KR20200002525A - 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치 - Google Patents

유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강연선으로 이루어진 대상물에 거치되어 상기 대상물에 분산성(Dispersion)을 갖는 유도초음파를 발진하고, 상기 대상물을 통하여 전달되는 유도초음파를 수신하여 상기 대상물에 가해지는 긴장력(Tensile force)를 측정하기 위한 센서모듈부와 상기 센서모듈부를 통하여 상기 대상물로부터 수신된 유도초음파의 신호를 측정하고, 측정된 상기 신호를 주파수영역의 스펙트럼으로 변환하는 신호처리부 및 상기 신호처리부에서 변환된 주파수영역의 스펙트럼을 분석하여 상기 대상물의 긴장력을 산출하는 스펙트럼 진단부를 포함하고, 상기 센서모듈부는, 상기 대상물의 외주면에 거치되도록 형성되는 센서부와 전자석을 이용하여 인가되는 전류에 따라 상기 센서부에 자기력을 제공하는 자기부를 포함하여 상기 대상물의 자기변형(MS, Magnetostriction) 원리를 이용하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 강연선의 긴장력 측정 장치를 제공한다.
상기한 바에 따르면 유도초음파의 분산특성을 이용하여 긴장력을 측정함으로써 측정대상인 케이블 또는 텐던을 비파괴적인 방식으로 진단 및 모니터링 할 수 있으며, 또한 노출 강연선에 대해서는 탈부착 되도록 거치되는 방식을 채택할 수 있어 기 설치된 강연선 구조물에 대해서도 긴장력 측정이 용이하다.

Description

유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치{MOUNTING TYPE APPARATUS FOR MEASURING TENSILE FORCE OF STEEL WIRES USING ULTRASONIC GUIDED WAVES}
본 발명은 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유도초음파와 EMAT를 이용하고 피치-캐치(Pitch-catch) 방식 또는 펄스-에코(Pulse-Echo) 방식을 통하여 강연선으로 이루어진 현수교, 사장교, 라멘교, 복합교와 같은 교량의 주케이블 또는 헹어 케이블과 같이 콘크리트 구조물 내 힘이 작용하는 케이블 또는 텐던 상에 작용하는 긴장력을 정확하고 용이하게 측정, 진단 및 지속적으로 모니터링 할 수 있는 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유도초음파란 평판에 적용하던 판파의 기술을 배관 등에 응용하여 발전시킨 것으로, 배관과 같은 구조물의 기하학적 구조를 따라 길이 방향으로 전파하는 초음파 진동의 형태를 말한다.
이러한 유도초음파는 특정 매질을 거쳐 주파수 스펙트럼이 변화하게 되는 분산특성을 나타내게 되는데, 이 때문에 이러한 분산특성의 수치를 잘 이용할 경우 실용적이고 현실적인 다양한 의미 있는 수치들을 도출해낼 수 있는 장점이 있다.
한편, 현수교, 사장교, 라멘교, 복합교와 같은 교량의 지지용 주 케이블 또는 헹어케이블과, 하중 지지용 와이어 로프 또는 사면 보강재 또는 힘이 작용하는 모든 콘크리트 구조물 내 케이블 또는 텐던의 경우 주로 강연선으로 이루어져 있으며, 이러한 강연선은 긴장력이 항상 작용하고 있는 만큼 구조물의 건전성 등을 위하여 진단 및 모니터링이 필요하다.
이에, 상기한 강연선의 긴장력을 포함하는 구조물의 건전성 등을 진단 및 모니터링하기 위하여 상기한 분산특성을 갖는 유도초음파를 이용한 방법이 연구되고 있다.
한편, 상기의 문제점을 해결하기 위한 종래기술들이 등장하였는데, 이중 대한민국 등록특허 제 10-1716717호 “전자기 초음파 탐촉자를 이용한 저유탱크 용접부 결함 검사용 로봇” 은 상기 로봇 본체의 양측에 구비되고, 상기 로봇 본체가 피검체인 저유탱크에 달라붙어 이동할 수 있게 하는 자석바퀴와 상기 로봇 본체의 후면 일 측에 구비되고 상기 저유탱크와 접촉하며, 상기 저유탱크의 용접부로 특정 파형을 송신하는 EMAT 송신부와 상기 EMAT 송신부와 소정간격 이격되도록 상기 로봇 본체의 후면 타 측에 구비되고, 상기 저유탱크와 접촉하며 상기 용접부를 통해 전달되는 특정 파형을 수신하여 전기신호를 출력하는 EMAT 수신부와 상기 EMAT 송신부와 상기 저유탱크가 접촉되도록 상기 EMAT 송신부를 수용하는 송신부 수용부와 상기 EMAT 수신부와 상기 저유탱크가 접촉되도록 상기 EMAT 수신부를 수용하는 수신부 수용부와 상기 송신부 수용부와 상기 수신부 수용부가 소정간격 이격되도록 상기 송신부 수용부와 상기 수신부 수용부를 연결하는 송수신부 연결부를 포함하는 송수신부 케이스 및 상기 로봇 본체 내부에 구비되고 미리 설정된 결함 데이터를 저장하며, 상기 EMAT 수신부의 전기신호와 상기 결함 데이터를 비교하여 결함발생 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 송수신부 연결부는 상기 로봇 본체가 이동될 때, 상기 용접부 상에서 상기 용접부와 서로 접촉하지 않으며 이동하게 하며, 플렉시블(flexible) 재질이 이용되며, 상기 송신부 수용부와 상기 수신부 수용부가 하방으로 탄성을 가져, 상기 저유탱크에 밀착 되게 하며, 상기 EMAT 송신부 상기 EMAT 수신부는 각각 코일에 자기력을 제공하며, 서로 인접하여 구비되는 복수개의 영구자석 및 상기 영구자석들의 하부에 위치하고, 전류가 인가되면, 상기 영구자석의 자기력에 의해 EMAT를 발진시키는 코일을 포함하고, 상기 영구자석들은 인접하는 영구자석의 극성이 서로 다르게 배열되는 것을 특징으로 하는 용접부 결함 검사용 로봇을 소개하고 있다.
그러나, 종래에는 상기한 과정에서 유도초음파 신호의 세기를 실용적으로 측정하기가 어려웠으며, 측정하더라도 비용 또는 시간이 매우 많이 투입되는 문제점이 있었으며, 또한 초음파가 강연선을 따라 제대로 유도되지 않고 왜곡된 신호의 세기가 수신되거나 수신된 신호의 주파수 스펙트럼을 분석하기가 어려워 이를 긴장력 수치에 대응되는 유의미한 값으로 도출해내기가 복잡하고 어려운 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1716717호
본 발명은, 피치-캐치(Pitch-catch) 방식 또는 펄스-에코(Pulse-Echo) 방식을 이용하여 유도초음파를 매우 실용적으로 측정할 수 있으며 이를 통해 강연선의 긴장력을 효과적으로 측정 및 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 기 설치된 구조물에도 바로 적용이 가능하고 비용 또는 시간을 단축시킬 수 있는 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 강연선으로 이루어진 대상물에 거치되어 상기 대상물에 분산성(Dispersion)을 갖는 유도초음파를 발진하고, 상기 대상물을 통하여 전달되는 유도초음파를 수신하여 상기 대상물에 가해지는 긴장력(Tensile force)를 측정하기 위한 센서모듈부와; 상기 센서모듈부를 통하여 상기 대상물로부터 수신된 유도초음파의 신호를 측정하고, 측정된 상기 신호를 주파수영역의 스펙트럼으로 변환하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부에서 변환된 주파수영역의 스펙트럼을 분석하여 상기 대상물의 긴장력을 산출하는 스펙트럼 진단부를 포함하고, 상기 센서모듈부는, 상기 대상물의 외주면에 거치되도록 형성되는 센서부와; 전자석을 이용하여 인가되는 전류에 따라 상기 센서부에 자기력을 제공하는 자기부를; 포함하여 상기 대상물의 자기변형(MS, Magnetostriction) 원리를 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 센서부는, 아치형으로 형성되어 상기 대상물의 외주면에 탈부착 되도록 거치되는 센서보빈; 및 상기 센서보빈의 아치형 곡률을 유지하는 상측면과 하측면을 제외한 좌우측면에 권선되는 센서코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 센서보빈은, 상기 좌우측면에 상기 센서코일이 감기도록 와인딩홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 자기부는, 상기 대상물의 길이방향을 따라 바형으로 형성되어 정자기장을 형성하는 요크(Yoke)부와; 복수개의 영구자석으로 형성되어 상기 요크부의 하면 양끝단에 각각 이격되어 부착되는 자석(Magnet)부 및; 상기 자석부의 하면에 일측면이 부착되고 상기 대상물에 타측면이 거치되도록 하측 방향으로 돌출되어 형성된 슈(Shoe)부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 자기부는, 상기 자석부로부터 상기 슈부로 전달된 자성을 이용하여 상기 대상물에 탈부착 되도록 거치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 슈부는, 상기 타측면이 상기 대상물의 외주면의 형상과 대응되도록 오목하게 형성되어 상기 대상물에 탈부착 되도록 거치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 자기부는, 상기 대상물에 거치되어 고정되되, 상기 센서부가 내부에 수용되도록 거치되어 상기 센서부 및 상기 자기부를 통해 형성된 폐자기회로를 이용하여 상기 대상물에 가해지는 긴장력을 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 신호처리부는, 상기 대상물을 따라 유도되어 수신된 유도초음파의 신호를 측정하는 신호측정부; 및 상기 신호측정부로부터 수신된 신호를 주파수영역(Frequency domain)의 스펙트럼으로 변환하는 주파수 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 함으로써 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 피치-캐치(Pitch-catch) 방식 또는 펄스-에코(Pulse-Echo) 방식을 이용하여 유도초음파를 매우 실용적으로 측정할 수 있으며 이를 통해 강연선의 긴장력을 효과적으로 측정 및 모니터링할 수 있다.
둘째, 기 설치된 구조물에도 바로 적용이 가능하고 비용 또는 시간을 단축시킬 수 있다.
셋째, 유도초음파의 분산특성을 이용하여 긴장력을 측정함으로써 측정대상인 케이블 또는 텐던을 비파괴적인 방식으로 진단 및 모니터링 할 수 있으며, 또한 노출 강연선에 대해서는 탈부착 되도록 거치되는 방식을 채택할 수 있어 기 설치된 강연선 구조물에 대해서도 긴장력 측정이 용이하다.
넷째, 전자기 초음파 센서(EMAT)를 이용한 피치-캐치(Pitch-catch) 방식 또는 펄스-에코(Pulse-Echo) 방식을 통해, 정확한 신호 측정이 가능하고 주파수 스펙트럼으로부터 실제 긴장력 수치에 근접한 긴장력 진단 수치를 도출해낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도초음파를 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치를 설명하기 위한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치를 설명하기 위한 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치가 대상물에 거치된 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치가 설치되는 대상시설을 나타내는 도면.
도 6 및 도 7은 언로딩 및 로딩 조건 및 다양한 작용힘에 대한 특이점의 주파수 추이를 나타내는 그래프.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이며, 도 2는 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치를 설명하기 위한 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치가 대상물에 거치된 상태를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치가 설치되는 대상시설을 나타내는 도면이며, 도 6 및 도 7은 언로딩 및 로딩 조건 및 다양한 작용힘에 대한 특이점의 주파수 추이를 나타내는 그래프이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치(이하 ‘긴장력 측정 장치’ 이라 한다)는 유도초음파 또는 EMAT(Electromagnetic acoustic transducer)를 이용하여 강연선의 긴장력 손실 또는 부식결합을 탐지할 수 있는 것으로서, 센서모듈부(100)와, 신호처리부(200)와, 스펙트럼 진단부(300)를 포함한다.
한편, 도시하지 않았지만 상기 센서모듈부(100)는 전자석으로 이루어진 상기 센서부(110)로 고전류를 인가하기 위한 공지의 전류공급장치가 연결되며, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 상기 센서모듈부(100)는 강연선으로 이루어진 대상물(10)에 거치되어 상기 대상물(10)에 분산성(Dispersion)을 갖는 유도초음파를 발진하고, 상기 대상물(10)을 통하여 전달되는 유도초음파를 수신하여 상기 대상물(10)에 가해지는 긴장력(Tensile force)를 측정하는 역할을 한다.
이때, 상기 센서모듈부(100)는, 구조물에 상기 대상물(10)을 설치하기 전 구조물의 초기 설치 시 상기 대상물(10)에 정착하거나 또는 구조물의 완공 후에 노출되는 상기 대상물(10)에 탈부착 되도록 거치될 수 있다.
상세하게, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 센서모듈부(100)는, 상기 대상물(10)의 외주면에 거치되도록 형성되는 센서부(110)와, 전자석을 이용하여 인가되는 전류에 따라 상기 센서부(110)에 자기력을 제공하는 자기부(120)를 포함하여 상기 대상물(10)의 (MS, Magnetostriction) 원리를 이용하도록 되어 있다.
또한, 상기 센서부(110)는, 아치형으로 형성되어 상기 대상물(10)의 외주면에 탈부착 되도록 거치되는 센서보빈(111)과, 상기 센서보빈(111)의 아치형 곡률을 유지하는 상측면과 하측면을 제외한 좌우측면에 권선되는 센서코일(112)을 포함한다.
그리고, 상기 센서보빈(111)은, 상기 좌우측면에 상기 센서코일(112)이 감기도록 와인딩홈(113)이 형성된다.
또한, 상기 자기부(120)는, 상기 대상물(10)의 길이방향을 따라 바형으로 형성되어 정자기장을 형성하는 요크(Yoke)부(121)와, 복수개의 영구자석으로 형성되어 상기 요크부(121)의 하면 양끝단에 각각 이격되어 부착되는 자석(Magnet)부(122) 및 일측면이 상기 자석부의 하면에 부착되고 타측면은 상기 대상물(10)에 거치되도록 하측 방향으로 돌출되어 형성된 슈(Shoe)부(123)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 자기부(120)는, 상기 자석부(122)로부터 상기 슈부(123)로 전달된 자성을 이용하여 상기 대상물(10)에 탈부착 되도록 거치된다.
또한, 상기 자기부(120)는, 긴장력을 측정 대상인 상기 대상물(10)의 모든 위치에 탈부착 방식으로 거치되며, 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치를 이용하여 기 시공된 강연선 구조물에도 비파괴적인 방식으로 측정 대상인 케이블 또는 텐던을 진단 및 모니터링 할 수 있다.
또한, 상기 슈부(123)는, 상기 타측면이 상기 대상물(10)의 외주면의 형상과 대응되도록 오목하게 형성된다.
여기서, 상기 슈부(123)를 이용하여 측정 대상인 상기 대상물(10)에 상기 센서부(110)가 탈부착 되는 구조로 이루어져, 이를 통해 상기 대상물(10)의 원하는 측정 위치에 용이하게 거치할 수 있다.
그리고, 상기 자기부(120)는, 상기 대상물(10)에 거치되어 고정되되, 상기 센서부(110)가 상기 자기부(120) 내부에 수용된다.
여기서, 상기 자기부(120)는, 상기 센서부(110) 및 상기 자기부(120)를 통해 형성된 폐자기회로를 이용하여 상기 대상물(10)에 가해지는 긴장력을 측정한다.
상세하게, 상기 센서부(110)는, 상기 센서코일(112)에 전류가 인가되어 형성된 동자기장과, 상기 자기부(120)의 상기 요크부(121)에서 형성된 정자기장으로 인해 상기 폐자기회로가 구성된다.
그리고, 상기 신호처리부(200)는, 상기 대상물(10)을 따라 유도되어 수신된 유도초음파의 신호를 측정하는 신호측정부(210) 및 상기 신호측정부(210)로부터 수신된 신호를 주파수영역(Frequency domain)의 스펙트럼으로 변환하는 주파수 변환부(220)를 포함한다.
여기서, 상기 신호처리부(200)는, 상기 센서모듈부(100)를 통하여 상기 대상물(10)로부터 수신된 유도초음파의 신호를 측정하고, 측정된 상기 신호를 주파수영역의 스펙트럼으로 변환하는 역할을 한다.
또한, 상기 스펙트럼 진단부(300)는, 상기 신호처리부(200)에서 변환된 상기 주파수영역의 스펙트럼을 분석하여 상기 대상물(10)의 긴장력을 산출하는 역할을 하며, 변환된 스펙트럼 상에 나타나는 패턴을 분석하여 상기 대상물(10)에 가해지는 긴장력을 산출한다.
도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 상기 스펙트럼 진단부(300)는 로딩 및 언로딩에 따른 주파수 응답 특성을 분석한 후 특이점을 추출하고, 상기 특이점을 패턴분석한 후 피팅 커브를 설정하여 긴장력을 측정한다.
한편, 상기 대상물(10)은, 현수교, 사장교, 라멘교, 복합교를 포함하는 교량의 지지용 케이블 또는 헹어케이블 또는 하중 지지용 와이어 로프 또는 사면 보강재 또는 힘이 작용하는 콘크리트 구조물 내의 케이블 또는 텐던(Tendon)을 대상으로 적용할 수 있다.
이에 대하여 도 5를 참조하여 상기 긴장력 측정 시스템이 적용되는 대상물 및 이의 구조물의 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 상기 긴장력 측정 시스템은 현수교(Suspension bridge)에 적용할 수 있다. 세부적인 정착위치는 주 케이블(Main cable) 정착구 또는 행어 케이블(Hanger cable)에 적용할 수 있으며, 정착부 룸 내의 케이블에 접근이 가능한 경우 초기 현수교 설치 시 또는 완공 후에 설치 가능하며, Pitch-catch/Pulse-echo 방식의 긴장력 추정과, Pulse-echo 방식의 부식 결함 진단 모두 가능하다.
이하에서는, 상기한 유도초음파를 이용한 긴장력 측정 시스템의 시험적 연구과정 및 결과에 대하여 살펴보기로 한다.
시험은 대상물에 센서모듈부(100)를 정착한 후 대상물에 일정 힘이 작용하여 긴장력이 발휘될 수 있도록 로딩 및 언로딩 작업을 실시하고, 이에 따른 신호를 측정하는 것을 주요 작업으로 하되, 그 과정은 하중의 언로딩/로딩을 실시하여 특이점에서의 궤도를 포함하는 특성곡선을 추출하고, 추출된 특성곡선에서 커브/함수에 대한 피팅을 설정하여 측정함으로써 인장력을 측정 및 예측할 수 있도록 한다.
한편, 이러한 체험조건은 단일 스트렌드에 대하여 약 11.22톤으로 110KN을 허용하중으로 하고, 110KN의 하중으로 로딩과 언로딩을 실시하고, 펄서 / 리시버(Pulser/Receiver)는 RPR-4000, 주파수(Frequency)는 여기 버스트3 사이클(burst 3 cycle excitation) 500KHz, 출력비는 40, 리시빙 게인(Receiving gain)은 60dB, 센서부모듈은 솔레노이드 코일 송신기와, 솔레노이드 코일(PCS) 리시버의 장비 및 시험조건으로 설정한다.
이렇게 상기 센서모듈부(100)를 비롯한 시험장비가 세팅되면 피치-캐치 방식에 따른 유도초음파를 발진 및 수신한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치는 피치-캐치(Pitch-catch) 방식 또는 펄스-에코(Pulse-Echo) 방식을 이용하여 유도초음파를 매우 실용적으로 측정할 수 있으며 이를 통해 강연선의 긴장력을 효과적으로 측정 및 모니터링할 수 있으며, 기 설치된 구조물에도 바로 적용이 가능하고 비용 또는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 유도초음파의 분산특성을 이용하여 긴장력을 측정함으로써 측정대상인 케이블 또는 텐던을 비파괴적인 방식으로 진단 및 모니터링 할 수 있으며, 또한 노출 강연선에 대해서는 탈부착 되도록 거치하는 방식을 채택할 수 있어 기 설치된 강연선 구조물에 대해서도 긴장력 측정이 용이하며, 전자기 초음파 센서(EMAT)를 이용한 피치-캐치(Pitch-catch) 방식 또는 펄스-에코(Pulse-Echo) 방식을 통해, 정확한 신호 측정이 가능하고 주파수 스펙트럼으로부터 실제 긴장력 수치에 근접한 긴장력 진단 수치를 도출해낼 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 센서모듈부 110 : 센서부
111 : 센서보빈 1 12 : 센서코일
113 : 와인딩홈
120 : 자기부 121 : 요크부
122 : 자석부 123 : 슈부
200 : 신호처리부 210 : 신호측정부
220 : 주파수 변환부
300 : 스펙트럼 진단부

Claims (8)

  1. 강연선으로 이루어진 대상물에 거치되어 상기 대상물(10)에 분산성(Dispersion)을 갖는 유도초음파를 발진하고, 상기 대상물(10)을 통하여 전달되는 유도초음파를 수신하여 상기 대상물(10)에 가해지는 긴장력(Tensile force)를 측정하기 위한 센서모듈부(100)와;
    상기 센서모듈부(100)를 통하여 상기 대상물(10)로부터 수신된 유도초음파의 신호를 측정하고, 측정된 상기 신호를 주파수영역의 스펙트럼으로 변환하는 신호처리부(200); 및
    상기 신호처리부(200)에서 변환된 주파수영역의 스펙트럼을 분석하여 상기 대상물(10)의 긴장력을 산출하는 스펙트럼 진단부(300)를 포함하고,
    상기 센서모듈부(100)는,
    상기 대상물(10)의 외주면에 거치되도록 형성되는 센서부(110)와;
    전자석을 이용하여 인가되는 전류에 따라 상기 센서부(110)에 자기력을 제공하는 자기부(120)를; 포함하여 상기 대상물(10)의 자기변형(MS, Magnetostriction) 원리를 이용하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부(110)는,
    아치형으로 형성되어 상기 대상물(10)의 외주면에 탈부착 되도록 거치되는 센서보빈(111); 및
    상기 센서보빈(111)의 아치형 곡률을 유지하는 상측면과 하측면을 제외한 좌우측면에 권선되는 센서코일(112)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서보빈(111)은,
    상기 좌우측면에 상기 센서코일(112)이 감기도록 와인딩홈(113)이 형성된 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기부(120)는,
    상기 대상물(10)의 길이방향을 따라 바형으로 형성되어 정자기장을 형성하는 요크(Yoke)부(121)와;
    복수개의 영구자석으로 형성되어 상기 요크부(121)의 하면 양끝단에 각각 이격되어 부착되는 자석(Magnet)부(122) 및;
    상기 자석부(122)의 하면에 일측면이 부착되고 상기 대상물(10)에 타측면이 거치되도록 하측 방향으로 돌출되어 형성된 슈(Shoe)부(123)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 자기부(120)는,
    상기 자석부(122)로부터 상기 슈부(123)로 전달된 자성을 이용하여 상기 대상물(10)에 탈부착 되도록 거치되는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 슈부(123)는,
    상기 타측면이 상기 대상물(10)의 외주면의 형상과 대응되도록 오목하게 형성되어 상기 대상물(10)에 탈부착 되도록 거치되는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기부(120)는,
    상기 대상물(10)에 거치되어 고정되되, 상기 센서부(110)가 내부에 수용되도록 거치되어 상기 센서부(110) 및 상기 자기부(120)를 통해 형성된 폐자기회로를 이용하여 상기 대상물(10)에 가해지는 긴장력을 측정하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호처리부(200)는,
    상기 대상물(10)을 따라 유도되어 수신된 유도초음파의 신호를 측정하는 신호측정부(210); 및
    상기 신호측정부(210)로부터 수신된 신호를 주파수영역(Frequency domain)의 스펙트럼으로 변환하는 주파수 변환부(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도초음파를 이용한 거치형 강연선 긴장력 측정 장치.
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