KR20220020023A - Non-destructive inspection device for electric pole - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비 파괴 전주 검사장비에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전주 내부에 매설된 철근의 파단 여부를 검사할 수 있는 비 파괴 전주 검사장비에 관한 것이다.The present invention relates to non-destructive pole inspection equipment, and more particularly, to non-destructive pole inspection equipment capable of inspecting whether or not the reinforcing bar buried inside the electric pole is broken.
일반적으로, 배전선로에 이용되는 지지물은 대부분이 콘크리트 전주로서, 프리스트레스트(Pre-Stressed, P.S) 콘크리트 구조로 이루어져 있고, 상기 콘크리트 전주는 오랜 기간 사용시 전주 내부의 철근이 파단되는 원인에 의해 외력의 작용 없이도 전도되는 사고가 발생하고 있다.In general, most of the supports used in distribution lines are concrete poles, and they are composed of a pre-stressed (PS) concrete structure. Accidents that are conducted without action are occurring.
P.S 콘크리트 구조는 휨 모멘트를 철근의 인장력으로 지지하도록 설계되므로 전주 내부의 철근이 파단되어 인장력을 잃게 되면 콘크리트 전주가 도괴되는 사고가 발생하게 된다. 특히, 해당 구조의 콘크리트 전주를 많이 사용하는 우리나라의 경우, 전주에 통신선, 변압기 등 다양한 장치가 설치되어 있어 콘크리트 내부 철근이 파단되는 것에 의해 2차 사고 발생 위험이 매우 높다. 따라서 콘크리트 내부 철근이 파단되는 것을 진단하여 전도 사고가 발생하기 전 전주를 교체 또는 보강하는 것이 필요하다.P.S The concrete structure is designed to support the bending moment with the tensile force of the reinforcing bar, so if the reinforcing bar inside the pole breaks and loses its tensile force, an accident occurs in which the concrete pole collapses. In particular, in the case of Korea, which uses a lot of concrete poles of the corresponding structure, various devices such as communication lines and transformers are installed on the poles, so the risk of secondary accidents is very high due to the breakage of the reinforcing bars inside the concrete. Therefore, it is necessary to diagnose the breakage of reinforcing bars inside concrete and replace or reinforce the poles before a fall accident occurs.
전주 내부에 설치된 강선(즉, 세로 철근)은 생산 단계에서 높은 열과 압력을 받아 약하게 자화되어 있다. 그런데, 강선이 파단된 경우, 파단된 경계 면에서만 국부적으로 자기장의 세기가 커지고 극성이 바뀌는 특성을 나타낸다. 이러한 특성으로 인해, 기존의 비 파괴 검사 장치는 자기센서를 이용하여 강선의 나란한 방향으로 자기장의 세기 분포를 측정하고, 이를 기반으로 강선의 파단 여부를 확인할 수 있다.The steel wire installed inside the pole (ie, vertical reinforcing bars) is weakly magnetized by high heat and pressure during the production stage. However, when the steel wire is broken, the strength of the magnetic field is locally increased and the polarity is changed only at the fractured boundary surface. Due to these characteristics, the existing non-destructive inspection apparatus can measure the intensity distribution of the magnetic field in the parallel direction of the steel wire using a magnetic sensor, and check whether the steel wire is broken based on this.
하지만, 강선에 의한 자기장 세기는 강선과 자기센서 간 거리의 제곱에 반비례하기 때문에 정확한 측정을 위해서는 자기센서와 강선 간에 일정한 거리 유지가 중요한 요소로 작용하게 된다. 그리고, 자기장 측정 중 자기센서와 강선 간의 이격 거리가 변화하게 되면 자기장의 세기가 변화하는 것처럼 측정될 수 있어 강선의 파단 여부를 확인하는데 오차로 작용될 수 있다. 즉, 자기센서를 전주의 아래 방향에서 위 방향으로 움직이는 속도와 자기센서와 강선 간의 평행유지 상태에 따라 자기장의 세기가 민감하게 변화되기 때문에 이러한 요소들이 측정 오차를 야기할 수 있다.However, since the magnetic field strength of the steel wire is inversely proportional to the square of the distance between the steel wire and the magnetic sensor, maintaining a constant distance between the magnetic sensor and the steel wire is an important factor for accurate measurement. And, if the separation distance between the magnetic sensor and the steel wire is changed during the magnetic field measurement, it may be measured as if the strength of the magnetic field is changed, which may act as an error in checking whether the steel wire is broken. That is, since the magnetic field strength is sensitively changed according to the speed of moving the magnetic sensor from the bottom to the top of the pole and the state of parallelism between the magnetic sensor and the steel wire, these factors may cause measurement errors.
또한, 콘크리트 전주의 경우 내부에 설치되어 강선의 지지를 위하여 나선형 철근이 강선에 가로 방향으로 추가 용접되어 있다. 기존 비 파괴 검사장비를 이용하여 측정하면, 나선형으로 용접되어 있는 철근이 파단되었는지 아니면 내부강선이 파단되었는지에 대한 구분이 어려운 문제가 있다. 실제 전주 구조물의 안전성에 영향을 미치는 것은 강선이기 때문에, 강선 또는 가로 철근의 파단 여부를 구분할 필요가 있다.In addition, in the case of a concrete pole, it is installed inside and a spiral reinforcing bar is additionally welded to the steel wire in the transverse direction to support the steel wire. When measuring using the existing non-destructive testing equipment, there is a problem in that it is difficult to distinguish whether the spirally welded reinforcing bar is broken or the internal steel wire is broken. Since it is the steel wire that actually affects the safety of the pole structure, it is necessary to distinguish whether the steel wire or transverse reinforcing bar is broken.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 전주 내부에 매설된 강선의 파단 여부를 검출할 수 있는 비 파괴 전주 검사장비를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above and other problems. Another object is to provide a non-destructive pole inspection equipment that can detect whether the steel wire buried inside the pole is broken.
또 다른 목적은 작업자의 측정 오류에 의한 측정 오차를 최소화할 수 있는 비 파괴 전주 검사장비를 제공함에 있다.Another object is to provide a non-destructive pole inspection equipment that can minimize the measurement error caused by the operator's measurement error.
또 다른 목적은 전주 내부에 매설된 강선 및 가로 철근 중 파단된 대상을 식별할 수 있는 비 파괴 전주 검사장비를 제공함에 있다.Another object is to provide a non-destructive pole inspection equipment that can identify a broken target among the steel wire and transverse reinforcing bars buried inside the pole.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 전주의 외주면에 밀착되어, 미리 결정된 패턴으로 배열된 복수의 자기센서모듈을 이용하여 상기 전주에 매설된 강선 또는 가로 철근으로부터 발생되는 자기장을 검출하는 자기장 검출 유닛; 및 상기 자기장 검출 유닛과 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 복수의 자기센서모듈로부터 수신된 자기장 데이터를 기반으로 상기 강선 또는 가로 철근의 파단 여부를 검출하는 파단 검출 유닛을 포함하되, 각각의 자기센서모듈은 상기 전주의 길이 방향으로 배열된 제1 자기센서 블록 및 제2 자기센서 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 비 파괴 전주 검사장비를 제공한다.According to one aspect of the present invention to achieve the above or other object, the magnetic field generated from the steel wire or transverse reinforcing bar embedded in the electric pole by using a plurality of magnetic sensor modules arranged in a predetermined pattern in close contact with the outer circumferential surface of the electric pole a magnetic field detection unit for detecting and a breakage detecting unit connected to the magnetic field detecting unit by wire or wirelessly to detect whether the steel wire or transverse reinforcing bar is broken based on the magnetic field data received from the plurality of magnetic sensor modules, each magnetic sensor module provides a non-destructive electric pole inspection equipment comprising a first magnetic sensor block and a second magnetic sensor block arranged in the longitudinal direction of the electric pole.
좀 더 바람직하게는, 각각의 자기센서모듈은 제1 및 제2 자기센서 블록을 수용하기 위한 하우징과, 상기 제1 자기센서 블록을 회전시키기 위한 제1 회전 부재와, 상기 제2 자기센서 블록을 회전시키기 위한 제2 회전 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. More preferably, each magnetic sensor module includes a housing for accommodating the first and second magnetic sensor blocks, a first rotating member for rotating the first magnetic sensor block, and the second magnetic sensor block. It characterized in that it further comprises a second rotation member for rotating.
좀 더 바람직하게는, 상기 제1 자기센서 블록은 자기장의 세기 및 방향을 측정하기 위한 제1 자기센서를 포함하고, 상기 제2 자기센서 블록은 자기장의 세기 및 방향을 측정하기 위한 제2 자기센서를 포함하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the first magnetic sensor block includes a first magnetic sensor for measuring the strength and direction of a magnetic field, and the second magnetic sensor block includes a second magnetic sensor for measuring the strength and direction of the magnetic field It is characterized in that it includes.
좀 더 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 자기센서는 제1 및 제2 자기센서 블록의 회전을 통해 서로 동일한 자기장 측정 방향을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제1 및 제2 자기센서는 제1 및 제2 자기센서 블록의 회전을 통해 서로 수직한 자기장 측정 방향을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the first and second magnetic sensors are arranged to have the same magnetic field measurement direction as each other through rotation of the first and second magnetic sensor blocks. In addition, the first and second magnetic sensors are characterized in that they are arranged to have a magnetic field measurement direction perpendicular to each other through rotation of the first and second magnetic sensor blocks.
본 발명의 실시 예들에 따른 비 파괴 전주 검사장비의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the non-destructive electric pole inspection equipment according to the embodiments of the present invention will be described as follows.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 전주의 길이 방향으로 배열된 두 개의 자기센서를 포함하는 자기센서모듈을 이용하여 상기 전주에 매설된 강선의 파단 여부를 정확하게 검출할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage that it is possible to accurately detect whether the steel wire embedded in the electric pole is broken by using a magnetic sensor module including two magnetic sensors arranged in the longitudinal direction of the electric pole.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 전주의 길이 방향으로 배열된 두 개의 자기센서를 포함하는 자기센서모듈을 이용하여 상기 전주에 매설된 강선 및 가로 철근 중 파단된 대상을 용이하게 식별할 수 있다는 장점이 있다. In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, using a magnetic sensor module including two magnetic sensors arranged in the longitudinal direction of the electric pole to easily identify the broken object among the steel wire and the transverse reinforcing bar embedded in the electric pole There are advantages to being able to
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 전주의 길이 방향으로 배열된 두 개의 자기센서를 포함하는 자기센서모듈을 이용하여 상기 전주에 매립된 강선의 자기장을 측정함으로써, 작업자의 측정 오류에 의한 측정 오차를 최소화할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, by measuring the magnetic field of the steel wire embedded in the electric pole using a magnetic sensor module including two magnetic sensors arranged in the longitudinal direction of the electric pole, the measurement error of the operator There is an advantage that the measurement error can be minimized.
다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 비 파괴 전주 검사장비가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be achieved by the non-destructive electric pole inspection equipment according to the embodiments of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned are common in the technical field to which the present invention belongs from the description below. It will be clearly understood by those with the knowledge of
도 1 및 도 2는 배선선로에 사용되는 콘크리트 전주의 종류에 따른 내부 구조를 예시하는 도면;
도 3은 전주에 매설된 강선의 파단 여부에 따른 자기장 분포를 나타내는 도면;
도 4는 전주에 매설된 가로 철근의 파단 여부에 따른 자기장 분포를 나타내는 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비 파괴 전주 검사장비의 구성을 나타내는 도면;
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기센서모듈의 구성을 나타내는 도면;
도 8은 자기장의 방향에 따른 자기센서의 측정 방향을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 9는 자기센서모듈을 이용하여 강선의 파단 여부를 검출하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 10 및 도 11은 자기센서모듈을 이용하여 전주 내부의 파단 대상을 식별하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면.1 and 2 are views illustrating an internal structure according to the type of a concrete electric pole used in a wiring line;
Figure 3 is a view showing the magnetic field distribution according to whether the breakage of the steel wire buried in the electric pole;
Figure 4 is a view showing the magnetic field distribution according to whether the breakage of the horizontal reinforcing bar buried in the electric pole;
5 is a view showing the configuration of a non-destructive electric pole inspection equipment according to an embodiment of the present invention;
6 and 7 are views showing the configuration of a magnetic sensor module according to an embodiment of the present invention;
8 is a diagram referenced for explaining a measurement direction of a magnetic sensor according to a direction of a magnetic field;
9 is a view referenced for explaining a method of detecting whether a steel wire is broken using a magnetic sensor module;
10 and 11 are diagrams referenced for explaining a method of identifying a fracture target inside an electric pole using a magnetic sensor module.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 즉, 본 발명에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. That is, the term 'unit' used in the present invention means a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and 'unit' performs certain roles. However, 'part' is not limited to software or hardware. The 'unit' may be configured to reside on an addressable storage medium or it may be configured to refresh one or more processors. Thus, as an example, 'part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. Functions provided within components and 'units' may be combined into a smaller number of components and 'units' or further divided into additional components and 'units'.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
본 발명은 전주 내부에 매설된 강선의 파단 여부를 검출할 수 있는 비 파괴 전주 검사장비를 제안한다. 또한, 본 발명은 작업자의 측정 오류에 의한 측정 오차를 최소화할 수 있는 비 파괴 전주 검사장비를 제안한다. 또한, 본 발명은 전주 내부에 매설된 강선 및 가로 철근 중 파단된 대상을 식별할 수 있는 비 파괴 전주 검사장비를 제안한다.The present invention proposes a non-destructive electric pole inspection equipment that can detect whether the steel wire buried inside the electric pole is broken. In addition, the present invention proposes a non-destructive electric pole inspection equipment that can minimize the measurement error due to the operator's measurement error. In addition, the present invention proposes a non-destructive pole inspection equipment that can identify a broken target among the steel wire and transverse reinforcing bars buried inside the pole.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1 및 도 2는 배선선로에 사용되는 콘크리트 전주의 종류에 따른 내부 구조를 예시하는 도면이다. 1 and 2 are diagrams illustrating an internal structure according to the type of a concrete electric pole used for a wiring line.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 배선선로에 사용되는 제1 타입의 콘크리트 전주(100)는 콘크리트 구조물(110)과 복수의 강선(즉, 세로 철근, 120)들로 구성될 수 있다. First, as shown in FIG. 1 , the first type of concrete
콘크리트 구조물(110)은 콘크리트 전주(100)의 몸체(body)를 형성하며, 원통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 콘크리트 구조물(110)은 프리스트레스트 콘크리트(Pre-Stressed Concrete) 구조로 이루어질 수 있다. The
복수의 강선들(120)은 콘크리트 전주(100)의 길이 방향으로 배치되어, 상기 콘크리트 전주(100)를 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 복수의 강선들(120)은 콘크리트 구조물(110)의 내측 가장자리 영역을 따라 원주 방향으로 배열될 수 있다. The plurality of
복수의 강선들(120)은 생산 단계에서 높은 열과 압력을 받아 약하게 자화되어 있는 상태이다. 따라서, 복수의 강선들(120)에서 발생하는 자기장 변화를 측정하여 콘크리트 전주(100)에 매설된 강선들(120)의 파단 여부를 검출할 수 있게 된다. The plurality of
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 배선선로에 사용되는 제2 타입의 콘크리트 전주(200)는 콘크리트 구조물(210), 복수의 강선들(220) 및 하나 이상의 가로 철근(230)으로 구성될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 2 , the second type of
콘크리트 구조물(210)은 콘크리트 전주(200)의 몸체를 형성하며, 원통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 콘크리트 구조물(210)은 프리스트레스트 콘크리트(Pre-Stressed Concrete) 구조로 이루어질 수 있다.The
복수의 강선들(220)은 콘크리트 전주(200)를 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 복수의 강선들(220)은 콘크리트 구조물(210)의 내측 가장자리 영역을 따라 원주 방향으로 배열될 수 있다. The plurality of
가로 철근(230)은 복수의 강선들(220)을 나선 모양으로 둘러싸도록 배치되어, 상기 복수의 강선들(220)을 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 상기 가로 철근(230)은 용접 공정 등을 통해 복수의 강선들(220)과 결합될 수 있다. The transverse reinforcing
복수의 강선들(220) 및 가로 철근(230)은 생산 단계에서 높은 열과 압력을 받아 약하게 자화되어 있는 상태이다. 따라서, 복수의 강선들(220) 및 가로 철근(230)에서 발생하는 자기장 변화를 측정하여 콘크리트 전주(100)에 매설된 강선들(220) 및 가로 철근(230)의 파단 여부를 검출할 수 있게 된다.The plurality of
도 3은 전주에 매설된 강선의 파단 여부에 따른 자기장 분포를 나타내는 도면이다.3 is a view showing the magnetic field distribution according to whether the steel wire buried in the electric pole is broken.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 전주에 세로 방향으로 매설된 강선(300)이 파단되지 않은 경우, 상기 강선(300)에서 발생하는 자기장은 N극에서 나와서 S극으로 들어가게 된다. 이 경우, 강선(300)의 중간 지점에서 자기장이 가장 약하고, 강선(300)의 양 단으로 갈수록 자기장이 세지는 특성을 갖는다. As shown in (a) of FIG. 3 , when the
한편, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 전주에 세로 방향으로 매설된 강선(300)이 파단되는 경우, 상기 파단된 경계면을 중심으로 자극이 N극과 S극으로 나눠지게 된다. 그에 따라, 강선(300)의 파단된 경계면으로 자기력선이 밀집하게 되어, 상기 파단된 경계면 근처에서는 자기장의 세기가 증가하게 되고, 상기 파단된 경계면으로부터 멀어질수록 자기장의 세기는 감소하는 특성을 갖는다. 그리고, 상기 파단된 경계면을 중심으로 전주의 아랫 부분에서 윗 부분으로 이동함에 따라 자기력선의 방향이 왼쪽 방향에서 오른쪽 방향으로 변화하는 특성을 갖는다. On the other hand, as shown in (b) of FIG. 3, when the
도 4는 전주에 매설된 가로 철근의 파단 여부에 따른 자기장 분포를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the magnetic field distribution according to whether the transverse reinforcing bar buried in the electric pole is broken.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 전주에 가로 방향으로 매설된 가로 철근(400)이 파단되지 않은 경우, 상기 가로 철근(400)에서 발생하는 자기장은 N극에서 나와서 S극으로 들어가게 된다. 이 경우, 가로 철근(400)의 중간 지점에서 자기장이 가장 약하고, 가로 철근(400)의 양 단으로 갈수록 자기장이 세지는 특성을 갖는다.As shown in (a) of Figure 4, when the transverse reinforcing
한편, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 전주에 가로 방향으로 매설된 철근(400)이 파단되는 경우, 상기 파단된 경계면을 중심으로 자극이 N극과 S극으로 나눠지게 된다. 그에 따라, 상기 가로 철근(400)의 파단된 경계면으로 자기력선이 밀집하게 되어, 상기 파단된 경계면 근처에서는 자기장의 세기가 증가하게 되고, 상기 파단된 경계면으로부터 멀어질수록 자기장의 세기는 감소하는 특성을 갖는다. On the other hand, as shown in (b) of FIG. 4, when the reinforcing
다만, 세로 방향의 강선(300)과 달리, 가로 방향의 철근(400)의 경우, 상기 파단된 경계면을 중심으로 위/아래 방향에서 자기력선의 방향이 변화하지 않는 특성을 나타낸다. 즉, 가로 철근(400)의 파단된 경계면을 중심으로 위/아래 방향 모두에서 자기력선이 왼쪽 방향을 나타내는 특성을 갖는다.However, unlike the
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비 파괴 전주 검사장비의 구성을 나타내는 도면이다.5 is a view showing the configuration of a non-destructive electric pole inspection equipment according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비 파괴 전주 검사장비(500)는 자기장 검출 유닛(510)과, 상기 자기장 검출 유닛(510)과 유선 또는 무선으로 연결되는 파단 검출 유닛(420)을 포함한다.Referring to FIG. 5 , the non-destructive electric
자기장 검출 유닛(510)은 전주(100)의 외주면에 밀착되어, 상기 전주(100)에 매설된 복수의 강선(120) 및/또는 가로 철근(미도시)으로부터 발생되는 자기장을 검출하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 상기 자기장 검출 유닛(510)은 전주(100)의 둘레 방향(즉, 원주 방향)을 따라 이동하면서 복수의 강선(120) 및/또는 가로 철근으로부터 발생되는 자기장을 검출할 수 있다. 또한, 상기 자기장 검출 유닛(510)은 전주(100)의 길이 방향(즉, 상하 방향)을 따라 이동하면서 복수의 강선(120) 및/또는 가로 철근으로부터 발생되는 자기장을 검출할 수 있다.The magnetic
자기장 검출 유닛(510)는 복수의 자기센서모듈(511), 모듈 장착부(513) 및 파지부(515)를 포함한다.The magnetic
복수의 자기센서모듈(511)은 모듈 장착부(13)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 각각의 자기센서모듈(511)은 자신과 인접한 강선(120) 및/또는 가로 철근으로부터 발생하는 자기장을 검출할 수 있다.The plurality of
각각의 자기센서모듈(511)은 전주(100)의 길이 방향으로 배열된 제1 자기센서(미도시) 및 제2 자기센서(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 자기센서는 홀 효과(Hall Effect)를 이용하여 자기장의 변화를 측정하는 홀 센서일 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 자기센서는 자기장 측정 방향을 변환하기 위해 회전 가능한 구조로 형성될 수 있다. 이에 대한 좀 더 자세한 설명은 후술하도록 한다. Each
모듈 장착부(513)는 파지부(515)의 일 측에 탈/부착 가능하도록 결합될 수 있다. 또한, 상기 모듈 장착부(513)는 파지부(515)의 일 측에 회동 가능하도록 결합될 수 있다. The
모듈 장착부(513)는 복수의 자기센서모듈들(511)의 설치 영역을 제공함과 동시에 전주(100)의 외주면에 밀착되어 상기 복수의 자기센서모듈들(511)이 전주(100) 내부에 매설된 강선(120) 및/또는 가로 철근의 자기장을 검출할 수 있도록 한다.The
모듈 장착부(513)는 전주(100)의 외주면에 대응되는 형상으로 만곡지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 모듈 장착부(513)의 일 측면은 전주(100)의 외주면에 밀착될 수 있게 된다.The
파지부(515)는 작업자로 하여금 자기센서모듈(511)이 장착된 모듈 장착부(513)를 전주(100)의 원주 방향 또는 상하 방향으로 이동시킬 수 있도록 소정의 파지 영역을 제공하는 부분이다. 상기 파지부(515)는 작업자가 손으로 파지하여도 무방하나, 소형 크레인 또는 기중기 등을 이용하여 상하 방향으로 이동시켜도 무방함은 자명할 것이다.The holding
파단 검출 유닛(520)은 자기장 검출 유닛(510)과 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 자기장 검출 유닛(510)으로부터 전주(100)에 매설된 강선(120) 및/또는 가로 철근에 관한 자기장 데이터를 수신할 수 있다. 상기 파단 검출 유닛(520)은 자기장 검출 유닛(510)으로부터 수신된 자기장 데이터를 메모리(미도시)에 저장할 수 있다.The
파단 검출 유닛(520)은 메모리에 저장된 자기장 데이터를 분석하여 전주(100)에 매설된 강선(120)의 파단 여부를 검출할 수 있다. 또한, 파단 검출 유닛(520)은 메모리에 저장된 자기장 데이터를 분석하여 전주(100)에 매설된 강선(120)과 가로 철근의 파단 여부를 구별할 수 있다.The
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기센서모듈의 구성을 나타내는 도면이다.6 and 7 are diagrams showing the configuration of a magnetic sensor module according to an embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기센서모듈(600)은 하우징(610), 제1 자기센서 블록(620), 제2 자기센서 블록(630), 제1 회전 부재(640) 및 제2 회전 부재(650)를 포함할 수 있다.6 and 7, the
하우징(610)은, 자기센서모듈(600)의 외부 케이스로서, 제1 자기센서 블록(620) 및 제2 자기센서 블록(630)을 지지, 고정 및 수용하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 하우징(610)은 내부에 빈 공간을 갖는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. The
제1 자기센서 블록(620)은 제1 자기센서(625)를 포함할 수 있고, 상기 제1 자기센서(625)를 통해 전주 내부에 매설된 강선 및/또는 가로 철근으로부터 발생되는 자기장을 검출할 수 있다.The first
제1 자기센서 블록(620)은 하우징(610)의 상부에 배치되며, 제1 회전 부재(640)를 통해 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 0도에서 360도까지 회전 가능하도록 구성될 수 있다. The first
제2 자기센서 블록(630)은 제2 자기센서(635)를 포함할 수 있고, 상기 제2 자기센서(635)를 통해 전주 내부에 매설된 강선 및/또는 가로 철근으로부터 발생되는 자기장을 검출할 수 있다.The second
제2 자기센서 블록(630)은 하우징(610)의 하부에 배치되며, 제2 회전 부재(650)를 통해 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 0도에서 360도까지 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 제2 자기센서 블록(630)은 제1 자기센서 블록(620)로부터 일정 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 이는 제2 자기센서 블록(630)이 제1 자기센서 블록(620)의 회전을 방해하지 않기 위함이다.The second
제1 자기센서 블록(620) 및 제2 자기센서 블록(630)의 회전을 통해, 해당 블록들(620, 630)에 실장된 제1 자기센서(625) 및 제2 자기센서(635)의 자기장 측정 방향을 변환할 수 있다.Through the rotation of the first
가령, 도 8에 도시된 바와 같이, 자기센서(625, 635)는 반도체 소자(또는 홀 소자)의 넓은 면을 수직으로 관통하는 자기장의 세기만을 감지하며, 해당 면을 관통하는 자기장의 방향에 따라 '+' 또는 '-' 값을 출력하는 특성을 갖는다. 이에 따라, 전주에 매설된 철근으로부터 발생하는 세로 성분의 자기장을 측정하기 위해서는 반도체 소자의 넓은 면이 상기 자기장의 방향과 수직한 방향(즉, 가로 방향)으로 배치되도록 제1 및 제2 자기센서 블록(620, 630)를 회전시킬 수 있다. 반대로, 전주에 매설된 철근으로부터 발생하는 가로 성분의 자기장을 측정하기 위해서는 반도체 소자의 넓은 면이 상기 자기장의 방향과 수직한 방향(즉, 세로 방향)으로 배치되도록 제1 및 제2 자기센서 블록(620, 630)를 회전시킬 수 있다.For example, as shown in FIG. 8 , the
제1 회전 부재(640)는 하우징(610)의 상부에 장착되어, 제1 자기센서 블록(620)을 회전시키는 기능을 수행할 수 있다. 제2 회전 부재(650)는 하우징(610)의 하부에 장착되어, 제2 자기센서 블록(630)을 회전시키는 기능을 수행할 수 있다.The
도 9는 자기센서모듈을 이용하여 강선의 파단 여부를 검출하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 9 is a diagram referenced to explain a method of detecting whether a steel wire is broken using a magnetic sensor module.
도 9를 참조하면, 본 실시 예에 따른 자기센서모듈(900)은 전주의 아래 방향에서 위 방향으로 이동하면서 전주에 매설된 강선(120)으로부터 발생하는 자기장의 변화를 검출할 수 있다. 이때, 상기 자기센서모듈(900)에 실장된 제1 및 제2 자기센서(915, 925)는 전주의 길이 방향으로 배열될 수 있다.Referring to FIG. 9 , the
제1 및 제2 자기센서(915, 925)는 서로 동일한 자기장 측정 방향을 갖도록 설정될 수 있다. 가령, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 전주에 매설된 강선(120)의 파단 지점에서 발생하는 가로 성분의 자기장을 측정하기 위해서는, 제1 및 제2 자기센서(915, 925)의 넓은 면이 상기 자기장의 방향과 수직한 방향(즉, 세로 방향)으로 배치되도록 설정할 수 있다. 이는 제1 및 제2 자기센서 블록(910, 920)의 회전을 통해 구현될 수 있다.The first and second
제1 및 제2 자기센서(915, 925)는 서로 간의 이격 거리로 인해 일정한 시간적 차이를 가지고 자기장의 변화를 측정한다. 가령, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 자기센서(915)는 강선(120)의 파단 지점에서 발생하는 자기장을 측정하여 제1 그래프(930)에 해당하는 제1 자기장 데이터를 출력한다. 제2 자기센서(925)는 강선(120)의 파단 지점에서 발생하는 자기장을 측정하여 제2 그래프(940)에 해당하는 제2 자기장 데이터를 출력한다.The first and second
자기센서모듈(900)이 전주로부터 멀어지는 경우, 서로 짧은 거리에 설치되어 있는 두 개의 자기센서(915, 925)에서 측정되는 자기장 세기의 차이는 항상 '0'에 가깝게 측정된다.When the
파단 검출 유닛(미도시)은 제1 및 제2 자기센서(915, 925)로부터 수신된 제1 및 제2 자기장 데이터(930, 940)를 기반으로 전주에 매설된 강선(120)의 파단 여부를 검출할 수 있다. 이때, 상기 파단 검출 유닛은 제2 자기장 데이터(940)에서 제1 자기장 데이터(930)를 감산하여 차분 데이터(950)를 계산하고, 상기 차분 데이터(950)를 기반으로 강선(120)의 파단 여부를 검출할 수 있다. The breakage detection unit (not shown) determines whether the
본 실시 예에 따른 검출 방법은 상술한 제1 타입의 콘크리트 전주, 즉 복수의 강선들(120)만을 포함하는 콘크리트 전주(100)를 진단하기 위해 사용될 수 있다. 상기 검출 방법은 제1 및 제2 자기센서(915, 925)의 출력 차이를 이용하기 때문에, 자기센서모듈(900)이 콘크리트 전주의 표면과 밀착되지 않거나 강선의 방향과 나란하게 움직이지 않는 경우 자기장의 세기가 변화되는 것으로 측정될 수 있는데 이러한 측정 오차를 감소시켜 줄 수 있다. The detection method according to the present embodiment may be used to diagnose the above-described first type of concrete pole, that is, the
도 10 및 도 11은 자기센서모듈을 이용하여 전주 내부의 파단 대상을 식별하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 10 and 11 are diagrams referenced to explain a method of identifying a fracture target inside an electric pole using a magnetic sensor module.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제2 타입의 콘크리트 전주(200)는, 제1 타입의 콘크리트 전주(100)와 달리, 콘크리트 구조물(미도시), 복수의 강선들(220) 및 가로 철근(230)으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 가로 철근(230)은 복수의 강선들(220)을 나선 모양으로 둘러싸도록 배치되어, 상기 복수의 강선들(220)을 지지하는 역할을 수행한다. 10 and 11, the second type of
이러한 콘크리트 전주(200)의 내부 좁은 영역에서는 세로 방향의 강선(220)에 가로 방향의 철근(230)이 서로 용접되어 있는 것으로 단순화할 수 있다. 이 경우, 콘크리트 전주(200)의 힘을 받는 강선(220)이 파단될 수 있지만 전주(200)의 노후화로 인해 가로 철근(230)이 파단될 수도 있다. 다만, 가로 철근(230)의 경우 전주(200)의 안전성에는 별 영향을 미치지 않기 때문에, 강선(220)과 가로 철근(230)의 파단 여부를 구별할 필요성이 있다.In the narrow inner region of the
본 발명에 따른 자기센서모듈(1000)은 전주의 아래 방향에서 위 방향으로 이동하면서 전주에 매설된 강선(220) 및/또는 가로 철근(230)으로부터 발생하는 자기장의 변화를 검출할 수 있다. 이때, 상기 자기센서모듈(1000)에 실장된 제1 및 제2 자기센서(1015, 1025)는 전주의 길이 방향으로 배열될 수 있다.The
제1 및 제2 자기센서(1015, 1025)는 각각의 자기장 측정 방향이 서로 수직하도록 설정될 수 있다. 가령, 도 3, 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 전주에 매설된 강선(220)의 파단 지점에서 발생하는 가로 성분의 자기장을 측정하기 위해서는, 제2 자기센서(1025)의 넓은 면이 상기 자기장의 방향과 수직한 방향(즉, 세로 방향)으로 배치되도록 설정할 수 있다. 또한, 전주에 매설된 가로 철근(230)의 파단 지점에서 발생하는 세로 성분의 자기장을 측정하기 위해서는, 제1 자기센서(1015)의 넓은 면이 상기 자기장의 방향과 수직한 방향(즉, 가로 방향)으로 배치되도록 설정할 수 있다. 이는 제1 및 제2 자기센서 블록(1010, 1020)의 회전을 통해 구현될 수 있다.The first and second magnetic sensors 1015 and 1025 may be set so that respective magnetic field measurement directions are perpendicular to each other. For example, as shown in FIGS. 3, 4 and 8, in order to measure the magnetic field of the transverse component generated at the breaking point of the
먼저, 도 10에 도시된 바와 같이, 전주에 매설된 강선(220)이 파단된 경우, 제1 자기센서(1015)는 상기 강선(220)의 파단 지점에서 발생하는 세로 성분의 자기장을 측정하여 제1 그래프(1130)에 해당하는 제1 자기장 데이터를 출력한다. 제2 자기센서(1025)는 상기 강선(220)의 파단 지점에서 발생하는 가로 성분의 자기장 측정하여 제2 그래프(1140)에 해당하는 제2 자기장 데이터를 출력한다. 여기서, 제1 그래프(1130)는 자기장의 세기가 파단 지점에서 피크가 되는 펄스 모양이고, 제2 그래프(1140)는 자기장의 세기가 (+)에서 (-)로 감소하는 S자 모양이다. First, as shown in FIG. 10 , when the
한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 전주에 매설된 가로 철근(230)이 파단된 경우, 제1 자기센서(1015)는 상기 가로 철근(230)의 파단 지점에서 발생하는 세로 성분의 자기장을 측정하여 제3 그래프(1150)에 해당하는 제3 자기장 데이터를 출력한다. 제2 자기센서(1025)는 상기 가로 철근(230)의 파단 지점에서 발생하는 가로 성분의 자기장을 측정하여 제4 그래프(1160)에 해당하는 제4 자기장 데이터를 출력한다. 여기서, 제3 그래프(1150)는 제2 그래프(1140)와 유사한 S자 모양이고, 제4 그래프(1160)는 제1 그래프(1130)와 유사한 펄스 모양이다.On the other hand, as shown in FIG. 11 , when the transverse reinforcing
파단 검출 유닛(미도시)은 제1 및 제2 자기센서(1015, 1025)로부터 수신된 자기장 데이터(1030, 1040, 1050, 1060)를 분석하여 강선(220) 및 가로철근(230)의 파단 여부를 검출할 수 있다. The breakage detection unit (not shown) analyzes the magnetic field data 1030, 1040, 1050, and 1060 received from the first and second magnetic sensors 1015 and 1025 to determine whether the
가령, 자기장 데이터 분석 결과, 제1 자기센서(1015)로부터 수신된 자기장 데이터와 제2 자기센서(1025)로부터 수신된 자기장 데이터가 서로 유사하고, 0에 가까운 직선 모양인 경우, 파단 검출 유닛은 전주에 매설된 강선(220) 및 가로 철근(230)이 파단되지 않는 것으로 판정할 수 있다. For example, as a result of analyzing the magnetic field data, when the magnetic field data received from the first magnetic sensor 1015 and the magnetic field data received from the second magnetic sensor 1025 are similar to each other and have a linear shape close to zero, the fracture detection unit is It can be determined that the
한편, 자기장 데이터 분석 결과, 제1 자기센서(1015)로부터 수신된 자기장 데이터가 펄스 모양이고, 제2 자기센서(1025)로부터 수신된 자기장 데이터가 S자 모양인 경우, 파단 검출 유닛은 전주에 매설된 강선(220)이 파단된 것으로 판정할 수 있다. On the other hand, as a result of analyzing the magnetic field data, when the magnetic field data received from the first magnetic sensor 1015 has a pulse shape and the magnetic field data received from the second magnetic sensor 1025 has an S shape, the fracture detection unit is buried in the electric pole It can be determined that the
또한, 자기장 데이터 분석 결과, 제1 자기센서(1015)로부터 수신된 자기장 데이터가 S자 모양이고, 제2 자기센서(1025)로부터 수신된 자기장 데이터가 펄스 모양인 경우, 파단 검출 유닛은 전주에 매설된 가로 철근(230)이 파단된 것으로 판정할 수 있다.In addition, as a result of analyzing the magnetic field data, when the magnetic field data received from the first magnetic sensor 1015 has an S-shape and the magnetic field data received from the second magnetic sensor 1025 has a pulse shape, the fracture detection unit is embedded in an electric pole It can be determined that the transverse reinforcing
본 실시 예에 따른 검출 방법은 상술한 제2 타입의 콘크리트 전주, 즉 복수의 강선들(220) 및 가로 철근(230)을 포함하는 콘크리트 전주(200)를 진단하기 위해 사용될 수 있다. 상기 검출 방법은 전주의 길이 방향으로 배열된 두 개의 자기센서를 포함하는 자기센서모듈을 이용하여 전주 내부에 매설된 강선과 가로 철근의 파단 여부를 용이하게 구별할 수 있다. The detection method according to the present embodiment may be used to diagnose the second type of concrete pole described above, that is, the
한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, although specific embodiments of the present invention have been described above, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and should be defined by the following claims as well as the claims and equivalents.
500: 비 파괴 전주 검사장비 510: 자기장 검출 유닛
511: 자기센서모듈 513: 모듈 장착부
515: 파지부 520: 파단 검출 유닛500: non-destructive pole inspection equipment 510: magnetic field detection unit
511: magnetic sensor module 513: module mounting part
515: grip part 520: breakage detection unit
Claims (5)
상기 자기장 검출 유닛과 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 복수의 자기센서모듈로부터 수신된 자기장 데이터를 기반으로 상기 강선 또는 가로 철근의 파단 여부를 검출하는 파단 검출 유닛을 포함하되,
각각의 자기센서모듈은 상기 전주의 길이 방향으로 배열된 제1 자기센서 블록 및 제2 자기센서 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 비 파괴 전주 검사장비.A magnetic field detection unit for detecting a magnetic field generated from a steel wire or transverse reinforcing bar embedded in the electric pole by using a plurality of magnetic sensor modules arranged in a predetermined pattern in close contact with the outer circumferential surface of the electric pole; and
A breakage detecting unit connected to the magnetic field detecting unit by wire or wirelessly to detect whether the steel wire or the transverse reinforcing bar is broken based on the magnetic field data received from the plurality of magnetic sensor modules,
Each magnetic sensor module is a non-destructive electric pole inspection equipment, characterized in that it comprises a first magnetic sensor block and a second magnetic sensor block arranged in the longitudinal direction of the pole.
각각의 자기센서모듈은, 상기 제1 및 제2 자기센서 블록을 수용하기 위한 하우징과, 상기 제1 자기센서 블록을 회전시키기 위한 제1 회전 부재와, 상기 제2 자기센서 블록을 회전시키기 위한 제2 회전 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비 파괴 전주 검사장비.The method of claim 1,
Each magnetic sensor module includes a housing for accommodating the first and second magnetic sensor blocks, a first rotating member for rotating the first magnetic sensor block, and a second magnetic sensor block for rotating the second magnetic sensor block. 2 Non-destructive electric pole inspection equipment, characterized in that it further comprises a rotating member.
상기 제1 자기센서 블록은 상기 자기장의 세기 및 방향을 측정하기 위한 제1 자기센서를 포함하고, 상기 제2 자기센서 블록은 상기 자기장의 세기 및 방향을 측정하기 위한 제2 자기센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 파괴 전주 검사장비.The method of claim 1,
The first magnetic sensor block includes a first magnetic sensor for measuring the strength and direction of the magnetic field, and the second magnetic sensor block includes a second magnetic sensor for measuring the strength and direction of the magnetic field Non-destructive electric pole inspection equipment characterized by.
상기 제1 및 제2 자기센서는, 상기 제1 및 제2 자기센서 블록의 회전을 통해, 서로 동일한 자기장 측정 방향을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 비 파괴 전주 검사장비.4. The method of claim 3,
The first and second magnetic sensors, through rotation of the first and second magnetic sensor blocks, non-destructive electric pole inspection equipment, characterized in that arranged to have the same magnetic field measurement direction to each other.
상기 제1 및 제2 자기센서는, 상기 제1 및 제2 자기센서 블록의 회전을 통해, 서로 수직한 자기장 측정 방향을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 비 파괴 전주 검사장비.4. The method of claim 3,
The first and second magnetic sensors, through rotation of the first and second magnetic sensor blocks, non-destructive electric pole inspection equipment, characterized in that arranged to have a magnetic field measurement direction perpendicular to each other.
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KR20230130287A (en) * | 2022-03-03 | 2023-09-12 | (주)스마트 제어계측 | Diagnosis method of steel wire for concrete pole and diagnostic device for the same |
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2020
- 2020-08-11 KR KR1020200100451A patent/KR20220020023A/en active Search and Examination
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
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A201 | Request for examination |