KR102160265B1 - 전기비저항 탐사 장치용 전극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기비저항 탐사장치용 전극에 관한 것으로서 상세하게는 중량이 가벼워서 운반하기 편하면서도 전기 전도 특성을 원활하게 유지할 수 있는 전기비저항 탐사장치용 전극에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기비저항 탐사장치용 전극에 있어서, 상기 탐사용 전극은 그 내부가 채워진 형태로 구현되는 상부 로드와; 상기 상부 로드의 하단부에 연결되며 그 내부에 중공부가 형성되는 중간 로드와; 상기 중간 로드의 하단부에 연결되고 그 하단의 끝이 뾰족하게 형성되거나, 아래로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형태로 형성되는 하부 로드를 포함하며, 상기 중공부의 상단부는 상부 로드에 의하여 폐쇄되고, 상기 중공부의 하단부는 하부 로드에 의하여 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 전기비저항 탐사장치용 전극을 제공한다.

Description

전기비저항 탐사 장치용 전극 {An pole for a resistivity probe device}

본 발명은 전기비저항 탐사장치용 전극에 관한 것으로서 상세하게는 중량이 가벼워서 운반하기 편하면서도 전기 전도 특성을 원활하게 유지할 수 있는 전기비저항 탐사장치용 전극에 관한 것이다.

일반적으로 수리구조물이란 물을 저수하고 이용하기 위하여 구조물을 의미하며, 수리구조물로는 댐, 펌프장, 제방, 내륙수로, 유로전환공 등이 포함된다.

이러한 수리구조물에는 노후화, 부식, 침식 등으로 인해 천공, 또는 공동, 또는 균열 등과 같은 누수 유로가 발생할 수 있고, 이러한 누수 유로는 기생성된 천공, 또는 공동 또는 균열의 성장을 가속화시키므로 이를 조기에 발견하는 것이 매우 중요하다.

이렇게, 수리구조물의 누수 유로를 탐지하기 위한 기술에는 여러가지가 있을 수 있으나, 주로 사용되는 누수 탐지 기술은 전기비저항 탐지방법이다.

대한민국 공개특허공보 제2003-0042607호(선행문헌 1)에 개시된 종래기술에 따른 전기비저항 탐사방법은 등전위선을 형성하는 두 개의 전류 전극과, 등전위선들의 전위차를 측정하는 두 개의 전위 전극을 포함한다.

종래기술에 따른 전기비저항 탐사방법을 이용하여 수리구조물의 누수 유로를 탐사하는 경우, 수리구조물의 표면(마루면 또는 사면)을 따라 일직선으로 일정 간격으로 두 개의 전류 전극 탐침과 두 개의 전위 전극 탐침의 위치를 동시에 이동시켜야 한다.

즉, 종래기술에 따를 경우, 누수유로 점검을 목표로 하는 수리구조물의 표면을 따라서 탐침들을 이동시키면서, 두 개의 전류 전극 탐침 및 두 개의 전위 전극 탐침을 단단한 수리구조물의 표면에 박아 넣는 작업과, 견고하게 고정된 두 개의 전류 전극 탐침 및 두 개의 전위 전극 탐침 모두를 수리구조물의 표면에서 빼내는 작업을 반복적으로 실행하여야 하므로, 안전진단 과정에 시간이 많이 소요되는 문제점과, 탐침들의 수명이 현저히 저하되는 문제점이 존재하여 왔다.

한편, 선행문헌1에서는 중공부를 갖는 전극이 개시되어 있으나, 중공 전극 사이에 절연체가 사용되어 중공 전극간의 전기적 연결이 불가능하고, 중공부 내부에 전선이 삽입되면서 내부적으로 전기적 결속이 이루어지기 때문에, 전극과 전선이 연결된 상태가 지속되어야 하고, 땅에서 전극을 분리하는 경우에도 전극과 전선이 연결된 상태로 분리해야하며, 전극과 전선이 연결된 상태로 보관해야 하는 문제점이 있었다.

그리고, 전극이 다수의 분할된 부분 및 절연체의 조립체로 구성되기 때문에 복잡하고 제작이 어렵다는 문제점도 있었다.

이러한 전극을 계속적으로 삽입하고, 그 위치를 이동시키는 불편함이 있어서, 이를 해소하기 위한 장치가 한국 등록특허 10-0920424(선행문헌 2)에 개시된다. 한국 등록 특허 10-0920424에서는 복수의 케이블에 스위치(배전반)에 연결하고, 각 케이블에 복수의 전극을 상호 이격시켜서 스위치의 조작에 따라서 한 쌍의 전극을 선택하고, 한 쌍의 전극간에 흐르는 저항을 측정하며, 이와 같은 전극 쌍의 조합을 다양하게 구성하여, 각 조합간의 저항 측정 데이터를 취득할 수 있다.

그런데, 이와 같은 선행문헌2에서 사용되는 전극의 경우, 땅에 박는 폴대와 같이, 속이 꽉 찬 금속 재질로 구성되어 두껍고, 무거운 특징이 있어서, 이를 수십개를 들고 다니면서 땅에 일일히 고정시켜야 하는 작업자의 육체적 피로도를 유발시키는 문제점이 있었다.

또한, 전극과 케이블을 연결하는 경우, 전극이 케이블에 연결될때, 케이블에 있는 접속점에 전극을 밀착시키면서, 그 밀착상태가 해제되지 않도록, 코일 스프링으로 케이블과 전극을 휘감는 작업이 필요했는데, 이 경우 코일 스프링의 탄성 복원력으로 인하여, 휘감는 작업에도 힘과 시간이 많이 소요되어 작업 시간과 육체적 피로도를 증가시키는 문제가 있었다.

한편, 한국 등록 특허 10-1274251(선행문헌 3)에는 전기 비저항 탐사용 전극이 개시되나, 여기서 나타난 전극의 경우, 외주면에 약간의 요철이 있을 뿐, 그 내부를 꽉 찬 로드 또는 폴대 형태로 되었기 때문에, 여전히 무게가 무거워서 이송이 불편하다는 문제점이 있었으며, 전선과 연결되는 연결부재가 전극의 상부에 꽂히는 형태가 되기 때문에, 그 지지상태가 불안할 수 있다는 문제가 있었다. 그리고, 내부가 꽉찬 로드 또는 폴대 형태의 전극은 한국 등록 실용신안 20-0298833(선행문헌 4)에서도 개시된다.

한편, 한국 등록 특허 10-0870061(선행문헌 5)에서는 전기 비저항 모니터링용 전극 및 이를 이용하여 설계된 측선이 개시되는데, 여기서도 내부가 꽉찬 로드 또는 폴대 형태의 전극이 나타나며, 이러한 전극과 전선을 실리콘 소재를 이용해서 접속을 해야하기 때문에 접속이 불편하다는 문제가 있었다.

한편, 한국 등록 실용 20-0422330(선행문헌 6)에는 전기 비저항 탐사용 케이블이 개시되는데, 이 경우, 복수의 코어를 구비하는 케이블에서 복수의 코어 중 어느 하나에서 분기되는 분기 코어와 케이블을 둘러싸는 전극간에 전기적 연결이 되는 구조가 나타난다.

그런데, 이 경우, 반드시 밀봉을 위해서 실리콘이 그 사이에 주입되어야 하기 때문에, 제작의 불편함이 있고, 또한, 분기 코어가 전극의 일측에서 들어와서 접속이 되어, 밀착이 불량되는 경우, 전기적 접속이 불가능하다는 문제가 있으며, 또한, 전극의 양단을 수축튜브가 둘러싸야 하므로, 별도의 수축튜브를 제공하면서, 수축튜브의 수축강도가 떨어지는 경우, 수축 튜브의 제 기능을 수행할 수 없다는 문제가 있었으며, 도6은 파이프형 전극이므로, 폴대 형태의 전극과 연결하는 구성 및 이의 연결 필요성에 대한 내용이 개시되어 있지 않다.

한편, 한국 공개 특허 10-2010-007352(선행문헌 7) 경우, 절연선 한 가닥의 피복을 제거하고, 이를 도체의 원형 구리판과 연결하고, 이를 케이블에 견고하게 접지하는데, 이 경우, 원형의 구리판과 절연선 간의 연결이 좁은 면적에서 이루어지므로 접촉 불량이 발생할 염려가 있고, 또한, 이러한 원형의 구리판과 폴대 형상의 전극을 연결시키는 구조 및 필요성에 대한 개시 또는 암시가 제공되어 있지 않았다.

1. 한국 공개특허 공보 제2003-0042607호(선행문헌 1, 2003. 6. 2 공개) 2. 한국 등록특허 10-0920424(선행문헌 2, 2009. 10. 8 공고) 3. 한국 등록 특허 10-1274251(선행문헌 3, 2013, 6, 18 공고) 4. 한국 등록 실용신안 20-0298833(선행문헌 4, 2003. 1. 14 공고) 5. 한국 등록 특허 10-0870061(선행문헌 5. 2008. 11. 24 공고) 6. 한국 등록 실용 20-0422330(선행문헌 6, 2006. 7. 25 공고) 7. 한국 공개 특허 10-2010-007352(선행문헌 7, 2010. 1. 22 공개)

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 전극과 케이블 간의 용이한 전기적 접속을 제공하여, 접속 작업의 편리성과 신속성을 제공할 수 있는 비저항탐사장치의 케이블 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 가볍고 운반하기 편리하면서도, 전기적 전도 특성을 원활하게 유지할 수 있는 비저항탐사장치용 전극을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기비저항 탐사장치용 전극에 있어서, 상기 탐사용 전극은 그 내부가 채워진 형태로 구현되는 상부 로드와; 상기 상부 로드의 하단부에 연결되며 그 내부에 중공부가 형성되는 중간 로드와; 상기 중간 로드의 하단부에 연결되고 그 하단의 끝이 뾰족하게 형성되거나, 아래로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형태로 형성되는 하부 로드를 포함하며, 상기 중공부의 상단부는 상부 로드에 의하여 폐쇄되고, 상기 중공부의 하단부는 하부 로드에 의하여 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 전기비저항 탐사장치용 전극을 제공한다.

상기 중간 로드는 중공부 및 그 중공부를 둘러싸는 테두리벽을 포함하며, 상기 테두리벽의 상단부는 상부 로드의 하단부와 용접 결합되고, 상기 테두리벽의 하단부는 하부 로드의 상단부와 용접 결합되어, 상기 상부로드와, 중간로드와, 하부로드가 일체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 중간 로드의 길이는 상기 상부 로드와 상기 하부 로드를 합한 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 중공부의 내경은 중간로드의 외경의 50~95%인 것을 특징으로 한다.

상기 상부 로드와 상기 중간로드와 상기 하부 로드의 외경은 서로 동일한 것을 특징으로 한다.

상기 상부 로드의 상단부에 마련되는 헤드부를 더 포함하되, 상기 헤드부의 외경은 상부 로드의 외경보다 크게 형성되며, 상기 헤드부의 외측면은 다각형 형태로 마련되고, 상기 헤드부의 상면은 평평하게 형성되어 외부 물체에 의한 타격이 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 로드의 외주면에 형성되며, 표면이 복수의 인접한 평면으로 구성되어 다각형을 구성하는 파지면 및 파지면의 상하단부에 형성된 단차부를 더 포함하되, 상기 파지면 및 단차부는 외부의 파지 장치에 파지되어 전극이 특정 물체에 꽂혀진 상태에서 인출을 위한 외력이 가해지는 경우, 그러한 인출을 위한 외력을 전극 자체에 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전기비저항 탐사장치용 전극에 있어서, 상기 탐사용 전극은그 내부가 채워진 형태로 구현되는 상부 로드와; 상기 상부 로드의 하단부에 연결되며 그 내부에 중공부가 형성되는 중간 로드와; 상기 중간 로드의 하단부에 연결되고 그 하단의 끝이 뾰족하게 형성되거나, 아래로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형태로 형성되는 하부 로드를 포함하며, 상기 중공부의 상단부는 상부 로드에 의하여 폐쇄되고, 상기 중공부의 하단부는 하부 로드에 의하여 폐쇄되고, 상기 중간 로드는 중공부 및 그 중공부를 둘러싸는 테두리벽을 포함하며, 상기 테두리벽의 상단부는 상부 로드의 하단부와 용접 결합되고, 상기 테두리벽의 하단부는 하부 로드의 상단부와 용접 결합되어, 상기 상부로드와, 중간로드와, 하부로드가 일체로 구성되며, 상기 상부 로드의 상단부에 마련되는 헤드부를 더 포함하되, 상기 헤드부의 외경은 상부 로드의 외경보다 크게 형성되며, 상기 헤드부의 외측면은 다각형 형태로 마련되고, 상기 헤드부의 상면은 평평하게 형성되어 외부 물체에 의한 타격이 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 비저항 탐사 장치용 전극을 제공한다.

또한, 본 발명은 전기비저항 탐사장치용 전극에 있어서, 상기 탐사용 전극은그 내부가 채워진 형태로 구현되는 상부 로드와; 상기 상부 로드의 하단부에 연결되며 그 내부에 중공부가 형성되는 중간 로드와; 상기 중간 로드의 하단부에 연결되고 그 하단의 끝이 뾰족하게 형성되거나, 아래로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형태로 형성되는 하부 로드를 포함하며, 상기 중공부의 상단부는 상부 로드에 의하여 폐쇄되고, 상기 중공부의 하단부는 하부 로드에 의하여 폐쇄되고, 상기 중간 로드는 중공부 및 그 중공부를 둘러싸는 테두리벽을 포함하며, 상기 테두리벽의 상단부는 상부 로드의 하단부와 용접 결합되고, 상기 테두리벽의 하단부는 하부 로드의 상단부와 용접 결합되어, 상기 상부로드와, 중간로드와, 하부로드가 일체로 구성되며, 상기 상부 로드의 외주면에 형성되며, 표면이 복수의 인접한 평면으로 구성되어 다각형을 구성하는 파지면 및 파지면의 상하단부에 형성된 단차부를 더 포함하되, 상기 파지면 및 단차부는 외부의 파지 장치에 파지되어 전극이 특정 물체에 꽂혀진 상태에서 인출을 위한 외력이 가해지는 경우, 그러한 인출을 위한 외력을 전극 자체에 전달하는 것을 특징으로 하는 비저항 탐사 장치용 전극을 제공한다.

이러한 본 발명에 의하면,전극과 케이블 간의 용이한 전기적 접속을 제공하여, 접속 작업의 편리성과 신속성을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 중공부의 비율이 큰 비저항 탐사용 전극을 제공함으로써, 전극을 운반하기 편리하면서도, 전기적 전도 특성을 원활하게 유지할 수 있다.

도1은 본 발명이 적용되는 비저항탐사장치의 개략도이다.
도2는 본 발명에 따른 전극이 꽂히는 적용되는 구조물에 대한 개략도이다.
도3은 본 발명에 따른 전극의 제1실시예이다.
도4는 본 발명에 따른 전극의 제2실시예이다.
도5 내지 도8은 본 발명에 따른 케이블 모듈의 제1실시예이다.
도9는 본 발명에 따른 케이블 모듈의 제1실시예가 전극에 연결된 상태를 도시한 것이다.
도10은 본 발명에 따른 케이블 모듈의 제2실시예이다.
도11은 본 발명에 따른 케이블 모듈의 제2실시예가 전극에 연결된 상태를 도시한 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소 들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도1에서 도시한 바와 같이, 본 발명이 적용되는 비저항 탐사 장치(10)는 디스플레이가 마련되고 입력장치(키보드 또는 마우스 등)이 마련되는 단말기(11)와, 단말기(11)와 연결되는 탐사 기기 본체(12)와, 탐사 기기 본체(12)와 연결되는 스위치(13)를 포함한다.

스위치(13)에는 두 개의 케이블 모듈(100; 110, 120)이 연결되는데, 하나의 케이블 모듈(110)은 low address 포트에 연결되고, 다른 하나의 케이블 모듈(120)은 high address 포트에 연결되어 있다.

케이블 모듈(110)은 비저항 탐사 대상이 되는 지면을 따라서 소정 길이만큼 배열되어 있으며, high address 포트에 연결되는 케이블 모듈(110)과 low address 포트에 연결되는 케이블 모듈(120)은 서로 반대 방향으로 길게 배열된다.

각각의 케이블 모듈(100; 110, 120)에는 봉 형태의 다수의 전극(200)이 전기적으로 접속되며, 각각의 전극(200)은 케이블 모듈(100; 110, 120)의 길이 방향을 따라서 서로 이격되게 배치되고, 각각의 전극(200)은 케이블 모듈(100; 110, 120)에 전기 접속부(300)에 의하여 전기적으로 접속된다.

도2에서 도시한 바와 같이, 탐사 대상이 되는 구조물(S)(예, 댐 또는 제방, 둑)이 흙으로 되어 있는 경우, 탐침봉 형태의 전극(200)이 구조물(S)의 좌우 길이 방향을 따라서 상호 이격되게 순차적으로 배열된다.

도2에서 전극(200)의 크기는 그 위치를 알리기 위해서 과장되게 크게 그린 것이다.

도2에서 중앙(C)을 기준으로 하여 중앙의 왼쪽에는 첫번째 전극부터 n번째 전극을 순차적으로 구조물에 꽂으며 그 간격은 등 간격이 되어야 한다.

한편, 중앙(C)을 기준으로 하여 중앙의 오른쪽에는 n+1번째 전극 부터 2n 번째 전극을 순차적으로 구조물을 꽂으면 그 간격은 등간격이 되어야 하고, 1~n번째 전극 간의 간격과 동일하여야 한다.

그리고, 각각의 전극에 본 발명에 따른 케이블 모듈을 연결한다.

1~n번째 전극은 high address와 연결된 케이블 모듈(110)에 연결되고, n+1~2n번째 전극은 low address와 연결된 케이블 모듈(120)에 연결될 수 있다.

탐사 대상이 되는 구조물에 대해서 상면 정중앙(S1)에 대해서 다수의 전극을 꽂은 뒤, 케이블 모듈을 연결하여 데이터를 취득하고, 이후에, 상면의 전방에 있는 부분(S2)에 다수의 전극을 꽂고, 케이블 모듈(100; 110, 120)을 연결하여 데이터를 취득함으로써, 탐사 대상이 되는 구조물의 취약 지역이 어디인지 시각적인 데이터를 확보할 수 있다.

도1에서 나타난 스위치(13)를 조절하여 한쌍의 전극을 선택하여 전류를 흘리리고, 다음의 한 쌍의 전극을 선택하여 전류를 흘림으로써 지면 내부의 전기 비저항 분포를 측정할 수 있다.

도3은 본 발명에 따른 탐사용 전극(200)의 제1실시예를 도시한 것이다.

탐사용 전극(200)의 제1실시예를 보면, 하단부가 뾰족한 핀 또는 봉 형태로 마련되며, 상부 로드(210)와, 중간 파이프(220), 하부 로드(230)로 구분된다. 상부 로드(210)와 하부 로드(230)는 속이 꽉찬 로드 형태로 구성되고, 중간 파이프(220)는 위아래가 뚫려 있고, 중앙에 중공부(221)가 형성되는 파이프 형태로 마련된다. 중공부(221)는 테두리 벽에 의하여 둘러싸이게 된다.

따라서, 탐사용 전극(220)은 위아래는 막혀있고 가운데만 공간이 형성되는 구조가 된다.

상부 로드(210)의 하단과, 중간 파이프(220)의 상단이 연결되고, 중간 파이프(220)의 하단과 하부 로드(230)의 상단이 결합되어 일체로 구성되는데, 이러한 연결은 용접에 의하여 구현되나, 그 연결방식은 용접에 한하지 않으며, 나사 결합방식이나 별도의 체결 구조 방식에 의하여도 가능하다.

한편, 상부 로드(210)의 외주면의 외경과, 하부 로드(230)의 외주면의 외경, 그리고 중간 파이프(220)의 외주면의 외경은 서로 동일하게 형성되어 표면이 매끈하게 형성된다.

따라서, 탐사용 전극(200)을 땅에 꽂아서 박는 경우, 원활하게 땅에 삽입되어 고정될 수 있다.

한편, 중간 파이프(220)의 길이는 상부 로드(210) 및 하부 로드(220)를 합한 길이보다 더 길게 형성됨으로써, 그 길이가 전체 전극 길이의 절반 이상을 차지하도록 한다. 그리고, 중공부(221)의 내경(Di)은 중간 파이프(220)의 외경(Do)의 크기의 50~95%가 되는 것이 바람직하다.

이와 같이 길이의 비 및 내경/외경의 비를 수치적으로 한정한 이유는 중간파이프(220)의 중공부(221) 영역이 전체 전극에서 차이하는 비율을 높임으로써, 전극(200) 전체의 무게를 최대한 절감하기 위함이다.

종래 기술의 경우, 전극이 단일의 속의 꽉 찬 로드로 구성되므로 그 무게가 무거웠으며, 특히, 전극을 수십개 들고 다녀야 하는 작업자에게는 큰 육체적인 부담을 제공하였다. 본 발명은 이러한 육체적인 부담감을 줄이기 위하여, 전극 내부에 중공부(221)를 제공하고, 그 중공부(221)의 비율을 최대한 늘린 것이 특징이다.

하부 로드(230)의 하단부는 땅에 박기 편하도록 뾰족하게 형성되거나, 하부로 갈수록 그 외경이 감소하는 테이퍼 형상으로 구현되는 것이 바람직하다.

상부 로드(210)와 중간 파이프(220), 하부 로드(230)의 외주면은 원통형태로 마련되는 것이 바람직하나, 그에만 한정되지 않고 다각형 모양도 가능하다. 상부 로드(210)의 상단부에는 헤드부(240)가 마련되어 있다.

헤드부(240)는 해머 등으로 타격하여 전극을 땅에 박을 수 있도록 마련된 구조물로서, 헤드부(240)의 외측면은 다각형 형상으로 마련되어 있으며, 헤드부(240)의 상면은 평면 형태로 마련되어 타격이 상면에 타격이 있는 경우, 용이한 수압이 가능하도록 하였다.

헤드부(240)의 외경이 상부 로드(210)의 외경보다 커서, 헤드부(240)와 상부 로드(210) 간에 단차가 형성된다. 따라서, 땅에 박아서 고정시킨 전극을 다시 빼내는 경우, 별도의 인출도구(예, 펜치 등)를 헤드부(240)와 상부 로드(210) 간의 단차 영역에 물리면, 그 물린 부분이 단차에 걸리고, 그 상태에서 위쪽으로 힘을 주어 당기면, 전극 전체에 전달되고, 땅에 박힌 전극이 용이하게 빠질 수 있어서, 전극(200)을 땅에서 분리하는 것이 용이하게 이루어진다.

도4은 본 발명에 따른 탐사용 전극의 제2실시예를 도시한 것이다

탐사용 전극의 제2실시예의 전체적인 구성은 제1실시예와 유사하며 다만, 상부 로드(210) 상단에 헤드부가 생략되는 한편, 상부 로드 외주면에 다각형 형태의 파지부가 있다는 차이점이 있다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하겠다.

즉, 탐사용 전극의 제2실시예를 보면, 하단부가 뾰족한 핀 또는 봉 형태로 마련되며, 상부 로드(210)와, 중간 파이프(220), 하부 로드(230)로 구분된다. 상부 로드(210)와 하부 로드(230)는 속이 꽉찬 로드 형태로 구성되고, 중간 파이프(220)는 위아래가 뚫려 있고, 중앙에 중공부(221)가 형성되는 파이프 형태로 마련되어, 전극의 상부와 하부는 막혀있고 가운데는 공간이 형성된다. 상부가 막혀져서 타격이 가능하다.

상부 로드(210)의 하단과, 중간 파이프(220)의 상단이 연결되고, 중간 파이프(220)의 하단과 하부 로드(230)의 상단이 결합되어 일체로 구성되는데, 이러한 연결은 용접에 의하여 구현되나, 그 연결방식은 용접에 한하지 않으며, 나사 결합방식이나 별도의 체결 구조 방식에 의하여도 가능하다.

한편, 상부 로드(210)의 외주면의 외경과, 하부 로드(230)의 외주면의 외경, 그리고 중간 파이프(220)의 외주면의 외경은 서로 동일하게 형성되어 표면이 매끈하게 형성된다. 따라서, 탐사용 전극(200)을 땅에 꽂아서 박는 경우, 원활하게 땅에 삽입되어 고정될 수 있다.

다만, 상부 로드(210)의 외주면의 일부에는 상술한 다면의 파지부(250)가 형성되어 있으며, 파지부(250)의 상단부와 하단부에는 단차부(251)가 형성되어 있다. 이러한 파지부(250)와 단차부(251)는 인출 도구(예, 펜치 등)가 용이하게 물려서 고정되도록 하고, 이 상태에서 잡아당기는 경우, 그 힘이 전극 전체로 전달되어 용이하게 박힌 땅으로부터 인출되게 하는 역할을 한다.

한편, 중간 파이프(220)의 길이는 상부 로드(210) 및 하부 로드(230)를 합한 길이보다 더 길게 형성됨으로써, 그 길이가 전체 전극 길이의 절반 이상을 차지하도록 한다. 그리고, 중공부(221)의 내경(Di)은 중간 파이프(220)의 외경(Do)의 크기의 50~95%가 되는 것이 바람직하다.

이와 같이 길이의 비 및 내경/외경의 비를 수치적으로 한정한 이유는 중간파이프(220)의 중공부(221) 영역이 전체 전극에서 차이하는 비율을 높임으로써, 전극 전체의 무게를 최대한 절감하기 위함이다.

종래 기술의 경우, 전극이 단일의 속의 꽉 찬 로드로 구성되므로 그 무게가 무거웠으며, 특히, 전극을 수십개 들고 다녀야 하는 작업자에게는 큰 육체적인 부담을 제공하였다. 본 발명의 제2실시예도 이러한 육체적인 부담감을 줄이기 위하여, 전극 내부에 중공부(221)를 제공하고, 그 중공부(221)의 비율을 최대한 늘린 것이 특징이다.

하부 로드(230)의 하단부는 땅에 박기 편하도록 뾰족하게 형성되거나, 하부로 갈수록 그 외경이 감소하는 테이퍼 형상으로 구현되는 것이 바람직하다.

상부 로드(210)와 중간 파이프(220), 하부 로드(230)의 외주면은 원통형태로 마련되는 것이 바람직하나, 그에만 한정되지 않고 다각형 모양도 가능하다.

도5는 본 발명에 따른 케이블 모듈(100)의 사시도 및 측단면도이다.

도1에서 도시하고 설명한 바와 같이, 케이블 모듈(100)은 길게 형성된 굵은 전선으로서, 내부에는 복수의 와이어(101)가 다발 형태로 군집되어 있으며, 케이블 모듈(100)에는 상호 이격되어 땅에 박힌 복수의 전극(200)들이 전기적으로 접속된다.

케이블 모듈(100)의 길이 방향을 따라서, 제1커버부(104) 및 제2커버부(105)의 결합체가 배치되며, 각각의 결합체에 복수의 전극(200)이 전기 접속부(300)에 의하여 연결된다.

도5 내지 도10은 케이블 모듈(100)의 제1실시예에 대한 것이다.

도5에서 케이블 모듈(100)은 다발로 구성되는 다수의 와이어(101)와, 와이어(101)를 둘러싸는 외피(102)와, 외피(102)의 외주면 일부를 둘러싸는 절연 및 탄성 재질의 제1커버부(104)와, 제1커버부(104)를 둘러싸며 전도체로 구성되는 제2커버부(105)를 포함한다.

도5에서 외피(102)는 와이어(101) 다발을 보여주기 위해서 절단한 형태로 도시하였으며, 원래는 와이어(101) 다발을 모두 둘러싸는 구성이다.

와이어(101)의 수량은 케이블 모듈에 접속되어야 할 전극의 수량에 대응된다. 따라서, 제1와이어는 제1전극에, 제2와이어는 제2전극에, 제3와이어는 제3전극에...제n와이어는 제n전극에 각각 접속된다. 접속되는 구조는 후술한다.

외피(102)에는 외피 관통공(102a)이 형성되며, 특정한 와이어에 접속되는 연장 와이어가 외피 관통공(102a)을 관통하여 외부로 연장된다. 그리고, 외피(102)에는 제1커버부(104)가 마련되며, 절연체로 구성되는 것이 바람직하다.

제1커버부(104)는 절연 테이프나, 또는 절연 고무 밴드, 합성 수지 밴드 등으로 구성되는 것이 바람직하며, 제1커버부(104)에는 제1관통공(104a)이 형성되어 제1관통공(104a)으로 연장 와이어(103)가 관통하여 제1커버부(104) 바깥으로 나온다.

한편, 제1커버부(104)의 외주면에는 제2커버부(105)가 장착되며, 제2커버부(105)는 제1커버부(104)의 외주면의 적어도 일부를 감싸도록 마련된다. 제2커버부(105)는 전기가 전도될 수 있는 전도체로 구성되며, 바람직하게는 금속체로 구성되는 것이 바람직하다.

제2커버부(105)에도 제2관통공(105a)이 마련되며, 제2관통공(105a)으로 연장 와이어(103) 일부가 노출되고, 연장 와이어(103)의 피복이 벗겨진 상태로 제2커버부(105)의 제2관통공(105a) 근처에 용접 등으로 밀착되어 제2커버부(105)와 전기적으로 접속이 된다.

제2커버부(105)은 슬릿부(105b)가 마련되어, 제2커버부(105)의 외주를 가압함에 따라서, 슬릿부(105b)가 커지거나 작아지면서, 제2커버부(105)의 직경을 조절하고, 그 내부에 들어간 내용물들(예, 제1커버부, 연장 와이어)과의 밀착도를 조절할 수 있다.

연장 와이어(103)가 제1관통공(104a)을 관통하여 제1커버부(104)보다 바깥으로 나온 경우, 바깥으로 나온 연장 와이어(103)는 제1커버부(104) 외주면을 둥글게 감싸도록 마련되며, 이때, 둥글게 감싼 연장 와이어(103)는 제1커버부(104) 외주면과 제2커버부(105)의 내주면 사이에 고정되게 배치된다.

그리고, 연장와이어(103)의 최 끝단부가 제2관통공(105a)을 관통하여 제2커버부(105) 바깥으로 나오고, 바깥으로 나온 연장 와이어(105)의 최끝단부가 절곡되어 제2관통공(105a) 근처테두리에 밀착된 후, 용접되어 제2커버부(105)와 결합된다

도6 내지 도7은 이러한 케이블 모듈(100)을 제작하는 과정을 도시한 것이다.

도6(a)에서 도시한 바와 같이, 외피(102) 내부에 수용된 다발 형태의 복수의 와이어(101) 중 어느 하나와 연장 와이어(103)가 연결된다. 특정한 와이어(101)의 피복의 일부를 벗거내고, 연장 와이어(103) 단부의 피복을 벗겨내어 이들을 전기적으로 접속함으로써 이루어진다.

그리고, 연장 와이어(103)는 피복 관통공(102a)을 관통하고, 피복(102) 외측으로 나오고, 이 상태에서 연장 와이어(103)를 제1커버부(104)의 제1관통공(104a)을 관통하게 한다음에, 연장 와이어(103)에 끼워진 제1커버부(104)로 피복 관통공(104a) 주위의 피복 외주면을 둘러싼다.

이 경우, 제1커버부(104)를 절연성 밴드나 테이프로 구성하여 감싸면 편리하게 피복을 둘러쌀 수 있다.

한편, 그 상태에서 도6(b)와 같이, 연장 와이어(103)를 이용하여 제1커버부(104) 주위를 여러회 감싸면, 남은 연장 와이어(103)의 길이가, 감기 전보다 짧게 남는다.

이 상태에서 연장 와이어(103)가 권선된 위로 제2커버부(105)를 덮는다. 이때, 남은 연장 와이어(103)의 단부가 제2관통공(105a)을 관통하도록 한 다음에, 제2커버부(105)를 권선된 연장와이어(103) 및 제1커버부(104) 위로 덮으면, 도7(a)와 같은 상태가 되고, 제2커버부(104)의 외주면을 조이면, 제2커버부(105)에 형성된 슬릿부(105b)의 간격이 좁아지면서, 제2커버부(104)가 제1커버부(104) 및 권선된 연장 와이어(103)에 좀더 밀착될 수 있다.

그렇게 되면, 제2관통공(105a)을 통과한 연장 와이어(103)의 단부가 제2커버부(105) 외측으로 살짝 노출되고, 노출된 연장 와이어(103)의 부분을 제2관통공(105a) 근처에 용접하여 연장 와이어(103)와 제2커버부(105)를 결합할 수 있다.

결국, 특정한 와이어(101)와, 이에 연결된 연장와이어(103), 그리고 전도체인 제2커버부(105)가 전기적으로 접속되어, 전기적 신호 또는 전류가 이들간에 흐를 수 있다.

이러한 신호 또는 전류의 흐름의 원활화를 위해서, 제1관통공(104a)을 관통하여 제1커버부(104) 외측으로 노출된 연장 와이어(103)의 피복 모두를 벗겨서, 제1커버부(104)를 감싸고, 그 위를 제2커버부(105)가 감싸서, 제2커버부(105)의 내주면과 피복이 벗겨진 연장 와이어(103)가 밀착되어 전기적 접속 면적을 넓게 할 수도 있다. 그리고 나머지 제2관통공(105a)을 통과한 연장 와이어(103)는 제2관통공(105a) 주위에 용접 결합함으로써 결합을 완결짓는다.

도8에서 도시한 바와 같이, 케이블 모듈(100)을 따라서 복수의 제1,2커버부(104, 105) 및 연장 와이어(103)의 결합체가 상호 이격되게 배치되고, 그 각각의 결합체에는 집게 형태의 제1전기 접속부(310) 및 제2전기 접속부(320)와 이들을 연결하는 연결선(330)를 구비한 전기 접속부(300)가 연결된다.

구체적으로는 집게 형태의 제1전기 접속부(310)가 제2커버부(105)의 테두리가 외주면에 집거나 연결되어 전기적으로 접속된다. 이 상태에서 전극(200)의 상부 로드(210)를 제2전기 접속부(320)에 연결하면, 궁극적으로 전극(200)-제2커버부(105)-연장와이어(103)-(특정한) 와이어(101)-스위치(13)-탐사 기기 본체(12)로 연결된다.

도8에서 왼쪽에 있는 결합체에서의 연장 와이어(103)가 아래에서 위로 5번째 와이어에 연결되어 있다면, 오른쪽에 있는 연장 와이어(103)는 맨 아래 첫번째 와이어에 연결되어 있는 것을 볼 수 있다.

따라서, 왼쪽에 있는 결합체는 전기 접속부(300)에 의하여 5번째 전극과 연결시키면 되고, 오른쪽에 있는 결합체는 전기 접속부(300)에 의하여 첫번째 전극와 연결시켜서 접속 상태를 완성한다.

도9에서 도시한 바와 같이, 본 발명은 다수의 결합체를 케이블 모듈(100)의 를 따라서 상호 이격되게 배치하고, 각각의 결합체에 집게 형태의 제1,2전기 접속부(310, 320)를 갖는 전기 접속부(300)를 연결하는 구조를 제공한다.

따라서, 작업자가 땅에 다수의 전극(200)의 하부 영역을 땅에 삽입하여 고정시킨 상태에서, 본 발명에 따른 케이블 모듈(100)을 풀어서 전극(200)의 배치 방향을 따라서 나열을 하고, 각각의 전극(200)과 각 전극에 대응될 결합체를 매칭시킨 후, 각각의 전극과 각각의 결합체를 전기 접속부(300)를 이용하여 접속하여 비저항 탐사를 위한 전극(200) 및 케이블 모듈(100)의 전기적 접속을 완료한다.

여기서 사용되는 전극(200)은 위에서 언급한 중공부(221)가 있는 중간 파이프(220)를 구비함으로써 무게가 가벼워지면서도 전기전도성에는 전혀 문제가 없는 전극임은 물론이다.

도10은 본 발명에 따른 케이블 모듈(100)의 제2실시예이다. 케이블 모듈(100)의 제2실시예가 제1실시예와 다른 점은, 연장 와이어(103)를 제1커버부 (104)외주면에 감싸지 않으며, 제2커버부(106)에 용접을 하지 않고, 제1커버부(104)와 제2커버부(106) 사이의 공간을 빼내서 전기 접속부(300)와 연결시키는 구성이다.

제2실시예의 제2커버부(106)는 제1실시예의 제2커버부(105)와 다른 구성이다.

여기서 제1커버부(104) 및 제2커버부(106) 모두 절연 재질의 밴드 또는 테이프로 구성되는 것이 바람직하다. 특정한 와이어(101)와 연결된 연장 와이어(103)가 외피의 외피 관통공(103a) 및 제1커버부(104)의 제1관통공(104a)을 통과하여 외측으로 연장된 후에, 제1커버부(104)와 제2커버부(106) 사이의 공간으로 빠져나온다. 이 경우, 연장 와이어(103)는 제1커버부(104)의 외주면과, 제2커버부(106)의 내주면 사이에 배치되며, 연장 와이어(103)의 최끝단부는 제2커버부(106)의 바깥으로 살짝 노출될 수 있다.

이 상태에서 제1전기 접속부(310)가 노출된 연장 와이어(103)의 끝단부에 연결되고, 제2전기 접속부(320)가 전극(200)의 상부 로드(210)에 연결되면, 궁극적으로 전극(200)-연장 와이어(103)- (특정한) 와이어(101)-스위치(13)-탐사 기기 본체(12)로 연결된다.

도10에서 왼쪽에 있는 결합체에서의 연장 와이어(103)가 아래에서 위로 5번째 와이어에 연결되어 있다면, 오른쪽에 있는 결합체에서 연장 와이어(103)는 맨 아래 첫번째 와이어에 연결되어 있는 것을 볼 수 있다.

따라서, 왼쪽에 있는 결합체는 전기 접속부(300)에 의하여 5번째 전극과 연결시키면 되고, 오른쪽에 있는 결합체는 전기 접속부(300)에 의하여 첫번째 전극와 연결시켜서 접속 상태를 완성한다.

도11에서 도시한 것 처럼 본 발명에 따른 케이블 모듈(100)의 제2실시예의 경우도, 다수의 결합체를 케이블 모듈(100)를 따라서 상호 이격되게 배치하고, 각각의 결합체에 집게 형태의 제1,2전기 접속부(310, 320)를 갖는 전기 접속부(300)를 연결하는 구조를 제공한다.

따라서, 작업자가 땅에 다수의 전극(200)의 하부 영역을 땅에 삽입하여 고정시킨 상태에서, 본 발명에 따른 케이블 모듈(100)을 풀어서 전극(200)의 배치 방향을 따라서 나열을 하고, 각각의 전극(200)과 각 전극(200)에 대응될 결합체를 매칭시킨 후, 각각의 전극(200)과 각각의 결합체를 전기 접속부(300)를 이용하여 접속하여 비저항 탐사를 위한 전극(200) 및 케이블 모듈(100)의 전기적 접속을 완료한다.

여기서 사용되는 전극(200)은 위에서 언급한 중공부(221)가 있는 중간 파이프(220)를 구비함으로써 무게가 가벼워지면서도 전기전도성에는 전혀 문제가 없는 전극임은 물론이다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

100: 케이블 모듈 101: 와이어
102: 외피 103: 연장 와이어
104: 제1커버부 105: 제2커버부
200: 전극 210: 상부로드
220: 중간 파이프 230: 하부로드
240: 헤드부 250: 파지부
300: 전기 접속부

Claims (8)

1. 전기비저항 탐사장치용 전극에 있어서,
   상기 탐사용 전극은
   그 내부가 채워진 형태로 구현되는 상부 로드와;
   상기 상부 로드의 하단부에 연결되며 그 내부에 중공부가 형성되는 중간 로드와;
   상기 중간 로드의 하단부에 연결되고 그 하단의 끝이 뾰족하게 형성되거나, 아래로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형태로 형성되는 하부 로드를 포함하며,
   상기 중공부의 상단부는 상부 로드에 의하여 폐쇄되고,
   상기 중공부의 하단부는 하부 로드에 의하여 폐쇄되고,
   상기 중간 로드는 중공부 및 그 중공부를 둘러싸는 테두리벽을 포함하며,
   상기 테두리벽의 상단부는 상부 로드의 하단부와 용접 결합되고,
   상기 테두리벽의 하단부는 하부 로드의 상단부와 용접 결합되어,
   상기 상부로드와, 중간로드와, 하부로드가 일체로 구성되며,
   상기 상부 로드의 상단부에 마련되는 헤드부를 더 포함하되,
   상기 헤드부의 외경은 상부 로드의 외경보다 크게 형성되며,
   상기 헤드부의 외측면은 다각형 형태로 마련되고, 상기 헤드부의 상면은 막혀져서 평평하게 형성되어 외부 물체에 의한 타격이 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 비저항 탐사 장치용 전극.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 중간 로드의 길이는 상기 상부 로드와 상기 하부 로드를 합한 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하고,
   상기 중공부의 내경은 중간로드의 외경의 50~95%인 것을 특징으로 하는 전기 비저항 탐사 장치용 전극.
4. 제3항에 있어서,
   상기 상부 로드와 상기 중간로드와 상기 하부 로드의 외경은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 전기 비저항 탐사 장치용 전극.
5. 삭제
6. 전기비저항 탐사장치용 전극에 있어서,
   상기 탐사용 전극은
   그 내부가 채워진 형태로 구현되는 상부 로드와;
   상기 상부 로드의 하단부에 연결되며 그 내부에 중공부가 형성되는 중간 로드와;
   상기 중간 로드의 하단부에 연결되고 그 하단의 끝이 뾰족하게 형성되거나, 아래로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형태로 형성되는 하부 로드를 포함하며,
   상기 중공부의 상단부는 상부 로드에 의하여 폐쇄되고,
   상기 중공부의 하단부는 하부 로드에 의하여 폐쇄되고,
   상기 중간 로드는 중공부 및 그 중공부를 둘러싸는 테두리벽을 포함하며,
   상기 테두리벽의 상단부는 상부 로드의 하단부와 용접 결합되고,
   상기 테두리벽의 하단부는 하부 로드의 상단부와 용접 결합되어,
   상기 상부로드와, 중간로드와, 하부로드가 일체로 구성되며,
   상기 상부 로드의 상면은 막혀서 외부 물체에 의한 타격이 가능하고,
   상부 로드의 외주면에 형성되며, 표면이 복수의 인접한 평면으로 구성되어 다각형을 구성하는 파지면 및 파지면의 상하단부에 형성된 단차부를 더 포함하되,
   상기 파지면 및 단차부는 외부의 파지 장치에 파지되어 전극이 특정 물체에 꽂혀진 상태에서 인출을 위한 외력이 가해지는 경우, 그러한 인출을 위한 외력을 전극 자체에 전달하는 것을 특징으로 하는 비저항 탐사 장치용 전극.
7. 삭제
8. 삭제

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