KR102531329B1 - 개선된 구조를 가지는 지중 수평 경사계 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중 수평 경사계 장치에 관한 것으로, 지중 수평 경사계 장치는,
측정 센서를 포함하는 프로브를 가이드관 내에서 이동시키기 위한 이송부 - 상기 이송부는 케이블을 포함하고, 상기 케이블에는 일정 간격으로 클램프가 설치되어 있으며, 상기 클램프는 전도성 물질로 이루어짐 - ; 이송부의 동작을 제어하는 동시에 측정 센서로부터 측정된 데이터에 기반하여 프로브의 이송 거리에 따른 경사를 판단하고 데이터화하는 제어부; 및 상기 케이블에 설치된 클램프를 감지하는 클램프 감지부 - 상기 클램프 감지부는 클램프가 통과할 때 발생되는 전류의 변화를 감지하도록 동작함 - ;를 포함하고,
상기 제어부는 클램프 감지부에서 감지된 클램프의 수에 따라 가이드관 내에서의 프로브의 위치 제어를 수행하도록 구성되고, 상기 클램프 감지부는 상기 클램프와 탄성적으로 접촉되는 제1 가압 부재와, 상기 제1 가압 부재를 상기 클램프 방향으로 탄성적으로 가압하는 제2 가압 부재를 포함한다.

Description

개선된 구조를 가지는 지중 수평 경사계 시스템{UNDERGROUND LEVEL INCLINOMETER SYSTEM WITH IMPROVED STRUCTURE}

본 발명은 지중 수평 경사계 시스템에 관한 것으로 지중 수평 경사계의 측정 센서를 자동으로 정확한 위치로 이송하여 정확한 위치에서 측정을 수행할 수 있고, 또한 지중 수평 변위 및 수직 침하를 자동으로 측정하는 센서를 지면에 대해 수직인 방향과 수평인 방향으로 이송할 수 있는 개선된 구조를 가지는 지중 수평 경사계 시스템에 관한 것이다.

통상적으로 건물의 축조나 지반공사 등과 같은 토목공사 과정에 있어서 공사의 안전성을 확보하고 효율적인 작업이 가능하도록 다양한 종류의 데이터를 수집하는 계측이 이루어진다. 이와 같은 데이터 계측관리는 예를 들어 지반의 토압이나 응력 계수 등과 같이 토목공사의 계획 및 설계단계에서 정확하게 파악하기가 힘든 요소들에 대한 상태를 각종 계측기기를 이용하여 데이터로 파악하고, 그 계측 데이터를 토대로 지반 굴착 등의 시공과정에서 설계상의 데이터와 비교 검토하여 거동을 예측함으로써, 안전하고 효율적이며 경제적인 공사를 수행하기 위한 것이다.

자연적인 영향이나 인위적인 영향에 의한 굴착부 주변이나 경사면, 댐 등에서 지반의 수평 변위를 측정하는 것은 매우 중요하기 때문에, 상술한 바와 같은 토목공사 현장의 시공관리를 위한 데이터 계측항목과 계측기기의 하나로서 경사변화를 측정하기 위하여 지중경사계(Inclinometer)가 필수적으로 사용되고 있다.

일반적으로, 아파트나 고층 빌딩 등과 같은 건축물의 기초 공사를 진행하는 경우에는, 지반의 침하 여부를 계측하기 위한 일환으로 건축물의 공사 현장 주변에 일정 간격(예컨대 30m 간격)을 두고 50m/100m의 깊이로 경사계관을 매설하게 되고, 그 매설된 경사계 관을 따라 케이블을 연결한 프로브(Probe)를 집어넣어서 주변 지반의 침하에 따라 침하되는 경사계 관의 침하 변형 여부를 계측하도록 되어 있다.

이러한 프로브는 경사계 관의 길이 방향을 따라 형성된 안내홈을 따라 바퀴가 회전하면서 승/하강이 이루어지도록 하고 있으며, 케이블 릴(Cable Reel)에 감겨 있는 케이블의 종단에 프로브를 설치하고, 해당 프로브 측에는 경사계 센서를 설치하고, 그 경사계 센서에 의해 경사계 관의 침하에 따른 기울기값을 주기적으로 측정하도록 구성된다.

대한민국 등록특허 10-1020125호에는 자동 지중경사계 측정 센서 장치를 개시하고 있다. 상기 특허 문헌에 의하면 상기 프로브의 구동 바퀴의 회전수를 감지하기 위한 펄스신호를 발생하는 로터리 엔코더와, 로터리 엔코더의 펄스신호를 시리얼 통신 신호 형태로 신호 변환 장치에 제공하는 컨넥터를 구비하고, 상기 신호 변환 장치는 로터리 엔코더로부터의 펄스신호에 대한 펄스수 계산 및 프로브의 승/하강 여부를 파악하여 승/하강 깊이 감지 신호를 발생하고 있다.

이와 같은 자동 지중경사계의 경우 동일 구간을 수 개월에서 수 년간에 거쳐 정확한 위치에서 반복 측정을 수행해야 되지만 이러한 종래의 자동 지중경사계 장치는 깊이 측정을 위해 이송 바퀴에 앤코더 또는 거리측정 센서를 이용하고 있기 때문에 가이드 홀의 접속부의 굴곡(요철) 또는 물, 기름 등에 의한 케이블 슬립, 지진, 차량에 의한 저주파 진동에 의해 정확한 거리 측정이 어렵다는 문제점이 있다.

또한 종래의 자동 지중 경사계 장치의 경우 지면에 수직인 방향으로 측정 센서 조립체(또는 프로브)를 이송시키는 수직 이송 장치를 이용하는데 수직 이송 장치의 경우 지구 중력을 이용하여 프로브를 이송하기 때문에 별도의 추가 이송장치가 필요하지 않지만 프로브를 지면에 수평 방향으로 이송시키는 수평 이송 장치의 경우 지구 중력을 이용할 수 없기 때문에 별도의 이송 장치를 필요로 하고, 반복 측정의 경우 동일한 지점에서 측정이 수행되어야만 하지만 이 역시 이송 바퀴에 앤코더를 이용하여 거리를 측정하고 있어 정확한 거리 측정이 어렵다는 문제점이 존재한다.

대한민국 등록특허공보 10-1020125호(2011년 2월 28일)

본 발명은 전술한 문제점에 기반하여 안출된 발명으로 지중 수평 경사계의 케이블 종단에 결합되는 프로브 또는 측정 센서의 승강 및 하강 깊이를 자동으로 정밀도 높게 파악할 수 있고 측정 정밀도 역시 향상시킬 수 있는 지중 수평 경사계 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 지중 경사계를 수직 및 수평방향으로 이송하여 지중 수평 변위 및/또는 수직 침하를 자동으로 측정할 수 있는 지중 수평 경사계 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 클램프 접촉 감지 방식의 지중 수평 경사계 시스템에서 케이블에 존재하는 수분에 의해 발생되는 검출 오류가 발생하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 클램프 접촉 감지 방식의 지중 수평 경사계 시스템에서 클램프와 접촉되는 탄성 가압 부재의 내구성을 향상시켜 검출 오류가 발생하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일양태에 따르면, 지중의 경사를 측정하기 위한 지중 수평 경사계 장치가 제공된다. 이 지중 수평계 장치는,

측정 센서를 포함하는 프로브를 가이드관 내에서 이동시키기 위한 이송부 - 상기 이송부는 케이블을 포함하고, 상기 케이블에는 일정 간격으로 클램프가 설치되어 있으며, 상기 클램프는 전도성 물질로 이루어짐 - ;

이송부의 동작을 제어하는 동시에 측정 센서로부터 측정된 데이터에 기반하여 프로브의 이송 거리에 따른 경사를 판단하고 데이터화하는 제어부; 및

상기 케이블에 설치된 클램프를 감지하는 클램프 감지부 - 상기 클램프 감지부는 클램프가 통과할 때 발생되는 전류의 변화를 감지하도록 동작함 - ;를 포함하고,

상기 제어부는 클램프 감지부에서 감지된 클램프의 수에 따라 가이드관 내에서의 프로브의 위치 제어를 수행하도록 구성되고, 상기 클램프 감지부는 상기 클램프와 탄성적으로 접촉되는 제1 가압 부재와, 상기 제1 가압 부재를 상기 클램프 방향으로 탄성적으로 가압하는 제2 가압 부재를 포함한다.

전술한 양태에서, 제어부는 클램프 감지부에서의 접촉 오류를 방지하기 위해, 클램프와 클램프 감지부의 제1 가압 부재가 최초 접촉한 이후 케이블 이송이 정지 상태에서 이루어지는 프로브의 위치 측정 및 분석 처리 동안 클램프로부터 추가되는 접촉 신호를 무시하고, 정지 상태에서 케이블의 이송이 재시작된 후 미리정해진 시간 동안 추가되는 접촉 신호를 무시하도록 구성된다.

또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 케이블에는 프로브의 초기 위치를 확인하기 위해 연속하여 배치된 적어도 2개의 시작 클램프가 배치되고, 상기 제어부는 지중 수평 경사계 장치의 시스템이 다운되거나 시스템이 재시작시 시작 클램프를 이용하여 프로브를 초기 위치까지 이송시킨다.

또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 이송부의 메인 케이블 드럼의 케이블을 수용하여 지중 방향으로 안내하거나 지중으로부터의 케이블을 메인 케이블 드럼으로 안내하는 안내 롤러; 및 제1 수분제거부를 포함하는 안내부; 를 더 포함하고,

상기 제1 수분제거부는, 안내 롤러와 메인 케이블 드럼 사이 경로에 배치치되는 제1 블러시, 상기 안내 롤러 근방에 배치되는 제2 블러시, 및 상기 안내 롤러와 프로브 사이 경로에 배치되는 제3 블러시 중 적어도 하나 이상을 포함한다.

또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 안내부와 프로브 경로 사이에 배치되는 제2 수분제거부를 더 포함하고, 제2 수분제거부에는 공기분사수단이 제공되고, 상기 공기분사수단은 케이블이 제2 수분제거부안내부를 통과할 때 케이블을 향해 에어 커튼을 형성하여 케이블에 존재하는 수분을 제거하도록 구성된다.

또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 이송부는 상기 케이블이 감기는 메인 케이블 드럼에 제공되는 메인 기어부; 상기 메인 기어부와 기어결합하여 메인 기어부의 회전에 따라 왕복이동을 수행하는 왕복캠 기어부를 포함하고,

왕복캠 기어부에는 케이블 가이드가 제공되고, 상기 케이블은 케이블 가이드를 통과하여 메인 기어부가 제공된 드럼에 권취된다.

또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 이송부는 케이블 이탈 방지 가이드 어셈블리를 포함하고, 케이블 이탈 방지 가이드 어셈블리는 메인 케이블 드럼의 일표면에 제공되는 제1 플레이트, 메인 케이블 드럼의 대향하는 타표면에 제공되는 제2 플레이트, 및 케이블 드럼의 외측면에 근접하여 제1 플레이트 또는 제2 플레이트 중 어느 하나로부터 돌출하여 형성되는 가이드 핀을 포함하고, 케이블은 가이드 핀 내측에서 케이블 드럼에 권취된다.

또한 어느 하나의 양태에서, 지중 수평 경사계 장치는 지중에서 프로브가 수평방향으로 이동하는 것을 유도하기 위한 가이드관을 더 포함하고, 가이드관 내에는 프로브에 제공되는 롤러와 결합되는 가이드 레일이 제공되되, 상기 가이드 레일은 가이드관 내에서 수평 방향 및 수직 방향으로 서로 90°간격으로 설치되며, 상기 프로브에는 상기 가이드관 내에 제공된 가리드 레일에 대응하여 수평 및 수직 방향으로 설치되는 롤러가 제공된다.

또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 클램프 감지부에서 가압 부재가 클램프와 접촉하면 크램프 감지부가 그라운드와 쇼트되어 LOW 신호가 생성되도록 구성되고, 생성된 LOW 신호가 제어부의 MCU I/O에 입력되어 클램프 접촉이 즉시적으로 판단된다.

본 발명에 따르면 지중 수평 경사계의 케이블에 결합되는 프로브 또는 측정 센서의 이송 거리를 케이블에 설치된 클램프를 감지함으로써 종래에 비교하여 높은 정밀도로 프로브의 이송 거리를 판단할 수 있으며, 수평이동식 또는 수직이동식의 지중 수평 경사계를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 클램프 접촉 감지 방식의 지중 수평 경사계 시스템에서 케이블에 존재하는 수분을 클램프 검출 이전에 제거함으로써 수분에 의해 검출 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 클램프 접촉 감지 방식의 지중 수평 경사계 시스템에서 클램프와 접촉되는 탄성 가압 부재의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 시스템의 일례를 나타내는 도면;
도 2는 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 장치의 일례로서 프로브를 지중에서 수직 방향으로 이송시키는 것을 나타내는 도면;
도 3은 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 장치의 일례로서 프로브를 지중에서 수평 방향으로 이송시키는 것을 나타내는 도면;
도 4a는 지중 수평 경사계 장치에 이용되는 케이블의 구성을 설명하는 도면;
도 4b는 클램프를 감지하는 클램프 감지부의 동작을 설명하기 위한 도면;
도 5는 클램프 감지부의 감지부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면;
도 6은 클램프 감지부에서 클램프 접촉 감지시 발생되는 문제점을 설명하기 위한 도면;
도 7은 클램프 감지부에서의 클램프 감지 방식을 설명하기 위한 도면;
도 8은 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 장치에서 케이블의 수분을 1차적으로 제거하는 제1 수분 제거 장치를 설명하기 위한 도면;
도 9는 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 장치에서 케이블의 수분을 2차적으로 제거하는 제2 수분 제거 장치를 설명하기 위한 도면;
도 10은 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 장치에서 케이블이 케이블 드럼에 안정적으로 권취되는 동작을 설명하기 위한 도면;
도 11은 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 장치에서 케이블이 케이블 드럼으로부터 이탈하는 것을 방지하는 구조를 설명하기 위한 도면;
도 12는 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 장치에서 프로브를 지중에 설치된 유도관 내에서 안정적으로 이동시키는 구조를 설명하기 위한 도면;
도 13은 지중 수평 경사계 장치에 이용되는 프로브 또는 센서 조립체의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다. 이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 지중 수평 경사계 시스템의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 시스템(10)은 지중 수평 경사계 장치(100) 및 데이터베이스 서버(200)를 포함하고, 지중 수평 경사계 장치(100)와 데이터베이스 서버(200)는 통신망 또는 네트워크(N)를 통해 서로 연결된다.

통신망(N)은 유선 통신망 및 무선 통신망 중 어느 하나 또는 이들이 조합된 통신망일 수 있으며, 유선 통신망은 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide AreaNetwork; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN)을 포함할 수 있으며, 무선 통신망은 개인 근거리 무선통신(Personal Area Network; PAN), 이동 통신망(mobile radio communication network)(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communications), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution communication), Wibro(Wireless Broadband Internet), Mobile WiMAX, HSDPA(High Speed DownlinkPacket Access)) 또는 위성 통신망 등을 포함할 수 있다.

지중 수평 경사계 장치(100)는 측정 데이터를 통신망(N)을 통해 데이터베이스 서버(200)에 전송하고 데이터베이스 서버(200)는 측정 데이터를 자체 데이터베이스에 저장한 후, 데이터베이스 서버(200)에 연결된 클라이언트 단말(210)에서 측정 데이터 요청시 이를 클라이언트 단말(210)에 제공하도록 구성된다.

도 2 및 도 3은 지중 수평 경사계 장치(100)의 구조를 설명하기 위한 설명도로서, 도 2는 수직방향의 지중 경사계 장치(100)를 도 3은 수평방향의 지중 경사계 장치를 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 지중 수평 경사계 장치(100)는 지면위로 노출되는 본체(110)와 천공된 홀 또는 천공된 홀 내의 가이드관 내에 위치되는 프로브 또는 측정 센서 조립체(또는 프로브)(300)를 포함하고, 본체(110) 내에는 프로브(300)를 지면에 대해 수직한 방향으로 천공된 홀 내에서 상하 방향으로 상승 또는 하강 운동시키거나, 프로브(300)를 지면에 대해 수평한 방향으로 천공된 홀 내에서 전진 및 후퇴 운동 시키기 위한 이송부(120)와, 이송부(120)의 동작을 제어하는 동시에 프로브(300)로부터 측정된 데이터에 기반하여 깊이에 따른 경사를 판단하고 데이터화하는 제어부(130)를 포함한다. 이송부(120)의 일측면에는 케이블(300)를 방향을 전환하여 지면측의 천공 홀로 안내하고 이물질을 제거하는 안내부(170); 및 안내부(170)의 하방에 설치되는 수분제거부(180)가 더 설치되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 지중 수평 경사계 장치(100)의 본체(110) 내부에는 프로브(300)가 설치된 케이블(123)을 이동 시키기 위한 이송부(120); 이송부(120)의 이송 동작 제어 및 측정 센서 동작 제어를 위한 제어부(130); 및 케이블에 부착된 클램프(123b)를 감지하기 위한 클램프 감지부(140)를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이 프로브(300)를 수평 방향으로 전진 및 후퇴 시킬 경우 이송부(120)는 방향 전환부(124)를 더 포함할 수 있다.

이송부(120)는 케이블이 권취되는 메인 케이블 드럼(121); 메인 케이블 드럼(121)에 연결되어 메인 케이블 드럼(121)을 회동시키도록 동작하는 구동 모터(122)를 포함한다. 구동 모터(122)는 케이블의 감기 및 풀기 동작이 가능하도록 양방향 회전이 가능하도록 모터가 채용되고, 프로브를 지면에 수평한 방향으로 이동시킬 경우 구동 모터(122)에는 케이블의 장력 유지를 위한 감속기(미도시)가 더 포함될 수도 있다. 메인 케이블 드럼(121)에 권취되어 있는 케이블 또는 와이어(123)는 구동 모터(122)의 회전 방향에 따라 메인 케이블 드럼(121)으로부터 풀어지거나 메인 케이블 드럼(121) 내에 감겨지기 때문에 케이블(123)의 단부(123a)에 결합된 측정 센서 또는 프로브는 지중에 천공된 홀 또는 홀 내의 가이드관(390) 내에서 이동(상승,하강,전진,후퇴) 동작이 수행될 수 있다.

선택적으로 방향 전환부(124)는 회전 롤러부재 또는 회전 드럼으로 구성될 수 있으며 메인 케이블 드럼(121)으로부터 수직방향으로 연장되는 케이블(123)을 수평방향으로 연장하도록 기능한다. 방향 전환부(124)가 채용된 경우 방향 전환부(124)에는 수평방향으로 케이블의 장력을 감지하는 장력 센서가 더 설치될 수 있으며 제어부는 장력 센서로부터 감지되는 케이블의 장력을 일정하게 유지하면서 케이블의 감는 속도 또는 푸는 속도를 모터를 통해 제어하게 된다.

도 4a은 메인 케이블 드럼(121)에 권취되는 케이블(123)의 구조를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 케이블(123)에는 클램프(123b)가 설치된다. 클램프(123b)는 천공된 홀 내에서 측정 센서 또는 프로브의 정확한 위치(또는 높이)를 파악하기 위해 제공된다. 복수의 클램프(123b)는 케이블에 미리정해진 간격으로, 예를 들면 바람직하게는 0.5m의 간격으로 설치된다. 복수의 클램프(123b)가 일정 간격으로 배치됨에 따라 제어부(130)는 클램프 감지부(140)를 통해 감지되는 클램프(123b)의 수와 위치를 기준으로 하여 천공된 홀 내에서 프로브를 정확한 위치에 배치시키는 동시에 그 정확한 위치를 파악하는 것이 가능하게 된다.

클램프 감지부(140)는 클램프(123b)의 접촉 유무를 판단하여 클램프를 판별해내도록 구성된다. 예를 들면 도 4b는 클램프 감지부(140)에서의 클램프(123b) 감지 동작을 설명하기 위한 도면이다. 클램프(123b)는 구리, 알루미늄, 스테인레스와 같은 전도체 금속, 또는 초전도체 코팅된 기타 물질로 이루어지고, 클램프 감지부(140)는 도시된 바와 같이 판스프링과 같은 전도성 가압부재를 포함하는 전류변화 감지기 또는 전압변화 감지기로 구성될 수 있다.

도 4b에 도시된 바와 같이 케이블(123)은 고무 또는 비전도성 물질로 구성되거나 비전도성 물질로 코팅되어 있기 때문에 케이블(123)이 클램프 감지부(140)를 통과하는 경우 클램프 감지부(140)는 전기적으로 개방된 상태로 유지되기 때문에 전류가 도통되지 않지만, 도 4b의 (b)에 도시된 바와 같이 케이블(123)의 클램프(123b)가 클램프 감지부(140)를 통과하는 경우 클램프 감지부(140)의 제1 가압부재(141)가 클램프와 접촉되어 전기적으로 쇼트 상태로 변화되고 클램프 감지부(140)에서의 전류량이 변화(증가)되며 전압은 일정 레벨 이하로 강하되고, 클램프 감지부(140)는 이 순간을 클램프 접촉으로 판단하게 된다.

도 4a를 참조하면 도시된 바와 같이 클램프 감지 작업의 정확성을 위해 크램프 시작 위치에는 2개의 시작 클램프(123b1)가 연속적으로 배치된다. 이와 같은 시작 클램프(123b1)의 배치는 중간에 지중 수평계 시스템이 오동작으로 다운되거나 전원이 꺼지게 되어 시스템 재시작시 어디서 부터 시작해야 할 지 판단하는 기준으로 동작된다. 이 역시 클램프의 감지를 통해 확인될 수 있으며 케이블에 클램프 2개를 짧은 간격으로 설치함으로써 연속되는 감지 신호를 통해 클램프의 위치가 초기 위치로 들어 왔음을 확인할 수 있다. 시스템의 재시작시 제어부는 무조건 케이블을 드럼을 통해 권취하고 초기 클램프(123b1)의 위치에 기반하여 초기 위치를 찾게 된다.

도 5는 전술한 바와 같은 클램프 감지부(140)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 클램프 감지부(140)는 2중 가압 부재로 구성되어 있다. 2중 가압 부재는 클램프(123b)가 감지부(140)을 통과할 때 클램프(123b)의 표면과 접촉되는 제1 전도성 가압부재(141)와 제1 전도성 가압부재(141)의 후면에 배치되어 제1 전도성 가압부재를 클램프(123b)의 통과홀 방향으로 가압하는 제2 전도성 가압부재(142)를 포함한다. 이는 클램프의 감지를 정확하게 하기 위해 좌우 대칭인 1쌍으로 가압부재가 사용되지만 최적화된 케이블 통과 구간(통과홀)이라도 오랜 기간 사용하게 되면 제1 가압부재(예를 들면판스프링)의 탄성 내구성이 떨어지면서 제1 가압부재(141)에 의한 접촉 감지부는 50% 이상 탄성을 잃게 된다. 제1 가압 부재에서의 탄성 손실은 클램프가 통과시에 클램프와 제1 가압 부재(141) 사이에서 공극을 유발하여 클램프 접촉 감지가 이루어지지 않는 상황이 발생 할 수 있다. 본 발명에서는 이를 보완하기 위해 제1 가압부재(141)인 판스피링 뒤쪽에 각각 1개씩 원형 스프링을 제2 가압부재(142)로서 추가 배치하여 전술한 바와 같은 접촉 오류를 보완하도록 구성된다.

도 6은 클램프 감지부(140)와 클램프(123b) 사이에서 발생되는 클램프 접촉 오류의 일례를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 감지 프로브의 위치를 파악하기 위해 클램프(123b)를 직접 접촉방식으로 사용하고 있다. 클램프 접촉 신호는 아나로그적인 형태로 검출되므로 위치파악에 필요한 감지(접촉) 신호 만을 검출하고 판단하는 것은 매우 중요하지만 쉽지 않다. 통상적으로 접촉 감지 오류가 가장 집중되는 동작은 도시된 바와 같이 제1 가압 부재(141)가 클램프와 접촉 후 대기중 또는 재이송 시작시 발생되는 클램프와 제1 가압 부재(141)의 접촉부 단락시 발생되는 추가 신호이다. 이와 같은 추가의 접촉 신호를 제거하기 위해 다음의 본 발명에서는 다음과 같은 제어부에서는 클램프 최초 접촉 이후 측정 및 분석 처리하는 동안 입력되는 신호를 무시하는 동시에, 재 이송 시작 이후 1000ms간 동안 입력되는 신호를 무시한다. 이는 다음 클램프가 검출되는 시간을 고려하여 보다 짧게 정의되었으며, 이보다 크게 설정되는 경우 다음 클램프 신호도 무시하게 되어 프로브 이송을 정확하게 검출할 수 없게 된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 프로브 이송 속도에 따라 가변적으로 적용될 수 있다.

또한, 클램프 이송시 클램프와 클램프 감지부의 판스프링 사이에 기구 진동, 외부 진동 등에 의해 실제 하나의 클램프가 통과하는 과정에서 다수의 접촉이 일어난 것으로 오인식될 수도 있다. 이는 클램프 접촉을 감지하여 클램프의 수를 판별함하는 본 발명에 있어 치명적인 거리 인식 오류를 발생시킬 수 있다. 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 최초 접촉 후 모터 펄스로 계산한 클램프 길이 이동량 만큼의 펄스가 진행될 때 까지의 추가 접촉 신호를 무시하도록 구성된다. 즉 최초 클램프 접촉 신호가 감지된 후 후속된 접촉 신호가 미리결정된 모터 펄스 수(또는 미리결정된 시간)이내에 감지된 경우 제어부는 후속된 감지 신호를 무시한다. 기준이 되는 모터 펄스의 수는 사용되는 모터의 종류와 기어비에 따라 달라질 수 있다는 것은 당업자에게 자명하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또한 케이블(123)이 통과하는 클램프 감지부(140)의 중앙 개구에는 제1 가압 부재인 판스프링(141)을 중앙 개구에 고정하기 위한 고정부재가 포함된다. 클램프(123b)가 반복되어 클램프 감지부(140)의 중앙 개구를 통과하게 되는 경우 클램프와 제1 가압 부재인 판스프링 사이의 마찰로 인해 판스프링이 이탈되거나 손상되는 일이 발생될 수 있다. 제1 가압 부재인 판스프링(141)과 클램프(123b)의 접촉 동작을 원할하게 하기 위해 중앙홀 내부에는 폴리아세탈 재질로 만들어지는 관형상의 판스프링 고정 부재가 중앙 개구 내부에 설치되고 제1 가압 부재인 판스프링(141)의 상측부가 아세탈재질의 고정 부재로부터 외측으로 돌출되어 형성된다. 또한 제1 가압 부재인 판스프링(141)의 하단부는 도시된 바와 같이 고정 부재에 완전 고정된 반면 판스프링(141)의 상단부는 고정 부재와 일정 유격을 허용하여 고정됨으로써 클램프(123b)가 중앙 개구를 통과할 때 고정 부재로부터 외측으로 돌출되어 형성된 판스프링의 상측부가 외측방향으로 벌어짐에 따라 클램프(123b)가 통과할 때 판스프링이 클램프 감지부(140)의 중앙 개구 내에 안정적으로 유지될 수 있다.

클램프 접촉 판단의 방해 요소로 물과 같은 유체에 의해 쇼트가 발생되는 경우가 있는데 이를 방지하기 위해 판스프링의 양단 접촉부 거리를 10mm 정도 이격시키는 것이 바람직하다. 통상적으로 물의 저항은 160000ohm 임을 감안하면 물이 접촉했을 경우 3.3V 인가 전압하에서 전류 소모 전류량은 2.06uA 정도이다. 한편 전도체(구리/알미늄/스텐레스 등)로 이루어진 클램프가 클램프 감지부(140)에 접촉될 경우 순간 전류량은 무한대(쇼트 상태)가 되면서 출력 전압은 0에 가깝게 떨어져 클램프가 접촉된 것을 즉시 감지할 수 있게 된다. 프로브의 샘플링은 최소 3kSPS이상으로 이송속도 30cm/s 에서도 0.1mm이하의 정밀도로 위치 확인이 가능하다.

한편 쇼트에 의해 발생되는 전기 충격은 프로프 내의 센서의 수평 변위 측정에 영향을 줄 수 있기 때문에 외부로부터의 전기 충격을 방지할 필요성이 있다. 도 7은 쇼트를 방지할 수 있는 클램프 감지 회로의 구성을 나타내는 도면이다. 본 발명에서는 MCU의 I/O의 LOW과 HIGH 두개의 신호 결과만을 구분하는 방식으로 활용한다.

통상적으로 MCU에서 I/O는 디지털 신호를 주고 받는데 사용되는데 기본적으로 MCU를 동작시키는 동작전원은 3.3V의 레퍼런스를 사용하게 된다. 도 7에 도시된 바와 같이 MCU는 디지털 신호 0과 1로 반응하게 된다. 즉 MCU 내부에서 I/O의 상태가 0 또는 1인지를 모니터링하게 되는 데 이때 I/O가 그라운드와 쇼트되면 LOW신호를 갖게 된다. 즉 클램프 감지부의 가압 부재가 클램프와 접촉하면 그라운드와 쇼트되어 LOW 신호가 되고 따라서 MCU 에서 I/O에서 즉시 디텍트 되고 클램프 접촉으로 판단하게 된다. 이러한 방식은 별도의 ADC 없이 감지신호 결과를 MCU I/O의 성질을 이용하므로 기계식에 가깝우면서 신호 오류 확률도 MCU동작 에러 수준으로 현저히 낮추게 하여 부품 비용도 절감하는 효과를 가져온다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 시스템은 본체(110)의 케이블 입출입단 부근에 설치되는 안내부(170) 및 수분제거부(180)를 포함한다. 도 8은 수분제거부(180)의 내부 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이고, 도 9는 안내부(170)의 내부 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 케이블에 결착된 수분 또는 오염물에 의한 클램프 검출 오류를 포함하는 이상 동작을 방지하기 위해 복수의 수분 제거부를 포함한다. 도 8은 수분제거부(180)에 제공되는 제1 수분 제거부(1710)를 도 9는 이송부(120) 내에 제공되는 제2 수분 제거부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이 수분제거부(180)는 케이블이 수평 방향 또는 수직 방향으로 왕복 운동을 수행할 때 케이블에 에어를 분사하도록 구성된다. 에어 분사를 위해 제1 수분제거부(180)에는 공기분사수단(182)이 제공된다. 케이블(123)은 제1 수분제거부(180)의 중앙을 관통하는 홀을 따라 이동되고 홀의 끝단에는 공기분사노즐(186)이 제공된다. 분사되는 공기는 공압 호스를 통해 외부의 공기탱크(미도시)로부터 공기분사수단(182) 내부의 공기저장소(184)로 공급되고 저장된 공기는 안내부(170)의 입구측에 설치된 공기분사노즐(186)을 통해 이송되는 케이블을 향해 고압의 공기를 분사한다. 공기분사노즐(186)은 안내부의 공기 토출 영역에 120°간격으로 배치되어 적어도 3방향에서 공기를 분사하도록 구성된다.

본 발명에서의 클램프 감지부는 전기적 특성을 이용하기 때문에 이송 구간의 수분이 케이블과 클램프에 흡착되어 있는 경우 감지 오류가 발생할 가능성이 있으며, 수분은 3방향에서 분사되는 에어 커튼을 통해 확실하게 제거될 수 있다. 또한 공기의 분사는 전력소모량을 낮추기 위해 드럼의 회전시에만 동작하도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 9는 안내부(170) 내에 제공되는 제2 수분 제거부(1210:1211, 1212, 1213으로 구성됨)를 개략적으로 도시한 도면이다. 안내부(170)에는 메인 케이블 드럼(121)으로부터의 케이블(123)을 전술한 바와 같은 지중의 가이드관으로 안내하거나 지중으로부터의 케이블(123)을 메인 케이블 드럼(121)으로 안내하기 위한 안내 롤러(171)가 제공된다. 안내 롤러(171)의 적어도 한부분에는 제2 수분 제거부(1210)이 제공되고, 제2 수분 제거부(1210)은 복수의 블러시(1211,1212,1213)로 구성되어 있으며 제1 블러시(1211)는 안내 롤러(171)와 클램프 감지부(140) 사이에 제공되고, 제2 블러시(1212)는 안내 롤러(171)의 권취부 주변에 배치되고, 제3 블러시(1213)는 안내 롤러(171)와 수분 제거부(180) 사이에 제공된다.

제2 수분 제거부(1210)는 복수의 블러시로 이루어져서 제1 수분 제거부와 함께 에어 분사에 의해 제거되지 않는 수분을 포함한 잔여 흡착물(오염물질)을 물리적으로 제거함으로써 케이블에 수분을 포함한 이물질이 잔존하지 않도록 기능하게 된다. 또한 복수의 블러시의 이물질 제거 동작을 강화하기 위해 복수의 블러시(1211,1212,1213)에는 진동모터가 제공될 수 있으며, 이 경우 전력소모량을 낮추기 위해 드럼의 회전시에만 진동 모터가 동작하여 케이블의 이물질을 털어 내도록 동작하여도 좋다.

도 10은 본 발명에 따른 이송부(130)의 메인 케이블 드럼(121)의 일례를 보다 구체적으로 나타낸 도면이다. 지중 수평계 장치의 경우 장거리 심도에서 케이블이 케이블 드럼에 나란히 감기지 못하는 경우 덜 감긴 쪽으로 케이블이 순간적으로 쏠리는 증상이 발생될 수 있다. 이 경우 순간적으로 케이블이 풀리게 되고 이때 클램프 감지 후 정지 진행중이라면 위치 오차가 발생하게 된다. 도 9는 이와 같은 오동작을 방지하기 위한 이송부(130)의 메인 케이블 드럼(121)의 구조를 나타낸다.

도시된 바와 같이 메인 케이블 드럼(121)은 케이블이 감기는 메인 기어부(1230) 및 왕복캠 기어부(1240)를 포함한다. 메인 기어부(1230)는 메인 케이블 드럼(121)의 케이블 이탈 방지를 위한 사이드 벽에 형성된다. 사이드 벽에 형성된 메인 기어부(1230)에는 왕복캠 기어부가 기어결합되고, 메인기어부(1230)가 구동모터(122)에 의해 구동될 때 기어결합된 왕복캠 기어부(1240) 역시 회전하게 된다. 이에 한정되는 것은 아니지만 메인기어와 왕복캠 기어는 1: 5로 기어비가 높아 실질적인 추가 회전 구동 없이 구동될 수 있다.

왕복캠 기어부(124)에는 기어부가 구동됨에 따라 메인 기어부의 드럼에 케이블이 감기는 방향과 수직한 방향으로 이동하는 로드(1241)가 결합되어 있고, 이동 로드(1241)의 상측에 케이블을 안내하는 케이블 가이드(1242)가 제공되어 있다. 케이블 가이드(1242) 내에는 관통홀(1243)이 제공되고 케이블은 관통홀(1243)을 관통하여 권취된다. 따라서 케이블 가이드(1242)는 메인기어부, 즉 메인 케이블 드럼(121)의 회전시 이동 로드(1241)를 통해 케이블의 권취 방향과 수직 방향으로 왕복 이동하게 됨에 따라 케이블이 드럼(121) 내에 나란하게 감기게 된다.

도 11은 메인 케이블 드럼(121)의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 이는 케이블이 메인 케이블 드럼(121)에서 이탈하는 것을 방지하기 위한 구조이다. 케이블이 드럼으로부터 과도하게 풀린 상태가 될 경우 케이블이 드럼 외부 또는 기어부로 끼어 들 경우가 발생하여 회전이 안되거나 케이블이 손상될 우려가 발생한다.

본 발명에서는 이를 방지하고자 케이블이 드럼으로부터 이탈하는 것을 방지하는 가이드 설치가 필요하다. 케이블 이탈 방지 가이드 어셈블리는 메인 케이블 드럼(121)의 일표면(측벽(1230))에 제공되는 제1 플레이트(1252), 메인 케이블 드럼(121)의 대향하는 타표면에 제공되는 제2 플레이트(1254), 메인 케이블 드럼(121)의 외측면에 근접하여 제1 플레이트 또는 제2 플레이트 중 어느 하나로부터 돌출하여 형성되는 가이드 핀(1256)을 포함한다. 가이드 핀의 개수는 이에 한정되는 것은 아니지만 메인 케이블 드럼(121)의 둘레로 5개소 이상에 설치되어 적어도 대향하는 플레이트의 근방까지 연장되어 케이블 이탈이 발생하는 것을 방지한다. 이와 같은 구조는 메인 케이블 드럼 뿐만 아니라 서브 케이블 드럼에도 적용될 수 있다.

도 12는 도 3에 도시된 바와 같은 수평 이동식의 지중 수평계의 일례를 나타낸다. 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 프로브(300)는 지중에 설치되는 가이드관(390)을 따라 지중에서 수평으로 이동하게 된다. 한편 가이드관의 만곡도가 도 12의 (b)와 같이 작은 경우, 수직방향으로의 고정형 롤러 가이드(또는 롤러 홈)(391)를 설치하는 것으로 수직방향 롤러(3911)가 수직방향 롤러 가이드(391)을 따라 이동하면서 프로브(300)의 이탈을 방지할 수 있게 된다.

그러나 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이 가이드관(390)의 만곡도가 큰 경우 프로브의 수평 이동 시 프로브(300)를 당겨주는 힘에 의해 롤러가 가이드 레일을 이탈하는 경우가 발생하게 된다. 이를 방지하고자 가이드관의 수평 방향에도 고정형 수평 롤러 가이드(382)를 설치하고 프로브(300)의 수평방향의 추가의 수평방향 롤러(3921)을 설치하면 프로브의 수평 이동 시 프로브(300)를 진퇴시키기 위해 케이블을 어느 방향으로 당겨주더라도 프로브(300)가 수직방향 롤러 가이드와 수평방향 롤러 가이드를 통해 이동함에 따라 프로브(300)의 이탈을 방지할 수 있게 된다.

도 12은 프로브(300)의 외부 및 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 센서 조립체(300)는 지중의 설치된 수평방향 가이드관이나 지중에 천공된 수직방향 가이드관(또는 홀) 부위를 따라 이동하기 때문에 일단부와 타단부에 와이어 또는 케이블이 연결된 대략 원통형의 하우징으로 구성될 수 있다. 상기 하우징의 외측에는 홀의 내벽 또는 케이싱의 내벽을 따라 추종할 수 있도록 하는 복수의 휠(301)이 배치될 수 있으며 이러한 휠(301)의 구성 및 하우징과의 연결관계는 공지의 다양한 방식이 적용될 수 있을 것이다.

하우징의 내부 공간에는 센싱, 통신 및 제어를 위한 요소들이 선택적인 위치에 배치될 수 있는데, 본체의 제어부(130)와의 통신 효율성을 고려하면 센서 조립체(300)의 상측 공간에 RS-485 방식의 직렬 통신부(110)가 배치되어 제어부(130)와의 통신을 수행하도록 하는 것이 바람직하다. 직렬 통신을 위해 케이블의 내측에는 RS 485 방식으로 시리얼 통신을 진행하기 위한 RS 485 케이블이 내장되어 있을 수 있으며, RS-485 방식의 직렬 통신을 이용한 통신 방법은 공지된 기술에 해당하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

프로브(300)의 하우징의 내부 공간에는 경사센서(330)가 구비되어 있고, 가이드관의 내벽을 추종하면서 이동하고 지정된 위치에서 측정된 경사 데이터가 본체의 제어부(130)로 전송된다.

수직이동식의 지중 경사계에 이용되는 경우, 프로브(300)의 하우징 하단에는 접촉센서(340)를 더 구비하여 바닥면에의 접촉을 통하여 소정의 깊이에 도달하였는지 여부를 확인하도록 더 구성될 수도 있다. 접촉센서(340)가 바닥에 접촉한 경우에 센서 제어부(320)는 바닥에 접촉한 것을 본체의 제어부(130)로 전송하고 본체 제어부(130)는 케이블의 풀림을 중단하고 역회전하여 승강을 개시하도록 구성될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 지중 수평 경사계 장치(100)는 도시하지 않았지만 주변에 설치되는 아날로그 또는 디지털 센서로부터의 측정 데이터를 수신을 위한 통합 인터페이스를 포함한다. 통합 인터페이스는 지반 또는 건물 공사시 이용되는 다른 측정 장비들, 예를 들면 지하수위의 변동을 측정하여 지하수의 증감으로 인한 주변 구조물의 안전도 및 굴착 공사의 안전시공을 위해 이용되는 수위계(water level meter), 터널굴착 중 인접 구조물에 설치하여 구조물에 발생되는 균열의 변형량을 측정하는 균열 측정기(crack meter), 주변 건물이나 구조물, 옹벽 등의 경사각을 측정하는 건물경사계(tile meter), 굴착중 하중 및 인장력의 증감, 변화속도 등을 측정하는 하중계(load cell), 강구조물에 부착되거나 콘트리트에 매설하여 시공 중 배면토압 변형으로 인한 강구조물 및 콘트리트의 변형과 응력을 측정하는 변형률계(strain gauge)로부터의 데이터를 수신하고 저장하고 이를 데이터베이스 서버(200)로 전송함으로써 별도의 전용 데이터 로거를 사용할 필요가 없게 된다. 통합 인터페이스는 이에 한정되는 것은 아니지만 전압 ±0~5V 출력 센서, 전류 0~20mA 출력 센서, 디지털 RS485 출력 센서와 호환가능하도록 설계된다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively)처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속하는 것으로 해석되어야만 한다.

100: 지중 수평 경사계 장치 200: 데이터베이스 서버
110: 장치 본체 300: 프로브
120: 이송부 130: 제어부
140: 클램프 감지부 123: 케이블
123b: 클램프

Claims (9)

1. 지중의 경사를 측정하기 위한 지중 수평 경사계 장치에 있어서,
   측정 센서를 포함하는 프로브를 가이드관 내에서 이동시키기 위한 이송부 - 상기 이송부는 케이블을 포함하고, 상기 케이블에는 일정 간격으로 클램프가 설치되어 있으며, 상기 클램프는 전도성 물질로 이루어짐 - ;
   이송부의 동작을 제어하는 동시에 측정 센서로부터 측정된 데이터에 기반하여 프로브의 이송 거리에 따른 경사를 판단하고 데이터화하는 제어부; 및
   상기 케이블에 설치된 클램프를 감지하는 클램프 감지부 - 상기 클램프 감지부는 클램프가 통과할 때 발생되는 전류의 변화를 감지하도록 동작함 - ;를 포함하고,
   상기 제어부는 클램프 감지부에서 감지된 클램프의 수에 따라 가이드관 내에서의 프로브의 위치 제어를 수행하도록 구성되고,
   상기 클램프 감지부는 상기 클램프와 탄성적으로 접촉되는 제1 가압 부재와, 상기 제1 가압 부재를 상기 클램프 방향으로 탄성적으로 가압하는 제2 가압 부재를 포함하되,
   상기 케이블에는 프로브의 초기 위치를 확인하기 위해 연속하여 배치된 적어도 2개의 시작 클램프가 배치되고,
   상기 제어부는 지중 수평 경사계 장치의 시스템이 다운되거나 시스템이 재시작시 시작 클램프를 이용하여 프로브를 초기 위치까지 이송시키는 것을 특징으로 하는
   지중 수평 경사계 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 클램프 감지부에서의 접촉 오류를 방지하기 위해,
   클램프와 클램프 감지부의 제1 가압 부재가 최초 접촉한 이후 케이블 이송이 정지 상태에서 이루어지는 프로브의 위치 측정 및 분석 처리 동안 클램프로부터 추가되는 접촉 신호를 무시하고,
   정지 상태에서 케이블의 이송이 재시작된 후 미리정해진 시간 동안 추가되는 접촉 신호를 무시하도록 구성된 것을 특징으로 하는
   지중 수평 경사계 장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 이송부의 메인 케이블 드럼의 케이블을 수용하여 지중 방향으로 안내하거나 지중으로부터의 케이블을 메인 케이블 드럼으로 안내하는 안내 롤러; 및 제1 수분제거부를 포함하는 안내부; 를 더 포함하고,
   상기 제1 수분제거부는, 안내 롤러와 메인 케이블 드럼 사이 경로에 배치치되는 제1 블러시, 상기 안내 롤러 근방에 배치되는 제2 블러시, 및 상기 안내 롤러와 프로브 사이 경로에 배치되는 제3 블러시 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로하는
   지중 수평 경사계 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 안내부와 프로브 경로 사이에 배치되는 제2 수분제거부를 더 포함하고,
   상기 제2 수분제거부에는 공기분사수단이 제공되고, 상기 공기분사수단은 케이블이 제2 수분제거부안내부를 통과할 때 케이블을 향해 에어 커튼을 형성하여 케이블에 존재하는 수분을 제거하도록 구성된 것을 특징으로 하는
   지중 수평 경사계 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 이송부는
   상기 케이블이 감기는 메인 케이블 드럼에 제공되는 메인 기어부;
   상기 메인 기어부와 기어결합하여 메인 기어부의 회전에 따라 왕복이동을 수행하는 왕복캠 기어부를 포함하고,
   상기 왕복캠 기어부에는 케이블 가이드가 제공되고, 상기 케이블은 케이블 가이드를 통과하여 메인 기어부가 제공된 드럼에 권취되는 것을 특징으로 하는
   지중 수평 경사계 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 이송부는 케이블 이탈 방지 가이드 어셈블리를 포함하고,
   상기 케이블 이탈 방지 가이드 어셈블리는 메인 케이블 드럼의 일표면에 제공되는 제1 플레이트, 메인 케이블 드럼의 대향하는 타표면에 제공되는 제2 플레이트, 및 케이블 드럼의 외측면에 근접하여 제1 플레이트 또는 제2 플레이트 중 어느 하나로부터 돌출하여 형성되는 가이드 핀을 포함하고,
   상기 케이블은 가이드 핀 내측에서 케이블 드럼에 권취되는 것을 특징으로하는
   지중 수평 경사계 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 지중 수평 경사계 장치는 지중에서 프로브가 수평방향으로 이동하는 것을 유도하기 위한 가이드관을 더 포함하고,
   상기 가이드관 내에는 프로브에 제공되는 롤러와 결합되는 가이드 레일이 제공되되, 상기 가이드 레일은 가이드관 내에서 수평 방향 및 수직 방향으로 서로 90°간격으로 설치되며, 상기 프로브에는 상기 가이드관 내에 제공된 가리드 레일에 대응하여 수평 및 수직 방향으로 설치되는 롤러가 제공된 것을 특징으로 하는
   지중 수평 경사계 장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 클램프 감지부에서 가압 부재가 클램프와 접촉하면 크램프 감지부가 그라운드와 쇼트되어 LOW 신호가 생성되도록 구성되고, 생성된 LOW 신호가 제어부의 MCU I/O에 입력되어 클램프 접촉이 즉시적으로 판단되는
   지중 수평 경사계 장치.

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