KR102184988B1 - 초음파를 이용한 앵커볼트의 매립깊이 측정장치 및 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량받침의 고정 등을 위하여 사용되는 앵커볼트가 콘크리트 부재에 매립되어 있는 깊이(앵커볼트의 매립깊이)를 측정함에 있어서, 강재(鋼材)로 이루어진 앵커볼트와 콘크리트에서는 초음파가 전파되는 속도가 상이하다는 점에 기초하여 초음파가 최단거리로 콘크리트를 통해서 전파되는 시간(초음파 이동시간)을 측정하고 이를 기반으로 앵커볼트의 매립깊이를 산출하여 정량적으로 파악하게 되는 "초음파를 이용한 앵커볼트의 매립깊이 측정장치 및 측정방법"에 관한 것이다.

Description

초음파를 이용한 앵커볼트의 매립깊이 측정장치 및 측정방법{Measuring Apparatus and Measuring Method of Embedment Depth of Embedded Anchor Using Ultrasonic Wave}

본 발명은 콘크리트 부재에 매립되어 있는 앵커볼트의 매립깊이를 측정하기 위한 장치와 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 교량받침의 고정 등을 위하여 사용되는 앵커볼트가 콘크리트 부재에 매립되어 있는 깊이("앵커볼트의 매립깊이")를 측정함에 있어서, 강재(鋼材)로 이루어진 앵커볼트와 콘크리트에서는 초음파가 전파되는 속도가 상이하다는 점에 기초하여 초음파가 최단거리로 앵커볼트와 콘크리트를 통해서 전파되는 시간("초음파 이동시간")을 측정하고 이를 기반으로 앵커볼트의 매립깊이를 산출하여 정량적으로 파악하게 되는 "초음파를 이용한 앵커볼트의 매립깊이 측정장치 및 측정방법"에 관한 것이다.

교량받침은 지진 발생시 교량에 대한 지진력을 감소시켜 지진으로부터 교량을 안전하게 보호할 뿐만 아니라 기후 및 온도변화에 따른 교량의 신축변위 발생을 수용함과 동시에 차량에 의한 하중과 풍하중을 지지하는 역할을 수행하는 등 교량을 구성하는 중요한 장치이다. 도 10 및 도 11에는 각각 종래 기술에 따라 상부구조물과 하부구조물 사이에 교량받침이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 정면도와 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 일반적으로 교량받침(200)은 하부구조물인 교량받침부에 해당하는 콘크리트 부재(20) 위에 놓이고, 앵커볼트(10)가 교량받침(200)의 하판을 관통하여 교량받침부를 이루는 콘크리트 부재(20)에 매립되어 고정되는 방식으로 설치된다.

교량받침이 견고하게 교량받침부에 고정되어 제 기능을 발휘하기 위해서는 앵커볼트(10)가 필요한 깊이로 교량받침부의 콘크리트 부재(20)에 매립되어야 하는데, 실제 시공에 있어서는 앵커볼트의 매립깊이(이 경우는 교량받침부의 상면에서부터 앵커볼트의 매립단부까지의 거리)가 설계와 부합되지 않는 경우가 종종 발생한다. 종래에는 단지 육안조사를 통해서 교량받침부 및 교량받침의 상태를 점검하는데 그치고 있을 뿐이며, 교량받침부에 앵커볼트가 이미 설치된 상태에서는 앵커볼트의 매립깊이를 정확히 파악하지 못하는 상황에 처해져 있다. 따라서 앵커볼트의 매립깊이를 비파괴 방식으로 정밀하게 파악할 수 있는 신뢰성 있는 방법이 필요한 상황이지만, 종래 기술에서는 이를 위한 적절한 대안을 제시하고 있지 못하다. 대한민국 등록특허 제10-0393387호에는 매립된 계면의 깊이를 비파괴방식으로 측정하는 종래 기술이 개시되어 있으나, 이러한 종래 기술은 앵커볼트의 매립깊이에 이용하기에 적절하지 않다.

대한민국 등록특허공보 제10-0393387호(2003. 08. 02. 공고).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 예를 들면 교량받침부에 교량받침을 고정하기 위한 앵커볼트가 매립되어 있는 것과 같이, 콘크리트 부재에 앵커볼트가 매립되어 있는 상태에서 앵커볼트에 초음파를 가하였을 때 콘크리트 부재와 앵커볼트 각각에서 초음파가 전파되는 속도(초음파 속도)가 상이하다는 점을 이용하여, 외부에 노출된 앵커볼트의 상단부에 초음파 발신자를 위치시키고, 콘크리트 부재에서 앵커볼트와 나란하게 존재하는 표면에 설치된 초음파 수신자를 이용하여 초음파를 수신함으로써 각 측정점에서 초음파가 도달한 시간을 측정하고, 측정된 결과를 분석하여 앵커볼트의 매립깊이를 계산하여 파악하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 콘크리트 부재에 일부가 매립되어 있는 상태의 측정대상 앵커볼트에 초음파 발신자를 설치하여 초음파 발신자에서 초음파를 발생시키고, 콘크리트 부재의 측정면을 따라 초음파 수신자 이격거리가 증가하도록 설정한 복수개 측정점 각각에서 초음파 수신자를 이용하여 초음파를 수신하는 단계; 연산제어장치가 초음파 발신자 및 초음파 수신자로부터의 신호를 수신하여, 초음파가 발진되어 각 측정점에서 수신될 때까지의 시간에 해당하는 각 측정점까지의 초음파 이동시간을 측정하는 단계; 연산제어장치에서의 연산에 의해, 각 측정점에서의 초음파 이동시간 실제 측정값과, 앵커볼트의 노출길이, 콘크리트 피복두께, 앵커볼트에서의 초음파 이동속도, 및 콘크리트 부재에서의 초음파 이동속도를 이용하여 각 측정점에 대한 전파거리를 산출하는 단계; 측정점의 초음파 수신자 이격거리가 증가함에 따라 산출된 전파거리가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단하는 단계; 및 산출된 전파거리가 수렴하지 않으면 각 측정점에 대한 전파거리를 재산출하고, 산출된 전파거리가 수렴하면 전파거리의 수렴값을 앵커볼트의 매립깊이로 간주하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정방법이 제공된다.

또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 콘크리트 부재에 일부가 매립되어 있는 상태의 매립깊이 측정대상 앵커볼트에 설치되어 초음파를 발생시키는 초음파 발신자; 콘크리트 부재의 측정면을 따라 초음파 수신자 이격거리가 증가하도록 설정한 복수개 측정점 각각에서 초음파를 수신하는 초음파 수신자; 및 신호 수신유닛, 초음파 이동시간 도출유닛, 및 전파거리 산출유닛을 구비하여, 초음파가 발생되어 수신할 때까지 걸린 초음파 이동시간을 측정하고 이를 이용하여 앵커볼트의 매립깊이를 산출하는 연산을 수행하는 연산제어장치를 포함하여 구성되며; 연산제어장치의 신호 수신유닛에서는 초음파 발신자 및 초음파 수신자로부터의 신호를 수신하고; 연산제어장치의 초음파 이동시간 도출유닛에서는 초음파가 발진되어 각 측정점에서 수신될 때까지의 시간에 해당하는 각 측정점까지의 초음파 이동시간을 측정하고; 연산제어장치의 전파거리 산출유닛에서는 각 측정점에서의 초음파 이동시간 실제 측정값과, 앵커볼트의 노출길이, 콘크리트 피복두께, 앵커볼트에서의 초음파 이동속도, 및 콘크리트 부재에서의 초음파 이동속도를 이용하여 각 측정점에 대한 전파거리를 산출하여; 측정점의 초음파 수신자 이격거리가 증가함에 따라 산출된 전파거리가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단하여 전파거리의 수렴값을 앵커볼트의 매립깊이로 간주하고, 산출된 전파거리가 수렴하지 않으면 각 측정점에 대한 전파거리를 재산출하여 다시 전파거리의 수렴 여부를 판단함으로써 앵커볼트의 매립깊이를 측정하게 되는 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정장치가 제공된다.

본 발명에 의하면, 콘크리트 부재에 매립되어 있는 앵커볼트의 매립깊이를 초음파를 활용한 "비파괴방식"으로 정확하게 정량적으로 신뢰성 있게 측정할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명에서는 초음파를 이용하므로 x-ray 방사능 등의 인체 위해 요소에 대한 우려 없이 앵커볼트의 매립깊이를 측정할 수 있다는 효과가 발휘된다.

더 나아가 본 발명은, 교량받침부에서 교량받침을 고정하기 위하여 사용되는 앵커볼트에 대해 매우 유용하게 적용될 수 있으므로, 노후한 교량받침의 정밀 점검 및 진단, 그리고 새로운 교량받침으로의 교체시 시공정밀도 등을 객관적으로 파악하는데 매우 유용하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커볼트 매립깊이 측정장치의 구성을 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 앵커볼트 매립깊이 측정장치를 이루는 초음파 발신자와 초음파 수신자, 측정대상 앵커볼트 및 콘크리트 부재에 설치한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3 및 도 4는 각각 도 2에 도시된 상태에 대한 화살표 F 방향으로의 개략적인 정면도이다.
도 5는 전파거리와 초음파 수신자 이격거리 간의 이론적인 관계를 보여주는 그래프도이다.
도 6은 본 발명의 앵커볼트 매립깊이 측정장치에 구비된 연산제어장치의 구성을 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따라 콘크리트 부재에 매립된 앵커볼트의 매립깊이를 측정하는 과정을 보여주는 개략적인 흐름도이다.
도 8은 전파거리 산출단계의 구체적인 과정을 보여주는 개략적인 흐름도이다.
도 9는 시험 시편에 대해 도출한 전파거리 그래프도이다.
도 10은 종래 기술에 따라 상부구조물과 하부구조물 사이에 교량받침이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 정면도이다.
도 11은 종래의 교량받침에 대한 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 본 발명은 다양한 기술분야에서 사용될 수 있는 것이지만 특별히 콘크리트로 만들어진 교량 하부구조물인 교량받침부에 기계적인 장치인 교량받침을 고정하기 위한 앵커볼트에 대하여 그 매립깊이를 측정하는데 매우 유용하게 사용된다. 이러한 이유에서 본 명세서에서는 편의상 콘크리트 부재에 매립된 깊이("매립깊이")를 측정하는 대상이 되는 강재로서 교량받침에 사용되는 앵커볼트를 예시하고 이를 "앵커볼트"라는 용어로 대표하여 지칭하였지만 본 발명에서 매립깊이를 측정하는 대상이 교량받침을 고정하기 위한 앵커볼트로만 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 콘크리트 부재에 일부가 매립되어 있는 강재에 대하여, 강재의 매립깊이를 측정해야 할 필요가 있는 다양한 경우에 포괄적으로 적용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다. 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. 또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다. 특히 본 명세서에서 사용되는 '…유닛'이라는 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커볼트 매립깊이 측정장치(100)의 구성에 대한 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 앵커볼트 매립깊이 측정장치(100)는, 콘크리트 부재(20)에 일부가 매립된 앵커볼트(10)에서 콘크리트 부재(20)의 외부로 노출된 부분 즉, 앵커볼트(10)의 노출부에 설치되어 초음파를 발생시키는 초음파 발신자(發信子)(1), 앵커볼트(10)가 매립되어 있는 콘크리트 부재(20)에서 앵커볼트(10)가 연장되는 방향과 나란하게 위치하는 측정면(21)에 밀착 설치되어 측정면 상의 복수개 측정점에서 각각 초음파를 수신하는 초음파 수신자(受信子)(2), 및 초음파가 발생되어 수신할 때까지 걸린 시간("초음파 이동시간")을 측정하고 이를 이용하여 앵커볼트(10)의 매립깊이를 산출하는 일련의 연산과정을 수행하는 연산제어장치(3)를 포함하여 구성된다.

도 2에는 본 발명의 앵커볼트 매립깊이 측정장치(100)를 이루는 초음파 발신자(1), 초음파 수신자(2), 측정대상 앵커볼트(10) 및 콘크리트 부재(20)가 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 것처럼 하부가 콘크리트 부재(20)에 매립되어 있는 앵커볼트(10)에서, 콘크리트 부재(20) 밖에 노출되어 있는 앵커볼트(10)의 노출부에 초음파 발신자(1)를 설치하고, 콘크리트 부재(20)의 측정면(21)에는 초음파 수신자(2)를 밀착 설치한다. 도면에서는 앵커볼트(10)의 종방향 단부에 초음파 발신자(1)가 설치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 초음파 발신자(1)가 설치되는 앵커볼트(10)의 노출부가 종방향 단부에 한정되는 것은 아니다.

앵커볼트(10)가 매립 고정되는 콘크리트 부재(20)에서 앵커볼트가 연장되는 방향("종방향")과 나란하게 배치되어 있는 콘크리트 면이 측정면(21)으로 되는데, 종방향으로 앵커볼트와 나란한 콘크리트 면이 복수개 존재할 때, 횡방향(종방향과 직각을 이루는 방향)으로 앵커볼트(10)에서 가장 가까이 있는 콘크리트 면을 측정면(21)으로 선정한다.

측정면(21)에 초음파 수신자(2)를 배치함에 있어서, 복수개의 측정점에서 초음파를 수신할 수 있도록 복수개의 초음파 수신자(2)를 측정면(21)에 종방향으로 간격을 두고 배치할 수도 있지만, 초음파 수신자(2)가 측정면(21)에 밀착한 상태를 유지하면서 각각의 측정점으로 종방향 이동할 수 있도록 초음파 수신자(2)를 설치함으로써, 복수개의 측정점이 존재하게 할 수도 있다. 초음파 발신자(1)와 초음파 수신자(2)는 작동 제어 및 신호의 수신/전송을 위해 연산제어장치(3)와 유선 또는 무선으로 연결된다.

도 3 및 도 4에는 각각 도 2에 도시된 상태에 대한 화살표 F 방향으로의 개략적인 정면도가 도시되어 있는데, 도 3은 용어 설명을 위한 도면이고 도 4는 초음파 수신자(2)의 위치에 따른 초음파의 전파 상태를 표시한 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하여 앵커볼트(10)의 매립깊이, 초음파의 전파(이동) 및 초음파 수신자(2)의 위치 간의 수학적 및 이론적인 관계에 대해 설명한다.

우선 도 3을 참조하여 본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 정리한다. "콘크리트 부재의 시점(始點) 위치"는 측정면(21)에서 앵커볼트(10)가 콘크리트 부재(20)에 매립되기 시작하는 위치를 의미하는데, 도 3에서

로 표시된 위치가 "콘크리트 부재의 시점 위치"에 해당한다. "초음파 수신자 이격거리

"는 측정면(21)을 따라 콘크리트 부재의 시점 위치에서부터 초음파 수신자(2)가 위치하여 초음파 수신자(2)에 의해 초음파를 수신하게 되는 위치까지의 직선거리를 의미한다. "전파거리

"는 앵커볼트(10)가 콘크리트에 매립되어 있는 부분에서 초음파가 앵커볼트(10)의 강재를 따라 종방향으로 전파된 거리를 의미한다. 앵커볼트(10)가 콘크리트 부재(20)에 매립되어 있는 깊이 즉, 앵커볼트(10)의 매립깊이는

로 표시한다. 도 3에서 영어 소문자

는 앵커볼트(10)로부터 측정면(21)까지의 최소 직선길이 즉, 콘크리트 피복두께를 나타내고, 영어 소문자

는 콘크리트 부재 밖으로 앵커볼트(10)의 노출부에서 초음파 발신자(1)가 설치된 위치까지의 길이 즉, 앵커볼트(10)의 노출부가 시작되는 지점에서부터 초음파 발신자(1)가 설치된 위치까지 앵커볼트(10)가 노출된 길이를 나타낸다. 도 3 및 도 4에서 점선으로 표시된 화살표는 초음파가 전파되는 경로를 나타낸다.

도 4에서 초음파 수신자(2)가 측정점

으로 표시된 위치, 즉 콘크리트 부재의 시점 위치 부근에 설치되어 있는 경우, 초음파는 점

(초음파 발신자가 위치하는 지점)와 점

(앵커볼트가 콘크리트 부재에 매립되기 시작하는 지점)를 거치는 "경로

"을 통해서 초음파 수신자(2)로 진행하게 되며, 측정점

에 위치하는 초음파 수신자(2)는 "경로

"를 통해서 이동한 초음파를 수신하게 된다. 도 4에서 점선으로 표시된 화살표는 각각 초음파가 진행하는 경로를 나타낸다.

도 4에 도시된 것처럼 측정면(21)에서 콘크리트 부재의 시점 위치

로부터 종방향으로 거리

만큼 이격된

번째의 측정점

의 위치에 초음파 수신자(2)가 존재할 경우를 살펴본다. 만일 앵커볼트의 강재와 콘크리트에서 초음파의 이동속도가 동일하다고 "가정"하면 발신된 초음파는 최단거리인 점

와 점

, 및 측정점

로 이어지는 경로 즉, "경로

"를 통해서 초음파 수신자(2)로 진행하게 될 것이다. 그러나 실제로는 강재에서의 초음파 이동속도가 콘크리트에서보다 빠르므로 초음파는 점

와 점

을 따라 진행하고 추가적으로 앵커볼트(10)를 따라 전파거리

만큼을 더 진행한 후 점

의 위치에서부터는 콘크리트를 따라 진행하여 초음파 수신자(2)에 이르는 것이, "경로

"를 통해서 초음파 수신자(2)로 진행하는 것보다 더 빠르게 된다. 따라서 측정점

에 위치하는 초음파 수신자(2)는 점

와 점

, 그리고 측정점

로 이어지는 경로 즉, "경로

"를 통해서 이동한 초음파를 우선적으로 수신하게 된다. 이러한 상황을 "초음파 수신자 이격거리가

인 경우에는 전파거리가

로 된다"고 할 수 있다.

초음파 수신자(2)가 콘크리트 부재의 시점 위치로부터 종방향으로 더 멀리 이격되어 있어서 이격거리

를 가지는

번째의 측정점

의 위치에 존재하게 되면, 초음파는 점

와, 앵커볼트(10)의 매립이 시작된 지점부터 전파거리

만큼 이격된 점

, 그리고 측정점

로 이어지는 "경로

"를 통해서 이동한 초음파를 가장 먼저 수신하게 된다.

이와 같이, 발진된 초음파가 콘크리트 부재의 시점 위치부터 강재로 이루어진 앵커볼트(10)를 따라 종방향으로 이동하는 거리 즉, 전파거리

는 초음파의 이동속도와 초음파 수신자 이격거리

에 의해 결정된다. 특히, 앞서 설명한 것처럼 초음파 수신자 이격거리가

인 경우에는 전파거리가

로 되고, 초음파 수신자 이격거리가 더 증가하여

로 되면 전파거리 역시 더 증가된

로 되는 바, 전파거리

는 초음파 수신자 이격거리

에 비례하게 된다.

도 4에서 측정점의 위치가

,

, ...,

으로 되면서 전파거리

가

,

, ...,

으로 증가하다가 전파거리

이 앵커볼트(10)의 실제 매립깊이

가 되면, 초음파가 강재로부터 콘크리트로 흐르게 되는 시점은 점

가 되고, 이 경우 초음파는 점

와 점

, 그리고 측정점

으로 이어지는 경로 즉, "경로

"를 통해서 이동하여 측정점

에 위치하는 초음파 수신자에 의해 수신된다. 그런데 이와 같이 전파거리가 앵커볼트(10)의 실제 매립깊이와 동일하게 된 후에는, 초음파 수신자 이격거리

가 더 증가하더라도 전파거리

는 더 이상 증가할 수 없다. 즉, 초음파 수신자(2)의 이격거리를 더 증가시켜서 초음파 수신자(2)를 측정점

의 위치보다 더 아래쪽에 위치한 측정점 즉, 도 4에서 콘크리트 부재의 시점 위치로부터 더 먼 거리에 위치하는 측정점

에 배치하더라도, 초음파는 "경로

"를 통해서 이동하게 될 것이며, 결국 발진된 초음파가 콘크리트 부재의 시점부터 강재로 이루어진 앵커볼트(10)를 따라 종방향으로 이동한 거리 즉, 전파거리

는 앵커볼트(10)의 실제 매립깊이

이상이 될 수 없는 것이다.

이러한 전파거리

와 초음파 수신자 이격거리

의 이론적인 관계를 그래프로 표현한 것이 도 5에 도시되어 있다. 도 5에서 세로축은 전파거리

를 나타내며 가로축은 초음파 수신자 이격거리

를 나타낸다. 도 5의 그래프에 표현한 것처럼, 소정 범위 내에서는 전파거리

와 초음파 수신자 이격거리

는 서로 비례하는 관계를 가지지만, 전파거리

가 어떤 특정 값(도 5의 그래프에서는

값)에 도달한 후에는 초음파 수신자 이격거리

가 증가하더라도 전파거리

는 더 이상 증가하지 않게 된다. 앞서 서술한 것처럼 초음파 수신자 이격거리

가 증가하더라도 전파거리

는 더 이상 증가하지 않는다는 것은 결국 전파거리가 앵커볼트의 매립깊이에 도달하였다는 것을 의미하게 되므로, 초음파 수신자 이격거리

가 증가하더라도 전파거리가 더 이상 증가하지 않게 될 때의 전파거리

의 값(도 5의 그래프에서는

값)을 도출하게 되면 앵커볼트의 매립깊이

를 알 수 있는 것이다.

도 4에서 초음파 수신자 이격거리

를 가지는 측정점

의 위치에 초음파 수신자(2)가 배치되어 있고, 초음파 발신자(1)에서 초음파를 발진시킨 시점(時點)과 측정점

의 초음파 수신자(2)에서 측정된 초음파를 수신한 시점 간의 시간차이 즉, 측정점

까지의 이론적인 초음파 이동시간을

라고 기재하고, 측정점

에서 대한 초음파의 전파거리를

라고 기재하였을 때, 아래의 수학식 1로 표현되는 관계식을 도출할 수 있다. 본 명세서에서

는 1부터 n까지의 자연수로서, 초음파 수신자(2)의 설치 순번을 의미하는데,

값이 커질수록 초음파 수신자 이격거리

도 증가한다.

(수학식 1)

앞서 도 4와 관련하여 살펴보았듯이, 초음파 수신자 이격거리가

인 경우, 초음파는 앵커볼트의 노출부에서 점

와 점

으로 이어지는 경로(경로

)를 따라 흐른 후, 앵커볼트가 콘크리트에 매립되어 있는 구간인 점

과 점

로 이어지는 경로(경로

)를 따라 흐르고, 후속하여 콘크리트 구간인 점

와 측정점

로 이어지는 경로(경로

)를 따라 흐르게 된다. 따라서 초음파를 발신시킨 시점부터 측정점

의 초음파 수신자(2)에서 측정된 초음파를 수신할 때까지의 이론적인 시간차이 즉, 이론적인 초음파 이동시간

는 초음파가 경로

를 따라 이동하는데 걸리는 시간(

)과, 초음파가 경로

를 따라 이동하는데 걸리는 시간(

), 그리고 경로

를 따라 이동하는데 걸리는 시간의 합이 되며 위 수학식 1로 표현될 수 있는 것이다.

위 수학식 1에서

는 앵커볼트(10)로부터 측정면(21)까지의 최단 직선길이에 해당하는 콘크리트 피복두께이고,

는 앵커볼트(10)의 노출부가 시작되는 지점에서부터 초음파 발신자(1)가 설치된 위치까지 앵커볼트(10)가 노출된 길이이다(도 3 참조). 그리고

는 초음파가 앵커볼트(10)를 이동할 때의 속도 즉, 앵커볼트를 이루는 강재에서의 초음파 이동속도이며,

는 초음파가 콘크리트 부재를 이동할 때의 속도 즉, 콘크리트 부재를 이루는 콘크리트에서의 초음파 이동속도이다. 앵커볼트에서의 초음파 이동속도

는 측정대상이 되는 앵커볼트와 동일한 재질 및 종류의 앵커볼트에 대한 조사를 통해서 사전에 미리 알고 있는 값이며, 콘크리트 부재에서의 초음파 이동속도

역시 측정대상이 되는 앵커볼트가 매립되어 있는 콘크리트에 대한 조사를 통해서 사전에 미리 알고 있는 값이다.

따라서 사전조사를 통해서 수학식 1의 상수 값에 해당하는 콘크리트 피복두께

, 앵커볼트(10)의 노출된 길이

, 및 앵커볼트(10)에서의 초음파 이동속도

및 콘크리트(20)에서의 초음파 이동속도

를 파악해둔 상태에서, 이론적으로는 초음파 수신자 이격거리

를 점차로 증가시켜가면서 각각의 초음파 이동시간을 측정하고, 이를 위 수학식 1의

에 대입하여 연산하면 초음파의 전파거리

를 산출할 수 있으며, 산출된 전파거리 값이 도 5의 그래프와 같이 일정한 값으로 수렴할 때를 찾아내어 그 때의 수렴값을 앵커볼트의 매립깊이라고 간주하면 된다.

그런데 초음파 이동시간을 측정하는 과정에는 다양한 형태의 오차가 개입할 수 있기 때문에 실제로 취득된 초음파 이동시간 측정값은 위 수학식 1의 이론적인 초음파 이동시간

와 동일하지 않을 수 있다. 실제로 취득된 초음파 이동시간 측정값과 위 수학식 1의 이론적인 초음파 이동시간

간의 차이는 부정확한 결과를 야기하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 발명에서는 수학식 1을 그대로 이용하지 않고, 수학식 1에 대해 공지의 최적화 기법(예를 들면, 최소자승법)을 적용하여 아래의 수학식 2를 도출한다.

(수학식 2)

위 수학식 2에서

는 초음파 수신자 이격거리

를 가지는

번째의 초음파 수신자 즉, 측정점

위치의 초음파 수신자(2)에 의해 측정된 초음파 이동시간 "실제" 측정값이고, 수학식 2의

,

,

,

및

는 위 수학식 1과 관련한 설명과 동일하다.

그러나 위 수학식 2의 경우에도 정해(正解)를 구함에 있어서 정확도가 저하될 수 있으므로, 본 발명에서는 추가적으로 수학식 2에 정규화 요소(regulariation factor)

를 도입하여 수학식 3을 도출한다.

(수학식 3)

수학식 3에서

는 초음파 수신자 이격거리

일 때의 전파거리 즉, 측정점

에 위치하는 초음파 수신자(2)에 대한 전파거리이다. 수학식 3의

,

,

,

,

및

에 대한 설명은 위 수학식 1 및 수학식 2와 관련한 설명과 동일하다.

본 발명의 연산장치(3)에서는 위와 같이 도출된 수학식 3을 이용하여 앵커볼트의 매립깊이를 산출하게 된다.

도 6에는 본 발명의 앵커볼트 매립깊이 측정장치(100)에 구비된 연산제어장치(3)의 구성을 보여주는 개략적인 블록도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명에 따라 콘크리트 부재에 매립된 앵커볼트의 매립깊이를 측정하는 과정을 보여주는 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 앵커볼트 매립깊이 측정방법에서는 기본적으로 측정대상이 되는 앵커볼트(10)에 초음파 발신자(1)를 설치하고 초음파 발신자(1)에서 초음파를 발생시킨 후, 콘크리트 부재(20)의 측정면을 따라 초음파 수신자 이격거리가 증가하도록 위치한 1부터 n개의 복수개 측정점 각각에서 초음파 수신자(2)를 이용하여 초음파를 수신한다(단계 S1 / 초음파의 발신 및 수신 단계). 이 때 초음파 발신자(1)에서 발진시키는 초음파로는 콘크리트와 강재를 모두 투과할 수 있는 50 ~ 100kHz의 주파수를 가지는 P파를 이용하는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명에서 이용하는 초음파가 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 연산제어장치(3)는 신호 수신유닛(31), 초음파 이동시간 도출유닛(32), 및 전파거리 산출유닛(33)을 포함하여 구성되며, 필요에 따라서는 전파거리 그래프 도출유닛(34)과 수렴여부 판단유닛(35)이 더 포함되어 구성될 수도 있다. 본 발명의 연산제어장치(3)는 컴퓨터에서 구동되는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 따라서 연산제어장치(3)를 구성하는 신호 수신유닛(31), 초음파 이동시간 도출유닛(32), 전파거리 산출유닛(33), 전파거리 그래프 도출유닛(34) 및 수렴여부 판단유닛(35)이 각각 저마다의 기능을 수행하기 위한 소프트웨어의 모듈로 구현될 수 있다.

단계 S1에서 초음파 발신자(1)에서 초음파가 발신되고 각각의 측정점에서 초음파 수신자(2)를 이용하여 초음파를 수신하게 되면, 연산제어장치(3)의 신호 수신유닛(31)에서는 이를 인지하여 초음파 발신자(1) 및 초음파 수신자(2)로부터의 전송 신호를 수신하게 되고, 연산제어장치(3)의 초음파 이동시간 도출유닛(32)에서는 초음파 수신자(2)로부터 전송받은 신호를 이용하여, 초음파 발신자(1)에서 초음파가 발진된 시점(時點)과, 각각의 측정점에서 초음파 수신자(2)가 초음파를 수신한 시점 간의 차이를 통해서 초음파가 발진되어 각 측정점에서 수신될 때까지의 시간(각 측정점까지의 초음파 이동시간)을 도출한다(단계 S2 / 초음파 이동시간 측정단계). 즉, 위와 같이 단계 S1 및 단계 S2를 통해서 앞서 수학식 1 내지 3과 관련하여 설명 내용 중 언급된 초음파 이동시간 실제 측정값

을 취득하는 것이다. 구체적으로는 위와 같이 단계 S1 및 S2를 수행함으로써 1번째 측정점의 초음파 수신자를 통해서 수신한 초음파 이동시간 실제 측정값

을 취득하고, 2번째 측정점의 초음파 수신자를 통해서 수신한 초음파 이동시간 실제 측정값

을 취득하는 방식으로 1번부터 n번째 초음파 수신자까지 각각의 초음파 수신자에서 수신한 초음파 이동시간 실제 측정값을 취득하게 된다.

한편, 사전 조사를 통해서 측정대상이 되는 앵커볼트(10) 및 콘크리트 부재(20)에 대한 필요 물리량 즉, 콘크리트 피복두께

, 앵커볼트(10)의 노출된 길이

, 앵커볼트(10)에서의 초음파 이동속도

, 콘크리트 부재(20)에서의 초음파 이동속도

, 각 측정점의 초음파 수신자 이격거리 등의 "앵커볼트 및 콘크리트 부재 관련 물리량"이 사전에 취득되고 그 정보가 연산제어장치(3)에 제공된다. "앵커볼트 및 콘크리트 부재 관련 물리량"에 대한 정보는 단계 S1 및 단계 S2의 순차적 진행과 무관하게, 위 단계 S1 및 단계 S2와 병행하거나 또는 그 전,후에 연산제어장치(3)에 제공된다.

후속하여 연산제어장치(3)의 전파거리 산출유닛(33)에서는 각 측정점에서의 초음파 이동시간 실제 측정값

과, 기지의 "앵커볼트 및 콘크리트 부재 관련 물리량"을 이용하여 수학식 3을 연산하여 전파거리를 산출하게 된다(단계 S3 / 전파거리 산출단계). 도 8에는 전파거리 산출단계의 구체적인 과정을 보여주는 개략적인 흐름도가 도시되어 있는데, 도 8에 도시된 것처럼 전파거리의 산출을 위해서는 우선 수학식 3에 포함되어 있는 정규화 요소(regulariation factor) 의

값을 가정한다(단계 S3-1). 관리자가 정규화 요소

의 값을 가정하여 이를 입력장치 등을 통해서 연산제어장치(3)의 전파거리 산출유닛(33)에 제공할 수도 있고, 연산제어장치(3) 자체에서 랜덤하게 정규화 요소

의 값을 가정하여 이를 이용할 수도 있다.

전파거리 산출유닛(33)에서는 가정된 정규화 요소

의 값을 이용하여 수학식 3을 연산하여

= 1부터 n까지의 측정점

에서의 초음파 이동시간 실제 측정값

각각에 대한 전파거리

를 연산하여 도출한다(단계 S3-2). 즉, 1번째 측정점에서 초음파 수신자(2)에 의해 측정된 초음파 이동시간 실제 측정값

을 이용하여 수학식 3을 연산함으로써 전파거리

를 산출하는 것이고, 2번째 측정점에서 초음파 수신자(2)에 의해 측정된 초음파 이동시간 실제 측정값

을 이용하여 수학식 3을 연산함으로써 전파거리

를 산출하는 방식으로

= 1부터 n까지의 각각의 측정점에서의 초음파 이동시간 실제 측정값

에 대한 전파거리

을 산출하는 것이다.

"산출된

= 1부터 n까지의 측정점

에서의 초음파 이동시간 실제 측정값

에 대하여 산출된 전파거리

"를 이용하여, 가로축을 각 측정점에 대한 초음파 수신자 이격거리

로 하고 세로축을 산출된 전파거리

로 하는 그래프(편의상 이를 "전파거리 그래프"라고 약칭함)를 도시한다고 "가정"하였을 때, 도 5의 그래프처럼 산출된 전파거리

가 어떤 특정 값에 도달한 후에는 초음파 수신자 이격거리

가 증가하더라도 전파거리

는 더 이상 증가하지 않는 형태가 도시되는지의 여부 즉, 산출된 전파거리

가 측정점의 초음파 수신자 이격거리

의 증가에도 불구하고 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단한다(단계 S4 / 전파거리 수렴여부 판단단계).

초음파 수신자 이격거리

와 산출된 전파거리

의 관계에 있어서, 산출된 전파거리가 특정 값에 수렴하는지 여부는 관리자가 판단할 수 있는데, 이 때 상기한 전파거리 그래프를 실제로 도시하면 관리자는 상기한 수렴여부를 판단하는 작업을 더욱 신속하고 용이하게, 그리고 정확하게 수행할 수 있게 된다. 이를 위해 필요에 따라서는 연산제어장치(3)에는 전파거리 그래프 도출유닛(34)이 더 구비될 수도 있다. 즉, 연산제어장치(3)의 전파거리 그래프 도출유닛(34)에서 상기한 전파거리 그래프를 작성하여 관리자에게 제시할 수도 있는 것이다. 그러나 본 발명에서 상기한 전파거리 그래프가 반드시 도시되어야만 하는 것은 아니다. 관리자는 연산제어장치(3)로부터 제시되는

= 1부터 n까지의 각 측정점

에 대한 초음파 수신자 이격거리

와, 단계 S4에 의해 산출된 전파거리

을 이용하여 전파거리

가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단할 수도 있다. 즉, 관리자는 연산제어장치(3)로부터 제시되는 결과를 이용하여 도 5과 같은 형태의 그래프를 그린다고 "가정"한 상태에서도 전파거리

가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단할 수도 있는 것이다. 따라서 전파거리 그래프 도출유닛(34)은 연산제어장치(3)에 구비되지 않을 수도 있다.

더 나아가, 본 발명에서 산출된 전파거리

가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단하는 단계 S4를 관리자가 아닌 연산제어장치(3)에서 자동적으로 수행할 수도 있다. 즉, 필요에 따라서는 연산제어장치(3)에 수렴여부 판단유닛(35)이 더 구비되어 있어서, 수렴여부 판단유닛(35)에서 위의 전파거리

가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단하는 단계 S4를 자동적으로 수행하여 그 결과를 관리자에게 제시할 수 있는 것이다. 그러나 수렴여부 판단유닛(35) 역시 필요에 따라 구비될 수 있는 것이므로 연산제어장치(3)에 구비되지 않을 수도 있다.

단계 S4를 수행한 결과, 전파거리

가 특정 값에 수렴하는 것으로 판정된다면 그 수렴값 즉, 전파거리

의 수렴값을 앵커볼트(10)의 매립깊이

로서 간주한다(단계 S5 / 전파거리 수렴값의 앵커볼트 매립깊이 확정단계). 이와 달리, 단계 S4를 수행하였을 때 전파거리

가 특정 값에 수렴하지 않는다면 다시 단계 S3으로 돌아가서 정규화 요소(regulariation factor)

를 다른 값으로 가정("정규화 요소 값의 재설정")하고, 수학식 3을 이용한 연산에 의해

= 1부터 n까지의 초음파 이동시간 실제 측정값

각각에 대한 전파거리

를 산출하는 단계 S3을 수행하고, 전파거리

가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단하는 단계 S4를 반복하여 수행한다. 즉, 전파거리

가 특정 값에 수렴하지 않을 경우에는 정규화 요소

의 값을 재설정하면서 단계 S3과 단계 S4를 순차적으로 반복수행하는 것이다.

위와 같은 본 발명의 검증을 위해, 앵커볼트의 매립깊이

를 100mm로 하고, 콘크리트 피복두께

를 100mm로 하는 시편을 제작하여 도 3에 도시된 형태로 본 발명의 장치를 설치하여 본 발명의 방법을 수행하였다. 도 9에는 이와 같은 시편에 대해 도출한 "전파거리 그래프"가 도시되어 있다. 도 9에서 붉은 점으로 표시된 것이 전파거리가 수렴하기 시작하는 지점이며, 이때의 전파거리는 101.9mm로 파악되었다. 즉, 앵커볼트의 매립깊이 100mm와 매우 근접한 101.9mm의 측정결과가 도출되었는 바, 본 발명의 유효성이 확실하게 검증되었다.

상기한 본 발명에 의하면, 교량받침부에서 교량받침을 고정하기 위해 콘크리트 부재에 매립되어 있는 앵커볼트의 매립깊이를 초음파를 활용한 "비파괴방식"으로 정확하게 정량적으로 측정할 수 있게 된다. 따라서 본 발명은, 노후한 교량받침의 정밀 점검 및 진단, 그리고 새로운 교량받침으로의 교체시 시공정밀도 등을 객관적으로 파악하는데 매우 유용하게 이용될 수 있다.

1: 초음파 발신자
2: 초음파 수신자
3: 연산제어장치
10: 앵커볼트
20: 콘크리트 부재
31: 신호 수신유닛
32: 초음파 이동시간 도출유닛
33: 전파거리 산출유닛
34: 전파거리 그래프 도출유닛
35: 수렴여부 판단유닛

Claims (10)

1. 콘크리트 부재에 일부가 매립되어 있는 상태의 측정대상 앵커볼트의 노출부에 초음파 발신자를 설치하여 초음파 발신자에서 초음파를 발생시키고, 콘크리트 부재의 측정면을 따라 초음파 수신자 이격거리가 증가하도록 설정한 복수개 측정점 각각에서 초음파 수신자를 이용하여 초음파를 수신하는 단계;
   연산제어장치가 초음파 발신자 및 초음파 수신자로부터의 신호를 수신하여, 초음파가 발진되어 각 측정점에서 수신될 때까지의 시간에 해당하는 각 측정점까지의 초음파 이동시간을 도출하는 단계;
   연산제어장치에서의 연산에 의해, 각 측정점에서의 초음파 이동시간 실제 측정값과, 앵커볼트의 노출길이, 콘크리트 피복두께, 앵커볼트에서의 초음파 이동속도, 및 콘크리트 부재에서의 초음파 이동속도를 이용하여 각 측정점에 대한 전파거리를 산출하는 단계;
   측정점의 초음파 수신자 이격거리가 증가함에 따라 산출된 전파거리가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단하는 단계; 및
   산출된 전파거리가 수렴하지 않으면 각 측정점에 대한 전파거리를 재산출하고, 산출된 전파거리가 수렴하면 전파거리의 수렴값을 앵커볼트의 매립깊이로 간주하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정방법.
2. 제1항에 있어서,
   각 측정점에 대한 전파거리를 산출하는 단계에서는, 수학식 3에 의해 전파거리를 산출하며;
   수학식 3에 포함되어 있는 정규화 요소

   

   의 값을 가정하는 단계; 및
   가정된 정규화 요소

   

   의 값을 이용하여 수학식 3을 연산하여

   

   = 1부터 n까지의 측정점

   

   에서의 초음파 이동시간 실제 측정값

   

   각각에 대한 전파거리

   

   를 연산하여 도출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정방법.
   (수학식 3)
   

   

   
   (수학식 3에서

   

   는 앵커볼트로부터 측정면까지의 최단 직선길이에 해당하는 콘크리트 피복두께이고,

   

   는 앵커볼트의 노출된 길이이며,

   

   는 앵커볼트를 이루는 강재에서의 초음파 이동속도이고,

   

   는 콘크리트 부재를 이루는 콘크리트에서의 초음파 이동속도이며,

   

   는 초음파 수신자 이격거리이다.)
3. 제2항에 있어서,
   산출된 전파거리가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단한 결과, 산출된 전파거리가 수렴하지 않으면, 수학식 3에 포함되어 있는 정규화 요소

   

   의 값을 다시 가정하여 각 측정점에 대한 전파거리를 다시 산출하는 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   "산출된

   

   = 1부터 n까지의 측정점

   

   에서의 초음파 이동시간 실제 측정값

   

   에 대하여 산출된 전파거리

   

   "을 이용하여, 가로축을 각 측정점에 대한 초음파 수신자 이격거리

   

   로 하고 세로축을 산출된 전파거리

   

   로 하는 전파거리 그래프를 도시하며;
   산출된 전파거리가 특정 값에 수렴하는지의 여부는, 도시된 전파거리 그래프를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   초음파 발신자에서 발진시키는 초음파는 50 ~ 100kHz의 주파수를 가지는 P파인 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정방법.
6. 콘크리트 부재에 일부가 매립되어 있는 상태의 매립깊이 측정대상 앵커볼트의 노출부에 설치되어 초음파를 발생시키는 초음파 발신자;
   콘크리트 부재의 측정면을 따라 초음파 수신자 이격거리가 증가하도록 설정한 복수개 측정점 각각에서 초음파를 수신하는 초음파 수신자; 및
   신호 수신유닛, 초음파 이동시간 도출유닛, 및 전파거리 산출유닛을 구비하여, 초음파가 발생되어 수신할 때까지 걸린 초음파 이동시간을 측정하고 이를 이용하여 앵커볼트의 매립깊이를 산출하는 연산을 수행하는 연산제어장치를 포함하여 구성되며;
   연산제어장치의 신호 수신유닛에서는 초음파 발신자 및 초음파 수신자로부터의 신호를 수신하고;
   연산제어장치의 초음파 이동시간 도출유닛에서는 초음파가 발진되어 각 측정점에서 수신될 때까지의 시간에 해당하는 각 측정점까지의 초음파 이동시간을 측정하고;
   연산제어장치의 전파거리 산출유닛에서는 각 측정점에서의 초음파 이동시간 실제 측정값과, 앵커볼트의 노출길이, 콘크리트 피복두께, 앵커볼트에서의 초음파 이동속도, 및 콘크리트 부재에서의 초음파 이동속도를 이용하여 각 측정점에 대한 전파거리를 산출하여;
   측정점의 초음파 수신자 이격거리가 증가함에 따라 산출된 전파거리가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단하여 전파거리의 수렴값을 앵커볼트의 매립깊이로 간주하고, 산출된 전파거리가 수렴하지 않으면 각 측정점에 대한 전파거리를 재산출하여 다시 전파거리의 수렴 여부를 판단함으로써 앵커볼트의 매립깊이를 측정하게 되는 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정장치.
7. 제6항에 있어서,
   전파거리 산출유닛에서는 수학식 3에 의해 각 측정점에 대한 전파거리를 산출하는데;
   수학식 3에 포함되어 있는 정규화 요소

   

   의 값을 가정하고;
   가정된 정규화 요소

   

   의 값을 이용하여 수학식 3을 연산하여

   

   = 1부터 n까지의 측정점

   

   에서의 초음파 이동시간 실제 측정값

   

   각각에 대한 전파거리

   

   를 연산하여 도출하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정장치.
   (수학식 3)
   

   

   
   (수학식 3에서

   

   는 앵커볼트로부터 측정면까지의 최단 직선길이에 해당하는 콘크리트 피복두께이고,

   

   는 앵커볼트의 노출된 길이이며,

   

   는 앵커볼트를 이루는 강재에서의 초음파 이동속도이고,

   

   는 콘크리트 부재를 이루는 콘크리트에서의 초음파 이동속도이며,

   

   는 초음파 수신자 이격거리이다.)
8. 제7항에 있어서,
   전파거리 산출유닛에서는, 산출된 전파거리가 특정 값에 수렴하는지 않는 것으로 판단되어 수학식 3에 포함되어 있는 정규화 요소

   

   의 값이 다시 가정되어 제시되면, 새로 제시된 정규화 요소

   

   의 값을 이용하여 각 측정점에 대한 전파거리를 다시 산출하는 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   연산제어장치에는 전파거리 그래프 도출유닛이 더 구비되어 있으며;
   전파거리 그래프 도출유닛에서는, 산출된 전파거리가 특정 값에 수렴하는지의 여부를 판단할 수 있도록 "산출된

   

   = 1부터 n까지의 측정점

   

   에서의 초음파 이동시간 실제 측정값

   

   에 대하여 산출된 전파거리

   

   "을 이용하여, 가로축을 각 측정점에 대한 초음파 수신자 이격거리

   

   로 하고 세로축을 산출된 전파거리

   

   로 하는 전파거리 그래프를 도시하여 제시하는 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정장치.
10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    초음파 발신자에서 발진시키는 초음파는 50 ~ 100kHz의 주파수를 가지는 P파인 것을 특징으로 하는 앵커볼트의 매립깊이 측정장치.

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