KR20230085444A - Standard test piece for measuring defect of civil and building structure and crack inspection method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편 및 이를 이용한 균열 검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위해 현장에서 사용되는 각종 장비나 결함을 교정하는데 기준이 되는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편 및 이를 이용한 균열 검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to a standard test piece for measuring defects in civil engineering and building structures and a method for inspecting cracks using the same, and more particularly, to a standard for correcting various equipment or defects used in the field for measuring defects in civil engineering and building structures. It relates to a standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures and a crack inspection method using the same.
일반적으로 토목 구조물은 철, 콘크리트, 아스팔트 등으로 이루어져, 시간이 흐르면서 재료의 화학반응, 외력의 영향, 지진, 구조적 결함 등으로 구조적 붕괴를 초래할 수 있는 바, 이런 이유로 모든 토목 구조물은 주기적으로 안전진단을 실시해야 하고, 특히 터널의 경우 터널 상태 및 안정성을 주기적으로 평가하여 보수, 보강 및 성능회복을 유지하기 위한 터널의 안정성에 대한 확보 및 유지관리가 필수적으로 이루어져야 한다.In general, civil structures are made of iron, concrete, asphalt, etc., and over time, chemical reactions of materials, influence of external forces, earthquakes, structural defects, etc. can cause structural collapse. For this reason, all civil structures are subject to periodic safety diagnosis. In particular, in the case of tunnels, it is essential to secure and maintain the stability of tunnels to maintain repair, reinforcement, and performance recovery by periodically evaluating tunnel conditions and stability.
하지만, 터널 등의 구조물을 기존의 육안에 의한 외관조사방법으로 수행하는 경우 조사시간이 오래 걸리고, 객관적인 조사가 어렵다. 또한, 막대한 비용예산이 요구되며, 터널 내 조사를 위한 교통통제가 필요함에 따라 교통 정체현상 등의 문제를 초래하게 된다. However, when a structure such as a tunnel is performed by the existing visual inspection method, it takes a long time to investigate and it is difficult to objectively investigate. In addition, a huge cost budget is required, and traffic control for tunnel inspection is required, resulting in problems such as traffic congestion.
이에 최근에는 레이저, 비전센서 등을 이용한 외관조사방법과 시스템들이 개발되어 사용되고 있다.In recent years, exterior survey methods and systems using lasers, vision sensors, etc. have been developed and used.
특히, 비전센서를 이용한 영상처리방법으로 미세한 균열과 같은 결함을 정량적으로 측정하기 위해서는 표면을 스캔한 이미지에서 매우 많은 화소수를 요구한다. 왜냐하면, 영상처리 알고리즘은 취득한 이미지에서 균열영역 내의 픽셀수로 폭과 길이를 계산하기 때문이다. 그래서 1×1m의 표면을 검사하는데 0.1㎜ 이하의 폭을 가진 균열을 조사하기 위해서는 1×1m 영역을 나타내는 이미지 해상도가 최소 1억 픽셀 이상이 요구된다. In particular, in order to quantitatively measure defects such as fine cracks using an image processing method using a vision sensor, a very large number of pixels is required in an image scanned of a surface. This is because the image processing algorithm calculates the width and length from the number of pixels in the crack area in the acquired image. Therefore, in order to examine cracks with a width of 0.1 mm or less to inspect a surface of 1 × 1 m, an image resolution representing a 1 × 1 m area is required to be at least 100 million pixels.
상기한 문제점을 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 1 내지 문헌 2에 개시되어 있다.One example of a technique for solving the above problem is disclosed in
특허문헌 1에는 다수의 비전센서를 포함하는 비전센서 시스템의 터널 내부면 손상검사 방법에 있어서, 터널 내부면의 형상정보를 통해 상기 각 비전센서가 상기 터널 내부면 전체의 각 영역을 지향하면서 각 영역의 지향방향이 상기 터널 내부면과 수선을 형성하도록 상기 각 비전센서의 위치 및 지향방향을 제어하는 단계; 상기 각 비전센서를 통해 상기 터널 내부면을 스캔하여 상기 각 비전센서가 지향하는 상기 터널 내부면 각 영역에 대응하는 다수의 이미지를 획득하는 단계; 상기 다수의 이미지를 접합하여 상기 터널 내부면에 대응하는 하나의 접합 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 생성한 접합 이미지를 선정된 균열 캘리브레이션 데이터와 비교하여, 상기 접합 이미지로부터 상기 터널 내부면의 균열에 대한 손상정보를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전센서 시스템의 터널 내부면 손상검사 방법에 대해 개시되어 있다.In
특허문헌 2에는 시험편의 균열 이미지에 대한 영상처리 단계별 실험과 종합적 분석이 가능한 균열 측정 신뢰성 검증 연산처리부에서 취득된 이미지를 기반으로 균열판에 균열홈이 가공된 구조로서, 열 변형이 적은 SUS 재질에 레이저로 0.1~1.0㎜까지 0.1㎜의 폭 단위로 홈이 가공된 균열판; 상기 균열판이 안착되는 보호 케이스; 및 상기 케이스의 외주부에 부착되어, 균열판의 열변형을 파악하고자 주변온도를 측정하는 온도계;로 구성된 것을 특징으로 하는 영상처리기법을 이용한 균열측정시스템의 역치값 보정을 위한 캘리브레이션 장치에 대해 개시되어 있다.Patent Document 2 has a structure in which crack grooves are processed in the crack plate based on the image obtained from the crack measurement reliability verification calculation processing unit, which enables image processing step-by-step experiments and comprehensive analysis of the crack image of the test piece. Cracked plate with grooves processed in units of width of 0.1 mm from 0.1 to 1.0 mm by laser; a protective case in which the crack plate is seated; And a thermometer attached to the outer periphery of the case to measure the ambient temperature to determine the thermal deformation of the crack plate; a calibration device for correcting the threshold value of a crack measurement system using an image processing technique is disclosed. there is.
특히, 상기 특허문헌 1의 경우에는 생성한 접합 이미지를 선정된 균열 캘리브레이션 데이터와 비교하여 상기 접합 이미지로부터 터널 내부면의 균열에 대한 손상정보를 생성하는 것이고, 상기 특허문헌 2의 경우에는 균열판 이미지에서 이진화 임계값을 구한 후, 실제 콘크리트 균열 사진과 대비하여 실제 콘크리트 균열의 데이터 오차 검증이 이루어지는 과정을 진행하는 것이다.In particular, in the case of
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술에 적용되는 캘리브레이션은 도 1에서와 같이 도로, 터널 등의 토목 구조물의 표면 균열과 같이 눈으로 보이는 균열의 크기에 대한 기준만 있을 뿐, 여름철 또는 겨울철의 온도 변화에 따른 내부 균열의 온도에 대한 기준이 없기 때문에 온도 변화가 있는 터널 내부면 또는 터널 내 도로에 발생된 균열의 크기에 대한 측정 정확도가 떨어지는 문제가 있다.However, as shown in FIG. 1, the calibration applied to the conventional technology as described above has only a standard for the size of visible cracks such as surface cracks of civil structures such as roads and tunnels, and temperature change in summer or winter Since there is no standard for the temperature of the internal crack according to the temperature change, there is a problem in that the measurement accuracy of the size of the crack generated on the inner surface of the tunnel or the road in the tunnel with temperature change is low.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 온도 변화가 있는 토목·건축 구조물의 균열 크기와 온도를 정확하게 측정할 수 있는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편 및 이를 이용한 균열 검사방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems described above, and a standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures capable of accurately measuring the size and temperature of cracks in civil and architectural structures with temperature changes and cracks using the same The purpose is to provide an inspection method.
또한, 균열 테스트에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 온도를 정밀하게 제어하여 테스트의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편 및 이를 이용한 균열 검사방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, the purpose is to provide a standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures that can reduce the time required for crack testing and greatly improve the reliability of the test by precisely controlling the temperature and a crack inspection method using the same. there is.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편은 다양한 모양 및 폭 단위를 갖는 다수의 균일홈(110)이 형성되는 캘리브레이션 플레이트(100); 상기 캘리브레이션 플레이트(100)의 하부에 설치되어 열기 또는 냉기를 흡수하여 전달하는 열전도판(200); 및 상기 열전도판(200)의 하부에 설치되어 상기 열전도판(200)에 열기 또는 냉기를 공급하는 열교환부(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a standard test piece for measuring defects in civil and building structures according to the present invention includes a
또한, 상기 균일홈(110)은 구조물에 발생된 균열 모양에 해당하는 균열폭이 ㎜ 단위로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 표준시험편은 캘리브레이션 플레이트(100), 열전도판(200) 및 열교환부(300)를 커버하는 케이스(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the standard test piece is characterized in that it includes a
또한, 상기 열전도판(200)은 알루미늄, 구리, 철, 스테인리스, 금속 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 열교환부(300)는, 상기 열전도판(200)의 하부에 설치되어 열기 또는 냉기를 선택적으로 생성하는 복수의 펠티어소자(310); 상기 펠티어소자(310)의 하부에 설치되어 상기 펠티어소자(310)에서 발생된 열을 전달받아 방열하는 방열부(320); 및 상기 방열부(320)의 하부에 복수개로 설치되어 방열부(320)의 열을 외부로 방출시키는 송풍팬(330);을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 펠티어소자(310)는 냉각면이 상기 열전도판(200)과 접촉되고, 반대쪽의 방열면이 상기 방열부(320)와 접촉되는 것을 특징으로 한다.In addition, the Peltier
또한, 상기 펠티어소자(310) 및 송풍팬(330)의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that it includes a
또한, 상기 전원공급부(500)는 펠티어소자(310)의 단자에 전기적으로 연결되는 배터리로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 열전도판(200)과 방열부(320) 사이에 설치되어 상기 펠티어소자(310)를 감싸는 단열재(600)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that it includes a
또한, 상기 열전도판(200)의 일측에는 열전도판(200)의 온도를 측정하는 온도센서(700)가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, a
또한, 상기 온도센서(700)의 신호를 수신받아 펠티어소자(310) 및 송풍팬(330)의 구동을 제어하는 제어부(800)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that it includes a
또한, 상기 케이스(400)의 상부 일측에는 균열의 길이를 확인할 수 있도록 ㎜ 단위의 눈금자(410)가 표시되는 것을 특징으로 한다.In addition, a
또한, 상기 케이스(400)의 상부 및 하부에는 개구부(420)가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the upper and lower portions of the
또한, 상기 케이스(400)의 상부에 형성된 개구부를 통해 캘리브레이션 플레이트(100)가 외부로 노출되고, 하부에 형성된 개구부를 통해 열교환 시 발생된 열이 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편을 이용한 균열 검사방법은 표준시험편을 검사 대상 구조물의 표면에 위치시키는 단계; 상기 표준시험편을 비전센서를 통해 스캐닝하여 표준시험편에 대한 이미지를 획득하는 단계; 비전센서가 탑재된 차량이 검사 대상 구조물의 표면을 스캔하여 검사 대상 구조물의 표면에 대한 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 비전센서를 통해 획득한 다수의 이미지를 하나의 접합 이미지로 접합한 후, 상기 접합 이미지를 표준시험편 이미지와 비교하여 검사 대상 구조물의 균열 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A crack inspection method using a standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures according to the present invention includes the steps of locating a standard test piece on the surface of a structure to be inspected; Acquiring an image of the standard test piece by scanning the standard test piece through a vision sensor; obtaining an image of the surface of the structure to be inspected by scanning the surface of the structure to be inspected by a vehicle equipped with a vision sensor; and combining a plurality of images acquired through the vision sensor into a single bonding image, and then generating crack information of the structure to be inspected by comparing the bonding image with a standard test piece image.
또한, 상기 표준시험편을 검사 대상 구조물의 표면에 위치시키는 단계 이후에는 검사 대상 구조물의 온도를 측정하고, 이에 상응하도록 표준시험편의 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the step of locating the standard test piece on the surface of the structure to be inspected, the temperature of the structure to be inspected is measured, and the temperature of the standard test piece is adjusted accordingly.
또한, 상기 표준시험편의 온도를 조절한 후 적외선 열화상카메라를 이용하여 온도분포를 측정하고, 이의 값을 온도센서를 통해 확인하는 것을 특징으로 한다.In addition, after adjusting the temperature of the standard test piece, the temperature distribution is measured using an infrared thermal imaging camera, and the value thereof is checked through a temperature sensor.
또한, 상기 적외선 열화상카메라를 이용하여 측정한 온도 측정값과 온도센서에 의한 직접 온도 측정값을 비교하여 검사 대상 구조물의 균열폭과 온도 측정값을 교정하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the crack width and the temperature measurement value of the structure to be inspected are calibrated by comparing the temperature measurement value measured using the infrared thermal imaging camera and the temperature measurement value directly by the temperature sensor.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편 및 이를 이용한 균열 검사방법은 온도 보정을 위한 검사 대상 구조물에 설치하고, 표준시험편에 전원을 인가하여 검사 대상 구조물의 온도에 상응하는 온도로 교정함으로써 검사 대상 구조물의 균열 크기와 온도를 정확하게 측정하는 효과가 있다.As described above, the standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures and the crack inspection method using the same according to the present invention are installed on a structure to be inspected for temperature correction, and power is applied to the standard test piece to determine the temperature of the structure to be inspected. By calibrating to the corresponding temperature, it has the effect of accurately measuring the crack size and temperature of the structure to be inspected.
또한, 균열 테스트에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 온도를 정밀하게 제어하여 테스트의 신뢰성을 크게 향상시키는 효과가 있다.In addition, the time required for the crack test can be reduced, and the reliability of the test can be greatly improved by precisely controlling the temperature.
도 1은 종래의 캘리브레이션 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편의 제어부 구성을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편의 사용방법을 도시한 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편을 이용한 균열 검사방법을 도시한 흐름도.1 is a diagram showing a conventional calibration device;
Figure 2 is a perspective view showing a standard test piece for measuring defects of civil engineering and building structures according to the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a standard test piece for measuring defects of civil engineering and building structures according to the present invention.
4 is a block diagram showing the configuration of a control unit of a standard test piece for measuring defects in civil and building structures according to the present invention.
Figure 5 is an exemplary view showing a method of using a standard test piece for measuring defects in civil and building structures according to the present invention.
Figure 6 is a flow chart showing a crack inspection method using a standard test piece for measuring defects in civil and building structures according to the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail in order to explain the present invention in detail to the extent that those skilled in the art can easily practice the present invention.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편은 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위해 현장에서 사용되는 각종 장비나 결함을 교정하는데 기준이 되는 것으로, 캘리브레이션 플레이트(100), 열전도판(200) 및 열교환부(300)를 포함한다.As shown in FIGS. 2 to 4, the standard test piece for measuring defects in civil and building structures according to the present invention is a standard for correcting various equipment or defects used in the field for measuring defects in civil and building structures. As such, it includes a
상기 캘리브레이션 플레이트(100)는 다양한 모양 및 폭 단위를 갖는 다수의 균일홈(110)이 형성된다.The
상기 캘리브레이션 플레이트(100)는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편의 최상부에 배치되며, 금속 또는 비금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고 검사 대상 구조물과 유사한 재질로 이루어질 수도 있다.The
상기 균일홈(110)은 구조물에 발생된 균열 모양에 해당하는 균열폭이 ㎜ 단위로 형성된다.The
즉, 상기 균일홈(110)은 검사 대상 구조물의 종류에 따라 다양한 모양으로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 검사 대상 구조물이 터널의 내부면인 경우에는 도 1에 도시된 기존 캘리브레이션에 형성된 홈과 동일한 모양으로 형성될 수 있고, 검사 대상 구조물이 터널 내 도로면일 경우에는 도로면에 발생된 균열의 모양에 상응하는 모양으로 다양하게 형성될 수 있다. That is, the
상기 열전도판(200)은 상기 캘리브레이션 플레이트(100)의 하부에 설치되어 열기 또는 냉기를 흡수하여 전달한다.The
즉, 상기 열전도판(200)은 캘리브레이션 플레이트(100)와 열교환부(300)의 펠티어소자(310) 사이에 설치되어 펠티어소자(310)의 열기 또는 냉기를 캘리브레이션 플레이트(100)로 전달한다. 따라서, 상기 열전도판은 열전달율이 높은 소재로 구성되는 것이 바람직하며, 알루미늄, 구리, 철, 스테인리스, 금속 중 어느 하나인 것이 바람직하다.That is, the
상기 열전도판(200)의 일측에는 열전도판(200)의 온도를 측정하는 온도센서(700)가 설치된다. A
상기 온도센서(700)는 열전도판(200)의 온도를 주기적으로 측정하여 후술하는 제어부(800)로 전송한다.The
상기 열교환부(300)는 상기 열전도판(200)의 하부에 설치되어 상기 열전도판(200)에 열기 또는 냉기를 공급한다. 이러한 열교환부(300)는 복수의 펠티어소자(310), 방열부(320) 및 송풍팬(330)을 포함한다. The
상기 펠티어소자(310)는 상기 열전도판(200)의 하부에 설치되어 열기 또는 냉기를 선택적으로 생성한다.The
상기 펠티어소자(310)는 흡열면이 상기 열전도판(200)과 접촉되고, 반대쪽의 방열면이 상기 방열부(320)와 접촉된다.The
이러한 펠티어소자(310)는 흡열면과 방열면이 바뀌게 되는 구성인데, 이는 전압이 흐르는 방향에 따라 펠티어소자(310)의 전자 및 정공의 흐름도 바뀌게 되어 결과적으로 열을 흡수하고 방출하는 흡열면과 방열면을 선택적으로 조절할 수 있는 구조이다.Such a
상기 펠티어소자(310)는 후술하는 제어부(800)에 의해 구동하게 되는데, 전원이 인가되면 흡열면 측에서는 냉각이 이루어지고, 방열면 측에서는 가열이 이루어지게 된다.The
상기 방열부(320)는 상기 펠티어소자(310)의 하부에 설치되어 상기 펠티어소자(310)에서 발생된 열을 전달받아 방열한다. The
상기 방열부(320)는 히트싱크로 구성되며, 상부에는 펠티어소자(310)가 배치되고, 하부에는 복수의 송풍팬(330)이 배치된다.The
상기 송풍팬(330)은 상기 방열부(320)의 하부에 복수개로 설치되어 방열부(320)를 따라 이동된 열을 외부로 방출시킨다. 상기 송풍팬(330)은 전원공급부(500)로부터 전원을 공급받아 구동된다.A plurality of
한편, 본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편(이하, 편의상 '표준시험편' 이라 칭함)은 캘리브레이션 플레이트(100), 열전도판(200) 및 열교환부(300)를 커버하는 케이스(400)를 포함한다.On the other hand, the standard test piece (hereinafter referred to as 'standard test piece' for convenience) for measuring defects in civil and architectural structures according to the present invention is a case covering the
상기 케이스(400)는 캘리브레이션 플레이트(100), 열전도판(200) 및 열교환부(300)를 커버하여 보호하기 위한 것으로서, 그 내부에 열교환부(300)의 펠티어소자(310), 방열부(320) 및 송풍팬(330)도 장착된다.The
상기 케이스(400)의 상부 및 하부에는 개구부(420)가 형성되며, 상부에 형성된 개구부를 통해 캘리브레이션 플레이트(100)가 외부로 노출되도록 한다. 또한, 하부에 형성된 개구부를 통해 열교환 시 발생된 열을 외부로 배출되도록 한다.
상기 케이스(400)의 상부 일측에는 균열의 길이를 확인할 수 있도록 ㎜ 단위의 눈금자(410)가 표시될 수 있다.A
본 발명의 표준시험편은 상기 펠티어소자(310) 및 송풍팬(330)의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(500)를 포함한다.The standard test piece of the present invention includes a
상기 전원공급부(500)는 펠티어소자(310) 및 송풍팬(330)에 전원을 공급하기 위한 구성으로서, 펠티어소자(310)의 N형 반도체 및 P형 반도체에 연결되는 단자에 연결되어 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(500)는 펠티어소자(310)의 단자에 전기적으로 연결되는 배터리로 구성될 수 있다.The
본 발명의 표준시험편은 상기 열전도판(200)과 방열부(320) 사이에 설치되어 상기 펠티어소자(310)를 감싸는 단열재(600)를 포함한다. The standard test piece of the present invention includes an
상기 단열재(600)는 펠티어소자(310)를 감싸도록 설치되어 펠티어소자(310)에서 발생되는 열기 또는 냉기가 서로 전달되지 않고, 하부와 상부로만 전달되게 한다. 즉, 상기 펠티어소자(310)의 상부에서 발생된 열기 또는 냉기는 온전히 열전도판(200)으로만 전달되고, 펠티어소자(310)의 하부에서 발생된 열기 또는 냉기는 방열부(320)로만 전달되게 한다.The
한편, 본 발명의 표준시험편은 상기 온도센서(700)의 신호를 수신받아 펠티어소자(310) 및 송풍팬(330)의 구동을 제어하는 제어부(800)를 포함한다. Meanwhile, the standard test piece of the present invention includes a
즉, 상기 제어부(800)는 열전도판(200)의 온도가 설정값 이상으로 상승하게 되면 열전도판(200)의 냉각을 위해 펠티어소자(310)에 전원을 공급하여 펠티어소자(310)를 구동하며, 이후 펠티어소자(310)의 구동에 의해 방열부(320)의 온도가 상승하면 방열부(320)와 함께 펠티어소자(310)의 방열면을 냉각할 수 있도록 송풍팬(330)을 구동시킨다.That is, the
이하, 본 발명에 따른 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편을 이용한 균열 검사방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a crack inspection method using a standard test piece for measuring defects in civil and building structures according to the present invention will be described.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 검사 대상 구조물인 터널의 내부면 균열 검사를 위한 세팅이 완료되는 경우, 차량이 터널 내부를 주행하기 이전에 표준시험편을 터널 내부면에 위치시키고(S100), 상기 표준시험편을 스캐닝하여 상기 표준시험편에 대한 이미지를 획득할 수 있다.(S200)As shown in FIGS. 5 and 6, when the setting for crack inspection on the inner surface of the tunnel, which is the structure to be inspected, is completed, a standard test piece is placed on the inner surface of the tunnel before the vehicle drives inside the tunnel (S100). , An image of the standard test piece may be acquired by scanning the standard test piece. (S200)
상기 표준시험편에 대한 이미지가 획득되면, 차량은 터널 내부를 주행하고, 비전센서를 통해 터널 내부면의 이미지를 획득한다.(S300)When the image of the standard test piece is obtained, the vehicle drives inside the tunnel and acquires an image of the inner surface of the tunnel through a vision sensor. (S300)
즉, 비전센서가 탑재된 차량이 터널로 진입하여 정속으로 주행하고, 표준시험편에 대한 이미지를 먼저 획득한 후, 비전센서를 통해 터널 내부면의 각 영역에 대한 이미지를 획득하여 터널 내부면 균열 검사를 위한 터널 내부면의 이미지 획득 과정이 수행될 수 있다.That is, a vehicle equipped with a vision sensor enters the tunnel, drives at constant speed, first acquires an image of the standard test piece, and then acquires images of each area of the inner surface of the tunnel through the vision sensor to inspect cracks on the inner surface of the tunnel. An image acquisition process of the inner surface of the tunnel may be performed.
이후, 다수의 비전센서를 통해 획득한 다수의 이미지를 하나의 접합 이미지로 접합한 후, 상기 접합 이미지의 픽셀 그레이 레벨을 상기 표준시험편 이미지의 픽셀 그레이 레벨과 비교하여 상기 접합 이미지에 대한 상기 터널 내부면의 균열폭과 길이를 산출하고, 이를 통해 상기 균열폭과 길이가 상기 접합 이미지에 보다 쉽고 정확하게 식별할 수 있도록 디스플레이되는 터널 내부면 균열 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.(S400)Thereafter, after splicing a plurality of images acquired through a plurality of vision sensors into one spliced image, the pixel gray level of the spliced image is compared with the pixel gray level of the standard test piece image, and the inside of the tunnel for the spliced image. The crack width and length of the surface are calculated, and through this, crack information on the inner surface of the tunnel, which is displayed on the joint image so that the crack width and length can be more easily and accurately identified, can be provided to the user. (S400)
따라서, 실제 터널 내부면의 균열 이미지와 표준시험편의 이미지를 비교하여 현장에서 사용되는 각종 장비나 결함을 교정할 수 있다.Therefore, it is possible to correct various equipment or defects used in the field by comparing the crack image of the actual tunnel inner surface with the image of the standard test specimen.
한편, 본 발명의 표준시험편은 여름철 또는 겨울철의 온도 변화에 따른 내부 균열의 온도에 대한 기준이 없는 기존 캘리브레이션 장치와 달리, 온도 변화가 있는 토목·건축 구조물에 발생된 균열의 온도에 상응하는 온도로 신속하게 교정할 수 있다.On the other hand, the standard test piece of the present invention has a temperature corresponding to the temperature of cracks generated in civil and architectural structures with temperature changes, unlike existing calibration devices that do not have standards for the temperature of internal cracks according to temperature changes in summer or winter. can be corrected quickly.
즉, 상기 표준시험편을 검사 대상 구조물의 표면에 위치시키는 단계(S100) 이후에는 검사 대상 구조물의 온도를 측정하고, 이에 상응하도록 표준시험편의 온도를 조절한다.That is, after the step of locating the standard test piece on the surface of the structure to be inspected (S100), the temperature of the structure to be inspected is measured, and the temperature of the standard test piece is adjusted accordingly.
특히, 열교환부(300)에 의해 열전도판(200)에 열을 가하거나 감하면서 이때의 온도분포를 적외선 열화상카메라에서 측정하고, 이의 값을 온도센서(700)를 통하여 확인할 수 있다.In particular, while applying or reducing heat to the
따라서, 열화상 온도 측정과 온도센서(700)에 의한 직접 온도 측정값을 비교하고, 최종적으로 균열폭과 온도 측정값을 교정할 수 있다. Accordingly, the thermal image temperature measurement and the direct temperature measurement value by the
이처럼, 본 발명은 토목·건축 구조물의 표면 균열과 같이 눈으로 보이는 균열의 크기에 대한 기준만을 제시하였던 기존 캘리브레이션 장치에 비해, 추가로 토목·건축 구조물의 내부 균열의 온도값 교정이 가능한 것이다. 또한, 균열 테스트에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 온도를 정밀하게 제어하여 테스트의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. As such, the present invention is capable of additionally calibrating the temperature value of internal cracks in civil and architectural structures, compared to existing calibration devices that only provided standards for the size of visible cracks, such as surface cracks in civil and architectural structures. In addition, the time required for the crack test can be reduced, and the reliability of the test can be greatly improved by precisely controlling the temperature.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, it is clear that various modifications are possible to those skilled in the art from this description without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be construed by the claims described to include examples of these many variations.
100 : 캘리브레이션 플레이트
110 : 균일홈
200 : 열전도판
300 : 열교환부
310 : 펠티어소자
320 : 방열부
330 : 송풍팬
400 : 케이스
410 : 눈금자
420 : 개구부
500 : 전원공급부
600 : 단열재
700 : 온도센서
800 : 제어부100: calibration plate 110: uniform groove
200: heat conduction plate 300: heat exchange unit
310: Peltier element 320: heat sink
330: blowing fan 400: case
410: ruler 420: opening
500: power supply unit 600: insulation
700: temperature sensor 800: control unit
Claims (18)
상기 캘리브레이션 플레이트(100)의 하부에 설치되어 열기 또는 냉기를 흡수하여 전달하는 열전도판(200); 및
상기 열전도판(200)의 하부에 설치되어 상기 열전도판(200)에 열기 또는 냉기를 공급하는 열교환부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
a calibration plate 100 in which a plurality of uniform grooves 110 having various shapes and widths are formed;
a heat conduction plate 200 installed under the calibration plate 100 to absorb and transfer heat or cold air; and
A standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures, characterized in that it includes; a heat exchange unit 300 installed under the heat conduction plate 200 to supply heat or cold air to the heat conduction plate 200.
상기 균일홈(110)은 구조물에 발생된 균열 모양에 해당하는 균열폭이 ㎜ 단위로 형성되는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 1,
The uniform groove 110 is a standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures, characterized in that the crack width corresponding to the crack shape generated in the structure is formed in mm.
상기 표준시험편은 캘리브레이션 플레이트(100), 열전도판(200) 및 열교환부(300)를 커버하는 케이스(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 1,
The standard test piece is a standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures, characterized in that it includes a case 400 covering the calibration plate 100, the heat conduction plate 200 and the heat exchange unit 300.
상기 열전도판(200)은 알루미늄, 구리, 철, 스테인리스, 금속 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 1,
The heat conduction plate 200 is a standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures, characterized in that any one of aluminum, copper, iron, stainless steel, metal.
상기 열교환부(300)는, 상기 열전도판(200)의 하부에 설치되어 열기 또는 냉기를 선택적으로 생성하는 복수의 펠티어소자(310);
상기 펠티어소자(310)의 하부에 설치되어 상기 펠티어소자(310)에서 발생된 열을 전달받아 방열하는 방열부(320); 및
상기 방열부(320)의 하부에 복수개로 설치되어 방열부(320)의 열을 외부로 방출시키는 송풍팬(330);을 포함하는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 1,
The heat exchange unit 300 includes a plurality of Peltier elements 310 installed under the heat conduction plate 200 to selectively generate heat or cold air;
A heat dissipation unit 320 installed below the Peltier element 310 to receive and dissipate heat generated from the Peltier element 310; and
A standard test piece for measuring defects in civil engineering and building structures, characterized in that it includes; a plurality of blower fans 330 installed under the heat dissipation unit 320 to dissipate the heat of the heat dissipation unit 320 to the outside.
상기 펠티어소자(310)는 냉각면이 상기 열전도판(200)과 접촉되고, 반대쪽의 방열면이 상기 방열부(320)와 접촉되는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 5,
The Peltier element 310 has a cooling surface in contact with the heat conduction plate 200, and a standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures, characterized in that the heat dissipation surface on the other side is in contact with the heat dissipation unit 320.
상기 펠티어소자(310) 및 송풍팬(330)의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 5,
A standard test piece for measuring defects in civil engineering and building structures, characterized in that it includes a power supply unit 500 for supplying power necessary for driving the Peltier element 310 and the blowing fan 330.
상기 전원공급부(500)는 펠티어소자(310)의 단자에 전기적으로 연결되는 배터리로 구성되는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 7,
The power supply unit 500 is a standard test piece for measuring defects in civil and building structures, characterized in that composed of a battery electrically connected to the terminal of the Peltier element 310.
상기 열전도판(200)과 방열부(320) 사이에 설치되어 상기 펠티어소자(310)를 감싸는 단열재(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 5,
A standard test piece for measuring defects in civil engineering and building structures, characterized in that it includes an insulator 600 installed between the heat conduction plate 200 and the heat dissipation unit 320 and surrounding the Peltier element 310.
상기 열전도판(200)의 일측에는 열전도판(200)의 온도를 측정하는 온도센서(700)가 설치되는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 1,
A standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures, characterized in that a temperature sensor 700 for measuring the temperature of the heat conduction plate 200 is installed on one side of the heat conduction plate 200.
상기 온도센서(700)의 신호를 수신받아 펠티어소자(310) 및 송풍팬(330)의 구동을 제어하는 제어부(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 10,
A standard test piece for measuring defects in civil engineering and building structures, characterized in that it comprises a control unit 800 for receiving a signal from the temperature sensor 700 and controlling driving of the Peltier element 310 and the blowing fan 330.
상기 케이스(400)의 상부 일측에는 균열의 길이를 확인할 수 있도록 ㎜ 단위의 눈금자(410)가 표시되는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 3,
A standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures, characterized in that a ruler 410 in millimeters is displayed on one side of the upper part of the case 400 to check the length of the crack.
상기 케이스(400)의 상부 및 하부에는 개구부(420)가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 3,
A standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures, characterized in that openings 420 are formed in the upper and lower parts of the case 400, respectively.
상기 케이스(400)의 상부에 형성된 개구부를 통해 캘리브레이션 플레이트(100)가 외부로 노출되고, 하부에 형성된 개구부를 통해 열교환 시 발생된 열이 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편.
The method of claim 13,
Measurement of defects in civil and architectural structures, characterized in that the calibration plate 100 is exposed to the outside through an opening formed in the upper part of the case 400, and heat generated during heat exchange is discharged to the outside through an opening formed in the lower part Standard test piece for
상기 표준시험편을 비전센서를 통해 스캐닝하여 표준시험편에 대한 이미지를 획득하는 단계;
비전센서가 탑재된 차량이 검사 대상 구조물의 표면을 스캔하여 검사 대상 구조물의 표면에 대한 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 비전센서를 통해 획득한 다수의 이미지를 하나의 접합 이미지로 접합한 후, 상기 접합 이미지를 표준시험편 이미지와 비교하여 검사 대상 구조물의 균열 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편을 이용한 균열 검사방법.
Positioning the standard test piece according to claim 1 on the surface of the structure to be inspected;
Acquiring an image of the standard test piece by scanning the standard test piece through a vision sensor;
obtaining an image of the surface of the structure to be inspected by scanning the surface of the structure to be inspected by a vehicle equipped with a vision sensor; and
After bonding a plurality of images obtained through the vision sensor into one bonding image, generating crack information of the structure to be inspected by comparing the bonding image with a standard test piece image; Crack inspection method using standard test specimen for defect measurement of building structure.
상기 표준시험편을 검사 대상 구조물의 표면에 위치시키는 단계 이후에는 검사 대상 구조물의 온도를 측정하고, 이에 상응하도록 표준시험편의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편을 이용한 균열 검사방법.
The method of claim 15
After the step of locating the standard test piece on the surface of the structure to be inspected, a standard test piece for measuring defects in civil and architectural structures, characterized in that the temperature of the structure to be inspected is measured and the temperature of the standard test piece is adjusted accordingly. Crack inspection method used.
상기 표준시험편의 온도를 조절한 후 적외선 열화상카메라를 이용하여 온도분포를 측정하고, 이의 값을 온도센서를 통해 확인하는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편을 이용한 균열 검사방법.
The method of claim 16
After adjusting the temperature of the standard test piece, the temperature distribution is measured using an infrared thermal imaging camera, and the value thereof is checked through a temperature sensor. method.
상기 적외선 열화상카메라를 이용하여 측정한 온도 측정값과 온도센서에 의한 직접 온도 측정값을 비교하여 검사 대상 구조물의 균열폭과 온도 측정값을 교정하는 것을 특징으로 하는 토목·건축 구조물의 결함 측정을 위한 표준시험편을 이용한 균열 검사방법.The method of claim 17
For measuring defects in civil and architectural structures, characterized in that the crack width and temperature measurement values of the structure to be inspected are calibrated by comparing the temperature measurement value measured using the infrared thermal imaging camera and the temperature measurement value directly by the temperature sensor Crack inspection method using standard test piece.
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| CN117848876A (en) * | 2024-03-08 | 2024-04-09 | 中国矿业大学 | Infrared monitoring method and system for crack propagation speed of concrete impact damage |
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- 2021-12-07 KR KR1020210173621A patent/KR102636038B1/en active IP Right Grant
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