KR20080105944A

KR20080105944A - 지진감지센서 교정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20080105944A
Application number: KR1020070065265A
Authority: KR
Inventors: 임용석; 박윤호; 최준수
Original assignee: (주)에이케이지씨
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2008-12-04
Also published as: KR100872578B1

Abstract

본 발명은 지진감지센서 교정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제로교정과 스팬교정을 수행한 후 주기적으로 자체 검사를 수행하여 지진 발생을 감지하는 지진감지센서의 구성요소의 고장유무를 파악하도록 하여 감지 데이터의 신뢰성을 향상시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 지진감지센서 교정 장치 및 방법을 이용하는 것에 의해 제로 교정과 스팬 교정을 통해 지진감지센서 및 지진계 구성요소의 검출 신뢰성을 향상시키고, 지진감지센서의 자체 교정이 가능하기 때문에 인위적인 조정이 필요치 않으며, 고장원인을 정확히 판단하여 해당 부품만을 교체하도록 하여 A/S를 수월하게 하는 등의 효과가 있다.

지진계, 지진감지센서, 제로 교정, 스팬 교정

Description

지진감지센서 교정 장치 및 방법{Calibration apparatus and method for vibration detection recorder and sensor}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지진감지센서 교정 장치의 구성을 간략하게 보인 블록도.

도 2a, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 지진감지센서의 제로 교정 및 스팬 교정 과정을 보인 흐름도.

**도면에 사용된 주요부호에 대한 설명**

100 : 지진감지센서 200 : 센서 커넥터부

300 : A/D 신호변환부 400 : 교정제어부

500 : 표시부 600 : D/A 신호변환부

본 발명은 지진감지센서 교정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주기적으로 자체 검사를 수행하여 지진 발생을 감지하는 지진감지센서의 고장유 무를 파악하고, 그 고장원인에 따라 교체 또는 제로교정과 스팬교정을 통해 감지 데이터의 신뢰성을 향상시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 지진은 지각의 일부에 변형력이 지속적으로 작용하여 암석들이 쪼개질 때, 이 지점에 국지적으로 모인 탄성, 화학, 중력 에너지가 갑자기 방출되어 생긴 지진파가 지면에 도달하면 일어난다. 규모는 민감한 지진계로만 검출되는 아주 작은 규모의 지진부터 광범위한 지역에 큰 피해를 주는 대규모의 지진까지 다양하다. 전 세계적으로 매일 지구상에서 발생하는 지진은 수천 개에 이른다. 대부분의 지진은 오랜 기간에 걸쳐 대륙의 이동, 해저의 확장, 산맥의 형성 등에 작용하는 지구 내부의 커다란 힘에 의하여 발생된다. 이 밖에도 화산활동으로 지진이 발생하지만, 이 경우에는 그 규모가 비교적 작다. 또한 폭발물에 의해 인공적으로 지진이 발생하기도 한다.

한편, 이러한 지진을 감지하기 위해 지진계는 대부분 국가, 대학 또는 연구 기관에서, 전국 각지에 설치하여 관리 통제하며, 이러한 지진계로부터 얻은 정보를 기본으로 하여 예를 들면 소방 방재청이나 기상청 등에서 지진 예보를 한다.

상기 지진계에는 지진관측에 응용되는 지진감지센서들을 구비하고 있으며, 이들 센서들은 주로 야외에 설치되어 땅의 흔들림(진동)을 감지하여 일정한 수치로 전송하는데, 몇 년씩 길게는 10년 이상 고정된 박스 안에 장착되어 있기 때문에 정상적으로 동작하는가를 항시 파악해 두어야한다.

이를 위하여 한국공개특허 제2004-27523호는 지진감지센서가 정확하게 수평 을 이루고 있는가를 점검하여 동작 스위치를 조작하여 수평을 재조정 하도록 하는 기술을 제시하고 있고, 또한 한국공개특허 제2004-27525호에서는 지진감지센서를 평판에 부착하고, 평판의 기울기를 변속기어를 통해 조작하여 평판 기울기를 가감하여 수평을 재조정 하도록 하는 기술을 제시하고 있다.

그러나 상기 종래의 기술은 지진감지센서의 수평 여부만을 점검하는 것으로, 지진감지센서 자체의 고장 및 지진계 내부의 구성요소의 고장여부는 확인하고 있지 않아 신뢰성이 현저히 떨어지고, 인위적으로 동작 스위치 또는 변속기어를 조정해야 하는 불편함이 따르는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로서, 주기적으로 제로 교정과 스팬 교정을 통한 자체 검사를 수행하여 지진감지센서 및 지진계 내부의 구성요소의 고장유무를 파악하고, 고장판단 시 해당 부품을 교체하도록 하여 감지 데이터의 신뢰성을 향상시키는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지진감지센서 교정 장치는, 복수개의 지진감지센서를 구비한 지진계에 있어서, 제로 교정과 스팬 교정 과정을 통해 상기 지진감지센서의 출력신호 교정을 수행하고, 교정 후 지진감지센서의 측 정범위에서 임의의 값을 선택하여 테스트신호로 출력하며, 상기 테스트신호에 따른 응답신호를 통해 상기 지진감지센서의 고장 유무를 판단하는 교정제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 지진감지센서 교정 방법은, 지진감지센서를 구비한 지진계에 있어서, 상기 지진감지센서로 테스트신호를 출력하여 그 응답치를‘0’값으로 교정하는 제로교정단계, 상기 제로교정 후 지진감지센서의 측정범위의 신호를 출력한 후 그 응답치가 오차범위 내의 신호인가에 따라 교정완료 또는 재 신호 출력을 결정하는 스팬교정단계 및 상기 스팬교정단계에서 정상 또는 고장으로 판단되는 경우 이를 즉시 관리자에게 알리는 표시수행단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 구성을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지진감지센서 교정 장치의 구성을 간략하게 보인 블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이 복수개의 지진감지센서를 구비한 지진계에 있어서, 상기 지진감지센서(100)로부터 출력되는 X, Y, Z축 방향의 신호파형을 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 센서 커넥터부(200), 상기 센서 커넥터부(200)로부터 입력되는 X, Y, Z축 아날로그 신호에서 노이즈를 제거한 디지털 신호로 변환하여 출력하고, 테스트신호에 따른 응답신호를 출력하는 A/D 신호변환부(300), 입력되는 테 스트신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 지진감지센서(100) 또는 상기 A/D 신호변환부(300)로 출력하는 D/A 신호변환부(600), 상기 D/A 신호변환부(600)로 테스트신호를 출력하여 제로 교정과 스팬 교정을 통해 상기 지진감지센서(100)의 출력신호 교정수행 및 고장을 판단하고, 상기 D/A 신호변환부(600)를 통해 A/D 신호변환부(300)로 테스트신호를 출력한 후 상기 A/D 신호변환부(300)의 응답신호에 따라 A/D 신호변환부(300)의 고장유무를 판단하는 교정제어부(400) 및 상기 교정제어부(400)로부터 입력되는 지진감지센서(100) 및 A/D 신호변환부(300)의 고장여부를 화면에 표시하는 표시부(500)로 구성한다.

상기 지진감지센서(100)는 X축센서(미도시), Y축센서(미도시) 및 Z축센서(미도시)로 구성되어 상기 각각의 센서에서 감지한 값을 출력한다.

또한, 상기 센서 커넥터부(200)는 상기 X축센서, Y축센서 및 Z축센서와 복수개의 유선(또는 무선)의 신호선으로 연결되어 있고, 전원부(700)로부터 지진계를 구동할 전원을 공급받는다.

이와 같이 구성한, 본 발명의 실시예에 따른 동작 과정을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 지진감지센서의 제로 교정 및 스팬 교정 과정을 보인 흐름도이다.

도 2에 도시한 바와 같이 제로 교정과 스팬 교정을 수행하기 전에 A/D 신호변환부(300)의 신뢰성을 확보하기 위해서 고장여부를 판단한다.

즉, 지진감지센서(100)에는 아무런 이상이 없는데 감지신호를 중계하는 A/D 신호변환부(300)의 이상으로 오 신호가 감지되는 경우 등을 방지하기 위함이다.

상기 A/D 신호변환부(300)의 고장을 판단하기 위해 교정제어부(400)는 테스트신호를 출력하고, 이를 D/A 신호변환부(600)에서 상기 A/D 신호변환부(300)로 출력한다(Step 200).

이후, 상기 A/D 신호변환부(300)로부터 응답치가 출력되면 이를 설정치와 비교하여 설정치가 아닌 경우 고장으로 판단하고(Step 210 ~ Step 220), 표시부(500)에 교체 메시지를 출력하여 교체하도록 한다(Step 230). 즉 예를 들어 D/A 신호변환부(600)에서 A/D 신호변환부(300)로 1.234V의 신호를 보낸 후 A/D 신호변환부(300)에서 출력한 응답치가 1.234V의 신호인가를 판단하여 고장 여부를 결정한다.

만약, 상기 단계(Step 220)의 판단결과 A/D 신호변환부(300)가 정상인 경우에 상기 교정제어부(400)는 상기 지진감지센서(100)로 테스트신호를 출력하여 그 응답치를‘0’값으로 교정하는 과정을 수행하는데(Step 240), 이는 지진감지센서는 기울기에 따라 출력값이 변하기 때문에 아무런 진동이 없을 때 즉,‘0’값이 나와야 할 때 지진감지센서(100)의 위치가 틀어 진 경우에 의해 다른 값이 감지되면 이 값을‘0’으로 교정하는 과정을 의미한다.

상기 제로교정 후 상기 지진감지센서(100)의 측정범위에서 임의의 신호(예를 들어 응답치 최대값의 50%, 90% 등)를 선택하여 지진감지센서(100)로 출력한다(Step 250).

이후, 상기 지진감지센서(100)로부터 출력한 신호의 응답치가 입력되면 기 설정한 오차범위 내(예를 들어 20% 이내)의 신호인가를 판단한다(Step 260 ~ Step 270).

상기 단계(Step 270)의 판단결과 오차범위 내이면 정상으로 판단하여 교정을 종료하지만, 오차범위 이상인 경우에는 고장인지 아니면 일시적인 상황인가를 판단하기 위해 출력할 새로운 측정범위의 신호에 따른 응답치를 [수학식 1]을 통해 계산한 후, 새로운 측정범위의 신호를 출력한다(Step 280 ~ Step 290).

Y = aX + b

여기서, X는 교정신호값, Y는 응답치, a는 기울기, b는 Y 절편이다.

상기 단계(Step 250)에서 출력한 신호의 응답치가 새로 계산한 응답치의 오차범위(예를 들어 2%) 내인가를 판단하여 오차범위 내인 경우에는 정상으로 판단하고(Step 260), 오차범위 이상인 경우에는 고장으로 판단하여 이를 표시부(500)를 통해 관리자에게 알려 교체하도록 한다(Step 300 ~ Step 320).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 지진감지센서 교정 장치 및 방법은, 제로 교정과 스팬 교정을 통해 지진감지센서 및 지진계 구성요소의 검출 신뢰성을 향상시키고, 지진감지센서의 자체 교정이 가능하기 때문에 인위적인 조정이 필요치 않으며, 고장원인을 정확히 판단하여 해당 부품만을 교체하도록 하여 A/S를 수월하게 하는 등의 효과가 있다.

Claims

복수개의 지진감지센서를 구비한 지진계에 있어서,

제로 교정과 스팬 교정 과정을 통해 상기 지진감지센서의 출력신호 교정을 수행하고, 교정 후 지진감지센서의 측정범위에서 임의의 값을 선택하여 테스트신호로 출력하며, 상기 테스트신호에 따른 응답신호를 통해 상기 지진감지센서의 고장 유무를 판단하는 교정제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지진감지센서 교정 장치.
제1항에 있어서,

상기 지진감지센서로부터 출력되는 X, Y, Z축 방향의 신호파형을 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 센서 커넥터부,

상기 센서 커넥터부로부터 입력되는 X, Y, Z축 아날로그 신호에서 노이즈를 제거한 디지털 신호로 변환하여 교정제어부로 출력하고, 테스트신호에 따른 응답신호를 출력하는 제1 신호변환부,

상기 교정제어부로부터 입력되는 테스트신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 지진감지센서 또는 상기 제1 신호변환부로 출력하는 제2 신호변환부 및

상기 교정제어부로부터 입력되는 지진감지센서 및 A/D 신호변환부의 고장여부를 화면에 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지진감지센서 교정 장치.
제2항에 있어서, 상기 교정제어부는

상기 제2 신호변환부를 통해 테스트신호를 제1 신호변환부로 출력한 후 상기 제1 신호변환부의 응답 신호에 따라 제1 신호변환부의 고장유무를 판단하여 그 결과를 상기 표시부로 출력하는 것을 특징으로 하는 지진감지센서 교정 장치.
지진감지센서를 구비한 지진계에 있어서, 상기 지진감지센서로 테스트신호를 출력하여 그 응답치를‘0’값으로 교정하는 제로교정단계,

상기 제로교정 후 지진감지센서의 측정범위의 신호를 출력한 후 그 응답치가 오차범위 내의 신호인가에 따라 교정완료 또는 재 신호 출력을 결정하는 스팬교정단계 및

상기 스팬교정단계에서 정상 또는 고장으로 판단되는 경우 이를 즉시 관리자에게 알리는 표시수행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지진감지센서 교정 방법.
제4항에 있어서,

지진감지센서를 제외한 지진계 구성 요소의 고장을 판단하기 위한 테스트신호를 출력하고, 그 응답치가 설정치를 만족하는가를 판단하여 정상 또는 고장으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지진감지센서 교정 방법.
제4항에 있어서, 상기 스팬교정단계는

상기 제로교정 후 지진감지센서의 측정범위에서 임의의 신호를 선택하여 출력하는 제1 단계,

상기 제1 단계에서 출력한 신호의 응답치가 기 설정한 오차범위 내의 신호인가를 판단하는 제2 단계,

상기 제2 단계의 판단결과 오차범위 내이면 정상으로 판단하여 교정을 종료하고, 오차범위 이상인 경우에는 출력할 새로운 측정범위의 신호에 따른 응답치를 계산한 후, 새로운 측정범위의 신호를 출력하는 제3 단계 및

상기 제3 단계에서 출력한 신호의 응답치가 새로 계산한 응답치의 오차범위 내인가를 판단하고, 오차범위 이상인 경우 고장으로 판단하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지진감지센서 교정 방법.