KR20200060627A - 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치는 케이스와; 지진 진동에 대한 전기 신호를 정현파 신호와 합성하여 AM 신호 형태로 출력하는 변위 센서가 장착되고, 상기 변위 센서로부터 출력되는 신호를 검파 및 증폭하여 추출된 지진 진동에 대한 전기 신호를 지진 기록계로 전달하는 신호 처리부가 장착되며 상기 변위 센서의 하부에 배치된 상태에서 입력된 전류의 세기와 방향에 따라 자계의 세기 및 방향이 달라져 고정된 영구 자석에 대한 전자기력에 의해 변위 센서를 밀어올리거나 끌어내리는 교정 코일이 부가 장착되고, 상기 지진 기록계로부터 입력된 센서 상태 정보 요청 신호와 맞대응 되는 센서 상태 정보 코드(Code)를 교정 코일에 입력하여 교정 코일로 하여금 센서 상태 정보 코드에 맞춰 변위 센서를 밀어올리거나 끌어내리도록 하여 변위 센서로 하여금 센서 상태 정보 코드에 해당하는 전기 신호를 출력하도록 함으로써 변위 센서와 신호 처리부를 통해 지진 기록계로 센서 상태 정보 코드를 전송하도록 하는 제1 제어수단이 장착된 FBA(Force Balance Accelerometer) 타입의 지진 가속도 센서; 상기 변위 센서의 하부에 배치되면서 입력된 전류의 세기와 방향에 따라 자계의 세기 및 방향이 달라져 고정된 영구 자석에 대한 전자기력에 의해 변위 센서를 밀어올리거나 끌어내리는 궤환 코일을 이용하여 궤환 코일로 하여금 변위 센서가 진동되는 힘과 크기는 같으면서 방향이 반대인 전자기력을 발생시켜 변위 센서가 힘의 균형을 이루도록 함으로써 변위 센서가 지진 진동을 보다 정밀하게 측정하도록 하는 밸런스(Balance) 제어부; 상기 케이스 내부에 장착되어 케이스가 장착된 위치 정보를 GPS를 통해 수신하는 GPS 수신 모듈; 및 상기 GPS 수신 모듈을 통해 상기 케이스가 설치된 위치 정보를 수신받고 상기 지진 가속도 센서에 센서 상태 정보 요청 신호를 전송하며 상기 지진 가속도 센서로부터 현재 지진 가속도 센서에 대한 센서 상태 정보 코드를 수신받고 상기 지진 가속도 센서로부터 수신된 지진 진동에 대한 감지 신호를 수신받은 다음 상기 수신된 지진 가속도 센서에 대한 센서 상태 정보와 지진 진동에 대한 감지 신호를 인터넷 통신망을 통해 서버 또는 단말기로 전송하는 지진 기록계로 이루어진다.
Description
본 발명은 수 십 nG의 미세 지진과 구조물의 진동 신호를 측정하는 지진 감지 센서와, 상기 지진 감지 센서에 의해 측정된 진동 신호를 기록하고 분석하는 지진 기록계를 일체화시킨 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 지진이란 지구 내부의 급격한 지각 변동으로 인해 생긴 파동, 즉 지진파가 지표면까지 전해져 지반을 흔드는 것을 말한다.
지진의 규모는 민감한 지진계에 의해 검출되는 아주 작은 규모의 지진부터 광범위한 지역에 큰 피해를 주는 대규모의 지진까지 다양하다.
최근 50년간 세계 각지에서 발생한 규모 7 이상의 지진은 약 500회에 이르며, 지진에 대한 피해는 점점 높아지고 있는 실정이다.
한편, 최근에는 지진파를 감지하거나 기록하기 위하여 지진 감지 센서로부터 출력된 전기 신호를 디지털 방식으로 저장하고 있는데, 이러한 방식은 지진을 감지하는 센서와 이를 분석하고 기록하는 지진 기록계가 한 세트로 구성된다.
상기 센서로는 속도계와 속도계에 시간 요소를 더한 가속도계가 있는데, 통상적으로 지진학 연구에는 속도계를 사용하는 반면, 현장에서는 가속도 센서를 사용한다.
하지만, 상기 지진 가속도 센서는 지진 기록계와 수십 미터 내지 수백 미터의 원거리에 다수 개가 설치되는 경우가 대부분이어서, 설치 및 휴대가 불편하다는 문제점이 있었고, 설치 및 시공이 어려워 제품 단가가 올라갈 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 실용신안공개번호 "실1999-0021386"호의 "가속도 센서"가 출원되어 공개되었는데, 상기 가속도 센서는 가속도 운동을 하는 물체의 가속도 값을 전기적인 신호로 출력하는 가속도 센서에 있어서, 보빈(bobin)과; 상기 보빈에 감기며 그 양단은 외부로 인출되는 코일; 탄성 진동가능하게 상기 보빈의 상하부 각각에 그 테두리부가 고정 설치된 다이아프램(diaphragm); 상기 보빈의 중공부에서 이동가능하게 설치하며, 그 양단의 중심부는 상기 다이아프램의 각 중심부와 접속 고정되는 마그네트를 포함하며, 상기 다이아프램의 탄성 및 상기 마그네트의 관성에 의해 마그네트가 상하 진동할 때 그 진동 크기에 비례하는 기전력이 전자유도 법칙에 따라 상기 코일에서 발생하도록 한다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 지진 감지 센서와 지진 기록계를 일체형으로 구성함으로써 설치 및 휴대가 간편한 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 지진 감지 센서와 지진 기록계를 일체형으로 구성함으로써 설치 및 시공을 단순화하여 제품 가격을 절감할 수 있는 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치는 케이스와; 지진 진동에 대한 전기 신호를 정현파 신호와 합성하여 AM 신호 형태로 출력하는 변위 센서가 장착되고, 상기 변위 센서로부터 출력되는 신호를 검파 및 증폭하여 추출된 지진 진동에 대한 전기 신호를 지진 기록계로 전달하는 신호 처리부가 장착되며 상기 변위 센서의 하부에 배치된 상태에서 입력된 전류의 세기와 방향에 따라 자계의 세기 및 방향이 달라져 고정된 영구 자석에 대한 전자기력에 의해 변위 센서를 밀어올리거나 끌어내리는 교정 코일이 부가 장착되고, 상기 지진 기록계로부터 입력된 센서 상태 정보 요청 신호와 맞대응 되는 센서 상태 정보 코드(Code)를 교정 코일에 입력하여 교정 코일로 하여금 센서 상태 정보 코드에 맞춰 변위 센서를 밀어올리거나 끌어내리도록 하여 변위 센서로 하여금 센서 상태 정보 코드에 해당하는 전기 신호를 출력하도록 함으로써 변위 센서와 신호 처리부를 통해 지진 기록계로 센서 상태 정보 코드를 전송하도록 하는 제1 제어수단이 장착된 FBA(Force Balance Accelerometer) 타입의 지진 가속도 센서; 상기 변위 센서의 하부에 배치되면서 입력된 전류의 세기와 방향에 따라 자계의 세기 및 방향이 달라져 고정된 영구 자석에 대한 전자기력에 의해 변위 센서를 밀어올리거나 끌어내리는 궤환 코일을 이용하여 궤환 코일로 하여금 변위 센서가 진동되는 힘과 크기는 같으면서 방향이 반대인 전자기력을 발생시켜 변위 센서가 힘의 균형을 이루도록 함으로써 변위 센서가 지진 진동을 보다 정밀하게 측정하도록 하는 밸런스(Balance) 제어부; 상기 케이스 내부에 장착되어 케이스가 장착된 위치 정보를 GPS를 통해 수신하는 GPS 수신 모듈; 및 상기 GPS 수신 모듈을 통해 상기 케이스가 설치된 위치 정보를 수신받고 상기 지진 가속도 센서에 센서 상태 정보 요청 신호를 전송하며 상기 지진 가속도 센서로부터 현재 지진 가속도 센서에 대한 센서 상태 정보 코드를 수신받고 상기 지진 가속도 센서로부터 수신된 지진 진동에 대한 감지 신호를 수신받은 다음 상기 수신된 지진 가속도 센서에 대한 센서 상태 정보와 지진 진동에 대한 감지 신호를 인터넷 통신망을 통해 서버 또는 단말기로 전송하는 지진 기록계로 이루어진다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치는 지진 감지 센서와 지진 기록계를 일체형으로 구성함으로써 설치 및 휴대가 간편할 뿐만 아니라 지진 감지 센서와 지진 기록계의 설치 및 시공을 단순화하여 제품 가격을 절감할 수 있다.
도면 1은 본 발명의 제어 블록도,
도면 2는 지진 가속도 센서의 구성 요소를 설명하기 위한 도면,
도면 2는 지진 가속도 센서의 구성 요소를 설명하기 위한 도면,
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치는 도면 1 내지 도면 2에 도시한 바와 같이, 케이스와; 지진 진동에 대한 전기 신호를 정현파 신호와 합성하여 AM 신호 형태로 출력하는 변위 센서(5)가 장착되고, 상기 변위 센서(5)로부터 출력되는 신호를 검파 및 증폭하여 추출된 지진 진동에 대한 전기 신호를 지진 기록계(4)로 전달하는 신호 처리부가 장착되며 상기 변위 센서(5)의 하부에 배치된 상태에서 입력된 전류의 세기와 방향에 따라 자계의 세기 및 방향이 달라져 고정된 영구 자석(7)에 대한 전자기력에 의해 변위 센서(5)를 밀어올리거나 끌어내리는 교정 코일(6)이 부가 장착되고, 상기 지진 기록계(4)로부터 입력된 센서 상태 정보 요청 신호와 맞대응 되는 센서 상태 정보 코드(Code)를 교정 코일(6)에 입력하여 교정 코일(6)로 하여금 센서 상태 정보 코드에 맞춰 변위 센서(5)를 밀어올리거나 끌어내리도록 하여 변위 센서(5)로 하여금 센서 상태 정보 코드에 해당하는 전기 신호를 출력하도록 함으로써 변위 센서(5)와 신호 처리부를 통해 지진 기록계(4)로 센서 상태 정보 코드를 전송하도록 하는 제1 제어수단이 장착된 FBA(Force Balance Accelerometer) 타입의 지진 가속도 센서(2); 상기 변위 센서(5)의 하부에 배치되면서 입력된 전류의 세기와 방향에 따라 자계의 세기 및 방향이 달라져 고정된 영구 자석(7)에 대한 전자기력에 의해 변위 센서(5)를 밀어올리거나 끌어내리는 궤환 코일(36)을 이용하여 궤환 코일(36)로 하여금 변위 센서(5)가 진동되는 힘과 크기는 같으면서 방향이 반대인 전자기력을 발생시켜 변위 센서(5)가 힘의 균형을 이루도록 함으로써 변위 센서(5)가 지진 진동을 보다 정밀하게 측정하도록 하는 밸런스(Balance) 제어부; 상기 케이스 내부에 장착되어 케이스가 장착된 위치 정보를 GPS를 통해 수신하는 GPS 수신 모듈(3); 및 상기 GPS 수신 모듈(3)을 통해 상기 케이스가 설치된 위치 정보를 수신받고 상기 지진 가속도 센서(2)에 센서 상태 정보 요청 신호를 전송하며 상기 지진 가속도 센서(2)로부터 현재 지진 가속도 센서(2)에 대한 센서 상태 정보 코드를 수신받고 상기 지진 가속도 센서(2)로부터 수신된 지진 진동에 대한 감지 신호를 수신받은 다음 상기 수신된 지진 가속도 센서(2)에 대한 센서 상태 정보와 지진 진동에 대한 감지 신호를 인터넷 통신망을 통해 서버 또는 단말기로 전송하는 지진 기록계(4)로 이루어진다.
또한, 본 발명은 지진이 발생되었을 때 상기 케이스가 설치된 구조물의 기울어짐 정도를 계측하기 위해 상기 케이스 내부에 설치된 기울기 감지 센서(8)를 더 포함하고, 상기 지진 기록계(4)는 상기 기울기 감지 센서(8)에 의해 측정된 케이스가 설치된 구조물의 기울어짐 정도를 인터넷 통신망을 통해 서버 또는 단말기로 전송한다.
상기 밸런스 제어부는 예를 들어, 스프링에 충격을 가했을 때 충격이 사라졌는데도 스프링이 지속적으로 진동되는 현상을 억제하기 위함이다.
상기 상태 정보 코드에는 지진 가속도 센서(2)의 시리얼 번호나 출하 일자, 센서의 기술 사양, 또는 센서 내부의 온도를 포함한다.
상기 FBA 타입의 전자 기계식 지진 가속도 센서(2)는 판 스프링(20) 및 전자 소자에서의 온도 변화에 따른 측정 오차를 상쇄하기 위한 온도 보상 회로를 더 포함한다.
상기 지진 가속도 센서(2)의 제1 제어 수단은 도면 2에 도시한 바와 같이, 지진 가속도 센서(2)의 시리얼 번호나 출하 일자, 또는 센서의 기술 사양이 저장된 불휘발성 메모리(12)와, 상기 지진 기록계(4)로부터 상태 정보 요청 신호를 입력받았을 때 상기 불휘발성 메모리(12)에 저장된 지진 가속도 센서(2)의 상태 정보와 맞대응되는 상태 정보 코드를 출력하는 제2 CPU(13), 및 상기 제2 CPU(13)로부터 출력된 상태 정보 코드에 맞춰 펄스 신호를 교정 코일(6)에 전달하는 펄스 발생기(14)로 구성될 수 있다.
상기 지진 가속도 센서(2)는 지진 가속도 센서(2)의 내부 온도를 감지하여 전기 신호로 변환하는 온도 센서(15)가 부가 장착되고, 상기 제2 CPU(13)는 온도 센서(15)로부터 입력된 전기 신호를 내부 온도로 환산한 다음, 이진 코드로 변환하여 펄스 발생기(14)로 전송한다.
또, 상기 교정 코일(6)과 펄스 발생기(14) 사이에는 제2 CPU(13)의 제어 신호에 따라 스위치를 온(On) 또는 오프(Off)시켜 펄스 발생기(14)의 출력 신호를 교정 코일(6)로 내보내거나 내보내지 않는 스위칭부(16)가 갖추어질 수 있다.
상기 스위칭부(16)는 제2 CPU(13)의 제어 신호에 따라 릴레이 스위치를 온(On) 또는 오프(Off)시키는 릴레이 구동 드라이버와, 상기 릴레이 구동 드라이버에 의해 스위치를 온(On) 또는 오프(Off)시켜 펄스 발생기(14)의 출력 신호를 교정 코일(6)로 내보내거나 내보내지 않는 릴레이를 포함한다.
또한, 상기 펄스 발생기(14)와 스위칭부(16) 사이에는 전류 제한을 위해 저항(37)이 장착된다.
상기 지진 가속도 센서(2)는 속이 비어있고 윗면이 개방되며 서로 마주보는 상부 양측면의 높낮이가 서로 다른 외부 케이스(17)를 포함한다.
상기 변위 센서(5)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 얇은 판 형태의 도체로서 반대 측면보다 높이가 높은 외부 케이스(17)의 상부 측면(A)에 한쪽 끝이 고정된 제2 도체판(18)과, 얇은 판 형태의 도체로서 제2 도체판(18)의 상부에 제2 도체판(18)과 소정 간격을 사이에 두고 배치된 제1 도체판(19), 얇은 판 형태의 도체로서 제2 도체판(18)의 하부에 제2 도체판(18)과 소정 간격을 사이에 두고 배치되며 한쪽 끝이 반대 측면보다 높이가 낮은 외부 케이스(17)의 상부 측면(B)에 판 스프링(20)을 통해 결합 된 제3 도체판(21), 및 상기 제1 도체판(19)과 제3 도체판(21)을 붙들어 고정하는 고정핀(22)으로 구성되어 제1 도체판(19)과 제2 도체판(18)이 공기 매질을 유전체로 하는 첫번째 커패시터가 되고, 제2 도체판(18)과 제3 도체판(21)이 공기 매질을 유전체로 하는 두번째 커패시터가 된다.
상기와 같은 변위 센서(5)의 구조로 인해 외부 케이스(17)가 상하 진동되었을 때 제1 도체판(19)과 제2 도체판(18)의 간격이 넓어지면 제2 도체판(18)과 제3 도체판(21)의 간격은 좁아지고, 제1 도체판(19)과 제2 도체판(18)의 간격이 좁아지면 제2 도체판(18)과 제3 도체판(21)의 간격은 넓어진다.
따라서, 상기 외부 케이스(17)가 상하 진동되면 제1 도체판(19)과 제2 도체판(18)으로 구성된 커패시터의 용량은 제2 도체판(18)과 제3 도체판(21)으로 구성된 커패시터의 용량에 반비례한다.
한편, 상기 지진 가속도 센서(2)는 제1 도체판(19)과 제3 도체판(21)에 캐리어(Carrier) 주파수인 정현파를 공급하는 발진 회로부(23)를 더 포함하고, 상기 제2 도체판(18)은 지진 진동에 상응하는 주파수와 발진 회로부(23)로부터 공급된 정현파가 합성된 AM 신호를 출력한다.
참고로 상기 외부 케이스(17)는 지진 진동에 의해 상하 진동되고, 학술 용어로 지반 운동에 의해 발생 된 관성력이라 부를 수 있다.
상기 제2 도체판(18)은 지진 진동의 패턴에 비례하는 AM파 형태의 변조파를 출력한다.
한편, 상기 신호 처리부는 도면 2에 도시한 바와 같이, 제2 도체판(18)으로부터 출력된 변조파를 1차 증폭하는 제2 증폭부(24)와, 상기 제2 증폭부(24)에 의해 증폭된 변조파를 복조하여 외부 케이스(17)의 상하 진동 패턴에 해당하는 전압 신호를 추출하는 복조기(25), 및 상기 복조기(25)에 의해 추출된 외부 케이스(17)의 상하 진동 패턴에 해당하는 전압 신호를 2차 증폭하는 제3 증폭부(26)를 더 포함한다.
상기 밸런스 제어부는 도면 2에 도시한 바와 같이, 상기 복조기(25)로부터 출력된 전압 신호을 전압 신호에 비례하는 전류로 변환하여 궤환 코일(36)의 일단에 공급하는 전류 증폭기(27)와, 상기 복조기(25)로부터 출력된 전압을 분압하여 궤환 코일(36)의 타단에 공급함으로써 궤환 코일(36)의 전자기력을 조정하는 분압 회로부, 한쪽 전극이 궤환 코일(36)의 타단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 접지되어 상기 복조기(25)로부터 궤환 코일(36)로 입력되는 전류의 위상각을 변화시켜 궤환 코일(36)에 반전된 변위 센서(5)에 대한 전기 신호가 입력되도록 하는 커패시터(38)로 구성될 수 있다.
상기 복조기(25)의 출력 단자와 전류 증폭기(27)의 입력 단자 사이에는 전류 제한용 저항(28)이 장착될 수 있다.
상기 분압 회로부는 일단이 전류 증폭기(27)의 입력 단자에 연결되고 타단이 궤환 코일(36)의 타단에 연결된 제1 분압 저항(29)과, 일단이 궤환 코일(36)의 타단에 연결되고 타단이 접지된 제2 분압 저항(30)으로 이루어져, 복조기(25)로부터 출력된 전압을 분압하여 궤환 코일(36)에 공급한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 지진 가속도 센서(2)의 상태 정보 제어 장치가 동작 되는 과정을 도면 2를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 지진 기록계(4)부터 지진 가속도 센서(2)로 특정 코드(Code)의 펄스 신호로 구성된 센서 상태 정보 요청 신호가 입력되면, 상기 지진 가속도 센서(2)의 제2 CPU(13)는 스위칭부(16)의 스위치를 온(On)시켜 펄스 발생기(14)의 출력단과 교정 코일(6)의 입력단을 연결한 다음, 불휘발성 메모리(12)에 저장된 지진 가속도 센서(2)의 시리얼 번호나 출하 일자, 및 센서의 기술 사양과 온도 센서(15) 의해 측정된 지진 가속도 센서(2)의 내부 온도에 해당하는 센서 상태 정보 코드에 해당하는 전기 신호를 펄스 발생기(14)에 제공한다.
한편, 상기 펄스 발생기(14)는 센서 상태 정보 코드에 맞춰 전압 레벨이 조정된 펄스 신호를 교정 코일(6)로 전송한다.
이때, 상기 교정 코일(6)은 센서 상태 정보 코드에 맞춰 변위 센서(5)를 진동시키고, 상기 변위 센서(5)는 센서 상태 정보 코드에 따른 전기 신호와 발진 회로부(23)로부터 제공된 정현파를 합성 변조하여 출력한다.
다음, 상기 지진 가속도 센서(2)는 합성 변조된 신호를 증폭한 다음, 복조기(25)를 통해 합성 변조된 신호로부터 센서 상태 정보 코드를 추출한다.
다음, 상기 지진 가속도 센서(2)는 추출된 센서 상태 정보 코드를 2차 증폭하여 지진 기록계(4)로 전송하고, 상기 지진 기록계(4)는 센서 상태 정보 요청 신호를 출력한 다음, 지진 가속도 센서(2)로부터 연달아 입력되는 신호 중 기준 전압 레벨보다 높거나 낮은 신호를 디지털 신호로 변환하여 센서 상태 정보 코드를 파악함으로써 지진 가속도 센서(2)의 시리얼 번호나 출하 일자, 센서의 기술 사양, 및 온도 센서(15)에 의해 측정된 지진 가속도 센서(2)의 내부 온도를 검출할 수 있다.
한편, 상기 지진 기록계(4)로부터 지진 가속도 센서(2)로 어떠한 센서 상태 정보 요청 신호도 입력되지 않는다면, 상기 변위 센서(5)는 감지된 지진 진동에 대한 전기 신호와 발진 회로부(23)부로부터 제공된 정현파를 합성 변조하여 출력한다.
다음, 상기 지진 가속도 센서(2)는 합성 변조된 신호를 증폭한 다음, 복조기(25)를 통해 합성 변조된 신호로부터 지진 진동에 대한 전기 신호를 추출한다.
다음, 상기 지진 가속도 센서(2)는 추출된 지진 진동에 대한 전기 신호를 2차 증폭하여 지진 기록계(4)로 전송하고, 상기 지진 기록계(4)는 지진 가속도 센서(2)로부터 입력된 지진 진동에 대한 전기 신호를 증폭 및 디지털 값으로 변환한 다음, 디지털 값으로 변환된 로우 데이터(Raw Data)로부터 지진 진동에 대한 가속도값을 산출할 수 있다.
이때, 교정 코일(6)에 의해 변위 센서(5)의 움직임이 변화되면, 지진 가속도 센서(2)로부터 출력되는 전압은 수 볼트(Volt) 내지 20볼트(Volt) 내외인 반면, 자연 상태에서의 지진 가속도 센서(2)로부터 출력되는 전압은 수십 수백 마이크로 볼트로서 지진 진동에 의한 신호와 교정 코일(6)에 의해 발생된 신호가 확연히 구분된다.
상기 지진 기록계(4)는 지진 가속도 센서(2) 또는 기울기 감지 센서(8)로부터 출력된 신호를 증폭하는 로우 노이즈(Low Noise) 증폭기(9)와, 상기 로우 노이즈 증폭기(9)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(10), 상기 GPS 수신 모듈(3)을 통해 상기 케이스가 설치된 위치 정보를 수신받고 특정 코드(Code)의 펄스로 구성된 센서 상태 정보 요청 신호를 상기 지진 가속도 센서(2)로 전송하며 상기 지진 가속도 센서(2)로부터 수신받은 센서 상태 정보와 케이스가 설치된 구조물의 기울어짐 정도 및 지진 진동에 대한 감지 신호를 지진 가속도 센서(2)의 GPS 정보와 함께 랜 포트(31)로 전송하는 중앙 제어부(11), 상기 중앙 제어부(11)로부터 전송된 상기 지진 가속도 센서(2)로부터 수신받은 센서 상태 정보와, 케이스가 설치된 구조물의 기울어짐 정도, 지진 진동에 대한 감지 신호를 지진 가속도 센서(2)의 GPS 정보와 함께 스위칭 허브(32)로 전송하는 랜 포트(31)(Lan Port), 상기 랜 포트(31)로부터 전달된 지진 가속도 센서(2)로부터 수신받은 센서 상태 정보와, 케이스가 설치된 구조물의 기울어짐 정도, 지진 진동에 대한 감지 신호를 지진 가속도 센서(2)의 GPS 정보와 함께 복수 개의 단말기나 서버로 전달하는 스위칭 허브(32), 상기 스위칭 허브(32)로부터 DC 전원을 입력받고 입력받은 DC 전원을 이용하여 충전용 배터리(34)를 충전하는 배터리 충전기(33), 상기 배터리 충전기(33)에 의해 충전되는 충전용 배터리(34), 상기 충전용 배터리(34)로부터 출력되는 직류 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 낮추고 낮춰진 소정 레벨의 직류 전압을 상기 로우 노이즈 증폭기(9)와, A/D 변환기(10), GPS 수신 모듈(3), 중앙 제어부(11), 지진 가속도 센서(2), 기울기 감지 센서(8)에 공급하는 DC DC 변환기(35)로 이루어질 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치는 지진 감지 센서와 지진 기록계(4)를 일체형으로 구성함으로써 설치 및 휴대가 간편할 뿐만 아니라 지진 감지 센서와 지진 기록계(4)의 설치 및 시공을 단순화하여 제품 가격을 절감할 수 있다.
1. 케이스 2. 지진 가속도 센서
3. GPS 수신 모듈 4. 지진 기록계
5. 변위 센서 6. 교정 코일
7. 영구 자석 8. 기울기 감지 센서
9. 로우 노이즈 증폭기 10. A/D 변환기
11. 중앙 제어부 12. 불휘발성 메모리
13. 제2 CPU 14. 펄스 발생기
15. 온도 센서 16. 스위칭부
17. 외부 케이스 18. 제2 도체판
19. 제1 도체판 20. 판 스프링
21. 제3 도체판 22. 고정핀
23. 발진 회로부 24. 제2 증폭부
25. 복조기 26. 제3 증폭부
27. 전류 증폭기 28. 전류 제한용 저항
29. 제1 분압 저항 30. 제2 분압 저항
31. 랜 포트 32. 스위칭 허브
33. 배터리 충전기 34. 충전용 배터리
35. DC DC 변환기 36. 궤환 코일
37. 저항 38. 커패시터
3. GPS 수신 모듈 4. 지진 기록계
5. 변위 센서 6. 교정 코일
7. 영구 자석 8. 기울기 감지 센서
9. 로우 노이즈 증폭기 10. A/D 변환기
11. 중앙 제어부 12. 불휘발성 메모리
13. 제2 CPU 14. 펄스 발생기
15. 온도 센서 16. 스위칭부
17. 외부 케이스 18. 제2 도체판
19. 제1 도체판 20. 판 스프링
21. 제3 도체판 22. 고정핀
23. 발진 회로부 24. 제2 증폭부
25. 복조기 26. 제3 증폭부
27. 전류 증폭기 28. 전류 제한용 저항
29. 제1 분압 저항 30. 제2 분압 저항
31. 랜 포트 32. 스위칭 허브
33. 배터리 충전기 34. 충전용 배터리
35. DC DC 변환기 36. 궤환 코일
37. 저항 38. 커패시터
Claims (2)
- 케이스와;
지진 진동에 대한 전기 신호를 정현파 신호와 합성하여 AM 신호 형태로 출력하는 변위 센서(5)가 장착되고,
상기 변위 센서(5)로부터 출력되는 신호를 검파 및 증폭하여 추출된 지진 진동에 대한 전기 신호를 지진 기록계(4)로 전달하는 신호 처리부가 장착되며 상기 변위 센서(5)의 하부에 배치된 상태에서 입력된 전류의 세기와 방향에 따라 자계의 세기 및 방향이 달라져 고정된 영구 자석(7)에 대한 전자기력에 의해 변위 센서(5)를 밀어올리거나 끌어내리는 교정 코일(6)이 부가 장착되고,
상기 지진 기록계(4)로부터 입력된 센서 상태 정보 요청 신호와 맞대응 되는 센서 상태 정보 코드(Code)를 교정 코일(6)에 입력하여 교정 코일(6)로 하여금 센서 상태 정보 코드에 맞춰 변위 센서(5)를 밀어올리거나 끌어내리도록 하여 변위 센서(5)로 하여금 센서 상태 정보 코드에 해당하는 전기 신호를 출력하도록 함으로써 변위 센서(5)와 신호 처리부를 통해 지진 기록계(4)로 센서 상태 정보 코드를 전송하도록 하는 제1 제어수단이 장착된 FBA(Force Balance Accelerometer) 타입의 지진 가속도 센서(2);
상기 변위 센서(5)의 하부에 배치되면서 입력된 전류의 세기와 방향에 따라 자계의 세기 및 방향이 달라져 고정된 영구 자석(7)에 대한 전자기력에 의해 변위 센서(5)를 밀어올리거나 끌어내리는 궤환 코일(36)을 이용하여 궤환 코일(36)로 하여금 변위 센서(5)가 진동되는 힘과 크기는 같으면서 방향이 반대인 전자기력을 발생시켜 변위 센서(5)가 힘의 균형을 이루도록 함으로써 변위 센서(5)가 지진 진동을 보다 정밀하게 측정하도록 하는 밸런스(Balance) 제어부;
상기 케이스 내부에 장착되어 케이스가 장착된 위치 정보를 GPS를 통해 수신하는 GPS 수신 모듈(3);
및 상기 GPS 수신 모듈(3)을 통해 상기 케이스가 설치된 위치 정보를 수신받고 상기 지진 가속도 센서(2)에 센서 상태 정보 요청 신호를 전송하며 상기 지진 가속도 센서(2)로부터 현재 지진 가속도 센서(2)에 대한 센서 상태 정보 코드를 수신받고 상기 지진 가속도 센서(2)로부터 수신된 지진 진동에 대한 감지 신호를 수신받은 다음 상기 수신된 지진 가속도 센서(2)에 대한 센서 상태 정보와 지진 진동에 대한 감지 신호를 인터넷 통신망을 통해 서버 또는 단말기로 전송하는 지진 기록계(4)로 이루어진 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치.
- 제1 항에 있어서,
지진이 발생되었을 때 상기 케이스가 설치된 구조물의 기울어짐 정도를 계측하기 위해 상기 케이스 내부에 설치된 기울기 감지 센서(8)를 더 포함하고,
상기 지진 기록계(4)는 상기 기울기 감지 센서(8)에 의해 측정된 케이스가 설치된 구조물의 기울어짐 정도를 인터넷 통신망을 통해 서버 또는 단말기로 전송하며,
상기 지진 기록계(4)는 지진 가속도 센서(2) 또는 기울기 감지 센서(8)로부터 출력된 신호를 증폭하는 로우 노이즈(Low Noise) 증폭기(9)와;
상기 로우 노이즈 증폭기(9)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(10);
상기 GPS 수신 모듈(3)을 통해 상기 케이스가 설치된 위치 정보를 수신받고 특정 코드(Code)의 펄스로 구성된 센서 상태 정보 요청 신호를 상기 지진 가속도 센서(2)로 전송하며 상기 지진 가속도 센서(2)로부터 수신받은 센서 상태 정보와 케이스가 설치된 구조물의 기울어짐 정도 및 지진 진동에 대한 감지 신호를 지진 가속도 센서(2)의 GPS 정보와 함께 랜 포트(31)로 전송하는 중앙 제어부(11);
상기 중앙 제어부(11)로부터 전송된 상기 지진 가속도 센서(2)로부터 수신받은 센서 상태 정보와, 케이스가 설치된 구조물의 기울어짐 정도, 지진 진동에 대한 감지 신호를 지진 가속도 센서(2)의 GPS 정보와 함께 스위칭 허브(32)로 전송하는 랜 포트(31)(Lan Port);
상기 랜 포트(31)로부터 전달된 지진 가속도 센서(2)로부터 수신받은 센서 상태 정보와, 케이스가 설치된 구조물의 기울어짐 정도, 지진 진동에 대한 감지 신호를 지진 가속도 센서(2)의 GPS 정보와 함께 복수 개의 단말기나 서버로 전달하는 스위칭 허브(32);
상기 스위칭 허브(32)로부터 DC 전원을 입력받고 입력받은 DC 전원을 이용하여 충전용 배터리(34)를 충전하는 배터리 충전기(33);
상기 배터리 충전기(33)에 의해 충전되는 충전용 배터리(34);
상기 충전용 배터리(34)로부터 출력되는 직류 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 낮추고 낮춰진 소정 레벨의 직류 전압을 상기 로우 노이즈 증폭기(9)와, A/D 변환기(10), GPS 수신 모듈(3), 중앙 제어부(11), 지진 가속도 센서(2), 기울기 감지 센서(8)에 공급하는 DC DC 변환기(35)로 이루어진 것을 특징으로 하는 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180145253A KR20200060627A (ko) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180145253A KR20200060627A (ko) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200060627A true KR20200060627A (ko) | 2020-06-01 |
Family
ID=71083069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180145253A KR20200060627A (ko) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | 센서와 지진 기록계 일체형 지진 감지 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20200060627A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102359174B1 (ko) | 2021-04-19 | 2022-02-09 | 이에스텍이엔지 주식회사 | 일체형 지진 가속도 계측 장치 |
| KR102442346B1 (ko) * | 2021-10-15 | 2022-09-14 | 주식회사 동일아이씨티 | 지진 가속도 센서의 정상 동작 여부 현장 검증 방법 및 이에 사용되는 지진 가속도 센서 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990021386A (ko) | 1997-08-30 | 1999-03-25 | 김영환 | 레이저를 이용한 불량다이 표시방법 |
| KR20050068766A (ko) | 2003-12-30 | 2005-07-05 | 두산중공업 주식회사 | 분산형 회전기계 진동 감시 및 처리 장치 |
| KR101105310B1 (ko) | 2009-12-24 | 2012-01-18 | 한국전력공사 | 서보형 가속도센서 |
-
2018
- 2018-11-22 KR KR1020180145253A patent/KR20200060627A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR19990021386A (ko) | 1997-08-30 | 1999-03-25 | 김영환 | 레이저를 이용한 불량다이 표시방법 |
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