KR20090084622A - Measuring system and method - Google Patents

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Abstract

A measuring system and a measuring method using the same are provided to measure the length, the corrosion, and the defect of an embedded rod member at a field by contacting a plurality of vibration sensors with the side of the exposed part of the rod member in a line form or a spot form. A measuring system comprises a mounting unit(40), a vibration sensor(20), and a signal processing unit(30). The mounting unit is contacted with side of the exposed part of the rod member in a line shape or a spot shape. A part of the rod member is embedded in the longitudinal direction. The vibration sensor is fixed to mounting unit. The vibration sensor senses elastic wave generated due to impact to the rod member and outputs sensing signals. The signal processing unit measures the length or the physical states of the rod member based on the sensing signal of the vibration sensor.

Description

측정 시스템 및 방법{Measuring system and method}Measuring system and method

본 발명은 측정 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지중 또는 콘크리트 등에, 길이 방향의 일부가 매설되어 있는 봉 부재(특히 파이프 부재)의, 근입장을 포함한 전장을 측정하기 위해, 또는 그 신호 파형 해석으로부터 봉 부재의 부식이나 균열 등의 물리적 상태를 측정하기 위한 시스템 및 그 측정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measurement system, and more particularly, to measure the electric field including near entry of a rod member (particularly a pipe member) in which a part of the longitudinal direction is embedded in underground or concrete, or the signal waveform analysis thereof. The present invention relates to a system for measuring physical conditions such as corrosion or cracking of a rod member, and a measuring method thereof.

검사 봉이나 해머 등으로 대상물을 두드려서 탄성파를 발생시켜, 그 파형을 가속도계 또는 속도계의 진동 센서로 감지하여, 그 파형의 분석함으로서 대상물의 치수 등을 측정하는 충격 탄성파법은, 특히 콘크리트를 대상으로 공동 및 매설물 등의 탐사, 균열 깊이의 측정, 파일 등의 근입장의 측정 등에 폭 넓게 사용되고 있다(특허문헌 1: 특개 2005-308486호 공보).The impact acoustic wave method that taps an object with an inspection rod or a hammer to generate an acoustic wave, detects the waveform with an accelerometer or a speedometer vibration sensor, and analyzes the waveform to measure the size of the object, particularly for concrete And exploration of buried materials, measurement of crack depth, measurement of root entry of piles, and the like, and the like (Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2005-308486).

도 1은, 충격 탄성파법에 의해 지중 또는 콘크리트 등에 길이 방향의 일부가 매설되어있는 봉 부재(1)의 근입장을 측정하는 경우에 일반적으로 사용되고 있는 측정 방법이다. 상기 측정 방법에서는, 도 1에서 보이는 바와 같이 봉 부재(1)의 상단부 위에 진동 센서(20)를 설치하고, 또한 그 상단부를 해머(10)로 두드려 탄성 파를 발생시키게 된다. 그 원리는, 충격에 의해 발생된 탄성파의 종파(소밀파)가 지주 파이프를 매체로 하여 전달되어, 또한 그 선단에서 반사를 반복하게 될 때, 지주 파이프의 길이를 기준으로 하는 반 파장의 정수 배의 공진이 발생하는 것을 이용하는 것이다.1 is a measurement method generally used when measuring the near-entrance of the rod member 1 in which a part of the longitudinal direction is embedded in the ground or concrete, etc. by the impact acoustic wave method. In this measuring method, as shown in FIG. 1, the vibration sensor 20 is installed on the upper end of the rod member 1, and the upper end is hit with the hammer 10 to generate an elastic wave. The principle is that when the longitudinal wave (small wave) of the acoustic wave generated by the impact is transmitted through the prop pipe as a medium and the reflection is repeated at the tip, it is an integer multiple of half the wavelength based on the length of the prop pipe. This is where resonance occurs.

그렇지만, 이 측정 방법을 가드 레일 지주(3)의 근입장 측정에 적용할 경우, 길이의 산정에 필요한 종파가, 상단부의 캡(2)과 지주 파이프 본체(3)와의 접합부(통상, 용접에 의해 접합됨)에 의해 손실되어 진동 센서(20)에 전달되기 어려운 점과, 캡(2)의 휨 진동 등에 의한 노이즈가 대량으로 포함되는 점이 문제이다. 더욱이, 지중에 매설되어 있는 부분을 통과하는 소밀파의 에너지는 곧 감쇠되고 만다. 이 것을 해결하기 위해서는 큰 에너지의 충격을 가하여야 하나, 이 또한 캡(2)에 의한 노이즈를 크게 하는 결과가 된다.However, when this measuring method is applied to the near-field measurement of the guard rail support 3, the longitudinal wave required for the calculation of the length is joined to the cap 2 of the upper end and the support pipe main body 3 (usually by welding). The problem is that a large amount of noise due to bending vibration of the cap 2 is contained, and is difficult to be transmitted to the vibration sensor 20 due to the loss of the thickness of the cap 2. Furthermore, the energy of the small waves passing through the buried ground soon decays. In order to solve this problem, a large energy impact must be applied, but this also increases the noise caused by the cap 2.

현재, 가드 레일 지주의 근입장이 규정대로 시공되었는 가를 확인하는 방법이 없어, 시공업자 또는 감독자가 하나씩 비디오로 촬영하여 기록하고 있는 실정이나, 영상은 편집이 가능하며 또한 다량의 영상을 일일이 감독자가 확인하는 것은 현실적으로 상당히 어려운 점이 있다. 길이뿐 아니라, 시공시의 균열이나 접힌 부분의 존재, 또는 시공 후 시간이 경과하여 노후화한 가드 레일 지주에 대해서는 그 검사 수단이 아직 확립되어 있지 않다.At present, there is no way to check whether the guardrail proponents have been constructed according to the regulations, so that the contractor or supervisor is shooting and recording videos one by one. Identifying is actually quite difficult. In addition to the length, the inspection means has not yet been established for the presence of cracks and folded portions during construction, or the guardrail props that have aged after construction.

즉, 그 측정 대상이 가드 레일의 지주의 경우, 캡에 의해 탄성파의 감지가 방해받는 것, 매설부에서 탄성파의 에너지가 감쇠되는 것으로부터, 매설된 가드 레일 지주의 길이 또는 물리적 상태의 측정이 되지 않는 문제가 있다.That is, when the measurement target is a guard rail support, the sensing of the acoustic wave is disturbed by the cap and the energy of the elastic wave is attenuated at the buried part, so that the length or physical state of the embedded guard rail support cannot be measured. There is no problem.

또한, 충격 탄성파법을 이용하여 도 1에 보인 바와 같이 봉 부재의 길이 또는 물리적 상태를 측정할 때, 당해 부재의 단면이 작을 경우 또는 파이프 단면의 경우에, 진동 센서를 놓을 장소와 타격할 장소의 확보가 곤란하다.In addition, when the length or physical state of the rod member is measured as shown in FIG. 1 using the impact acoustic wave method, when the cross section of the member is small or the pipe cross section, Difficult to secure

더욱이, 본 발명의 적용 대상인 매설 봉 부재는 그의 대부분이 도로나 산비탈 등의 현장에 설치되므로 측정 시스템의 휴대성이 요구된다. 또한, 기록 사진이나 기록 기능의 확보를 위해 측정 결과가 즉시에 표시되고 보존될 수 있도록 하는 것이 필요하다.Moreover, since most of the buried rod members to which the present invention is applied are installed in a field such as a road or a mountain slope, portability of a measurement system is required. In addition, it is necessary to ensure that measurement results can be immediately displayed and preserved in order to secure recorded photographs or recording functions.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 진동 센서 출력신호 파형 해석으로부터 봉 부재의 길이 및 물리적 상태를 측정할 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a system and a method for measuring the length and physical state of a rod member from a vibration sensor output signal waveform analysis.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 측정 시스템은 길이 방향의 일부가 매설된 봉 부재의 노출부분의 측면에 선 접촉 또는 점 접촉하도록 설치되는 취부 장치; 상기 취부 장치에 고정되어, 상기 봉 부재에 가해지는 충격에 의해 발생하는 탄성파를 검출하고 검출 신호를 출력하는 진동 센서; 및 상기 진동 센서로부터의 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 봉 부재의 길이 또는 물리적 상태를 측정하는 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the measuring system according to the present invention includes a mounting apparatus which is installed so as to be in line contact or point contact with the side of the exposed portion of the rod member in which part of the longitudinal direction is embedded; A vibration sensor fixed to the mounting apparatus for detecting an elastic wave generated by an impact applied to the rod member and outputting a detection signal; And a signal processor that measures the length or the physical state of the rod member based on the detection signal from the vibration sensor.

바람직하게는, 취부 장치를 통하여 진동 센서를 봉 부재의 측면에 설치함으로서, 탄성파(종파)를 발생시키기 위해 봉 부재의 선단을 해머로 두드릴 장소를 확보하는 것, 또한 종파의 위상차 등 봉 부재의 물리적 상태를 알기 위한 추가적 정보가 얻어질 수 있도록 하는 것, 특히 당해 봉 부재가 가드 레일 지주의 경우, 캡에 의해 종파가 방해받지 않고 감지될 수 있도록 하는 것, 또한 큰 에너지를 가진 충격을 봉 부재에 가해지도록 하는 것이 가능하다. Preferably, the vibration sensor is provided on the side of the rod member through a mounting device to secure a place where the tip of the rod member is hammered to generate an elastic wave (long wave), and also to provide a place where the phase difference of the longitudinal wave To allow additional information to be obtained in order to know the physical state, in particular in the case of a rod rail strut, so that the longitudinal wave can be detected without being disturbed by the cap, and also with a high energy impact rod member It is possible to be added to.

취부 장치는, 예를 들면, 원형 단면의 봉 부재의 측면에 설치가능토록 하기위해, 당해 측면에 면하는 제1면을 가지는 원형의 띠 형태 부재와, 상기 봉 부재의 측면의 원주에 걸쳐서 선 접촉하도록 상기 띠 형태 부재의 상기 제1면에 설치된 접촉자를 구비함으로서 구성된다. 원주에 걸쳐 접촉자가 측면에 접촉하기 때문에, 고감도로 탄성파를 검출하는 것이 가능하다. 또한, 축 방향의 접촉면의 두께는 얇을수록 분해능이 높아지나, 선 접촉 상태로 접촉하기 때문에, 고분해능의 측정이 가능하게 된다.The mounting apparatus is, for example, to be installed on the side surface of the rod member having a circular cross section, and is in linear contact with the circular band-shaped member having a first surface facing the side surface over the circumference of the side surface of the rod member. And a contactor provided on the first surface of the strip-shaped member. Since the contactor contacts the side surface over the circumference, it is possible to detect the seismic wave with high sensitivity. In addition, the thinner the thickness of the contact surface in the axial direction, the higher the resolution, and since contact is made in a linear contact state, high resolution can be measured.

또한, 취부 장치는, 강철제의 상기 봉 부재의 측면에 설치할 수 있도록 하기 위해, 당해 측면에 면하는 제1 면을 가지는 자석과, 상기 봉 부재의 측면에 점 접촉 또는 선 접촉하도록 상기 자석의 상기 제1면에 설치되는 접촉자를 구비하여 구성되어도 좋다. 봉 부재가 강철제의 경우, 자석의 자력에 의해 측면에 설치하는 것이 가능하게 되어, 탈착이 용이한 구성으로 되어, 간편하고 용이한 측정이 가능하게 된다. In addition, the mounting apparatus includes a magnet having a first surface facing the side surface and a point contact or line contact with the side surface of the rod member so as to be installed on the side surface of the rod member made of steel. The contactor provided on the first surface may be provided. In the case where the rod member is made of steel, it can be provided on the side surface by the magnetic force of the magnet, and the structure is easy to be attached and detached, thereby allowing simple and easy measurement.

본 발명의 측정방법은, 충격 탄성파법을 이용하여, 길이 방향의 일부가 매설된 봉 부재의 길이 또는 물리적 상태를 측정하는 측정방법에 있어서, 상기 봉 부재에 가해지는 충격에 의해 발생하는 탄성파를 검출하기 위한 1개 또는 복수의 진동 센서를, 상기 봉 부재의 노출부분의 측면에 선 접촉 또는 점 접촉하도록 설치하여, 검출된 탄성파에 대응하는 상기 진동 센서의 출력신호에 기초하여, 상기 봉 부재의 길이 또는 물리적 상태를 측정하는 것을 특징으로 한다.The measuring method of the present invention is a measuring method for measuring the length or physical state of a rod member in which a part of the longitudinal direction is embedded by using an impact acoustic wave method, wherein the elastic wave generated by the impact applied to the rod member is detected. One or a plurality of vibration sensors are installed to be in line contact or point contact with the side surface of the exposed portion of the rod member, and the length of the rod member is based on the output signal of the vibration sensor corresponding to the detected acoustic wave. Or measure the physical state.

본 발명의 측정 시스템 및 방법에 의하면, 현장에서 직접 가드 레일 지주 등 매설된 봉 부재의 길이 혹은 부식, 결함 등의 물리적 상태를 측정하는 것이 가능하 다. 또한, 소형 및 휴대 가능한 구성으로 실현할 수 있기 때문에, 측정현장의 주위의 환경에 구애받지 않고, 간편하고 용이하게 봉 부재의 길이 및 물리적 상태를 측정하는 것이 가능하다.According to the measuring system and method of the present invention, it is possible to measure the physical state of the length of the rod member, such as guard rail support, or corrosion, defects, etc. directly in the field. In addition, since it can be realized in a compact and portable configuration, it is possible to easily and easily measure the length and physical state of the rod member regardless of the environment around the measurement site.

이하, 첨부된 예시 도면에 의거하여 본 발명의 실시예에 따른 측정 시스템을 상세히 설명한다. Hereinafter, a measurement system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying example drawings.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정 시스템의 구성을 보이는 도면이다. 2 is a diagram showing the configuration of a measurement system according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 측정 시스템은 취부 장치(40), 진동 센서(20), 및 신호 처리부(30)를 포함한다.The measurement system according to the embodiment of the present invention includes a mounting device 40, a vibration sensor 20, and a signal processor 30.

취부 장치(40)는 길이 방향의 일부가 매설된 봉 부재(1)의 노출부분의 측면에 선 접촉 또는 점 접촉하도록 설치된다. 진동 센서(20)는 상기 취부 장치(40)에 고정되어, 상기 봉 부재(1)에 가해지는 충격에 의해 발생하는 탄성파를 검출하고 검출 신호를 출력한다. 신호 처리부(30)는 상기 진동 센서(20)로부터의 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 봉 부재(1)의 길이 또는 물리적 상태를 측정한다.The mounting device 40 is provided so as to be in line contact or point contact with the side surface of the exposed portion of the rod member 1 in which part of the longitudinal direction is embedded. The vibration sensor 20 is fixed to the mounting device 40 to detect an elastic wave generated by the impact applied to the rod member 1 and output a detection signal. The signal processor 30 measures the length or physical state of the rod member 1 based on the detection signal from the vibration sensor 20.

봉 부재 중에서도 캡(2)를 가지는 매설 가드 레일 지주(3)를 그 측정 대상으로 한다. 매설 가드 레일 지주(3)의 노출부의 측면에, 가속도계 또는 속도계와 같은 진동 센서(20)가 1개 또는 복수 개 고정되어 있는 취부 장치(40)를 설치한다. 취부 장치(40)는, 가드 레일 지주(3)에 선 접촉 또는 점 접촉하는 접촉자(44)를 가지고, 접촉자(44)가 가드 레일 지주(3)의 측면에 접촉하도록 설치된다. 이것으로 인해, 진동 센서(20)를 가드 레일 지주(3)의 측면에 선 접촉 또는 점 접촉되는 상태로 된다. 취부 장치(40)는, 예를 들면 띠 형태의 부재로서, 그 내면에 접촉자(44)를 가지고, 외면에 진동 센서(20)가 설치된다. 진동 센서(20)는 해머(10)에 의해 발생된 탄성파를, 접촉자(44) 및 취부 장치(40)를 통하여 검출하고, 그 파동을 전기 신호로 변환하여 연결 케이블(50)을 통하여 신호 처리부(30)에 전달한다. Among the rod members, the embedding guardrail prop 3 having the cap 2 is the measurement target. On the side of the exposed portion of the embedding guard rail support 3, a mounting device 40 is provided in which one or a plurality of vibration sensors 20 such as an accelerometer or a speedometer are fixed. The mounting device 40 has a contactor 44 in line contact or point contact with the guard rail support 3, and is installed such that the contactor 44 comes into contact with the side surface of the guard rail support 3. As a result, the vibration sensor 20 is brought into line contact or point contact with the side surface of the guard rail support 3. The mounting device 40 is, for example, a strip-shaped member, which has a contactor 44 on its inner surface and a vibration sensor 20 on its outer surface. The vibration sensor 20 detects the acoustic wave generated by the hammer 10 through the contactor 44 and the mounting device 40, converts the wave into an electrical signal, and converts the wave into a signal processing unit through the connection cable 50. To 30).

신호 처리부(30)는 AD 변환부(210) 및 주파수 측정부(220)를 포함하고, AD 변환부(210)에 의해 상기 진동 센서(20)로부터의 상기 검출 신호를 디지털 신호로 변환한다. 주파수 측정부(220)는 상기 디지털 신호에 기초하여 탄성파의 공진 주파수를 측정하고, 공진 주파수를 이용하여 공지의 연산식을 이용하여 봉 부재의 길이를 구한다. 또한, 공진 주파수 측정을 이용한 연산 처리 및 소정의 파형 분석 처리 등에 의해, 봉 부재(1)의 물리적 상태를 구하고, 구하여진 결과는 표시부(60)에 표시된다. 신호 처리부(30) 및 표시부(60)는, 일체형 휴대 장치로서 구성되어도 좋으며, 소형 및 휴대가능한 측정 시스템을 구성할 수 있다.The signal processor 30 includes an AD converter 210 and a frequency measurer 220, and converts the detection signal from the vibration sensor 20 into a digital signal by the AD converter 210. The frequency measuring unit 220 measures the resonant frequency of the elastic wave based on the digital signal, and obtains the length of the rod member by using a known calculation equation using the resonant frequency. In addition, the physical state of the rod member 1 is obtained by arithmetic processing using a resonance frequency measurement, predetermined waveform analysis processing, and the like, and the obtained result is displayed on the display unit 60. The signal processing part 30 and the display part 60 may be comprised as an integrated portable apparatus, and can comprise a small and portable measurement system.

일반적으로 타격 등에 의해 탄성파를 발생시키면, 부재의 깊이 방향에 반 파장의 정수 배의 공진이 생기며, 이것을 이용하여 봉 부재(1)의 길이 l을 하기의 수학식 1에 의해 구하는 것은 수학적으로 이미 알려져 있다. 탄성파 전파속도 V P 는 길이가 알려져 있는 부재에 대해 주파수 측정을 행하고 하기의 수학식 1에 의해 추정하며(캐리브레이션), 이것이 여의치 않는 경우에는, 가드 레일 지주와 같은 강제 봉 부재에 대해 5,130m/s를 이용하여 계산해도 좋다.In general, when an acoustic wave is generated by a blow or the like, resonance of an integer multiple of half a wavelength occurs in the depth direction of the member, and it is already known mathematically to obtain the length l of the rod member 1 by the following Equation 1 using this. have. Seismic Propagation Speed V P Is a frequency measurement for a member whose length is known and estimated by Equation 1 below (calibration), if this is not possible, calculate 5,130 m / s for a forced rod member such as a guard rail support. Also good.

Figure 112008024349879-PAT00001
Figure 112008024349879-PAT00001

여기서, l은 파이프 길이이고, n은 공진 주파수의 차수이고, Vp는 탄성파 전파 속도이고, f는 공진 주파수이다.Where l is the pipe length, n is the order of the resonant frequency, V p is the acoustic wave propagation speed, and f is the resonant frequency.

도 3은 도 2에 도시된 취부 장치(40)의 제1 구성 예를 보인 도면이다. 상기 취부 장치(40)는, 원형 단면의 봉 부재의 측면에 설치가능토록 하기 위해, 당해 측면에 면하는 제1 면을 가지는 원형의 띠 형태의 부재; 및 상기 봉 부재(1)의 측면의 원주에 걸쳐서 선 접촉하도록 상기 띠 형태의 부재의 제1 면에 설치되는 접촉자(44)를 구비한다. 취부 장치(40)의 제1 구성 예로서, 제1 및 제2 취부 장치(40a 및 40b)의 구성 예를 보인다. 도 3(a)는, 제1 및 제2 취부 장치(40a 및 40b)가 설치된 가드 레일 지주(3)의 상단면을 보인 도면으로, 도 3(b)는, 도 3(a)의 라인 A-A를 따라 절단한 단면도이다. 도 3(a)에 있어서, 제1 및 제2 취부 장치(40a 및 40b)의 본체는, 강재 또는 강 합금재로 가드 레일 지주(3)의 외경에 맞춘 2개의 반원형의 띠 형태의 부재이며, 같은 강재 또는 강 합금재로 그 본체를 연결하는 힌지(43), 본체의 내측에 용접 또는 접착제 등으로 고정된 선상의 강재, 강 합금재, 동 합금재 또는 알루미늄 합금재로 만들어진 원형 단면의 접촉자(44), 제1 취부 장치(40a)의 접촉자(44)가 선 접촉에 의해 가드 레일 지주(3)에 밀착할 수 있도록 압력을 가하는 볼트ㆍ너트(41) 또는 로크ㆍ클램프(42)를 구비하여 구성되어 있다.3 is a diagram illustrating a first configuration example of the mounting apparatus 40 shown in FIG. 2. The mounting device 40 includes: a circular band-shaped member having a first surface facing the side surface so as to be installable on a side surface of the rod member having a circular cross section; And a contactor 44 provided on the first surface of the strip-shaped member so as to be in line contact over the circumference of the side of the rod member 1. As a first structural example of the mounting device 40, a configuration example of the first and second mounting devices 40a and 40b is shown. Fig. 3A is a view showing the top surface of the guard rail support 3 provided with the first and second mounting devices 40a and 40b, and Fig. 3B is the line AA of Fig. 3A. Sectional view cut along the side. In Fig. 3 (a), the main bodies of the first and second mounting devices 40a and 40b are two semi-circular strip-shaped members that are made of steel or steel alloy material to match the outer diameter of the guard rail support 3, A hinge 43 connecting the main body with the same steel or steel alloy material, a contact of a circular cross section made of linear steel, steel alloy material, copper alloy material or aluminum alloy material fixed to the inside of the main body by welding or an adhesive ( 44) a bolt / nut 41 or lock clamp 42 for applying pressure so that the contact member 44 of the first mounting device 40a can be brought into close contact with the guard rail support 3 by line contact. Consists of.

접촉자(44)의 가드 레일 지주(3)와의 접촉면은, 원형 단면의 가드 레일 지주 (3)의 측면의 원주를 따르는 원형의 선상이 된다. 접촉자(44)의 접촉면의 두께를 가능한 한 가늘게 하여(예를 들면 1mm 이하), 선 접촉 또는 점 접촉 상태로 함으로서, 분해능의 향상에 기여한다. 선 접촉 또는 점 접촉은, 엄밀하게는, 축 방향(길이 방향)의 두께를 가지게 되지만, 실제로는 선 또는 점으로 간주되는 정도로 가는 두께도 선 접촉 또는 점 접촉 상태에 포함되는 것으로 한다.The contact surface of the contact 44 with the guard rail support 3 becomes a circular linear form along the circumference of the side surface of the guard rail support 3 of circular cross section. By making the thickness of the contact surface of the contactor 44 as thin as possible (for example, 1 mm or less), it is in the line contact or point contact state, contributing to the improvement of the resolution. The line contact or point contact will have a thickness in the axial direction (length direction) strictly, but the thickness thin enough to be regarded as a line or a point is actually included in the line contact or point contact state.

도 3(b)에 있어서, 제1 취부 장치(40a)의 본체의 단면은, 예를 들면 원형 단면의 접촉자(44)를 수용할 수 있도록 내측이 오목하게, 외측이 볼록하게 되어 있다. 진동 센서(20)는 제1 취부 장치(40a)의 본체의 외측에 용접 또는 나사 등으로 고정되어, 가드 레일 지주(3)의 축 방향 진동을 검출할 수 있도록 설치된다.In FIG.3 (b), the cross section of the main body of the 1st mounting apparatus 40a is concave inside, and the outer side is convex so that the contact 44 of circular cross section may be accommodated, for example. The vibration sensor 20 is fixed to the outside of the main body of the first mounting device 40a by welding or screws, and is installed to detect the axial vibration of the guard rail support 3.

한편, 제2 취부 장치(40b)에 있어서는, 기본적인 구성은 제1 취부 장치 40a와 비슷하나, 본체에 제1 취부 장치(40a)와 같은 요철을 만들지 않으며, 내면 및 외면은 평평해도 된다. 그리고 그 내면에는, 예를 들면 삼각형 단면(혹은 사다리꼴 단면)의 접촉자(44)가 설치되어, 외측에 진동 센서(20)가 고정된다. 제2 취부 장치(40b)에 있어서도, 접촉자(44)의 가드 레일 지주(3)와의 접촉면은, 가드 레일 지주(3)의 원주에 걸쳐서 원형의 선상이 된다. 가드 레일 지주(3)에 접촉하는 사다리꼴 상변은 극히 가는 굵기(예를 들면 1mm 이하)가 좋으며, 실질적으로 선 접촉이 된다. 따라서, 제2 취부 장치(40b)에 있어서도, 접촉자(44)의 가드 레일 지주(3)와의 접촉면은, 가드 레일 지주(3)의 측면의 원주를 따르는 원형의 선상이 된다.On the other hand, in the 2nd mounting apparatus 40b, although the basic structure is similar to 1st mounting apparatus 40a, the inner surface and outer surface may be flat without making the same unevenness | corrugation as the 1st mounting apparatus 40a in a main body. And the contactor 44 of a triangular cross section (or trapezoid cross section) is provided in the inner surface, for example, and the vibration sensor 20 is fixed to the outer side. Also in the 2nd mounting apparatus 40b, the contact surface of the contact 44 with the guard rail support | pillar 3 becomes a linear linear shape over the circumference of the guard rail support | pillar 3. The trapezoidal upper side in contact with the guard rail support 3 has an extremely thin thickness (for example, 1 mm or less), and is substantially in line contact. Therefore, also in the 2nd mounting apparatus 40b, the contact surface of the contact 44 with the guard rail support | pillar 3 becomes a circular linear form along the circumference of the side surface of the guard rail support | pillar 3.

이와 같이, 제1 및 제2 취부 장치(40a 및 40b)를 이용하여 진동 센서(20)를 봉 부재(1)의 측면에 부착시킨다. 제1 및 제2 취부 장치(40a 및 40b)는 봉 부재(1)의 외경을 일주하는 띠 형태로, 접촉자(44)에 의해 접촉 폭을 좁게 하여, 선 접촉하게 하는 것으로 분해능을 높이고, 또한 띠의 길이에 대해서는 봉 부재(1)의 외경을 일주시켜 접촉장을 길게 하는 것으로 감도를 높일 수 있다.In this manner, the vibration sensor 20 is attached to the side surface of the rod member 1 using the first and second mounting devices 40a and 40b. The first and second mounting devices 40a and 40b are in the form of a band circumscribing the outer diameter of the rod member 1, and the contact width is narrowed by the contactor 44 to make the line contact to increase the resolution, and the band With respect to the length, the sensitivity can be increased by circulating the outer diameter of the rod member 1 to lengthen the contact field.

도 4는 도 2에 도시된 취부 장치(40)의 제2 구성예를 보인 도면이다. 제2 구성 예에서는, 제1의 구성 예의 있어서의 띠 형태의 취부 장치를 대신하여, 탈착이 용이한 자석형의 취부 장치(40c)를 예시한다. 도 4(a)는, 취부 장치 40c가 설치된 가드 레일 지주(3)의 상단면을 보인 도면이며, 도 4(b)는, 도 4(a)의 라인 B-B을 따라 절단한 단면도이며, 도 4(c)는 취부 장치(40c)의 개략 사시도이다.FIG. 4 is a diagram showing a second configuration example of the mounting apparatus 40 shown in FIG. 2. In the 2nd structural example, the magnet-shaped mounting apparatus 40c which is easy to attach and detach is illustrated instead of the strip | belt-shaped mounting apparatus in a 1st structural example. FIG. 4A is a view showing the top surface of the guard rail support 3 provided with the mounting device 40c. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4A, and FIG. 4. (c) is a schematic perspective view of the mounting apparatus 40c.

제2 구성예에 의하면, 상기 취부 장치(40)는 강철제의 봉 부재의 측면에 설치가능토록 하기 위해, 당해 측면에 면하는 제1 면을 가지는 자석(46); 및 상기 봉 부재의 측면에 점 접촉 또는 선 접촉하도록 상기 자석(46)의 제1 면에 설치되는 접촉자(44)를 구비한다.According to the second configuration, the mounting device 40 includes: a magnet 46 having a first surface facing the side surface so as to be installable on the side surface of the rod member made of steel; And a contactor 44 provided on the first surface of the magnet 46 to be in point contact or line contact with the side surface of the rod member.

도 4(c)에 보인 바와 같이, 취부 장치(40c)의 본체는, 절연재를 사이에 두고 진동 센서(20)가 고정되는 자석(46)이 구성되며, 가드 레일 지주(3)의 측면에 면하는 자석(46)의 내면에는, 그 단면이 삼각형(혹은 사다리꼴)의 접촉자(44)가 용접 또는 접착제 등으로 고정되어, 반대의 내면 측에는, 진동 센서(20)가 설치된다. 자석(46)의 내면에는, 접촉자(44)와 비슷한 공간(지주의 파이프의 표면과 자석의 표면과의 거리)를 확보하면서 가드 레일 지주(3)의 축 방향의 이동을 허용하도록 나무, 강화 스티로폼 등의 절연 부재로 만들어진 스페이서(45)가 설치된다. 스페이 서(45)는, 가드 레일 지주(3)에 가해지는 충격에 의한 가드 레일 지주(3)의 축 방향의 신축에 대하여, 제 위치에 머물도록 하기 위해, 가드 레일 지주(3) 및 자석(46)에 대하여 회전 또는 미끄러짐 가능하도록 한다. 접촉자(44)는, 제1 구성예와 마찬가지로, 선상의 강재, 강 합금재, 동 합금재 또는 알루미늄 합금재이다. 또한, 가드 레일 지주(3)와 마주하는 자석(46)의 내면은, 접촉자(44)가 가드 레일 지주(3)와 2점에서 점 접촉할 수 있게 내각이 큰 V형으로 되어 있다.As shown in Fig. 4 (c), the main body of the mounting apparatus 40c includes a magnet 46 to which the vibration sensor 20 is fixed with an insulating material interposed therebetween. A triangular (or trapezoidal) contact 44 is fixed on the inner surface of the magnet 46 to be welded or by an adhesive, and the vibration sensor 20 is provided on the opposite inner surface side. On the inner surface of the magnet 46, wood, reinforced styrofoam to allow axial movement of the guard rail support 3 while securing a space similar to the contact 44 (distance between the surface of the holding pipe and the surface of the magnet). A spacer 45 made of an insulating member such as the back is provided. The spacer 45 is formed so that the spacer 45 stays in position with respect to the expansion and contraction of the guard rail support 3 in the axial direction due to the impact applied to the guard rail support 3. 46 to allow rotation or slipping. The contactor 44 is a linear steel material, a steel alloy material, a copper alloy material, or an aluminum alloy material similarly to the first structural example. In addition, the inner surface of the magnet 46 facing the guard rail support 3 is V-shaped with a large internal angle so that the contactor 44 can make point contact with the guard rail support 3 at two points.

봉 부재(1)가 예를 들어 가드 레일 지주(3)와 같은 원주 상이 아니고, 측면에 평면 부분을 가진 다각형상인 경우에는, 자석(46)의 내면은 평면으로 구성되어도 좋다. 또한, 자석(46)의 자력에 의해 가드 레일 지주(3)에 부착되므로, 가드 레일 지주(3)는 강철재와 같은 강자성체일 필요가 있다.In the case where the rod member 1 is not a circumferential shape such as the guard rail support 3 but is a polygonal shape having a flat portion on the side, the inner surface of the magnet 46 may be formed in a plane. In addition, since the magnet 46 is attached to the guard rail support 3 by the magnetic force, the guard rail support 3 needs to be a ferromagnetic material such as steel.

취부 장치(40c)의 가드 레일 지주(3)에 대한 설치는, 도 4(a) 및 도 4(b)에 보이는 바와 같이, 가드 레일 지주(3)의 동일 높이의 원주 상에 복수 개소(도면에서는 4개소)에 설치가 가능하다. 제1 구성 예에서는, 원주 전체에 걸쳐서 접촉자(44)가 접촉하고 있어, 충분한 검출 감도가 얻어지나, 제2 구성예의 경우는, 접촉 개소를 가능한 한 많게 하여, 합산으로 필요한 접촉장을 얻는 것으로, 검출 감도를 확보한다. 물론, 1 개만 설치하여도 된다. 또한, 가드 레일 지주(3)의 상단 부근의 측면에 설치함으로서, 길이 방향의 중앙 부근에 설치하는 경우와 비교하여 보다 큰 진동의 파형을 검출할 수 있어, 고 감도의 측정이 가능하게 된다.Installation to the guard rail support | pillar 3 of the mounting apparatus 40c is plural places on the circumference of the same height of the guard rail support | pillar 3, as shown in FIG.4 (a) and FIG.4 (b) (FIG. In 4 places) can be installed. In the first configuration example, the contactor 44 is in contact with the entire circumference, and sufficient detection sensitivity is obtained. However, in the second configuration example, by adding as many contact points as possible, the necessary contact fields are obtained by adding up. Ensure detection sensitivity. Of course, only one may be provided. In addition, by providing the side surface near the upper end of the guard rail support 3, the waveform of a larger vibration can be detected compared with the case where it is installed near the center of the longitudinal direction, and high sensitivity can be measured.

이와 같이, 제2 구성예는, 취부 장치(40c)의 탈착이 용이하여, 시간, 장소 등이 제한되어 간편성이 요구되는 경우에 적합하다.As described above, the second configuration example is suitable for the case where the attaching and detaching device 40c is easily detached, time, place and the like are limited and simplicity is required.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 측정 시스템의 구성을 보이는 도면이다. 도 5에서는, 감지 신호를 음성으로서 처리하는 시스템이다. 취부 장치(40)의 구성은, 도 3 및 도 4에 보인 취부 장치(40a, 40b, 40c)가 적용 가능하다(도면에서는, 일례로 취부 장치(40a)를 적용한 경우를 보였다). 진동 센서(20)로부터의 케이블(51)을 퍼스널 컴퓨터(예를 들면 노트북 컴퓨터)의 마이크 단자에 접속하여, 기존의 음성 파형 편집 프로그램을 이용하여 AD 변환과 주파수 측정을 수행하고, 그 결과를 주파수 파형과 수치로 표시하는 시스템이다. 즉, 퍼스널 컴퓨터가, 신호 처리부(30) 및 표시부(60)로서 기능을 한다. 노트북 컴퓨터와 같은 소형의 컴퓨터 장치에 의한 측정 처리가 가능하기 때문에, 소형에다 휴대 가능한 구성을 실현할 수 있다.5 is a diagram showing the configuration of a measurement system according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, it is a system which processes a sense signal as audio | voice. As the configuration of the attaching device 40, the attaching devices 40a, 40b, and 40c shown in Figs. 3 and 4 are applicable (in the drawing, the case where the attaching device 40a is applied as an example is shown). The cable 51 from the vibration sensor 20 is connected to a microphone terminal of a personal computer (for example, a notebook computer), and an AD conversion and frequency measurement is performed using an existing audio waveform editing program, and the result is frequency. It is a system that displays waveforms and numbers. In other words, the personal computer functions as the signal processing unit 30 and the display unit 60. Since measurement processing by a small computer device such as a notebook computer is possible, a compact and portable configuration can be realized.

봉 부재(1)의 물리적 상태는, 예를 들면, 봉 부재(1)의 균열이나 부식의 유무가 되며, 예를 들어 눈으로 확인할 수 없는 매설 부분이나 내부에 균열이나 부식이 있을 경우, 충격파에 대해서, 균열 개소 또는 부식 개소로부터의 탄성파가 검출되기 때문에, 봉 부재(1)의 길이에 고유의 주파수 이외의 다른 주파수 성분이 검출되는 경우 또는 일부의 주파수 성분에 변화가 나타날 경우에, 균열이나 부식의 존재 및 그 주파수에 기초하여 위치를 판정할 수가 있다.The physical state of the rod member 1 is, for example, whether or not the rod member 1 is cracked or corroded. For example, when there is a crack or corrosion in the buried part or the inside which cannot be visually confirmed, On the other hand, since an acoustic wave from a crack point or a corrosion point is detected, when a frequency component other than the intrinsic frequency is detected in the length of the rod member 1, or when a change appears in some frequency components, cracks or corrosion The position can be determined based on the presence of and its frequency.

또한, 측정 대상의 봉 부재(1)는, 가드 레일 지주에 한하지 않고, 또한, 그 재질도 강철제에 한하지 않으며, 알루미늄 제, 콘크리트제 그리고 목제 등 재질을 묻지 않는다.In addition, the rod member 1 to be measured is not limited to the guard rail support, and its material is not limited to steel, and does not bury materials such as aluminum, concrete, and wood.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.Although the present invention has been described as a specific preferred embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above-described embodiments without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Anyone with a variety of variations will be possible.

도로의 가드 레일 지주의 근입장의 부족에 의한 자동차의 낙하 사고 이래, 국토 교통성 등의 관계자 등이 그 대책에 부심하였으나, 기설된 지주의 깊이를 측정하는 방법은 아직 알려져 있지 않으며, 작업의 전 과정을 비디오로 촬영하고 그 기록을 남기게 되어 있다. 그러나, 그 작업은 비효율적이며 엄밀한 감독 기능을 다하지 못하여, 감독자와 시공자의 양측으로부터 계측 툴에의 강한 요망이 있어 왔다. 또한 시공부터 시간이 경과한 가드 레일 지주는 부식이나 시공시의 균열의 존재 등이 그 역할에 악 영향을 미치게 되는 것은 말할 것도 없다. 이 시스템이 상품화되면 가드 레일 지주 등 봉 부재에 대한 사용 전의 치수 검사나 기설 봉 부재의 결함 검사 등에 적용할 수가 있어, 안전한 도로 건설에 기여하리라 생각된다. 가드 레일 지주뿐만 아니라 다른 파이프 형태를 포함한 봉 부재의 매설물에 대한 충격 탄성 하의 검출 및 치수의 측정의 용도에도 적용할 수 있다.Since the fall of the car due to the lack of access to the guard rail prop on the road, officials such as the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism have tried to take measures, but the method of measuring the depth of the existing prop is not known. Is to shoot a video and leave a record. However, the work is inefficient and does not perform a rigorous supervisory function, and there has been a strong demand for measurement tools from both the supervisor and the contractor. In addition, it goes without saying that the guardrail props that have elapsed since construction have adverse effects on their role due to corrosion and the presence of cracks during construction. When this system is commercialized, it can be applied to dimensional inspection before use of rod members such as guard rail props and defect inspection of existing rod members, which is expected to contribute to safe road construction. The present invention is applicable to the detection of impact elasticity and the measurement of dimensions on the buried members of rod members including other pipe shapes as well as guard rail props.

도 1은 종래에 있어서의 가드 레일 지주의 근입장 측정방법을 설명하는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the near-field measuring method of the guardrail support | pillar in the past.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정 시스템의 구성을 보이는 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of a measurement system according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 취부 장치의 제1 구성예를 보인 도면이다.3 is a diagram showing a first configuration example of the mounting apparatus shown in FIG. 2.

도 4는 도 2에 도시된 취부 장치의 제2 구성예를 보인 도면이다.4 is a diagram illustrating a second configuration example of the mounting apparatus shown in FIG. 2.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 측정 시스템의 구성을 보이는 도면이다.5 is a diagram showing the configuration of a measurement system according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 봉 부재1: rod member

2: 캡2: cap

3: 가드 레일 지주3: guardrail prop

10: 해머10: hammer

20: 진동 센서20: vibration sensor

30: 신호 처리부30: signal processing unit

40, 40a,40b,40c: 취부 장치40, 40a, 40b, 40c: mounting device

41: 볼트ㆍ너트41: Bolts and Nuts

42: 로크ㆍ클램프42: lock clamp

43: 힌지43: hinge

44: 접촉자44: contactor

45: 스페이서45: spacer

46: 자석46: magnet

50: 연결 케이블50: connecting cable

51: 마이크 단자 연결 케이블51: microphone terminal connection cable

60: 표시부60: display unit

Claims (4)

길이 방향의 일부가 매설된 봉 부재의 노출부분의 측면에 선 접촉 또는 점 접촉하도록 설치되는 취부 장치;A mounting apparatus provided such that a portion of the longitudinal direction is in line contact or point contact with the side surface of the exposed portion of the embedded rod member; 상기 취부 장치에 고정되어, 상기 봉 부재에 가해지는 충격에 의해 발생하는 탄성파를 검출하고 검출 신호를 출력하는 진동 센서; 및A vibration sensor fixed to the mounting apparatus for detecting an elastic wave generated by an impact applied to the rod member and outputting a detection signal; And 상기 진동 센서로부터의 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 봉 부재의 길이 또는 물리적 상태를 측정하는 신호 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.And a signal processor that measures the length or physical state of the rod member based on the detection signal from the vibration sensor. 제1 항에 있어서, 상기 취부 장치는, The method of claim 1, wherein the mounting apparatus, 원형 단면의 봉 부재의 측면에 설치가능토록 하기 위해, 당해 측면에 면하는 제1 면을 가지는 원형의 띠 형태의 부재; 및A circular strip-shaped member having a first surface facing the side surface, so as to be installable on the side surface of the rod member having a circular cross section; And 상기 봉 부재의 측면의 원주에 걸쳐서 선 접촉하도록 상기 띠 형태의 부재의 제1 면에 설치되는 접촉자를 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.And a contactor provided on the first face of the strip-shaped member so as to be in linear contact over the circumference of the side of the rod member. 제1 항에 있어서, 상기 취부 장치는 The method of claim 1, wherein the mounting apparatus 강철제의 봉 부재의 측면에 설치가능토록 하기 위해, 당해 측면에 면하는 제1 면을 가지는 자석; 및A magnet having a first surface facing the side surface, so as to be installable on the side surface of the rod member made of steel; And 상기 봉 부재의 측면에 점 접촉 또는 선 접촉하도록 상기 자석의 제1 면에 설치되는 접촉자를 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.And a contactor provided on the first surface of the magnet to be in point contact or line contact with the side of the rod member. 충격 탄성파법을 사용하여, 길이 방향의 일부가 매설된 봉 부재의 길이 또는 물리적 상태를 측정하는 방법에 있어서,In the method of measuring the length or physical state of the rod member in which a part of the longitudinal direction is embedded using the impact acoustic wave method, 상기 봉 부재에 주어지는 충격에 의해 발생하는 탄성파를 검출하기 위한 1개 또는 복수의 진동 센서를, 상기 봉 부재의 노출부분의 측면에 선 접촉 또는 점 접촉 하도록 설치하고, 상기 검출된 탄성파에 대응하는 상기 진동 센서의 출력신호에 기초하여, 상기 봉 부재의 길이 또는 물리적 상태를 측정하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.One or a plurality of vibration sensors for detecting the elastic waves generated by the impact applied to the rod member are provided to be in line contact or point contact with the side surface of the exposed portion of the rod member, and the And measuring the length or physical state of the rod member based on the output signal of the vibration sensor.
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