KR20230105215A - 콘크리트 전주의 열화 진단 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콘크리트 전주의 열화 진단 장치에 관한 것으로서, 전체적인 몸체를 이루는 본체부; 콘크리트 전주의 표면을 타격하기 위하여 일정한 질량을 가지는 타격부; 상기 본체부에 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 타격부가 콘크리트 전주의 표면을 타격할 수 있도록 전후 방향으로 탄성 이동시키기 위한 타격 유도부; 상기 타격부가 상기 콘크리트 전주의 표면을 타격할 수 있도록 상기 타격 유도부를 탄성부재가 압축하는 방향으로 이동시켜 상기 타격 유도부를 고정 또는 고정 해제하기 위한 트리거부; 상기 타격 유도부에 설치되어 상기 타격부에 의해 발생하는 반발력에 따른 가속도를 측정하는 가속도 센서; 및 상기 가속도 센서로부터 측정된 가속도 데이터들을 제공받아 상기 타격부의 타격 속도와 최대 타격력을 산출하고, 산출된 최대 타격력을 타격 속도로 나눔으로써 탄성 임피던스값들을 구하여 콘크리트 전주 표면의 열화를 평가하는 제어부를 포함하는 콘크리트 전주의 열화 진단 장치를 제공한다.

Description

콘크리트 전주의 열화 진단 장치{Deterioration diagnostic testing apparatus of concrete pole}
본 발명은 콘크리트 전주의 열화 진단 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 전주의 충격 탄성력을 이용하여 콘크리트 전주의 손상 여부를 간단하고, 정확하게 진단할 수 있도록 한 콘크리트 전주의 열화 진단 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트 전주는 지면에 고정되게 세워져 전력을 송배전하는데 필요한 각종 전기 시설물이나 통신망을 구성하는데 필요한 통신시설물 등을 공중에 가설하고 이를 지지하는데 사용된다.
또한, 상기 콘크리트 전주는 통상적으로 프리스트레스(prestress(이하, PS라 함)) 콘크리트 구조를 가지며, 국내에서 PS 콘크리트로 제작된 전주가 사용된 것은 약 30년 정도 되었으며, 이로 인해 사용 연한을 넘긴 PS 콘크리트 전주가 도괴되는 사고가 발생하고 있다.
이러한 콘크리트 전주의 도괴 사고 원인은 분석결과 SCC(Stress Corosion Crack)가 유력한 원인으로 파악되고 있다. 이러한 SCC(Stress Corosion Crack)는 콘크리트 전주 내부의 철근이 파단되는 현상이며, PS 콘크리트 구조는 휨모멘트를 철근의 인장력으로 지지하도록 설계되는데, 철근이 파단되어 인장력을 잃게될 경우, PS 콘크리트 전주가 도괴되는 사고가 발생하게 되는 것이다.
그런데, 이러한 PS 콘크리트 전주의 내부 철근파단을 검사하기 위해 타격에 의해 발생한 반사 진동을 검출하여, 전기 신호로 변환한 후 응답 주파수의 스펙트럼을 분석하여 열화를 측정하는 장치가 개시되어 있다.
이러한 열화 측정 장치는 타격의 강약에 의해 응답 주파수 스펙트럼 파형이 다르게 되기 때문에, 개인 차에 의해 열화 진단이 다른 결과를 초래할 수 있다는 단점이 있다.
또한 열화에 의한 콘크리트 전주의 이상 유무를 판단하더라도 그러한 이상 현상이 표면 박리에 의한 것인지, 또는 풍화, 염해 등에 의한 콘크리트 자체의 열화에 의한 것인지 여부를 판단할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2016-0037494호(2016.04.06)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 콘크리트 전주에 대해 충격 탄성력 측정을 통한 열화 현상을 진단하여 콘크리트 전주의 도괴 사고를 미연에 방지할 수 있는 콘크리트 전주의 열화 진단 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전체적인 몸체를 이루는 본체부; 콘크리트 전주의 표면을 타격하기 위하여 일정한 질량을 가지는 타격부; 상기 본체부에 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 타격부가 콘크리트 전주의 표면을 타격할 수 있도록 전후 방향으로 탄성 이동시키기 위한 타격 유도부; 상기 타격부가 상기 콘크리트 전주의 표면을 타격할 수 있도록 상기 타격 유도부를 탄성부재가 압축하는 방향으로 이동시켜 상기 타격 유도부를 고정 또는 고정 해제하기 위한 트리거부; 상기 타격 유도부에 설치되어 상기 타격부에 의해 발생하는 반발력에 따른 가속도를 측정하는 가속도 센서; 및 상기 가속도 센서로부터 측정된 가속도 데이터들을 제공받아 상기 타격부의 타격 속도와 최대 타격력을 산출하고, 산출된 최대 타격력을 타격 속도로 나눔으로써 탄성 임피던스값들을 구하여 콘크리트 전주 표면의 열화를 평가하는 제어부를 포함하는 콘크리트 전주의 열화 진단 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 타격 유도부는, 상기 본체부 내에 고정 결합되는 지지대; 상기 지지대로부터 동일 축선상에 탄성적으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며 선단에 상기 타격부가 설치된 가이드부재; 상기 지지대와 상기 가이드부재 사이에 설치되는 탄성부재; 및 상기 가이드부재의 상면에 형성된 톱니면에 맞물리도록 배치되며, 회전 동력을 상기 가이드부재의 직선 운동으로 변환시키기 위한 구동기어를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 트리거부는, 상기 가이드부재에 형성되며, 위치에 따라 상기 가이드부재에 서로 다른 압축력이 인가되는 복수의 고정홈; 상하방향으로 이동하면서 상기 고정홈에 고정되거나 고정 해제되며 일측에 걸림턱이 형성된 고정부재; 및 상기 고정부재의 걸림턱을 상하방향으로 이동시키기 위해 회전하는 회동캠;을 포함하며, 상기 고정부재가 고정홈에 고정되어 상기 탄성부재의 압축력이 최대인 상태에서 상기 가이드부재를 구속하거나, 상기 고정부재가 상기 고정홈으로부터 고정 해제되어 상기 탄성부재의 탄성 복원력에 의해 상기 가이드부재를 이동시켜 상기 콘크리트 전주의 표면을 타격할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 구동기어 및 상기 회동캠의 회전 동력은 각각 제1 및 제2 모터의 구동에 의해 전달된다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 콘크리트 전주의 열화 진단 장치에 의하면, 콘크리트 전주의 충격 탄성력을 측정하여 콘크리트의 손상을 정확하게 감지함으로써, 콘크리트 전주가 도괴되는 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 콘크리트 전주의 열화 진단을 간단하고 정확하게 수행할 수 있어 경제성과 진단 작업의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 전주의 열화 진단 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 전주의 열화 진단 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 전주의 열화 진단 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 전주의 충격량에 따른 반발력을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 타격력 파형을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 전주의 열화 진단 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 전주의 열화 진단 장치를 나타내는 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 전주의 열화 진단 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 전주의 열화 진단 장치는, 본체부(100), 타격부(200), 타격 유도부(300), 트리거부(400), 가속도 센서(500), 제어부(600) 및 전원공급부(700)를 포함한다.
여기서, 본체부(100)는 전체적인 몸체를 이루는바, 전술한 각 구성요소들을 수용 또는 결합할 수 있도록 복수의 플레이트 부재와 소정의 공간부로 구성되어 있다. 여기서, 플레이트 부재는 수직 벽체(110)와 베이스부(120)로 구분된다.
타격부(200)는, 지면에 수직으로 세워진 콘크리트 전주(P)의 표면에 충격을 가하기 위하여 일정한 질량을 가지도록 예컨대 해머(hammer)와 같은 형태로 이루어질 수 있으며, 타격 유도부(300)의 선단에 장착된다.
타격 유도부(300)는 전원공급부(700)의 전원 공급에 의해 타격부(200)가 콘크리트 전주(P)의 표면을 타격할 수 있도록 전후 방향으로 이동시키기 위한 기능을 수행한다.
이러한 타격 유도부(300)는 본체부(100) 내의 베이스부(120)에 고정 결합되는 지지대(310)와, 지지대(310)로부터 동일 축선상에 슬라이드 이동 가능하게 설치되며 선단에 타격부(200)가 설치된 가이드부재(320)와, 지지대(310)와 가이드부재(320) 사이에 설치되는 탄성부재(330)와, 가이드부재(320)의 상면에 형성된 톱니면(321)에 맞물리도록 배치되는 구동기어(340)를 포함한다.
여기서, 지지대(310)는 타격부(200)에 대향하는 본체부(100)의 일측에 설치되며 탄성부재(330)가 삽입 가능한 삽입돌출부(311)가 구비된다.
가이드부재(320)는 지지대(310)의 삽입돌출부(311)로부터 동일 축선상에 위치하며 삽입돌출부(311)와 마주보는 위치에 탄성부재(330)가 수용되는 수용홈(322)이 형성되며, 상부면에 트리거부(400)의 고정부재(410)가 고정되어 가이드부재(320)의 이동을 제한하기 위한 적어도 2개의 고정홈(323)이 형성된다.
가이드부재(320)가 본체부(100)에서 슬라이드 이동하기 위해서는 가이드부재(320)의 하단부에 LM 가이드, 레일 등의 슬라이드부(121)가 설치될 수 있다.
트리거부(400)는, 가이드부재(320)의 선단에 위치한 타격부(200)가 일정한 속도로 콘크리트 전주(P)의 표면을 타격할 수 있도록 가이드부재(320)를 탄성적으로 이동시키기 위해 가이드부재(320)를 고정 또는 고정 해제하기 위한 기능을 수행한다.
트리거부(400)는 본체부(100)의 수직 벽체(110)에 형성된 가이드공(111)을 따라 안내되는 고정부재(410)가 상하방향으로 이동하면서 고정홈(323)에 고정되어 탄성부재(330)의 압축력이 최대인 상태에서 가이드부재(320)를 구속하거나, 고정부재(410)가 고정홈(323)으로부터 고정 해제되어 탄성부재(330)의 탄성 복원력에 의해 가이드부재(320)를 베이스부(120)를 따라 이동시켜 콘크리트 전주(P)의 표면을 타격하도록 할 수 있다.
따라서, 고정부재(410)의 상하방향 이동을 안내하기 위해 고정부재(410)에는 걸림턱(411)이 형성되고, 회전하면서 고정부재(410)의 걸림턱(411)을 상하방향으로 이동시키기 위한 회동캠(420)이 본체부(100)의 수직 벽체(110)에 축 고정되어 구비된다.
한편, 구동기어(340)와 회동캠(420)은 모터의 회전 동력이 전달되어 회전하게 되는데, 구동기어(340)에는 회전 동력을 전달하는 제1 모터(350)와 축 연결되고, 회동캠(420)에는 회전 동력을 전달하는 제2 모터(430)와 축 연결되어 있다.
이와 같은 타격 유도부(300)는 제1 모터(350)에 의해 구동기어(340)가 회전하고, 구동기어(340)와 맞물려 있는 가이드부재(320)의 톱니면(321)에 의해 가이드부재(320)가 슬라이드부(121)를 따라 이동하면서 탄성부재(330)를 지지대(310) 방향으로 압축시키게 된다. 이는 구동기어(340)의 톱니가 가이드부재(320)의 톱니면(321)의 정점 부분에 도달하게 되면 탄성부재(330)의 압축력이 최대가 된다.
이와 같이 가이드부재(320)가 이동하여 탄성부재(330)의 압축력이 최대가 되고, 고정부재(410)와 고정홈(323)이 서로 동일 위치에 있을 경우, 제2 모터(430)의 구동에 의해 트리거부(400)의 회동캠(420)을 회동시키고 고정부재(410)를 고정홈(323)에 삽입시켜 가이드부재(320)를 탄성부재(330)의 최대 압축 위치에 고정한 상태에서, 실험 대상인 콘크리트 전주(P)의 표면에 타격부(200)의 타격면을 접촉시킨다.
이 상태에서, 제2 모터(430)를 구동시켜 회동캠(420)이 고정부재(410)를 고정홈(323)으로부터 분리되도록 할 경우, 탄성부재(330)에 의해 압축 상태인 가이드부재(320)가 탄성 복원력에 의해 인장되면서 콘크리트 전주(P) 방향으로 이동하고, 가이드부재(320)의 선단에 위치한 타격부(200)가 콘크리트 전주(P)를 일정한 속도로 타격하게 된다.
여기서, 가이드부재(320)가 탄성부재(330)를 압축하는 방향으로 이동할 경우, 고정홈(323)은 서로 다른 압축력이 부여되는 위치에서 고정부재(410)에 의해 고정되도록 적어도 복수개가 형성된다.
가속도 센서(500)는, 타격 유동부의 가이드부재(320)에 설치되어 있으며, 타격부(200)에 의해 발생하는 반발력에 따른 가속도 데이터를 측정하여 제어부(600)에 전송하는 기능을 하게 된다.
제어부(600)는 가속도 센서(500)로부터 측정된 가속도 데이터들을 제공받아 타격부(200)의 타격 속도와 최대 타격력을 산출하고, 최대 타격력을 타격 속도로 나눔으로써 탄성 임피던스 값을 구하여 콘크리트 전주(P) 표면의 열화를 평가하는 기능을 수행한다.
또한, 제어부(600)는 산출된 탄성 임피던스 값과 기설정된 건전성 추정값을 비교하여 콘크리트 전주(P) 표면의 열화를 판정할 수 있다.
전원공급부(700)는 본체부(100)에 구비되어 있으며, 제1 및 제2 모터(350,430), 가속도 센서(500) 및 제어부(600)의 동작 전원을 공급하기 위한 것으로서, 예컨대, 휴대용 배터리 등으로 구현될 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 전주(P)의 열화 진단 장치의 전원의 온/오프 또는 각종 조작 스위치들이 본체부(100)에 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 전주(P)의 열화 진단 장치의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 작업자는 본 발명에 따른 장치의 타격부(200)의 타격면이 지면에 수직으로 세워진 콘크리트 전주(P)의 표면에 접촉하도록 위치시킨 후, 전원공급부(700)로부터 제1 모터(350)에 전원을 인가하여 타격 유도부(300)의 구동기어(340)를 회전시키게 되면, 구동기어(340)가 회전하면서 가이드부재(320) 상면의 톱니면(321)을 지지대(310) 방향으로 이동시켜 타격부(200)가 콘크리트 전주(P)의 표면으로부터 소정 거리 이격되도록 한다.
이때, 가이드부재(320)가 이동하게 되면, 지지대(310)의 삽입돌출부(311)와 가이드부재(320)의 수용홈(322) 사이에 고정 결합된 탄성부재(330)가 압축된다. 타격부(200)가 콘크리트 전주(P)의 표면으로부터 소정 거리 이격되면, 제2 모터(430)에 전원을 인가하여 회동캠(420)의 순방향 회전 동작을 통해 고정부재(410)를 탄성부재(330)의 압축력이 최대가 되는 위치의 고정홈(323)에 고정 결합되도록 한다.
이와 같은 상태에서, 제2 모터(430)에 전원을 인가하여 회동캠(420)의 역방향 회전 동작을 통해 고정부재(410)를 고정홈(323)으로부터 고정 해제하게 되면, 탄성부재(330)의 소정의 압축력이 탄성 복원력으로 복원되면서 가이드부재(320)의 일단과 타단의 위치가 최초 상태로 복귀됨과 동시에 타격부(200)의 타격면이 콘크리트 전주(P)의 표면을 타격하게 된다.
이어서, 타격부(200)가 콘크리트 전주(P)의 표면에 타격되고 난 후 반발력에 의해 콘크리트 전주(P)의 표면으로부터 소정 거리 이격될 경우, 가속도 센서(500)는 타격부(200)의 가속도를 측정하여 제어부(600)로 전송한다.
제어부(600)는 가속도 센서(500)로부터 측정된 가속도 데이터를 제공받아 타격부(200)의 타격 속도와 최대 타격력을 산출하고, 산출된 최대 타격력을 타격 속도로 나눔으로써, 탄성 임피던스 값을 구하여 콘크리트 전주(P) 표면의 건전성을 평가한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 전주의 열화 진단 장치의 측정 원리에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 콘크리트 전주(P)를 탄성체로 가정해서 질량 M의 해머, 즉 타격부(200)가 속도 V로 콘크리트 전주(P)의 표면에 충돌하는 경우를 고려하였다.
타격부(200)의 운동 에너지는 충돌에 의해 콘크리트 전주(P) 표면의 변위량과 그 변위(x)를 발생시키기 위하여 필요한 힘(F)이 비례 관계에 있다고 가정하면 F=kx의 관계가 성립한다. 여기서, k는 용수철 계수이다. 이때 에너지의 평형으로부터 하기의 수학식 1이 성립한다.
Figure pat00001
타격부(200)의 타격에 의해 콘크리트 전주(P)에 발생한 힘은 훅의 법칙에 의해 하기의 수학식 2가 성립한다.
Figure pat00002
상기의 수학식 2를 x에 대해 풀어, 이것을 수학식 1에 대입하여 정리하면 하기의 수학식 3을 얻을 수 있다.
Figure pat00003
여기서, Fmax는 발생한 힘의 최대값, 즉 최대 타격력을 의미한다. 상기의 수학식 3으로부터 타격부(200)의 질량이 일정하면, 용수철 계수(k)는 타격에 의해 발생한 힘의 최대값을 타격부(200)의 속도로 나눈 값(기계 임피던스(impedance))의 제곱에 비례하게 된다. 즉,
Figure pat00004
는 타격부(200)가 충돌했을 때의 기계 임피던스(Z)이며, 최대 타격력(Fmax)을 타격부(200)의 속도(v)로 나누면 산출되는 것을 알 수 있다.
그리고, 용수철 계수(k)는 콘크리트 전주(P)의 탄성적 성질을 나타내는 것으로서, 콘크리트의 탄성 계수와 대응하는 관계에 있다.
또한, 상기의 수학시 2에 나타나는 측정 방법에 대해 검토하면 타격부(200)가 금속으로 가정할 수 잇는 경우, 관성의 법칙으로부터 타격부(200)에 가하는 동적인 힘은 이것에 가해지는 가속도에 이해 측정하는 것이 가능하다. 즉, 가이드부재(320)에 가속도 센서(500)를 부착하여 측정된 최대 가속도와 타격부(200)의 질량으로부터 얻을 수 있다.
또한, 타격부(200)의 타격 시의 속도는 가속도를 시간 적분하는 것에 의해 구할 수 있다. 이것은 콘크리트 전주(P)의 표면을 타격한 타격부(200)에 작용하는 가속도의 실제는 타격부(200)의 속도를 줄이려고 하는 방향으로 작용하는 감속 가속도이며, 시각 0으로부터 마한대가지의 시간 적분치는 속도와 동일하지 않으면 안되기 때문이다.
한편, 콘크리트 전주(P)의 표면이 열화 되어 있는 경우, 타격부(200)에 의한 타격의 초기 단계에서는 콘크리트 전주(P) 표면 열화부분의 소성 변화가 진행된다. 즉, 타격부(200)의 초기 속도가 동일했다고 하더라도 콘크리트 전주(P)의 탄성 변형량은 작아지므로, 결과적으로 타격부(200)의 타격에 의해 발생하는 타격력은 상대적으로 작아진다. 즉, 표면 열화 콘크리트의 기계 임피던스는 열화의 영향을 강하게 받은 값이 되는 것이라고 생각된다. 이 점은 기존의 슈미트 해머에 의한 반발경도법의 결점과 같다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 표면에 소성 영역을 가지는 콘크리트 전주(P)를 타격하는 경우의 타격부(200)의 거동에 대해 고찰한다.
타격부(200)의 운동 과정은 (1)콘크리트 전주(P)의 표면에 접촉하여 열화 부분에 소성 변형을 주는 과정과, (2)콘크리트 전주(P)의 표면에 탄성 변형을 주는 과정과, (3)콘크리트 전주(P)의 표면의 탄성 변형 에너지의 반발에 의해 타격부(200)가 후퇴하는 과정에 의해 구성된다.
(1)에서 (2)에는 표면이 소성 변형에 의해 압축되어 강도를 증가시켜 건전부와 힘이 어울리는 것에 의해 천이한다고 생각된다. (2)에서 (3)에는 타격부(200)의 운동에너지 전체가 콘크리트 전주(P)의 탄성 변형 에너지로 전환된 단계에서 이행한다. 이때, 타격부(200)에는 최대 타격력이 발생하여 운동 속도는 0이 된다. 콘크리트 전주(P)의 표면에 발생한 탄성 변형 에너지의 1부분은 파동이 되어 콘크리트 전주(P) 안에서 전반적으로 분산 감쇠하지만 콘크리트 전주(P) 표면의 탄성 변형은 회복되어 변형 전의 형상이 된다. (3)은 이러한 과정을 의미한다.
이상의 고찰로부터 탄성 변형 회복 과정 (3)에는 콘크리트 전주(P) 표면의 열화의 영향이 반영되어 있지 않은 것이다. 따라서, 상기의 수학식 3에서 표현되는 기계 임피던스에 대해 타격력이 최대가 되기 이전과 이후로 나누어 하기의 수학식 4 및 수학식 5와 같은 파생 정의를 설명한다.
Figure pat00005
Figure pat00006
여기서, VA는 타격력이 최대로 될 때까지의 속도(가속도 적분치)이고, VR은 타격력이 최대치에 이른 후의 시간에서의 속도이며, ZA는 변형 과정에서의 기계 임피던스이며, ZR은 변형 회복 과정에서의 기계 임피던스이다. 즉, ZA는 변형 과정의 의미이기 때문에 열화된 정도를 나타내는 지표치가 되며, ZR은 콘크리트의 탄성 변형에 관한 지표치가 될 수 있다.
또한, 콘크리트 전주(P)의 강도추정은 ZR을 지표치로 할 수 있으며, 기설정된 환산표와 비교하여 압축강도를 추정할 수 있다. 이는 콘크리트 전주(P) 내의 축적된 탄성 변형 에너지가 해방되는 과정이며(도 6 참조), 여기에 콘크리트 전주(P) 자체의 강도 지표가 있다.
그리고, 표면 열화의 추정은 ZR/ZA(Index)를 지표치로 할 수 있으며, 콘크리트 전주(P)의 표면 근방이 열화되어 구조적으로 약한 경우 소성 변형에 의한 타격부(200)의 운동 에너지가 소비되기 때문에 콘크리트 전주(P)의 탄성 변형량이 작아진다. 이 때문에 타격력의 최대치(Fmax)가 작아진다. 열화가 높을수록 Fmax는 작아진다.
예컨대, ZR/ZA(Index) 값이 0.9∼1.25 인 경우 표면 열화가 되지 않았다고 판단할 수 있고, ZR/ZA(Index) 값이 1.5 이상인 경우 표면 열화가 되었다고 판단할 수 있으며, ZR/ZA(Index) 값이 1.26∼1.49 인 경우 표면 열화 가능성이 있다고 판단할 수 있다.
한편, 표면 박리의 추정은 측정된 타격력 파형의 전반과 후반의 최고점(Peak)수를 지표치로 할 수 있으며, 콘크리트 전주(P)의 표면 근방에 박리가 존재하면 측정된 타격력 파형의 최고점(Peak)은 1개가 아니라 여러 개의 최고점(Peak)이 발생한다.
상술한 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. 본 발명의 범위는 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.
100 : 본체부 110 : 수직 벽체
120 : 베이스부 200 : 타격부
300 : 타격 유도부 310 : 지지대
311 : 삽입돌출부 320 : 가이드부재
321 : 톱니면 322 : 수용홈
323 : 고정홈 330 : 탄성부재
340 : 구동기어 350 : 제1 모터
400 : 트리거부 410 : 고정부재
411 : 걸림턱 420 : 회동캠
430 : 제2 모터 500 : 가속도 센서
600 : 제어부 700 : 전원공급부

Claims (4)

  1. 전체적인 몸체를 이루는 본체부;
    콘크리트 전주의 표면을 타격하기 위하여 일정한 질량을 가지는 타격부;
    상기 본체부에 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 타격부가 콘크리트 전주의 표면을 타격할 수 있도록 전후 방향으로 탄성 이동시키기 위한 타격 유도부;
    상기 타격부가 상기 콘크리트 전주의 표면을 타격할 수 있도록 상기 타격 유도부를 탄성부재가 압축하는 방향으로 이동시켜 상기 타격 유도부를 고정 또는 고정 해제하기 위한 트리거부;
    상기 타격 유도부에 설치되어 상기 타격부에 의해 발생하는 반발력에 따른 가속도를 측정하는 가속도 센서;
    상기 가속도 센서로부터 측정된 가속도 데이터들을 제공받아 상기 타격부의 타격 속도와 최대 타격력을 산출하고, 산출된 최대 타격력을 타격 속도로 나눔으로써 탄성 임피던스값들을 구하여 콘크리트 전주 표면의 열화를 평가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 전주의 열화 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타격 유도부는,
    상기 본체부 내에 고정 결합되는 지지대;
    상기 지지대로부터 동일 축선상에 탄성적으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며 선단에 상기 타격부가 설치된 가이드부재;
    상기 지지대와 상기 가이드부재 사이에 설치되는 탄성부재; 및
    상기 가이드부재의 상면에 형성된 톱니면에 맞물리도록 배치되며, 회전 동력을 통해 상기 가이드부재의 직선 운동으로 변환시키기 위한 구동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 전주의 열화 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 트리거부는,
    상기 가이드부재에 형성되며, 위치에 따라 상기 가이드부재에 서로 다른 압축력이 인가되는 복수의 고정홈;
    상하방향으로 이동하면서 상기 고정홈에 고정되거나 고정 해제되며 일측에 걸림턱이 형성된 고정부재; 및
    상기 고정부재의 걸림턱을 상하방향으로 이동시키기 위해 회전하는 회동캠;을 포함하며,
    상기 고정부재가 고정홈에 고정되어 상기 탄성부재의 압축력이 최대인 상태에서 상기 가이드부재를 구속하거나, 상기 고정부재가 상기 고정홈으로부터 고정 해제되어 상기 탄성부재의 탄성 복원력에 의해 상기 가이드부재를 이동시켜 상기 콘크리트 전주의 표면을 타격하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 전주의 열화 진단 장치.

  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 구동기어 및 상기 회동캠의 회전 동력은 각각 제1 및 제2 모터의 구동에 의해 전달되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 전주의 열화 진단 장치.
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