KR20120097271A - 구조물 감지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구조물 감지장치에 관한 것으로, 본 발명은 제1 부품에 장착되는 제어 박스; 상기 제1 부품에 결합되는 제2 부품에 장착되며, 상기 제2 부품의 변형을 감지하는 다수 개의 센서들; 및 상기 제2 부품에 구비된 격벽에 장착되며, 상기 센서들에 연결된 제1 와이어들과 상기 제어 박스에 연결된 제2 와이어들을 연결시키는 연결 유닛을 포함한다. 본 발명은 센서들과 제어 박스를 연결하는 와이어들의 배선 구조를 간단하게 할 뿐만 아니라 제어 박스가 장착되는 부품과 센서들이 장착되는 부품과의 조립 작업을 간단하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

구조물 감지장치{APPARATUS FOR SENSING MEMBER}
본 발명은 구조물 감지장치에 관한 것이다.
구조물 건전성 검사 기술은 사용중인 구조물의 상태를 검사하여 구조물의 안전성을 검사하는 기술이다. 일반적으로 사용되는 구조물 건전성 검사 기술은 외관 검사, 초음파 검사, X선 검사 등이 있다. 상기 초음파 검사 및 X선 검사는 검사를 위해 구조물의 작동을 중지하여야 하고 또한 손상 발생 위치를 모르기 때문에 검사에 소요되는 시간 및 비용이 많이 발생하게 된다.
최근, 구조물 건전성 검사 기술 중의 하나로 센서들을 이용하여 구조물의 건전성(안전성)을 모니터링하는 기술이 연구 개발되고 있다. 센서들을 이용하여 구조물의 건전성을 모니터링하는 기술은 풍력 발전기의 블레이드 등에 적용되고 있다.
도 1은 센서를 이용하는 구조물 건전성 모니터링 기술을 풍력 발전기의 블레이드에 적용한 일예를 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 2는 상기 블레이드의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 1, 2에 도시한 바와 같이, 상기 블레이드(100)의 전체에 걸쳐 센서(S)들이 장착된다. 상기 유선형 동체(200)의 내부에 제어 박스(300)가 설치된다. 상기 센서(S)들에 각각 연결된 와이어(W)들은 상기 제어 박스(300)에 연결된다. 상기 블레이드(100)의 한쪽 끝에 구비된 격벽(110)에 무게를 감소시키는 라이트닝 홀(lighting hole)(111)이 구비된다. 상기 블레이드(100)에서 격벽(110)이 구비된 쪽이 상기 유선형 동체(200)와 연결된다. 상기 와이어(W)들은, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 라이트닝 홀(111)을 관통하여 상기 제어 박스(300)에 연결된다.
그러나, 상기한 바와 같은 기술은 센서(S)들과 제어 박스(300)를 연결하는 와어어(W)들의 배선 구조가 복잡하다. 또한, 상기 센서(S)들이 장착된 블레이드(100)와 제어 박스(300)가 설치된 유선형 동체(200)를 결합시 센서(S)들에 연결된 와이어(W)들을 블레이드 격벽(110)의 라이트닝 홀(111)을 통해 블레이드(100)의 외부로 노출시킨 상태에서 블레이드(100)와 유선형 동체(200)를 결합하게 되므로 와이어(W)들이 블레이드(100)와 유선형 동체(200)사이에 간섭을 발생시켜 블레이드(100)와 유선형 동체(200)와의 조립 작업이 어렵게 된다.
본 발명의 목적은 센서들과 제어 박스를 연결하는 와이어들의 배열을 간단하게 할 뿐만 아니라 제어 박스가 장착되는 부품과 센서들이 장착되는 부품의 조립 작업을 간단하게 하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 제1 부품에 장착되는 제어 박스; 상기 제1 부품에 결합되는 제2 부품에 장착되며, 상기 제2 부품의 변형을 감지하는 다수 개의 센서들; 및 상기 제2 부품에 구비된 격벽에 장착되며, 상기 센서들에 연결된 제1 와이어들과 상기 제어 박스에 연결된 제2 와이어들을 연결시키는 연결 유닛을 포함하는 구조물 감지장치가 제공된다.
상기 제2 부품의 격벽에 무게를 감소시키는 라이트닝 홀이 구비되며, 상기 라이트닝 홀에 상기 연결 유닛이 장착되는 것이 바람직하다.
상기 연결 유닛은 베이스 부재와, 상기 베이스 부재를 상기 제2 부품의 격벽에 결합시키는 결합수단과, 상기 베이스 부재에 관통되게 결합되며, 한쪽에는 상기 제1 와이어가 연결되고 다른 한쪽에 상기 제2 와이어가 연결되는 다수 개의 와이어 연결부재들을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 와이어 연결부재들은 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배열되는 것이 바람직하다.
상기 베이스 부재의 가운데에 관통 구멍이 구비된 것이 바람직하다.
상기 베이스 부재의 한쪽면에 일정 길이를 갖는 안내 관이 구비되고, 상기 베이스 부재에 상기 안내관과 연통되게 관통 구멍이 구비될 수 있다.
상기 제1 부품은 풍력 발전기를 구성하는 유선형 동체이고, 상기 제2 부품은 상기 풍력 발전기를 구성하는 블레이드인 것이 바람직하다.
본 발명은 다수 개의 센서들이 장착된 제1 부품에 해당될 수 있는 블레이드와 제어 박스가 장착된 제2 부품에 해당될 수 있는 유선형 동체를 서로 결합시킬 때 센서들과 제어 박스를 연결하는 와이어들이 블레이드의 외부로 노출되지 않게 되어 블레이드와 유선형 동체의 결합이 쉽고 간단하게 된다. 또한, 본 발명은 블레이드에 장착된 다수 개의 센서들에 유선형 동체에 장착된 제어 박스를 연결하는 와이어들의 배선 구조가 간단하게 된다.
도 1은 구조물 건전성 센싱 기술이 적용된 풍력 발전기의 일부분을 도시한 측면도,
도 2는 상기 풍력 발전기의 블레이드의 일부분을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 구조물 감지장치의 일실시예가 구비된 풍력 발전기의 일부분을 도시한 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 구조물 감지장치의 일실시예를 구성하는 연결 유닛의 제1 실시예를 도시한 단면도,
도 5는 상기 제1 실시예의 연결 유닛을 구성하는 베이스 부재의 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 구조물 감지장치의 일실시예를 구성하는 연결 유닛의 제2 실시예를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 구조물 감지장치의 일실시예를 구성하는 연결 유닛의 제3 실시예를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 구조물 감지장치를 구성하는 안내관에 와이어가 감긴 상태를 도시한 평면도.
이하, 본 발명에 따른 구조물 감지장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 구조물 감지장치의 일실시예가 구비된 풍력 발전기의 일부분을 도시한 측면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 구조물 감지장치의 일실시예를 구성하는 연결 유닛을 도시한 단면도이다.
도 3, 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 구조물 감지장치의 일실시예는 제1 부품에 장착되는 제어 박스(300); 상기 제1 부품에 결합되는 제2 부품에 장착되며, 상기 제2 부품의 건전성을 감지하는 다수 개의 센서(S)들; 및 상기 제2 부품에 구비된 격벽(110)에 장착되며, 상기 센서(S)들에 연결된 제1 와이어(W)들과 상기 제어 박스(300)에 연결된 제2 와이어(W)들을 서로 연결시키는 연결 유닛(400)을 포함한다. 이하, 상기 제1 부품은 풍력 발전기의 유선형 동체(200)이고, 상기 제2 부품은 블레이드(100)인 경우에 대하여 설명한다.
상기 유선형 동체(200)의 내부에 제어 박스(300)가 설치된다. 상기 유선형 동체(200)에 다수 개의 블레이드(100)가 결합된다. 상기 제어 박스(300)는 상기 풍력 발전기를 구성하는 중공 수직축(400)에 장착될 수도 있다.
상기 블레이드(100)의 내부에 무게를 감소시키는 공간(A)이 구비된다. 상기 블레이드(100)에서 상기 유선형 동체(200)에 결합되는 쪽 내부에 격벽(110)이 구비된다. 상기 격벽(110)에 무게를 감소시키는 라이트닝 홀(111)이 구비된다.
상기 블레이드(100)는, 격벽(110)이 구비된 연결부 쪽을 제외하고 나머지 부분은 복합재로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 복합재는 탄소 섬유 강화 탄소 복합재 또는 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합재 등이 될 수 있다. 한편, 상기 블레이드 전체가 복합재로 제작될 수 있다.
상기 다수 개의 센서(S)들은 상기 블레이드(100)의 내면에 장착된다. 한편, 상기 블레이드(100)가 복합재로 제작될 경우 상기 다수 개의 센서(S)들은 블레이드(100)의 속에 장착될 수 있다. 즉, 블레이드(100)의 외면과 내면 사이의 몸체 내부에 센서(S)들이 장착될 수 있다.
상기 센서(S)들은 블레이드(100)의 전체에 걸쳐 배열된다.
상기 센서(S)는 광센서인 것이 바람직하다. 광센서는 하나의 광 라인(광 케이블)에 다수 개의 센싱부들이 구비된다. 상기 광센서들이 상기 블레이드(100)에 복수 개 배열된다. 상기 광센서의 광 라인이 상기 제1 와이어(W1)가 된다.
한편, 상기 다수 개의 센서(S)들은 상기 광센서들과 압전센서들로 구성될 수 있다. 이때, 상기 압전센서는 별도의 와이어로 연결되며, 그 와이어는 제1 와이어(W1)가 된다.
상기 연결 유닛(400)은 베이스 부재(410); 상기 베이스 부재(410)를 상기 제2 부품의 격벽(110)에 결합시키는 결합수단(미도시); 및 상기 베이스 부재(410)에 관통되게 결합되며, 한쪽에는 상기 제1 와이어(W1)가 연결되고 다른 한쪽에 상기 제2 와이어(W2)가 연결되는 다수 개의 와이어 연결부재(420)들을 포함한다. 상기 베이스 부재(410)의 실시예는 다양하게 구현될 수 있으나, 아래에서는 세 가지의 실시예를 설명한다. 상기 연결 유닛(400)은 베이스 부재(410)의 실시예에 따라 세 가지의 실시예들이 될 수 있다.
상기 베이스 부재(410)의 제1 실시예는, 도 4, 5에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 가지며 내부에 다수 개의 결합구멍(411)들이 구비된 원판 형태로 이루어진다. 상기 결합구멍(411)들은 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배열된다. 상기 베이스 부재(410)의 가운데 관통 구멍(412)이 구비됨이 바람직하다.
상기 결합구멍(411)들에 각각 상기 와이어 연결부재(420)가 결합된다. 상기 와이어 연결부재(420)의 한쪽에 제1 와이어(W1), 즉 광 라인이 연결되고, 상기 와이어 연결부재(420)의 다른 한쪽에 제어 박스(300)에 연결된 제2 와이어(W2)가 연결된다. 상기 제1 와이어(W1)와 제2 와이어(W2)는 상기 와이어 연결부재(420)에 의해 서로 연결된다.
상기 결합수단은 볼트들과 너트들인 것이 바람직하다. 상기 결합수단의 다른 실시예로 접착제가 될 수 있다.
상기 베이스 부재(410)의 제2 실시예는, 도 6에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 가지며 내부에 다수 개의 결합구멍(411)이 구비된 원판부(413)와, 상기 원판부(413)의 일측면 가장자리에 돌출된 링형 지지부(414)를 포함한다. 상기 결합구멍(411)들은 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배열된다. 상기 원판부(413)의 가운데 관통 구멍(412)이 구비됨이 바람직하다.
상기 결합구멍(411)들에 각각 상기 와이어 연결부재(420)가 결합된다. 상기 와이어 연결부재(420)의 한쪽에 제1 와이어(W1), 즉 광 라인이 연결되고, 상기 와이어 연결부재(420)의 다른 한쪽에 제어 박스(300)에 연결된 제2 와이어(W2)가 연결된다. 상기 제1 와이어(W1)와 제2 와이어(W2)는 상기 와이어 연결부재(420)에 의해 서로 연결된다.
제2 실시예의 베이스 부재(410)는 상기 결합수단에 의해 상기 격벽(110)에 결합되며, 상기 결합수단은 볼트들과 너트들인 것이 바람직하다. 상기 결합수단의 다른 실시예로 접착제가 될 수 있다.
상기 베이스 부재(410)의 제3 실시예는, 도 7에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 가지며 내부에 다수 개의 결합구멍(411)이 구비된 원판부(413)와, 상기 원판부(413)의 일측면 가장자리에 돌출된 링형 지지부(414)와, 상기 원판부(413)의 한쪽면에 일정 길이를 갖는 안내관(415)을 포함한다. 상기 원판부(413)의 가운데에 상기 안내관(415)과 연통되는 관통 구멍(412)이 구비된다. 상기 결합구멍(411)들은 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배열된다.
상기 결합구멍(411)들에 각각 상기 와이어 연결부재(420)가 결합된다. 상기 와이어 연결부재(420)의 한쪽에 제1 와이어(W1), 즉 광 라인이 연결되고, 상기 와이어 연결부재(420)의 다른 한쪽에 제어 박스(300)에 연결된 제2 와이어(W2)가 연결된다. 상기 제1 와이어(W1)와 제2 와이어(W2)는 상기 와이어 연결부재(420)에 의해 서로 연결된다.
상기 베이스 부재(410)의 안내관(415)에, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 제1 와이어(W1)를 감을 수 있다. 즉, 상기 제1 와이어(W1)의 길이가 상기 와이어 연결부재(420)에 연결된 상태에서 여분이 있어 아래로 쳐질 경우 그 제1 와이어(W1)를 상기 안내관(415)에 감는다. 상기 안내관(415)의 외주면에 제1 와이어(W1)를 감기 쉽도록 일정 폭과 깊이를 갖는 권선 홈이 구비됨이 바람직하다.
제3 실시예의 베이스 부재(410)는 상기 결합수단에 의해 상기 격벽(110)에 결합되며, 상기 결합수단은 볼트들과 너트들인 것이 바람직하다. 상기 결합수단의 다른 실시예로 접착제가 될 수 있다.
한편, 제1 부품은 선박의 프로펠러가 결합되는 허브축이 되고, 상기 제2 부품은 선박의 프로펠라일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 구조물 감지장치의 작용과 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 블레이드(100)에 장착된 센서(S)들에 각각 연결된(또는 상기 센서들을 각각 구성하는) 제1 와이어(W1)를 연결 유닛(400)의 와이어 연결부재(420)들에 각각 연결한다. 상기 제1 와이어(W1)들이 연결된 연결 유닛(400)의 베이스 부재(410)를 결합수단을 이용하여 블레이드(100)의 격벽(110)에 결합시킨다. 상기 블레이드(100)를 유선형 동체(200)에 결합시킨 다음 유선형 동체(200)에 장착된 제어 박스(300)에 연결된 제2 와이어(W2)들을 상기 연결 유닛(400)의 와이어 연결부재(420)들의 다른 한쪽에 연결한다. 상기 블레이드(100)를 유선형 동체(200)에 결합시 제1 와이어(W1)들이 블레이드(100)의 외부로 노출되지 않게 되어 제1 와이어(W1)들의 간섭이 없게 되므로 블레이드(100)를 유선형 동체(200)에 결합하는 것이 쉽고 간단하게 된다.
또한, 센서(S)들에 연결되는 제1 와이어(W1)들과 제어 박스(300)에 연결되는 제2 와이어(W2)들이 연결 유닛(400)에 연결되므로 와이어들의 배선 구조가 간단하게 된다.
또한, 블레이드(100)의 격벽(110)에 구비된 라이트닝 홀(111)에 연결 유닛(400)을 설치하게 되므로 공간의 활용도를 높일 수 있다.
110; 격벽 300; 제어 박스
400; 연결 유닛 410; 베이스 부재
420; 와이어 연결부재 S; 센서
W1; 제1 와이어 W2; 제2 와이어

Claims (8)

  1. 제1 부품에 장착되는 제어 박스;
    상기 제1 부품에 결합되는 제2 부품에 장착되며, 상기 제2 부품의 변형을 감지하는 다수 개의 센서들; 및
    상기 제2 부품에 구비된 격벽에 장착되며, 상기 센서들에 연결된 제1 와이어들과 상기 제어 박스에 연결된 제2 와이어들을 연결시키는 연결 유닛을 포함하는 구조물 감지장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 부품의 격벽에 무게를 감소시키는 라이트닝 홀이 구비되며, 상기 라이트닝 홀에 상기 연결 유닛이 장착되는 것을 특징으로 하는 구조물 감지장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 유닛은 베이스 부재와, 상기 베이스 부재를 상기 제2 부품의 격벽에 결합시키는 결합수단과, 상기 베이스 부재에 관통되게 결합되며, 한쪽에는 상기 제1 와이어가 연결되고 다른 한쪽에 상기 제2 와이어가 연결되는 다수 개의 와이어 연결부재들을 포함하는 구조물 감지장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 와이어 연결부재들은 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 구조물 감지장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 베이스 부재의 가운데에 관통 구멍이 구비된 것을 특징으로 하는 구조물 감지장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 베이스 부재의 한쪽면에 일정 길이를 갖는 안내 관이 구비되고, 상기 베이스 부재에 상기 안내관과 연통되게 관통 구멍이 구비된 것을 특징으로 하는 구조물 감지장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 부품은 풍력 발전기를 구성하는 유선형 동체이고, 상기 제2 부품은 상기 풍력 발전기를 구성하는 블레이드인 것을 특징으로 하는 구조물 감지장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 부품은 선박의 프로펠라인 것을 특징으로 하는 구조물 감지장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014178637A1 (ko) * 2013-05-03 2014-11-06 Kwon Young-Eok 매립형 변위계를 이용한 터널변위 측정방법

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WO2014178637A1 (ko) * 2013-05-03 2014-11-06 Kwon Young-Eok 매립형 변위계를 이용한 터널변위 측정방법

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