기 변위계본체와 상기 제1 브래킷을 연결하는 제1 링크; 상기 변위계본체의 상기 중심봉과 상기 제2 브래킷을 연결하는 제2 링크; 및 상기 변위계본체에 구비되어 상기 중심봉에 물리적인 응력을 제공하면서 상기 중심봉의 처침에 의한 마찰력을 상쇄시키는 마찰력보상부재를 포함한다.

Description

변위 익스텐소미터{DISPLACEMENT EXTENSOMETER}
본 발명은 원자력 발전소의 격납건물 등의 건전성 테스트에 사용되는 변위 측정을 위한 변위 익스텐소미터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변위계본체를 용이하게 수평상태로 설치할 수 있고, 변위를 측정하는 중심봉의 처짐에 의한 마찰력을 상쇄시킴으로써 정밀도를 향상시킬 수 있는 변위 익스텐소미터에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전소에 설치된 격납건물에 대한 건전성 테스트 SIT(STRUCTURAL INTEGRITY TEST)의 하나로 변위 측정장치를 이용한 변위 테스트가 있다.
일반적으로 변위 익스텐소미터라 불리는 변위 측정장치는 물체가 이동한 거리 또는 위치를 계측, 측정하는 장치를 말하며 측정범위는 보통 제로(0)에서 수 밀리미터(mm), 또는 수 센티미터(cm) 정도이다.
이러한 변위 측정장치의 하나로 자기적 원리를 이용한 자기센서가 대표적이다.
구체적으로, 자기적 원리를 이용한 자기 센서(magnetic sensor)는 자기를 전기로 변환하는 소자(element)로서, 기계적변위가 1차측 코일과 2차측 코일 사이에서 발생하는 자속의 변화, 즉, 상호 인덕턴스를 변화시키는 트랜스듀서(transducer)로서, 이러한 형태에 속하는 트랜스듀서를 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)라고 부른다.
여기서, LVDT는 선형 거리 차이를 측정하는 전기적 변환기 형태를 말하는데 3개의 솔레노이드 코일이 튜브 주변에 위치하고 있으며, 가운데 코일이 주된 것이고 나머지가 두 개가 바깥에 위치하고 있다.
이때, 실린더 형태의 자석코어가 튜브 중심을 따라 이동하여 측정 대상의 위치값을 알려준다. 따라서 기계적 변위를 전기적인 신호로 바꿔주는 LVDT는 코어(core or armature)의 이동에 의해 1차 코일에서 2차 코일에 유도되는 자속의 변화, 즉 상호인덕턴스를 변화시키는 트랜스듀서(transducer)로서 기계적, 전기적으로 분리되어 움직일 수 있는 코어의 변위에 비례하여 전기적 출력이 발생하는데 이 출력의 양에 따라서 밸브(Valve)의 위치(Position)를 제어한다.
그러나 상기와 같은 종래기술의 변위 측정장치는 측정대상에 연결되는 와이어의 길이가 길 경우에는 와이어의 처짐이 발생하게 되며, 와이어의 처침에 의해 코어가 설치된 중심봉이 처지면서 하우징과의 마찰이 발생하게 된다.
이에 따라, 종래기술의 변위 측정장치는 중심봉의 마찰력에 의해 측정의 오차가 발생하게 되어 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 종래기술의 변위 측정장치는 변위계본체를 측정대상에 고정하기가 번거롭고, 특히 변위계본체를 수평상태로 고정하기가 매우 번거로움 문제점도 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 새로운 기술이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-93382호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 변위의 측정대상물에 연결되는 와이어나 중심봉의 처짐에 의해 발생하는 마찰력을 상쇄시킴으로써 변위 측정의 오차를 최소화시킬 수 있는 고분해능의 변위 익스텐소미터를 제공하는 것이 그 목적이다.
구체적으로, 본 발명은 변위계본체의 내부에에 중심봉에 주기적으로 진동을 제공함으로써 중심봉의 마찰력을 상쇄시킬 수 있는 고분해능의 변위 익스텐소미터를 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 본 발명은 측정대상에 고정되는 제1 브래킷 및 제2 브래킷을 견고하고 용이하게 고정할 수 있고, 특히 제1 브래킷 및 제2 브래킷을 고정하면서 서로 수평상태로 설치될 수 있도록 가이드할 수 있는 고분해능의 변위 익스텐소미터를 제공하는 것이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는, 측정대상물의 선형 변위를 측정하는 변위 익스텐소미터에 있어서, 기준점에 설치되어 지지력을 제공하는 제1 브래킷; 상기 제1 브래킷을 상기 기준점에 분리가능하게 고정하는 제1 고정부재; 측정대상물에 고정되는 제2 브래킷; 상기 제2 브래킷을 상기 측정대상물에 분리가능하게 고정하는 제2 고정부재; 상기 제1 브래킷 및 상기 제2 브래킷 중 하나의 설치위치를 나머지 하나에 시각적으로 안내하면서 상기 제1 브래킷을 상기 제2 브래킷과 수평을 이루도록 가이드하는 센터링부재; 상기 제1 브래킷에 고정되고, 상기 제2 브래킷에 연결되는 중심봉이 마련되어 측정대상물의 위치에 따라 상기 중심봉이 수평이동하면서 변위를 감지하는 변위계본체; 상기 변위계본체와 상기 제1 브래킷을 연결하는 제1 링크; 상기 변위계본체의 상기 중심봉과 상기 제2 브래킷을 연결하는 제2 링크; 및 상기 변위계본체에 구비되어 상기 중심봉에 물리적인 응력을 제공하면서 상기 중심봉의 처침에 의한 마찰력을 상쇄시키는 마찰력보상부재를 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 마찰력보상부재는, 상기 변위계본체에 내장되어 상기 중심봉에 연결되고, 설정된 주기로 상기 중심봉을 진동시키는 적어도 하나의 진동모터를 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 변위계본체는, 상기 제1 링크와 일단부가 연결되고, 타단부에 인출공이 형성되어 상기 중심봉이 상기 인출공으로 인출되는 변위계하우징; 상기 변위계하우징에 이동가능하게 내장된 상태로 상기 중심봉에 고정되어 상기 중심봉과 함께 수평이동하는 하중판; 상기 변위계하우징의 길이방향을 따라 설치되어 상기 하중판을 이동가능하게 가이드하는 복수의 가이드봉; 상기 가이드봉에 구비되어 상기 하중판의 이동에 의해 탄성압축되면서 상기 하중판을 원위치로 리턴시키는 리턴스프링; 상기 변위계하우징에 내장되면서 상기 중심봉의 외곽에 배치된 상태로 자기장을 발생시키는 복수의 솔레노이드코일; 및 상기 중심봉에 설치되어 상기 솔레노이드코일의 중심에 위치하며, 상기 중심봉과 함께 이동하면서 변위에 따른 전기적 출력을 상기 솔레노이드코일과 함께 제공하는 자성체를 포함할 수 있으며, 상기 진동모터는, 상기 하중판에 부착되어 작동하면서 상기 하중판을 진동시킬 수 있다.
예컨대, 상기 제2 링크는, 상기 제2 브래킷에 연결되는 인바와이어; 상기 인바와이어와 상기 중심봉을 연결하면서 상기 인바와이어와 중심봉 간의 간격을 조절하는 턴버클을 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 제1 링크는, 상기 제1 브래킷에 고정되는 제1 포크; 상기 제1 포크와 직교상태를 이루면서 상기 변위계본체에 고정되는 제2 포크; 및 상기 제1 포크와 상기 제2 포크의 사이에 구비되어 상기 변위계본체의 상하방향 및 좌우방향의 틸팅을 허용하는 틸팅블록을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는, 마찰력보상부재를 구성하는 진동모터가 설정된 주기로 작동하면서 중심봉에 진동을 제공함에 따라 중심봉의 처짐에 의한 마찰력이 상쇄되므로 마찰력에 의한 오차율을 감소시킬 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는 진동모터가 중심봉에 고정된 하중판에 부착되므로 진동모터에 의한 진동이 중심봉은 물론 인바와이어로 원활하게 제공되어 마찰력을 상쇄시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는 제1 브래킷 및 제2 브래킷이 제1 고정부재 및 제2 고정부재에 의해 견고하고 용이하게 대상체에 고정될 수 있으며, 특히 제1 브래킷 및 제2 브래킷이 설치되는 과정에서 센터링부재에 의해 하나의 설치위치가 나머지 하나에 시각적으로 안내되므로 제1 브래킷 및 제2 브래킷을 서로 수평상태로 정확하게 설치할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는 제2 링크가 턴버클을 포함하여 구성되므로 측정대상물과 변위계본체 간의 거리를 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는 제1 링크가 서로 직교상태로 마주보는 한 쌍의 포크로 구성됨에 따라 변위계본체의 상하방향 및 좌우방향의 틸팅이 허용되므로 변위계본체의 수평이 유지될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위계본체를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 변위계본체를 방대방향에서 바라본 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터를 나타내는 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 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.
또한, 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.
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.
본 설명에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며,"포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계,동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 변위 익스텐소미터는 건물 구조체에 주로 사용될 수 있으며, 특히 원자력 발전소 SIT용으로 적합하나, 이에 한정되지는 않는다.
이하에서는 설명의 편의상 원자력 발전소 SIT용 변위 익스텐소미터를 주된 예로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위계본체를 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 변위계본체를 방대방향에서 바라본 상태를 나타내는 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자력 발전소 SIT용 변위 익스텐소미터를 나타내는 정면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는 측정대상물의 선형 변위를 측정하기 위한 것으로, 예컨대 측정대상물의 인장시험에서 측정대상물과 기준점 간의 거리의 변화를 측정하는 장치이다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 브래킷(100), 제2 브래킷(200), 변위계본체(300), 제1 링크(400), 제2 링크(500) 및 마찰력보상부재(600)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 브래킷(100)은 후술되는 변위계본체(300)의 길이방향 양단부 중 일단부를 지지하면서 변위 측정의 기준점을 이루는 것으로, 기준점에 설치되면서 변위계본체(300)의 일단부가 설치되기 위한 지지력을 제공할 수 있다.
이러한 제1 브래킷(100)은 후술되는 제1 링크(400)를 매개로 변위계본체(300)에 결합될 수 있다.
구체적으로, 제1 링크(400)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 포크(410), 제2 포크(420) 및 틸팅블록(430)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 포크(410)는 제1 링크(400)에 고정되며, 양측으로 분할형성된 포크부가 형성되어 포크부의 사이에 후술되는 틸팅블록(430)을 회전가능하게 수용할 수 있다.
제2 포크(410)는 제1 포크(410)와 동일하게 분할형성된 포크부를 가지며, 제1 포크(410)와 직교상태를 이루면서 변위계본체(300)에 고정된다. 그리고, 포크부의 사이에 후술되는 틸팅블록(430)을 회전가능하게 수용할 수 있다.
틸팅블록(430)은 제1 포크(410)와 제2 포크(420)의 사이에 결합되어 상하 방향 및 좌우 방향으로 회동하면서 변위계본체(300)의 상하방향 및 좌우방향의 틸팅을 허용하는 구성요소이다.
즉, 틸팅블록(430)은 소정의 길이를 갖는 막대형태로 형성되어 일단부가 제1 포크(410)에 상하방향으로 회전가능하게 결합되며, 타단부가 제2 포크(420)에 좌우방향으로 회전가능하게 결합됨으로써 제2 포크(420)에 고정된 변위계본체(300)의 좌우방향 및 상하방향의 틸팅을 허용할 수 있다.
제2 브래킷(200)은 측정대상물에 고정되어 변위계본체(300)의 길이방향 양단부 중 타단부를 지지하는 구성요소이다.
즉, 제2 브래킷(200)은 제1 브래킷(100)과 수평으로 마주보는 상태를 이루면서 변위측정의 대상이 되는 대상물에 고정되며, 변위계본체(300)의 타단부를 지지한다.
이러한 제2 브래킷(200)은 후술되는 제2 링크(500)를 매개체로 하여 변위계본체(300)와 결합될 수 있다.
구체적으로, 제2 링크(500)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 인바와이어(510) 및 턴버클(520)을 포함하여 구성될 수 있다.
인바와이어(510)는 제2 브래킷(200)과 변위계본체(300)를 연결하는 구성요소로서, 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 팽창계수가 작은 소재로 형성되면서 소정의 길이를 갖는 와이어로 형성되며, 일단부가 제2 브래킷(200)에 고정되면서 타단부가 후술되는 턴버클(520)을 매개로 변위계본체(300)에 고정된다.
턴버클(520)은 인바와이어(510)와 변위계본체(300)의 간격을 조절함으로써 인바와이어(510)의 긴장을 조절하는 구성요소이다.
구체적으로, 턴버클(520)은 양단부에 각각 나사결합된 나사막대를 통해 인바와이어(510) 및 변위계본체(300)의 중심봉(300a)에 각각 결합되며, 정회전을 통해 나사막대들을 오므리거나 역회전을 통해 나사막대들을 벌리면서 인바와이어(510)와 변위계본체(300)의 중심봉(300a) 간의 간격을 조절한다.
변위계본체(300)는 측정대상물의 변위를 감지하여 측정하는 구성요소로서 제1 브래킷(100)과 제2 브래킷(200)의 사이에 설치되며, 제2 브래킷(200)에 연결되는 중심봉(300a)의 수평이동을 통해 측정대상물의 변위를 측정한다.
이러한 변위계본체(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 변위계하우징(310), 하중판(320), 가이드봉(330), 리턴스프링(340), 솔레노이드코일(340) 및 자성체(360)를 포함하여 구성될 수 있다.
변위계하우징(310)은 변위 측정장치의 몸체를 이루는 것으로, 원통형으로 형성되면서 내부에 설치공간이 형성된다.
이러한 변위계하우징(310)은 일단부에 전술한 제2 포크(420)가 구비되어 틸틸팅블록(430)에 연결되면서 제1 브래킷(100)에 고정되며, 전술한 중심봉(300a)이 타단부로 인출되어 전술한 턴버클(520)에 고정된다.
또한, 변위계하우징(310)은 전원을 연결하기 위한 커넥터(311)가 구비되어 있으며, 레이저포인터(312)가 구비되어 측정대상물에 레이저를 조사하여 설치시 영점을 조절할 수 있다.
또한, 변위계하우징(310)은 가변저항기(313)가 구비되어 중심봉(300a)의 수평이동에 의한 수평변위를 전기저항의 변화로 변환시킬 수 있다.
하중판(320)은 중심봉(300a)과 함께 이동하는 부재로써, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 변위계하우징(310)에 이동가능하게 내장되면서 중심봉(300a)에 고정되며, 측정대상물의 변위에 따라 중심봉(300a)과 함께 수평이동한다.
가이드봉(330)은 하중판(320)을 이동가능하게 가이드하는 것으로, 변위계하우징(310)의 길이방향을 따라 고정되어 하중판(320)이 이동가능하게 끼워진다.
즉, 하중판(320)은 측정대상물의 변위가 증가할 경우 중심봉(300a)과 함께 가이드봉(300)의 길이방향을 따라 이동하면서 측정대상물 쪽으로 이동한다.
리턴스프링(340)은 가이드봉(330)의 길이방향을 따라 결합되어 하중판(320)의 이동에 의해 탄성압축되면서 하중판(320)을 원위치로 리턴시킨다.
즉, 하중판(320)은 측정대상물의 변위가 증가할 경우, 가이드봉(330)의 리턴스프링(340)을 압축시키면서 중심봉(300a)과 함께 이동하며, 측정대상물의 변위가 감소할 경우 리턴스프링(340)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀한다.
솔레노이드코일(350)은 변위계하우징(100)에 내장되어 자기장을 발생시키는 것으로 변위계하우징(310)의 커넥터(311)를 통해 인가되는 전원에 의해 작동하면서 자기장을 발생시킨다.
자성체(360)는 중심봉(300a)에 설치되면서 솔레노이드코일(350)의 중심에 위치하며, 측정대상물의 변위가 증가함에 따라 중심봉(300a)과 함께 이동하여 솔레노이드코일(350)과 함께 전기적 출력을 제공한다.
즉, 본 발명에 따른 변위 익스텐소미터는 측정대상물의 변위에 따라 중심봉(300a)과 함께 이동하는 자성체(360)의 위치를 통해 변위를 측정할 수 있다.
한편, 중심봉(300a)은 측정대상물과의 거리가 멀어질수록 인바와이어(510)가 처짐에 따라 수평상태를 유지하지 못하고 기울어져 쳐지게 되며, 변위계하우징(310)의 관통공에 접촉하면서 마찰력이 발생하게 될 우려가 있다.
마찰력보상부재(600)는 상기와 같은 중심봉(300a)의 처짐에 의해 발생하는 마찰력을 상쇄시키기 위한 것으로, 중심봉(300a)에 물리적인 응력을 제공함으로써 마찰력을 상쇄시킬 수 있다.
예컨대, 마찰력보상부재(600)는 변위계본체(310)에 내장되어 중심봉(300a)을 진동시키는 진동모터로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 설정된 주기로 작동하면서 중심봉(300a)을 진동시킴으로써 마찰력을 상쇄시켜 변위 측정 시 오차율을 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 마찰력보상부재(600)를 구성하는 진동모터는 전술한 하중판(320)에 부착되어 하중판(320)을 주기적으로 진동시킬 수 있으며, 이때, 진동모터에 의한 진동은 중심봉(300a)은 물론 변위계본체(310) 및 인바와이어(510)까지 전달되면서 마찰력을 상쇄시킬 수 있다.
즉, 진동모터는 주기적인 작동을 통해 중심봉(300a)을 진동시킴으로써 중심봉(300a)이 변위계하우징(310)의 관통공과 마찰하는 것을 상쇄시킬 수 있으며, 진동을 통해 중심봉(300a)을 관통공과 이격시킴으로써 마찰을 방지할 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는 인바와이어(510)의 길이가 길 경우에도 측정 전류가 감소하지 않을 수 있으며, 층상거동 및 잔류편차 현상이 감소되어 오차율이 감소될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 고정부재(150), 제2 고정부재(250) 및 센터링부재(700)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
제1 고정부재(150)는 제1 브래킷(100)을 기준점에 분리가능하게 고정하는 구성요소이다.
예컨대, 제1 고정부재(150)는 제1 브래킷(100)을 관통하여 기준점에 체결되는 고정볼트로 구성될 수 있다.
이와 달리, 제1 고정부재(150)는 제1 브래킷(100)에 뒷면에 분리가능하게 고정되면서 기준점에 흡착고정되는 흡착판으로 구성될 수도 있다.
이와 또 달리, 제1 고정부재(150)는 제1 브래킷(100)에 동일체로 구비되면서 금속재의 기준점에 자력을 통해 고정되는 자석으로 구성될 수도 있다.
제2 고정부재(250)는 제2 브래킷(200)을 측정대상물에 분리가능하게 고정하는 구성요소이다.
예컨대, 제2 고정부재(250)는 제2 브래킷(200)을 관통하여 기준점에 체결되는 고정볼트로 구성될 수 있다.
이와 달리, 제2 고정부재(250)는 제2 브래킷(200)에 뒷면에 분리가능하게 고정되면서 기준점에 흡착고정되는 흡착판으로 구성될 수도 있다.
이와 또 달리, 제2 고정부재(250)는 제2 브래킷(200)에 동일체로 구비되면서 금속재의 기준점에 자력을 통해 고정되는 자석으로 구성될 수도 있다.
센터링부재(700)는 제1 브래킷(100)의 중심과 제2 브래킷(200)의 중심을 서로 수평상태를 이루도록 가이드하는 구성요소이다.
구체적으로, 센터링부재(700)는 제1 브래킷(100) 및 제2 브래킷(200) 중 하나의 설치위치를 나머지 하나에 시각적으로 안내함으로써 제1 브래킷(100)의 중심을 제2 브래킷(200)의 중심과 서로 수평을 이루도록 안내할 수 있다.
즉, 제1 브래킷(100)과 제2 브래킷(200)은 센터링부재(700)에 의해 서로 수평상태를 이루면서 제1 고정부재(150) 및 제2 고정부재(250)를 통해 고정될 수 있다.
여기서, 센터링부재(700)는 제1 브래킷(100) 및 제2 브래킷(200) 중 하나에 구비되어 나머지 하나를 향해 빛을 조사하는 포인터(710)와, 제1 브래킷(100) 및 제2 브래킷(200) 중 나머지 하나에 구비되면서 포인터(710)에 대응하는 위치에 구비됨으로써 포인터(710)의 빛을 수광하면서 기준점을 제공하는 수광부(720)를 포함할 수 있다.
예컨대, 포인터(710)는 도 1에 도시된 바와 같이 제2 브래킷(200)에 구비된 상태에서 반대편 제1 브래킷(100)을 향해 빛을 조사함으로써 제2 브래킷(200)의 설치위치를 시각적으로 안내할 수 있다.
또한, 수광부(720)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 브래킷(100)에 구비되면서 포인터(710)에 대응하는 위치에 구비되어 포인터(710)의 빛을 수광할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 제2 브래킷(200)을 설치한 후, 제1 브래킷(100)을 설치하는 과정에서 포인터(710)의 빛을 수광부(720)에 일치시킴으로써 제1 브래킷(100)과 제2 브래킷(200)을 서로 수평상태로 설치할 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 익스텐소미터는 마찰력보상부재(600)를 구성하는 진동모터가 설정된 주기로 작동하면서 중심봉(300a)에 진동을 제공함에 따라 중심봉(300a)의 처짐에 의한 마찰력이 상쇄되므로 마찰력에 의한 오차율을 감소시킬 수 있다.
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서를 통해 보호 받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 제1 브래킷
150 : 제1 고정부재
200 : 제2 브래킷
250 : 제2 고정부재
300 : 변위계본체
300a : 중심봉
310 : 변위계하우징
320 : 하중판
330 : 가이드봉
340 : 리턴스프링
350 : 솔레노이드코일
360 : 자성체
400 : 제1 링크
410 : 제1 포크
420 : 제2 포크
430 : 틸팅블록
500 : 제2 링크
510 : 인바와이어
520 : 턴버클
600 : 마찰력보강부재
700 : 센터링부재
710 : 포인터
720 : 수광부

Claims (5)

  1. 측정대상물의 선형 변위를 측정하는 변위 익스텐소미터에 있어서,
    기준점에 설치되어 지지력을 제공하는 제1 브래킷;
    상기 제1 브래킷을 상기 기준점에 분리가능하게 고정하는 제1 고정부재;
    측정대상물에 고정되는 제2 브래킷;
    상기 제2 브래킷을 상기 측정대상물에 분리가능하게 고정하는 제2 고정부재;
    상기 제1 브래킷 및 상기 제2 브래킷 중 하나의 설치위치를 나머지 하나에 시각적으로 안내하면서 상기 제1 브래킷을 상기 제2 브래킷과 수평을 이루도록 가이드하는 센터링부재;
    상기 제1 브래킷에 고정되고, 상기 제2 브래킷에 연결되는 중심봉이 마련되어 측정대상물의 위치에 따라 상기 중심봉이 수평이동하면서 변위를 감지하는 변위계본체;
    상기 변위계본체와 상기 제1 브래킷을 연결하는 제1 링크;
    상기 변위계본체의 상기 중심봉과 상기 제2 브래킷을 연결하는 제2 링크; 및
    상기 변위계본체에 구비되어 상기 중심봉에 물리적인 응력을 제공하면서 상기 중심봉의 처침에 의한 마찰력을 상쇄시키는 마찰력보상부재를 포함하는 변위 익스텐소미터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰력보상부재는,
    상기 변위계본체에 내장되어 상기 중심봉에 연결되고, 설정된 주기로 상기 중심봉을 진동시키는 적어도 하나의 진동모터를 포함하는 변위 익스텐소미터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 변위계본체는,
    상기 제1 링크와 일단부가 연결되고, 타단부에 인출공이 형성되어 상기 중심봉이 상기 인출공으로 인출되는 변위계하우징;
    상기 변위계하우징에 이동가능하게 내장된 상태로 상기 중심봉에 고정되어 상기 중심봉과 함께 수평이동하는 하중판;
    상기 변위계하우징의 길이방향을 따라 설치되어 상기 하중판을 이동가능하게 가이드하는 복수의 가이드봉;
    상기 가이드봉에 구비되어 상기 하중판의 이동에 의해 탄성압축되면서 상기 하중판을 원위치로 리턴시키는 리턴스프링;
    상기 변위계하우징에 내장되면서 상기 중심봉의 외곽에 배치된 상태로 자기장을 발생시키는 복수의 솔레노이드코일; 및
    상기 중심봉에 설치되어 상기 솔레노이드코일의 중심에 위치하며, 상기 중심봉과 함께 이동하면서 변위에 따른 전기적 출력을 상기 솔레노이드코일과 함께 제공하는 자성체를 포함하며,
    상기 진동모터는,
    상기 하중판에 부착되어 작동하면서 상기 하중판을 진동시키는 변위 익스텐소미터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 링크는,
    상기 제2 브래킷에 연결되는 인바와이어;
    상기 인바와이어와 상기 중심봉을 연결하면서 상기 인바와이어와 중심봉 간의 간격을 조절하는 턴버클을 포함하는 변위 익스텐소미터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 링크는,
    상기 제1 브래킷에 고정되는 제1 포크;
    상기 제1 포크와 직교상태를 이루면서 상기 변위계본체에 고정되는 제2 포크; 및
    상기 제1 포크와 상기 제2 포크의 사이에 구비되어 상기 변위계본체의 상하방향 및 좌우방향의 틸팅을 허용하는 틸팅블록을 포함하는 변위 익스텐소미터.
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