KR102353287B1 - 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용한 위험감시 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매우 오랜 기간에 걸쳐 급경사지, 각종 구조물의 변위를 정확히 계측하고 아울러 비정상적 거동양상에 즉각적으로 대응할 수 있는 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용한 위험감시 모니터링 시스템에 관한 것으로, 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치와, 상기 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치에서 계측된 데이터를 저장하고 외부로 전송하기 위한 데이터 수집 장치와, 상기 데이터 수집 장치에서 전송된 데이터를 분석하고 경보기의 작동 여부를 제어하는 중앙 제어부를 포함하며 ; 상기 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치는, 거리 측정을 위한 레이저 거리측정 센서, 상기 레이저 거리측정 센서가 내장되며 전방에 팬모터용 개구부가 형성된 보호 함체, 상기 팬모터용 개구부에 장착되는 팬모터 프레임과 상기 팬모터 프레임의 중앙에 마련되는 모터 몸체와 상기 모터 몸체의 모터축에 결합되는 허브와 상기 허브의 방사상 외측에 마련되는 복수의 블레이드를 포함하며 상기 모터축의 중앙을 따라 축방향으로 연장되는 레이저빔 통과용 구멍이 형성되는 먼지 유입 방지용 팬모터를 포함하며 ; 상기 레이저빔 통과용 구멍은 상기 모터축의 중앙을 따라 축방향으로 연장되는 형태이므로 상기 모터축의 회전에 따라 상기 허브 및 상기 블레이드가 회전될 때 상기 레이저빔 통과용 구멍은 상기 레이저 거리측정 센서에 대하여 그 자세 및 위치가 고정된 상태이며, 상기 모터축에 의하여 회전되는 상기 허브 및 상기 블레이드는 상기 보호 함체 내부의 공기를 외부로 강제 송풍할 수 있으며, 상기 레이저 거리측정 센서는 상기 레이저빔 통과용 구멍을 통하여 레이저빔을 조사하고 상기 레이저짐 통과용 구멍을 통하여 반사된 레이저빔을 감지하여 거리를 측정하는 것 ; 을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 급경사지, 각종 구조물의 변위량을 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용하여 모니터링하여 급경사지, 각종 구조물의 위험감시를 수행하는 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용한 위험감시 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 토목 또는 건축 구조물은 교통, 지진, 돌풍 등과 같은 지속적 또는 간헐적인 외부 하중에 노출되어 있으므로, 합리적이고 정확한 설계 시공도 중요하지만, 구조물의 사용성을 최적의 상태로 유지하면서 구조물의 수명을 연장시키기 위해서는 적절한 유지관리 업무가 매우 중요하다.
특히 최근에는 고층빌딩과 장대 교량과 같은 거대 구조물이 증가함에 따라, 교량, 건물 등과 같은 구조물의 동적 거동 상황을 측정, 분석 및 진단하여 구조물의 안정성을 향상시킬 수 있는 구조물 안전 진단 시스템의 중요성이 더욱 커지고 있다.
또한 인공적 또는 자연적 사면(또는 비탈면), 제방, 옹벽 등은 자연재해(태풍, 폭우 등) 또는 시간경과에 따른 풍화, 노후화와 인접구역에서의 개발행위(터파기, 절토 등)에 의하여 산사태, 붕괴의 위험이 있으며, 이와 같은 위험 상황을 감시할 필요가 있다.
이하에서는 인공적 또는 자연적 사면(또는 비탈면), 제방, 옹벽 등을 통칭하여 '급경사지'라 칭한다.
한편 급경사지, 각종 구조물의 시간에 따른 수직 변위량 및 수평 변위량 등을 레이저 거리측정 센서를 기반으로 계측하는 기법이 널리 알려져 있다.
즉, 레이저 거리측정 센서는, 레이저빔을 발사하는 레이저빔 발사부와, 레이저빔 발사부에서 발사된 레이저빔이 측정점(또는 타겟점)으로부터 반사되어 돌아오는 레이저빔을 수신하는 레이저빔 수신부와, 레이저빔 수신부를 통하여 수신된 레이저빔의 도달 시간으로부터 길이를 계산하는 길이 계산부를 포함하는 공지의 기술이다.
또한 레이저 거리측정 센서는 각도 센서와 함께 사용되어, 측정점까지의 거리에 따라 수직 방향 변위량과 수평 방향 변위량을 함께 측정할 수 있다.
한편 급경사지, 각종 구조물의 변위량 계측의 경우 매우 오랜 기간에 걸쳐 수행되며, 먼지가 심한 야외 등과 같이 혹독한 환경에서 계측을 수행하는 경우가 빈번하다.
이와 같은 계측 환경하에서 레이저 거리측정 센서는 그 전방의 광학렌즈에 이물질이 집적되면서 정확한 계측을 방해하는 요인이 되며, 또한 매우 오랜 기간 사용하기 어렵다는 문제가 있다.
또한 종래의 계측 방식은 사용자가 지정한 주기에 따라 변위량 계측을 수행하는 것이 일반적이며, 만일 그 계측 주기를 짧게 할 경우 배터리 등의 한계로 인하여 장기간의 계측이 어렵다는 문제가 있으며, 반대로 그 계측 주기를 길게 할 경우 급경사지, 각종 구조물 등의 비정상적 거동에 즉각적인 대응을 하기 어렵다는 문제가 있다.
특히 계측 주기를 길게 하여 변위량 계측을 수행하는 경우, 급경사지, 각종 구조물 등의 비정상적 거동양상이 계측되는 경우에도 안전진단 모니터링을 담당하는 관리자가 모니터링 시스템에 근접하여 대기하지 않는 경우에는 적절한 대응시간 이내에 적절히 대응하는 것에 실패하면서 자칫 큰 재난상황으로 연결될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 매우 오랜 기간에 걸쳐 급경사지, 각종 구조물의 변위를 정확히 계측하고 아울러 비정상적 거동양상에 즉각적으로 대응할 수 있는 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용한 위험감시 모니터링 시스템을 제안하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치와, 상기 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치에서 계측된 데이터를 저장하고 외부로 전송하기 위한 데이터 수집 장치와, 상기 데이터 수집 장치에서 전송된 데이터를 분석하고 경보기의 작동 여부를 제어하는 중앙 제어부를 포함하며 ; 상기 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치는, 거리 측정을 위한 레이저 거리측정 센서, 상기 레이저 거리측정 센서가 내장되며 전방에 팬모터용 개구부가 형성된 보호 함체, 상기 팬모터용 개구부에 장착되는 팬모터 프레임과 상기 팬모터 프레임의 중앙에 마련되는 모터 몸체와 상기 모터 몸체의 모터축에 결합되는 허브와 상기 허브의 방사상 외측에 마련되는 복수의 블레이드를 포함하며 상기 모터축의 중앙을 따라 축방향으로 연장되는 레이저빔 통과용 구멍이 형성되는 먼지 유입 방지용 팬모터를 포함하며 ; 상기 레이저빔 통과용 구멍은 상기 모터축의 중앙을 따라 축방향으로 연장되는 형태이므로 상기 모터축의 회전에 따라 상기 허브 및 상기 블레이드가 회전될 때 상기 레이저빔 통과용 구멍은 상기 레이저 거리측정 센서에 대하여 그 자세 및 위치가 고정된 상태이며, 상기 모터축에 의하여 회전되는 상기 허브 및 상기 블레이드는 상기 보호 함체 내부의 공기를 외부로 강제 송풍할 수 있으며, 상기 레이저 거리측정 센서는 상기 레이저빔 통과용 구멍을 통하여 레이저빔을 조사하고 상기 레이저짐 통과용 구멍을 통하여 반사된 레이저빔을 감지하여 거리를 측정하는 것 ; 을 특징으로 한다.
상기에 있어서 : 상기 중앙 제어부는, 상기 데이터 수집 장치에서 전송된 데이터를 분석하여 긴급상황 여부를 판단하는 긴급상황 판단부와, 상기 긴급상황 판단부의 판단에 따라 상기 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치의 계측 주기를 변경하는 계측 주기 변경부와, 상기 계측 주기 변경부에서 설정된 계측 주기에 따라 계측 제어명령을 생성하는 계측 제어명령 생성부를 포함하며 ;상기 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치는 상기 중앙 제어부에서 상기 데이터 수집 장치를 통하여 전송된 계측 제어명령에 따라 구조물 변위량 계측을 수행하는 것 ; 이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명은, 매우 오랜 기간에 걸쳐 급경사지, 각종 구조물의 변위를 정확히 계측하고 아울러 비정상적 거동양상에 즉각적으로 대응할 수 있는 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용한 위험감시 모니터링 시스템을 제공한다.
또한 본 발명은, 먼지 유입 방지용 팬모터에 의하여 보호 함체 내부에 먼지가 유입되는 것을 방지할 수 있어, 매우 오랜 기간에 걸쳐 레이저 거리측정 센서에 의하여 구조물의 변위를 계측하는 것이 가능하다.
또한 본 발명은, 위험 상황에 대비하기 위하여 급경사지, 각종 구조물의 변위량을 지속적으로 계측하고, 비정상적 거동 양상이 감지되면 그 거동 양상에 따라 계측 주기를 짧게 하면서 변위량 계측을 수행하여 안정성 확인 및 재난상황에 즉각적인 대응을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 의한 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용한 위험감시 모니터링 시스템의 모식도,
도 2는 도 1의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치의 개념 단면도,
도 3은 도 2의 먼지 유입 방지용 팬모터의 확대 개념 단면도,
도 4는 도 3의 먼지 유입 방지용 팬모터의 사시도,
도 5는 도 2의 작동 상태를 보이는 개념 단면도,
도 6 및 도 7은 도 1의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치의 다양한 배치 형태를 보이는 도면.
도 2는 도 1의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치의 개념 단면도,
도 3은 도 2의 먼지 유입 방지용 팬모터의 확대 개념 단면도,
도 4는 도 3의 먼지 유입 방지용 팬모터의 사시도,
도 5는 도 2의 작동 상태를 보이는 개념 단면도,
도 6 및 도 7은 도 1의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치의 다양한 배치 형태를 보이는 도면.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 의한 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용한 위험감시 모니터링 시스템의 모식도이며, 도 2는 도 1의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치의 개념 단면도이며, 도 3은 도 2의 먼지 유입 방지용 팬모터의 확대 개념 단면도이며, 도 4는 도 3의 먼지 유입 방지용 팬모터의 사시도이며, 도 5는 도 2의 작동 상태를 보이는 개념 단면도이며, 도 6 및 도 7은 도 1의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치의 다양한 배치 형태를 보이는 도면이다.
도 1을 참조하여 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용한 위험감시 모니터링 시스템을 설명한다.
본 시스템은 서로 인접하여 배치되는 복수의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)와, 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)에서 계측된 데이터를 저장하고 외부로 전송하기 위한 데이터 수집 장치(200)와, 데이터 수집 장치(200)에서 전송된 데이터를 수신하여 분석하고 이에 근거하여 경보기의 작동 여부를 제어하는 중앙 제어부(300)를 포함한다.
복수의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)에서 계측된 데이터는 하나의 데이터 수집 장치(200)로 전송되어 저장될 뿐만 아니라 데이터 수집 장치(200)에 저장된 데이터는 무선통신에 의하여 중앙 제어부(300)로 전송된다.
복수의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)와 하나의 데이터 수집 장치(200)는 유선 통신 또는 무선 통신에 의하여 신호를 서로 전송할 수 있다.
특히 복수의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)와 하나의 데이터 수집 장치(200)는, 근거리 무선통신에 의하여 데이터를 전송할 수 있다. 근거리 무선통신으로서는, 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신장치(Infrared Data Association; IrDA) 및 UWB(Ultrawideband) 등 다양한 수단이 강구될 수 있다.
중앙 제어부(300)와 데이터 수집 장치(200) 또한 유선 통신 또는 무선 통신에 의하여 신호를 서로 전송할 수 있다. 특히 중앙 제어부(300)와 데이터 수집 장치(200)는 원거리 무선통신에 의하여 서로 연결되는 것이 바람직하다.
중앙 제어부(300)는, 중앙 제어부용 통신부(320)를 통하여 유선 또는 무선 통신을 수행하면서 데이터 수집 장치(200)에서 전송된 데이터를 전송받아 이를 분석하고 이에 관한 정보를 디스플레이하며 경보기(310)의 작동 여부를 제어한다.
특히 중앙 제어부(300)는 데이터 수집 장치(200)에서 전송된 데이터를 통하여 급경사지, 각종 구조물의 비정상적 거동양상에 해당하는지 여부, 즉 긴급상황 또는 이상상황 여부를 분석하며 이에 따라 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)의 계측 주기를 변경한다.
즉 중앙 제어부(300)는, 데이터 수집 장치(200)에서 전송된 데이터를 분석하여 긴급상황 여부를 판단하는 긴급상황 판단부와, 긴급상황 판단부의 판단에 따라 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치의 계측 주기를 변경하는 계측 주기 변경부와, 계측 주기 변경부에서 설정된 계측 주기에 따라 계측 제어명령을 생성하는 계측 제어명령 생성부를 포함하고, 계측 제어명령을 데이터 수집 장치(200)를 매개하여 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)에 전송하며, 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)는 중앙 제어부(300)에서 데이터 수집 장치(200)를 통하여 전송된 계측 제어명령에 따라 구조물 변위량 계측을 수행하며, 그 계측된 데이터는 데이터 수집 장치(200)에서 저장되며, 다시 중앙 제어부(300)로 전송되어 긴급상황 여부를 판단하는 기초 자료로 이용된다.
이때 긴급상황이란, 즉각적인 위기경보의 발령이 필요한 상황 뿐만 아니라, 정상적인 급경사지, 각종 구조물의 거동이 아닌 경우로서 비교적 짧은 주기 혹은 매우 짧은 주기로 급경사지, 각종 구조물의 변위 상황을 계측할 필요가 있는 모든 상황을 의미한다.
중앙 제어부(300)는 모니터와 제어프로그램이 설치된 운영 PC로 이루어질 수 있다.
따라서 본 발명에서, 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)는 급경사지, 각종 구조물의 변위량을 비교적 긴 주기로 계측하면서 그 계측된 데이터를 데이터 수집 장치(200)를 매개하여 중앙 제어부(300)로 전송하며, 중앙 제어부(300)는 이에 따라 급경사지, 각종 구조물의 긴급상황 여부를 판단하며, 긴급상황이 아닌 경우에는 지속적으로 긴 주기로 계측 활동을 수행한다.
한편 중앙 제어부(300)는 급경사지가 긴급상황이라 판단되는 경우, 계측 주기를 짧게 변경하며, 이에 따라 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)가 짧은 주기로 계측 활동을 수행하여 급경사지, 각종 구조물에 대한 안정성을 실시간으로 확인할 수 있으며, 나아가 즉각적인 대응이 필요한 긴급상황인 경우에는 즉각적인 대응을 할 수 있다.
다음으로 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)를 설명한다.
본 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)는 크게 보호 함체(190), 레이저 거리측정 센서(110), 각도 센서(120), 계측 장치용 통신부(131), 배터리(132), 경사각 조절대(140), 먼지 유입 방지용 팬모터(150), 먼지 제거용 필터(160), 개폐용 덮개(170), 덮개 구동 모터(180) 등을 포함하여 이루어진다.
보호 함체(190)는 각종 장치들이 내장되기 위한 것으로, 전방에 팬모터용 개구부(191)가 형성되며 후방에 공기 유입용 개구부(192)가 형성되어 있다.
보호 함체(190)에 레이저 거리측정 센서(110), 각도 센서(120), 계측 장치용 통신부(131), 배터리(132), 먼지 유입 방지용 팬모터(150), 먼지 제거용 필터(160), 개폐용 덮개(170), 덮개 구동 모터(180) 등이 장착된다.
보호 함체(190)의 내부에 레이저 거리측정 센서(110)가 장착되어 있다.
레이저 거리측정 센서(110)는 거리 측정을 위한 것으로, 레이저빔을 조사하고 측정점으로부터 반사되어 돌아오는 레이저빔을 감지하고 그 도달시간으로부터 거리를 측정한다.
레이저 거리측정 센서(110)는 전방을 향하여, 구체적으로는 팬모터용 개구부(191)를 향하여 배치된다.
이와 같은 레이저 거리측정 센서(110)는 주지의 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.
보호 함체(190) 내부에 각도 센서(120)가 내장되어 있다.
각도 센서(120)는 보호 함체(190) 또는 레이저 거리측정 센서(110)의 경사각을 측정하기 위한 것이다.
본 실시례에서 각도 센서(120)는 레이저 거리측정 센서(110)와 함께 일체로 배치되어 레이저 거리측정 센서(110)의 경사각을 측정한다.
보호 함체(190) 내부에 계측 장치용 통신부(131)가 내장되어 있다.
계측 장치용 통신부(131)는 레이저 거리측정 센서(110) 및 각도 센서(120)의 측정값을 받아 이를 데이터 수집 장치(200)로 유선 또는 무선 전송하기 위한 것이다.
또한 계측 장치용 통신부(131)는 데이터 수집 장치(200)로부터 계측 주기를 설정하기 위한 제어명령을 전송받을 수 있다.
보호 함체(190) 내부에 배터리(132)가 내장되어 있다.
배터리(132)는 각종 장치에 전력을 공급하기 위한 것이다.
보호 함체(190)의 공기 유입용 개구부(192)에 먼지 제거용 필터(160)가 장착된다.
먼지 제거용 필터(160)는 보호 함체(190)의 내부로 유입되는 공기로부터 먼지를 제거하기 위한 것이다.
보호 함체(190)의 팬모터용 개구부(191)에 먼지 유입 방지용 팬모터(150)가 장착된다.
먼지 유입 방지용 팬모터(150)는, 팬모터 프레임(151)과, 팬모터 프레임의 중앙에 마련되는 모터 몸체(152)와, 모터 몸체(152)의 모터축(152a)에 결합되는 허브(153)와, 허브(153)의 방사상 외측에 마련되는 복수의 블레이드(154)를 포함한다.
팬모터 프레임(151)이 보호 함체(190)의 팬모터용 개구부(191)에 장착된다.
팬모터 프레임(151), 모터 몸체(152), 모터축(152a), 허브(153), 복수의 블레이드(154)로 이루어지는 구조는 일반적인 팬모터와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
본 먼지 유입 방지용 팬모터(150)는, 모터축(152a)의 중앙을 따라 축방향으로 연장되는 레이저빔 통과용 구멍(155)이 형성된다.
즉 레이저빔 통과용 구멍(155)은, 모터 몸체(152)의 모터축(152a)의 중앙을 지나는 구멍이다. 레이저빔 통과용 구멍(155)은 모터축(152a)의 중앙을 따라 축방향으로 연장되는 형태이므로 모터축(152a)의 회전에 따라 허브(153) 및 블레이드(153)가 회전될 때 레이저빔 통과용 구멍(155)은 레이저 거리측정 센서(110)에 대하여 그 자세 및 위치가 고정된 상태이다.
도 3에서 모터축(152a)의 직경 및 레이저빔 통과용 구멍(155)은 과장되게 도시한 것이다.
또한 레이저 거리측정 센서(110)는, 레이저빔 통과용 구멍(155)을 통하여 레이저빔을 조사하고 반사된 레이저빔을 감지하여 거리를 측정한다.
즉 레이저 거리측정 센서(110)의 레이저빔 조사 방향의 연장선에 레이저빔 통과용 구멍(155)이 배치된다.
한편 팬모터용 개구부(191)에는 팬모터용 개구부(191)를 개폐하기 위한 개폐용 덮개(170)와, 개폐용 덮개(170)를 구동하는 덮개 구동 모터(180)가 마련된다.
개폐용 덮개(170)는 슬라이딩되거나 회동되면서 팬모터용 개구부(191)을 개방하거나 닫을 수 있다.
개폐용 덮개(171)는 레이저 거리측정을 하지 않을 때 팬모터용 개구부(191)를 닫아, 먼지가 침투하지 않도록 한 것이다.
또한 본 실시례에서 보호 함체(190)는 경사각 조절대(140)에 탑재된다.
경사각 조절대(140)는 보호 함체(190)의 경사각을 조절하기 위한 것이다.
본 실시례에서 경사각 조절대(140)는 하판(142)과, 하판(142)에 대하여 경사각이 조절되도록 일단부가 하판(142)의 일단부에 대하여 힌지 결합된 상판(141)과, 하판(142)과 상판(141) 사이에서 경사각을 조절하는 길이 가변 부재(143)를 포함하여 이루어진다.
길이 가변 부재(143)는 실린더 또는 모터에 의하여 그 길이가 가변되는 물품일 수 있다.
본 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)에는 상기의 레이저 거리측정 센서(110), 각도 센서(120), 계측 장치용 통신부(131), 먼지 유입 방지용 팬모터(150), 덮개 구동 모터(180) 등을 제어하기 위한 계측 장치용 제어부(미도시)가 마련된다.
계측 장치용 제어부(미도시)는, 데이터 수집 장치(200)를 매개하여 중앙 제어부(300)에서 전송된 계측 제어명령을 수신하여 이에 따라 변위량 계측을 수행하며, 아울러 계측된 데이터를 데이터 수집 장치(200)를 매개하여 중앙 제어부(300)로 전송한다.
상기와 같은 본 발명의 작용을 설명한다.
본 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)를 사용하지 않을 때에는 도 2와 같이 개폐용 덮개(170)가 보호 함체(190)의 팬모터용 개구부(191)를 닫으며, 먼지 유입 방지용 팬모터(150)는 구동되지 않는다.
따라서 보호 함체(190) 내부로 공기가 유입되지 않는다.
본 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)를 이용하여 일정한 주기(하루에 몇회, 혹은 하루에 일회, 혹은 몇일에 일회 간격)로 구조물의 변위량을 계측한다.
급경사지, 각종 구조물의 변위량을 계측할 경우, 도 5와 같이 덮개 구동 모터(180)에 의하여 개폐용 덮개(170)가 회동하여(또는 이동하여) 보호 함체(190)의 팬모터용 개구부(191)가 열리며, 먼지 유입 방지용 팬모터(150)가 구동한다.
먼지 유입 방지용 팬모터(150)가 구동하면, 공기 유입용 개구부(192)의 먼지 제거용 필터(160)를 통하여 보호 함체(190) 내부로 공기가 유입되면서, 먼지 유입 방지용 팬모터(150)(구체적으로는 모터축에 의하여 회전되는 허브 및 블레이드에 의하여)에 의하여 팬모터용 개구부(191)를 통하여 보호 함체(190) 내부의 깨끗한 공기가 외부로 강제 송풍된다. 따라서 보호 함체(190) 내부로 먼지 등이 유입되지 않는다.
이러한 상태에서 레이저 거리측정 센서(110)는, 먼지 유입 방지용 팬모터(150)의 레이저빔 통과용 구멍(155)을 통하여 레이저빔을 조사하고 팬모터(150)의 레이저빔 통과용 구멍(155)을 통하여 반사된 레이저빔을 감지하여 거리를 측정하며, 또한 각도 센서(120)가 경사각을 측정한다.
레이저 거리측정 센서(110)의 측정값 및 각도 센서(120)의 측정값은 계측 장치용 통신부(131)를 통하여 데이터 수집 장치(200)로 전송된다.
이러한 구조물 변위량 계측 과정이 완료되면, 덮개 구동 모터(180)에 의하여 개폐용 덮개(170)가 회동하여(또는 이동하여) 보호 함체(190)의 팬모터용 개구부(191)가 닫히며, 먼지 유입 방지용 팬모터(150)가 구동을 정지하여 다시 도 2와 같은 상태가 된다.
따라서 보호 함체(190) 내부에는 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 차단하면서도 레이저 기반 변위량 계측이 원만히 이루어질 수 있다.
급경사지의 변위량 계측을 위하여 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)와 타겟점(T)은 도 6 또는 도 7과 같이 배치될 수 있다.
도 6에서는 하나의 타겟점(T)을 기준으로 복수의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)가 계측을 수행하는 반면,
도 7에서는 하나의 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치(100)가 복수의 타겟점(T)을 기준으로 계측을 수행한다.
도 6 및 도 7은 급경사지를 예시하고 있지만, 본 발명은 각종 구조물, 교량 등에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 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 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치
110 : 레이저 거리측정 센서
120 : 각도 센서
131 : 계측 장치용 통신부
132 : 배터리
140 : 경사각 조절대 141 : 상판
142 : 하판 143 : 길이 가변 부재
150 : 먼지 유입 방지용 팬모터 151 : 팬모터 프레임
152 : 모터 몸체 153 : 허브
154 : 블레이드 155 : 레이저빔 통과용 구멍
160 : 먼지 제거용 필터
170 : 개폐용 덮개
180 : 덮개 구동 모터
190 : 보호 함체 191 : 팬모터용 개구부
192 : 공기 유입용 개구부
200 : 데이터 수집 장치
300 : 중앙 제어부
310 : 경보기
320 : 중앙 제어부용 통신부
110 : 레이저 거리측정 센서
120 : 각도 센서
131 : 계측 장치용 통신부
132 : 배터리
140 : 경사각 조절대 141 : 상판
142 : 하판 143 : 길이 가변 부재
150 : 먼지 유입 방지용 팬모터 151 : 팬모터 프레임
152 : 모터 몸체 153 : 허브
154 : 블레이드 155 : 레이저빔 통과용 구멍
160 : 먼지 제거용 필터
170 : 개폐용 덮개
180 : 덮개 구동 모터
190 : 보호 함체 191 : 팬모터용 개구부
192 : 공기 유입용 개구부
200 : 데이터 수집 장치
300 : 중앙 제어부
310 : 경보기
320 : 중앙 제어부용 통신부
Claims (2)
- 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치와, 상기 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치에서 계측된 데이터를 저장하고 외부로 전송하기 위한 데이터 수집 장치와, 상기 데이터 수집 장치에서 전송된 데이터를 분석하고 경보기의 작동 여부를 제어하는 중앙 제어부를 포함하며 ;
상기 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치는, 거리 측정을 위한 레이저 거리측정 센서, 상기 레이저 거리측정 센서가 내장되며 전방에 팬모터용 개구부가 형성된 보호 함체, 상기 팬모터용 개구부에 장착되는 팬모터 프레임과 상기 팬모터 프레임의 중앙에 마련되는 모터 몸체와 상기 모터 몸체의 모터축에 결합되는 허브와 상기 허브의 방사상 외측에 마련되는 복수의 블레이드를 포함하며 상기 모터축의 중앙을 따라 축방향으로 연장되는 레이저빔 통과용 구멍이 형성되는 먼지 유입 방지용 팬모터를 포함하며 ;
상기 레이저빔 통과용 구멍은 상기 모터축의 중앙을 따라 축방향으로 연장되는 형태이므로 상기 모터축의 회전에 따라 상기 허브 및 상기 블레이드가 회전될 때 상기 레이저빔 통과용 구멍은 상기 레이저 거리측정 센서에 대하여 그 자세 및 위치가 고정된 상태이며, 상기 모터축에 의하여 회전되는 상기 허브 및 상기 블레이드는 상기 보호 함체 내부의 공기를 외부로 강제 송풍할 수 있으며, 상기 레이저 거리측정 센서는 상기 레이저빔 통과용 구멍을 통하여 레이저빔을 조사하고 상기 레이저빔 통과용 구멍을 통하여 반사된 레이저빔을 감지하여 거리를 측정하는 것 ;
을 특징으로 하는 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용한 위험감시 모니터링 시스템.
- 제 1 항에 있어서 :
상기 중앙 제어부는, 상기 데이터 수집 장치에서 전송된 데이터를 분석하여 긴급상황 여부를 판단하는 긴급상황 판단부와, 상기 긴급상황 판단부의 판단에 따라 상기 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치의 계측 주기를 변경하는 계측 주기 변경부와, 상기 계측 주기 변경부에서 설정된 계측 주기에 따라 계측 제어명령을 생성하는 계측 제어명령 생성부를 포함하며 ;상기 레이저 기반 구조물 변위량 계측 장치는 상기 중앙 제어부에서 상기 데이터 수집 장치를 통하여 전송된 계측 제어명령에 따라 구조물 변위량 계측을 수행하는 것 ; 을 특징으로 하는 레이저 기반의 구조물 변위량 계측 장치를 이용한 위험감시 모니터링 시스템.
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