KR19980033503A - 골재 표면수 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서를 사용하지 않고도 모래의 함수율을 측정할 수 있는 골재 표면수 측정장치를 제공하려는 것이다.

이에 따라 본 발명은 모래를 절대 건조포화상태로 건조시킨 다음, 모래에 다양하게 물을 첨가하여 각각 특정의 흡수율을 가진 모래를 준비하고, 이들의 전기 저항률을 측정하여 상기 함수율과 전기 저항의 관계를 규명함으로써 모래의 함수율을 측정할 수 있는 회귀식을 구하여 행하며, 측정 장치는

교류 전원부와, 이 전원의 입력신호에서 노이즈를 제거하여 측정 정밀도를 높여 주는 1차 필터와, 측정 시료의 저항을 샘플링하는 샘플링부와, 상기 1차필터 및 샘플링부의 출력 신호를 전압 조정하는 증폭부, 증폭에 의한 노이즈를 제거하는 2차 필터, 그리고 필터링된 신호를 직류로 변환시키는 컨버터와, 입력된신호를 연산하여 표시하는 분석기로 구성된 것이다.

Description

골재 표면수 측정장치

본 발명은 골재 표면수 측정방법에 관한 것이다.

골재로 널리 쓰이는 레미콘의 경우에 그 제조 과정에서 모래의 함수율은 콘크리트의 품질을 결정짓는 중요한 요소로 되고 있다.

골재의 비중 및 흡수율은 표면 건조 포화상태를 기준으로 결정되고 있으며, 모래와 같은 잔 골재의 표면 건조상태는 일반적으로 플로우 콘을 사용하여 판정하고 있다. 그러나 플로우 콘으로 콘크리트를 떠내어 그 함몰되는 상태를 육안으로 감별하여 판정하는 방법은 상당한 숙련이 요구된다. 이 때문에 최근에는 모래의 함수율을 측정하여 얻어지는 데이터로 골재의 기본적 물성 및 콘크리트 배합을 결정하는 중요한 기초자료로 활용하고 있다.

상기 모래의 함수율을 측정하는 방법은 정전용량식, 적외선식, 중성자식 등이 알려져 있으나 어느 것이고 센서의 잦은 고장으로 인해 측정 관리가 어렵고 측정된 데이터의 편차도 매우 큰 편이었다.

따라서 본 발명은 센서를 사용하지 않고도 모래의 함수율을 측정할 수 있는 골재 표면수 측정장치를 제공하려는 것이다.

이에 따라 본 발명은 모래를 절대 건조포화상태로 건조시킨 다음, 모래에 다양하게 물을 첨가하여 각각 특정의 흡수율을 가진 모래를 준비하고, 이들의 전기 저항률을 측정하여 상기 함수율과 전기 저항의 관계를 규명함으로써 모래의 함수율을 측정할 수 있는 회귀식을 구하여 행한다.

상술한 측정 방법은 교류전원에서의 입력신호를 1차 필터링하여 노이즈를 제거하여 샘플링신호와 함께 증폭단으로 입력하고, 상기 증폭단의 출력신호는 다시 2차 필터링한 다음 컨버터로 입력되게 하면, 상기 컨버터의 출력단에서 직류신호가 송출되어서 분석기로 입력되게 한 구성이 장치를 통해 실행될 수 있다.

본 발명은 상술한 전기 저항법에 따른 모래의 표면수 측정을 가능케 하기 위하여 교류 전원부와, 이 전원의 입력신호에서 노이즈를 제거하여 측정 정밀도를 높여 주는 1차 필터와, 상기 1차 필터를 거친 신호를 분석기의 입력에 필요한 전압으로 조정하는 증폭부, 증폭에 의한 노이즈를 제거하는 2차 필터, 그리고 필터링된 신호를 직류로 변환시키는 컨버터와, 입력된 신호를 연산하여 표시하는 분석기로 구성된다.

본 발명의 장치로 측정되는 모래는 별도 제작된 실험 몰드에 수용된다. 실험 몰드는 8×8×25CM의 부도체 박스이며, 내측 양단에는 스테인레스 단자가 부착되어 전류를 인가할 수 있게 된 것이다.

측정은 상기 실험 몰드의 저항률을 연산하는 방법으로 행한다.

도 1은 본 발명 골재 표면수 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 상세 회로도.

본 발명을 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 장치구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 상세 회로도이다.

본 발명의 장치는 입력단에 교류 전원이 사용된다. 교류전원은 전원부(1)를 통해 입력되어서 1차 필터(2)를 거쳐 노이즈가 제거된다. 상기 전원부(1)는 트랜스(10)를 통해 적당한 전압으로 취득되는 것이며, 이것은 보호저항(11)(12)을 통해 1차 필터(2)를 구성하는 0P앰프(20)로 가해진다. 0P앰프(20)에는 저항(21)과 콘덴서(22)가 병렬 접속되어서 입력 신호의 노이즈를 필터링하게 되어 있다. 상기 0P앰프(20)의 출력신호는 샘플링부(3)의 신호와 함께 증폭부(4)로 입력된다. 샘플링부(3)는 별도 제작된 실험 몰드에 모래가 수용된 8×8×25cm 크기의 부도체박스이며, 내측 양단에는 스테인레스 단자가 부착되어 통전시킬 수 있게 된 것이다.

증폭부(4)의 출력신호는 다시 2차 필터(5)를 통과하게 된다. 증폭부(4)에서 신호가 증폭될 때에 그 신호가 1차 필터링되었다 해도 남아있는 노이즈 성분도 증폭되어 나타나기 때문에 2차 필터링이 필요하게 된다.

2차 필터(5)도 상기 1차 필터(2)와 동일하게 0P앰프(50)와 저항(51) 및 콘덴서(52)를 갖춘 구성으로 되어 증폭부(4)에서 출력된 신호 중의 노이즈를 제거하여 주는 것이다.

노이즈가 제거된 출력신호는 컨버터(6)로 입력되어서 AC/DC 변환된다. 컨버터(6)는 OP앰프(60)와 정류용 다이오드(61)(62), 그리고 정류된 신호를 증폭시키기 위한 OP앰프(63)로 구성된 것이다.

최종단의 OP앰프(63)를 통해 출력되는 직류 신호는 연산기능을 가진 분석기(7)로 입력되어서 상기 샘플링부(3)의 모래 함수율을 수치 표시하게 된다.

본 발명의 장치로 측정되는 저항률(p)은 다음 계산식에 따른다.

상기 식에서 p는 저항률, Rs는 저항, Ro는 저항체, L은 길이(cm), S는단면적(㎠), Vs는 초기 전압차, Vo는 실험 몰드 양단의 전압차이다.

다음에 본 발명의 장치를 사용한 실험예를 설명한다.

실험예에 사용한 모래는 표준사로 하였으며, 이에 대한 실험 인자 및 수준은 다음 표 1과 같다.

상술한 구성의 장치를 사용하여 실험한 결과로 다음 표 2는 전압 5V 일 때의 초기 저항에 대해 각각의 저항률 측정 결과를 함수율 변화에 대한 전기 저항의 관계로 나타났으며, 다음 표 3은 전압 10V일 때의 결과이다.

상기 표에서의 전기 저항률과 함수율과의 상관 관계는 다음과 같다.

[1] Ro = 1.2Ω을 사용한 때

[2] Ro = 2.1Ω을 사용한 때

[3] Ro = 3.4Ω을 사용한 때

[4] Ro = 4.9Ω을 사용한 때

[5] Ro = 6.9Ω을 사용한 때

상술한 표 2,3을 통해 얻어진 결과치를 그래프로 나타내면 도 3 및 도 4와 같이 된다.

상기와 같이 본 발명은 몰드에 모래를 수용하여 전압을 인가함으로써 얻어지는 전기 저항 값으로 모래의 함수율을 측정하는 것이므로 수명이 반영구적이고, 측정값이 정확하여 레미콘 공장에서 콘크리트의 품질 균일화를 유지할 수 있고, 콘크리트 품질 향상에 따른 사업 실패 우려가 불식되며, 또 콘크리트의 품질향상으로 인하여 건축물의 수명과 품질도 제고됨은 물론 콘크리트 불량에 의한 폐기 처분량도 감소되어 자원 절약과 환경 오염의 감소 효과를 거둘 수 있다.

Claims (1)

1. 교류 전원부와, 이 전원의 입력신호에서 노이즈를 제거하여 측정 정밀도를 높여 주는 1차 필터와, 측정 시료의 저항을 샘플링하여 출력하는 샘플링부와, 상기 1차 필터의 출력신호와 샘플링부의 출력신호를 전압 조정하는 증폭부와, 증폭에 의한 노이즈를 제거하는 2차 필터, 그리고 필터링된 신호를 직류로 변환시키는 컨버터와, 컨버터의 출력신호를 연산하여 수치 표시하는 분석기로 구성된 골재 표면수 측정장치