KR102633524B1 - 콘크리트 전주용 강선의 진단방법 및 이를 위한 진단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 전주용 강선의 진단방법 및 이를 위한 진단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 전주를 구성하는 종방향 강선과 상기 종방향 강선을 수평 방향으로 감싸며 배치되는 횡방향 강선을 각각 진단하여 종방향 강선 또는 횡방향 강선의 파단 여부를 감지하며, 특히 횡방향 강선의 파단 및 위치 변위를 감지하여 횡방향 강선의 파단을 종방향 강선의 파단으로 오인하여 콘크리트 전주를 교체하는 것을 방지하여 교체 비용을 절감할 수 있는 콘크리트 전주용 강선의 진단방법 및 이를 위한 진단장치에 관한 것이다.

Description

콘크리트 전주용 강선의 진단방법 및 이를 위한 진단장치{Diagnosis method of steel wire for concrete pole and diagnostic device for the same}

본 발명은 콘크리트 전주용 강선의 진단방법 및 이를 위한 진단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 전주를 구성하는 종방향 강선과 상기 종방향 강선을 수평 방향으로 감싸며 배치되는 횡방향 강선을 각각 진단하여 종방향 강선 또는 횡방향 강선의 파단 여부를 감지하며, 특히 횡방향 강선의 파단 및 위치 변위를 감지하여 횡방향 강선의 파단을 종방향 강선의 파단으로 오인하여 콘크리트 전주를 교체하는 것을 방지하여 교체 비용을 절감할 수 있는 콘크리트 전주용 강선의 진단방법 및 이를 위한 진단장치에 관한 것이다.

일반적으로 배전선로를 구성하고 있는 전주는 콘크리트 전주가 약 96%, 강관전주가 약 4%의 비율로 배치되는 것으로, 콘크리트 전주가 배전선로 전주의 대부분을 차지하고 있는데, 이는 저렴한 가격과 대량생산이 가능한 장점이 있기 때문이다.

이러한 콘크리트 전주는 완만한 구배(勾配)를 갖는 원기둥 형태로서, 8~16M의 길이로 제작되고 있는데, 길이 16M 규격을 갖는 콘크리트 전주의 말구 즉, 상단부의 규격은 지름이 190mm이고 대향되는 하단부인 원구는 지름이 403mm로 제한하고 있어 제작 가능한 최대 설계하중이 1000kgf에 불과한 기술적 한계가 있다.

최근에는 국내 전력 및 통신수요 증가와 같은 요소에 의하여 전주에 요구되는 하중이 증가하고 있으며, 하중이 집중된 콘크리트 전주의 경우 증가된 하중을 견디지 못하여 콘크리트 전주가 절손되는 등의 문제가 발생하고 있다.

즉, 콘크리트 전주에서 압축력은 콘크리트가 부담하고, 인장력은 철근이 부담함으로써 균열을 제어하게 되는데, 시간의 경과에 따라 열화현상이 발생하며 이로 인하여 콘크리트 및 콘크리트 내부에 매입된 강선의 부식 등으로 인하여 전주의 건전성이 저하된다.

따라서 콘크리트 전주의 설계하중을 증가시키고 건전성을 유지하기 위하여 다양한 방법이 제안되었는데, 대표적으로 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 다수 개의 인장근과 보강근과 같은 종방향 강선을 배치하고, 상기 종방향 강선을 횡방향으로 감싼 후 용접을 통해 일체로 결합되는 횡방향 강선을 배치하여 설계하중을 증가시키고 있다.

그러나 상술한 바와 같이 시간의 경과에 따라 매입된 종방향 강선 또는 횡방향 강선 또는 이들 모두가 부식되는 문제가 발생하며, 특히 종방향 강선인 인장근 또는 보강근의 경우 부식과 이로 인한 파단(破斷)이 발생하는 경우 해당 콘크리트 전주가 지지해야할 하중을 지지하지 못하여 콘크리트 전주가 파괴되는 문제점이 있었다.

따라서 콘크리트 전주를 관리하는 관리자는 주기적으로 콘크리트 전주의 건전성을 확인한 후 문제가 발생한 콘크리트 전주를 교체한다.

일 예로 대한민국 공개특허 제10-2021-0020658호(2021.02.24., 공개)에서는 ‘전주용 강선 파단 진단 장치 및 이를 사용하는 진단 방법’을 제안하고 있는데, 상기 종래기술은 전주의 일측에 형성된 홀을 통해 전주의 내부공간으로 삽입하여 매설된 강선의 자기장을 검출하는 것이다.

다른 예로서 대한민국 등록특허 제10-2300063호(2021.02.17., 공개)에서는 ‘전주용 강선 파단 진단 장치 및 이를 사용하는 진단 방법’을 제안한 것으로, 전주의 외부면을 감싸는 호 형상의 센서부와 상기 센서부의 중심부에 결합하는 조작부와 상기 센서부와 상기 조작부를 연결하는 케이블을 포함한 것으로 상기 케이블을 조작하여 센서부의 곡률을 조절함으로써 전주의 외부면에 밀착된 상태를 유지하여 센싱의 정확성을 높이는 것이다.

상기 종래기술들은 콘크리트의 매입된 종방향 강선, 즉 인장근과 보강근의 파단여부를 진단하여 이들이 파단된 것으로 감지되면 콘크리트 전주를 교체하도록 한다.

그러나 콘크리트 전주를 구성하는 횡방향 강선이 파단되는 경우에도 종방향 강선이 파단된 것과 유사한 감지신호가 생성되기 때문에 콘크리트 전주의 교체가 필요하지 않은 횡방향 강선이 파단된 경우에도 콘크리트 전주를 교체하는 경우가 발생하였다.

즉, 횡방향 강선은 종방향 강선에 용접을 통해 일체로 결합되어 종방향 강선의 위치 변위를 방지하고 이를 통해 종방향 강선을 구속하는 효과가 있고 이를 통해 외력에 대한 저항 효과를 상승시킬 수 있고, 종방향 강선에 비해 상대적으로 외력에 저항 효과가 낮은 것이다.

그러나 상기의 종래기술들은 종방향 강선과 횡방향 강선의 파단을 명확하게 판별할 수 없어 횡방향 강선이 파단된 경우에도 콘크리트 전주를 교체하는 등의 불필요한 비용의 지출이 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2021-0020658호(2021.02.24., 공개) 대한민국 등록특허 제10-2300063호(2021.02.17., 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 종방향 강선과 상기 종방향 강선을 수평 방향으로 감싸며 결합되는 횡방향 강선을 포함한 콘크리트 전주에서 상기 종방향 강선과 횡방향 강선의 파단 여부를 구분하여 판별할 수 있어 불필요한 콘크리트 전주의 교체 비용을 절감할 수 있는 콘크리트 전주용 강선의 진단방법 및 이를 위한 진단장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 먼저 콘크리트 전주용 강선의 진단방법으로,

콘크리트 전주를 구성하는 종방향 강선과, 상기 종방향 강선을 감싸며 배치되는 횡방향 강선의 파단을 진단하기 위한 것으로,

유선 또는 무선 통신망을 통해 중앙관리서버에 연결되고, 상기 중앙관리서버로부터 진단 대상 콘크리트 전주를 특정받는 전주특정단계;

상기 전주특정단계를 통해 특정된 콘크리트 전주에 다축 센서가 구비된 진단장치를 배치하는 진단준비단계;

상기 진단장치를 가동하여 특정된 콘크리트 전주의 종방향 강선과 횡방향 강선을 센싱하는 센싱단계;

상기 진단장치와 연결되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 디스플레이가 구비되고, 상기 다축 센서에서 센싱한 센싱값을 전달받고 전달 받은 센싱값을 그래프(graph)화하여 화면(screen)을 통해 출력하는 표시단계;

상기 센싱단계를 통해 획득한 센싱값을 상기 중앙관리서버로 전송하는 기록단계;를 포함하고,

상기 센싱단계에서는,

수직 방향으로 설치된 콘크리트 전주를 상하 방향으로 스캔하고,

상기 종방향 강선이 배치된 길이 방향을 Y축이라 하고,

상기 Y축에 대하여 수평 방향으로 교차하는 방향을 X축이라 하고,

상기 X축 및 Y축을 이루는 평면에 수직인 방향을 Z축이라 할 때,

상기 진단장치에 구비된 다축 센서를 통하여 출력되는 센서값을 감지하며,

상기 종방향 강선과 상기 횡방향 강선을 각각 X축 또는 Y축 또는 Z축 또는 이들 중 둘 이상을 동시에 포함하는 다축으로 감지하되,

상기 종방향 강선을 센싱하는 제1단계와,

상기 횡방향 강선을 센싱하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1단계는, 상기 종방향 강선을 상기 X축으로 센싱하여 제1센싱값을 획득하고, 상기 종방향 강선을 상기 Y축으로 센싱하여 제2센싱값을 획득하고, 상기 종방향 강선을 상기 Z축으로 센싱하여 제3센싱값을 획득한 후, 상기 표시단계와 상기 중앙관리서버로 각각 전달하고, 상기 표시단계에서는 전달 받은 제1센싱값 내지 제3센싱값을 화면으로 출력하되, 상기 제1센싱값이 센싱 진행방향을 따라 한 쌍의 ‘’자 형태의 파형이 상하로 대칭된 상태에서 상호 겹치도록 표시되고, 상기 제2센싱값이 센싱 진행방향을 따라 상승한 후 하강하는 ‘∧’자 형태의 파형이 표시되고, 상기 제3센싱값이 센싱 진행방향을 따라 ‘’자 형태의 파형이 표시되는 경우 상기 종방향 강선이 파단된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2단계는, 상기 X축과 상기 Z축을 센싱하여 제4센싱값을 획득하고, 상기 Y축을 센싱하여 제5센싱값을 획득한 후, 상기 표시단계와 상기 중앙관리서버로 각각 전달하고, 상기 표시단계에서는 전달 받은 제4센싱값 및 제5센싱값을 화면으로 출력하되, 상기 제4센싱값이 센싱 진행방향을 따라 한 쌍의 ''자 형태의 파형이 상하로 대칭된 상태에서 상호 겹치도록 표시되고, 상기 제5센싱값이 센싱 진행방향을 따라 상승한 후 하강하는 ‘∧’자 형태의 파형과, 센싱 진행방향을 따라 하강한 후 상승하는 ‘∨’자 형태의 파형이 상호 겹치는 형태로 표시되는 경우 상기 횡방향 강선이 파단된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 센싱단계에는, 상기 횡방향 강선의 위치 변위를 감지하기 위한 제3단계가 더 구비되되, 상기 제3단계는, 상기 X축을 센싱하여 제6센싱값을 획득하고, 상기 Z축과 Y축을 동시에 센싱하여 제7센싱값을 획득하여 상기 표시단계와 상기 중앙관리서버로 각각 전달하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 콘크리트 전주용 강선의 진단장치로서, 콘크리트 전주를 구성하는 종방향 강선과, 상기 종방향 강선을 감싸며 배치되는 횡방향 강선의 파단을 감지하기 위한 것으로, 상기 종방향 강선과 상기 횡방향 강선의 파단 및 상기 횡방향 강선의 위치 변위를 감지하기 위한 다축 센서와, 상기 다축 센서가 상호 이격된 위치에 다수 개 배치되며 상기 콘크리트 전주의 외주면에 배치되는 라운드형 바디와, 상기 라운드형 바디에 배치되며 상기 다축 센서와 연결되어 전원 및 제어신호를 인가하고, 상기 다축 센서에서 감지한 센싱값을 전달 받고, 전달 받은 센싱값을 중앙관리서버로 전달하기 위한 유선 통신 또는 무선 통신 또는 이들 모두를 지원하는 통신칩과, 전달 받은 센싱값을 그래프화하기 위한 변환 작업을 진행하는 진단모듈을 포함한 커넥터바디와, 상기 커넥터바디의 통신칩과 유선 통신 또는 무선 통신 중 어느 하나로 연결되며, 상기 진단모듈을 통해 전달 받은 센싱값을 화면으로 출력하는 디스플레이를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은, 콘크리트 전주를 구성하는 종방향 강선과 횡방향 강선의 파단을 구분하여 감지할 수 있어 불필요한 콘크리트 전주의 교체에 소요되는 비용을 줄일 수 있다.

또한 본 발명은 다축으로 배치된 센서를 통해 종방향 강선과 횡방향 강선의 파단 여부를 감지하며, 횡방향 강선의 위치 변위에 대한 센싱값을 종방향 강선 또는 횡방향 강선의 파단 여부를 감지한 센싱값과 구분할 수 있어 센싱의 오인 및 혼동에 따른 콘크리트 전주의 교체를 방지하여 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 전주용 강선의 진단방법의 순서를 도시한 예시도.
도 2는 종방향 강선의 파단을 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도.
도 3은 횡방향 강선의 파단을 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도.
도 4는 횡방향 강선의 위치 변위를 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도.
도 5는 횡방향 강선의 길이 방향 단부를 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도.
도 6은 종방향 강선의 길이 방향 단부를 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도.
도 7는 종방향 강선과 횡방향 강선이 매입된 콘크리트 내부에 금속재가 삽입되어 있는 것을 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 콘크리트 전주용 강선의 진단장치를 도시한 예시도.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 콘크리트 전주용 강선의 진단방법 및 이를 위한 진단장치의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.

먼저 본 발명에 따른 콘크리트 전주용 강선의 진단방법(S1)을 살펴보면, 콘크리트 전주를 구성하는 종방향 강선과, 상기 종방향 강선을 감싸며 배치되는 횡방향 강선의 파단을 진단하기 위한 것으로, 유선 또는 무선 통신망을 통해 중앙관리서버에 연결되고, 상기 중앙관리서버로부터 진단 대상 콘크리트 전주를 특정받는 전주특정단계(S10)와, 상기 전주특정단계(S10)를 통해 특정된 콘크리트 전주에 다축 센서가 구비된 진단장치를 배치하는 진단준비단계(S20)와, 상기 진단장치를 가동하여 특정된 콘크리트 전주의 종방향 강선과 횡방향 강선을 센싱하는 센싱단계(S30)와, 상기 진단장치와 연결되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 디스플레이가 구비되고, 상기 다축 센서에서 센싱한 센싱값을 전달받고 전달 받은 센싱값을 그래프(graph)화하여 화면(screen)을 통해 출력하는 표시단계(S40) 및 상기 센싱단계(S40)를 통해 획득한 센싱값을 상기 중앙관리서버로 전송하는 기록단계(S50)를 포함한다.

상기 전주특정단계(S10)는 파단 여부를 진단하기 위한 콘크리트 전주를 특정하는 단계로서, 콘크리트 전주를 관리하는 중앙관리서버로부터 파단여부를 진단할 콘크리트 전주를 특정하여 전달 받는 것이다.

이러한 전주특정단계(S10)는 유선 또는 무선 통신망을 통해 상기 중앙관리서버와 통신 가능하게 연결되고, 상기 중앙관리서버는 작업자의 고유 식별 정보를 전달받아 인증여부를 확인하고, 인증된 작업자에 대하여 해당 작업자가 관리하는 지역의 콘크리트 전주 리스트를 제공한다.

본 발명에서 파단여부를 진단하기 위한 콘크리트 전주의 특정은 콘크리트 전주의 설치기간, 최종 진단날짜에 따라 특정되거나 콘크리트 전주의 파단신고가 접수된 경우 신고가 접수된 콘크리트 전주를 우선순위로 하여 특정하는 등 다양한 조건에 의해 특정될 수 있다.

다음 진단준비단계(S20)는, 파단여부를 진단하기 위한 콘크리트 전주가 특정되면, 특정된 콘크리트 전주에 진단장치를 배치하여 진단을 준비하는 단계이다.

이러한 진단준비단계(S20)는 이하의 설명에서 상세히 살펴볼 진단장치를 콘크리트 전주의 외부면에 배치하고, 전원의 인가 및 신호의 전송 상태를 확인하는 단계이다.

다음 센싱단계(S30)는 진단장치를 콘크리트 전주에 배치한 상태에서 전원 및 신호를 인가하여 상기 진단장치에 구비된 다축 센서를 통해 콘크리트 전주에 매입된 종방향 강선과 횡방향 강선을 센싱하여 종방향 강선 또는 횡방향 강선 또는 이들 모두의 파단 여부를 감지하는 단계이다.

이를 위해 상기 센싱단계(S30)는, 종방향 강선과 횡방향 강선을 각각 다축으로 센싱하되, 본 발명에서 다축은 다음의 방향을 기준으로 한다.

수직 방향으로 설치된 콘크리트 전주를 상하방향으로 스캔하고,

상기 종방향 강선이 배치된 길이 방향을 Y축이라 하고,

상기 Y축에 대하여 수평 방향으로 교차하는 방향을 X축이라 하고,

상기 X축 및 Y축을 이루는 평면에 수직인 방향을 Z축이라 한다.

또한 센서 축의 방향은 신호가 해당 방향으로 들어오는 것을 기준으로 한다.

상기 센싱단계(S30)에서는 상기 종방향 강선과 상기 횡방향 강선을 각각 X축 또는 Y축 또는 Z축 또는 이들 중 둘 이상을 동시에 포함하는 다축으로 감지하되, 상기 종방향 강선을 센싱하는 제1단계(S31)와, 상기 횡방향 강선을 센싱하는 제2단계(S32)를 포함한다.

상기 제1단계(S31)는 상기 종방향 강선의 파단여부를 진단하기 위한 단계로서, 이를 위해 상기 종방향 강선을 상기 X축을 센싱하여 제1센싱값을 획득하고, 상기 종방향 강선을 상기 Y축을 센싱하여 제2센싱값을 획득하고, 상기 종방향 강선을 상기 Z축을 센싱하여 제3센싱값을 획득한다.

이후 획득한 제1센싱값 내지 제3센싱값을 각각 후술하는 표시단계(S40)로 전송하고 동시에 상기 중앙관리서버로 전달한다.

그리고 후술하는 표시단계(S40)는 전달 받은 제1센싱값 내지 제3센싱값을 그래프화하여 화면에 출력하는 것으로, 이는 표시단계(S40)의 설명에서 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

그리고 상기 센싱단계(S30)에서는, 상기 횡방향 강선의 파단여부를 진단하기 위하여 상기 X축과 상기 Z축을 센싱하여 제4센싱값을 획득하고, 상기 Y축을 센싱하여 제5센싱값을 획득한 후 획득한 제4센싱값과 제5센싱값을 표시단계(S40)로 전달함과 동시에 상기 중앙관리서버로 전달한다.

그리고 상기 센싱단계(S30)에서는 상기 횡방향 강선의 위치 변위를 감지하기 위한 제3단계(S33)가 더 구비되며, 상기 제3단계(S33)는 상기 X축을 센싱하여 제6센싱값을 획득하고, 상기 Z축과 Y축을 동시에 센싱하여 제7센싱값을 획득하고, 획득한 제6센싱값과 제7센싱값을 후술하는 표시단계(S40)와 상기 중앙관리서버로 각각 전달한다.

상기 센싱단계(S30)에서는 종방향 강선과 횡방향 강선의 파단 여부와 상기 횡방향 강선의 위치 변위를 감지하기 위하여 다축으로 배치된 센서를 이용하여 종방향 강선, 횡방향 강선을 X축, Y축, Z축 및 이들을 조합한 축방향으로 센싱하여 센싱한 값을 표시단계(S40)로 전달하여 해당 센싱값을 그래프화하여 작업자가 확인할 수 있도록 하며 동시에 중앙관리서버로 전송하여 센싱값을 센싱 시간과 함께 저장하여 시간의 경과에 따른 콘크리트 전주의 상태를 확인할 수 있도록 한다.

다음 표시단계(S40)는, 상기 센싱단계(S30)를 통해 감지한 센싱값을 전달 받고, 전달 받은 센싱값을 작업자가 식별이 용이하도록 그래프화하고, 그래프화과정에서 해당 센싱값이 종방향 강선의 파단 또는 횡방향 강선의 파단 또는 횡방향 강선의 위치 변위로 판별되는 경우 이를 조명 또는 소리로 외부로 표시하도록 이루어진다.

상기 표시단계(S40)는 상기 센싱단계(S30)로부터 센싱값을 수신 받는 수신단계(S41)와, 상기 수신단계(S41)에서 수신한 센싱값을 그래프화한 결과값을 디스플레이로 전달하는 변환단계(S42)와, 상기 변환단계(S42)에서 변환된 결과값이 기 저장된 파단확정값으로 확인되는 경우 조명 또는 소리로 파단 알람을 제공하는 파단알람단계(S43)와, 상기 변환단계(S42)와 상기 파단알람단계(S43)의 결과값을 중앙관리서버로 전달하는 전송단계(S44)를 포함한다.

상기 수신단계(S41)는 상기 센싱단계(S30)로부터 전송된 센싱값을 수신 받는 단계이며, 이때 수신 받은 센싱값은 고유 식별정보를 이용하여 정렬한 후 변환단계(S42)로 전달한다. 여기서 센싱값의 고유 식별정보는 센싱단계(S30)를 통해 센싱된 제1센싱값 내지 제7센싱값과 같은 식별 정보를 포함할 수 있다.

상기 변환단계(S42)는 수신단계(S41)로부터 정렬된 센싱값을 전달 받고, 전달 받은 센싱값을 그래프화하기 위한 결과값을 산출하고, 산출한 결과값을 디스플레이로 전달하는 단계이다.

이러한 변환단계(S42)에서는 전달 받은 센싱값을 그래프화하기 위한 결과값으로 산출하는 방법 및 사용하는 소프트웨어는 공지의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 파단알람단계(S43)는 상기 변환단계(S42)에서 변환된 결과값이 기 저장된 파단확정값으로 확인되는 경우 이를 외부로 알려주는 단계이다.

여기서 기 저장된 파단확정값을 도 2 내지 도 7을 참고하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저 도 2는 종방향 강선의 파단을 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 상술한 바와 같이 상기 제1단계(S31)에서는 상기 종방향 강선을 상기 X축으로 센싱하여 제1센싱값을 획득하고, 상기 종방향 강선을 상기 Y축으로 센싱하여 제2센싱값을 획득하고, 상기 종방향 강선을 상기 Z축으로 센싱하여 제3센싱값을 획득한다.

획득한 각각의 센싱값은 표시단계(S40)로 전달되고 변환단계(S42)를 통해 그래프화하기 위한 결과값을 산출한다.

산출된 결과값과 이를 통해 생성된 그래프를 살펴보면, 먼저 상기 종방향 강선을 상기 X축을 센싱하여 제1센싱값의 그래프가 센싱 진행방향을 따라 한 쌍의 ‘’자 형태의 파형이 상하로 대칭된 상태에서 상호 겹치도록 표시되고, 상기 제2센싱값이 센싱 진행방향을 따라 상승한 후 하강하는 ‘∧’자 형태의 파형이 표시되고, 상기 제3센싱값이 센싱 진행방향을 따라 ‘’자 형태의 파형이 표시되는 경우 센싱 대상인 종방향 강선이 파단된 것으로 판단한다.

즉, 상기 제1단계(S31)에서는 종방향 강선을 X축, Y축, Z축으로 각각 또는 둘 이상의 축을 동시에 센싱하고, 센싱된 결과값에 따른 그래프가 상기와 같이 확인되면 해당 종방향 강선이 파단된 것으로 판단한다.

이때 종방향 강선의 길이 방향을 따라 센싱하여 획득하는 제1센싱값은 종방향 강선에서 파단의 가능성이 있는 위치를 확인하고, 확인된 위치를 Y축, Z축의 센싱값을 확인하여 해당 결과값이 상술한 파형을 각각 나타내는 경우 종방향 강선이 파단된 것으로 판단한다.

여기서 도 2에 도시된 그래프는 상술한 바와 같이 종방향 강선의 파단을 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 이는 하나의 실시예이며 다른 예로서 다수 개의 유사한 형태의 그래프가 일부 겹쳐지는 형태로 표현될 수 있다.

다음으로 도 3은 횡방향 강선의 파단을 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 상기 센싱단계(S30)의 제2단계(S32)를 통해 센싱한 것으로 횡방향 강선의 파단을 확인하는 단계이다.

상기 제2단계(S32)는 상기 X축과 상기 Z축을 센싱하여 제4센싱값을 획득하고, 상기 Y축을 센싱하여 제5센싱값을 획득한 후, 상기 표시단계(S40)와 상기 중앙관리서버로 각각 전달하고, 상기 표시단계(S40)에서는 전달 받은 제4센싱값 및 제5센싱값을 결과값으로 변환한 후 그래프화하여 화면으로 출력하되, 상기 제4센싱값이 센싱 진행방향을 따라 한 쌍의 ‘’자 형태의 파형이 상하로 대칭된 상태에서 상호 겹치도록 표시되고, 상기 제5센싱값이 센싱 진행방향을 따라 상승한 후 하강하는 ‘∧’자 형태의 파형과, 센싱 진행방향을 따라 하강한 후 상승하는 ‘∨’자 형태의 파형이 상호 겹치는 형태로 표시되는 경우 상기 횡방향 강선이 파단된 것으로 판단한다.

이때 제4센싱값은 횡방향 강선이 배치된 방향의 직각인 Y축을 따라 센싱하며 센싱한 결과값의 그래프가 센싱 진행방향을 따라 한 쌍의 ‘’자 형태의 파형이 상하로 대칭된 상태에서 상호 겹치도록 표시되는 경우 파단 가능성이 있는 위치로 특정하고 이후 제5센싱값을 변환한 결과값이 센싱 진행방향을 따라 상승한 후 하강하는 ‘∧’자 형태의 파형과, 센싱 진행방향을 따라 하강한 후 상승하는 ‘∨’자 형태의 파형이 상호 겹치는 형태로 표시되는 해당 부위의 횡방향 강선이 파단된 것으로 판단한다.

여기서 도 3에 도시된 그래프는 상술한 바와 같이 횡방향 강선의 파단을 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 이는 하나의 실시예이며 다른 예로서 다수 개의 유사한 형태의 그래프가 일부 겹쳐지는 형태로 표현될 수 있다.

다음으로 도 4는 횡방향 강선의 위치 변위를 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 여기서 횡방향 강선의 위치 변위란 횡방향 강선이 콘크리트 전주의 외주면으로 노출 또는 외면에 가깝게 매입된 상태를 지칭한다.

횡방향 강선이 종방향 강선을 감싸며 배치된 후 용접 또는 와이어 등을 통해 일체로 결합된 상태에서 타설된 콘크리트의 내측으로 매입되는 것이 정상적인 위치인데, 제조 과정 중 불량 또는 사용 시간의 경과에 따른 콘크리트의 부식에 의하여 횡방향 강선이 콘크리트 전주의 외면으로 노출되는 경우가 발생한다. 이러한 횡방향 강선의 위치 변위가 발생하는 경우 센싱 과정에서 진단신호가 감지되는데, 진단된 신호를 그래프화하여 해당 진단신호가 횡방향 강선의 파단인지 아닌지를 확인한다.

이를 위해 상기 센싱단계(S30)에는 제3단계(S33)가 더 구비되며, 상기 제3단계(S33)는 상기 X축을 센싱하여 제6센싱값을 획득하고, 상기 Z축과 Y축을 동시에 센싱하여 제7센싱값을 획득하여 상기 표시단계(S40)와 상기 중앙관리서버로 전달한다.

여기서 상기 제3단계(S33)에서 획득하는 제6센싱값과 제7센싱값을 변환한 결과값과 이를 시각화한 그래프는 도 4에 도시된 바와 같이 제6센싱값과 제7센싱값은 각각 센싱 진행방향을 따라 점진적으로 상승 및 하강이 반복되는 선형의 그래프를 나타내는 경우 상술한 제2단계(S32)의 센싱값에 따른 그래프와 동일하지 않으므로 파단되지 않은 것으로 확인이 가능하며, 횡방향 강선이 콘크리트 외면으로 노출된 것으로 판단하고, 필요한 후속조치를 진행할 수 있다.

이때 도 4에 도시된 그래프는 상술한 바와 같이 횡방향 강선의 위치 변위를 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 이는 하나의 실시예이며 다른 예로서 다수 개의 유사한 형태의 그래프가 일부 겹쳐지는 형태로 표현될 수 있다.

다음 도 5는 횡방향 강선의 길이 방향 단부를 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도이고, 도 6은 종방향 강선의 길이 방향 단부를 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도이다.

도 5에서 확인할 수 있듯이 횡방향 강선의 길이 방향 단부를 X축, Z축을 동시에 센싱하는 경우 X축, Z축은 센싱 진행방향을 따라 상승한 후 하강하는‘∧’자 형태의 파형 또는 센싱 진행 방향을 따라 하강한 후 상승하는‘∨’자 형태의 파형이 표시되고 Y축은‘’자 형태의 단일 파형이 확인되며, 이러한 파형은 횡방향 강선의 길이 방향 단부를 센싱한 것이므로 파단으로 판단하지 않는다.

여기서 도 5에 도시된 그래프는 상술한 바와 같이 횡방향 강선의 길이 방향 단부를 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 이는 하나의 실시예이며 다른 예로서 다수 개의 유사한 형태의 그래프가 일부 겹쳐지는 형태로 표현될 수 있다.

그리고 도 6은 종방향 강선의 길이 방향 단부를 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 종방향 강선의 길이 방향 말단을 센싱한다.

따라서 도 6의 그래프에서 X축의 센싱값 그래프는 센싱 진행방향을 따라 상승한 후 하강하는‘∧’자 형태의 파형과, 센싱 진행방향을 따라 하강한 후 상승하는‘∨’자 형태의 파형이 상호 겹치는 형태로 표시되고, Y축 그래프는 ‘’자 형태의 단일 파형이 확인되며, Z축 그래프는 센싱 진행방향을 따라 상승한 후 하강하는‘∧’자 형태의 파형 또는 센싱 진행방향을 따라 하강한 후 상승하는‘∨’자 형태의 파형의 표시되는 경우 종방향 강선의 단부임을 확인할 수 있는 그래프이다.

여기서 도 6에 도시된 그래프는 상술한 바와 같이 종방향 강선의 길이 방향 단부를 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 이는 하나의 실시예이며 다른 예로서 다수 개의 유사한 형태의 그래프가 일부 겹쳐지는 형태로 표현될 수 있다.

다음 도 7은 종방향 강선과 횡방향 강선이 매입된 콘크리트 내부에 금속재가 삽입되어 있는 것을 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 종방향 강선의 파단시 생성되는 그래프와 유사한 형태의 그래프가 생성되나 그래프의 기울기가 완만하기 때문에 종방향 강선 파단시 생성되는 그래프와는 다른 그래프임을 확인할 수 있다.

여기서 도 7에 도시된 그래프는 상술한 바와 같이 종방향 강선과 횡방향 강선이 매입된 콘크리트 내부에 금속재가 삽입되어 있는 것을 감지한 대표적인 센서값을 그래프로 도시한 예시도로서, 이는 하나의 실시예이며 다른 예로서 다수 개의 유사한 형태의 그래프가 일부 겹쳐지는 형태로 표현될 수 있다.

다음으로 기록단계(S50)는, 상기 센싱단계(S30)를 통해 획득한 센싱값을 상기 중앙관리서버로 전송하여 해당 센싱값의 정보를 저장하는 단계이다.

여기서 저장되는 정보는 파단 여부를 센싱한 콘크리트 전주의 고유식별 정보와, 센싱 시간, 센싱을 진행한 작업자 정보, 센싱값을 포함한다.

상기와 같이 이루어진 콘크리트 전주용 강선의 진단방법(S1)은 콘크리트 전주에 매입된 종방향 강선과 횡방향 강선의 파단 여부와 파단 위치를 구분하여 진단할 수 있고, 이를 통해 콘크리트 전주의 외력에 대한 저항이 낮은 횡방향 강선의 파단을 종방향 강선의 파단으로 오인하여 콘크리트 전주를 교체하던 문제를 해결함으로써 콘크리트 전주의 교체에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

한편 본 발명에 따른 콘크리트 전주용 강선의 진단장치(1)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 종방향 강선과 상기 횡방향 강선의 파단 및 상기 횡방향 강선의 위치 변위를 감지하기 위한 다축 센서(10)와, 상기 다축 센서(10)가 상호 이격된 위치에 다수 개 배치되며 상기 콘크리트 전주의 외주면에 배치되는 라운드형 바디(20)와, 상기 라운드형 바디(20)에 배치되며 상기 다축 센서(10)와 연결되어 전원 및 제어신호를 인가하고, 상기 다축 센서(10)에서 감지한 센싱값을 전달 받고, 전달 받은 센싱값을 중앙관리서버로 전달하기 위한 유선 통신 또는 무선 통신 또는 이들 모두를 지원하는 통신모듈(31)과, 전달 받은 센싱값을 그래프화하기 위한 변환 작업을 진행하는 진단모듈(32)을 포함한 커넥터바디(30)와, 상기 커넥터바디(30)의 통신모듈(31)과 유선 통신 또는 무선 통신 중 어느 하나로 연결되며, 상기 진단모듈(32)을 통해 전달 받은 센싱값을 화면으로 출력하는 디스플레이(40)를 포함한다.

상기 다축 센서(10)는 X축, Y축, Z축을 센싱할 수 있도록 배치되고, 각각의 다축 센서(10)는 자기 임피던스 효과를 이용하여 자기장을 측정 가능한 MI 센서나 홀 효과를 이용하여 자기장을 측정 가능한 홀 효과 센서로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 다축 센서(10)는 콘크리트 전주의 외면을 따라 이동 가능하도록 한 쌍의 롤러를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 다축 센서(10)와 한 쌍의 롤러는 외력에 의해 돌출되거나 다시 원상태로 복귀할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 라운드형 바디(20)는 상기 다축 센서(10)가 상호 간격을 두고 다수 개 배치되는 것으로, 콘크리트 전주의 외면에 상기 다축 센서(10)가 맞닿을 수 있도록 반원형으로 이루어지고 내면에 상기 다축 센서(10)가 배치된다.

이때 상기 라운드형 바디(20)는 하나의 몸체로 이루어지거나 다수 개의 관절이 일정 간격으로 배치되는 다관절 형태로 이루어져 배치된 다수 개의 다축 센서(10)의 위치를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉 완만한 구배를 갖는 원기둥 형태로 이루어진 콘크리트 전주의 외면을 따라 라운드형 바디(20)가 이동할 때 콘크리트 전주의 외면과 라운드형 바디(20)에 배치된 다축 센서(10) 사이에 간격이 발생하는 것을 방지한다.

상기 커넥터바디(30)는 상기 라운드형 바디(20)에 배치되며 상기 다축 센서(10)와 케이블을 통해 연결되어 다축 센서(10)로 전원 및 제어신호를 인가함과 동시에 상기 다축 센서(10)에서 감지한 센싱값을 전달 받아 이를 중앙관리서버와 후술하는 디스플레이(40)로 각각 전송하는 통신모듈(31)과, 상기 다축 센서(10)로부터 전달 받은 센싱값을 그래프화하기 위한 변환 작업을 진행하는 진단모듈(32)을 포함한다.

상기 통신모듈(31)은 유선 또는 무선 또는 이들 모두를 지원하는 것으로 이루어질 수 있는데, 디스플레이(40)와의 통신 연결을 위해 근거리 무선 통신인 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi), 와이선(Wi-SUN) 등을 지원하는 것일 수 있다.

상기 진단모듈(32)은 상기 다축 센서(10)로부터 획득한 센싱값을 그래프로 전환하는 것으로, 이러한 진단모듈(32)의 구성 및 동작은 공지의 구성이므로 상세한 도시 및 설명은 생략하도록 한다.

그리고 상기 커넥터바디(30)에는 종방향 강선 또는 횡방향 강선이 파단으로 확인되면 이를 조명 또는 소리로 외부로 알려주기 위한 LED(도면 중 미도시됨) 또는 스피커(도면 중 미도시됨)가 구비될 수 있다.

상기 디스플레이(40)는 인가된 전원에 의해 동작하며 상기 커넥터바디(30)와 통신 가능하게 연결되어 진단모듈(32)을 통해 센싱값이 변환된 그래프를 전달 받아 작업자가 확인할 수 있도록 출력한다.

상기와 같이 이루어진 진단장치(1)는 콘크리트 전주의 외면을 따라 이동하면서 종방향 강선과 횡방향 강선의 파단 여부 및 파단 위치를 감지하고, 감지한 센싱값을 그래프로 변환하여 디스플레이(40)를 통해 출력하여 작업자가 실시간으로 종방향 강선 또는 횡방향 강선의 파단 여부와 위치를 확인할 수 있어 콘크리트 전주의 건전성의 확인이 용이한 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

S1 : 콘크리트 전주용 강선의 진단방법
S10 : 전주특정단계
S20 : 진단준비단계
S30 : 센싱단계
S31 : 제1단계 S32 : 제2단계
S33 : 제3단계
S40 : 표시단계
S41 : 수신단계 S42 : 변환단계
S43 : 파단알람단계 S44 : 전송단계
S50 : 기록단계
1 : 콘크리트 전주용 강선의 진단장치
10 : 다축 센서
20 : 라운드형 바디
30 : 커넥터바디
31 : 통신모듈 32 : 진단모듈
40 : 디스플레이

Claims (5)

1. 콘크리트 전주를 구성하는 종방향 강선과, 상기 종방향 강선을 감싸며 배치되는 횡방향 강선의 파단을 진단하기 위한 것으로,
   유선 또는 무선 통신망을 통해 중앙관리서버에 연결되고, 상기 중앙관리서버로부터 진단 대상 콘크리트 전주를 특정받는 전주특정단계(S10);
   상기 전주특정단계(S10)를 통해 특정된 콘크리트 전주에 다축 센서가 구비된 진단장치를 배치하는 진단준비단계(S20);
   상기 진단장치를 가동하여 특정된 콘크리트 전주의 종방향 강선과 횡방향 강선을 센싱하는 센싱단계(S30);
   상기 진단장치와 연결되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 디스플레이가 구비되고, 상기 다축 센서에서 센싱한 센싱값을 전달받고 전달 받은 센싱값을 그래프(graph)화하여 화면(screen)을 통해 출력하는 표시단계(S40);
   상기 센싱단계(S30)를 통해 획득한 센싱값을 상기 중앙관리서버로 전송하는 기록단계(S50);를 포함하고,
   상기 센싱단계(S30)에서는,
   수직 방향으로 설치된 콘크리트 전주를 상하 방향으로 스캔하고,
   상기 종방향 강선이 배치된 길이 방향을 Y축이라 하고,
   상기 Y축에 대하여 수평 방향으로 교차하는 방향을 X축이라 하고,
   상기 X축 및 Y축을 이루는 평면에 수직인 방향을 Z축이라 할 때,
   상기 진단장치에 구비된 다축 센서를 통하여 출력되는 센서값을 감지하며,
   상기 종방향 강선과 상기 횡방향 강선을 각각 X축 또는 Y축 또는 Z축 또는 이들 중 둘 이상을 동시에 포함하는 다축으로 감지하되,
   상기 종방향 강선을 센싱하는 제1단계(S31)와,
   상기 횡방향 강선을 센싱하는 제2단계(S32)를 포함하고,
   상기 제1단계(S31)는,
   상기 종방향 강선을 상기 X축으로 센싱하여 제1센싱값을 획득하고,
   상기 종방향 강선을 상기 Y축으로 센싱하여 제2센싱값을 획득하고,
   상기 종방향 강선을 상기 Z축으로 센싱하여 제3센싱값을 획득한 후,
   상기 제1센싱값 내지 제3센싱값을 상기 표시단계(S40)와 상기 중앙관리서버로 각각 전달하고,
   상기 표시단계(S40)에서는 전달 받은 상기 제1센싱값 내지 제3센싱값을 화면으로 출력하되,
   상기 제1센싱값이 센싱 진행방향을 따라 한 쌍의 ‘’자 형태의 파형이 상하로 대칭된 상태에서 상호 겹치도록 표시되고,
   상기 제2센싱값이 센싱 진행방향을 따라 상승한 후 하강하는 ‘∧’자 형태의 파형이 표시되고,
   상기 제3센싱값이 센싱 진행방향을 따라 ‘’자 형태의 파형이 표시되는 경우 상기 종방향 강선이 파단된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 전주용 강선의 진단방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2단계(S32)는,
   상기 Y축을 센싱하여 제4센싱값을 획득하고,
   상기 X축과 상기 Z축을 센싱하여 제5센싱값을 획득한 후,
   상기 표시단계(S40)와 상기 중앙관리서버로 각각 전달하고,
   상기 표시단계(S40)에서는 전달 받은 제4센싱값 및 제5센싱값을 화면으로 출력하되,
   상기 제4센싱값이 센싱 진행방향을 따라 한 쌍의 ‘’자 형태의 파형이 상하로 대칭된 상태에서 상호 겹치도록 표시되고,
   상기 제5센싱값이 센싱 진행방향을 따라 상승한 후 하강하는 ‘∧’자 형태의 파형과, 센싱 진행방향을 따라 하강한 후 상승하는 ‘∨’자 형태의 파형이 상호 겹치는 형태로 표시되는 경우 상기 횡방향 강선이 파단된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 전주용 강선의 진단방법.
4. 청구항 1 또는 3에 있어서, 상기 센싱단계(S30)에는,
   상기 횡방향 강선의 위치 변위를 감지하기 위한 제3단계(S33)가 더 구비되되,
   상기 제3단계(S33)는,
   상기 X축을 센싱하여 제6센싱값을 획득하고,
   상기 Z축과 Y축을 동시에 센싱하여 제7센싱값을 획득하여 상기 표시단계(S40)와 상기 중앙관리서버로 각각 전달하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 전주용 강선의 진단방법.
   
5. 삭제

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