KR20190088592A - 막구조물의 막 장력 모니터링 방법 - Google Patents

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손수덕
진상욱
곽의신
이돈우
하현주
최서원
최규철
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 원격지에서 주기적으로 막 구조물의 막 장력을 상시 모니터링할 수 있도록 하는 막 장력 모니터링 장치 및 그를 이용한 막 장력 모니터링 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 막 구조물의 막 장력 모니터링 장치는, 막 구조물의 골조에 고정되어 막재의 막면에서 막 장력을 측정하는 다수의 막 장력 측정기; 다수의 막 장력 측정기와 유무선으로 접속되어 측정명령 및 측정된 막 장력 측정값을 송수신하기 위한 통신부; 다수의 막 장력 측정기에 대응되도록 각각 측정된 막 장력 측정값을 저장하는 저장부; 다수의 막 장력 측정기를 등록하여 측정주기 및 측정순서를 설정하여 통신부를 통해 측정명령을 송신하고, 통신부를 통해 입력되는 막 장력 측정값을 저장부에 저장하며, 막 장력 측정값에 따라 알람을 발생시키는 통합제어부; 통합제어부의 작동상태 및 측정된 막 장력 측정값을 표시하는 표시부; 통합제어부에서 발생되는 알람을 출력하기 위한 알람부; 및 막 장력 측정기를 통합제어부에 등록하고, 통합제어부의 작동을 설정을 입력하는 입력부를 포함한다.

Description

막 구조물의 막 장력 모니터링 장치 및 그를 이용한 막 장력 모니터링 방법{Apparatus for monitoring tension of membrane and monitoring method using the same}
본 발명은 원격지에서 주기적으로 막 구조물의 막 장력을 상시 모니터링할 수 있도록 하는 막 장력 모니터링 장치 및 그를 이용한 막 장력 모니터링 방법에 관한 것이다.
막 구조물이란 코팅된 직물로 구성된 가벼운 막재를 기붕 구조재로 사용한 구조물로 스포츠 시설, 문화시설 등에 폭넓게 사용되고 있다. 종래에는 주로 박람회, 파빌리온 등의 가설 건축물에 사용되어 왔는데 막 재료의 발전과 컴퓨터를 이용한 설계기술의 발전, 시공기술의 향상 등에 따라 영구 건축물로서의 기능이 충족되어 대규모 경기장, 문화시설, 쇼핑센터 등 다양한 시설물에 그 이용이 증대되고 있다.
막 구조는 크게 텐트 타입과 공기막 타입으로 구분할 수 있고, 텐트 타입은 다시 골조 막 구조와 현수 막 구조로 구분할 수 있다. 골조 막 구조는 골조 위에 막을 형성하는 구조방식으로 막면의 안정과 외력에 저항하기 위해 골조와 막의 연결부분에 초기장력을 준다. 현수 막 구조는 막면에 직접 초기장력을 주는 구조방식으로 구조의 안정성은 이 초기장력에 의해 주어지며 장력비에 의해 곡면이 결정된다.
이들 막 구조에서는 연성의 막재에 초기장력을 주어 강성을 증대으로서 외부하중에 대하여 안정된 형태를 유지하게 된다. 그러나 막재에 부여된 초기강성은 시간이 경과함에 따라 저하될 수 있고 그에 따라 여러 가지 구조적인 문제를 야기할 수 있다. 특히 장력이 크게 저하되어 막에 주름이나 펄럭임이 발생할 경우 막면에 치명적인 손상을 주게 된다. 이 때문에, 건축물의 준공 후에도 막재에 부여되어 있는 장력을 파악하는 것은 장기간에 걸쳐 막재를 최적의 상태로 유지 관리하는데 있어서 중요한 사항이다. 따라서 막재의 장력을 측정할 수 있는 다양한 막 장력 측정장치가 개발되어 왔다.
막 장력 측정장치의 일례로 공개특허 제10-2009-0126626호 "막 장력 측정장치"가 있다.
이 발명은 설치된 멤브레인의 표면을 가압함에 따라 멤브레인으로부터 발생되는 반력에 의해 멤브레인의 장력을 검출하는 검출부재, 멤브레인의 표면에 검출부재의 접촉을 유지하도록 검출부재를 지지하는 압접지그 및 검출부재를 압접지그에 고정하기 위한 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
막 장력 측정장치의 다른 예로 등록특허 제10-1281558호 "막 장력 측정 시스템"이 있다.
이 발명은 막의 장력 측정시, 작업자가 막 장력 측정 장치의 오른쪽 손잡이로 가하는 압력과 왼쪽 손잡이로 가하는 압력을 확인할 수 있음으로써, 막 장력 측정 장치가 막으로 균등한 압력을 가할 수 있도록 하는 막 장력 측정시스템에 관한 것으로, 오른쪽 손잡이로 가하는 압력과 왼쪽 손잡이로 가하는 압력을 화면에 디스플레이시킴과 아울러 화면에 디스플레이된 오른쪽 손잡이의 압력과 왼쪽 손잡이의 압력을 무선통신을 통해 스마트폰으로 전송시키는 막 장력 측정 장치와; 상기 막 장력 측정 장치와 무선통신을 통해 연결되어 상기 막장력 측정 장치의 화면에 디스플레이된 오른쪽 손잡이로 가하는 압력과 왼쪽 손잡이로 가하는 압력을 수신받아 화면에 디스플레이시키는 스마트폰을 포함한다.
그러나 이들 막 장력 측정장치는 기존에 설치된 막 구조물의 장력을 쉽게 측정할 수 있다는 장점은 있으나, 작업자가 장치를 휴대하고 고공에서 측정해야 하므로 측정이 번거롭고 더구나 위험하다는 문제점이 있다.
특허문헌 1 : 공개특허 제10-2009-0126626호 "막 장력 측정장치" 특허문헌 2 : 등록특허 제10-1281558호 "막 장력 측정 시스템"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 막 구조물에 막 장력을 측정하기 위한 막 장력 측정기를 다수 설치한 후 원격지에서 주기적으로 모니터링할 수 있도록 하는 막 장력 모니터링 장치 및 이를 이용한 막 장력 모니터링 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 막 구조물의 막 장력 모니터링 장치는, 막 구조물의 골조에 고정되어 막재의 막면에서 막 장력을 측정하는 다수의 막 장력 측정기; 다수의 막 장력 측정기와 유무선으로 접속되어 측정명령 및 측정된 막 장력 측정값을 송수신하기 위한 통신부; 다수의 막 장력 측정기에 대응되도록 각각 측정된 막 장력 측정값을 저장하는 저장부; 다수의 막 장력 측정기를 등록하여 측정주기 및 측정순서를 설정하여 통신부를 통해 측정명령을 송신하고, 통신부를 통해 입력되는 막 장력 측정값을 저장부에 저장하며, 막 장력 측정값에 따라 알람을 발생시키는 통합제어부; 통합제어부의 작동상태 및 측정된 막 장력 측정값을 표시하는 표시부; 통합제어부에서 발생되는 알람을 출력하기 위한 알람부; 및 막 장력 측정기를 통합제어부에 등록하고, 통합제어부의 작동을 설정을 입력하는 입력부를 포함한다.
여기서, 막 장력 측정기는, 막재의 막면에 접촉 가능한 직사각형 프레임체; 프레임체에 장착되어 프레임체에 의해 둘러싸여진 막재의 일부분에 대해여 평행하게 음파를 발생하는 음파 발생장치; 프레임체에 장착되어 음파에 의해 막재의 일부분에 발생하는 진동을 검출하는 진동 검출장치; 프레임체에 장착되어 측정명령에 따라 음파 발생장치와 진동 검출장치를 작동시켜 진동 검출장치에서 검출되는 진동 데이터에 의거하여 막 장력을 연산하여 출력하는 측정제어부; 측정명령을 입력받아 측정제어부에 전달하고, 측정제어부에서 출력되는 막 장력 측정값을 전송하는 무선모듈; 및 막재의 막면에 프레임체의 접촉상태가 유지되도록 골조에 고정시키는 고정체;를 포함한다.
또한, 음파 발생 장치는, 전기 신호에 의거하여 음파를 발생하는 플랫 패널을 구비한 플랫 패널 스피커가 될 수 있다.
또한, 측정제어부는, 측정명령에 따라 음파 발생장치를 작동시켜 음파를 발생시킨 후 진동 검출장치를 작동시켜 막재의 일부분에 발생하는 진동을 검출하여 검출된 진동 데이터에 의거하여 막 장력을 연산하여 막 장력 측정기의 고유ID와 함께 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 막 구조물의 막 장력 모니터링 방법은, 통합제어부가 통신부로부터 다수의 막 장력 측정기의 고유ID를 입력받아 등록하는 단계; 통합제어부가 등록된 막 장력 측정기에 대해 측정순서를 설정하는 단계; 통합제어부가 측정순서에 따라 막 장력 측정기로 측정명령을 송신하는 단계; 통합제어부가 막 장력 측정기로부터 측정된 막 장력 측정값과 막 장력 측정기의 고유ID를 입력받아 저장부에 저장하는 단계; 및 통합제어부가 저장부에 저장하는 막 장력 측정값을 표시부를 통해 디스플레이 하는 단계를 포함한다.
여기서, 통합제어부는 막 장력 측정값과 설정값을 비교하여 알람을 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 막 장력 측정기의 측정제어부는 고유ID를 무선모듈을 통해 전송하는 단계; 측정제어부가 고유ID의 등록상태에 따라 측정준비 대기상태를 유지하는 단계; 측정제어부가 측정준비 대기상태에서 측정명령이 입력된 경우 막 장력을 측정하는 단계; 및 측정제어부가 막 장력 측정값을 고유ID와 함께 무선모듈을 통해 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 막 장력을 측정하는 단계는, 측정제어부가 음파 발생장치를 작동시키는 단계; 측정제어부가 음파 발생장치를 작동시킨 후 설정시간이 경과하면 진동 검출장치를 작동시키는 단계; 및 측정제어부가 진동 검출장치로부터 막재의 일부분에 발생하는 진동 데이터에 의거하여 막 장력을 연산하여 막 장력을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 막 장력의 모니터링 장치 및 그 제어방법은 막 구조의 구조물에 막 장력을 측정하기 위한 막 장력 측정부를 다수 설치한 후 원격지에서 주기적으로 구조물의 상태를 상시 모니터링 할 수 있도록 함으로써 막 장력 측정을 위해 작업자가 구성품을 들고 높은 곳이나 작업환경이 나쁜 곳으로 이동하지 않고 고정적으로 설치된 상태에서 안전하게 막체의 적정성을 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 장치를 나타낸 블록 다아이그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 장치에서 막 장력 측정기의 설치상태를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 장치에서 막 장력 측정기의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 장치에서 막 장력 측정기의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 장치에서 막 장력 측정기의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 방법에서 막 장력 측정기의 작동을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 막 장력 모니터링 장치 및 그를 이용한 막 장력 모니터링 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 장치를 나타낸 블록 다이아그램이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 장치에서 막 장력 측정기의 설치상태를 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 장치는 막 장력 측정기(100), 통신부(120), 저장부(170), 통합제어부(140), 표시부(150), 알람부(130) 및 입력부(160)를 포함한다.
막 장력 측정기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 막 구조물(1)의 구조체(3)에 고정되어 막체(2)의 막면(4)에서 막 장력을 측정한다.
이때 막 장력 측정기(100)는 고정체(110)를 통해 막 구조물(1)을 이루는 골조(3)에 고정시켜 막 구조물(1)의 막 장력을 측정할 수 있도록 설치된다.
통신부(120)는 막 장력 측정기(100)와 유무선으로 연결되어 막 장력 측정기(100)에 측정명령을 전송하거나, 막 장력 측정기(100)로부터 측정된 막 장력 측정값을 수신한다.
저장부(170)는 막 장력 측정기(100)에서 측정된 막 장력 측정값을 저장한다. 이때 막 장력 측정기(100)가 다수인 경우 막 장력 측정기(100)의 고유ID와 함께 측정된 막 장력 측정값을 저장함으로써 막 장력 측정기(100)의 설치 위치에 따라 막 장력의 적정성을 분석할 수 있도록 한다.
통합제어부(140)는 모니터링 하고자 하는 막 장력 측정기(100)를 등록하여 측정주기 및 측정순서를 설정하여 통신부(120)를 통해 측정명령을 송신하고, 통신부(120)를 통해 입력되는 막 장력 측정값을 저장부(170)에 저장한다. 그리고, 막 장력 측정값과 막 장력의 안정성을 판단하기 위해 설정된 설정값과 비교하여 알람을 발생시켜 막 구조물의 상태를 경고할 수 있다.
표시부(150)는 통합제어부(140)의 작동상태 및 측정된 막 장력 측정값을 표시하여 모니터링 할 수 있도록 한다. 이때 막 장력 측정기(100)가 다수인 경우 각각 구분하여 표시할 수 있다.
알람부(130)는 통합제어부(140)에서 발생되는 알람을 출력하여 막 구조물(1)의 막 장력이 정상 설정값에서 벗어났음을 경고하여 지속적으로 관리하여 보수할 수 있도록 한다.
입력부(160)는 통합제어부(140)에서 막 장력 측정기(100)에 측정명령을 전송하고, 막 장력 측정기(100)로부터 측정된 막 장력 측정값을 입력받아 모니터링 할 수 있도록 막 장력 측정기(100)를 통합제어부(140)에 등록하는 절차를 수행할 수 있도록 하며, 통합제어부(140)의 작동을 위해 설정값을 입력하거나 막 장력의 측정주기를 설정하고, 막 장력을 측정하기 위한 막재(2)의 단위 면적당 질량(k)(/)의 값 등 측정 대상이 되는 막재(2)의 종류와 초기 조건을 입력하며, 표시부(150)에 표시되는 막 장력 측정값을 모니터링 하기 위한 각종 조작을 할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 장치에 적용되는 막 장력 측정기의 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 장치에 적용되는 막 장력 측정기의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력의 모니터링 장치에 적용되는 막 장력 측정기의 측면도이다.
도 1과, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 막 장력 측정기(100)는, 프레임체(5), 음파 발생장치(17), 진동 검출장치(24), 측정제어부(40), 무선모듈(57) 및 고정체(110)를 포함한다.
막 구조물(1)의 막재(2)에는 그 면 방향에서 직교하는 2방향(x, y 방향)으로 각각 똑같은 장력(Tx, Ty)(N/)이 부여되어 있다. 따라서 막재(2)에 대한 장력(Tx, Ty)으로 인해 막재(2)는 소정 형상으로 유지하여 구조물(1)을 이루게 됨과 아울러 바람이나 눈 등의 하중에 저항하기 위한 강성이 주어져 있다.
프레임체(5)는 막재(2)에 부여되어 있는 장력(Tx, Ty)을 측정하기 위해 막재(2)의 막면(4)에 접촉 가능한 직사각형으로 구성될 수 있다. 즉, 막재(2)에 직교하도록 연직 방향으로 연장되는 축심(6)을 갖는 단척의 직사각형의 통 형상으로 구성될 수 있다.
음파 발생장치(17)는 프레임체(5)에 장착되어 프레임체(5)에 의해 둘러싸여진 막재(2)의 직사각형의 일부분(2a)을 향하여 음파(16)를 발생하는 것으로, 본 실시예에서는 음파 발생장치(17)를 플랫 패널 스피커로 구성할 수 있다.
음파 발생장치(17)는 브래킷(11)에 지지되어 프레임체(5)의 내부 공간(18)의 상단을 따라 연장되고, 그 하방의 막재(2)의 일부분(2a)을 향하여 개구되는 하우징(19)과, 하우징(19)의 개구를 폐쇄하도록 하우징(19)에 장착되어 있는 직사각형의 플랫 패널(20), 및 하우징(19) 내에서 플랫 패널(20)의 상면측에 설치되는 진동 소자(21)를 구비할 수 있다.
이때 진동 소자(21)는 외부로부터의 전기 신호에 의해 진동하고, 이 진동이 플랫 패널(20)에 전달됨에 따라 플랫 패널(20)에서 음파(16)가 발생된다. 이렇게 발생된 음파(16)의 에너지에 의해 막재(2)의 일부분(2a)을 진동시키게 된다.
진동 검출장치(24)는 레이저 도플러 진동계로써, 막재(2)의 일부분(2a)의 진동을 비접촉으로 검출한다. 진동 검출장치(24)는 브래킷(11)에 지지되어 프레임체(5)의 내부 공간(18)에 배치된다.
진동 검출장치(24)는 막재(2)의 일부분(2a)의 근방에 배치됨과 아울러 축심(6) 상에서 막체(2)의 일부분(2a)과 음파 발생장치(17) 사이에 배치되는 센서 헤드(25), 및 이 센서 헤드(25)와 전기적으로 접속되는 앰프 유닛(26)을 구비할 수 있다. 따라서, 진동 검출장치(24)가 검출하는 진동 검출 데이터에 기초하여 장력(Tx, Ty)을 전자적으로 연산하게 된다.
측정제어부(40)는 프레임체(5)의 상단부에 가설됨과 아울러, 이 상단부에 체결구(30)에 의해 고착되는 하우징(31)을 구비하여 측정명령에 따라 음파 발생장치(17)와 진동 검출장치(24)를 작동시켜 진동 검출장치(24)에서 검출되는 진동 데이터에 의거하여 막 장력을 연산하여 출력한다.
이때 측정제어부(40)는 막 장력을 측정하기 위한 막재(2)의 단위 면적당 질량(k)(/)의 값 및 측정 대상이 되는 막재(2)의 종류와 초기 조건을 입력받아 저장하여 막 장력을 연산하게 된다.
또한, 측정제어부(40)는 막 장력 측정값과 더불어 막 장력 측정기(100)의 고유ID를 함께 출력한다.
무선모듈(57)은 하우징(31) 내부에 구비되어 무선으로 통신부(120)와 접속되어, 측정제어부(40)에서 연산된 연산결과 등의 측정데이터를 모니터링 할 수 있도록 전송하고, 통합제어부(140)로부터 측정명령을 입력받아 측정제어부(40)에 전달한다.
또한, 막 장력 측정기(100)에 전력 공급을 온오프시키기 위한 전원스위치(36)와, 측정제어부(40)의 작동을 개시시키기 위한 스타트 스위치(52)를 포함할 수 있다.
고정체(110)는 막 구조물(1)을 이루는 구조체(3)에 고정되어 막재(2)의 막면(4)에 프레임체(5)의 접촉상태가 유지되도록 고정하여 막 구조물(1)의 막 장력을 측정할 수 있도록 한다.
예를 들어, 고정체(110)로써 클램프를 통해 구조체(3)에 막 장력 측정기(100)가 안정적으로 고정되도록 체결할 수 있는 것으로, 본 발명에서는 그 형태를 제한하지 않고 어떠한 것이라도 막 장력 측정기(100)가 막 장력을 상시 측정할 수 있도록 고정시킬 수 있는 구조라면 가능하다.
이와 같이 막 장력의 모니터링 장치는 막 구조물(1)의 골조(3)에 고정된 다수의 막 장력 측정기(100)를 등록한 통합제어부(140)가 측정순서에 따라 통신부(120)를 통해 측정명령을 송신한 후 수신되는 막 장력 측정값을 저장부(170)에 저장하고, 이를 표시부(150)를 통해 표시함으로써 막 구조물(1)의 장력을 상시 모니터링 할 수 있도록 한다. 또한, 안전 기준에 따른 설정값과 막 장력 측정값을 비교하여 설정값에 미치지 못할 경우 알람을 발생시켜 막 구조물(1)의 안전상태를 바로 인지하여 조치를 취할 수 있도록 한다.
한편, 막 장력 측정기(100)는 통합제어부(140)로부터 측정명령이 무선모듈(57)을 통해 입력될 경우 측정제어부(40)가 음파 발생장치(17)를 작동시켜 음파(16)를 발생시킨 후, 진동 검출장치(24)를 통해 음파(16)에 의해 막재(2)의 일부분(2a)에 발생하는 진동을 검출하여, 검출된 진동 데이터에 의거하여 막 장력(Tx, Ty)을 연산하고, 연산결과를 포함하는 막 장력 측정값과 고유ID를 무선모듈(57)을 통해 전송한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 막 장력 모니터링 장치에 따르면, 막 구조의 구조물에 막 장력을 측정하기 위한 막 장력 측정기를 다수 설치한 후 원격지에서 주기적으로 구조물의 상태를 상시 모니터링 할 수 있도록 함으로써 막 장력 측정을 위해 작업자가 구성품을 들고 높은 곳이나 작업환경이 나쁜 곳으로 이동하지 않고 고정적으로 설치된 상태에서 안전하게 막재의 적정성을 관리할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 방법에서는 먼저, 통합제어부(140)가 통신부(120)로부터 다수의 막 장력 측정기(100)의 고유ID를 입력받아 등록한다(S10).
이때 입력부(160)를 통해 입력된 고유ID에 대응되도록 막 장력 측정기(100)의 위치를 설정하여 등록할 수도 있고, 막 장력 측정기(100)를 통해 측정하고자 하는 막재(2)의 단위 면적당 질량(k)(/)의 값 및 측정 대상이 되는 막재(2)의 종류와 초기 조건을 입력받을 수도 있다.
이후 통합제어부(140)는 등록된 막 장력 측정기(100)에 대해 측정주기에 따라 측정순서를 설정한다(S12).
그런 다음, 측정순서에 따라 통합제어부(140)는 해당 막 장력 측정기(100)에 측정명령을 송신한다(S14).
이와 같이 통합제어부(140)는 막 장력 측정기(100)에 측정명령을 송신한 후 통신부(120)를 통해 막 장력 측정기(100)로부터 고유ID와 막 장력 측정값을 수신한다(S16).
이렇게 수신된 막 장력 측정값은 고유ID를 기반으로 저장부(170)에 저장된다(S18).
또한, 통합제어부(140)는 막 장력 측정값을 표시부(150)를 통해 디스플레이 함으로써 막 구조물(1)의 막 장력을 상시 모니터링 할 수 있도록 한다(S20).
이때 통합제어부(140)는 막 장력 측정값과 안전 기준에 따른 설정값을 비교한다(S22).
S22 단계에서 막 장력 측정값과 설정값을 비교하여 막 장력 측정값이 설정값 미만일 경우, 통합제어부(140)는 알람을 발생시켜 막 구조물의 막체에 장력변화가 일어났음을 인지할 수 있도록 한다(S24).
이후 통합제어부(140)는 모니터링이 오프되었는지 판단하여 오프된 경우 종료되지만, 오프되지 않은 경우 통합제어부(140)는 S14단계로 회귀하여 지속적으로 막 구조물(1)의 장력을 측정한다.
또한, S22 단계에서 막 장력 측정값과 설정값을 비교하여 막 장력 측정값이 설정값 이상일 경우, 통합제어부(140)는 S14 단계로 회귀하여 지속적으로 막 구조물(1)의 장력을 측정한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 장력 모니터링 법에서 막 장력 측정기의 작동을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 막 장력 측정기에서는 먼저, 전원스위치(36)가 온 되어 전원이 공급된 후 되고, 스타트 스위치(52)가 온 되어 측정제어부(40)의 작동이 개시되면, 측정제어부(40)가 고유ID를 전송하여 막 장력 측정기(100)를 막 장력의 모니터링 장치에 등록한다(S30).
이후 측정제어부(40)는 통합제어부(140)에 고유ID를 등록한 후 측정준비 대기상태를 유지하면서 통합제어부(140)로부터 측정순서에 따라 측정명령이 입력되기를 대기한다(S32).
이와 같이 대기상태에서 측정제어부(40)는 측정명령이 입력되었는지 비교한다(S34).
S34 단계에서 측정명령이 입력된 경우 측정제어부(40)는 막 장력을 측정한다(S36).
즉, 측정제어부(40)는 통합제어부(140)로부터 측정명령이 무선모듈(57)을 통해 입력될 경우 음파 발생장치(17)를 작동시켜 음파(16)를 발생시킨 후, 설정시간이 경과하면 진동 검출장치(24)를 작동시켜 음파(16)에 의해 막체(2)의 일부분(2a)에 발생하는 진동을 검출하여, 검출된 진동 데이터에 의거하여 연산하여 막 장력(Tx, Ty)을 측정한다.
이후 측정제어부(40)는 막 장력 측정기(100)의 고유ID와 함께 막 장력 측정값을 무선모듈(57)을 통해 통합제어부(140)에 전송한다(S38).
이후 측정제어부(40)는 전원스위치(36)의 오프상태를 비교한다(S40). S40 단계에서 전원스위치(36)의 오프상태를 비교한 결과 전원스위치(36)가 오프상태이면 종료되고, 전원스위치(36)가 온상태를 유지할 경우 S32 단계로 회귀하여 측정준비 대기상태를 유지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 막 장력 모니터링 방법에 따르면, 막 구조의 구조물에 막 장력을 측정하기 위한 막 장력 측정기를 다수 설치한 후 원격지에서 주기적으로 구조물의 상태를 상시 모니터링 할 수 있도록 함으로써 막 장력 측정을 위해 작업자가 구성품을 들고 높은 곳이나 작업환경이 나쁜 곳으로 이동하지 않고 고정적으로 설치된 상태에서 안전하게 막재의 적정성을 관리할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 막 구조물 2 : 막재
3 : 구조체 4 : 막면
5 : 프레임체 6 : 축심
11 : 브래킷 16 : 음파
17 : 음파 발생장치 18 : 내부 공간
19 : 하우징 20 : 플랫 패널
21 : 진동소자 24 : 진동 검출장치
25 : 센서 헤드 26 : 앰프 유닛
30 : 체결구 31 : 하우징
36 : 전원스위치 40 : 측정제어부
52 : 스타트스위치 57 : 무선모듈
100 : 막 장력 측정기 110 : 고정체
120 : 통신부 130 : 알람부
140 : 통합제어부 150 : 표시부
160 : 입력부 170 : 저장부

Claims (8)

  1. 막 구조물의 골조에 고정되어 막재의 막면에서 막 장력을 측정하는 다수의 막 장력 측정기;
    상기 다수의 막 장력 측정기와 유무선으로 접속되어 측정명령 및 측정된 막 장력 측정값을 송수신하기 위한 통신부;
    상기 다수의 막 장력 측정기에 대응되도록 각각 측정된 상기 막 장력 측정값을 저장하는 저장부;
    상기 다수의 막 장력 측정기를 등록하여 측정주기 및 측정순서를 설정하여 상기 통신부를 통해 상기 측정명령을 송신하고, 상기 통신부를 통해 입력되는 상기 막 장력 측정값을 상기 저장부에 저장하며, 상기 막 장력 측정값에 따라 알람을 발생시키는 통합제어부;
    상기 통합제어부의 작동상태 및 측정된 상기 막 장력 측정값을 표시하는 표시부;
    상기 통합제어부에서 발생되는 알람을 출력하기 위한 알람부; 및
    상기 막 장력 측정기를 상기 통합제어부에 등록하고, 상기 통합제어부의 작동을 설정을 입력하는 입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 구조물의 막 장력 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 막 장력 측정기는,
    상기 막재의 상기 막면에 접촉 가능한 직사각형 프레임체;
    상기 프레임체에 장착되어 상기 프레임체에 의해 둘러싸여진 상기 막재의 일부분에 대해여 평행하게 음파를 발생하는 음파 발생장치;
    상기 프레임체에 장착되어 음파에 의해 상기 막재의 일부분에 발생하는 진동을 검출하는 진동 검출장치;
    상기 프레임체에 장착되어 상기 측정명령에 따라 상기 음파 발생장치와 상기 진동 검출장치를 작동시켜 상기 진동 검출장치에서 검출되는 진동 데이터에 의거하여 막 장력을 연산하여 출력하는 측정제어부;
    상기 측정명령을 입력받아 상기 측정제어부에 전달하고, 상기 측정제어부에서 출력되는 상기 막 장력 측정값을 전송하는 무선모듈; 및
    상기 막재의 상기 막면에 상기 프레임체의 접촉상태가 유지되도록 상기 골조에 고정시키는 고정체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 구조물의 막 장력 모니터링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 음파 발생 장치는,
    전기 신호에 의거하여 음파를 발생하는 플랫 패널을 구비한 플랫 패널 스피커인 것을 특징으로 하는 막 구조물의 막 장력 모니터링 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 측정제어부는,
    상기 측정명령에 따라 상기 음파 발생장치를 작동시켜 음파를 발생시킨 후 상기 진동 검출장치를 작동시켜 상기 막재의 일부분에 발생하는 진동을 검출하여 검출된 진동 데이터에 의거하여 막 장력을 연산하여 상기 막 장력 측정기의 고유ID와 함께 출력하는 것을 특징으로 하는 막 구조물의 막 장력 모니터링 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 막 구조물의 막 장력 모니터링 장치를 이용한 막 장력 모니터링 방법에 있어서,
    통합제어부가 통신부로부터 다수의 막 장력 측정기의 고유ID를 입력받아 등록하는 단계;
    상기 통합제어부가 등록된 상기 막 장력 측정기에 대해 측정순서를 설정하는 단계;
    상기 통합제어부가 측정순서에 따라 상기 막 장력 측정기로 측정명령을 송신하는 단계;
    상기 통합제어부가 상기 막 장력 측정기로부터 측정된 막 장력 측정값과 상기 막 장력 측정기의 상기 고유ID를 입력받아 저장부에 저장하는 단계; 및
    상기 통합제어부가 상기 저장부에 저장하는 상기 막 장력 측정값을 표시부를 통해 디스플레이 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 구조물의 막 장력 모니터링 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 통합제어부가 상기 막 장력 측정값과 설정값을 비교하여 알람을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막 구조물의 막 장력 모니터링 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 막 장력 측정기의 측정제어부가 상기 고유ID를 무선모듈을 통해 전송하는 단계;
    상기 측정제어부가 상기 고유ID의 등록상태에 따라 측정준비 대기상태를 유지하는 단계;
    상기 측정제어부가 상기 측정준비 대기상태에서 상기 측정명령이 입력된 경우 막 장력을 측정하는 단계; 및
    상기 측정제어부가 상기 막 장력 측정값을 상기 고유ID와 함께 상기 무선모듈을 통해 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 구조물의 막 장력 모니터링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 막 장력을 측정하는 단계는,
    상기 측정제어부가 음파 발생장치를 작동시키는 단계;
    상기 측정제어부가 상기 음파 발생장치를 작동시킨 후 설정시간이 경과하면 진동 검출장치를 작동시키는 단계; 및
    상기 측정제어부가 상기 진동 검출장치로부터 막체의 일부분에 발생하는 진동 데이터에 의거하여 막 장력을 연산하여 막 장력을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 구조물의 막 장력 모니터링 방법.
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