KR20120138086A - 흡수팽창지수 결정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시료의 흡수팽창지수를 측정하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 시료를 침수시킨 후, 횡방향으로 구속하여 수직방향으로 흡수팽창시키기 위한 횡방향 구속 용기, 상기 시료의 수직방향으로의 흡수팽창에 의한 수직변위 데이터를 측정하기 위한 디지털 인디케이터, 상기 디지털 인디케이터에서 측정된 데이터를 수집하여 전송하기 위한 데이터 전송 장치 및 기 데이터 전송장치로부터 전송된 데이터를 이용하여 흡수팽창지수를 결정하는 컴퓨터를 포함한다. 본 발명에 의하면 디지털 인디케이터를 이용하여 시료의 흡수팽창 변위를 측정함으로써, 종래 시험자가 수동으로 측정하는 방식에 비해 실험적 오차를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

흡수팽창지수 결정 시스템 {System of determining absorption-expansion index}

본 발명은 시료의 흡수팽창지수를 측정하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 암석이나 모래와 같은 시료의 장시간에 걸친 변위를 디지털 방식으로 측정하여 흡수팽창지수를 결정하는 장치에 관한 것이다.

종래 횡방향 구속에 의한 흡수팽창시험은 침수상태의 토질이나 암석의 체적팽창을 아날로그 다이얼 게이지를 이용하여 일정시간 간격으로 측정하고, 초기 길이와 비교하는 방식으로 흡수팽창지수를 산정하였다.

도 1은 종래 흡수팽창 시스템에서 아날로그 다이얼 게이지를 확인하는 모습을 도시한 것이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 시험자가 A, B, C의 높이에서 아날로그 다이얼 게이지(10)의 눈금을 읽는다고 할 때, A, B, C의 각각의 눈높이에 따라 아날로그 다이얼 게이지(10)의 눈금을 측정하는데 있어 오차가 발생할 수 있다.

이처럼 종래의 흡수팽창 시스템은 장시간에 걸쳐서 일정시간마다 시험자가 직접 아날로그 다이얼 게이지의 눈금을 확인하여 측정하는 방식이기 때문에, 측정 상의 번거로움과 시험자의 눈금 측정 높이에 따라 오차가 발생하기 쉬우며, 시험자의 주관적인 요소들에 의해 측정값이 달라지는 등의 여러가지 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흡수팽창 변위를 디지털 방식으로 측정하고, 이를 자동으로 기록하여 흡수팽창지수를 결정할 수 있는 흡수팽창지수 결정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시료를 침수시킨 후, 횡방향으로 구속하여 수직방향으로 흡수팽창시키기 위한 횡방향 구속 용기, 상기 시료의 수직방향으로의 흡수팽창에 의한 수직변위 데이터를 측정하기 위한 디지털 인디케이터, 상기 디지털 인디케이터에서 측정된 데이터를 수집하여 전송하기 위한 데이터 전송 장치 및 기 데이터 전송장치로부터 전송된 데이터를 이용하여 흡수팽창지수를 결정하는 컴퓨터를 포함한다.

상기 데이터 전송 장치는 데이터 로거(data logger)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 흡수팽창지수 결정 시스템은 상기 데이터 전송 장치와 상기 컴퓨터 사이의 접점이 일정시간 간격으로 개폐되도록 함으로써, 일정시간 간격으로 상기 데이터 전송 장치의 데이터가 상기 컴퓨터에 전송되도록 하는 릴레이를 더 포함할 수 있다.

상기 릴레이는 기계적 릴레이(mechanical relay)일 수 있다.

상기 디지털 인디케이터는 스핀들(spindle)을 측정 대상물의 표면에 접촉시켜서 흡수팽창 변위를 측정할 수 있다.

상기 디지털 인디케이터는 측정한 흡수팽창 변위 값을 표시하기 위한 표시부를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 컴퓨터는 전송된 데이터를 그래프 형식 및 수치 형식으로 기록할 수 있다.

상기 디지털 인디케이터를 고정시키기 위한 고정장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 디지털 인디케이터를 이용하여 시료의 흡수팽창 변위를 측정함으로써, 종래 시험자가 수동으로 측정하는 방식에 비해 실험적 오차를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 시료의 침수에 의한 수직변위를 일정 시간 간격으로 시험자가 직접 측정해야 하는 종래 방식에 비해, 본 발명에서는 데이터 로거와 릴레이를 이용하여 전기적 신호를 통해 시료의 수직변위를 일정시간 간격으로 자동 기록되므로, 번거로움을 개선하고 사용자의 편의에 기여하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 다양한 소프트웨어 프로그램을 이용하여 시료의 흡수팽창 변위를 그래프와 수치로 도시할 수 있으므로, 데이터 취득의 정확성 및 시험자의 편의성을 확보한다는 효과가 있다.

도 1은 종래 흡수팽창 시스템에서 아날로그 다이얼 게이지를 확인하는 모습을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수팽창지수 결정 시스템을 보여주는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡방향 구속용기의 내부 구성요소를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료의 흡수팽창에 관한 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수팽창지수 결정 시스템을 보여주는 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 흡수팽창지수 결정 시스템은 디지털 인디케이터(100), 고정 장치(200), 데이터 전송 장치(300), 컴퓨터(400), 릴레이(500), 횡방향 구속 용기(600)를 포함한다.

디지털 인디케이터(100)는 시료의 수직방향으로의 흡수팽창에 의한 수직변위 데이터를 측정하는 역할을 한다.

디지털 인디케이터(100)는 측정하려는 대상의 전체길이를 측정하는 것이 아니라 길이 변화를 비교하기 위한 것으로, 평면의 요철, 공작물의 부착 상태 등을 측정하는데 이용되며, 본 발명에서는 스핀들(spindle)을 측정 대상물의 표면에 접촉시켜서 흡수팽창 변위를 측정할 수 있다.

본 발명에서 디지털 인디케이터(100)는 측정한 흡수팽창 변위 값을 표시하기 위한 표시부를 포함할 수 있다. 이때, 표시부는 LCD(liquid crystal display)인 것이 바람직하다.

고정 장치(200)는 디지털 인디케이터(100)를 고정시키는 역할을 한다. 예를 들어, 고정 장치(200)로는 스탠드가 사용될 수 있다.

데이터 전송 장치(300)는 디지털 인디케이터(100)에서 측정된 데이터를 수집하여 전송하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서 데이터 전송 장치는 데이터 로거(data logger)일 수 있다.

데이터 로거는 사용자가 버튼을 누를 때마다, 데이터 값이 컴퓨터로 전송되는 장치로서, 본 발명에서는 디지털 인디케이터(100)와 함께 작동하여 물리적인 현상 및 자극을 전기적인 신호로 변환하고, 전기적인 신호를 디지털화하는 역할을 한다.

컴퓨터(400)는 데이터 전송 장치(300)로부터 전송된 데이터를 이용하여 흡수팽창지수를 결정한다. 본 발명에서 컴퓨터(400)는 전송된 데이터를 그래프 형식 및 수치 형식으로 기록할 수 있다.

릴레이(500)는 데이터 전송 장치(300)와 컴퓨터(400) 사이의 접점이 일정시간 간격으로 개폐되도록 함으로써, 일정시간 간격으로 데이터 전송 장치(300)의 데이터가 컴퓨터(400)에 전송되도록 하는 역할을 한다.

일반적으로 릴레이(500)란 '전기를 연결한다'라는 의미이며, 전자계전기라고도 한다. 이러한 릴레이(500)는 전기접점을 개폐하여 동일 회로 또는 다른 회로에 접속된 장치를 작동시키는 기능을 하며, 전기적 입력의 유/무, 대/소 등을 식별하여 작동시키는 전자부품이다. 릴레이(500)는 코일에 전류를 흘리면 자석이 되는 성질을 이용하여 코일이 전자석이 되면, 철판을 끌어당겨 그 철판에 붙어있는 스위치의 접점을 닫거나 열 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 릴레이(500)는 기계적 릴레이(mechanical relay)일 수 있다. 기계적 릴레이는 프린트 기판 실장 타입의 릴레이로 접점의 허용 전류에 따라 다양한 크기와 종류가 있으며, 동시에 움직이는 접점의 수에 따라 다양한 종류가 있다. 예를 들어, 본 발명에서는 릴레이를 데이터 로거에 부탁시켜 데이터 취득 간격을 30분 간격으로 설정하여 자동 측정되도록 구현할 수 있다.

횡방향 구속 용기(600)는 시료를 침수시킨 후, 횡방향으로 구속하여 수직방향으로 흡수팽창시키는 역할을 한다. 본 발명에서 횡방향 구속 용기(600)는 원형 시료의 좌우를 구속하여 시료의 침수에 의한 좌우팽창을 막고, 수직팽창만 발생하도록 유도하는 장치이다.

횡방향 구속 용기(600)의 구성요소에 대해서는 도 3에서 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡방향 구속용기의 내부 구성요소를 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 횡방향 구속용기(600)는 침수용기(610), 횡방향 구속링(620), 편팡좌(630), 다공질판(640)을 포함하여 이루어진다.

본 발명에서 횡방향 구속링(620) 안에 시료를 구속시키고, 다공질판(640) 위에 접촉시킨다. 그 이후, 침수용기(610) 안에 시료를 넣은 후, 시료 상부에 편팡좌(630)를 설치한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료의 흡수팽창에 관한 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 암석이나 모래 등의 시료의 장시간 침수 상태에서의 수직팽창은 다음과 같은 원리에 의해 발생하게 된다. 즉, 침수용기(610) 내의 횡방향 구속링(620)에 의해 시료는 횡방향으로의 구속력을 받게 되고, 따라서, 시료는 수직팽창만 발생하게 된다.

본 발명에서는 수직팽창에 의해 발생된 변위를 디지털 인디케이터(100)로 측정하게 된다. 수직팽창이 종료한 후, 초기 시료의 수직 길이와 최종 변위와의 관계를 통하여 흡수팽창지수를 산정하게 된다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100 디지털 인디케이터 200 고정 장치
300 데이터 전송 장치 400 컴퓨터
500 릴레이 600 횡방향 구속 용기
610 침수용기 620 횡방향 구속 링
630 편팡좌 640 다공질판

Claims (8)

1. 시료를 침수시킨 후, 횡방향으로 구속하여 수직방향으로 흡수팽창시키기 위한 횡방향 구속 용기;
   상기 시료의 수직방향으로의 흡수팽창에 의한 수직변위 데이터를 측정하기 위한 디지털 인디케이터;
   상기 디지털 인디케이터에서 측정된 데이터를 수집하여 전송하기 위한 데이터 전송 장치; 및
   상기 데이터 전송장치로부터 전송된 데이터를 이용하여 흡수팽창지수를 결정하는 컴퓨터를 포함하는 흡수팽창지수 결정 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 데이터 전송 장치는 데이터 로거(data logger)인 것임을 특징으로 하는 흡수팽창지수 결정 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 데이터 전송 장치와 상기 컴퓨터 사이의 접점이 일정시간 간격으로 개폐되도록 함으로써, 일정시간 간격으로 상기 데이터 전송 장치의 데이터가 상기 컴퓨터에 전송되도록 하는 릴레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수팽창지수 결정 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 릴레이는 기계적 릴레이(mechanical relay)인 것임을 특징으로 하는 흡수팽창지수 결정 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 디지털 인디케이터는 스핀들(spindle)을 측정 대상물의 표면에 접촉시켜서 흡수팽창 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 흡수팽창지수 결정 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 디지털 인디케이터는 측정한 흡수팽창 변위 값을 표시하기 위한 표시부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡수팽창지수 결정 시스템.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 컴퓨터는 전송된 데이터를 그래프 형식 및 수치 형식으로 기록하는 것을 특징으로 하는 흡수팽창지수 결정 시스템.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 디지털 인디케이터를 고정시키기 위한 고정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수팽창지수 결정 시스템.
   

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