KR20060076848A - Automatic measuring system of vertically moving type using tilt sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템에 관한 것으로서, 특히 자동화계측장치에 있어서, 신호 케이블이 권선되고, 상기 신호 케이블을 권선 및 추출시키도록 형성된 드럼부와; 상기 신호 케이블에 연결되어 측정하고자는 위치의 경사 변위량을 측정하는 고정밀도 경사 센서와; 상기 고정밀도 경사 센서와 상기 드럼부를 제어하여 일정 시간 단위로 상기 고정밀도 경사 센서로부터 경사 변위량이 측정되도록 하고, 상기 고정밀도 경사 센서로부터 출력되는 신호를 필터링하고, A/D 컨버팅후 컨버팅된 변위량 데이터를 RF 신호로 변환하여 무선 송신하는 디지털 측정부와; 상기 디지털 측정부로부터 무선 수신된 RF 신호를 수신하여 이를 복조하여 변위량 데이터를 저장하고, 변위량 데이터를 변조하여 CDMA망을 통해 무선 송신하는 무선 데이터 로거; 및 상기 무선 데이터 로거로부터 CDMA망을 통해 수신되는 변위량 데이터를 실시간으로 수집된 자료를 분석하고, 위험 관리기준치를 초과할 경우에 경보를 전파하는 계측 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a vertically movable automated measurement system using a high precision inclination sensor, and in particular, in an automatic measurement device, a drum unit wound around a signal cable and configured to wind and extract the signal cable; A high accuracy inclination sensor connected to the signal cable to measure an inclination displacement of a position to be measured; By controlling the high-precision inclination sensor and the drum unit to determine the inclination displacement amount from the high precision inclination sensor in a predetermined unit of time, and to filter the signal output from the high precision inclination sensor, the converted displacement amount data after A / D conversion A digital measuring unit which converts the signal into an RF signal and wirelessly transmits the converted RF signal; A wireless data logger which receives the RF signal wirelessly received from the digital measurement unit, demodulates the received RF signal, stores displacement data, modulates the displacement data, and transmits the wireless data through a CDMA network; And a measurement computer that analyzes the data collected in real time from the displacement data received from the wireless data logger via the CDMA network and propagates an alarm when the risk management threshold is exceeded.
상기와 같은 본 발명에 따르면 하나의 고정밀도 경사 센서를 사용하고, 고정밀도 경사 센서를 승하강시키면서 측정함으로써 계측데이터의 신뢰성을 높여 정밀도를 개선할 수 있고, 또한, 무인자동으로 동작됨으로써 수동계측의 단점인 계측횟수 제한이 없으며, 계측결과가 계측컴퓨터로 CDMA망을 통해 실시간 자동 전송됨으로써 신속한 분석이 가능하고 관리기준치 설정에 따른 즉각적인 경보를 전파할 수 있고, 또 고정밀도의 신뢰성있는 계측데이터를 자동으로 얻을 수 있으므로 현장의 시공관리 및 안전관리에 효율을 높일 수 있고, 이동통신 방식을 적용함으로써 설치시 통신선로 포설이 필요없어 현장설치가 용이하다.According to the present invention as described above, by using one high-precision incline sensor and measuring while raising and lowering the high-precision incline sensor, the reliability of the measurement data can be improved, and the accuracy can be improved. There is no limit on the number of measurements, which is a disadvantage, and the measurement results are automatically transmitted to the measurement computer through the CDMA network in real time, enabling fast analysis and propagating immediate alarms according to the setting of the management standard value. As it can be obtained, it is possible to increase the efficiency in construction and safety management of the site, and by installing the mobile communication method, installation of the site is easy because there is no need to install the communication line when installing.
자동, 계측, 고정밀도 경사 센서, RF, CDMA, 경보 Automatic, instrumented, high accuracy tilt sensor, RF, CDMA, alarm
Description
도 1은 일반적인 수동 경사 변위량 측정 장치를 보여주는 개략 단면도,1 is a schematic cross-sectional view showing a general manual tilt displacement measuring device,
도 2는 일반적인 자동 경사 변위량 측정 장치를 보여주는 개략 단면도,2 is a schematic cross-sectional view showing a general automatic tilt displacement measurement device,
도 3은 본 발명에 따른 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템의 구성을 나타낸 블록도,3 is a block diagram showing the configuration of a vertically movable automated measurement system using a high precision inclination sensor according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템의 드럼부의 구성을 나타낸 정면도,Figure 4 is a front view showing the configuration of the drum of the vertically movable automated measurement system using a high precision inclination sensor according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템의 드럼부의 구성을 나타낸 측면도.Figure 5 is a side view showing the configuration of the drum portion of the vertical movement automated measurement system using a high precision inclination sensor in accordance with the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
101 : 계측계관110 : 드럼부101: measuring instrument 110: drum
111 : 신호 케이블112 : 프레임111: signal cable 112: frame
113 : 스텝 모터114 : 케이블 드럼113: step motor 114: cable drum
115 : 안내 롤러116 : 엔코더115: guide roller 116: encoder
120 : 고정밀도 경사 센서130 : 디지털 측정부120: high precision inclination sensor 130: digital measuring unit
131 : 제1 전원 공급회로132 :필터 회로131: first power supply circuit 132: filter circuit
133 : A/D 컨버터134 : 무선 송신 모듈133: A / D converter 134: wireless transmission module
135 : 제1 컨트롤러140 : 무선 데이터 로거135: first controller 140: wireless data logger
141 : 제2 전원 공급회로142 : 무선 수신 모듈141: second power supply circuit 142: wireless receiving module
143 : 메모리144 : 제2 컨트롤러143: memory 144: second controller
145 : 제1 CDMA모듈150 : 계측 컴퓨터145: first CDMA module 150: measurement computer
151 : 제2 CDMA모듈152 : 자료 분석부151: second CDMA module 152: data analysis unit
153 : 경보 발생부153: alarm generator
본 발명은 정밀 경사 센서를 이용한 자동화 계측장치에 관한 것으로서, 상세하게는 하나의 고정밀도 경사 센서를 사용하고, 고정밀도 경사 센서를 승하강시키면서 측정함으로써 계측데이터의 신뢰성을 높여 정밀도를 개선하도록 하는 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automated measuring device using a precision inclination sensor, and in detail, by using a single high precision inclination sensor and measuring while raising and lowering the high precision inclination sensor, high precision to improve the reliability of the measurement data to improve accuracy The present invention relates to a vertically movable automated measurement system using a tilt sensor.
일반적으로 정밀측정기술은 정밀측정장비를 이용하여 인력으로 측정하는 수동계측방식과 다수의 저가형 경사센서를 연결하여 측정하는 자동계측방식으로 구분할 수 있다.In general, the precision measurement technology can be divided into manual measurement method using a precision measurement equipment to measure by manpower and automatic measurement method by connecting a number of low-cost inclination sensors.
먼저, 수동계측방식은 인력에 의한 계측이다.First, the manual measurement method is measurement by manpower.
그리고, 자동계측방식은 도 1을 참고로 하여 설명을 하면 다음과 같다.The automatic measurement method is described below with reference to FIG. 1.
도 1은 일반적인 수동 경사 변위량 측정 장치를 보여주는 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a general manual tilt displacement measuring device.
도 1에 도시된 바와 같이 케이블 드럼(14)에서 길이 0.5M 단위로 깊이가 표시된 신호 케이블(13)을 꺼내어, 그 끝에 경사 센서가 달린 측정 프로브(Probe)(11)를 폭 50㎜의 플라스틱 경사계관(12) 속의 홈으로 롤러 바퀴(10)를 끼어 넣고 손으로 0.5M 단위로 집어넣으며 이와 동시에 한 손으로 계측기 로거(15)를 누르면서 경사를 측정한다. 그리고, 측정이 완료되면, 사무실에 돌아와 컴퓨터로 데이터를 전송한 후에 경사계 응용 프로그램을 실행하여 계측분석을 진행한다.As shown in Fig. 1, the
상기 보다 조금 더 개선 된 종래의 계측 방법은 재래식 프로브(11)와 같은 모양으로 만든 여러 개의 경사 센서를 경사계관(12) 속으로 측정 깊이별로 일렬로 넣어서 계측하는 방법도 있다.The conventional measurement method, which is a little more improved than the conventional method, may include a method of measuring a plurality of inclination sensors made in the same shape as the conventional probe 11 into the
또한, 자동계측방식을 통해 24시간 계측관리가 가능한 시리얼 통신을 이용한 경사 변위량 자동 측정 장치(공개특허 1999-0080158호)가 도 2에 도시된 바와 같이 개시되었다.In addition, a device for automatically measuring tilt displacement using a serial communication capable of 24-hour measurement management through an automatic measurement method (Patent Publication No. 1999-0080158) has been disclosed as shown in FIG. 2.
도 2는 일반적인 자동 경사 변위량 측정 장치를 보여주는 개략 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view showing a general automatic tilt displacement measurement device.
도 2를 참조하면, 시리얼 통신을 이용한 경사 변위량 자동 측정 장치는 경사 변위량에 따라 전압 또는 전류를 출력하는 경사 센서(23)와, 경사 센서(23)로부터 나온 신호를 디지털로 변환하고, 변환 데이터를 시리얼 통신 방식으로 전송을 하는 센서 신호 변환부(20)와, 변환된 계측 데이터를 시리얼로 전송받아 저장하고 제어하는 센서 제어부(25)와, 센서 제어부(25)에서 계측 데이터를 받아 분석하고 정보화하는 메인 컴퓨터(27)로 구성된다. 도면중 미설명 부호인 12는 경사계관이고, 21은 연결봉이며, 22는 스프링 철판이고, 24는 시리얼 센서 측정선이며, 26은 시리얼 메인 통신선이고, 28은 경사계관 뚜껑이다.Referring to FIG. 2, the inclination displacement automatic measurement device using serial communication converts the signal from the
이러한 시리얼 통신을 이용한 경사 변위량 자동 측정 장치의 동작을 설명하면, 지반 속에 매설된 경사계관(12)이 지반과 함께 기울면 경사계관 속에 있는 경사 센서(23)의 출력 전압의 변화가 있어, 그 신호를 디지털로 변환하는 경사 센서가 내장된 센서 신호 변환부(20)를 거쳐서, 디지털 신호로 센서 제어부(25)에 도달하여 저장된다. 이 센서 제어부에서는 모든 센서의 경사 변위 데이터를 취합하여 메인 컴퓨터(27)로 전송한다. 따라서, 메인 컴퓨터에서는 이 계측 데이터로 분석하고 정보화할 수가 있다.Referring to the operation of the automatic device for measuring the amount of inclination displacement using serial communication, when the
그러나, 수동계측방식의 경우 인력에 의한 계측이므로 현장계측데이터의 신속하게 분석할 수 없으며, 주 1회 또는 주 2회의 측정주기로 신속한 현장계측관리가 어렵고, 현장계측에 많은 시간이 소요되며, 야간이나 공휴일에 발생되는 현장의 변위를 적시에 감지할 수 없으며, 계측자에 따라 오차가 크게 발생한다. 또한 계측 데이터에 대한 신속한 분석이 되지 않으므로 현장의 시공관리 및 안전관리에 상당한 문제점을 내포하고 있다.However, in case of manual measurement method, it is impossible to analyze field measurement data quickly because it is measured by manpower, and it is difficult to quickly manage site measurement by measuring cycle once or twice a week, and it takes much time for field measurement. It is impossible to timely detect the displacement of the site during the holidays, and the error is large depending on the measurement person. In addition, since the measurement data cannot be analyzed quickly, there are significant problems in the construction and safety management of the site.
또한, 자동계측방식의 경우 설치시 비용이 많이 들고, 다수의 센서를 연결해야 하므로 저가의 저정밀도 센서를 사용함으로 인해 데이터의 신뢰도가 낮고, 오류가 자주 발생하여 시공의 안전성을 감시하기 어려운 현실이다. 또한, 자동계측은 경사계공내에 경사 센서를 다수 삽입하여 설치하며, 자동계측장치에 연결하여 24시간 계측관리를 수행하나, 데이터의 신뢰성이 수동 경사계에 비하여 현저히 낮은 문제점이 있다.In addition, in case of automatic measurement method, it is expensive to install and many sensors must be connected, so it is difficult to monitor the safety of construction due to low reliability of data and frequent errors due to the use of low-cost low-precision sensors. . In addition, the automatic measurement is installed by inserting a plurality of inclination sensors in the inclination instrument, connected to the automatic measurement device to perform 24 hours measurement management, but the reliability of the data is significantly lower than the manual inclinometer.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 고정밀도 경사 센서를 사용하고, 고정밀도 경사 센서를 승하강시키면서 측정함으로써 계측데이터의 신뢰성을 높여 정밀도를 개선하도록 하는 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, using a high precision inclination sensor, using a high precision inclination sensor to improve the accuracy of the measurement data to improve the accuracy by measuring while raising and lowering the high precision inclination sensor Its purpose is to provide a vertically movable automated measurement system.
또한, 본 발명은 무인자동으로 동작됨으로써 수동계측의 단점인 계측횟수 제한이 없으며, 계측결과가 계측컴퓨터로 CDMA망을 통해 실시간 자동 전송됨으로써 신속한 분석이 가능하고 관리기준치 설정에 따른 즉각적인 경보를 전파할 수 있도록 하는 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention does not limit the number of measurement, which is a disadvantage of manual measurement by operating unattended automatically, and the measurement result is automatically transmitted in real time through the CDMA network to the measurement computer, which enables rapid analysis and propagates the immediate alarm according to the setting of the management standard value. An object of the present invention is to provide a vertically movable automated measurement system using a high precision inclination sensor.
또, 본 발명은 고정밀도의 신뢰성있는 계측데이터를 자동으로 얻을 수 있으므로 현장의 시공관리 및 안전관리에 효율을 높일 수 있도록 하는 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a vertically movable automated measurement system using a high precision inclination sensor that can automatically obtain a highly accurate and reliable measurement data to improve the efficiency of construction and safety management in the field. .
또, 본 발명은 CDMA통신 방식을 적용함으로써 설치시 통신선로 포설이 필요없어 현장설치가 용이하도록 하는 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a vertically movable automated measurement system using a high-precision inclination sensor that does not require the installation of a communication line by installing the CDMA communication method to facilitate the site installation.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,Features of the present invention for achieving the above object,
자동화계측장치에 있어서, 신호 케이블이 권선되고, 상기 신호 케이블을 권선 및 추출시키도록 형성된 드럼부와; 상기 신호 케이블에 연결되어 측정하고자는 위치의 경사 변위량을 측정하는 고정밀도 경사 센서와; 상기 고정밀도 경사 센서와 상기 드럼부를 제어하여 일정 시간 단위로 상기 고정밀도 경사 센서로부터 경사 변위량이 측정되도록 하고, 상기 고정밀도 경사 센서로부터 출력되는 신호를 필터링하고, A/D 컨버팅후 컨버팅된 변위량 데이터를 RF 신호로 변환하여 무선 송신하는 디지털 측정부와; 상기 디지털 측정부로부터 무선 수신된 RF 신호를 수신하여 이를 복조하여 변위량 데이터를 저장하고, 변위량 데이터를 변조하여 CDMA망을 통해 무선 송신하는 무선 데이터 로거; 및 상기 무선 데이터 로거로부터 CDMA망을 통해 수신되는 변위량 데이터를 실시간으로 수집된 자료를 분석하고, 위험 관리기준치를 초과할 경우에 경보를 전파하는 계측 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.An automated measuring device, comprising: a drum portion wound with a signal cable and formed to wind and extract the signal cable; A high accuracy inclination sensor connected to the signal cable to measure an inclination displacement of a position to be measured; By controlling the high-precision inclination sensor and the drum unit to determine the inclination displacement amount from the high precision inclination sensor in a predetermined unit of time, and to filter the signal output from the high precision inclination sensor, the converted displacement amount data after A / D conversion A digital measuring unit which converts the signal into an RF signal and wirelessly transmits the converted RF signal; A wireless data logger which receives the RF signal wirelessly received from the digital measurement unit, demodulates the received RF signal, stores displacement data, modulates the displacement data, and transmits the wireless data through a CDMA network; And a measurement computer that analyzes the data collected in real time from the displacement data received from the wireless data logger via the CDMA network and propagates an alarm when the risk management threshold is exceeded.
여기에서, 상기 드럼부는 프레임과; 상기 프레임에 설치되고, 외부의 제어 신호에 따라 정역회전이 가능한 스텝 모터와; 상기 신호 케이블이 권선되고, 상기 프레임 상에서 상기 스텝 모터의 회전축에 의해 회전이 가능하도록 설치되는 케이블 드럼과; 상기 케이블 드럼의 신호 케이블을 안내하는 안내 롤러; 및 상기 안내 롤러에 설치되어 안내 롤러의 회전수를 감지하여 출력하는 엔코더를 포함한다.Here, the drum unit and the frame; A step motor mounted to the frame and capable of forward and reverse rotation according to an external control signal; A cable drum wound around the signal cable and installed on the frame such that the signal cable is rotatable by a rotation shaft of the step motor; A guide roller for guiding the signal cable of the cable drum; And an encoder installed at the guide roller to detect and output the rotation speed of the guide roller.
여기에서, 상기 디지털 측정부는 각 구성부에 전원을 공급하는 제1 전원 공급회로와; 상기 고정밀도 경사 센서로부터 출력되는 경사 변위량 신호중 노이즈 성분의 신호를 제거하는 필터 회로와; 상기 필터 회로로부터 필터링된 경사 변위량 신호를 디지털 신호로 가변시키는 경사 변위량 데이터로 출력하는 A/D 컨버터와; 외부의 제어에 따라 상기 A/D 컨버터로부터 출력되는 경사 변위량 데이터를 RF 신호로 변조하여 무선 송신하는 무선 송신 모듈; 및 상기 스텝 모터와 고정밀도 경사 센서를 제어하여 상기 고정밀도 경사 센서에서 변위량이 측정되도록 제어하고, 상기 엔코더를 통해 출력되는 신호를 통해 상기 스텝 모터를 제어하여 상기 신호 케이블을 일정 단위로 권선/추출하여 상기 고정밀도 경사 센서를 승하강시키고, 상기 무선 송신 모듈을 제어하여 경사 변위량 데이터가 무선 송신되도록 제어하는 제1 컨트롤러를 포함한다.Here, the digital measuring unit and the first power supply circuit for supplying power to each component; A filter circuit for removing a signal of a noise component from the inclination displacement signal output from the high precision inclination sensor; An A / D converter which outputs the gradient displacement signal filtered from the filter circuit as gradient displacement data for converting the gradient displacement signal into a digital signal; A wireless transmission module for wirelessly modulating tilt displacement data output from the A / D converter into an RF signal according to external control; And controlling the step motor and the high precision inclination sensor to measure the displacement amount in the high precision inclination sensor, and controlling the step motor through a signal output through the encoder to wind / extract the signal cable in a predetermined unit. And elevating the high precision inclination sensor, and controlling the wireless transmission module to control the inclination displacement data to be wirelessly transmitted.
여기에서, 상기 디지털 측정부는 신호의 노이즈발생이나 접점불량의 발생을 차단하도록 상기 케이블 드럼 내에 설치된다.Here, the digital measurement unit is installed in the cable drum to block the generation of noise or contact failure of the signal.
여기에서 또한, 상기 무선 데이터 로거는 각 구성부에 전원을 공급하는 제2 전원 공급회로와; 상기 무선 송신 모듈로부터 전송되는 RF 신호를 복조하여 디지털 신호인 경사 변위량 데이터를 출력하는 무선 수신 모듈과; 각종 프로그램 및 시스템에 필요한 정보가 저장되고, 외부의 제어에 따라 경사 변위량 데이터를 저장하는 메모리와; 상기 무선 수신 모듈로부터 출력되는 경사 변위량 데이터를 상기 메모리에 저장시키고, 상기 메모리에 저장된 경사 변위량 데이터가 CDMA망을 통해 무선 송신이 가능하도록 제어하는 제2 컨트롤러; 및 상기 제2 컨트롤러의 제어에 따라 상기 경사 변위량 데이터를 변조하여 CDMA망을 통해 무선 송신하는 제1 CDMA모듈을 포함한다.Here, the wireless data logger further comprises: a second power supply circuit for supplying power to each component; A wireless receiving module for demodulating the RF signal transmitted from the wireless transmitting module and outputting tilt displacement data, which is a digital signal; A memory for storing information necessary for various programs and systems, and storing gradient displacement data according to external control; A second controller configured to store tilt displacement data output from the wireless reception module in the memory and control the tilt displacement data stored in the memory to enable wireless transmission through a CDMA network; And a first CDMA module configured to modulate the tilt displacement data and wirelessly transmit the data via the CDMA network under the control of the second controller.
여기에서 또, 상기 계측 컴퓨터는 상기 제1 CDMA모듈로부터 송신되는 신호를 복조하여 경사 변위량 데이터를 출력하는 제2 CDMA모듈과; 상기 제2 CDMA모듈로부터 출력되는 신호를 실시간으로 수집하고, 수집된 자료를 분석하여 위험 관리기준치를 초과할 경우에 경보 신호를 출력하는 자료 분석부와; 상기 자료 발생부로부터 발생된 경보 신호에 의해 경보를 발령하여 모니터의 점멸, 싸이렌음 발생, SMS 문자메시지로 경보 메시지를 담당자에게 전파하는 경보 발생부를 포함한다.Here, the measurement computer includes: a second CDMA module for demodulating a signal transmitted from the first CDMA module to output gradient displacement data; A data analysis unit for collecting a signal output from the second CDMA module in real time and analyzing the collected data to output an alarm signal when the risk management standard value is exceeded; The alarm signal is issued by the alarm signal generated from the data generator, the alarm flasher, siren sound generation, SMS text message to the alarm generator to propagate the alarm message to the person in charge.
이하, 본 발명에 따른 고정밀도 경사 센서를 이용한 자동화 계측시스템의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the automated measurement system using a high precision inclination sensor according to the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명에 따른 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템의 드럼부의 구성을 나타낸 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템의 드럼부의 구성을 나타낸 측면도이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the vertically movable automated measurement system using a high precision inclination sensor according to the present invention, Figure 4 shows the configuration of the drum of the vertically moving automated measurement system using a high precision inclination sensor according to the present invention. 5 is a side view showing the configuration of a drum of a vertically movable automated measurement system using a high precision tilt sensor according to the present invention.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템(100)은, 드럼부(110)와, 고정밀도 경사 센서(120)와, 디지털 측정부(130)와, 무선 데이터 로거(140)와, 계측 컴퓨터(150)로 구성된다.3 to 5, the vertical movement type automated measurement system 100 using the high precision tilt sensor according to the present invention includes a
먼저, 드럼부(110)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 신호 케이블(111)이 권선되고, 신호 케이블(111)을 권선 및 추출시키도록 프레임(112)과, 스텝 모터(113)와, 케이블 드럼(114)과, 안내 롤러(115)와, 엔코더(116)로 구성된다.First, as shown in FIGS. 4 and 5, the
프레임(112)은 지상에 설치가 가능하고, 스텝 모터(113) 및 케이블 드럼(114)과 안내 롤러(115)의 설치가 가능하도록 형성된다.The
스텝 모터(113)는 프레임(112)의 일측에 고정 설치되고, 하기에서 설명할 디지털 측정부(130)로부터 출력되는 제어 신호에 의해 스텝 단위로 정역회전하여 신호 케이블이 일정 단위로 권선/추출되도록 한다. 여기에서, 신호 케이블(111)은 0.5M 단위로 권선/추출되어 하기에서 설명할 고정밀도 경사 센서(120)를 0.5M 단위로 승하강시키는 것이 바람직하며, 단위는 얼마든지 가변이 가능하다.The
케이블 드럼(114)은 신호 케이블(111)이 권선되고, 스텝 모터(113)의 회전축(113)에 의해 회전이 가능하도록 프레임(112)에 설치된다. 여기에서, 케이블 드럼(114)은 내부에 디지털 측정부(130)의 수납이 가능한 공간부(도시 생략)가 형성되고, 스텝 모터(113)의 회전축(113-1)의 대응되는 부분에 형성된 프레임(112)의 제1 회전축(112-1)에 고정된다.The
안내 롤러(115)는 케이블 드럼(114)의 신호 케이블(111)을 안내하도록 케이블 드럼(114)의 측면에 설치되되, 프레임(112)에 형성된 제2 회전축(112-2)에 의해 고정된다.The
엔코더(116)는 안내 롤러(115)에 설치되어 안내 롤러(115)의 회전수를 감지하여 출력한다. 여기에서, 엔코더(116)는 안내 롤러(115) 이외에 스텝 모터(113)의 회전축(113-1)에 설치도 가능하다.The
그리고, 고정밀도 경사 센서(120)는 신호 케이블(111)의 끝단에 연결되어 승하강되고, 측정하고자는 위치의 경사 변위량을 측정한다.Then, the high
또한, 디지털 측정부(130)는 고정밀도 경사 센서(120)와 드럼부(110)를 제어하여 일정 시간 단위로 고정밀도 경사 센서(120)로부터 경사 변위량이 측정되도록 하고, 고정밀도 경사 센서(120)로부터 출력되는 신호를 필터링하고, A/D 컨버팅후 컨버팅된 변위량 데이터를 RF 신호로 변환하여 무선 송신하도록 제1 전원 공급회로(131)와, 필터 회로(132)와, A/D 컨버터(133)와, 무선 송신 모듈(134)과, 제1 컨트롤러(135)로 구성된다.In addition, the
제1 전원 공급회로(131)는 상용 전원을 각 구성부에서 필요로 하는 전원으로 가변하여 공급한다.The first
필터 회로(132)는 고정밀도 경사 센서(120)로부터 출력되는 경사 변위량 신호중 노이즈 성분의 신호를 제거한다. 여기에서, 필터 회로(132)는 일반적인 RC필터, LC필터, 로우 패스 필터, 하이 패스 필터, 밴드 패스 필터 등이 사용될 수 있다.The
A/D 컨버터(133)는 필터 회로(132)로부터 필터링된 경사 변위량 신호를 디지털 신호로 가변시키는 경사 변위량 데이터를 출력한다.The A /
무선 송신 모듈(134)은 하기에서 설명할 제1 컨트롤러(135)의 제어에 따라 A/D 컨버터(133)로부터 출력되는 경사 변위량 데이터를 RF 신호로 변조하여 무선 송신한다.The
제1 컨트롤러(135)는 스텝 모터(113)와 고정밀도 경사 센서(120)를 제어하여 고정밀도 경사 센서(120)에서 경사 변위량이 측정되도록 제어하고, 엔코더(116)를 통해 출력되는 신호를 통해 스텝 모터(113)를 제어하여 신호 케이블(111)을 일정 단위로 권선/추출하여 고정밀도 경사 센서(120)를 일정 단위로 승하강시키고, 무선 송신 모듈(134)을 제어하여 경사 변위량 데이터가 무선 송신되도록 제어한다.The
여기에서, 디지털 측정부(130)는 신호의 노이즈발생이나 접점불량의 발생을 차단하도록 케이블 드럼(114)의 공간부에 설치되는 것이 바람직하다. 만약, 디지털 측정부(130)를 외부에 장착할 경우에는 슬립링장치 등이 추가됨으로서 신호의 노이즈발생이나 접점불량이 발생할 수 있다.Here, the
한편, 무선 데이터 로거(140)는 디지털 측정부(130)의 무선 송신 모듈(134)로부터 무선 수신된 RF 신호를 수신하여 이를 복조하여 변위량 데이터를 저장하고, 변위량 데이터를 변조하여 CDMA망을 통해 무선 송신하도록 제2 전원 공급회로(141)와, 무선 수신 모듈(142)과, 메모리(143)와, 제2 컨트롤러(144)와, 제1 CDMA모듈(145)로 구성된다.Meanwhile, the
제2 전원 공급회로(141)는 각 구성부에 전원을 공급한다. 여기에서, 제2 전원 공급회로(141)는 배터리 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 상용 전원을 통해 충전이 가능하게 형성된다.The second
무선 수신 모듈(142)은 무선 송신 모듈(134)로부터 전송되는 RF 신호를 복조하여 디지털 신호인 경사 변위량 데이터를 출력한다.The
메모리(143)는 각종 프로그램 및 시스템에 필요한 정보가 저장되고, 하기에서 설명할 제2 컨트롤러(144)의 제어에 따라 경사 변위량 데이터를 저장한다. 여기에서 또한, 메모리(143)에는 계측 컴퓨터(150)의 제2 CDMA모듈(151)의 식별번호, 즉 이동통신번호가 저장된다.The
제2 컨트롤러(144)는 무선 수신 모듈(142)로부터 출력되는 경사 변위량 데이터를 메모리(143)에 저장시키고, 메모리(143)에 저장된 경사 변위량 데이터가 CDMA망을 통해 무선 송신이 가능하도록 제어한다. 한편, 제2 컨트롤러(144)는 메모리(143)에 저장된 이동통신번호로 경사 변위량 데이터가 전송되도록 제어한다.The
제1 CDMA모듈(145)은 제2 컨트롤러(144)의 제어에 따라 경사 변위량 데이터를 변조하여 CDMA망을 통해 무선 송신한다.The
그리고, 계측 컴퓨터(150)는 무선 데이터 로거(140)로부터 CDMA망을 통해 수신되는 변위량 데이터를 실시간으로 수집된 자료를 분석하고, 위험 관리기준치를 초과할 경우에 경보를 전파하도록 제2 CDMA모듈(151)과, 자료 분석부(152)와, 경보 발생부(153)로 구성된다.In addition, the
제2 CDMA모듈(151)은 제1 CDMA모듈(145)로부터 송신되는 신호를 복조하여 경사 변위량 데이터를 출력한다.The
자료 분석부(152)는 제2 CDMA모듈(151)로부터 출력되는 신호를 실시간으로 수집하고, 수집된 자료를 분석하여 위험 관리기준치를 초과할 경우에 경보 신호를 출력한다. 여기에서, 자료 분석부(152)는 계측 컴퓨터(150)에 인스톨되는 계측관리프로그램이다.The data analyzer 152 collects a signal output from the
경보 발생부(153)는 자료 분석부(152)로부터 발생된 경보 신호에 의해 경보를 발령하여 모니터(도시 생략)의 점멸, 싸이렌음 발생, SMS 문자메시지로 경보 메시지를 담당자에게 전파한다. 여기에서, 경보 발생부(153)는 경보 메시지 및 담당자의 이동통신 번호가 저장되고, 제2 CDMA모듈(151)을 통해 담당자의 이동통신 번호로 경보 메시지를 SMS로 전송한다.The
이하, 본 발명에 따른 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템의 동작을 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the vertical movement type automated measurement system using a high precision inclination sensor according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
먼저, 측정하고자 하는 위치에 계측홀을 뚫고, 계측홀 내부에 경사계관(101)을 설치후 지면에 드럼부(110)를 설치한 후, 계측계관(101) 내부에 고정밀도 경사 센서(120)를 삽입시킨다. 이때, 고정밀도 경사 센서(120)를 계측계관(101) 내부의 기준 위치에 위치시키고, 스텝 모터(113) 등의 오프셋(OFF-SET)을 수행하여 정위치시킨다.First, the measurement hole is drilled at the position to be measured, the
그리고, 제1 전원 공급회로(131)를 통해 각 구성부에 전원을 공급한다.Then, power is supplied to each component through the first
이러한 상태에서 디지털 측정부(130)의 제1 컨트롤러(135)는 드럼부(110)의 스텝 모터(113)를 제어하여 케이블 드럼(114)에서 신호 케이블이 인출되어 고정밀도 경사 센서(120)가 해당 위치로 이동되도록 한다.In this state, the
고정밀도 경사 센서(120)로부터 센싱된 경사 변위량에 해당되는 신호는 디지털 측정부(130)의 필터 회로(132)로 입력되고, 필터 회로(132)에서 노이즈 성분의 신호를 제거된 상태로 A/D 컨버터(133)로 입력된다.The signal corresponding to the amount of inclination displacement sensed by the high
그러면, A/D 컨버터(133)는 필터 회로(132)로부터 필터링된 경사 변위량 신호를 디지털 신호로 가변시키는 경사 변위량 데이터를 출력하면, 제1 컨트롤러(135)는 무선 송신 모듈(134)을 제어하여 A/D 컨버터(133)로부터 출력되는 경사 변위량 데이터가 RF 신호로 변조되어 무선 송신되도록 한다.Then, when the A /
한편, 무선 송신 모듈(134)로부터 송신된 RF 신호는 근거리 원격지에 위치하는 무선 데이터 로거(140)의 무선 수신 모듈(142)로 수신되는 데, RF 신호를 수신한 무선 수신 모듈(142)은 RF 신호를 복조하여 디지털 신호인 경사 변위량 데이터를 출력한다.On the other hand, the RF signal transmitted from the
그러면, 제2 컨트롤러(144)는 경사 변위량 데이터를 메모리(143)에 저장시키고, 제1 CDMA모듈(145)을 제어하여 메모리(143)에 저장된 경사 변위량 데이터를 변조하여 변조된 신호가 CDMA망을 통해 무선 송신되도록 한다.Then, the
한편, 이 신호는 CDMA망을 통해 원거리 원격지에 위치하는 계측 컴퓨터(150)의 제2 CDMA모듈(151)로 수신된다.On the other hand, this signal is received through the CDMA network to the
그러면, 제2 CDMA모듈(151)은 제1 CDMA모듈(145)로부터 송신되는 신호를 복조하여 경사 변위량 데이터를 자료 분석부(152)로 출력하면, 자료 분석부(152)는 제2 CDMA모듈(151)로부터 출력되는 신호를 실시간으로 수집한다.Then, when the
한편, 디지털 측정부(130)의 제1 컨트롤러(135)는 고정밀도 경사 센서(120)를 통해 해당 위치의 측정이 완료되면 상기와 같은 방식으로 고정밀도 경사 센서(120)를 다른 위치로 이동시켜 고정밀도 경사 센서(120)에서 다른 위치의 경사 가변량이 측정되도록 한다.Meanwhile, the
그리고, 자료 분석부(152)는 수집된 자료를 분석하여 위험 관리기준치를 초과할 경우에 경보 신호를 출력한다. 이때, 자료 분석부(152)는 24시간동안 실시간으로 경사 변위량을 수집한다.The
자료 분석부(152)로부터 경보 신호가 출력되면, 경보 발생부(153)는 모니터의 점멸, 싸이렌음 발생, SMS 문자메시지로 경보 메시지를 담당자에게 전파한다.When the alarm signal is output from the
따라서, 하나의 고정밀도 경사 센서를 이동시키면서 경사 가변량을 측정함으로써 정밀한 계측데이터를 얻을 수 있고, CDMA망을 통해 원격지에서 경사 가변량을 실시간으로 수집하여 관리기준치를 초과하는 경우 즉각적인 경보를 발생하여 신속한 대응이 이루어지도록 한다.Therefore, accurate measurement data can be obtained by measuring the variable amount of inclination while moving one high precision inclination sensor, and collects the variable amount of inclination in real time remotely through the CDMA network and generates an immediate alarm when the management standard value is exceeded. Ensure quick response.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 고정밀도 경사 센서를 이용한 수직 이동형 자동화 계측시스템에 따르면, 하나의 고정밀도 경사 센서를 사용하고, 고정밀도 경사 센서를 승하강시키면서 측정함으로써 계측데이터의 신뢰성을 높여 정밀도를 개선할 수 있고, 또한, 무인자동으로 동작됨으로써 수동계측의 단점인 계측횟수 제한이 없으며, 계측결과가 계측컴퓨터로 CDMA망을 통해 실시간 자동 전송됨으로써 신속한 분석이 가능하고 관리기준치 설정에 따른 즉각적인 경보를 전파할 수 있고, 또 고정밀도의 신뢰성있는 계측데이터를 자동으로 얻을 수 있으므로 현장의 시공관리 및 안전관리에 효율을 높일 수 있고, 이동통신 방식을 적용함으로써 설치시 통신선로 포설이 필요없어 현장설치가 용이하다.According to the vertical moving type automated measurement system using the high precision inclination sensor of the present invention configured as described above, by using one high precision inclination sensor and measuring while raising and lowering the high precision inclination sensor, the accuracy of the measurement data is improved and the accuracy is improved. In addition, there is no limit on the number of measurement, which is a disadvantage of manual measurement because it is operated unattended automatically, and the measurement result is automatically transmitted to the measurement computer through CDMA network in real time for quick analysis and prompt alarm propagation according to management standard value setting. It is possible to obtain high-precision and reliable measurement data automatically, so it is possible to increase the efficiency in construction and safety management of the site. Do.
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