KR20040050415A - 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지층 구조를 탐사하기 위한 탄성파 발생기에 관한 것으로, 특히 하천바닥에 직접 진동을 가할 수 있으며, 사용과 보관이 간편하면서 친환경적이고, 전문인력이 필요치 않은 탄성파 발생기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기는, 하상(河床)에 밀착될 수 있도록 넓은 판(板) 형상으로 형성되며, 하부에는 하상(河床)에 삽입되는 다수개의 고정핀이 돌출되게 형성되고, 상부 중앙에는 고정부가 형성되며, 상부 일측에는 감지기가 고정되는 본체와;

상기 본체의 상부에 형성되는 고정부에 고정되며, 다단으로 형성되어 연결부재로 연장가능하게 형성되고, 내부가 중공되게 형성되는 연장대와;

상기 연장대의 중공된 내부에 삽입되어 본체를 가격하며, 연장대의 길이보다 더 길게 형성되면서 다단으로 연결되는 가격구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기{An impact wave generator for detecting a geological stratum}

본 발명은 지층 구조를 탐사하기 위한 탄성파 발생기에 관한 것으로, 특히 하천바닥에 직접 진동을 가할 수 있으며, 사용과 보관이 간편하면서 친환경적이고, 전문인력이 필요치 않은 탄성파 발생기에 관한 것이다.

지층의 구조를 탐사하기 위해서는 인위적으로 지반에 역학적인 힘을 가하여 지층 경계면에서 반사되는 파동(진동)을 취합하여 전산 처리함으로써 지질구조 단면도를 얻는 탄성파 반사법을 사용하고 있다.

상기와 같은 탄성파를 이용한 측정방법은 측정할 지표면의 구간에 다수개의 수진기를 배열한 상태에서 탄성파 발생기로 진동을 발생시켜 측정하는 방법(fixed array technique)으로, 필요한 장비는 공지된 바와 같이 탄성파를 발생시키는 탄성파 발생기와 상기 탄성파 발생기에 의해서 발생된 탄성파가 지표면으로 반사되는 파동(진동)을 감지하는 수진기 및 수진기의 진동을 기록하는 기록장치로 구성된다.

지표면에 충격을 가하여 탄성파 발생기는 크게 폭발성 발생기와 비폭발성 발생기로 구분된다.

폭발성 발생기는 폭발에 의한 충격에 의해 지표면을 진동시키는 것으로써, 파동은 임펄스(impulse)형의 탄성파 특성을 가지는 장점이 있으며, 비폭발성 발생기는 일반적으로 중추낙하형 빌생원이 주로 사용되며, 이는 지표에서 수직 단일힘의 점원을 구사하는 제반 탄성파 발생원을 포괄한다. 여기서 가장 간단한 방법은 무거운 물체를 높음 곳에서 지구 중력가속도를 이용하여 낙하시키거나 스프링의 탄성 또는 공압 등에 의해 물체의 가속을 배가하여 지표면에 충격시켜 탄성파를 발생시키는 것이다.

그러나, 상기와 같은 비폭발성 발생기는 육상의 지표면에서만 사용될 수 있는 것으로 간주되었을 뿐 하천이나 호수 등의 하천바닥에서의 사용은 기대하지 못하였기 때문에 하천바닥에서는 폭발성 발생기를 사용하고 있다.

상기와 같은 폭발성 발생기는 공지된 바와 같이 다이너마이트, 스파크, 에어건 등으로 많이 사용된다.

그러나, 다이너마이트의 경우 사용시마다 취급허가를 받아야하며, 전문 화약안전기사가 필요하여 인건비가 많이 소요되며, 안전, 진동 및 소음에 따른 민원이 발생되는 문제점이 발생하였다.

또한, 에어건이나 스파크 발생기를 이용하여 지표면에 충격을 가하는 방법은 폭약을 이용하는 경우와 같이 취급허가를 받거나 전문인력을 필요로 하지는 않지만, 전기선을 연결하여 하천바닥까지 내려가야 하며, 전기의 충전에 의해 작동되기 때문에 전도율이 높은 물 속에서 전기적인 충격에 의해 물고기 등이 쇼크사를 일으키거나 기형이 발생되는 등 하천의 생태계에 영향을 미친다는 환경적인 문제점이 있으며, 또한 에어건이나 스파크 발생기가 지표면과 밀착될 수 없기 때문에 지표면으로 전달되는 탄성파의 효율이 크게 떨어지는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 보관과 사용이 간편하여 전문인력이 필요치 않아 인건비가 절감되며, 폭발에 의한 안전이나 소음에 문제가 없는 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 하천바닥을 직접 진동시켜 지표면으로 전달되는 탄성파의 효율을 극대화시키며, 전기적으로 작동되지 않으므로 생태계가 파괴되지 않아 환경친화적인 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기는, 하상(河床)에 밀착될 수 있도록 넓은 판(板) 형상으로 형성되며, 하부에는 하상(河床)에 삽입되는 다수개의 고정핀이 돌출되게 형성되고, 상부중앙에는 고정부가 형성되며, 상부 일측에는 트리거 신호 감지기가 고정되는 본체와;

상기 본체의 상부에 형성되는 고정부에 고정되며, 다단으로 형성되어 연결부재로 연장가능하게 형성되고, 내부가 중공되게 형성되는 연장대와;

상기 연장대의 중공된 내부에 삽입되어 본체를 가격하며, 연장대의 길이보다 더 길게 형성되면서 다단으로 연결되는 가격구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 하상 지층검사용 탄성파 발생기의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 하상 지층검사용 탄성파 발생기의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 적용되는 연장대가 다단으로 연결되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도.

도 4는 본 발명에 적용되는 가격구가 다단으로 연결되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 하상 지층검사용 탄성파 발생기가 하천이나 호수 등에서 사용되는 상태를 개략적으로 도시한 사용상태도.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

100 : 탄성파 발생기110 : 본체

111 : 고정부112 : 고정핀

120 : 연장대121 : 연결부재

130 : 가격구200 : 감지기

300 : 하천400 : 수진기

500 : 보트

이하 본 발명에 따른 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기에 대한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기의 바람직한 실시예는 도 1에서 도시된 바와 같이 탄성파 발생기(100)는 하천바닥의 지면에 밀착되는 본체(110)와 상기 본체(110)의 상부에 고정되어 수면 위까지 연장되는 연장대(120) 및 상기 연장대(120)의 내부에 삽입되어 본체(110)를 가격하는 가격구(130)로 이루어진다.

하천의 바닥면에 밀착되는 본체(110)는 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이 하상 하부에 탄성파가 효율적으로 전달될 수 있도록 원형의 판(板) 형상으로 형성하여 사용하는 것이 가장바람직하지만, 필요에 따라 타원형이나 다각형으로 형성하여 사용하는 것도 무방하다.

원형의 판(板) 형상으로 형성되는 본체(110)의 하부에는 상기 본체(110)를 하천의 바닥면에 밀착시키면서 본체(110)가 충격에 의해 다시 되튀기면서 올라오지 않도록 지면에 견고하게 고정하는 다수개의 고정핀(112)을 형성하여 지면에 삽입시키면서 고정한다.

상기와 같이 하부로 돌출되는 다수개의 고정핀(112)이 하천 바닥면에 삽입되면서 고정되는 본체(110)의 상부 중앙에는 고정부(111)를 형성한다.

본체(110)의 상부 중앙에 형성되는 고정부(111)에는 도 2에서 도시된 바와 같이 본체(110)의 고정부(111)에 고정되면서 수면 위까지 연장되며, 내부가 중공된 연장대(120)를 고정한다.

내부가 중공되며, 본체(110)의 고정부(111)에 고정되면서 수면 위까지 연장되는 연장대(120)의 상기 고정부(111)와 연결되는 부분에는 수나사를 형성하고 본체(110)의 고정부(111)에는 암나사를 형성하여 연장대(120)의 일부가 본체(110)의 고정부(111)로 삽입되면서 체결되어 고정되도록 형성하여 분리나 조립이 쉬워 보관이나 휴대가 간편하도록 형성한다.

이때, 연장대(120)가 본체(110)의 고정부(111)에 삽입될 때 물이 연장대(120)와 고정부(111)의 사이로 스며드는 것을 방지하기 위하여 연장대(120)에 고무링을 삽입한 상태에서 고정부(111)에 삽입하여 연장대(120)와 고정부(111)의 사이가 기밀을 유지하도록 형성한다.

상기에서는 연장대(120)의 단부에 수나사를 형성하고, 본체(110)의 고정부(111)에는 암나사를 형성하여 체결하면서 고정되는 것으로 설명하고 있지만, 반대로 연장대(120)의 단부에 암나사를 형성하고, 본체(110)의 고정부(111) 외면에는 수나사를 형성하여 체결되면서 고정되는 것도 가능하며, 다른 연결방법을 사용하여 연장대(120)와 본체(110)가 고정되는 것도 가능하다.

상기와 같이 본체(110)의 상부에 고정되는 연장대(120)는 도 3에서 도시된 바와 같이 여러개의 연장대(120)를 이용하여 다단으로 형성한다.

다단으로 형성되는 다수개의 연장대(120)는 상기 연장대(120)와 다른 연장대(120)의 사이에 연결부재(121)를 이용하여 서로 연결하여 사용한다.

연장대(120)를 연결하는 연결부재(121)는 양쪽에 수나사를 형성하고, 연결부재(121)가 연결되는 연장대(120)의 일측 단부에는 암나사를 형성하여 연결부재(121)의 양쪽 단부에 연장대(120)가 고정되면서 연장대(120)의 길이가 연장되도록 형성하여 분리나 조립이 쉬워 보관이나 휴대가 간편하도록 형성한다.

이때, 연결부재(121)에 의해서 연결되는 연장대(120)에 물이 스며드는 것을 방지하기 위하여 연장대(120)에 삽입되는 연결부재(121)에 고무링을 형성하여 연결부재(121)와 연장대(120)가 기밀을 유지할 수 있도록 형성한다.

상기에서는 연결부재(121)의 양쪽 단부에 수나사를 형성하고 상기연결부재(121)가 고정되는 연장대(120)에는 암나사를 형성하여 서로 고정되는 것으로 설명하고 있지만, 반대로 연결부재(121)에는 암나사를 형성하고 연장대(120)에는 수나사를 형성하여 고정하는 것도 가능하며, 한쪽 단부에는 수나사를 형성하고 반대쪽 단부에는 암나사를 형성한 연장대(120)를 서로 연결하면서 연결부재(121)가 없이 연장대(120) 만으로 연장시키면서 사용하는 것도 가능하다.

상기와 같이 본체(110)의 상부에서 다단으로 연결되면서 고정되는 연장대(120)의 중공된 내부에는 가격구(130)가 삽입된다.

연장대(120)의 중공된 내부에 삽입되는 가격구(130)는 도 2에서 도시된 바와 같이 연장대(120)의 길이보다 더 길게 형성되어 본체(110)의 상부 밀착되면서 연장대(120)의 상부로 돌출되게 형성하여, 연장대(120)의 상부로 돌출된 부분의 가격구(130)를 잡고 위로 올렸다 내리면서 가격구(130)의 단부가 본체(110)의 상부를 가격하도록 형성한다.

상기와 같이 연장대(120) 보다 더 길게 형성되어 본체(110)의 상부를 가격하는 가격구(130)는 도 4에서 도시된 바와 같이 다수개가 연결되는 다단으로 형성되며, 다단으로 연결되는 가격구(130)의 일측 단부에는 수나사를 돌출되게 형성하고, 반대쪽 단부에는 암나사를 형성하여 서로 연결되면서 연장되는 것이 가장 바람직하지만, 별도의 연결구를 이용하여 연장하는 것도 가능하다.

상기와 같이 본체(110)의 상부 중앙에 고정되어 수면 위까지 연장되는 연장대(120) 보다 더 길게 형성되어 연장대(120)의 중공된 내부에 삽입되는 가격구(130)에 의해서 가격되는 본체(110)의 상부 일측에는 상기 가격구(130)가 본체(110)를 가격하는 시점을 감지하는 감지기(200)를 고정한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 하천 바닥면의 지층 구조를 탐사하기 위해서는 먼저 공지된 바와 같이 하천(300)의 바닥에 진동을 감지하는 다수개의 수진기(400)를 포설한다.

수진기(400)가 하천(300)의 바닥면에 포설되면, 육지에 설치되어 상기 수진기(400)의 진동을 기록하는 공지의 기록장치(도면에 도시되지 않음)와 수진기(400)를 연결한다.

공지된 바와 같이 진동을 감지하는 수진기(400)와 상기 수진기(400)의 진동을 기록하는 기록장치가 연결되면 도 5에서 도시된 바와 같이 하천(300)에서 보트(500)를 타고 탄성파를 발생시킬 지점으로 탄성파 발생기(100)를 가지고 이동한다.

상기 탄성파 발생기(100)는 본체(110)와 연장대(120) 및 가격구(130)가 분리되며, 상기 연장대(120)와 가격구(130)는 다단으로 쉽게 조립 가능하게 형성되어 있기 때문에 보관이나 운반이 편리하여 보트(500)를 통해 쉽게 이동시킬 수 있기때문에 탄성파 발생기(100)를 분리하여 탄성파를 발생시킬 지점에서 조립하는 것도 가능하며, 육지에서 탄성파 발생기(100)를 조립하여 보트(500)로 이동하는 것도 가능하다.

탄성파 발생기(100)를 조립하는 과정은 먼저 고정핀(112)이 형성되는 본체(110)의 반대쪽 중앙에 형성되는 고정부(111)에 다단으로 형성되는 연장대(120)를 고정한다.

본체(110)의 고정부(111)에 다단으로 고정되는 연장대(120)는 내부가 중공되게 형성되며, 연결부재(121)로 연결되기 때문에 하천(300)의 수심에 따라 연장대(120)의 길이를 가변시킬 수 있다.

이때, 상기 연장대(120)와 연결부재(121)에는 기밀을 유지시키는 고무링이 삽입되기 때문에 연장대(120)의 내부로 하천(300)의 물이 스며드는 것을 방지한다.

본체(110)의 고정부(111)에 연결부재(121)로 연결되는 연장대(120)가 수면 위로 돌출될 만큼 연장되면, 상기 연장대(120)의 중공된 내부에 다수개의 가격구(130)를 연장대(120)의 길이 보다 더 길게 연결하면서 삽입하여 탄성파 발생기(100)를 조립한다.

상기와 같은 조립된 탄성파 발생기(100)는 사용자가 보트(500)를 이용하여 하천(300)의 일정한 지점으로 이동하여 하천(300)의 바닥을 향해 탄성파 발생기(100)의 본체(110)를 침수시킨다.

탄성파 발생기(100)의 본체(110)를 하천(300)에 침수시킬 때 본체(110)의 하부로 돌출되게 형성되는 고정핀(112)이 하천(300)의 바닥면에 닿도록 침수시키면서 본체(110)가 바닥면에 닿으면 고정핀(112)이 바닥면에 박히도록 가압한다.

본체(110)를 가압하여 고정핀(112)이 바닥면에 박히면 연장대(120)의 중공된 내부에 삽입되어 있는 가격구(130)를 들었다 놓으면서 본체(110)를 가격하며, 본체(110)가 가격되면, 본체(110)의 상부 일측에 고정된 감지기(200)가 육지에 설치된 기록장치(도면에 도시되지 않음)에 본체(110)의 진동 감지를 전달한다.

본체(110)의 진동을 감지기(200)가 기록장치에 전달하면 공지된 실험방법과 같이 실험의 시작을 감지기(200)가 알리는 것이므로 기록장치가 작동을 시작한다.

이때, 본체(110)의 고정핀(112)이 하천(300)의 바닥면에 박힌 상태로 밀착되어 있기 때문에 가격구(130)를 이용하여 본체(110)를 가격해도 본체(110)가 지면에서 되튀기면서 지면을 재 가격하지 않는다.

상기와 같이 내부가 중공된 연장대(120)에 삽입된 가격구(130)로 본체(110)를 가격하면 본체(110)를 통해 가격된 파동(진동)은 하천의 바닥면을 따라 이동한다.

하천의 바닥면을 따라 이동하는 파동은 공지된 바와 같이 하상 하부 지층경계면에 의해서 반사되며 반사되는 파동(진동)을 하천의 바닥면에 설치되어 있는 수진기(400)가 감지하여 기록장치에 전기적인 신호로 전달한다.

수진기(400)에 의해서 전달된 신호는 기록장치에 의해 저장되고 또한 분석되어 지질이나 심도 등이 기록되기 때문에 기록된 자료를 통해 지질 등을 파악할 수 있다.

상기와 같은 방법으로 하천(300)의 여러 지점을 돌아다니면서 지표면 검사를 실시하고, 조사가 끝나면 다시 연장대(120)와 가격구(130)를 분리하여 보관 및 운반한다.

상기에서는 본 발명에 따른 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명에 속한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 탄성파 발생기는 다단으로 형성되기 때문에 보관과 이동이 간편하며, 사용이 편리하여 전문인력이 필요치 않아 인건비가 절감되는 효과가 제공되는 것이다.

또한, 폭발에 의해 지면을 충격 시키지 않기 때문에 별도의 허가가 필요 없어, 소음이 없이 안전하게 사용할 수 있는 효과가 제공되는 것이다.

본 발명은 탄성파 발생기를 하천바닥에 밀착시킨 상태에서 지표면을 직접 진동시키기 때문에 지표면으로 전달되는 탄성파의 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 제공되는 것이다.

또한, 본 발명은 탄성파 발생기를 전기적으로 작동하지 않기 때문에 전기적인 쇼크에 의해 물고기가 죽거나 기형이 생기는 것을 방지하므로 생태계가 파괴되지 않아 환경친화적인 효과가 제공되는 것이다.

Claims (6)

1. 넓은 판(板) 형상으로 형성되어 하상(河床)에 밀착되는 본체와;

   상기 본체의 상부에 고정되어 수면의 위까지 연장되며, 내부가 중공되게 형성되는 연장대와;

   상기 연장대와 대응되는 길이로 형성되어 중공된 내부에 삽입된 상태에서 본체를 가격하는 가격구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기.
2. 제 1항에 있어서;

   상기 본체의 하부에는 하상(河床)에 삽입되는 다수개의 고정핀을 돌출되게 형성하고, 상부 중앙에는 연장대가 고정되는 고정부를 형성하며, 상부 일측에는 가격구에 의해서 본체가 가격되는 시점을 감지하는 감지기가 고정되는 것을 특징으로 하는 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기.
3. 제 1항에 있어서;

   상기 연장대와 가격구는 다단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기.
4. 제 3항에 있어서;

   상기 연장대는, 다단의 연장대 사이에 연결부재가 고정되면서 다수개의 연장대가 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기.
5. 제 4항에 있어서;

   상기 연결부재의 양쪽 단부에는 수나사를 형성하고, 연장대의 단부에는 암나사를 형성하여 연결부재가 연장대의 단부에 삽입되면서 고정되는 것을 특징으로 하는 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기.
6. 제 3항에 있어서;

   상기 가격구는, 길이방향의 일측 단부에는 수나사를 형성하고, 상기 수나사가 형성되는 반대쪽 단부에는 암나사를 형성하여 다단으로 형성되는 가격구의 수나사가 다른 가격구의 암나사에 고정되면서 연결되는 것을 특징으로 하는 하상(河床) 지층검사용 탄성(진동)파 발생기.