KR20210006174A - Mechanical inclination angle measurement apparatus - Google Patents

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KR20210006174A
KR20210006174A KR1020190082136A KR20190082136A KR20210006174A KR 20210006174 A KR20210006174 A KR 20210006174A KR 1020190082136 A KR1020190082136 A KR 1020190082136A KR 20190082136 A KR20190082136 A KR 20190082136A KR 20210006174 A KR20210006174 A KR 20210006174A
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이광우
김현기
최찬용
이일화
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한국철도기술연구원
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Abstract

The present invention is to provide a mechanical inclination measuring device by applying a conductive material (preferably, mercury) and a non-conductive material (preferably, oil) to a mechanical contact switch. According to an embodiment of the present invention, a mechanical inclination measuring device comprises: a cylindrical body part in which a predetermined ratio of a conductive material and a non-conductive material are encapsulated; a plurality of electrode parts disposed on a circumference of the body part having a predetermined angle with respect to a central axis of the body part and intersecting a plurality of radially extending axes; and a control part configured to receive a sensing signal from one or more electrode parts electrically connected through the conductive material to measure a change in inclination.

Description

기계식 경사 측정 장치{MECHANICAL INCLINATION ANGLE MEASUREMENT APPARATUS}Mechanical Inclination Measuring Device {MECHANICAL INCLINATION ANGLE MEASUREMENT APPARATUS}

본 발명은 수은을 적용한 기계식 경사 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanical tilt measuring device to which mercury is applied.

일반적으로 기울기센서 또는 경사계는 중력에 대한 물체의 각도를 측정하는 센서로서, 측정 값을 적절한 전기적 인터페이스로 출력하는 센서이다.In general, a tilt sensor or inclinometer is a sensor that measures the angle of an object with respect to gravity, and is a sensor that outputs a measured value through an appropriate electrical interface.

종래의 수은 스위치는 질소 등의 불활성 가스를 밀봉한 유리 용기 속에 수은과 2개의 전극을 넣은 것으로, 부하의 크기에 따라 유리 용기가 좌우로 기울어지며, 이 때 수은이 이동하여 전극을 연결시키거나 차단시킨다.Conventional mercury switches put mercury and two electrodes in a glass container sealed with an inert gas such as nitrogen, and the glass container tilts left and right depending on the size of the load, and at this time, the mercury moves to connect or block the electrodes. Let it.

그러나 종래의 경사계 또는 기울기센서는 전기적 오류로 고장이 발생하며, 센서의 구조상 하나의 센서는 1개의 축만 측정이 가능하고, 2개 이상의 다축을 측정하기 위해서는 다수의 센서를 결합하여 측정해야 한다는 문제가 있다. 또한 전자 부품으로 항상 전력을 필요로 하여 에너지 소모가 크다는 문제가 있다.However, conventional inclinometers or inclination sensors fail due to electrical errors, and due to the structure of the sensor, one sensor can measure only one axis, and in order to measure two or more multiple axes, there is a problem that a number of sensors must be combined and measured. have. In addition, there is a problem that energy consumption is large because power is always required as an electronic component.

이와 관련하여, 대한민국 공개실용신안 제1997-0003733호는 수은의 이동으로 모체의 전복이나 회전을 감지해내는수은 스위치에 관한 것을 개시하고 있다.In this regard, Korean Utility Model Publication No. 1997-0003733 discloses a mercury switch that detects the overturning or rotation of the mother body due to the movement of mercury.

본 발명의 일부 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 기계식 접점 스위치에 도체 물질(바람직하게, 수은)과 부도체 물질(바람직하게, 기름)을 적용하여 기계식 경사 측정 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다. Some embodiments of the present invention have been created in order to solve the above-described problems, to provide a mechanical inclination measuring device by applying a conductor material (preferably, mercury) and a non-conducting material (preferably, oil) to a mechanical contact switch. There is a purpose.

또한, 부도체 물질로 기름을 적용하여 부식을 방지하고, 원통구조를 적용하여 다축방향(x1, x2, ... xn)의 경사 방향의 변화와 변화 순서를 측정하고자 하는데 그 목적이 있다.In addition, the purpose of this is to prevent corrosion by applying oil as a non-conducting material, and to measure the change and sequence of changes in the multiaxial direction (x1, x2, ... xn) by applying a cylindrical structure.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다. However, the technical problem to be achieved by this embodiment is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may further exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 경사 측정 장치는 소정 비율의 도체 물질과 부도체 물질이 봉입된 원통형의 본체부; 본체부의 중심축을 기준으로 일정 각도를 가지며 방사상으로 연장된 다수의 축과 교차하는 본체부의 원주 상에 배치되는 복수의 전극부; 및 도체 물질을 통해 전기적으로 연결된 하나 이상의 전극부로부터 감지 신호를 수신하여 경사 변화를 측정하는 제어부를 포함한다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, a mechanical inclination measuring device according to an embodiment of the present invention includes a cylindrical body portion enclosed in a predetermined ratio of a conductive material and a non-conductive material; A plurality of electrode portions disposed on the circumference of the body portion having a predetermined angle with respect to the central axis of the body portion and intersecting a plurality of radially extending axes; And a controller configured to measure a change in inclination by receiving a detection signal from one or more electrode units electrically connected through a conductor material.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 기울기 변형이 발생해야만 전기 신호가 발생하므로 전력 손실을 최소화할 수 있으며, 이를 통해 경사 변화를 측정하고자 하는 구조물의 장기간 모니터링이 가능하다.According to any one of the above-described problem solving means of the present invention, since an electric signal is generated only when a slope deformation occurs, power loss can be minimized, and through this, a long-term monitoring of a structure to measure a slope change is possible.

더불어 기존 방법보다 저렴하고 단순하여 직관적이며, 내구성과 사용성이 우수하다는 효과가 있다. In addition, it is cheaper and simpler than the existing method, so it is intuitive, and has the effect of excellent durability and usability.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 경사 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 경사 측정 장치의 내부에 봉입된 도체 물질과 부도체 물질을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 경사 측정 장치의 경사 방향에 따른 도체 물질의 변화를 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기계식 경사 측정 장치의 경사 방향에 따른 도체 물질의 변화를 설명하기 위한 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기계식 경사 측정 장치에 형성된 복수의 양극을 포함하는 제1전극을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 기계식 경사 측정 장치의 경사각에 따라 연결되는 양극이 변화하는 전극부를 설명하기 위한 종단면도이다.
1 is a view for explaining the configuration of a mechanical tilt measuring device according to an embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a conductive material and a non-conducting material enclosed in the mechanical tilt measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a change in a conductor material according to an inclination direction of the mechanical inclination measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a change in a conductor material according to an inclination direction of the mechanical inclination measuring apparatus shown in FIG. 3.
5 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a first electrode including a plurality of anodes formed in a mechanical tilt measuring device according to another embodiment of the present invention.
6 is a longitudinal cross-sectional view illustrating an electrode portion in which an anode connected according to an inclination angle of the mechanical inclination measuring device illustrated in FIG. 5 changes.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, and one or more other features, not excluding other components, unless specifically stated to the contrary. It is to be understood that it does not preclude the presence or addition of any number, step, action, component, part, or combination thereof.

이하에서는 기계식 접점 스위치에 도체 물질(바람직하게, 수은)과 부도체 물질(바람직하게, 기름)을 적용하여 기계식 경사 측정 장치를 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, a mechanical inclination measuring device will be described in detail by applying a conductive material (preferably mercury) and a non-conducting material (preferably oil) to a mechanical contact switch.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 경사 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the configuration of a mechanical tilt measuring device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 기계식 경사 측정 장치는 소정 비율의 도체 물질과 부도체 물질이 봉입된 원통형의 본체부(10), 본체부(10)의 중심축을 기준으로 일정 각도를 가지며 방사상으로 연장된 다수의 축(x1, x2, ... xn)과 교차하는 본체부(10)의 원주 상에 배치되는 복수의 전극부(20) 및 도체 물질을 통해 전기적으로 연결된 하나 이상의 전극부(20)로부터 감지 신호를 수신하여 경사 변화를 측정하는 제어부(30)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the mechanical inclination measuring apparatus of the present invention has a cylindrical body portion 10 in which a predetermined ratio of a conductor material and a non-conductor material are enclosed, and extends radially at a certain angle with respect to the central axis of the body portion 10. A plurality of electrode units 20 disposed on the circumference of the body unit 10 intersecting a plurality of axes (x1, x2, ... xn) and at least one electrode unit 20 electrically connected through a conductor material It includes a control unit 30 for measuring the gradient change by receiving a detection signal from.

여기서, 전극부(20)는 제1전극(210) 및 제2전극(220)으로 구성되며, 본체부(10)의 중심축을 기준으로 방사상으로 연장된 4개 이상의 축(x1, x2, x3, x4)의 양단과 각각 교차하는 지점에 배치될 수 있다.Here, the electrode unit 20 is composed of a first electrode 210 and a second electrode 220, and four or more axes (x1, x2, x3, x1, x2, x3,) extending radially with respect to the central axis of the body unit 10 x4) can be placed at the intersection of both ends.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 경사 측정 장치의 내부에 봉입된 도체 물질과 부도체 물질을 설명하기 위한 종단면도이다.2 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a conductive material and a non-conducting material enclosed in the mechanical tilt measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본체부(10)가 수평일 경우, 전극부(20)는 원통형의 종단면에 대하여 본체부(10)의 상측과 인접하여 배치되되, 부도체 물질(120)과 접촉하는 제1전극(210) 및 본체부(10)의 하측과 인접하여 배치되되, 도체 물질(110)과 접촉하는 제2전극(220)을 포함한다. Referring to FIG. 2, when the body portion 10 is horizontal, the electrode portion 20 is disposed adjacent to the upper side of the body portion 10 with respect to a cylindrical longitudinal section, and a first contact with the non-conductive material 120 The electrode 210 and the second electrode 220 disposed adjacent to the lower side of the body portion 10 and in contact with the conductor material 110 are included.

이때, 도체 물질(110)은 수은으로 이루어지고, 부도체 물질(120)은 기름을 포함하는 유체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본체부(10)의 내부에 채워진 도체 물질(110)은 본체부(10)가 기울어질 경우, 제1전극(210) 및 제2전극(220)을 연결하는 역할을 한다. 부도체 물질(120)은 본체부(10)의 내부 나머지 빈공간을 채우고, 본체부(10)의 내부에 발생할 수 있는 부식 및 오류를 제거하는 역할을 한다. 도체 물질(110) 및 부도체 물질(120)이 수은과 기름으로 구성된 경우, 비중이 달라서 섞이지 않으며, 항상 수은이 본체부(10)의 아래 영역에 위치하게 된다.In this case, the conductive material 110 may be made of mercury, and the non-conducting material 120 may be made of a fluid containing oil. For example, the conductor material 110 filled in the body portion 10 serves to connect the first electrode 210 and the second electrode 220 when the body portion 10 is inclined. The non-conductive material 120 fills the remaining empty spaces inside the main body 10 and serves to remove corrosion and errors that may occur inside the main body 10. When the conductor material 110 and the non-conductor material 120 are composed of mercury and oil, the specific gravity is different so that they are not mixed, and mercury is always located in the lower region of the body portion 10.

일 예로, 전극부(20)는 제1전극(210) 및 제2전극(220)의 사이가 제1간격(d1)으로 이격되고, 도체 물질(110)이 본체부(10)의 높이에 대하여 제2높이(a2)를 갖는 경우, 전극부(20)의 감도가 낮은 것일 수 있다.For example, in the electrode unit 20, the first electrode 210 and the second electrode 220 are spaced apart by a first distance d1, and the conductor material 110 is separated from the height of the body unit 10 In the case of having the second height a2, the sensitivity of the electrode part 20 may be low.

다른 예로, 제1전극(210) 및 제2전극(220)의 사이가 제1간격(d1)보다 큰 제2간격(d2)으로 이격되거나, 도체 물질(110)이 제2높이(a2)보다 작은 제1높이(a1)를 갖는 경우, 전극부(20)의 감도가 큰 것일 수 있다.As another example, the first electrode 210 and the second electrode 220 are spaced apart by a second gap d2 that is greater than the first gap d1, or the conductor material 110 is less than the second height a2. In the case of having a small first height a1, the sensitivity of the electrode part 20 may be high.

다시 말해서, 경사 변화가 큰 대상체를 감지하기 위해서는 제1 및 제2전극(210, 220)의 간격을 크게 하거나, 도체 물질(110)의 양을 적게 하여, 본 발명의 기계식 경사 측정 장치의 감도가 낮도록 조절할 수 있다. 그리고 미세한 경사 변화가 발생하는 대상체를 감지하기 위해서는 도체 물질(110)의 양을 늘리거나, 제1 및 제2전극(210, 220)의 간격을 작게 하여, 본 발명의 기계식 경사 측정 장치의 감도가 높도록 조절할 수 있다. 즉, 도체 물질(110)의 양 또는 제1 및 제2전극(210, 220)의 간격을 통해 감지하고자 하는 기준이 되는 경사각을 결정할 수 있다.In other words, in order to detect an object having a large inclination change, the sensitivity of the mechanical inclination measuring apparatus of the present invention is increased by increasing the distance between the first and second electrodes 210 and 220 or reducing the amount of the conductor material 110. It can be adjusted to be low. In addition, in order to detect an object in which a slight gradient change occurs, the amount of the conductor material 110 is increased, or the distance between the first and second electrodes 210 and 220 is decreased, so that the sensitivity of the mechanical gradient measuring apparatus of the present invention is increased. Can be adjusted to be high. That is, the inclination angle, which is a reference to be detected, may be determined through the amount of the conductor material 110 or the distance between the first and second electrodes 210 and 220.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 경사 측정 장치의 경사 방향에 따른 도체 물질의 변화를 설명하기 위한 횡단면도이다.3 is a cross-sectional view for explaining a change in a conductor material according to an inclination direction of the mechanical inclination measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 기계식 경사 측정 장치의 경사 방향에 따른 도체 물질의 변화를 설명하기 위한 종단면도이다.FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view for explaining a change of a conductor material according to an inclination direction of the mechanical inclination measuring apparatus shown in FIG. 3.

또한 전극부(20)로부터 연장되되, 본체부(10)의 외측을 향하여 돌출하도록 형성된 전극용 단자(미도시)를 더 포함할 수 있다.Further, a terminal for an electrode (not shown) extending from the electrode part 20 and protruding toward the outside of the main body part 10 may be further included.

본체부(10)가 기울어질 경우, 제어부(30)는 전극용 단자와 연결되어, 각각의 전극부(20)로부터 순차적으로 수신한 감지 신호에 기초하여 본체부(10)의 기울어진 방향 및 순서를 측정할 수 있다. 또한 제어부(30)에는 별도의 전원 공급부가 구비될 수도 있다. When the main body 10 is inclined, the control unit 30 is connected to the electrode terminals, and based on the detection signals sequentially received from each electrode unit 20, the inclined direction and order of the main body 10 Can be measured. In addition, a separate power supply may be provided in the control unit 30.

먼저, 도 4의 (a)를 참조하면, 본체부(10)가 수평면을 기준으로 좌측 하향으로 기울어질 경우, 도체 물질(110)이 전극부(20)를 연결함으로써, 제어부(30)는 감지 신호를 수신할 수 있다. 마찬가지로, 도 4의 (b)를 참조하면, 본체부(10)가 수평면을 기준으로 우측 하향으로 기울어질 경우, 도체 물질(110)이 전극부(20)를 연결함으로써, 제어부(30)는 감지 신호를 수신할 수 있다. First, referring to (a) of FIG. 4, when the main body 10 is inclined downward to the left with respect to the horizontal plane, the conductor material 110 connects the electrode part 20, so that the controller 30 detects Can receive signals. Similarly, referring to (b) of FIG. 4, when the main body 10 is inclined downward to the right with respect to the horizontal plane, the conductor material 110 connects the electrode part 20, so that the controller 30 detects Can receive signals.

즉, 본 발명의 기계식 경사 측정장치는 경사(기울기)의 변화가 발생하는 경우에만 전극부(20)의 감지 신호가 발생하기 때문에 경사 변화가 발생하지 않으면 별도의 전력 손실이 없다는 장점이 있다. 이에 따라 전력 손실을 최소화할 수 있어, 장기간 측정 및 사용이 가능하다.That is, the mechanical inclination measuring apparatus of the present invention has an advantage that there is no additional power loss unless the inclination change occurs because the detection signal of the electrode unit 20 is generated only when a change in inclination (tilt) occurs. Accordingly, it is possible to minimize the power loss, it is possible to measure and use for a long time.

예시적으로, 도 3을 참조하면, 전극부(20)는 하나의 축 상에서 서로 마주보는 한쌍의 제1 전극유닛(20a, 20a’), 제2 전극유닛(20b, 20b’), 제3 전극유닛(20c, 20c’) 및 제4 전극유닛(20d, 20d’)를 포함할 수 있다. 구체적으로 제1 내지 제4 전극유닛(20a-20d’)은 본체부(10)의 중심축을 기준으로 일정 각도(예를 들어 30°)를 가지며 방사상으로 연장된 4개의 축(x1, x2, x3, x4)과 교차하는 본체부(10)의 원주 상에 각각 배치될 수 있다. Illustratively, referring to FIG. 3, the electrode unit 20 includes a pair of first electrode units 20a and 20a', second electrode units 20b and 20b', and a third electrode facing each other on one axis. Units 20c and 20c' and fourth electrode units 20d and 20d' may be included. Specifically, the first to fourth electrode units 20a-20d' have four axes (x1, x2, x3) radially extending at a certain angle (for example, 30°) with respect to the central axis of the main body 10. , x4) may be disposed on the circumference of the body portion 10 intersecting, respectively.

예를 들어, 도 4의 (a)에 도시된 것처럼, 본체부(10)가 수평면을 기준으로 좌측 하향으로 기울어진 경우, 도 3의 (a)에 도시된 것처럼, x1축의 일측과 교차하며 본체부(10)의 원주 상에 배치된 제1 전극유닛(20a’)이 도체 물질(110)에 의해 연결될 수 있다. 이때 제어부(30)는 연결된 제1 전극유닛(20a’)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. For example, as shown in (a) of FIG. 4, when the main body 10 is inclined downward to the left with respect to the horizontal plane, as shown in (a) of FIG. 3, it intersects with one side of the x1 axis and The first electrode unit 20a' disposed on the circumference of the portion 10 may be connected by the conductor material 110. In this case, the controller 30 may receive a detection signal from the connected first electrode unit 20a'.

이어서, 도 3의 (b)에 도시된 것처럼, 본체부(10)가 좌측 하향으로 기울어진 상태에서 반시계 방향으로 약 30° 회전하는 경우, x2축의 일측과 교차하며 본체부(10)의 원주 상에 배치된 제2 전극유닛(20b’)이 도체 물질(110)에 의해 연결될 수 있다. 이때 제어부(30)는 연결된 제2 전극유닛(20b’)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.Subsequently, as shown in (b) of FIG. 3, when the main body 10 is rotated counterclockwise by about 30° in a state in which it is inclined downward to the left, it intersects with one side of the x2 axis and the circumference of the main body 10 The second electrode unit 20b ′ disposed thereon may be connected by the conductor material 110. In this case, the controller 30 may receive a detection signal from the connected second electrode unit 20b'.

이때, 제어부(30)는 제1 및 제2전극부(20a’, 20b’)로부터 순차적으로 감지 신호를 수신하고, 본체부(10)의 기울어진 방향이 x1축의 좌측이며, 먼저, x1축으로 기울어지고, 이어서 x2축으로 반시계 방향으로 약 30° 회전한 것을 측정할 수 있다. At this time, the control unit 30 sequentially receives detection signals from the first and second electrode units 20a' and 20b', and the inclined direction of the main body 10 is to the left of the x1 axis, first, toward the x1 axis. It can be measured that it is tilted and then rotated about 30° counterclockwise along the x2 axis.

이와 같이, 다축(x1, x2, …, xn)에 전극부(20)를 배치하여 다양한 방향의 경사변화를 확인할 수 있으며, 원통형의 본체부(10)의 회전 순서를 확인함으로써, 더욱 정밀하게 기울어지는 방향 및 순서를 확인할 수 있다.In this way, by arranging the electrode part 20 on the multi-axis (x1, x2, …, xn), it is possible to check the change in inclination in various directions, and by checking the rotation order of the cylindrical body part 10, it is more precisely tilted. You can check the direction and order of losing.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기계식 경사 측정 장치에 형성된 복수의 양극을 포함하는 제1전극을 설명하기 위한 종단면도이다.5 is a longitudinal cross-sectional view for explaining a first electrode including a plurality of anodes formed in a mechanical tilt measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6은 도 5에 도시된 기계식 경사 측정 장치의 경사각에 따라 연결되는 양극이 변화하는 전극부를 설명하기 위한 종단면도이다.6 is a longitudinal cross-sectional view illustrating an electrode portion in which an anode connected according to an inclination angle of the mechanical inclination measuring device illustrated in FIG. 5 changes.

도 5를 참조하면, 본체부(10)가 수평일 경우, 전극부(20)는 본체부(10)의 상측과 인접하여 배치되되, 부도체 물질(120)과 접촉하며 복수의 양극(210a-210e)으로 구성된 제1전극(210) 및 본체부(10)의 하측과 인접하여 배치되되, 도체 물질(110)과 접촉하는 제2전극(220)을 포함한다. Referring to FIG. 5, when the body portion 10 is horizontal, the electrode portion 20 is disposed adjacent to the upper side of the body portion 10, but contacts the non-conductive material 120 and a plurality of anodes 210a-210e ) And disposed adjacent to the lower side of the body portion 10 and the first electrode 210 configured of ), and includes a second electrode 220 in contact with the conductor material 110.

제어부(30)는 제1양극(210a) 내지 제N양극(210n) 중 하나 이상의 양극과 도체 물질(110)이 접촉함에 따라 연결된 전극부(20)로부터 순차적으로 수신한 감지 신호에 기초하여 본체부(10)의 기울어진 방향에서 경사각을 측정할 수 있다.The control unit 30 is based on the detection signal sequentially received from the electrode unit 20 connected as at least one of the first anode 210a to the Nth anode 210n and the conductor material 110 contact The inclination angle can be measured in the inclined direction of (10).

구체적으로 제1전극(210)은 소정의 경사간격으로 이격된 제1양극 내지 제N양극(210a, 210b, ... 210n)을 포함하고, 제2전극(210)은 제N양극(210n)과 이격된 음극을 포함할 수 있다. 이때 경사간격(d3)은 본체부(10)가 기울어진 경우, 수평면에 대한 본체부(10)의 경사각을 측정하는 기준이 되는 것이며, 바람직하게 경사각은 5° 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the first electrode 210 includes first to N-th anodes 210a, 210b, ... 210n spaced at a predetermined inclined interval, and the second electrode 210 is an N-th anode 210n It may include a cathode spaced apart from. In this case, the inclination interval d3 is a reference for measuring the inclination angle of the main body 10 with respect to the horizontal plane when the main body 10 is inclined, and the inclination angle may preferably be 5°, but is not limited thereto. .

예시적으로, 도 5에 도시된 것처럼, 제1전극(210)은 제1양극(210a) 내지 제5양극(210e)을 포함할 수 있다. 이때, 제1양극(210a) 내지 제5양극(210e) 사이의 경사간격(d3)은 본체부(10)의 기울기 변화의 측정 기준이 되는 경사각(예를 들어 5°)과 대응하도록 설정될 수 있다. For example, as shown in FIG. 5, the first electrode 210 may include first to fifth anodes 210a to 210e. At this time, the inclination distance d3 between the first anode 210a to the fifth anode 210e may be set to correspond to an inclination angle (for example, 5°) that is a measurement criterion for a change in inclination of the main body 10. have.

일 예로, 제2전극(220)과 제1전극(210)의 최하측에 위치한 제5양극(210e)이 도체 물질(110)에 의해 연결될 경우, 제어부(30)는 감지 신호를 수신하고, 본체부(10)가 다축(x1, x2, …, xn) 중에서 어느 축의 방향으로 기울어졌는지 측정할 수 있다. As an example, when the second electrode 220 and the fifth anode 210e located at the lowermost side of the first electrode 210 are connected by the conductor material 110, the controller 30 receives a detection signal and It is possible to measure which axis the part 10 is inclined in the direction of the multiple axes (x1, x2, …, xn).

이어서, 도6을 참조하면, 본체부(10)가 약 5° 정도 좌측 하향으로 기울어질 경우, 제5양극(210e)의 바로 위에 위치한 제4양극(210d)이 도체 물질(110)에 의해 연결될 수 있다. 이때 제어부(30)는 본체부(10)의 기울어진 방향(예를 들어, x1축)에서 경사각(예를 들어, 10°)이 얼마인지 측정할 수 있다. Subsequently, referring to FIG. 6, when the body portion 10 is inclined downward by about 5° to the left, the fourth anode 210d located directly above the fifth anode 210e is connected by the conductor material 110. I can. In this case, the controller 30 may measure what is the inclination angle (eg, 10°) in the inclined direction (eg, x1 axis) of the main body 10.

마찬가지로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본체부(10)가 좌측 하향으로 점차적으로 기울어질 경우, 제4양극(210d)의 위에 위치한 제3양극(210c), 제2양극(210b) 및 제1양극(210a)이 순차적으로 도체 물질(110)에 의해 연결될 수 있다.Likewise, referring to FIGS. 5 and 6, when the main body 10 is gradually inclined downward to the left, the third anode 210c, the second anode 210b, and the third anode 210c are positioned above the fourth anode 210d. One positive electrode 210a may be sequentially connected by a conductor material 110.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention do.

10: 본체부
110: 도체 물질
120: 부도체 물질
20: 전극부
210: 제1전극
220: 제2전극
30: 제어부
10: main body
110: conductor material
120: non-conductive material
20: electrode part
210: first electrode
220: second electrode
30: control unit

Claims (9)

기계식 경사 측정 장치에 있어서,
소정 비율의 도체 물질과 부도체 물질이 봉입된 원통형의 본체부;
상기 본체부의 중심축을 기준으로 일정 각도를 가지며 방사상으로 연장된 다수의 축과 교차하는 상기 본체부의 원주 상에 배치되는 복수의 전극부; 및
상기 도체 물질을 통해 전기적으로 연결된 하나 이상의 상기 전극부로부터 감지 신호를 수신하여 경사 변화를 측정하는 제어부를 포함하는
기계식 경사 측정장치.
In the mechanical tilt measuring device,
A cylindrical body in which a predetermined ratio of a conductive material and a non-conductive material are enclosed;
A plurality of electrode portions disposed on a circumference of the main body portion having a predetermined angle with respect to the central axis of the main body portion and intersecting a plurality of radially extending axes; And
And a control unit configured to measure a change in inclination by receiving a detection signal from at least one electrode unit electrically connected through the conductor material
Mechanical tilt measuring device.
제1항에 있어서,
상기 본체부가 수평일 경우,
상기 전극부는
원통형의 종단면에 대하여 상기 본체부의 상측과 인접하여 배치되되, 상기 부도체 물질과 접촉하는 제1전극; 및
상기 본체부의 하측과 인접하여 배치되되, 상기 도체 물질과 접촉하는 제2전극을 포함하는 것인,
기계식 경사 측정장치.
The method of claim 1,
When the main body is horizontal,
The electrode part
A first electrode disposed adjacent to an upper side of the main body with respect to a cylindrical longitudinal section and in contact with the non-conductive material; And
And a second electrode disposed adjacent to the lower side of the main body and in contact with the conductor material,
Mechanical tilt measuring device.
제2항에 있어서,
상기 전극부는
상기 본체부의 중심축을 기준으로 방사상으로 연장된 4개 이상의 축의 양단과 각각 교차하는 지점에 배치되는 것인,
기계식 경사 측정장치.
The method of claim 2,
The electrode part
It is disposed at a point intersecting each end of the four or more axes extending radially with respect to the central axis of the main body,
Mechanical tilt measuring device.
제2항에 있어서,
상기 전극부는
상기 제1전극 및 제2전극의 사이가 제1간격으로 이격되고, 상기 도체 물질이 상기 본체부의 높이에 대하여 제2높이를 갖는 경우,
상기 전극부의 감도가 낮은 것이고,
상기 제1전극 및 제2전극의 사이가 상기 제1간격보다 큰 제2간격으로 이격되거나, 상기 도체 물질이 상기 제2높이보다 작은 제1높이를 갖는 경우,
상기 전극부의 감도가 큰 것인,
기계식 경사 측정장치.
The method of claim 2,
The electrode part
When the first electrode and the second electrode are spaced apart by a first interval, and the conductor material has a second height with respect to the height of the body part,
The sensitivity of the electrode portion is low,
When the first electrode and the second electrode are spaced apart by a second interval greater than the first interval, or the conductor material has a first height smaller than the second height,
The sensitivity of the electrode portion is large,
Mechanical tilt measuring device.
제2항에 있어서,
상기 전극부로부터 연장되되, 상기 본체부의 외측을 향하여 돌출하도록 형성된 전극용 단자를 더 포함하는 것인,
기계식 경사 측정장치.
The method of claim 2,
Doedoe extending from the electrode portion, further comprising an electrode terminal formed to protrude toward the outside of the body portion,
Mechanical tilt measuring device.
제5항에 있어서,
상기 본체부가 기울어질 경우,
상기 제어부는
상기 전극용 단자와 연결되어, 상기 각각의 전극부로부터 순차적으로 수신한 감지 신호에 기초하여 상기 본체부의 기울어진 방향 및 순서를 측정하는 것인,
기계식 경사 측정장치.
The method of claim 5,
When the main body is inclined,
The control unit
It is connected to the electrode terminal to measure the inclined direction and order of the main body part based on the detection signal sequentially received from each of the electrode parts,
Mechanical tilt measuring device.
제6항에 있어서,
상기 제1전극은
소정의 경사간격으로 이격된 제1양극 내지 제N양극을 포함하고,
상기 제2전극은
상기 제N양극과 이격된 음극을 포함하되,
상기 경사간격은 상기 본체부가 기울어진 경우, 수평면에 대한 상기 본체부의 경사각을 측정하는 기준이 되는 것인,
기계식 경사 측정장치.
The method of claim 6,
The first electrode is
Including a first anode to an Nth anode spaced apart at a predetermined inclined interval,
The second electrode is
Including a cathode spaced apart from the N-th anode,
The inclination interval is a standard for measuring the inclination angle of the main body with respect to the horizontal plane when the main body is inclined,
Mechanical tilt measuring device.
제7항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1양극 내지 제N양극 중 하나 이상의 양극과 상기 도체 물질이 접촉함에 따라 연결된 상기 전극부로부터 순차적으로 수신한 감지 신호에 기초하여 상기 본체부의 기울어진 방향에서 경사각을 측정하는 것인,
기계식 경사 측정장치.
The method of claim 7,
The control unit
Measuring an inclination angle in an inclined direction of the main body based on a detection signal sequentially received from the electrode part connected as at least one of the first to N-th anodes and the conductor material contact,
Mechanical tilt measuring device.
제1항에 있어서,
상기 도체 물질은 수은으로 이루어지고,
상기 부도체 물질은 기름을 포함하는 유체로 이루어지는 것인,
기계식 경사 측정장치.
The method of claim 1,
The conductor material consists of mercury,
The non-conductive material is composed of a fluid containing oil,
Mechanical tilt measuring device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05172571A (en) * 1991-12-20 1993-07-09 Esuto:Kk Slope angle sensor
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KR100962868B1 (en) * 2008-02-11 2010-06-09 조영욱 Level measuring instrument

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