KR102558464B1 - 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기 - Google Patents

안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기를 개시한다. 본 발명에 따른 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기는 상하부가 개방된 중공형상의 하우징; 하우징의 하단부 내부에 수평방향으로 이동가능하게 설치되어 구조물에 발생된 균열의 폭을 측정할 수 있도록 다양한 두께를 갖는 눈금들이 상호 이격되게 표시된 측정자를 구비한 균열 측정부; 및 하우징의 상단부에 설치되고 고온 고습도 분위기에서 김 서림 방지 기능이 우수한 코팅층이 형성된 확대경을 포함한다.

Description

안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기{Crack width measuring device for safety inspection and diagnosis}
본 발명은 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조물에 발생된 균열의 폭을 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기에 관한 것이다.
일반적으로 교량, 터널, 건축물 등 구조물의 균열 원인은 구조물의 건조 수축이나 과다한 응력의 발생 또는 재료적인 문제 등 다양한 원인에 의해 발생된다.
구조물에 발생한 균열현상은 균열의 폭이 미세하여 조기에 발견하기가 어렵고, 균열의 진행속도 또한 매우 느린 것이 일반적이기 때문에 시공자나 사용자가 구조물의 안전성에 별다른 영향을 미치지 않는다고 판단하여 이를 무심코 지나쳐 버리기 쉬운 면이 있다.
그러나, 어떠한 균열은 구조물의 구조적인 결함을 야기시키고 종국적으로는 구조물의 붕괴를 초래할 수도 있기 때문에 구조물에 발생한 균열은 구조물의 안전성을 진단하는 데에 매우 중요한 요소중의 하나이다. 이와 같은 균열을 측정하기 위한 측정기구 또한 구조물의 안정성을 진단하는 매우 중요한 장치 중의 하나이다.
상기와 같이 구조물에 발생된 균열을 측정하기 위한 종래기술로는 균열 변형 게이지, 디지털 균열 측정기, 균열자 등의 장비를 사용하고 있다. 종래의 측정장치는 미세한 균열을 측정하기 곤란한 문제를 해결하기 위해 균열 측정장치 외에 미세 균열을 확인하기 위한 별도의 확대경을 갖추고 있거나 내부에 확대경을 구비하는 경우도 있다.
다만, 균열을 측정해야 하는 구조물이 위치한 환경에 따라서는 확대경에 김이 서려 있게 되어 자주 습기를 제거해줘야 하는 문제가 있고, 특히 높은 온도와 습도 분위기에서는 습기가 차는 정도와 습기를 제거해줘야 하는 빈도가 매우 높아 확대경을 통한 미세 균열을 측정 또는 확인하는 것이 현실적으로 매우 어려운 상황에 처하게 되는바, 이에 대한 문제 해결이 필요한 실정이다.
1. 대한민국 공개특허 제10-2001-0002060호 2. 대한민국 등록특허 제10-1487347호 3. 미국 등록특허 제5877254호 4. 미국 등록특허 제4143181호 5. 미국 등록특허 제3935146호 6. 미국 공개특허 제2009-0081292호 7. 일본 공개특허 제10-017856호 8. PCT 공개특허 WO 2007/071700 9. PCT 공개특허 WO 2011/080472
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 구조물에 발생된 미세한 균열을 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기를 제공함에 있어서, 확대경에 김 서림 방지 코팅이 되어 있어 측정기 내부의 습기를 제거할 필요가 없으며, 특히 습기가 차는 정도와 습기를 제거해줘야 하는 빈도가 매우 높아 문제가 되는 고온 고습도 분위기에서도 별도의 습도 제거 없이 확대경을 통한 미세 균열을 측정 또는 확인할 수 있는 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 상하부가 개방된 중공형상의 하우징, (b) 상기 하우징의 하단부 내부에 수평방향으로 이동가능하게 설치되어 구조물에 발생된 균열의 폭을 측정할 수 있도록 다양한 두께를 갖는 눈금들이 상호 이격되게 표시된 측정자를 구비한 균열 측정부, (c) 상기 하우징의 상단부에 설치된 확대경, (d) 상기 하우징의 상단부가 삽입되되, 중심부에 제1 개구부가 형성되고, 내벽에 상기 하우징의 상단부 외벽에 형성된 걸림홈에 걸림결합되는 걸림돌기가 형성되어 상기 하우징의 상단부를 파지하는 파지부, 및 (e) 상기 파지부에 연결되며 이동통신 단말기가 안착되는 단말기 안착부를 포함하는 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기가 제공된다.
이때, 상기 균열 측정부는 (b1) 상기 하우징의 내부에 마련되되, 상기 측정자에 결합된 이동블록, (b2) 상기 하우징의 측벽을 관통하여 상기 하우징의 내부에 배치되되, 상기 이동블록에 결합되며 회전됨에 따라 상기 이동블록을 수평방향으로 이동시키는 이동스크류, (b3) 상기 하우징의 외측에 배치되되, 상기 이동스크류에 결합되며 회전됨에 따라 상기 이동스크류를 회전시키는 다이얼, (b4) 상기 하우징의 하단부 내벽에서 중심부 방향으로 돌출되게 배치되어 상기 측정자의 양단부 하면을 지지하는 지지부재, (b5) 상기 하우징의 외측벽에 상기 다이얼의 외주면을 따라 원형으로 배치되되, 구조물에 발생된 균열의 폭에 대응되는 상기 눈금의 두께를 확인가능하게 하는 복수의 치수선들을 포함하고; 상기 단말기 안착부는 (e1) 상기 이동통신 단말기가 안착되는 본체부, (e2) 일단부가 상기 본체부에 결합된 연결부재, 및 (e3) 상기 연결부재의 타단부에서 하방으로 연장되게 형성되되, 끝단부가 상기 제1 개구부에 삽입되어 결합되며, 중심부에 제2 개구부가 형성된 결합돌기를 포함하며; 상기 이동통신 단말기의 카메라를 상기 제1 개구부에 인라인되게 배치하여 구조물에 발생된 균열과 균열의 폭에 대응되는 상기 눈금을 촬영하고; 상기 걸림돌기는 길이방향 양단부가 상기 파지부의 내벽에 형성된 삽입홈에 걸림결합되고 중심부가 돌출된 탄성체로 구성되며; 상기 하우징이 상기 파지부에 삽입되는 경우에 상기 탄성체의 중심부는 가압되어 상기 탄성체의 길이방향 양단부는 상기 삽입홈의 내부에서 상호 이격되는 방향으로 탄성변형되고 상기 탄성체의 중심부는 상기 삽입홈의 내부방향으로 이동되고; 상기 하우징이 상기 파지부에 삽입 완료된 경우에 상기 탄성체의 중심부가 가압해제되어 상기 탄성체의 길이방향 양단부는 상기 삽입홈의 내부에서 상호 접근되는 방향으로 복원되고 상기 탄성체의 중심부는 상기 삽입홈의 외부방향으로 돌출된다.
또한, 상기 확대경은 상기 균열 측정부 측 일면과 타측 일면 모두 코팅 조성물로 코팅 후 경화시킨 코팅층을 포함하고; 상기 코팅 조성물은 이소포론 디이소시아네이트, 폴리헥사메틸렌 카보네이트 디올, 트리메틸올프로판, 디메틸올프로피온산, 트리메틸올 프로판 모노에톡실레이트 메틸 에테르, 하기 화학식 1의 스파이로파이란 및 메틸에틸케톤을 혼합한 후 반응시켜 얻은 반응 생성물을 포함한다.
[화학식 1]
.
본 발명의 실시예는 하우징의 상단부에 확대경을 설치하고 하우징의 하단부에 구조물에 발생된 균열의 폭에 대응되는 다양한 두께를 갖는 눈금들이 표시된 측정자를 구비함으로써, 구조물에 발생된 미세한 균열을 용이하고 정확하게 측정할 수 있고, 특히 확대경에 김 서림 방지 코팅이 되어 있어 측정기 내부의 습기를 제거할 필요가 없으며, 특히 습기가 차는 정도와 습기를 제거해줘야 하는 빈도가 매우 높아 문제가 되는 고온 고습도 분위기에서도 별도의 습도 제거 없이 확대경을 통한 미세 균열을 측정 또는 확인할 수 있는 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기를 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A 평면도이다.
도 4는 도 1의 B-B 단면도이다.
도 5는 도 1의 B-B 단면도로서, 본 발명에 따른 파지부의 다른 형태를 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기를 나타내는 사용상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기를 나타내는 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 A-A 평면도이고, 도 4는 도 1의 B-B 단면도이고, 도 5는 도 1의 B-B 단면도로서, 본 발명에 따른 파지부의 다른 형태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기(100)는 상하부가 개방된 중공형상의 하우징(110)과, 하우징(110)의 상단부에 설치된 확대경(120)과, 하우징(110)의 내부에 설치된 조명부(130)와, 하우징(110)의 하단부에 설치된 균열 측정부(140)와, 하우징(110)의 상단부를 파지하는 파지부(150)와, 파지부(150)에 연결되며 이동통신 단말기(P)가 안착되는 단말기 안착부(160)를 포함한다.
본 실시예에 따른 하우징(110)은 상하부가 개방되며 내부가 중공인 원통형상으로 형성된다. 하우징(110)에는 확대경(120)과 조명부(130)와 균열 측정부(140)가 각각 설치된다.
본 실시예에 따른 확대경(120)은 구조물에 발생된 균열의 폭 및 후술할 균열 측정부(140)의 측정자(141)에 표시된 눈금(142)을 확대하여 보여준다.
확대경(120)은 하우징(110)의 상단부 내부에 설치되거나, 하우징(110)의 상단부에 결합될 수 있다. 또한 필요한 경우에, 균열의 폭 및 측정자(141)의 눈금(142)을 확대하기 위해 확대경(120)은 하우징(110)의 높이방향으로 이동가능하게 설치될 수 있다.
본 실시예에 따른 조명부(130)는 어두운 장소에서 구조물의 균열을 용이하게 측정할 수 있게 한다. 조명부(130)는 하우징(110)의 내부에 설치된 조명등(130)과, 하우징(110)의 외측벽에 설치되어 조명등(130)을 점멸시키는 스위치(미도시)와, 하우징(110)의 내부에 설치되고 스위치 및 조명등(130)에 전기적으로 연결되어 조명등(130)에 전력을 공급하는 전원(미도시)을 포함한다.
본 실시예에서 조명등(130)은 전구, LED 등을 사용할 수 있으며 균열 측정부(140)를 균일하게 조명할 수 있도록 하우징(110)의 내부 측벽에서 하방으로 경사지게 설치될 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 전원은 휴대가 용이한 건전지 또는 전원케이블을 연결하여 충전할 수 있는 충전지가 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 균열 측정부(140)는 구조물에 발생된 균열의 폭을 측정할 수 있도록 하는 역할을 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 균열 측정부(140)는 하우징(110)의 하단부 내부에 수평방향으로 이동가능하게 설치된 측정자(141)와, 측정자(141)에 연결되어 측정자(141)를 하우징(110)의 내부에서 수평방향으로 이동시키는 측정자 이동부(143)를 포함한다.
측정자(141)는 두께가 얇은 플레이트 형상을 갖는다. 측정자(141)의 표면에는 구조물에 발생된 균열의 폭을 실제 축적대로 측정할 수 있도록 균열의 폭에 대응되는 두께를 갖는 눈금(142)들이 상호 이격되게 표시된다.
측정자(141)에 표시된 눈금(142)들은 균열의 폭을 용이하게 측정할 수 있도록 다양한 두께를 갖는다. 예를들어, 측정자(141)에 표시된 눈금(142)들은 최소두께 0.1부터 최대두께 2mm까지 0.1mm 두께의 차이를 가질 수 있으나, 최소두께 및 최대두께 그리고 두께의 차이에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
한편, 측정자(141)에 표시된 눈금(142) 및 구조물에 발생된 균열은 확대경(120)에 의해 확대되므로, 확대경(120)에 의한 왜곡을 방지하기 위해 측정자(141)는 구조물의 표면에 가깝게 배치되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 균열의 폭을 측정하기 위해 하우징(110)을 균열이 발생된 구조물에 밀착시킨 후 측정자(141)를 수평방향으로 하우징(110)에 대해 상대 이동시켜 균열의 폭에 대응되는 두께의 눈금(142)을 일치시킨다. 이를 위해 본 실시예에서는 측정자(141)를 수평방향으로 이동시키는 측정자 이동부(143)가 마련된다.
측정자 이동부(143)는 측정자(141)에 결합된 이동블록(144)과, 하우징(110)의 측벽을 관통하여 이동블록(144)에 결합된 이동스크류(145)와, 이동스크류(145)에 결합되고 하우징(110)의 외측에 배치된 다이얼(146)을 포함한다.
이동블록(144)은 하우징(110)의 내부에 배치되고 측정자(141)에 결합된다. 또한 이동블록(144)은 측정자(141)와 일체로 형성될 수 있으며, 이동블록(144)와 측정자(141)이 일체로 형성된 경우에 이동스크류(145)가 하우징(110)에 관통 삽입되는 방향과 반대방향에서 하우징(110)에 삽입된 후 이동스크류(145)에 이동블록(144)이 결합되고 하우징(110)의 내부에 배치될 수 있다.
본 실시예에서 이동블록(144)은 직육면체, 원기둥 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 이동블록(144)은 조명이 투과될 수 있는 아크릴, 유리 재질 등으로 제조될 수 있다.
그리고 이동스크류(145)는 하우징(110)의 측벽을 관통하여 하우징(110)의 하단부 내부에 배치되고 이동블록(144)에 결합된다. 이동스크류(145)의 일단부는 하우징(110)의 일측벽을 관통하여 하우징(110)의 내부에 배치될 수 있다. 그리고 이동스크류(145)의 타단부는 하우징(110)의 일측벽에 설치된 베어링부재(미도시)에 결합되어 지지될 수 있다. 또한 이동스크류(145)의 양단부가 하우징(110)의 대향되는 측부에 설치된 베어링부재(미도시)에 결합되어 지지될 수도 있다.
다이얼(146)은 하우징(110)의 외측에 배치된 이동스크류(145)의 타단부에 결합된다. 사용자가 다이얼(146)을 회전시키면 이에 연동되어 이동스크류(145)도 함께 회전된다.
또한 균열 측정부(140)는 하우징(110)의 하단부 내벽에서 중심부 방향으로 돌출되게 배치된 지지부재(147)를 더 포함할 수 있다. 지지부재(147)는 측정자(141)의 양단부 하면을 지지한다.
따라서 사용자가 다이얼(146)을 회전시키면 다이얼(146)에 결합된 이동스크류(145)가 회전되며, 이에 따라 이동블록(144)은 하우징(110)의 내부에서 이동스크류(145)의 길이방향을 따라 수평방향으로 이동되며, 이동블록(144)에 결합된 측정자(141)도 하우징(110)의 내부에서 이동블록(144)과 함께 수평방향으로 이동된다. 이때 측정자(141)의 양단부 하면은 지지부재(147)에 의해 지지된다.
한편, 본 실시예에 따른 균열 측정부(140)는 하우징(110)의 외측벽에 다이얼(146)의 외주면을 따라 원형으로 배치된 복수의 치수선(148)들을 더 포함할 수 있다. 복수의 치수선(148) 각각은 복수의 눈금(142) 각각의 두께를 나타낸다. 다이얼(146)을 회전시켜 측정자(141)를 수평방향으로 이동시킨 후 눈금(142)의 두께와 균열의 폭을 일치시킨 경우에 사용자는 치수선(148)을 통해 균열의 폭에 대응되는 눈금(142)의 두께를 확인할 수 있다. 한편 하우징(110)의 내벽에는 기준선이 마련될 수 있으며 기준선과 균열과 눈금(142)이 일치될 때의 치수선(148)을 통해 균열의 폭을 확인할 수 있다.
본 실시예에 따른 파지부(150)는 하우징(110)의 상단부가 삽입될 수 있도록 하부가 개방되고 내부가 중공인 원통형상으로 형성된다.
파지부(150)에 하우징(110)의 상단부가 삽입되는 경우에 하우징(110)은 파지부(150)에 걸림결합될 수 있다. 이를 위해 하우징(110)의 상단부 외벽에는 원주방향을 따라 걸림홈(111)이 형성되고, 파지부(150)의 내벽에는 하우징(110)에 형성된 걸림홈(111)에 걸림결합되는 걸림돌기(152)가 형성된다.
또한 파지부(150)의 상단부 중심부에는 제1 개구부(151)가 형성되며, 하우징(110)이 파지부(150)에 삽입 결합되는 경우에도 사용자는 제1 개구부(151)를 통해 구조물에 발생된 균열, 측정자(141)의 눈금(142), 기준선을 볼 수 있다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 걸림돌기(152)는 파지부(150)의 내벽에 일체로 형성되며, 파지부(150)의 내벽에서 중심부 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
또한, 도 5에서 도시한 바와 같이, 걸림돌기(152)는 길이방향 양단부가 파지부(150)의 내벽에 형성된 삽입홈(153a)에 걸림결합되고 중심부가 돌출된 탄성체(152a)로 구성될 수 있다.
하우징(110)이 파지부(150)에 삽입되는 경우에 탄성체(152a)의 중심부는 가압되어 탄성체(152a)의 길이방향 양단부는 삽입홈(153a)의 내부에서 상호 이격되는 방향으로 탄성변형되고 탄성체(152a)의 중심부는 삽입홈(153a)의 내부방향으로 이동된다. 반면에 하우징(110)이 파지부(150)에 삽입 완료된 경우에 탄성체(152a)의 중심부가 가압해제되어 탄성체(152a)의 길이방향 양단부는 삽입홈(153a)의 내부에서 상호 접근되는 방향으로 복원되고 탄성체(152a)의 중심부는 삽입홈(153a)의 외부방향으로 돌출된다.
본 실시예에 따른 단말기 안착부(160)는 파지부(150)에 연결되며 이동통신 단말기(P)가 안착된다.
구체적으로 단말기 안착부(160)는 이동통신 단말기(P)가 안착되는 본체부(161)와, 일단부가 본체부(161)에 결합된 연결부재(162)와, 연결부재(162)의 타단부에서 하방으로 연장되게 형성되고 끝단부가 제1 개구부(151)에 삽입되어 결합되며 중심부에 제2 개구부(164)가 형성된 결합돌기(163)를 포함한다.
이동통신 단말기(P)를 본체부(161)에 안착한 상태에서 이동통신 단말기(P)의 카메라를 제2 개구부(164) 및 제1 개구부(151)에 인라인되게 배치하여 구조물에 발생된 균열과 균열의 폭에 대응되는 눈금(142)을 촬영할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기(100)를 이용하여 구조물에 발생된 균열의 폭을 측정하는 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기를 나타내는 사용상태도이다.
구조물에 발생된 균열의 폭은 다양한 크기를 가질 수 있다.
도 6에서 도시한 바와 같이, 하우징(110)의 하면을 균열이 발생된 구조물에 밀착시킨다. 이때 균열 측정부(140)와 확대경(120) 및 조명등(130)이 결합된 하우징(110)만을 구조물에 밀착시킬 수 있으나, 균열 측정부(140)와 확대경(120) 및 조명등(130)이 결합된 하우징(110)을 파지부(150)로 파지하고 단말기 안착부(160)에 이동통신 단말기(P)를 안착한 상태로 하우징(110)의 하면을 구조물에 밀착시킬 수 있다.
그리고 도 7에서 도시한 바와 같이 다이얼(146)을 회전시켜 측정자(141)를 수평방향으로 이동시켜 균열과 균열의 폭에 대응되는 두께를 갖는 눈금(142)을 일치시킨다. 그리고 다이얼(146)의 주변에 배치된 치수선(148)을 확인하여 균열의 폭을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 상하부가 개방된 중공형상의 하우징, (b) 상기 하우징의 하단부 내부에 수평방향으로 이동가능하게 설치되어 구조물에 발생된 균열의 폭을 측정할 수 있도록 다양한 두께를 갖는 눈금들이 상호 이격되게 표시된 측정자를 구비한 균열 측정부, (c) 상기 하우징의 상단부에 설치된 확대경, (d) 상기 하우징의 상단부가 삽입되되, 중심부에 제1 개구부가 형성되고, 내벽에 상기 하우징의 상단부 외벽에 형성된 걸림홈에 걸림결합되는 걸림돌기가 형성되어 상기 하우징의 상단부를 파지하는 파지부, 및 (e) 상기 파지부에 연결되며 이동통신 단말기가 안착되는 단말기 안착부를 포함하는 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기가 제공된다.
이때, 상기 균열 측정부는 (b1) 상기 하우징의 내부에 마련되되, 상기 측정자에 결합된 이동블록, (b2) 상기 하우징의 측벽을 관통하여 상기 하우징의 내부에 배치되되, 상기 이동블록에 결합되며 회전됨에 따라 상기 이동블록을 수평방향으로 이동시키는 이동스크류, (b3) 상기 하우징의 외측에 배치되되, 상기 이동스크류에 결합되며 회전됨에 따라 상기 이동스크류를 회전시키는 다이얼, (b4) 상기 하우징의 하단부 내벽에서 중심부 방향으로 돌출되게 배치되어 상기 측정자의 양단부 하면을 지지하는 지지부재, (b5) 상기 하우징의 외측벽에 상기 다이얼의 외주면을 따라 원형으로 배치되되, 구조물에 발생된 균열의 폭에 대응되는 상기 눈금의 두께를 확인가능하게 하는 복수의 치수선들을 포함하고;
상기 단말기 안착부는 (e1) 상기 이동통신 단말기가 안착되는 본체부, (e2) 일단부가 상기 본체부에 결합된 연결부재, 및 (e3) 상기 연결부재의 타단부에서 하방으로 연장되게 형성되되, 끝단부가 상기 제1 개구부에 삽입되어 결합되며, 중심부에 제2 개구부가 형성된 결합돌기를 포함하며;
상기 이동통신 단말기의 카메라를 상기 제1 개구부에 인라인되게 배치하여 구조물에 발생된 균열과 균열의 폭에 대응되는 상기 눈금을 촬영하고;
상기 걸림돌기는 길이방향 양단부가 상기 파지부의 내벽에 형성된 삽입홈에 걸림결합되고 중심부가 돌출된 탄성체로 구성되며;
상기 하우징이 상기 파지부에 삽입되는 경우에 상기 탄성체의 중심부는 가압되어 상기 탄성체의 길이방향 양단부는 상기 삽입홈의 내부에서 상호 이격되는 방향으로 탄성변형되고 상기 탄성체의 중심부는 상기 삽입홈의 내부방향으로 이동되고;
상기 하우징이 상기 파지부에 삽입 완료된 경우에 상기 탄성체의 중심부가 가압해제되어 상기 탄성체의 길이방향 양단부는 상기 삽입홈의 내부에서 상호 접근되는 방향으로 복원되고 상기 탄성체의 중심부는 상기 삽입홈의 외부방향으로 돌출된다.
또한, 상기 확대경은 상기 균열 측정부 측 일면과 타측 일면 모두 코팅 조성물로 코팅 후 경화시킨 코팅층을 포함하고;
상기 코팅 조성물은 이소포론 디이소시아네이트, 폴리헥사메틸렌 카보네이트 디올, 트리메틸올프로판, 디메틸올프로피온산, 트리메틸올 프로판 모노에톡실레이트 메틸 에테르, 상기 화학식 1의 구조를 가지는 스파이로파이란 및 메틸에틸케톤을 혼합한 후 반응시켜 얻은 반응 생성물을 포함한다.
일 구현예에 있어서, 본 발명에서 코팅 조성물은 이소포론 디이소시아네이트 20-21중량%, 폴리헥사메틸렌 카보네이트 디올 28-29중량%, 트리메틸올프로판 2-3중량%, 디메틸올프로피온산 3-4중량%, 트리메틸올 프로판 모노에톡실레이트 메틸 에테르 8-9중량%, 상기 화학식 1의 구조를 가지는 스파이로파이란 2-3중량% 및 메틸에틸케톤 34-36중량%을 혼합한 후 반응시켜 얻은 반응 생성물을 포함한다.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위에 속하는 것도 당연하다.
또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.
실시예
실시예 1
이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 21.1g, 폴리헥사메틸렌 카보네이트 디올 (Mw 2,000) 28.2g, 트리메틸올프로판 2.1g, 디메틸올프로피온산 3.2g, 트리메틸올 프로판 모노에톡실레이트 메틸 에테르 (Mn 1,220) 8.1g, 상기 화학식 1의 구조를 가지는 스파이로파이란 2.3g, 및 메틸에틸케톤 35g을 함께 혼합하였다. 혼합물을 70℃로 가열하고, 0.01g의 주석 촉매를 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 질소 환경에서 3시간 동안 반응시켰다.
반응이 끝난 후, 생성된 폴리우레탄 프레폴리머 혼합물을 40℃로 냉각시켰다. 이어서, 고전단 분산기를 이용하여 폴리우레탄 프레폴리머 혼합물 40.3g을 물 51.2g 및 수성 베타인 계면활성제 용액 7.0g에 분산시켰다. 고전단 분산기를 이용하여 분산시키는 동안 하이드라진-일수화물 0.25g 및 1,6-헥산디아민 0.58g도 함께 첨가하여, 분산액 중 약 27중량%의 고체를 가지는 수성 폴리우레탄 분산액을 수득하였다.
생성된 폴리우레탄은 폴리우레탄 고체의 약 10중량%로 폴리에틸렌 옥시드 측쇄를, 및 폴리우레탄 고체의 약 10중량%로 중화된 아민을 포함하였다. 수성 폴리우레탄 분산액의 점도는 25℃에서 34 센티포아즈(cps)인 것으로 측정되었다. 유리 확대경을 12inch/min의 인출 속도로 수성 폴리우레탄 분산액 중에 딥 코팅시켰다. 딥 코팅된 확대경을 실온에서 30분 동안 건조시켰다. 상기와 같이 건조시킴으로써 비점착성인 코팅을 수득하였다.
이어서, 코팅된 확대경을 90℃에서 2시간 동안 경화시켰다. 생성된 코팅된 확대경의 코팅 두께는 약 14.2μm였다.
비교예 1
상기 화학식 1의 구조를 가지는 스파이로파이란을 포함시키지 않은 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 코팅 조성물을 제조함으로써, 실험을 진행하였다.
생성된 폴리우레탄은 폴리우레탄 고체의 약 10중량%로 폴리에틸렌 옥시드 측쇄를, 및 폴리우레탄 고체의 약 10중량%로 중화된 아민을 포함하였다. 수성 폴리우레탄 분산액의 점도는 25℃에서 34 센티포아즈(cps)인 것으로 측정되었다. 유리 확대경을 12inch/min의 인출 속도로 수성 폴리우레탄 분산액 중에 딥 코팅시켰다. 딥 코팅된 확대경을 실온에서 30분 동안 건조시켰다. 상기와 같이 건조시킴으로써 비점착성인 코팅을 수득하였다.
이어서, 코팅된 확대경을 90℃에서 2시간 동안 경화시켰다. 생성된 코팅된 확대경의 코팅 두께는 약 14.2μm였다.
시험예 1: 초기 김 서림 방지 테스트
폴리우레탄 코팅된 확대경을 임의의 다른 방식으로 처리하거나, 개질시키지 않고, 즉, 코팅된 확대경을 물에 침지시키기 전에, 코팅된 확대경을 3분 동안 50℃의 물 공급원으로부터의 수증기에 노출시키는 방식으로 상기 확대경을 상기 물 공급원 위 표준 높이에 배치시킨다. 상기 기간 동안 폴리우레탄 코팅된 확대경 상에 김 서림이 나타나지 않는다면, 코팅 조성물은 초기 김 서림 방지 테스트를 통과하는 것이다. 그렇지 않을 경우, 김 서림이 코팅된 확대경 상에 나타난다면, 이때 코팅 조성물은 초기 김 서림 방지 테스트에서 불합격하는 것이다.
1시간 동안 침지시킨 이후에 실시된 김 서림 방지 테스트: 코팅된 폴리우레탄 확대경을 실온에서 1시간 동안 물 중에 침지시킨다. 코팅된 확대경이 12시간 동안 침지로부터 복구되도록 한 후, EN166/EN168 김 서림 방지 성능 설명서에 따라 상기 코팅된 확대경을 8초 이상 동안 50℃의 물 공급원으로부터의 수증기에 노출시키는 방식으로 상기 확대경을 상기 물 공급원 위 표준 높이에 배치시킨다. 상기 기간 동안 폴리우레탄 코팅된 확대경 상에 김 서림이 나타나지 않는다면, 코팅 조성물은 상기 김 서림 방지 테스트를 통과하는 것이다. 그렇지 않을 경우, 김 서림이 코팅된 확대경 상에 나타난다면, 이때 코팅 조성물은 상기 김 서림 방지 테스트에서 불합격하는 것이다.
시험예 2: 초기 헤이즈 테스트
코팅된 확대경의 헤이즈(%)는 BYK 가드너 USA(BYK Gardner USA: 미국 매릴랜드주 콜럼비아)로부터 이용가능한 헤이즈-가드 플러스(Haze-Gard Plus)를 사용하여 측정한다. 헤이즈-가드 플러스를 사용하여 헤이즈를 측정하는 것은 코팅된 확대경을 통과하는 광 투과의 결과로서 나타나는 산란광의 양을 정량화하는 것이다. 초기 헤이즈(%)는 기재 확대경 상에서의 폴리우레탄 코팅 경화 직후, 및 임의의 다른 코팅된 확대경을 임의의 다른 방식으로 개질 또는 처리 직전에, 즉, 코팅된 확대경을 물 중에 침지시키기 전에, 또는 확대경을 낙사식 방법에 사용하기 전에 측정한다.
1시간 동안 침지시킨 이후에 실시된 헤이즈 테스트: 코팅된 확대경을 실온에서 1시간 동안 물에 침지시킨 후, 즉시 헤이즈-가드 플러스를 사용하여 코팅된 확대경의 헤이즈(%)를 측정한다. 약 1% 이상의 헤이즈는 코팅된 확대경 기재 표면에서 가시적이다. 반대로, 약 1% 이하의 헤이즈는 코팅된 확대경에서 가시적이지 않다. 침지 후 수행된 헤이즈 테스트에서, 확대경이 투명하고, 헤이즈는 코팅된 확대경에서 가시적이지 않다면, 이는 상기 테스트를 통과하는 것이다.
시험예 3: 낙사식 마모 테스트
코팅된 확대경을 폴 N. 가드너 컴퍼니(Paul N. Gardner Company: 미국 플로리다주 폼파노 비치)로부터 이용가능한 HP-1160 가드너 낙사식 장치(HP-1160 Gardner Falling Sand Apparatus)에 장착한다. EN166/168 설명서에 따라 삼(3) 킬로그램의 ASTM 20-30을 HP-1160 장치를 통해 코팅된 확대경 상에 낙하시킨다. 코팅된 확대경을 비누 및 물로 세척하여 코팅된 확대경으로부터 잔류 모래를 제거한 후, 헤이즈-가드 플러스를 사용하여 상기 코팅된 확대경의 헤이즈(%)를 측정한다. 본원에 기술된 실시예에서는 낙사식 마모 테스트 후 "헤이즈 증가"가 언급된다. 상기 "헤이즈 증가"란 낙사식 테스트 후 측정된 헤이즈(%) 측정치와 초기 헤이즈(%) 측정치 사이의 산술차이며, 즉, 헤이즈 증가 = [(낙사식 테스트 후 헤이즈(%)) - (초기 헤이즈(%))]이다.
시험예 4: 고습 고온 분위기 테스트
위 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 김 서림 방지 코팅된 확대경을 각각 10개씩 준비하고, 이에 대해 고습도 테스트를 아래와 같이 수행하였다.
우선 테스트하기 전에, 확대경들을 상대습도 40% 내지 50% 및 온도 20-25℃로 조절된 환경에 6시간 동안 두었다. 그리고 나서, 확대경들을 습도 70 내지 80% 및 온도 50-60℃의 분위기 속에 48시간 동안 두었다. 그 후, 5m 떨어진 곳에 위치한 시력 스케일을 시험 확대경을 통해 보도록 하였으며, 관찰자는 시간 및 하기 기준들에 따른 시력을 평가하였다.
0. 김서림 무(無), 시각적 왜곡 현상 무 (시력 = 10/10),
1. > 6/10 시력을 허용하는 김서림 및/또는 시각적 왜곡 현상,
2. < 6/10 시력을 허용하는 김서림 및/또는 시각적 왜곡 현상.
실질적인 측면에서, 0점 또는 1점을 얻기 위해서는, 시력이 10/10인 착용자는 눈 앞에 놓인 확대경을 통해 5m 떨어진 곳에 있는 Snellen 시력검사표의 6/10 라인에 있는 "E" 글자의 방향을 분별할 수 있도록 하였다.
이 테스트는 착용자가 찻잔/커피잔 쪽으로, 또는 끓는 물로 채워진 냄비 쪽으로 자기 얼굴을 기울이는 경우 등의 일상생활 조건을 시뮬레이션할 수 있게 하였다. 만일 확대경들이 획득한 점수가 0 또는 1이었다면, 이들 확대경을 Waldmann 램프 아래에 두어 완전히 건조시킨 후에 새로운 증기 테스트를 수행하였다. 각 확대경이, 증기 테스트에서 실패하였음을 뜻하는 2점을 획득할 때까지, 본 테스트를 각 쌍의 확대경에 대해 반복하였다.
시험 결과
위 실시예 1과 비교예 1에서 수득한 김 서림 방지 코팅된 확대경의 경우, 큰 차이 없이, 헤이즈는 초기 헤이즈 테스트 약 0.30%였고, 1시간 동안 물에 침지시킨 후에는 약 0.21%였으며, 낙사식 마모 테스트 이후 헤이즈 증가는 약 12.8%였고, 부착력 테스트와 초기 김 서림 방지 테스트 및 1시간 동안 침지시킨 이후에 실시된 김 서림 방지 테스트를 모두 큰 차이 없이 통과하였다.
다만, 고온 증기 상태에서의 테스트에서는 위 실시예 1과 비교예 1에서 수득한 김 서림 방지 코팅된 확대경이 큰 차이를 보였다. 위 비교예 1에서 제조된 확대경은 7회 내지 12회 정도 반복된 고습 고온 테스트에서 실패의 결과를 보이는 반면, 실시예 1에서 제조된 확대경은 30회까지 반복된 고습 고온 테스테에서도 전혀 시각적 왜곡 현상을 보이지 않음을 확인하였다.
통상의 기술자라면 본 명세서에 기재된 내용에 기초해서 본 발명을 쉽게 이해하고 재현할 수 있을 것이며, 본 발명을 이해하고 재현함에 있어 필요한, 명세서에 기재되지 않은 사항에 대해서도 필요한 경우 대한민국 등록특허 제10-1487347호 및 제10-1961392호를 포함하여 공지된 문헌을 참고하여 쉽게 습득할 수 있음은 자명하다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 균열 폭 측정기 110: 하우징
111: 걸림홈 120: 확대경
130: 조명등 140: 균열 측정부
141: 측정자 142: 눈금
143: 측정자 이동부 144: 이동블록
145: 이동스크류 146: 다이얼
147: 지지부재 148: 치수선
150: 파지부 151: 제1 개구부
152: 걸림돌기 152a: 탄성체
153a: 삽입홈 160: 단말기 안착부
161: 본체부 162: 연결부재
163: 결합돌기 164: 제2 개구부

Claims (2)

  1. (a) 상하부가 개방된 중공형상의 하우징, (b) 상기 하우징의 하단부 내부에 수평방향으로 이동가능하게 설치되어 구조물에 발생된 균열의 폭을 측정할 수 있도록 다양한 두께를 갖는 눈금들이 상호 이격되게 표시된 측정자를 구비한 균열 측정부, (c) 상기 하우징의 상단부에 설치된 확대경, (d) 상기 하우징의 상단부가 삽입되되, 중심부에 제1 개구부가 형성되고, 내벽에 상기 하우징의 상단부 외벽에 형성된 걸림홈에 걸림결합되는 걸림돌기가 형성되어 상기 하우징의 상단부를 파지하는 파지부, 및 (e) 상기 파지부에 연결되며 이동통신 단말기가 안착되는 단말기 안착부를 포함하는 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기로서;
    상기 균열 측정부는 (b1) 상기 하우징의 내부에 마련되되, 상기 측정자에 결합된 이동블록, (b2) 상기 하우징의 측벽을 관통하여 상기 하우징의 내부에 배치되되, 상기 이동블록에 결합되며 회전됨에 따라 상기 이동블록을 수평방향으로 이동시키는 이동스크류, (b3) 상기 하우징의 외측에 배치되되, 상기 이동스크류에 결합되며 회전됨에 따라 상기 이동스크류를 회전시키는 다이얼, (b4) 상기 하우징의 하단부 내벽에서 중심부 방향으로 돌출되게 배치되어 상기 측정자의 양단부 하면을 지지하는 지지부재, (b5) 상기 하우징의 외측벽에 상기 다이얼의 외주면을 따라 원형으로 배치되되, 구조물에 발생된 균열의 폭에 대응되는 상기 눈금의 두께를 확인가능하게 하는 복수의 치수선들을 포함하고;
    상기 단말기 안착부는 (e1) 상기 이동통신 단말기가 안착되는 본체부, (e2) 일단부가 상기 본체부에 결합된 연결부재, 및 (e3) 상기 연결부재의 타단부에서 하방으로 연장되게 형성되되, 끝단부가 상기 제1 개구부에 삽입되어 결합되며, 중심부에 제2 개구부가 형성된 결합돌기를 포함하며;
    상기 이동통신 단말기의 카메라를 상기 제1 개구부에 인라인되게 배치하여 구조물에 발생된 균열과 균열의 폭에 대응되는 상기 눈금을 촬영하고;
    상기 걸림돌기는 길이방향 양단부가 상기 파지부의 내벽에 형성된 삽입홈에 걸림결합되고 중심부가 돌출된 탄성체로 구성되며;
    상기 하우징이 상기 파지부에 삽입되는 경우에 상기 탄성체의 중심부는 가압되어 상기 탄성체의 길이방향 양단부는 상기 삽입홈의 내부에서 상호 이격되는 방향으로 탄성변형되고 상기 탄성체의 중심부는 상기 삽입홈의 내부방향으로 이동되고;
    상기 하우징이 상기 파지부에 삽입 완료된 경우에 상기 탄성체의 중심부가 가압해제되어 상기 탄성체의 길이방향 양단부는 상기 삽입홈의 내부에서 상호 접근되는 방향으로 복원되고 상기 탄성체의 중심부는 상기 삽입홈의 외부방향으로 돌출되며;
    상기 확대경은 상기 균열 측정부 측 일면과 타측 일면 모두 코팅 조성물로 코팅 후 경화시킨 코팅층을 포함하고;
    상기 코팅 조성물은 이소포론 디이소시아네이트, 폴리헥사메틸렌 카보네이트 디올, 트리메틸올프로판, 디메틸올프로피온산, 트리메틸올 프로판 모노에톡실레이트 메틸 에테르, 하기 화학식 1의 구조를 가지는 스파이로파이란 및 메틸에틸케톤을 혼합한 후 반응시켜 얻은 반응 생성물을 포함하며,
    상기 코팅 조성물은 이소포론 디이소시아네이트 20-21중량%, 폴리헥사메틸렌 카보네이트 디올 28-29중량%, 트리메틸올프로판 2-3중량%, 디메틸올프로피온산 3-4중량%, 트리메틸올 프로판 모노에톡실레이트 메틸 에테르 8-9중량%, 상기 화학식 1의 구조를 가지는 스파이로파이란 2-3중량% 및 메틸에틸케톤 34-36중량%을 혼합한 후 반응시켜 얻은 반응 생성물을 포함는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 안전 점검 및 진단용 균열 폭 측정기:
    [화학식 1]
    .
  2. 삭제
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