KR20180087215A - 레이저 거리 센서 어레이를 이용한 터널 내공 변위 자동 계측 장치 및 그에 의한 터널 내공 변위 자동 계측 방법 - Google Patents

레이저 거리 센서 어레이를 이용한 터널 내공 변위 자동 계측 장치 및 그에 의한 터널 내공 변위 자동 계측 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 거리 센서 어레이를 이용한 터널 내공 변위 자동 계측 장치 및 그에 의한 터널 내공 변위 자동 계측 방법에 관한 것이고, 구체적으로 서로 다른 방향으로 신호를 전송하는 다수 개의 레이저 거리 측정 센서로 이루어진 어레이를 이용하여 터널 내공 변위의 측정이 가능하도록 하는 레이저 거리 센서 어레이를 이용한 터널 내공 변위 자동 계측 장치 및 그에 의한 터널 내공 변위 자동 계측 방법에 관한 것이다. 터널 내공 변위 자동 계측 장치는 서로 다른 방향으로 신호를 전송하고 반사된 신호를 수신하여 터널 내부의 정해진 위치에 대한 거리 측정이 가능한 다수 개의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)를 가진 센서 어레이(11); 및 각각의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)로부터 수신된 신호의 측정 정보를 처리하여 저장하는 데이터 로거 유닛(12)을 포함한다.

Description

레이저 거리 센서 어레이를 이용한 터널 내공 변위 자동 계측 장치 및 그에 의한 터널 내공 변위 자동 계측 방법{An Apparatus for Measuring a Convergence of a Tunnel Using a Laser Sensor Array Capable of Measuring a Distance and a Method for Measuring a Convergence of a Tunnel with the Same}
본 발명은 레이저 거리 센서 어레이를 이용한 터널 내공 변위 자동 계측 장치 및 그에 의한 터널 내공 변위 자동 계측 방법에 관한 것이고, 구체적으로 서로 다른 방향으로 신호를 전송하는 다수 개의 레이저 거리 측정 센서로 이루어진 어레이를 이용하여 터널 내공 변위의 측정이 가능하도록 하는 레이저 거리 센서 어레이를 이용한 터널 내공 변위 자동 계측 장치 및 그에 의한 터널 내공 변위 자동 계측 방법에 관한 것이다.
내공 변위 측정(Convergence Measurement)은 터널과 같은 구조물의 응력 변화 또는 소성 변형을 탐지하기 위하여 내공 방향의 변위를 측정하는 것을 말한다. 내공 변위 측정은 터널 라이닝의 응력 변화로 인한 상대적인 위치 변화 또는 하중 집중 현상으로 인한 변위를 측정하여 붕괴 위험 요소를 예측하면서 지속적인 구조물의 거동 파악을 통하여 안전성을 확보하기 위하여 이루어진다. 내공 변위 측정의 수동식 방법은 (i) 측정 지점의 라이닝에 앵커를 삽입하여 그라우팅, 수지 또는 시멘트 모르타르로 고정시키고, (ii) 서로 다른 위치에 고정된 앵커에 내공 변위계의 훅을 고정하여 일정 수준의 장력이 유지되도록 하고, (iii) 내공 변위의 초기 값 및 15일 또는 30일 간격으로 주기적으로 측정하여 구조물의 변위 발생 여부를 탐지하는 방법으로 이루어진다. 내공 변위 측정을 위한 자동 내공 변위 측정 방법으로 기계적 방법, 전기적 방법 또는 광학적 방법이 있다.
자동 내공 측정 방법의 하나에 해당되는 광섬유 센서에 의한 방식은 센서의 길이 변화의 측정만이 가능하여 터널 변위의 정량적인 평가가 어렵고 단지 터널의 거동 여부에 대한 감시 기능에 제한된다는 단점을 가진다. 3차원 광파기 측정 시스템의 경우 반사경 및 고가의 측정 장비가 고정식으로 터널 내부에 설치되어야 하고, 예를 들어 터널의 정점에서 변형이 측정되기 어렵다는 문제점을 가진다. EL 빔 센서에 의한 내공 변위 측정 방법의 경우 터널 측벽 또는 천정 부분에 설치되어 변위를 측정하는 것이 가능하지만 터널의 내공 변위의 측정을 위하여 수직 및 수평 센서와 앵커가 설치되어야 한다는 문제점을 가진다. EL 빔 센서 시스템의 변형에 해당되는 BCS 계측 시스템(Basset Convergence System)은 터널의 변형된 형상의 측정을 위하여 다수 개의 장축과 단축에 EL 빔 센서가 부착되어야 하고 이로 인하여 유지 관리가 어렵다는 문제점을 가진다. TPMS(Tunnel Profile Monitering System)은 BCS 계측 시스템과 마찬가지로 터널의 변형 형상을 특정하기 위하여 다수 개의 센서가 설치되어야 한다는 문제점을 가진다. 그리고 DOCS(Digital Optic Conversion System)도 다른 시스템과 마찬가지로 다수 개의 센서가 라이닝에 설치되어야 하므로 유지 관리가 어렵다는 문제점을 가진다. 그러므로 이와 같은 계측 시스템이 가진 문제점이 해결될 수 있는 새로운 계측 시스템이 요구된다.
특허공개번호 10-2005-0062308은 터널 라이닝에 부착된 광섬유 FBG 센서로부터 라이닝의 단면을 따라 측정 포인트에 센서 부착 기구를 부착하여 동일 측정 대상 면에서 두 개의 센서를 설치한 후 미세한 길이 변화를 측정하여 터널의 2차원 내공 변위를 계산하는 방식으로 두 개의 길이 변화를 측정하여 내공 변위를 측정하는 광섬유 센서를 이용한 터널의 2차원 내공 변위 측정장치 및 시스템에 대하여 개시한다.
공개특허공보 10-2010-0138401은 터널 라이닝의 내부 곡면을 따라 연속적으로 이어진 형상으로 설치 고정되어 폭이 얇은 띠 형상의 플라스틱 재질로 형성되는 스트립 부재; 상기 스트립 부재의 일면 상에 장축 길이 방향을 따라 상호 간에 이격 부착되는 다수 개의 FBG 센서; 및 상기 다수 개의 FBG 센서를 연결하는 광섬유 케이블을 포함하는 터널 라이닝 내공 변위 측정 장치에 대하여 개시한다.
상기 선행기술에서 개시된 내공 변위 측정 방법에 의하여 위에서 제시된 공지 기술이 가진 문제가 해결되기 어렵고 이로 인하여 새로운 내공 변위 측정 방법이 제안될 필요가 있다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허공개번호 10-2005-0062308((주)에이티맥스, 2005년06월23일 공개) 광섬유 센서를 이용한 터널의 2차원 내공변위 측정 장치 및 시스템 선행기술 2: 공개특허공보 10-2010-0138401((주)카이센, 2010년12월31일 공개) 터널 라이닝 내공변위 측정 장치
본 발명의 목적은 서로 다른 방향으로 신호를 전송하여 수신한 데이터로거를 분석하여 터널의 내공 변위의 측정이 가능하도록 하는 레이저 거리 센서 어레이를 이용한 터널 내공 변위 자동 계측 장치 및 그에 의한 터널 내공 변위 자동 계측 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 터널 내공 변위 자동 계측 장치는 서로 다른 방향으로 신호를 전송하고 반사된 신호를 수신하여 터널 내부의 정해진 위치에 대한 거리 측정이 가능한 다수 개의 거리 측정 센서를 가진 센서 어레이; 및 각각의 거리 측정 센서로부터 수신된 신호의 측정 정보를 처리하여 저장하는 데이터 로거 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 거리 측정 센서는 레이저 센서 또는 레이더 센서가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 거리 측정 센서의 신호를 전송하는 각은 조절 가능하다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 측정의 성공 여부를 탐지하고, 탐지 결과에 따라 상기 신호를 다시 전송하여 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 터널 내공 변위 자동 계측 방법은 다수 개의 거리 측정 센서로 이루어진 센서 어레이의 배치 위치 및 각각의 거리 측정 센서의 신호 전송 각을 결정하는 단계; 상기 다수 개의 거리 측정 센서의 측정 주기를 결정하는 단계; 상기 측정 주기에 따라 다수 개의 거리 측정 센서에 의하여 터널 내부의 정해진 위치로 신호를 전송하여 거리를 측정하는 단계; 및 상기 정해진 위치의 변위를 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 자동 계측 장치는 설치와 유지 및 보수가 용이하고, 일부 센서의 오작동 여부와 관계없이 내공 변위의 측정이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 자동 계측 장치는 환경 변화 또는 주위 분위기의 영향을 받지 않으면서 지하철 터널, 일반 차량 터널 또는 열차 터널과 같이 다양한 종류의 터널에 적용될 수 있도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 자동 계측 방법은 터널 자체에 손상이 없이 임의의 위치에 설치되어 내공 변위의 측정이 가능하도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 내공 변위 자동 계측 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 내공 변위 자동 계측 장치에 적용되는 거리 측정 센서의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 내공 변위 계측 장치가 적용된 터널의 실시 예 및 터널 내공 변위 자동 계측 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
본 발명에 따른 터널 내공 변위 자동 계측 장치 및 방법은 예를 들어 지하철 터널, 일반 차량 터널 또는 열차 터널과 같은 다양한 종류의 터널에 적용될 수 있다. 자동 계측 장치는 다수 개의 거리 측정 센서에 의하여 터널의 정해진 위치에 대한 거리를 측정하여 데이터 로거 유닛에 저장할 수 있다. 거리 측정 센서는 레이저 센서, 레이더 센서 또는 초음파 센서와 같은 거리 측정이 가능한 다양한 거리 측정 센서가 될 수 있지만 주위 환경의 영향을 받지 않는 레이저 센서 또는 레이더 센서가 유리하게 적용될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 내공 변위 자동 계측 장치의 실시 예(10)를 도시한 것이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 터널 내공 변위 자동 계측 장치(10)는 서로 다른 방향으로 신호를 전송하고 반사된 신호를 수신하여 터널 내부의 정해진 위치에 대한 거리 측정이 가능한 다수 개의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)를 가진 센서 어레이(11); 및 각각의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)로부터 수신된 신호의 측정 정보를 처리하여 저장하는 데이터 로거 유닛(12)을 포함한다.
다수 개의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)가 고정 하우징(13)의 내부에 서로 다른 방향으로 신호를 송신할 수 있도록 배치되고, 다수 개의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)는 하나의 센서 어레이(11)를 형성한다. 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)는 레이저 빔을 전송하는 레이저 센서 또는 마이크로웨이브를 전송하는 레이더 센서와 같은 거리 센서가 될 수 있다. 다수 개의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)는 선형으로 배치되어 서로 다른 방향으로 신호를 전송하고 터널 내부의 정해진 위치로부터 반사된 신호를 수신하여 각각의 측정 센서(111_a 내지 111_n)로부터 상기 정해진 위치 사이의 거리를 측정할 수 있다. 그리고 각각의 측정 센서(111_a 내지 111_n)로부터 측정된 거리 값은 데이터 로거 유닛(12)으로 전송되어 저장될 수 있다.
다수 개의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)는 다양한 방법으로 배열될 수 있고, 예를 들어 적어도 하나의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)를 포함하는 센서 그룹이 2열 또는 3열로 배열될 수 있다. 각각의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)에 의하여 신호가 전송되는 각을 기준선에 기초하여 미리 설정될 수 있고, 기준선을 예를 들어 터널의 연장 방향 또는 고정 하우징의 연장 방향과 같은 것이 될 수 있다. 그리고 아래에서 설명되는 것처럼, 각각의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)의 신호 전송 각은 조절 가능하다.
데이터 로거 유닛(12)은 각각의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)으로부터 전송되는 거리 값을 처리하는 마이크로프로세서와 같은 처리 유닛 및 처리된 거리 측정 데이터를 저장하는 저장 매체를 포함할 수 있다. 추가로 데이터 로거 유닛(12)은 거리 측정 데이터를 정해진 서버로 전송하는 통신 유닛을 포함할 수 있다.
센서 어레이(11)는 고정 하우징(13)의 내부에 배치되고, 데이터 로거 유닛(12)은 로거 케이스(14)의 내부에 각각 배치될 수 있고, 분리 격벽에 의하여 분리되면서 고정 하우징(13)과 로거 케이스(14)는 각각 하우징 덮개(131) 및 케이스 덮개(141)를 가질 수 있다. 다만 고정 하우징(13)과 로거 케이스(14)는 일체로 형성될 수 있고 하나의 덮개에 의하여 밀폐되는 구조를 가질 수 있다.
고정 하우징(13)은 선형 구조로 만들어질 수 있고, 고정 하우징(13)과 로거 케이스(14)를 분리시키는 것에 의하여 필요에 따라 센서 어레이(11)와 데이터 로거 유닛(12)에 독립적으로 접근하도록 한다. 예를 들어 고정 하우징(13)의 내부에 배치된 하나의 거리 측정 센서(예를 들어, 111_a)의 신호 전송 각이 조절될 필요가 있는 경우 하우징 덮개(131)만 분리될 수 있다.
고정 하우징(13) 및 로거 케이스(14)에 고정 부분(133, 143)이 형성되어 내공 변위 자동 계측 장치(10)가 예를 들어 터널 바닥면의 정해진 위치에 고정될 수 있도록 한다.
내공 변위 자동 계측 장치(10)는 배터리와 같은 독립 전원에 의하여 구동되거나 외부 전력 공급 유닛에 연결되어 구동될 수 있다. 독립 전원은 고정 하우징(13) 또는 로거 케이스(14)의 내부에 배치될 수 있다. 내공 변위 자동 계측 장치(10)는 예를 들어 15일 또는 30일과 같이 주기적으로 작동되므로 정해진 측정 시각에만 작동될 필요가 있다. 이를 위하여 타이머가 설치될 수 있고, 타이머에 연결되는 자동 온/오프 장치가 배치될 수 있다. 대안으로 데이터 로거 유닛(12)에 설치된 통신 유닛에 의하여 내공 변위 자동 계측 장치(10)의 온/오프가 주기적으로 제어될 수 있다. 데이터 로거 유닛(12)에 저장된 거리 측정 데이터는 통신에 의하여 정해진 서버로 전송될 수 있지만 직접 연결에 의하여 거리 측정 데이터가 수집될 수 있다. 직접 연결에 의한 경우 통신 유닛이 반드시 설치될 필요가 없으므로 이와 같은 경우 타이머가 설치될 필요가 있다. 대안으로 내공 변위 자동 계측 장치(10)은 리모컨에 의하여 작동이 온/오프가 될 수 있다.
고정 하우징(13) 및 로거 케이스(14)는 진동 또는 충격 흡수 구조를 가질 수 있다. 대안으로 진동 또는 충격 흡수 구조를 가진 베이스에 고정될 수 있다. 다양한 구조를 가진 고정 하우징(13) 또는 로거 케이스(14)가 본 발명에 따른 내공 변위 자동 계측 장치(10)에 적용될 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
위에서 설명된 것처럼, 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)는 다양한 신호 전송 각을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 내공 변위 자동 계측 장치에 적용되는 거리 측정 센서의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 거리 측정 센서(111a)는 신호 발생기(211) 및 신호 유도기(212)로 이루어질 수 있고, 신호 발생기(211)로부터 발생된 레이저 빔 또는 마이크로웨이브는 신호 유도기(212)에 의하여 유도되어 터널의 정해진 위치로 신호(LR)를 전송할 수 있다. 신호 유도기(212)는 터널의 내부 벽면에서 반사된 신호를 수신하는 수신 유도기의 기능을 가질 수 있고, 필요에 따라 신호 유도기(212)에 유도 렌즈가 설치될 수 있다.
거리 측정 센서(111a)에 회전 조절 유닛(22)이 설치될 수 있고, 회전 조절 유닛(22)은 고정 브래킷(23)에 고정될 수 있다. 거리 측정 센서(111a)는 회전 조절 유닛(22)을 회전축으로 회전 가능하도록 설치될 수 있고, 원판 형상의 회전 조절 유닛(22)은 고정 브래킷(23)에 형성된 고정 홀에 고정될 수 있다. 다수 개의 고정 브래킷(23)이 고정 하우징(13)의 내부에 선형으로 배치될 수 있고, 각각의 고정 브래킷(23)에 거리 측정 센서(111a)가 회전 조절 유닛(22)에 의하여 회전 가능하도록 고정될 수 있다. 그리고 거리 측정 센서(111a)가 정해진 각도로 조절되면, 거리 측정 센서(111a)는 회전 조절 유닛(22)에 설치된 스토퍼 또는 잠금 유닛에 의하여 회전이 제한될 수 있다.
거리 측정 센서(111a)는 다양한 방법으로 신호 전송 각이 조절될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 내공 변위 계측 장치가 적용된 터널의 실시 예 및 터널 내공 변위 자동 계측 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 터널 내공 변위 자동 계측 방법은 다수 개의 거리 측정 센서로 이루어진 센서 어레이의 배치 위치 및 각각의 거리 측정 센서의 신호 전송 각을 결정하는 단계(P31); 상기 다수 개의 거리 측정 센서의 측정 주기를 결정하는 단계(P32); 상기 측정 주기에 따라 다수 개의 거리 측정 센서에 의하여 터널 내부의 정해진 위치로 신호를 전송하여 거리를 측정하는 단계(P34); 및 상기 정해진 위치의 변위를 산출하는 단계(P37)를 포함할 수 있다. 추가로 내공 변위 자동 계측 방법은 상기 측정의 성공 여부를 탐지하고, 탐지 결과에 따라 상기 신호를 다시 전송하여 측정하는 단계(P35)를 포함할 수 있다.
도 3a에 도시된 것처럼, 다수 개의 거리 측정 센서를 가진 센서 어레이(11)가 터널(31)의 내부면(311)의 중심 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어 열차 터널의 경우 선로(32)에 설치되거나 별도로 바닥면에 설치된 베이스 유닛에 설치될 수 있다. 센서 어레이(11)는 터널의 내부면의 중심 위치에 설치될 수 있지만 이에 제한되지 않고 다양한 위치에 설치될 수 있다.
각각의 거리 측정 센서는 터널 내부면(311)의 서로 다른 위치에 서로 다른 방향을 가진 신호(LR_1 내지 LR_m)를 전송할 수 있다. 그리고 반사 신호를 수신하여 각각의 위치에 대한 거리를 측정할 수 있다. 그리고 각각의 위치에 대한 시간에 따른 변위를 측정하여 터널의 변형 여부를 분석할 수 있다. 센서 어레이(11)가 터널 내부면(311)의 중심 위치에 배치되므로 반사 신호는 다시 센서 어레이(11)로 되돌아온다. 그러나 터널 내부면(111)의 구조에 따라 반사 신호가 센서 어레이(11)로 되돌아오지 않을 수 있다. 이와 같은 경우 터널 내부면(311)에 반사면이 형성될 수 있다(P33). 반사면은 터널 내부면(311)에 부착될 수 있고 센서 어레이(11)를 향하도록 만들어질 수 있다.
측정 과정에서 차량의 이동 또는 열차의 이동으로 인하여 측정이 되지 않을 수 있다. 그러므로 측정 성공 여부가 탐지될 필요가 있다(P35). 만약 측정이 성공하지 못했다면(NO), 다시 측정이 이루어질 수 있다(P34). 이에 비하여 측정이 이루어졌다면 해당 데이터가 데이터 로거 유닛으로 전송될 수 있다.
또한, 필요에 따라 측정 오차가 필터링이 될 수 있다(P36). 예를 들어 다른 거리 측정 센서에서 측정된 값에 비하여 해당 측정 거리 센서의 측정 값이 예상 범위를 벗어나는 경우 해당 거리 측정 센서의 측정값은 오류로 처리될 수 있다. 이와 같은 경우 필요에 따라 해당 거리 측정 센서가 다시 작동될 수 있다.
센서 어레이(11)의 거리 측정은 예를 들어 15 분, 30 분, 2 시간, 15일 또는 30일과 같이 일정한 주기로 이루어질 수 있고, 측정된 값은 측정 시각과 함께 데이터 로거 유닛에 저장될 수 있다. 그리고 데이터 로거 유닛에 저장된 거리 측정 데이터는 별도로 수집되거나 적절한 서버로 전송되어 변위 산출 및 분석에 사용될 수 있다(P37). 거리 측정은 두 가지 방식으로 이루어질 수 있다. 먼저 주기적으로 센서 어레이(11)에 의하여 거리 측정이 되고 저장이 될 수 있다. 필요에 따라 주기적으로 측정된 데이터는 측정 직후 또는 다른 적절한 시기에 다른 저장 매체로 이동되거나 무선 통신으로 터널 관리 서버로 전송될 수 있다. 거리 측정의 다른 방법은 임의의 시각에 요청에 따라 이루어지는 것이다. 무선으로 또는 직접 조작에 의하여 임의의 시각에 거리 측정이 이루어지고, 측정 데이터가 저장된 이후 곧바로 터널 관리 서버로 전송될 수 있다.
다양한 측정 과정이 본 발명에 따른 내공 변위 자동 계측 방법에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 자동 계측 장치는 설치와 유지 및 보수가 용이하고, 일부 센서의 오작동 여부와 관계없이 내공 변위의 측정이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 자동 계측 장치는 환경 변화 또는 주위 분위기의 영향을 받지 않으면서 지하철 터널, 일반 차량 터널 또는 열차 터널과 같이 다양한 종류의 터널에 적용될 수 있도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 자동 계측 방법은 터널 자체에 손상이 없이 임의의 위치에 설치되어 내공 변위의 측정이 가능하도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 터널 내공 변위 자동 계측 장치 11: 센서 어레이
12: 데이터 로거 유닛 13: 고정 하우징
14: 로거 케이스 22: 회전 조절 유닛
23: 고정 브래킷 31: 터널
32: 선로 111_a 내지 111_n: 거리 측정 센서
131: 하우징 덮개 133, 143: 고정 부분
141: 케이스 덮개 211: 신호 발생기
212: 신호 유도기 311: 터널 내부면
LR: 신호 LR_1 내지 LR_m: 신호

Claims (2)

  1. 서로 다른 방향으로 신호를 전송하고 반사된 신호를 수신하여 터널 내부의 정해진 위치에 대한 거리 측정이 가능하도록 선형으로 배치되는 다수 개의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)를 가진 센서 어레이(11);
    센서 어레이(11)가 내부에 선형으로 배치되고, 터널 내부의 정해진 위치에 고정되면서 충격 또는 진동 흡수 구조를 가진 고정 하우징(13);
    고정 하우징(13)의 내부에 선형으로 배치되는 다수 개의 고정 브래킷(23); 및
    각각의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)로부터 수신된 신호의 측정 정보를 처리하여 저장하는 데이터 로거 유닛(12)을 포함하고,
    상기 기준선은 터널의 연장 방향 또는 고정 하우징(13)의 연장 방향이 되고,상기 다수 개의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)는 타이머에 의하여 정해진 시간에 주기적으로 작동되어 시간의 따른 변위의 측정에 의하여 터널의 변형 여부를 분석하고,
    상기 다수 개의 거리 측정 센서((111_a 내지 111_n)는, 상기 다수 개의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)의 각각의 회전 각도를 기준선에 대하여 조절되도록 상기 다수 개의 고정 브래킷(23)에 형성된 고정 홀에 고정되는 원판 형상의 회전 조절 유닛(22) 및 상기 회전 조절 유닛(22)의 회전을 제한하기 위한 스토퍼 또는 잠금 유닛을 각각 포함하고,
    상기 데이터 로거 유닛(12)은 로거 케이스(14)의 내부에 배치되고, 상기 고정 하우징(13) 및 상기 로거 케이스(14)는 분리 격벽에 의하여 분리되면서 각각 하우징 덮개(131) 및 케이스 덮개(141)를 가지는 것을 특징으로 하는 터널 내공 변위 자동 계측 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 다수 개의 거리 측정 센서(111_a 내지 111_n)는 레이저 센서가 데이터 로거 유닛(12)에 설치된 통신 유닛에 의하여 온/오프가 주기적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 터널 내공 변위 자동 계측 장치.

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