KR20200085088A - Natural frequency measurement system of structures using the Lorentz force - Google Patents
Natural frequency measurement system of structures using the Lorentz force Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200085088A KR20200085088A KR1020190001198A KR20190001198A KR20200085088A KR 20200085088 A KR20200085088 A KR 20200085088A KR 1020190001198 A KR1020190001198 A KR 1020190001198A KR 20190001198 A KR20190001198 A KR 20190001198A KR 20200085088 A KR20200085088 A KR 20200085088A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- lorentz force
- measured
- guide tube
- vibrator
- vibration
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H13/00—Measuring resonant frequency
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
- G01M7/022—Vibration control arrangements, e.g. for generating random vibrations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
- G01M7/025—Measuring arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영구자석과 코일에 흐르는 전류를 이용하여 로렌츠 힘을 발생시켜, 그 로렌츠 힘으로 피측정 대상인 구조물에 충돌하는 가진자의 충격량을 제어하여, 일정한 결과를 얻을 수 있는 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the natural frequency of a structure using a Lorentz force, and more specifically, to generate a Lorentz force using a current flowing in a permanent magnet and a coil, the exciter that collides against the structure to be measured with the Lorentz force. It relates to a device for measuring the natural frequency of a structure using a Lorentz force that can obtain a certain result by controlling the amount of impact.
일반적으로, 구조물의 동적 거동 특성을 분석하는 방법에는 여러가지 방법이 있지만, 널리 사용하는 방법으로는 구조물이 가지는 고유진동수 특성을 측정하는 시험방법이 이용된다.Generally, there are various methods for analyzing the dynamic behavior characteristics of a structure, but as a widely used method, a test method for measuring the natural frequency characteristics of a structure is used.
이러한 구조물의 고유진동 특성 시험방법은 진동 가진 조건에서 구조물의 진동을 감지할 수 있는 센서로 측정된 가진 신호와 응답신호를 조합한 전달함수를 계산함으로써 고유진동수와 이에 해당되는 거동 특성인 모드 형태(Mode Shape)를 계산하게 된다.The method for testing the natural vibration characteristics of these structures calculates the transfer function that combines the excitation signal and the response signal measured by a sensor capable of detecting the vibration of the structure under vibration excitation conditions, and modulates the natural frequency and the corresponding behavior characteristics (mode type) Mode Shape).
종래에 제공된 구조물의 고유진동 특성을 측정하는 장치는 지지대에 구조물을 거치하고, 임팩트 해머(Impact Hammer) 같은 가진수단으로 구조물을 가진한 후, 여기서 발생하는 진동을 가속도계와 같이 진동을 감지할 수 있는 접촉센서를 공압실린더나 접착제 등을 이용하여 가진원인 구조물에 부착시켜고 여기에서 발생하는 신호를 분석장치에 전달하여 고유진동 특성을 분석하는 방법을 이용하였다.A device for measuring the natural vibration characteristics of a conventionally provided structure mounts the structure on a support, excites the structure with an excitation means such as an impact hammer, and can detect vibration generated here, such as an accelerometer. A method of analyzing natural vibration characteristics was used by attaching a contact sensor to a structure causing the excitation using a pneumatic cylinder or adhesive, and transmitting the signal generated therein to the analysis device.
여기서 임팩트 해머는 실험자가 해머를 치듯이 수동으로 구조물을 타격하여 가진력을 구조물에 전달하는데, 상기 임팩트 해머는 가진력은 작지만, 운용이 간편하여 건물 바닥시스템의 진동실험이나 소형 구조물에 주로 사용되고 있다.Here, the impact hammer transmits the excitation force to the structure by manually striking the structure as if the experimenter hits the hammer. The impact hammer has a small excitation force, but is easy to operate, and is mainly used for vibration tests or small structures of the building floor system.
이러한 종래의 임팩트 해머는 구조물에 따라 충분한 충격을 부가할 수 있는 재질의 충격팁을 선택하여 교체할 수 있는 헤드부와, 헤드부와 구조물 사이에 발생하는 충격력을 감지하여 전기 신호로 바꾸어 주는 힘센서와, 사용자가 용이하게 거취할 수 있도록 헤드부에 결합되는 손잡이를 포함하여 구성된다.Such a conventional impact hammer has a head part that can be replaced by selecting a shock tip of a material that can add sufficient impact depending on the structure, and a force sensor that detects the impact force generated between the head and the structure and converts it into an electrical signal. And, it is configured to include a handle coupled to the head portion so that the user can easily take off.
사용자는 상기한 임팩트 해머의 손잡이를 잡고 헤드부가 바닥면과 접촉되도록 헤드부로 바닥면을 타격함으로써, 충격력 및 진동을 발생시키는데, 이때 헤드부에는 힘센서가 설치되어 있어, 헤드부의 타격으로 인하여 발생되는 충격력의 특성을 측정할 수 있게 된다.The user holds the handle of the impact hammer as described above and strikes the bottom surface with the head portion so that the head portion comes into contact with the bottom surface, thereby generating impact force and vibration. At this time, a force sensor is installed in the head portion, which is generated by the head portion It is possible to measure the characteristics of the impact force.
하지만, 이와 같은 임팩트 해머는 앞에서 설명한 바와 같이 운반 및 조작이 간편하다는 장점이 있지만, 숙련된 실험자가 아니면 성공적인 실험을 수행하기 어렵다는 단점을 갖고 있는데, 그 이유는 임팩트 해머는 실험자가 수동으로 다루기 때문에 실험자마다 해머를 치는 방법이 다르며, 따라서 일정한 가진력을 얻기가 어렵기 때문이다. However, such an impact hammer has the advantage of being easy to carry and operate as described above, but has a disadvantage that it is difficult to perform a successful experiment without an experienced experimenter, because the impact hammer is an experiment manually handled by the experimenter. This is because each person has a different method of hitting the hammer, so it is difficult to obtain a constant excitation force.
물론 반드시 진동실험에서 정확히 동일한 가진력이 필요한 것은 아니지만, 가진력의 변동이 크게 되면 그만큼 실험결과의 실험 오차 가능성이 크게 되고, 특히 임팩트 해머는 가진되는 구조물의 바닥면에 수직으로 타격을 하지 아니하고, 비스듬히 타격을 하게 되면 정확한 가진력 진동수 성분을 얻을 수 없다.Of course, the exact same excitation force is not necessarily required in the vibration test, but if the fluctuation of the excitation force becomes large, the possibility of an experimental error in the experimental result increases greatly. If you do, you cannot get the exact vibration frequency component.
따라서 임팩트 해머를 정확히 수직으로 타격하는 것은 숙련된 실험자가 아니면 쉽지 않은 일이며, 숙련된 실험자라 하더라도 한번의 실험에서 수백 번의 타격을 하다보면 자연히 정확한 타격을 하는 빈도가 떨어지게 마련이다.Therefore, hitting the impact hammer vertically is not easy unless you are an experienced experimenter, and even an experienced experimenter will naturally decrease the frequency of hitting accurately with hundreds of hits in one experiment.
선행기술 공개특허 제10-2012-0133641호(2012.12.11)에서는 구조물에 충격을 가하는 충격헤드와, 상기 충격헤드를 1차원 운동으로 가이드 하는 하우징과, 상기 충격헤드 후방과 연결되어 왕복 탄성운동을 유도하는 스프링, 및 상기 스프링과 연결되어 상기 충격헤드의 운동을 촉발하는 충격 가진 구동장치를 포함하여 구성된 충격 가진장치와, 상기 구조물에 전달된 충격에 따른 구조물의 고유진동수를 포함한 진동 신호를 측정하는 측정센서, 및 상기 충격 가진장치 및 측정센서를 제어하고, 측정된 신호를 출력하는 중앙제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 1차원 탄성 충격을 이용한 고유 진동수 측정장치를 제공하였다.In the prior art publication patent No. 10-2012-0133641 (2012.12.11), a shock head for applying a shock to a structure, a housing for guiding the shock head in one-dimensional motion, and a reciprocating elastic motion connected to the rear of the shock head A shock excitation device comprising an inducing spring, and a shock excitation drive device connected to the spring to trigger movement of the shock head, and measuring a vibration signal including a natural frequency of the structure according to the shock transmitted to the structure It provides a natural frequency measuring device using a one-dimensional elastic shock, characterized in that it comprises a measurement sensor, and a central control device for controlling the shock excitation device and the measurement sensor, and outputting the measured signal.
본 발명은 영구자석과 코일에 흐르는 전류를 이용하여 로렌츠 힘을 발생시켜, 그 로렌츠 힘으로 피측정 대상인 구조물에 충돌하는 가진자의 충격량을 제어하여, 일정한 결과를 얻을 수 있어 결과의 신뢰성이 향상되고, 충격량의 크기를 전자기장의 세기로 정밀하게 조절하여, 측정하는 구조물의 형태가 복잡하더라도 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있는 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention generates a Lorentz force using a current flowing in a permanent magnet and a coil, and by using the Lorentz force, the impact amount of an exciton that collides against a structure to be measured is controlled to obtain a certain result, thereby improving the reliability of the result. An object of the present invention is to provide an apparatus for measuring the natural frequency of a structure using Lorentz force that can obtain a reliable result even if the shape of the structure to be measured is complicated by precisely controlling the magnitude of the impact amount to the intensity of the electromagnetic field.
본 발명에 따른 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치는 피측정 대상인 구조물에 근접 배치되어, 전자기장에 의해 선형으로 이동하는 가진기로 상기 구조물에 충격을 가하는 가진수단과, 피측정 대상인 구조물의 일측면에 장착되어 상기 구조물의 진동을 감지하는 센서, 및 상기 가진수단 및 센서와 전기적으로 연결되어, 상기 가진수단의 충격량을 제어하고, 상기 센서를 통해 전달된 진동으로 고유 진동을 산출하여 측정하는 진동측정부를 포함한다.The apparatus for measuring the natural frequency of a structure using a Lorentz force according to the present invention is disposed close to a structure to be measured, and an excitation means for applying a shock to the structure with an excitation that moves linearly by an electromagnetic field, and one side of the structure to be measured Vibration measurement that is mounted on the sensor for sensing the vibration of the structure, and electrically connected to the excitation means and the sensor, to control the impact amount of the excitation means, and calculate and measure natural vibration with the vibration transmitted through the sensor Includes wealth.
이때 본 발명에 따른 상기 가진수단은 내부에 소정의 중공이 형성된 가이드관체와, 상기 가이드관체의 중공을 따라 이동 가능하게 삽착되고, 선택적으로 중공을 따라 이동하여 피측정 대상인 구조물에 충돌하는 가진기와, 상기 가진기에 구비되는 복수 개의 영구자석과, 상기 가이드관체의 후방에 배치되어 외부에서 인가되는 전원으로 전자기장을 형성하여, 로렌츠 힘으로 상기 가진기를 선형으로 이동시키는 코일부재와, 상기 코일부재와 전기적으로 연결되어, 상기 코일부재에 전자기장이 생성되도록 전원을 선택적으로 인가하는 스위치부와, 상기 스위치부와 전기적으로 연결되고, 외부에서 정정용량의 전원을 제공하는 전원부를 포함할 수 있다. At this time, the excitation means according to the present invention is a guide tube having a predetermined hollow formed therein, and is movably inserted along the hollow of the guide tube, and optionally moves along the hollow to vibrate the structure to be measured, A plurality of permanent magnets provided in the vibrator, a coil member disposed at the rear of the guide tube to form an electromagnetic field with an externally applied power source, and a coil member for linearly moving the vibrator with a Lorentz force, and the coil member electrically It may be connected, and may include a switch unit for selectively applying power so that an electromagnetic field is generated in the coil member, and a power supply unit electrically connected to the switch unit to provide power with a corrected capacity from the outside.
또한, 본 발명에 따른 상기 가진수단은 내부에 소정의 중공이 형성된 가이드관체와, 상기 가이드관체의 중공을 따라 이동 가능하게 삽착되고, 선택적으로 중공을 따라 이동하여 피측정 대상인 구조물에 충돌하는 가진기와, 상기 가진기에 구비되는 복수 개의 영구자석과, 상기 가이드관체의 외주를 따라 권선 배치되어 외부에서 인가되는 전원으로 전자기장을 형성하여, 로렌츠 힘으로 상기 가진기를 선형으로 이동시키는 코일부재와, 상기 코일부재와 전기적으로 연결되어, 상기 코일부재에 전자기장이 생성되도록 전원을 선택적으로 인가하는 스위치부와, 상기 스위치부와 전기적으로 연결되고, 외부에서 정정용량의 전원을 제공하는 전원부를 포함할 수 있다.In addition, the excitation means according to the present invention is a guide tube having a predetermined hollow formed therein, and is movably inserted along the hollow of the guide tube, and selectively moves along the hollow to vibrate and collide against a structure to be measured , A plurality of permanent magnets provided in the vibrator, a coil member disposed around the outer periphery of the guide tube to form an electromagnetic field with a power applied from the outside, and a coil member for linearly moving the vibrator with a Lorentz force, and the coil member And it is electrically connected, it may include a switch unit for selectively applying power to generate an electromagnetic field to the coil member, and a power supply unit that is electrically connected to the switch unit and provides a power of correcting capacity from the outside.
여기서 본 발명에 따른 상기 영구자석은 복수 개가 자화방향이 90°씩 회전하여 배열되는 할박 배열(Halbach array)로 구성된 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the permanent magnet according to the present invention is composed of a Halbach array in which a plurality of magnetization directions are rotated by 90°.
또한, 본 발명에 따른 상기 가진기의 후방에 일측단이 연결되고, 타측단은 상기 가이드관의 후단과 연결되어, 상기 가진기가 피측정 대상인 구조물에 충돌된 후, 탄성력으로 해당 정위치에 복귀하도록 탄성력을 제공하는 복귀스프링을 더 포함한다.In addition, one end is connected to the rear of the vibrator according to the present invention, the other end is connected to the rear end of the guide tube, and after the vibrator collides with the structure to be measured, the elastic force is returned to a corresponding position. It further includes a return spring that provides elasticity.
본 발명에 따른 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.The effects of the natural frequency measuring device of the structure using the Lorentz force according to the present invention are as follows.
첫째, 영구자석과 코일에 흐르는 전류를 이용하여 로렌츠 힘을 발생시켜, 그 로렌츠 힘으로 피측정 대상인 구조물에 충돌하는 가진자의 충격량을 제어하여, 일정한 결과를 얻을 수 있어 결과의 신뢰성이 향상되는 효과를 가진다.First, by generating a Lorentz force using a current flowing in a permanent magnet and a coil, the Lorentz force controls the impact amount of an exciton that strikes a structure to be measured, and a certain result can be obtained, improving the reliability of the result. Have
둘째, 충격량의 크기를 전자기장의 세기로 정밀하게 조절하여, 측정하는 구조물의 형태가 복잡하더라도 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있는 효과를 가진다. Second, the magnitude of the impact amount is precisely adjusted to the strength of the electromagnetic field, so that even if the shape of the structure to be measured is complex, it has an effect of obtaining reliable results.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치를 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일을 가이드관 외주에 권선한 상태를 보인 예시도이다.1 is an exemplary view showing a device for measuring a natural frequency of a structure using a Lorentz force according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a state in which the coil according to an embodiment of the present invention is wound on the outer periphery of the guide tube.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor appropriately explains the concept of terms to explain his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the embodiments and the drawings described in this specification are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, and at the time of this application, they can be replaced evenly It should be understood that there may be variations.
본 발명은 영구자석과 코일에 흐르는 전류를 이용하여 로렌츠 힘을 발생시켜, 그 로렌츠 힘으로 피측정 대상인 구조물에 충돌하는 가진자의 충격량을 제어하여, 일정한 결과를 얻을 수 있는 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치에 관한 것으로, 도면을 참고하여 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.The present invention generates a Lorentz force using a current flowing in a permanent magnet and a coil, and the Lorentz force controls the impact amount of an exciton that strikes a structure to be measured with the Lorentz force, so that the uniqueness of the structure using the Lorentz force to obtain a constant result Regarding the frequency measuring device, referring to the drawings in more detail as follows.
도 1 및 도 2를 참조한 본 발명의 일 실시예에 따른 고유 진동 측정장치는 가진수단(100), 센서(200) 및 진동측정부(300)가 포함되는데, 먼저 상기 가진수단(100)은 피측정 대상인 구조물(1)에 근접 배치되어, 전자기장에 의해 선형으로 이동하는 가진기(120)로 상기 구조물(1)에 충격을 가한다.The natural vibration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 1 and 2 includes an excitation means 100, a
이때 상기 가진수단(100)은 내부에 소정의 중공이 형성된 가이드관체(110)가 포함되는데, 상기 가이드관체(110)은 상기 구조물(1)에 근접하는 일측단이 개방되고, 대향진 타측단은 가로벽체로 폐쇄된 형태를 이루는 것이 바람직하고, 상측에는 절개선이 형성되어, 상기 가진기(120)가 진동측정부(300)와 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.At this time, the excitation means 100 includes a
상기 가이드관체(110)의 중공에는 상기 가진기(120)가 구비되는데, 상기 가진기(120)는 상기 가이드관체(110)의 중공을 따라 선형으로 이동 가능하게 삽착되어, 선택적으로 중공을 따라 선형으로 이동하여 피측정 대상인 구조물(1)에 전방이 충돌한다.The
그리고 상기 가진기(120)에는 복수 개의 영구자석(121)이 구비되는데, 상기 복수 개의 영구자석(121)은 유도되는 영구자석의 자속밀도가 극대화될 수 있도록 상기 가진기(120)의 후방 측에 복수 개가 자화방향이 90°씩 회전하여 배열되는 할박 배열(Halbach array)로 구성될 수 있다.And the
또한, 상기 가이드관체(110)의 후방에는 코일부재(111)가 배치되는데, 상기 코일부재(111)는 외부에서 인가되는 전원으로 전자기장을 형성하여, 로렌츠 힘으로 상기 가진기(120)를 선형으로 이동시킨다.In addition, the
여기서 상기 코일부재(111)는 상기와 같이 상기 가이드관체(110)의 후방에만 배치되는 것에 한정하지 않고, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 코일부재(111)는 가이드관체(110)의 외주를 따라 권선 배치되어, 외부에서 인가되는 전원으로 전자기장을 형성하여, 로렌츠 힘으로 상기 가진기(120)를 선형으로 이동시킬 수도 있다.Here, the
그리고 상기 코일부재(111)와 전기적으로 스위치부(130)가 연결되는데, 상기 스위치부(130)는 상기 코일부재(111)에 전자기장이 생성되도록 전원을 선택적으로 인가한다.In addition, the
또한, 상기 스위치부(130)와 전원부(140)가 전기적으로 연결되는데, 상기 전원부(140)는 외부에서 정정용량의 전원을 제공한다.In addition, the
여기서 상기 가진기(120)의 후방에는 복귀스프링(122)가 구비되는데, 상기 복귀스프링(122)은 그 일측단이 상기 가진기(120)의 후방에 연결되고, 타측단은 상기 가이드관(110)의 폐쇄된 후단과 연결되어, 상기 가진기(120)가 피측정 대상인 구조물(1)에 충돌된 후, 탄성력으로 해당 정위치에 복귀하도록 탄성력을 제공한다.Here, a
따라서 상기한 구성에 의해 상기 가진기(120)는 상기 코일부재(111)에 전원이 인가되면, 코일부재(111)와 할박 배열(Halbach array)로 배치된 영구자석(121) 사이에서 로렌츠 힘(Lorentz force)이 발생하여, 상기 코일부재(111)에 인가되는 전류의 방향에 따라 상기 가이드관(110)의 길이방향인 중공을 따라 선형의 이동하면서 상기 구조물(1)에 일편에 충돌한다.Therefore, by the above-described configuration, the
이때 상기 전류의 방향으로 가진기(120)의 이동방향을 선택할 수 있고, 전류의 세기로 상기 가진기(120)의 충격량을 조절할 수 있으므로, 일정한 충격량을 통해 일정한 결과를 얻을 수 있다.At this time, the moving direction of the
여기서 상기 가진기(120)는 구조물(1)과의 충돌 후, 또 충돌(더블 히트)하지 않도록, 상기 복귀스프링(122)의 탄성에 상기 가이드관(110)의 중공 중 해당 정위치 위치된 후, 시간을 두고 다시 상기 코일부재(111)에 전원이 인가됨에 따라 재차 충돌이 한다.Here, after the
상기 가진기(120)가 상기 가이드관(110)의 중공 중 해당 정위치 위치되도록 하는 것은 상기 코일부재(111)에 인가되는 전류의 방향 및 세기로 발생하는 로렌츠 힘(Lorentz force)으로 조절할 수 있다.It is possible to adjust the
그리고 상기 센서(200)는 피측정 대상인 구조물(1)의 일측면에 장착되어 상기 구조물의 진동을 감지한다.In addition, the
이때 상기 센서(200)는 통상의 진동센서로 구조물(1)의 주파수에 따라 압전가속도 방식 및 외팔보 진동방식의 센서가 선택적으로 채용될 수 있다. In this case, the
또한, 상기 진동측정부(300)는 상기 가진수단(100) 및 센서(200)와 전기적으로 연결되어, 상기 가진수단(100)의 충격량을 제어하고, 상기 센서(200)를 통해 전달된 진동으로 고유 진동을 산출하여 측정한다.In addition, the
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
1: 구조물
100: 가진수단
110: 가이드관체
111: 코일부재
120: 가진기
121: 영구자석
122: 복귀스프링
130: 스위치부
140: 전원부
200: 센서
300: 진동측정부1: Structure
100: means of excitation
110: guide tube
111: coil member
120: excitation
121: permanent magnet
122: return spring
130: switch unit
140: power supply
200: sensor
300: vibration measurement unit
Claims (5)
피측정 대상인 구조물의 일측면에 장착되어 상기 구조물의 진동을 감지하는 센서; 및
상기 가진수단 및 센서와 전기적으로 연결되어, 상기 가진수단의 충격량을 제어하고, 상기 센서를 통해 전달된 진동으로 고유 진동을 산출하여 측정하는 진동측정부;를 포함하는 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치.
An excitation means disposed adjacent to the structure to be measured and linearly moved by an electromagnetic field to excite the structure;
A sensor mounted on one side of the structure to be measured to sense vibration of the structure; And
Vibration measurement unit that is electrically connected to the excitation means and the sensor, controls the amount of impact of the excitation means, and calculates and measures natural vibration by vibration transmitted through the sensor; Measuring device.
상기 가진수단은
내부에 소정의 중공이 형성된 가이드관체와;
상기 가이드관체의 중공을 따라 이동 가능하게 삽착되고, 선택적으로 중공을 따라 이동하여 피측정 대상인 구조물에 충돌하는 가진기와;
상기 가진기에 구비되는 복수 개의 영구자석과;
상기 가이드관체의 후방에 배치되어 외부에서 인가되는 전원으로 전자기장을 형성하여, 로렌츠 힘으로 상기 가진기를 선형으로 이동시키는 코일부재와;
상기 코일부재와 전기적으로 연결되어, 상기 코일부재에 전자기장이 생성되도록 전원을 선택적으로 인가하는 스위치부와;
상기 스위치부와 전기적으로 연결되고, 외부에서 정정용량의 전원을 제공하는 전원부;를 포함하는 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치.
The method according to claim 1,
The excitation means
A guide tube having a predetermined hollow formed therein;
An exciter that is movably inserted along the hollow of the guide tube and selectively moves along the hollow to collide with the structure to be measured;
A plurality of permanent magnets provided in the vibrator;
A coil member disposed at the rear of the guide tube to form an electromagnetic field with a power applied from the outside to linearly move the vibrator with a Lorentz force;
A switch unit electrically connected to the coil member to selectively apply power so that an electromagnetic field is generated in the coil member;
A device for measuring the natural frequency of a structure using a Lorentz force, including; a power supply unit electrically connected to the switch unit and providing a power supply with a corrected capacity from the outside.
상기 가진수단은
내부에 소정의 중공이 형성된 가이드관체와;
상기 가이드관체의 중공을 따라 이동 가능하게 삽착되고, 선택적으로 중공을 따라 이동하여 피측정 대상인 구조물에 충돌하는 가진기와;
상기 가진기에 구비되는 복수 개의 영구자석과;
상기 가이드관체의 외주를 따라 권선 배치되어 외부에서 인가되는 전원으로 전자기장을 형성하여, 로렌츠 힘으로 상기 가진기를 선형으로 이동시키는 코일부재와;
상기 코일부재와 전기적으로 연결되어, 상기 코일부재에 전자기장이 생성되도록 전원을 선택적으로 인가하는 스위치부와;
상기 스위치부와 전기적으로 연결되고, 외부에서 정정용량의 전원을 제공하는 전원부;를 포함하는 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치.
The method according to claim 1,
The excitation means
A guide tube having a predetermined hollow formed therein;
An exciter that is movably inserted along the hollow of the guide tube and selectively moves along the hollow to collide with the structure to be measured;
A plurality of permanent magnets provided in the vibrator;
A coil member disposed around the outer periphery of the guide tube to form an electromagnetic field with a power applied from the outside, and linearly moving the vibrator with a Lorentz force;
A switch unit electrically connected to the coil member to selectively apply power so that an electromagnetic field is generated in the coil member;
A device for measuring the natural frequency of a structure using a Lorentz force, including; a power supply unit electrically connected to the switch unit and providing a power supply with a corrected capacity from the outside.
상기 영구자석은
복수 개가 자화방향이 90°씩 회전하여 배열되는 할박 배열(Halbach array)로 구성된 것을 특징으로 하는 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치.
The method according to any one of claims 2 and 3,
The permanent magnet
A device for measuring the natural frequency of a structure using a Lorentz force, characterized in that a plurality of magnetization directions are arranged by rotating the rotation angle by 90°.
상기 가진기의 후방에 일측단이 연결되고, 타측단은 상기 가이드관의 후단과 연결되어, 상기 가진기가 피측정 대상인 구조물에 충돌된 후, 탄성력으로 해당 정위치에 복귀하도록 탄성력을 제공하는 복귀스프링;을 더 포함하는 로렌츠 힘을 이용한 구조물의 고유 진동수 측정 장치.The method according to any one of claims 2 and 3,
One end is connected to the rear of the vibrator, and the other end is connected to the rear end of the guide tube, and after the vibrator collides with the structure to be measured, an elastic spring provides elastic force to return to the corresponding position with elastic force. ; Natural frequency measurement device of the structure using the Lorentz force further comprising.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190001198A KR20200085088A (en) | 2019-01-04 | 2019-01-04 | Natural frequency measurement system of structures using the Lorentz force |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190001198A KR20200085088A (en) | 2019-01-04 | 2019-01-04 | Natural frequency measurement system of structures using the Lorentz force |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200085088A true KR20200085088A (en) | 2020-07-14 |
Family
ID=71526814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190001198A KR20200085088A (en) | 2019-01-04 | 2019-01-04 | Natural frequency measurement system of structures using the Lorentz force |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20200085088A (en) |
-
2019
- 2019-01-04 KR KR1020190001198A patent/KR20200085088A/en not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2936005B2 (en) | Generator stator wedge impact test equipment | |
US11246570B2 (en) | Probe for transient elastography | |
JPH0153062B2 (en) | ||
US6976387B2 (en) | Hardness measuring device comprising a housing and a penetration body in particular a manual device | |
US8074734B2 (en) | Powered hammer with a vibration dampening mechanism | |
US20060130566A1 (en) | Hardness testing device | |
KR101636565B1 (en) | Apparatus for generating vibration and method for controlling vibration thereof | |
JPS58192535A (en) | Plexor | |
JP6134929B2 (en) | Material property evaluation system | |
KR20200085088A (en) | Natural frequency measurement system of structures using the Lorentz force | |
CN110082199A (en) | Percussion device and intrinsic frequency measurement device | |
JP2018017730A (en) | Hammering testing device and usage of the device | |
KR101320619B1 (en) | An automatic impact device utilizing inertial force and the measurement system of natural frequencies with it | |
KR100912399B1 (en) | Calibration apparatus for impact hammer using air bearing | |
TWI470229B (en) | Acceleration sensor with gravity measuring function | |
KR101749293B1 (en) | Horizontal type pulse shock tester | |
Mejia et al. | Linear impact generator for automated dataset acquisition of elastic waves in haptic surfaces | |
RU108628U1 (en) | ELECTROMAGNETIC Drummer | |
KR100820114B1 (en) | Electronic hammer of the non-destructive test in concrete | |
KR101648700B1 (en) | Horizontal type pulse shock tester | |
JP2001201427A (en) | Shock-type vibration generating device | |
US3421080A (en) | Linear velocity measuring device for ram pistons | |
JP4032757B2 (en) | Impact response testing machine | |
RU163680U1 (en) | Exciter Not Attachable to Construction | |
RU2110072C1 (en) | Induction transducer of impact velocity of machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E601 | Decision to refuse application |