KR102357716B1 - 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치 및 이를 이용한 감지방법 - Google Patents
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Abstract
철도의 길이 방향으로 철도가 늘어나면서 발생하는 철도 레일의 좌굴을 기존에는 철도 레일의 횡방향으로 발생하는 힘이나, GPS 등을 이용하여 철도 레일의 위치변화를 측정하는 방법을 사용하였으나, 센서의 설치와 유지관리가 쉽지 않고 오동작을 찾아낼 수 없는 문제가 있다. 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여,
철도 레일의 좌굴을 검사하기 위하여 철도 레일의 일측 면에 고정하는 탄성파 발생부; 및 상기 탄성파 발생부가 고정된 철도 레일의 반대쪽 철도 레일 측면에 구비되어, 상기 탄성파 발생부에서 발생된 탄성파가 반사되어 돌아오는 탄성파를 감지하기 위한 탄성파감지부를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
상기와 같은 구성에 의하여 탄성파를 이용하여, 반사파 또는 직접 전달파를 이용하여 철도 레일 상의 2 지점 사이의 거리변화를 측정함으로써 철도 레일의 좌굴 가능성을 판단할 수 있는 효과가 있으며, 상기 탄성파 신호의 발생 위치와 크기를 이용하여 절손 또는 부분 절손도 측정할 수 있는 효과도 포함하고 있다.
철도 레일의 좌굴을 검사하기 위하여 철도 레일의 일측 면에 고정하는 탄성파 발생부; 및 상기 탄성파 발생부가 고정된 철도 레일의 반대쪽 철도 레일 측면에 구비되어, 상기 탄성파 발생부에서 발생된 탄성파가 반사되어 돌아오는 탄성파를 감지하기 위한 탄성파감지부를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
상기와 같은 구성에 의하여 탄성파를 이용하여, 반사파 또는 직접 전달파를 이용하여 철도 레일 상의 2 지점 사이의 거리변화를 측정함으로써 철도 레일의 좌굴 가능성을 판단할 수 있는 효과가 있으며, 상기 탄성파 신호의 발생 위치와 크기를 이용하여 절손 또는 부분 절손도 측정할 수 있는 효과도 포함하고 있다.
Description
본 발명은 철도레일의 변형에 의하여 발생하는 철도레일의 좌굴을 감지하는 기술에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 탄성파를 이용하여 철도레일의 길이변화를 감지함으로써 철도레일의 좌굴을 감지하는 기술에 관한 것이다.
본 출원발명 이전의 선행기술로는 궤도 레일의 축력 및 횡 변위를 감지하는 레일 축력 및 횡 변위 감지수단과; 상기 레일 축력 및 횡 변위 감지수단으로부터 입력되는 축력정보 및 횡 변위정보를 수집하여 좌굴 위험도를 판별하는 데이터를 수집하여 좌굴 위험성을 판단하는 구성이 개시되어 있다.
또 다른 선행기술로는 철도 레일에 장착되어 윤중, 횡압, 가속도, 상기 레일의 침수 여부, 상기 레일의 변위 여부, GPS, 상기 레일의 온도 변화를 실시간으로 측정하는 센서부; 상기 센서부와 연결되어 상기 센서부에 전력을 공급하는 전원공급장치; 및 상기 센서부 및 상기 전원공급장치와 연결되어 서버 또는 개인용 단말기와 통신 가능한 무선통신모듈을 포함하며, 상기 센서부와 상기 전원공급장치 및 상기 무선통신모듈은 일체로 형성한 기술이 개시되어 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 철도의 길이 방향으로 철도가 늘어나면서 발생하는 철도 레일의 좌굴을 기존에는 철도 레일의 횡방향으로 발생하는 힘이나, GPS 등을 이용하여 철도 레일의 위치변화를 측정하는 방법을 사용하였으나, 센서의 설치와 유지관리가 쉽지 않고 오동작을 찾아낼 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 하기의 수단을 제공하고자 한다.
철도 레일의 좌굴을 검사하기 위하여 철도 레일의 일측 면에 고정하는 탄성파 발생부; 및
상기 탄성파 발생부가 고정된 철도 레일의 반대쪽 철도 레일 측면에 구비되어, 상기 탄성파 발생부에서 발생된 탄성파가 반사되어 돌아오는 탄성파를 감지하기 위한 탄성파감지부를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 철도레일의 좌굴 측정 또는 철도 레일의 길이 변화를 측정하고자 하는 구간의 철도 레일 연결부에 구비되어 상기 탄성파를 반사시키는 반사부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
상기 반사부는 1개 이상을 설치하며, 설치 높이는 하부로부터, 1/4, 1/3, 1/2, 2/3, 3/4 또는 1/1 중 어느 하나를 선택하여 설치하며, 앞에 설치된 반사부의 높이 보다 낮은 반사부를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
상기 제어부는 상기 반사부가 설치된 레일까지의 거리 정보가 입력되어 있어, 일정 시간 간격으로 상기 탄성파 발생부가 상기 철도 레일을 타격하여 발생하는 탄성파가 상기 1개 이상의 반사부에 의하여 반사되어 돌아오는 시간을 측정함으로써 상기 철도 레일의 반사부가 설치된 구간의 철도레일의 길이변화를 측정함으로써 길이변화가 큰 구간에서 철도레일의 좌굴이 발생할 가능성이 높음을 계산하는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 탄성파 발생부가 상기 철도 레일을 타격하여 발생하는 탄성파가 상기 반사부가 설치된 지점과 이격된 위치에서 발생하거나, 반사부가 설치된 지점으로부터 탄성파가 돌아오지 않으면, 상기 구간에서 절손 또는 부분 절손이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법에 있어서,
상기 탄성파 발생부에서 탄성파를 발생하는 탄성파 발생단계(S1); 및
철도레일의 좌굴 발생을 감시하기 위하여 철도 레일의 결합부에 구비되는 상기 하나 이상의 반사부에서 반사된 탄성파가 상기 탄성파 감지부에서 감지되는 탄성파의 되돌아오는 시간을 연속 측정하는 반사파측정단계(S2); 및
상기 반사파측정단계에서 측정된 반사파의 도달 시간으로부터 반사부의 거리를 상기 제어부에서 계산하고, 또한 상기 제어부에 저장된 상기 반사부의 설치거리와 비교하여 그 거리 값의 차이를 이용하여, 상기 반사부의 설치 때의 거리보다 늘어난 거리가 설정치 이상이면 좌굴이 있는 것으로 판단하는 좌굴판단단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법을 제공한다.
또한, 상기 반사파측정단계에서 측정된 반사파의 크기와 도달 시간으로부터 반사된 거리를 상기 제어부에서 계산하고, 또한 상기 제어부에 저장된 상기 반사부의 설치거리와 비교하여 좌굴 가능성을 고려하고도 반사부가 설치되지 않는 지점에서 탄성파의 반사가 일어난 경우 상기 철도 레일의 절손이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 과제해결 방법은, 철도 레일의 좌굴을 검사하기 위하여 철도 레일의 일측 면에 고정하는 탄성파 발생부; 및
상기 탄성파 발생부가 고정된 철도 레일 상의 위치와 이격된 위치에 설치하여 상기 철도 레일의 길이변화를 측정하기 위한 탄성파를 감지하기 위한 탄성파감지부를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부의 시간을 동기와 하기 위하여 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부에는 리얼타임클럭을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부의 시간을 동기화하고, 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파 감지부에 GPS와 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부 사이의 통신을 위한 라디오 통신 모듈 또는 WiFi 모듈 또는 LoRa 모듈 또는 Data 통신모듈 중 하나를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법에 있어서,
상기 탄성파 발생부에서 탄성파를 발생하는 탄성파 발생단계(SA1); 및
상기 탄성파 감지부에서 상기 탄성파 발생부와 시간이 동기되어 있어 상기 탄성파 발생단계에서 탄성파가 발생한 순간부터 시간을 1/1000초 간격으로 카운트를 시작하는 시간측정단계(SA2); 및
상기 탄성파 발생부와 이격된 거리에 설치된 상기 탄성파 감지부에 상기 탄성파가 도달하면 상기 시간측정단계에서 카운트가 시작된 시간측정을 멈추고, 거리를 계산하는 거리계산단계(SA3); 및
상기 거리계산단계에서 계산한 거리가 설정된 값 이상으로 증가한 경우 좌굴로 판단하는 좌굴판단단계(SA4); 및
상기 탄성파 발생부와 이격된 거리에 설치된 상기 탄성파 감지부에서 일정시간이 지난 후에도 탄성파의 감지가 없는 경우 또는 탄성파의 크기가 설정된 값 이하인 경우 상기 철도 레일이 절손 또는 부분 절손된 것으로 판단하는 절손판단단계(SA5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법을 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의하여 탄성파를 이용하여, 반사파 또는 직접전달파를 이용하여 철도 레일 상의 2 지점 사이의 거리변화를 측정함으로써 철도 레일의 좌굴 가능성을 판단할 수 있는 효과가 있으며, 상기 탄성파 신호의 발생 위치와 크기를 이용하여 절손 또는 부분 절손도 측정할 수 있는 효과도 포함하고 있다.
도 1은 본 발명의 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 측정 개념도
도 2는 본 발명의 반사부를 이용한 철도레일 좌굴 측정 개념도
도 3은 본 발명의 철도레일 탄성파 측정 실험 모습
도 4는 본 발명의 철도레일 탄성파 측정 실험 결과
도 5는 본 발명의 탄성파발생부 사진
도 6은 본 발명의 탄성파감지부 사진
도 2는 본 발명의 반사부를 이용한 철도레일 좌굴 측정 개념도
도 3은 본 발명의 철도레일 탄성파 측정 실험 모습
도 4는 본 발명의 철도레일 탄성파 측정 실험 결과
도 5는 본 발명의 탄성파발생부 사진
도 6은 본 발명의 탄성파감지부 사진
본 발명의 작용 효과를 도면을 이용하여 설명하면, 하기와 같다.
도1은 본 발명의 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴측정 개념도로, 탄성파를 발생하는 탄성파발생부, 이격된 거리에서 상기 탄성파를 측정하는 탄성파감지부와 상기 탄성파 발생부 및 상기 탄성파감지부의 동기화 구성으로 이루어진다.
상기 철도레일의 중간에 좌굴이 발생하는 경우 실질적으로 상기 탄성파발생부와 상기 탄성파감지부 사이의 거리가 늘어나는 것이므로, 상기 탄성파감지부에서 신호를 측정하는 시간이 t에서 t’로 늘어나게된다.
따라서, 좌굴이 없는 최대 길이와 좌굴이 발생하는 최대 길이 사이에 철도레일의 길이가 측정되면 상기 절도레일이 좌굴된 것으로 판단할 수 있다.
도2는 탄성파발생부와 탄성파감지부를 일측에 구비하고, 상기 철도레일과 철도레일이 결합되는 사이에 탄성파의 진행방향에 대하여 수직하게 반사편 등으로 구성되는 반사부를 삽입하여 상기 탄성파가 반사될 수 있도록 구성한 발명이다.
이렇게 구성하면 상기 탄성파발생부와 상기 탄성파감지부를 매우 가까운 위치에 위치시키기 때문에 상기 탄성파발생부와 상기 탄성파감지부의 동기화 구성이 필요없는 장점이 있다. 또한, 탄성파가 도달할 수 있는 거리에 여러개의 반사부를 구비하여 구간별로 좌굴이 발생하였는지를 확인할 수 있다.
도3은 본 발명의 탄성파발생부와 탄성파감지부를 철도레일에 부착하여 실험하는 사진이다. 도4는 도3의 실험장치를 이용하여 탄성파를 측정한 결과이다.
도4의 상부에 도시된 실험결과를 보면 짧은 거리에 설치되었지만, 상기 탄성파 발생부에서 탄성파가 발생되어 상기 탄성파감지부에서 감지될 때 까지 약간의 신호가 없는 구간이 있는 것을 확이할 수 있다.
도5는 상기 탄성파신호를 주파수변환하여 전달되는 신호의 주파수 대역을 표시한 결과이다. 결과로부터 0~12khz 대역의 주파수에서 탄성파가 전달되는 것을 알 수 있었다.
도5는 솔레노이드타격기를 마운트에 고정하고, 상기 마운트에 자석을 좌우에 구비하여 상기 솔레노이드타격기를 철도 레일에 고정하는 구성을 도시하고 있다.
이러한 구성에 의하여 별도의 부착을 위한 구성없이 탄성파발생부를 상기 철도레일에 고정할 수 있었다.
도6은 초음파 또는 압전소자 등으로 구성된 탄성파센서를 마운트에 고정하고 좌우에 자석을 구비하여 상기 탄성파센서를 철도 레일에 고정하는 구성이다.
강력한 자석에 의하여 상기 탄성파센서를 포함하여 구성된 탄성파감지부를 고정하는 구성이다. 사이 탄성파센서의 전단에는 고주파 노이즈와 센서표면의 마찰과 손상을 방지하기 위하여 얇은 세라믹판 또는 얇은 플라스틱판을 상기 센서표면에 구비할 수 있다.
본 발명의 탄성파감지부는 0Hz ~ 2MHz 사이의 검출수단을 사용하면 가능하며, 본 발명에서는 0~299khz 사이의 탄성파를 검출하는 초음파센서를 사용하였으나, 피에조센서, 가속도센서, 마이크로폰 등 탄성파를 측정할 수 있는 수단이면 어느 것이든 가능하다.
또한, 상기 솔레노이드 타격기를 이용한 탄성파발생장치는 전기적으로 전후방향으로 움직일 수 있는 상기 솔레노이드에 구비된 철재 막대의 전단에 경화고무 또는 플라스틱 수지로 구성된 타격부를 이용하여 탄성파를 발생한다.
상기 도4의 상부 도면은 1.6m 거리에서 솔레노이드 타격 방식의 충격기를 사용하여 탄성파를 측정한 결과이다. 탄성파가 없는 경우와 있는 경우가 확연히 구분되어 측정되는 것을 알 수 있다.
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상기와 같은 작용효과를 나타내기 위하여, 하기의 구성을 제공하였다.
철도 레일의 좌굴을 검사하기 위하여 철도 레일의 일측 면에 고정하는 탄성파 발생부; 및
상기 탄성파 발생부가 고정된 철도 레일의 반대쪽 철도 레일 측면에 구비되어, 상기 탄성파 발생부에서 발생된 탄성파가 반사되어 돌아오는 탄성파를 감지하기 위한 탄성파감지부를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 철도레일의 좌굴 측정 또는 철도 레일의 길이 변화를 측정하고자 하는 구간의 철도 레일 연결부에 구비되어 상기 탄성파를 반사시키는 반사부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
상기 반사부는 1개 이상을 설치하며, 설치 높이는 하부로부터, 1/4, 1/3, 1/2, 2/3, 3/4 또는 1/1 중 어느 하나를 선택하여 설치하며, 앞에 설치된 반사부의 높이 보다 낮은 반사부를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
상기 제어부는 상기 반사부가 설치된 레일까지의 거리 정보가 입력되어 있어, 일정 시간 간격으로 상기 탄성파 발생부가 상기 철도 레일을 타격하여 발생하는 탄성파가 상기 1개 이상의 반사부에 의하여 반사되어 돌아오는 시간을 측정함으로써 상기 철도 레일의 반사부가 설치된 구간의 철도레일의 길이변화를 측정함으로써 길이변화가 큰 구간에서 철도레일의 좌굴이 발생할 가능성이 높음을 계산하는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 탄성파 발생부가 상기 철도 레일을 타격하여 발생하는 탄성파가 상기 반사부가 설치된 지점과 이격된 위치에서 발생하거나, 반사부가 설치된 지점으로부터 탄성파가 돌아오지 않으면, 상기 구간에서 절손 또는 부분 절손이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법에 있어서,
상기 탄성파 발생부에서 탄성파를 발생하는 탄성파 발생단계(S1); 및
철도레일의 좌굴 발생을 감시하기 위하여 철도 레일의 결합부에 구비되는 상기 하나 이상의 반사부에서 반사된 탄성파가 상기 탄성파 감지부에서 감지되는 탄성파의 되돌아오는 시간을 연속 측정하는 반사파측정단계(S2); 및
상기 반사파측정단계에서 측정된 반사파의 도달 시간으로부터 반사부의 거리를 상기 제어부에서 계산하고, 또한 상기 제어부에 저장된 상기 반사부의 설치거리와 비교하여 그 거리 값의 차이를 이용하여, 상기 반사부의 설치 때의 거리보다 늘어난 거리가 설정치 이상이면 좌굴이 있는 것으로 판단하는 좌굴판단단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법을 제공한다.
또한, 상기 반사파측정단계에서 측정된 반사파의 크기와 도달 시간으로부터 반사된 거리를 상기 제어부에서 계산하고, 또한 상기 제어부에 저장된 상기 반사부의 설치거리와 비교하여 좌굴 가능성을 고려하고도 반사부가 설치되지 않는 지점에서 탄성파의 반사가 일어난 경우 상기 철도 레일의 절손이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 과제해결 방법은, 철도 레일의 좌굴을 검사하기 위하여 철도 레일의 일측 면에 고정하는 탄성파 발생부; 및
상기 탄성파 발생부가 고정된 철도 레일 상의 위치와 이격된 위치에 설치하여 상기 철도 레일의 길이변화를 측정하기 위한 탄성파를 감지하기 위한 탄성파감지부를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부의 시간을 동기와 하기 위하여 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부에는 리얼타임클럭을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부의 시간을 동기화하고, 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파 감지부에 GPS와 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부 사이의 통신을 위한 라디오 통신 모듈 또는 WiFi 모듈 또는 LoRa 모듈 또는 Data 통신모듈 중 하나를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법에 있어서,
상기 탄성파 발생부에서 탄성파를 발생하는 탄성파 발생단계(SA1); 및
상기 탄성파 감지부에서 상기 탄성파 발생부와 시간이 동기되어 있어 상기 탄성파 발생단계에서 탄성파가 발생한 순간부터 시간을 1/1000초 간격으로 카운트를 시작하는 시간측정단계(SA2); 및
상기 탄성파 발생부와 이격된 거리에 설치된 상기 탄성파 감지부에 상기 탄성파가 도달하면 상기 시간측정단계에서 카운트가 시작된 시간측정을 멈추고, 거리를 계산하는 거리계산단계(SA3); 및
상기 거리계산단계에서 계산한 거리가 설정된 값 이상으로 증가한 경우 좌굴로 판단하는 좌굴판단단계(SA4); 및
상기 탄성파 발생부와 이격된 거리에 설치된 상기 탄성파 감지부에서 일정시간이 지난 후에도 탄성파의 감지가 없는 경우 또는 탄성파의 크기가 설정된 값 이하인 경우 상기 철도 레일이 절손 또는 부분 절손된 것으로 판단하는 절손판단단계(SA5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법을 제공한다.
100 : 탄성파발생부
101 : 솔레노이드타격기
102 : 솔레노이드부착자석
200 : 탄성파감지부
201 : 탄성파센서
202 : 탄성파센서부착자석
300 : 반사부
400 : 철도 레일
101 : 솔레노이드타격기
102 : 솔레노이드부착자석
200 : 탄성파감지부
201 : 탄성파센서
202 : 탄성파센서부착자석
300 : 반사부
400 : 철도 레일
Claims (11)
- 철도 레일의 좌굴을 검사하기 위하여 철도 레일의 일측 면에 고정하는 탄성파 발생부; 및
상기 탄성파 발생부가 고정된 철도 레일의 반대쪽 철도 레일 측면에 구비되어, 상기 탄성파 발생부에서 발생된 탄성파가 반사되어 돌아오는 탄성파를 감지하기 위한 탄성파감지부; 및
상기 철도레일의 좌굴 측정 또는 철도 레일의 길이 변화를 측정하고자 하는 구간의 철도 레일 연결부에 구비되어 상기 탄성파를 반사시키는 반사부를 구비하고,
상기 반사부는 1개 이상을 설치하며, 설치 높이는 하부로부터, 1/4, 1/3, 1/2, 2/3, 3/4 또는 1/1 중 어느 하나를 선택하여 설치하며, 앞에 설치된 반사부의 높이 보다 낮은 반사부를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 반사부가 설치된 레일까지의 거리 정보가 입력되어 있어, 일정 시간 간격으로 상기 탄성파 발생부가 상기 철도 레일을 타격하여 발생하는 탄성파가 상기 1개 이상의 반사부에 의하여 반사되어 돌아오는 시간을 측정함으로써 상기 철도 레일의 반사부가 설치된 구간의 철도레일의 길이변화를 측정함으로써 길이변화가 큰 구간에서 철도레일의 좌굴이 발생할 가능성이 높음을 계산하는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치. - 제2항에 있어서,
상기 탄성파 발생부가 상기 철도 레일을 타격하여 발생하는 탄성파가 상기 반사부가 설치된 지점과 이격된 위치에서 발생하거나, 반사부가 설치된 지점으로부터 탄성파가 돌아오지 않으면, 상기 구간에서 절손 또는 부분 절손이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치. - 제3항에 기재된 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법에 있어서,
상기 탄성파 발생부에서 탄성파를 발생하는 탄성파 발생단계(S1); 및
철도레일의 좌굴 발생을 감시하기 위하여 철도 레일의 결합부에 구비되는 상기 하나 이상의 반사부에서 반사된 탄성파가 상기 탄성파 감지부에서 감지되는 탄성파의 되돌아오는 시간을 연속 측정하는 반사파측정단계(S2); 및
상기 반사파측정단계에서 측정된 반사파의 도달 시간으로부터 반사부의 거리를 상기 제어부에서 계산하고, 또한 상기 제어부에 저장된 상기 반사부의 설치거리와 비교하여 그 거리 값의 차이를 이용하여, 상기 반사부의 설치 때의 거리보다 늘어난 거리가 설정치 이상이면 좌굴이 있는 것으로 판단하는 좌굴판단단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법. - 제4항에 있어서,
상기 반사파측정단계에서 측정된 반사파의 크기와 도달 시간으로부터 반사된 거리를 상기 제어부에서 계산하고, 또한 상기 제어부에 저장된 상기 반사부의 설치거리와 비교하여 좌굴 가능성을 고려하고도 반사부가 설치되지 않는 지점에서 탄성파의 반사가 일어난 경우 상기 철도 레일의 절손이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법. - 철도 레일의 좌굴을 검사하기 위하여 철도 레일의 일측 면에 고정하는 탄성파 발생부; 및
상기 탄성파 발생부가 고정된 철도 레일 상의 위치와 이격된 위치에 설치하여 상기 철도 레일의 길이변화를 측정하기 위한 탄성파를 감지하기 위한 탄성파감지부; 및
상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부의 시간을 동기와 하기 위하여 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부에는 리얼타임클럭을 구비하고,
상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부의 시간을 동기화하고, 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파 감지부에 GPS와 상기 탄성파 발생부와 상기 탄성파감지부 사이의 통신을 위한 라디오 통신 모듈 또는 WiFi 모듈 또는 LoRa 모듈 또는 Data 통신모듈 중 하나를 구비한 탄성파를 이용한 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법에 있어서,
상기 탄성파 발생부에서 탄성파를 발생하는 탄성파 발생단계(SA1); 및
상기 탄성파 감지부에서 상기 탄성파 발생부와 시간이 동기되어 있어 상기 탄성파 발생단계에서 탄성파가 발생한 순간부터 시간을 1/1000초 간격으로 카운트를 시작하는 시간측정단계(SA2); 및
상기 탄성파 발생부와 이격된 거리에 설치된 상기 탄성파 감지부에 상기 탄성파가 도달하면 상기 시간측정단계에서 카운트가 시작된 시간측정을 멈추고, 거리를 계산하는 거리계산단계(SA3); 및
상기 거리계산단계에서 계산한 거리가 설정된 값 이상으로 증가한 경우 좌굴로 판단하는 좌굴판단단계(SA4); 및
상기 탄성파 발생부와 이격된 거리에 설치된 상기 탄성파 감지부에서 일정시간이 지난 후에도 탄성파의 감지가 없는 경우 또는 탄성파의 크기가 설정된 값 이하인 경우 상기 철도 레일이 절손 또는 부분 절손된 것으로 판단하는 절손판단단계(SA5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도레일 좌굴 감지장치를 이용한 철도 레일 좌굴 감지방법. - 삭제
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