KR20140030897A - 수평수직변위 측정기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대한민국 특허공개 제10-2009-0027275호의 "디지탈 수평변위측정 경사 각도계"를 개선한 수평수직변위 측정기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수평수직변위 측정기는 육면체 형상의 박스(110)에 X축 및 Y축 방향의 경사도를 측정하는 경사 센서(111), 정북 방향을 감지하는 지자기 센서(112) 및 X축과 Y축 사이로 기울어지는 것을 측정하는 자이로 센서(113) 및 레이저 거리측정기(116) 가 내장되어, 경사 센서(111), 지자기 센서(112), 자이로 센서(13) 및 레이저 거리측정기(116)의 신호가 연산 제어부(114)로 제공되고, 연산 제어부(114)에 의해 박스(110)의 화면(115)에 X축 경사값 및 Y축 경사값, X축과 Y축 사이로 기울어지는 각도, 정북 방향 및 박스의 배치방향, 경사도와 측정거리에 따른 수평변위와 측정지점의 높이가 표시되는 것을 특징으로 한다.

Description

수평수직변위 측정기{DEVICE FOR MEASURING HORIZONTAL AND VERTICAL DISPLACEMENT}
본 발명은 대한민국 특허공개 제10-2009-0027275호의 "디지탈 수평변위측정 경사 각도계"를 개선한 것으로서 보다 상세하게는 지자기 센서와 자이로 센서가 추가로 장착되는 수평수직변위 측정기에 관한 것이다.
대한민국 특허공개 제10-2009-0027275호(2009년 3월 17일, 공개)에 "디지탈 수평변위측정 경사 각도계"가 소개되어 있다.
상기 디지탈 수평변위측정 경사 각도계는 육면체의 박스의 하부면에 경사센서가 장착되어, 경사센서가 박스의 경사도를 연산제어부로 제공하면, 상기 연산제어부가 상기 경사센서의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환할 뿐만 아니라 송수신부를 통해 입력되는 거리측정장치의 신호 데이터를 연산하여 측정지점에 대한 경사 높이를 연산하고, 디스플레이부가 상기 연산제어부로부터 경사 데이터와 수평변위 데이터를 제공받아 설정지점의 경사값 및 수평변위 값을 디스플레이한다.
그러나, 상기 디지탈 수평변위측정 경사각도계는 작업 도면과 박스의 배치 방향을 정확하게 일치시키기 어려웠고, X축과 Y축 사이로 기울어지는 기울기에 대해 파악하지 못했으며, 작업위치를 분할지정하지 못했다.
따라서, 본 발명의 목적은 지자기 센서와 자이로 센서가 추가로 장착되어, 지자기 센서에 의해 작업도면에 박스의 배치방향을 일치시킬 수 있고, 경사센서에 의해 X축 및 Y축 방향으로 기울어지는 경사도를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 자이로 센서에 의해 X축과 Y축 사이로 기울어지는 각도 뿐만 아니라 기준점에서 측정지점까지의 수평거리 및 측정지점에서의 높이를 화면에 표시할 수 있는 수평변위 측정기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수평수직변위 측정기의 일례는 육면체 형상의 박스에 X축 및 Y축 방향의 경사도를 측정하는 경사 센서, 정북 방향을 감지하는 지자기 센서 및 X축과 Y축 사이로 기울어지는 것을 측정하는 자이로 센서가 내장되어, 경사 센서, 지자기 센서 및 자이로 센서의 신호가 연산 제어부로 제공되고, 연산 제어부에 의해 박스의 화면에 X축 경사값 및 Y축 경사값, X축과 Y축 사이로 기울어지는 각도, 정북 방향 및 박스의 배치방향을 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수평수직변위 측정기의 다른 예는 육면체 형상의 박스에 X축 및 Y축 방향의 경사도를 측정하는 경사 센서, 정북 방향을 감지하는 지자기 센서 및 X축과 Y축 사이로 기울어지는 것을 측정하는 자이로 센서 및 레이저 거리측정기가 내장되어, 경사 센서, 지자기 센서, 자이로 센서 및 레이저 거리측정기의 신호가 연산 제어부로 제공되고, 연산 제어부에 의해 박스의 화면에 X축 경사값 및 Y축 경사값, X축과 Y축 사이로 기울어지는 각도, 정북 방향 및 박스의 배치방향, 경사도와 측정거리에 따른 수평수직변위와 측정지점의 높이가 표시되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 수평수직변위 측정기는 지자기 센서와 자이로 센서가 추가로 장착되어, 지자기 센서에 의해 작업도면에 박스의 배치방향을 일치시킬 수 있고, 경사센서에 의해 X축 및 Y축 방향으로 기울어지는 경사도를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 자이로 센서에 의해 X축과 Y축 사이로 기울어지는 각도 뿐만 아니라 기준점에서 측정지점까지의 수평거리 및 측정지점에서의 높이를 화면에 표시할 수 있어, 휴대가 간편하고, 공사현장에서 쉽게 이용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평수직변위 측정기를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평수직변위 측정기에 자석이 배치되는 예를 도시한 개략도이다.
도 3 내지 도 5는 시간의 흐름에 따른 건물의 기울어짐을 모니터링하기 위한 수평수직변위 측정기의 화면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평수직변위 측정기를 도시한 블록도이다.
도 7 내지 도 9는 어느 한 기준점을 설정하고, 기준점에서 측정지점까지의 거리, 각도, 방향, 높이 등이 화면에 표시되는 예를 설명하기 위한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평수직변위 측정기는 육면체 형상의 박스(10)에 X축 및 Y축 방향의 경사도를 측정하는 경사 센서(11), 정북 방향을 감지하는 지자기 센서(12) 및 X축과 Y축 사이로 기울어지는 것을 측정하는 자이로 센서(13)가 내장되어, 경사 센서(11), 지자기 센서(12) 및 자이로 센서(13)의 신호가 연산 제어부(14)로 제공되고, 연산 제어부(14)에 의해 박스(10)의 화면(15)에 X축 경사값 및 Y축 경사값, X축과 Y축 사이로 기울어지는 각도, 정북 방향 및 박스의 배치방향을 나타낸다.
여기서, X축 경사값은 박스가 좌측 또는 우측으로 기울어진 경사값을 나타내고, Y축 경사값은 박스가 앞 또는 뒤로 기울어진 경사값을 나타내며, 박스의 정면이 정북을 향해 배치되면, X축 경사값은 동쪽 또는 서쪽으로 기울어진 경사값을 나타내고, Y축 경사값은 북쪽 또는 남쪽으로 기울어진 경사값을 나타낸다.
도 2를 참조라면, 상기 박스(10)는 화면(15)이 배치된 정면을 제외하고, 좌/우 측면, 상부면, 하부면 및 배면에 각각 자석(30)이 장착된다.
이것에 의해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평수직변위 측정기는 건물의 수평면에 부착될 수 있을 뿐만 아니라 측벽 등에 부착되어, 건물의 수평변위 뿐만 아니라 수직변위도 측정할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평수직변위 측정기는 건물 등과 같은 구조물, 기계 설비 등이 설치된 기준값에서 시간의 흐름에 따라 어느 한 방향으로 기울어지는 변위를 모니터링하기 위한 장치로 사용될 수 있다.
예를 들어, 시간의 경과에 따른 건물의 침하 또는 기울어짐을 측정하기 위해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평수직변위 측정기를 건물의 옥상에 올려놓은 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평수직변위 측정기를 건물의 옥상에 놓으면, 도 3에 도시된 것처럼, 화면(15)에 제 1 지침(16)이 정북 방향을 표시하게 된다. 이때, 사용자는, 도 4에 도시된 것처럼, 박스의 배치방향을 조정하여, 제 1 지침(16)을 Y축선과 일치시킨다. 이것에 의해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평수직변위 측정기가 정북 방향으로 배치되고, 화면(15)에 건물이 어느 한 방향으로 기울어진 경사값이 표시된다. 예를 들어, 도 4에서는 X축 경사값이 0.390°그리고 Y축 경사값이 -0.922°그리고, 제 2 지침(17)이 NE 45°로 표시되어 잇다. 이것은 건물이 북동쪽 45° 방향으로 동쪽으로 기울어진 값이 0.390° 그리고 북쪽으로 기울어진 값이 0.922°인 것을 의미한다.
이후, 제로 세팅 버튼을 누르고, 일정한 계측 시간마다 건물의 기울어짐을 측정하게 된다. 예를 들어, 제로 세팅을 한 후, 30일 마다 건물의 기울어짐을 측정함으로써, 어느 한 계측 시점에 도 5에 도시된 것처럼, 표시되면, 처음 건물의 경사도값에서 건물의 기울어짐 방향이 북동쪽 45°에서 45.21°방향으로 약간 더 기울어졌고, 동쪽으로 0.2°그리고, 북쪽으로 1.144° 더 기울어졌음을 의미한다.
이와 같이, 일정 계측시간마다 건물의 기울어짐을 측정함으로써, 교량의 상판 기울기, 건물의 침하속도 및 침하 정도를 누적 데이터를 통해 알 수 있게 된다.
도 6 내지 도 9을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평수직변위 측정기는 육면체 형상의 박스(110)에 X축 및 Y축 방향의 경사도를 측정하는 경사 센서(111), 정북 방향을 감지하는 지자기 센서(112) 및 X축과 Y축 사이로 기울어지는 것을 측정하는 자이로 센서(113) 및 레이저 거리측정기(116) 가 내장되어, 경사 센서(111), 지자기 센서(112), 자이로 센서(13) 및 레이저 거리측정기(116)의 신호가 연산 제어부(114)로 제공되고, 연산 제어부(114)에 의해 박스(110)의 화면(115)에 X축 경사값 및 Y축 경사값, X축과 Y축 사이로 기울어지는 각도, 정북 방향 및 박스의 배치방향, 경사도와 측정거리에 따른 수평수직변위와 측정지점의 높이가 표시된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평수직변위 측정기는 기존 건물에 구조물을 설치하거나 증축할 때, 또는 임의의 기준점에서 측정지점까지의 거리 등을 편리하게 측정할 수 있다.
건물에 구조물을 설치할 때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평수직변위 측정기가 사용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
먼저, 건물의 옥상 어느 한 지점에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평수직변위 측정기를 놓으면, 도 7에 도시된 것처럼, 화면(115)에서 제 1 지침(120)이 정북 방향을 표시하게 된다.
이후, 사용자는 설계도의 정북 방향에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평수직변위 측정기의 정북 방향을 일치시키고, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평수직변위 측정기가 놓인 기준점 위치를 설계도 상에 표시할 수 있게 된다.
이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평수직변위 측정기의 화면에 기준점 위치에서의 X축 경사값 및 Y축 경사값, X축과 Y축 사이로 기울어지는 각도가 표시된다. 예를 들어, 도 7에서는 X축 경사값이 0.390°그리고 Y축 경사값이 -0.922°그리고, 제 2 지침(121)이 NE 45°로 표시되어 있다. 이것은 건물이 북동쪽 45° 방향으로 동쪽 경사도가 0.390° 그리고 북쪽 경사도가 0.922°인 것을 의미하고, 측정 기준값으로 설정된다.
이후, 도 8에 도시된 것처럼, 레이저 거리측정기(116)가 측정하고자 하는 물체의 어느 한 지점(예컨대, 기둥(150)의 어느 한 지점)을 레이저를 투사하여, 기준점에서 측정지점까지의 거리(S1)을 측정하면, 도 9에 도시된 것처럼, 자이로 센서(113)에 의해 레이저의 수평 방향 투사각이 제 2 지침(121)에 의해 표시되고, 경사센서(111)에 의해 레이저의 수직 방향에 대한 투사각이 표시되며, 연산에 의해 기준점에서 측정지점까지의 수평거리(S2) 및 측정지점의 높이(h)가 각각 표시된다. 예를 들어, 도 9에는 레이저 투사거리(S1)가 500cm로 표시되고, 레이저의 수평 방향 투사각이SE 45°이며, 레이저의 수직 방향에 대한 투사각(θ)이 30°이고, 기준점에서 측정지점까지의 수평거리(S2)가 500cm이고, 측정지점의 높이(h)가 400cm로 표시되어 있다.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평수직변위 측정기는 휴대가 간편하고, 임의의 한 지점에서 측정지점까지의 거리, 방향, 높이 등을 간편하게 측정할 수 있어, 공사 현장에서 유용하게 사용할 수 있는 장점이 있다.
10, 110 : 박스 11, 111 : 경사 센서
12, 112 : 지자기 센서 13, 113 : 자이로 센서
14, 114 : 연산 제어부 15, 115 : 화면
116 ; 레이저 거리측정기

Claims (3)

  1. 육면체 형상의 박스(10)에 X축 및 Y축 방향의 경사도를 측정하는 경사 센서(11), 정북 방향을 감지하는 지자기 센서(12) 및 X축과 Y축 사이로 기울어지는 것을 측정하는 자이로 센서(13)가 내장되어, 경사 센서(11), 지자기 센서(12) 및 자이로 센서(13)의 신호가 연산 제어부(14)로 제공되고, 연산 제어부(14)에 의해 박스(10)의 화면(15)에 X축 경사값 및 Y축 경사값, X축과 Y축 사이로 기울어지는 각도, 정북 방향 및 박스의 배치방향을 나타내는 것을 특징으로 하는 수평수직변위 측정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 박스(10)는 화면(15)이 배치된 정면을 제외하고, 좌/우 측면, 상부면, 하부면 및 배면에 각각 자석(30)이 장착되는 것을 특징으로 하는 수평수직변위 측정기.
  3. 육면체 형상의 박스(110)에 X축 및 Y축 방향의 경사도를 측정하는 경사 센서(111), 정북 방향을 감지하는 지자기 센서(112) 및 X축과 Y축 사이로 기울어지는 것을 측정하는 자이로 센서(113) 및 레이저 거리측정기(116) 가 내장되어, 경사 센서(111), 지자기 센서(112), 자이로 센서(13) 및 레이저 거리측정기(116)의 신호가 연산 제어부(114)로 제공되고, 연산 제어부(114)에 의해 박스(110)의 화면(115)에 X축 경사값 및 Y축 경사값, X축과 Y축 사이로 기울어지는 각도, 정북 방향 및 박스의 배치방향, 경사도와 측정거리에 따른 수평변위와 측정지점의 높이가 표시되는 것을 특징으로 하는 수평수직변위 측정기.
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KR20210027054A (ko) * 2019-08-27 2021-03-10 탑 메져 인스트루먼트 컴퍼니 자동식 전자 거리 측정기
CN113465680A (zh) * 2021-07-19 2021-10-01 中铁十九局集团矿业投资有限公司 基于dini03的排土场稳定性监测方法及系统

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