KR20180069595A - 구조물 직경 측정 장치 및 그의 구조물 직경 측정 방법 - Google Patents

구조물 직경 측정 장치 및 그의 구조물 직경 측정 방법 Download PDF

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KR20180069595A KR1020160171920A KR20160171920A KR20180069595A KR 20180069595 A KR20180069595 A KR 20180069595A KR 1020160171920 A KR1020160171920 A KR 1020160171920A KR 20160171920 A KR20160171920 A KR 20160171920A KR 20180069595 A KR20180069595 A KR 20180069595A
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 구조물 직경 측정 장치는, 원통형 구조물의 외경 또는 내경을 측정하는 구조물 직경 측정 장치에 대한 것으로, 측정 하우징의 양 측부에서 일 방향으로 나란하게 돌출 형성되되 돌출 길이가 동일하며, 상기 원통형 구조물의 직경 측정 시 선단부가 상기 원통형 구조물에 수평하게 접촉되는 한 쌍의 고정 돌출부; 및 상기 한 쌍의 고정 돌출부의 중앙에서 상기 한 쌍의 고정 돌출부와 나란하도록 상기 측정 하우징에 돌출되게 장착되되 전후로 이동 가능하게 장착되며, 선단부가 상기 원통형 구조물에 접촉되는 이동 돌출부;를 포함하며, 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 위치를 이용하여 상기 원통형 구조물의 외경 또는 내경을 측정할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 대형의 원통형 구조물의 직경을 측정하는 경우 원통형 구조물의 크기에 대응되는 측정 장치를 구비하지 않고도, 간소화된 구조로 직경을 정확하게 구할 수 있다.

Description

구조물 직경 측정 장치 및 그의 구조물 직경 측정 방법{Apparatus and method to measure diameter of structure}
구조물 직경 측정 장치 및 그의 구조물 직경 측정 방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 대형의 원통형 또는 구 형상의 구조물과 같은 구조물의 직경을 측정하는 경우 구조물의 크기에 대응되는 측정 장치를 구비하지 않고도, 간소화된 구조로 직경을 정확하게 측정할 수 있는, 구조물 직경 측정 장치 및 그의 구조물 직경 측정 방법이 개시된다
산업 현장에서 실린더 형상의 직경을 측정해야 하는 경우가 많이 있다. 실린더 구조물이 소형인 경우에는, 보통 마이크로미터, 버니어캘리퍼스 등을 이용하여 구조물의 내경 및 외경을 정확하게 수행할 수 있다.
그런데, 대형의 실린더 구조물의 외경 또는 내경을 측정하는 것은 쉽지 않다. 일반적으로 실린더 구조물의 크기가 커질수록 측정 장비의 크기 역시 길어져야 하기 때문이며, 이를 위해 다수의 유닛을 상호 조립함으로써 실린더 구조물의 길이에 맞추는데, 이러한 경우 측정의 정확성이 다소 저하될 우려가 있다.
이에 3차원 측정 방법이 사용될 수 있을 것이나. 이의 경우 측정 과정을 셋업해야 하고, 데이터를 후처리해야 하는 절차 상의 번거로움이 있다. 아울러 직관적인 측정값의 확인이 어렵다는 한계가 있다.
이에, 소형뿐만 아니라 대형의 실린더 구조물과 같은 구조물의 직경을 보다 간소화된 구조로 정확하게 측정할 수 있는 구조물 측정 장치의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 대형의 원통형 또는 구 형상의 구조물과 같은 구조물의 직경을 측정하는 경우 구조물의 크기에 대응되는 측정 장치를 구비하지 않고도, 간소화된 구조로 직경을 정확하게 측정할 수 있는, 구조물 직경 측정 장치 및 그의 구조물 직경 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 구조물 직경 측정 장치는, 원통형 구조물의 외경 또는 내경을 측정하는 구조물 직경 측정 장치에 대한 것으로, 측정 하우징의 양 측부에서 일 방향으로 나란하게 돌출 형성되되 돌출 길이가 동일하며, 상기 원통형 구조물의 직경 측정 시 선단부가 상기 원통형 구조물에 수평하게 접촉되는 한 쌍의 고정 돌출부; 및 상기 한 쌍의 고정 돌출부의 중앙에서 상기 한 쌍의 고정 돌출부와 나란하도록 상기 측정 하우징에 돌출되게 장착되되 전후로 이동 가능하게 장착되며, 선단부가 상기 원통형 구조물에 접촉되는 이동 돌출부;를 포함하며, 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 위치를 이용하여 상기 원통형 구조물의 외경 또는 내경을 측정할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 대형의 원통형 구조물의 직경을 측정하는 경우 원통형 구조물의 크기에 대응되는 측정 장치를 구비하지 않고도, 간소화된 구조로 직경을 정확하게 구할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 측정 하우징에 장착되며, 상기 이동 돌출부의 길이 방향으로의 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위를 계측하는 계측부; 및 상기 계측부에 의해 계측된 변위 정보 및 상기 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부의 위치 관계에 대한 정보를 이용하여 상기 원통형 구조물의 직경을 계산하는 직경 계산부;를 더 포함하며, 상기 계측부에 의해 계측된 상기 변위 또는 상기 직경 계산부에 의해 계산된 직경 정보가 상기 측정 하우징에 장착되는 디스플레이부를 통해 표시될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 계측부는 정전식 방식을 이용하여 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위를 계측할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위(Δh)와, 상호 나란하게 배치되는 상기 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부의 최단 거리(d)를 통해, 상기 직경 계산부는 상기 이동 돌출부의 선단부에 대한 상기 고정 돌출부의 선단부의 각도(θ)를
Figure pat00001
식에 의해 구하고, 상기 각도(θ) 및 상기 거리(d)를 이용하여 상기 원통형 구조물의 반경(R)을
Figure pat00002
식에 의해 구하고, 구하고자 하는 직경(D)을
Figure pat00003
식에 의해 구할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 한 쌍의 고정 돌출부의 선단부 및 상기 이동 돌출부의 선단부를 잇는 가상의 선은 직선을 형성하고, 상기 한 쌍의 고정 돌출부의 선단부 및 상기 이동 돌출부의 선단부가 상기 원통형 구조물에서 수평으로 위치되도록 하는 수평 유지부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 수평 유지부는 상기 한 쌍의 고정 돌출부의 돌출 길이와 동일하도록 상기 측정 하우징으로 돌출 형성되며 일자를 형성하는 상기 한 쌍의 고정 돌출부 중 적어도 어느 하나에서 수직 위치에 있도록 상기 측정 하우징에 장착될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 구조물 직경 측정 장치는, 구 형상의 구조물의 직경을 측정하는 구조물 직경 측정 장치에 대한 것으로, 측정 하우징의 일면에서 중심을 기준으로 등간격으로 배치되며, 각각이 상기 일면으로부터 돌출 형성되되 돌출 길이가 동일하고 선단부가 상기 구 형상의 구조물에 접촉되는 복수 개의 고정 돌출부; 및 상기 복수 개의 고정 돌출부의 중앙에서 상기 측정 하우징에 돌출되게 장착되되 전후로 이동 가능하게 장착되며, 선단부가 상기 구 형상의 구조물에 접촉되는 이동 돌출부;를 포함하며, 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 위치를 이용하여 상기 구 형상의 구조물의 직경을 측정할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 측정 하우징에 장착되며, 상기 이동 돌출부의 길이 방향으로의 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위를 계측하는 계측부; 및 상기 계측부에 의해 계측된 변위 정보 및 상기 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부의 위치 관계에 대한 정보를 이용하여 상기 구 형상의 구조물의 직경을 계산하는 직경 계산부;를 더 포함하며, 상기 계측부에 의해 계측된 상기 변위 또는 상기 직경 계산부에 의해 계산된 직경 정보가 상기 측정 하우징에 장착되는 디스플레이부를 통해 표시될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 구조물 직경 측정 장치는, 상기 원통형 구조물의 외면 또는 내면에 상기 한 쌍의 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부가 수평이 되도록 상기 구조물 직경 측정 장치를 상기 구조물에 접촉시키는, 장치 접촉 단계; 계측부를 이용하여, 상기 이동 돌출부로의 길이 방향으로의 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위를 계측하는, 변위 계측 단계; 및 상기 변위와, 상기 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부의 최단 거리를 이용하여, 상기 구조물 직경 측정 장치에 구비되는 직경 계산부로 상기 원통형 구조물의 직경을 계산하는, 직경 계산 단계;를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 직경 계산 단계 시, 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위(Δh)와, 상호 나란하게 배치되는 상기 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부의 최단 거리(d)를 통해, 상기 직경 계산부는 상기 이동 돌출부의 선단부에 대한 상기 고정 돌출부의 선단부의 각도(θ)를
Figure pat00004
식에 의해 구하고, 상기 각도(θ) 및 상기 거리(d)를 이용하여 상기 원통형 구조물의 반경(R)을
Figure pat00005
식에 의해 구하고, 구하고자 하는 직경(D)을
Figure pat00006
식에 의해 구할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 대형의 원통형 또는 구 형상의 구조물과 같은 구조물의 직경을 측정하는 경우 구조물의 크기에 대응되는 측정 장치를 구비하지 않고도, 간소화된 구조로 직경을 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 직경 측정 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구조물 직경 측정 장치의 구조물 직경 측정 방법의 순서도이다.
도 3은 도 2의 방법에 의해 원통형 구조물의 외경을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 이동 돌출부 및 고정 돌출부의 변위 및 거리 그리고 원통형 구조물의 직경 등을 이용하여 수식화하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 구조물 직경 측정 장치에 수평 유지부가 장착된 경우를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구 형상의 구조물 직경 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 직경 측정 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 직경 측정 장치(100)는, 예를 들면 대형의 원통형 구조물(1, 원통형 실린더)의 직경 중 외경을 측정하기 위한 것으로, 기본 프레임을 형성하는 측정 하우징(110)과, 측정 하우징(110)에 고정 장착되어 기준으로서의 역할을 하는 한 쌍의 고정 돌출부(120)와, 한 쌍의 고정 돌출부(120)의 중앙에 위치되도록 측정 하우징(110)에 장착되며 이동 가능한 구조를 갖는 이동 돌출부(130)와, 이동 돌출부(130)의 선단부의 변위를 계측하는 계측부(미도시)와, 계측부에 의해 계측된 정보 및 이미 갖고 있는 정보를 토대로 원통형 구조물(1)의 직경을 측정하는 직경 계산부(미도시)와, 계측부에 의해 계측된 변위를 표시하거나 직경 계산부에 의해 계산된 직경 정보를 표시하는 디스플레이부(140)를 포함할 수도 있다.
이러한 구성에 의해서, 소형뿐만 아니라 대형의 원통형 구조물(1)의 직경을 보다 간소화된 구조로 정확하게 측정할 수 있다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 측정 하우징(110)은, 양 측부 방향으로 길게 형성된 직육면체 형상을 가질 수 있다. 이 측정 하우징(110)의 일면에는 후술할 한 쌍의 고정 돌출부(120)가 양 측에서 돌출되게 고정되고 중앙에는 이동 돌출부(130)가 측정 하우징(110)의 앞뒤로 선형 이동 가능하게 장착될 수 있다. 그리고 측정 하우징(110)의 예를 들면 외면에는 디스플레이부(140)가 장착되어 계측부에 의한 계측 정보 그리고 직경 계산부에 의한 계산 정보 등을 확인할 수 있다.
한 쌍의 고정 돌출부(120)는, 도 1에 도시된 것처럼, 측정 하우징(110)의 양측부에 고정되게 장착되는데 측정 하우징(110)의 면으로부터 돌출 길이는 동일하다. 이러한 고정 돌출부(120)는 전체적으로 원기둥 형상을 갖되 선단부는 테이퍼진 원추 형상을 갖는다. 다만, 선단부는 라운딩 처리됨으로써 원통형 구조물(1)에 스크래치 등이 발생되는 것을 저지할 수 있다.
그리고 한 쌍의 고정 돌출부(120)의 정 중앙에는 이동 가능한 구조를 갖는 이동 돌출부(130)가 배치된다. 이동 돌출부(130)는, 측정 하우징(110)의 전후 방향으로 이동할 수 있기 때문에, 도 3에 도시된 것처럼, 본 실시예의 구조물 직경 측정 장치(100)를 원통형 구조물(1)에 대는 경우, 한 쌍의 고정 돌출부(120)는 구조물의 외면에 지지되고 반면에 이동 돌출부(130)는 곡률에 해당하는 만큼 내측으로 이동된 상태에서 원통형 구조물(1)의 외면에 접촉될 수 있다.
이러한 이동 돌출부(130) 역시 고정 돌출부(120)와 유사한 형상을 갖는다. 선단부가 라운딩 처리된 전체적으로 원기둥 형상을 가질 수 있는데, 이동 돌출부(130)의 형상 및 구조가 이에 한정되는 것은 아니다.
계측부는, 정전식 방식을 이용하여 고정 돌출부(120)의 선단부에 대한 이동 돌출부(130)의 선단부의 변위를 계측할 수 있다. 여기서 변위의 기준은 이동 돌출부(130) 또는 고정 돌출부(120)의 길이 방향이다. 도 3을 참조하면, 고정 돌출부(120)의 선단부에 대한 이동 돌출부(130)의 선단부의 변위는 Δh가 되는 것이다.
이러한 구성에 의해서, 본 실시예의 구조물 직경 측정 장치(100)는 대형의 원통형 구조물(1)의 직경도 정확하면서도 간단하게 구할 수 있는데, 이하에서는 이러한 장치(100)의 구조물 직경 측정 방법에 대해서 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 구조물 직경 측정 장치의 구조물 직경 측정 방법의 순서도이고, 도 3은 도 2의 방법에 의해 원통형 구조물의 외경을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 이동 돌출부 및 고정 돌출부의 변위 및 거리 그리고 원통형 구조물의 직경 등을 이용하여 수식화하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 직경 측정 장치(100)의 구조물 직경 측정 방법은, 구조물 직경 측정 장치(100)를 원통형 구조물(1)에 수평이 되도록 위치시키는 장치 위치 단계(S100)와, 고정 돌출부(120)의 선단부에 대한 이동 돌출부(130)의 선단부의 변위를 계측하는 변위 계측 단계(S200)와, 돌출부(120, 130)들 간의 위치 관계 및 이동 돌출부(130)의 변위를 이용하여 직경 계산부로 원통형 구조물(1)의 직경을 계산하는 직경 계산 단계(S300)를 포함할 수 있다.
각각의 단계적 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 장치 위치 단계(S100)는, 도 3에 도시된 것처럼, 구조물 직경 측정 장치(100)를 원통형 구조물(1)에 직접 위치시키는 단계로서, 이 때 한 쌍의 고정 돌출부(120)는 원통형 구조물(1)의 B 지점에 위치되고 이동 돌출부(130)는 원통형 구조물(1)이 가진 곡률에 의해 내측으로 어느 정도 들어간 상태에서 원통형 구조물(1)의 A 지점에 위치된다. 이 때 한 쌍의 고정 돌출부(120) 및 이동 돌출부(130)가 원통형 구조물(1)에서 수평으로 배치되어야 한다.
여기서 수평으로 배치된다는 것은 원통형 구조물(1)을 단면 처리하는 경우 원형이 되는 위치에 한 쌍의 고정 돌출부(120) 및 이동 돌출부(130)가 위치되어야 한다는 것이다. 그래야만 원통형 구조물(1)의 직경을 오차 없이 측정할 수 있기 때문이다. 구조물 직경 측정 장치(100)를 원통형 구조물(1)에 수평으로 배치시키기 위한 구조에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 본 실시예의 변위 계측 단계(S200) 시, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 이동 돌출부(130)로의 길이 방향으로의 고정 돌출부(120)의 선단부에 대한 이동 돌출부(130)의 선단부의 변위를 계측하는 단계로서, 본 단계는 계측부에 의해 자동으로 이루어질 수 있다.
이어서, 본 실시예의 직경 계산 단계(S300)는, 직경 계산부를 이용하여 원통형 구조물(1)의 직경을 계산하는 단계로서, 이 때 변위 계측 단계(S200) 시 계측된 변위 정보와 상호 나란하게 배치되는 고정 돌출부(120) 및 이동 돌출부(130)의 최단 거리를 통해 직경을 계산할 수 있다. 직경 계산부는 다음의 식을 이용하여 직경을 계산할 수 있다.
도 4를 참조하여, 고정 돌출부(120)의 선단부에 대한 이동 돌출부(130)의 선단부의 변위(Δh)와, 상호 나란하게 배치되는 고정 돌출부(120) 및 이동 돌출부(130)의 최단 거리(d)를 통해, 직경 계산부는 이동 돌출부(130)의 선단부에 대한 고정 돌출부(120)의 선단부의 각도(θ)를
Figure pat00007
식에 의해 구할 수 있다.
그리고, 전술한 식에 의해 구해진 각도(θ) 및 거리(d)를 이용하여 원통형 구조물(1)의 반경(R)을
Figure pat00008
식에 의해 계산할 수 있다.
이어서, 구하고자 하는 직경(D)을
Figure pat00009
식에 의해 구할 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 실시예의 경우, 대형의 원통형 구조물(1)의 직경을 측정하는 경우 원통형 구조물(1)의 크기에 대응되는 측정 장치(100)를 구비하지 않고도, 간소화된 구조로 직경을 정확하게 구할 수 있는 장점이 있다.
다만, 전술한 실시예에서는 원통형 구조물(1)의 외측에서 외경을 측정하는 경우에 대해 상술하였으나, 원통형 구조물(1)의 내측에서 내경을 측정하는 경우에도 본 실시예의 구조물 직경 측정 장치(100)를 사용할 수 있음은 당연하다. 이 경우, 이동 돌출부(130)가 내측으로 들어가는 것이 아니라 외측으로 더 돌출되어 원통형 구조물(1)의 내면에 접촉될 것이며, 직경 계산부는 전술한 식과 동일한 식에 의해서 직경을 구할 수 있다.
한편, 전술한 것과 같이 구조물 직경 측정 장치(100)를 원통형 구조물(1)에 위치시킬 때 원통형 구조물(1)에 수평으로 위치시키는 것이 중요하다. 비뚤어진 위치에서 원통형 구조물(1)의 직경을 측정하는 경우 그 값이 정확하기 않기 때문이다.
이에, 본 실시예의 구조물 직경 측정 장치(100)는, 도 5에 도시된 것처럼, 수평 유지부(150)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 수평 유지부(150)는, 한 쌍의 고정 돌출부(120)의 돌출 길이와 동일하도록 측정 하우징(110)에서 돌출 형성되되 일자를 형성하는 한 쌍의 고정 돌출부(120) 중 적어도 어느 하나에서 수직 위치에 있도록 측정 하우징(110)에 장착될 수 있다.
원통형 구조물(1)에서, 둘레 방향으로는 곡률이 있지만, 길이 방향으로는 직선을 이룬다. 즉, 길이 방향으로는 곡률이 없다는 것이다. 따라서 구조물 직경 측정 장치(100)를 원통형 구조물(1)에서 수평으로 위치시키는 경우 하나의 고정 돌출부(120)와 수평 유지부(150)의 선단부는 길이 방향으로 직선을 이루는 부분에 놓이기 때문에 고정 돌출부(120)와 수평 유지부(150)의 선단부는 모두 원통형 구조물(1)에 닿는다.
그러나 구조물 직경 측정 장치(100)가 원통형 구조물(1)에 어긋나게 배치되는 경우 하나의 고정 돌출부(120)와 수평 유지부(150)의 선단부는 직선을 이루는 부분에 놓이지 않기 때문에 수평 유지부(150)의 선단부가 원통형 구조물(1)에 닿지 않으며 이를 통해서 구조물 직경 측정 장치(100)의 위치를 재조절하여 수평이 되는 위치에서 원통형 구조물(1)의 직경을 측정할 수 있다.
다만, 수평 유지부(150)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 5의 경우에는 기역자 구조가 적용되었으나, 수평 유지부의 구조를 십자 구조 등으로 가질 수 있음은 당연하다.
한편, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물 직경 장치의 구성에 대해서 설명하되 전술한 실시예와 실질적으로 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구 형상의 구조물 직경 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 구조물 직경 측정 장치(200)는, 원통형 구조물이 아닌 구 형상의 구조물(미도시)의 직경을 측정하기 위한 것으로, 측정 하우징(210)의 일면에서 중심을 기준으로 등간격으로 배치되며 각각이 일면으로부터 돌출 형성되되 돌출 길이가 동일하고 선단부가 구 형상의 구조물에 접촉되는 정삼각형 구조의 3개의 고정 돌출부(220)와, 3개의 고정 돌출부(220)의 정 중앙에서 측정 하우징(210)에 장착되되 전후로 이동 가능하게 장착되며 선단부가 상기 구 형상의 구조물에 접촉되는 이동 돌출부(230)를 포함할 수 있다. 아울러, 전술한 실시예와 마찬가지로 계측부 및 직경 계산부 그리고 디스플레이부(240)를 포함할 수 있다.
3개의 고정 돌출부(220)가 모두 구 형상의 구조물에 닿은 상태에서, 계측부를 이용하여 이동 돌출부(230)의 변위를 계측할 수 있고, 전술한 식을 이용하여 직경 계산부는 구 형상의 구조물의 직경, 즉 외경을 정확하게 구할 수 있다.
전술한 일 실시예에서는 원통형 구조물(1)의 직경을 구하는 것에 대해 상술하였고, 다른 실시예에서는 구 형상의 구조물의 직경을 구하는 것에 대해 상술하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 한 쌍의 고정 돌출부 사이에 복수 개의 이동 돌출부를 구비함으로써 곡률을 갖는 타원 형상의 단면을 갖는 구조물의 길이도 측정할 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 원통형 구조물
100 : 구조물 직경 측정 장치
110 : 측정 하우징
120 : 고정 돌출부
130 : 이동 돌출부
140 : 디스플레이부

Claims (10)

  1. 원통형 구조물의 외경 또는 내경을 측정하는 구조물 직경 측정 장치에 있어서,
    측정 하우징의 양 측부에서 일 방향으로 나란하게 돌출 형성되되 돌출 길이가 동일하며, 상기 원통형 구조물의 직경 측정 시 선단부가 상기 원통형 구조물에 수평하게 접촉되는 한 쌍의 고정 돌출부; 및
    상기 한 쌍의 고정 돌출부의 중앙에서 상기 한 쌍의 고정 돌출부와 나란하도록 상기 측정 하우징에 돌출되게 장착되되 전후로 이동 가능하게 장착되며, 선단부가 상기 원통형 구조물에 접촉되는 이동 돌출부;
    를 포함하며,
    상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 위치를 이용하여 상기 원통형 구조물의 외경 또는 내경을 측정하는, 구조물 직경 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정 하우징에 장착되며, 상기 이동 돌출부의 길이 방향으로의 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위를 계측하는 계측부; 및
    상기 계측부에 의해 계측된 변위 정보 및 상기 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부의 위치 관계에 대한 정보를 이용하여 상기 원통형 구조물의 직경을 계산하는 직경 계산부;
    를 더 포함하며,
    상기 계측부에 의해 계측된 상기 변위 또는 상기 직경 계산부에 의해 계산된 직경 정보가 상기 측정 하우징에 장착되는 디스플레이부를 통해 표시되는, 구조물 직경 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 계측부는 정전식 방식을 이용하여 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위를 계측하는, 구조물 직경 측정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위(Δh)와, 상호 나란하게 배치되는 상기 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부의 최단 거리(d)를 통해,
    상기 직경 계산부는 상기 이동 돌출부의 선단부에 대한 상기 고정 돌출부의 선단부의 각도(θ)를
    Figure pat00010
    식에 의해 구하고,
    상기 각도(θ) 및 상기 거리(d)를 이용하여 상기 원통형 구조물의 반경(R)을
    Figure pat00011
    식에 의해 구하고,
    구하고자 하는 직경(D)을
    Figure pat00012
    식에 의해 구하는, 구조물 직경 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 고정 돌출부의 선단부 및 상기 이동 돌출부의 선단부를 잇는 가상의 선은 직선을 형성하고,
    상기 한 쌍의 고정 돌출부의 선단부 및 상기 이동 돌출부의 선단부가 상기 원통형 구조물에서 수평으로 위치되도록 하는 수평 유지부를 더 포함하는, 구조물 직경 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수평 유지부는 상기 한 쌍의 고정 돌출부의 돌출 길이와 동일하도록 상기 측정 하우징으로 돌출 형성되며 일자를 형성하는 상기 한 쌍의 고정 돌출부 중 적어도 어느 하나에서 수직 위치에 있도록 상기 측정 하우징에 장착되는, 구조물 직경 측정 장치.
  7. 구 형상의 구조물의 직경을 측정하는 구조물 직경 측정 장치에 있어서,
    측정 하우징의 일면에서 중심을 기준으로 등간격으로 배치되며, 각각이 상기 일면으로부터 돌출 형성되되 돌출 길이가 동일하고 선단부가 상기 구 형상의 구조물에 접촉되는 복수 개의 고정 돌출부; 및
    상기 복수 개의 고정 돌출부의 중앙에서 상기 측정 하우징에 돌출되게 장착되되 전후로 이동 가능하게 장착되며, 선단부가 상기 구 형상의 구조물에 접촉되는 이동 돌출부;
    를 포함하며,
    상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 위치를 이용하여 상기 구 형상의 구조물의 직경을 측정하는, 구조물 직경 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 측정 하우징에 장착되며, 상기 이동 돌출부의 길이 방향으로의 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위를 계측하는 계측부; 및
    상기 계측부에 의해 계측된 변위 정보 및 상기 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부의 위치 관계에 대한 정보를 이용하여 상기 구 형상의 구조물의 직경을 계산하는 직경 계산부;
    를 더 포함하며,
    상기 계측부에 의해 계측된 상기 변위 또는 상기 직경 계산부에 의해 계산된 직경 정보가 상기 측정 하우징에 장착되는 디스플레이부를 통해 표시되는, 구조물 직경 측정 장치.
  9. 제1항에 따른 구조물 직경 측정 장치의 직경 측정 방법에 있어서,
    상기 원통형 구조물의 외면 또는 내면에 상기 한 쌍의 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부가 수평이 되도록 상기 구조물 직경 측정 장치를 상기 구조물에 배치시키는, 장치 배치 단계;
    계측부를 이용하여, 상기 이동 돌출부로의 길이 방향으로의 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위를 계측하는, 변위 계측 단계; 및
    상기 변위와, 상기 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부의 최단 거리를 이용하여, 상기 구조물 직경 측정 장치에 구비되는 직경 계산부로 상기 원통형 구조물의 직경을 계산하는, 직경 계산 단계;
    를 포함하는, 구조물 직경 측정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 직경 계산 단계 시, 상기 고정 돌출부의 선단부에 대한 상기 이동 돌출부의 선단부의 변위(Δh)와, 상호 나란하게 배치되는 상기 고정 돌출부 및 상기 이동 돌출부의 최단 거리(d)를 통해,
    상기 직경 계산부는 상기 이동 돌출부의 선단부에 대한 상기 고정 돌출부의 선단부의 각도(θ)를
    Figure pat00013
    식에 의해 구하고,
    상기 각도(θ) 및 상기 거리(d)를 이용하여 상기 원통형 구조물의 반경(R)을
    Figure pat00014
    식에 의해 구하고,
    구하고자 하는 직경(D)을
    Figure pat00015
    식에 의해 구하는, 구조물 직경 측정 방법.
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