KR100253692B1 - 균열 폭 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조물에 발생한 균열의 폭을 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.

가변저항을 이용한 균열 폭 측정 장치는 제1고정단, 제2고정단, 플런저, 가변저항, 브러시, 전원 및 표시장치로 구성된다. 제1 및 제2고정단은 균열의 양쪽에 각각 고정되고 플런저는 상기 제1 및 제2고정단 사이에 연결되며 제1고정단에는 고정되고 제2고정단에서는 슬라이딩한다. 상기 플런저 상에는 가변저항이 배선되며, 제2고정단에 고정된 브러시가 상기 가변저항에 접촉한다. 균열이 진전되면 플런저가 슬라이딩하고, 가변저항과 브러시 사이에도 슬라이딩하여 저항값이 변화하며, 상기 저항값의 변화를 감지하여 균열 폭의 변화량을 측정한다.

디지털 센서를 이용한 균열 폭 측정 장치는 제1고정단, 제2고정단, 플런저, 제1접점, 제2접점, 전원, 표시장치 및 연결도선으로 구성된다. 플런저는 얇은 판상의 형태로써, 상면에는 다수 개의 제1접점을 특정한 간격으로 형성하며, 제2접점은 상기 제1접점 중의 하나 또는 둘과 접촉하며 제2고정단에 고정된다. 균열의 폭이 변화하면 플런저가 슬라이딩하고 제2접점과 접촉하고 있던 제1접점이 바뀌며 표시장치에 이에 해당하는 다른 값을 표시하게 된다.

Description

균열 폭 측정 장치 (An apparatus for measuring width of crack)

본 발명은 구조물에 발생한 균열의 폭을 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 구조물에 발생한 균열의 폭을 전기 저항의 차이를 이용하거나, 디지털 센서를 이용하여 측정하고 이를 표시장치로 출력할 수 있는 장치에 관한 것이다.

구조물에는 건조 수축이나 과다한 응력의 발생 또는 재료적인 원인 등 다양한 원인에 의해서 균열이 발생하며, 그러한 균열 중에는 구조물의 구조적인 안전에는 영향이 없는 균열도 있으나, 어떠한 균열은 구조물의 구조적인 결함을 야기하고 종국적으로는 구조물의 붕괴를 초래하기도 한다.

균열은 구조물에 발생하는 이러한 위험을 사전에 알리는 신호와도 같은 것인 바, 사용자는 항상 구조물에 발생하는 균열을 유심히 관찰할 필요가 있다. 그러나, 균열의 폭은 매우 미세하고 그 폭이 변화하는 속도도 느린 것이 일반적이어서 거주자가 이를 무심코 지나쳐 버리기 쉬운 면이 있다. 게다가 균열의 발생 위치가 천장 속과 같은 곳인 경우에는 이를 사전에 발견한다는 것은 불가능하며, 설사 발견한다손 치더라도 이를 주기적으로 관찰하거나 측정하는 것은 매우 어려운 일이다.

종래에는 균열의 폭을 측정하기 위하여 크랙 게이지를 크랙에 직접 대보거나 마이크로 스코프를 이용하여 측정하였으나, 이러한 측정 방법은 측정치가 측정자에 따라 달라질 수 있으며, 더구나 2차, 3차 계속해서 지속적으로 균열의 변화를 측정하기에는 매우 불편한 단점이 있다. 따라서, 균열의 좌우에 측정점을 부착하여 다이얼 게이지로 확인하기도 하나 균열의 위치가 천장속과 같은 경우에는 설치하여 측정하기가 어려우므로 균열의 진전 여부를 판단하기 위해서는 많은 노력을 필요로 한다. 따라서, 균열의 진전 여부를 판단하기 위해서 균열에 유리 조각을 부착하여 균열의 폭이 증가함에 따라 유리 조각이 깨지는 지의 여부와 벌어진 폭이 증가하는 양상을 조사하거나 균열게이지를 부착해두는 원시적인 방법이 구조 안전 진단에 사용되기도 한다.

따라서 본 발명자는 균열의 폭을 보다 정확하고 간편하게 측정할 수 있고 또한 이를 지속적으로 측정할 수 있는 장치를 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 전기저항 또는 디지털 센서를 이용하여 보다 정확하고 간편하게 균열의 폭을 측정할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 균열의 폭을 별도의 표시장치를 통해 표시할 수 있도록 함으로써 균열의 폭을 측정하기가 어려운 부위의 경우에도 지속적으로 보다 쉽게 균열의 폭을 측정할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 균열의 폭이 일정한 값에 도달하면 경고 신호를 보냄으로써 사전에 안전 조치를 취할 수 있도록 하는 균열 폭 측정 장치를 제공하는 것이다.

제1도는 본 발명의 균열 폭 측정 장치의 사시도이다.

제2도는 가변저항을 이용한 균열 폭 측정 장치의 내부 기능 개념도이다.

제3도는 가변저항을 이용한 균열 폭 측정 장치의 저항-접점 개념도이다.

제4도는 디지털 센서를 이용한 균열 폭 측정 장치의 개략도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 제1고정단 11: 제2고정단

12: 플런저 13: 저항선

14: 브러시 15: 조정나사

16: 예비나사 17: 손잡이

18: 전원 스위치 19: 표시장치

20: 전원 21: 접점틀

22: 제1접점 23: 제2접점

24: 연결도선

도면에 따라 본 발명의 균열 폭 측정 장치를 설명한다.

제1도는 본 발명의 균열 폭 측정 장치의 사시도이다. 가변저항을 이용한 균열 폭 측정 장치는 제1고정단(10), 제2고정단(11), 플런저(12), 저항선(13), 브러시(14), 표시장치(19) 및 전원(20) 으로 구성된다.

제1고정단(10)은 균열의 한쪽에 고정되고 제2고정단(11)은 균열의 다른 쪽에 고정된다. 상기 제1 및 제2고정단은 균열의 양쪽에 접착제 등의 접착 도구를 이용해 접착시킨다. 플런저(12)는 상기 제1고정단 및 제2고정단의 내부로 삽입되며 제1고정단에는 고정되어 움직이지 않고 제2고정단에서는 슬라이딩할 수 있도록 되어 있어 균열이 진전됨에 따라 균열의 양측에 부착된 제1, 2고정단간의 간격이 변화하는 값만큼 플런저가 제2고정단 내부에서 슬라이딩하도록 되어 있다.

상기 플런저 상에는 저항선(13)이 배선되며, 제2고정단(11) 내부에 부착된 브러시(14)가 상기 저항선(13)에 접촉하도록 되어 있다. 균열의 진전에 따라 플런저(12)가 슬라이딩하면 플런저 상부에 배선된 저항선(13)과 제2고정단에 부착된 브러시(14) 사이에도 슬라이딩이 발생하고 저항값이 변화하며, 상기 저항값의 변화를 감지함으로써 균열 폭의 변화량을 측정할 수 있는 것이다.

제2도 및 제3도는 본 발명의 가변저항의 개념도로써 한 줄의 저항선(13)을 U자형으로 중복하여 플런저(12) 상에 배선하여 네 줄이 되도록 하고, 바깥쪽 저항선의 양단에 전원(20)을 연결한다. 상기 네 줄의 저항선(13)에 각각 네 개의 브러시(14)를 접촉시키고 안쪽 두 개의 브러시는 서로 전선으로 연결하며 바깥쪽 두 개의 브러시는 표시장치에 연결하여 바깥쪽 두 개의 브러시 사이에서 발생하는 전압강하를 측정하고 이를 일정한 값으로 변환시켜 표시장치에 출력한다. 전원 스위치(18)를 누르면 전류는 바깥쪽 저항선의 끝을 돌아 안쪽의 두개의 브러시 사이를 통해 다시 반대편 바깥쪽 저항선을 통해 흐른다. 균열이 진전되면 플런저가 슬라이딩하고 상기 저항선(13)과 브러시(14)와의 접점이 이동하여 바깥쪽 두 개의 브러시 사이의 저항값이 변화하며, 상기 저항값의 변화를 감지하여 이에 해당하는 변위값으로 다시 환원하여 표시장치(19)에 표시하는 것이다. 위에서는 저항선을 네 줄로 배선하는 경우에 대하여 설명하였으나, 저항선은 물론 한 줄로도 가능하며, 필요에 따라서는 네 줄 이상으로도 가능하다. 본 발명의 균열 폭 측정 장치에서는 균열의 변화량을 최소한 0.1mm 단위로 표시하고자 하며, 그러기 위해서는 플런저(12)의 미세한 변위를 감지해야 하나 한 줄의 저항선만으로는 그러한 변화를 정확히 인지하는 것이 어려운 바, 이를 측정하고자 하는 최소 단위까지 정확하게 측정할 수 있도록 저항선(13)을 중첩해서 배선함으로써 균열의 폭이 미세하게 변화하더라도 저항값은 비교적 크게 변화하여 이를 감지하는 것이 용이하도록 하는 것이다. 따라서, 균열의 폭을 더욱 미세하게 측정하고 싶다면 저항선의 배치를 4줄 이상으로도 할 수 있다.

플런저(12)의 일 단부에는 손잡이(17)가 형성되어 있고 상기 손잡이(17)는 제1고정단(10)을 관통하여 돌출 되며, 제1고정단의 상부에는 조정나사(15)가 형성되어 있으며, 상기 조정나사가 플런저를 제1고정단에 고정한다. 따라서 상기 조정나사(15)를 풀면 플런저(12)를 제1고정단(10)으로부터 자유로이 움직일 수 있도록 되어 있고, 전원을 넣은 상태에서 상기 플런저를 손으로 이동시키면 저항값이 변화하는 바, 표시장치의 화면(LCD 또는 LED)상의 수치를 임의로 변화시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 균열 폭 측정 장치를 설치하기에 앞서 크랙 게이지 또는 마이크로 스코프 등으로 균열의 폭을 측정한 다음, 제1, 2고정단을 균열의 양측에 부착하고 조정나사(15)를 푼 다음 전원을 넣고 표시장치(19)에 사전에 측정한 균열값이 나타나도록 플런저(12)를 인위적으로 조정한 다음에 다시 조정나사(15)를 조이면 초기 설치가 완료되며, 이후에 발생하는 균열 폭의 변화량이 최초에 설정된 값에 추가되어 현재의 균열의 폭이 구해지는 것이다.

표시장치(19)는 제2고정단(11)의 내부에 설치하여 이를 필요시마다 언제나 전원 스위치(18)를 눌러 현재의 균열의 폭을 확인할 수 있으며, 별도의 배선을 통해 다른 위치에서 확인하거나, 컴퓨터를 통해 균열의 폭이 변화하는 양상을 연속적으로 기록해 나갈 수도 있다. 통상적으로 균열의 폭을 측정한다면 여러 개소에서 동시에 측정해야 할 것인 바, 각각의 균열 폭 측정 장치마다 표시장치를 설치하지 아니하고 표시장치와 연결할 수 있는 단자만을 설치해 둔 뒤에, 별도의 표시장치가 달린 핸드 셋을 들고 다니며 상기 단자에 접촉시켜서 균열의 폭을 측정할 수도 있다.

제1고정단(10)의 양측면에는 예비나사(16) 두개가 설치되어 있으며, 이는 직각으로 꺾어진 벽체에 앵글 등을 이용하여 제1고정단(10)을 설치할 수 있도록 하기 위함이다.

제4도는 디지털 센서를 이용한 균열 폭 측정 장치의 개략도이다. 디지털 센서를 이용한 균열 폭 측정 장치는 제1고정단, 제2고정단, 플런저(제1고정단, 제2고정단 및 플런저는 도시되지 않았음), 다수 개의 제1접점(22)이 형성된 접점틀(21), 제2접점(23), 표시장치(19), 전원(20) 및 연결도선(24)으로 구성된다.

제1고정단(10) 및 제2고정단(11)은 균열의 양측에 고정되며, 플런저(12)는 상기 제1고정단과 제2고정단 사이에 수평으로 연결되며, 제1고정단에는 고정되어 움직이지 않고 제2고정단에서는 슬라이딩할 수 있도록 되어 있어 균열이 진전됨에 따라 균열의 양측에 부착된 제1, 2고정단간의 간격이 변화하면 플런저가 제2고정단 내부에서 슬라이딩하도록 되어 있다. 또한 상기 플런저의 끝에는 제2접점(23)이 부착된다.

제2고정단 내부에는 제1접점(22)이 형성되는 접점틀(21)이 고정된다. 상기 접점틀(21)은 전기가 통하지 않는 절연재로 제조되며 얇은 판상의 형태로 특정한 간격으로 다수 개의 제1접점(22)이 프린트배선된다. 다수 개의 제1접점(22)은 연결도선(24)을 통해 각각 표시장치(19)에 연결되고, 상기 연결도선은 프린트 배선에 의해 구현된다.

플런저의 단부에 형성된 제2접점(23)은 접점틀(21)에 형성된 제1접점(22) 중의 하나 또는 둘과 접촉하며 플런저의 이동에 따라 상기 제2접점(23)도 함께 이동하여 접촉하는 제1접점(22)이 달라져간다. 제2접점이 첫번째의 제1접점과 접촉하면 0을 표시하고, 두번째의 제1접점과 접촉하면 사전에 정해진 다음 수치를 표시하며, 이와 같이 하여 각각의 제1접점에 제2접점이 접촉시 일정한 값을 표시하도록 정해 놓는다. 따라서 균열의 폭이 커지면 플런저가 이동하고 제2접점과 접촉하고 있던 제1접점이 바뀌며 표시장치 상에 표시되는 값이 다른 값으로 변경된다.

플런저(12)의 일 단부에는 손잡이(17)가 형성되어 있고 상기 손잡이는 제1고정단을 관통하여 돌출 되며, 제1고정단의 상부에는 조정나사(15)가 형성되어 있다. 따라서 상기 조정나사를 풀면 플런저를 제1고정단으로부터 자유로이 움직일 수 있도록 되어 있고, 전원을 넣은 상태에서 상기 플런저를 손으로 이동시키면 제2접점과 접촉하는 제1접점이 변화하는 바, 표시장치의 화면(LCD 또는 LED)상의 수치를 변화시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 균열 폭 측정 장치를 설치하기에 앞서 크랙 게이지 또는 마이크로 스코프로 균열의 폭을 측정한 다음, 제1, 2고정단(10, 11)을 부착하고 조정나사(15)를 푼 다음 전원을 넣고 표시장치에 사전에 측정한 균열값이 나타나도록 플런저를 인위적으로 조정한 다음에 다시 조정나사를 조이면 초기 설치가 완료되며, 초기 균열값에 이후에 발생하는 균열 폭의 변화량이 최초에 설정된 값에 추가되어 현재의 균열의 폭이 구해지는 것이다.

표시장치는 제2고정단의 내부에 설치하여 이를 필요시마다 언제나 전원 스위치를 눌러 현재의 균열의 폭을 확인할 수 있으며, 별도의 배선을 통해 다른 위치에서 확인하거나, 컴퓨터를 통해 균열의 폭이 변화하는 양상을 연속적으로 기록해 나갈 수도 있다. 통상적으로 균열의 폭을 측정한다면 여러 개소에서 동시에 측정해야 할 것인 바, 각각의 균열 폭 측정 장치마다 표시장치를 설치하지 아니하고 표시장치와 연결할 수 있는 단자만을 설치해 둔 뒤에, 별도의 표시장치가 달린 핸드셋을 들고 다니며 상기 단자에 접촉시켜서 균열의 폭을 측정할 수도 있다.

제1고정단(10)의 양측면에는 예비나사(16) 두개가 설치되어 있으며, 이는 직각으로 꺾어진 벽체에 앵글 등을 이용하여 제1고정단을 설치할 수 있도록 하기 위함이다.

본 발명의 균열 폭 측정 장치에는 균열의 폭을 표시하는 표시장치와는 별도로 균열이 진전됨에 따라 균열의 폭이 일정치에 달하거나, 균열의 진전 속도가 일정 정도 이상이 되면 부저를 울리게 하는 등 경보 신호를 보내는 경보 장치를 더 설치할 수도 있다.

본 발명의 균열 폭 측정 장치는 가변저항 또는 디지털 센서를 이용함으로써 균열 폭의 변화량을 보다 정확하고 손쉽게 측정하는 것이 가능하며, 이를 주기적, 지속적으로 측정하는 것이 가능하다. 또한 측정장치와 표시장치를 분리하여 설치함으로써 균열의 발생 위치가 천장속 등과 같이 측정이 용이하지 않은 장소인 경우에도 이를 편리하게 측정하는 것이 가능하다.

본 발명의 균열 폭 측정 장치를 이용함으로써, 균열의 폭이 변화하는 양상을 지속적으로 측정하는 것이 가능하고, 균열의 폭이나 진전 양상이 일정한 수치에 달하면 사전에 위험 경보를 보내도록 함으로써 구조물에 발생하는 이상 현상을 사전에 감지하고 적극적인 조치를 취하는 것이 가능하다.

Claims (7)

1. 균열의 한쪽면에 고정되는 제1고정단(10);

   균열의 다른쪽면에 고정되는 제2고정단(11);

   상기 제1고정단(10) 및 상기 제2고정단(11)의 내부로 삽입되며, 상기 제1고정단(10)에서는 고정되어 움직이지 않고, 상기 제2고정단(11)에서는 슬라이딩 할 수 있도록 되어 있는 플런저(12);

   상기 플런저(12) 상에 배선된 저항선(13);

   상기 저항선(13)에 접촉하고 상기 제2고정단(11)에 고정된 브러시(14);

   상기 저항선(13)의 양단에 연결된 전원(20); 및,

   상기 저항선(13)의 일단과 상기 브러시(14) 사이에 발생하는 전압강하를 측정하고 이를 일정한 변위값으로 변환시켜 표시할 수 있는 표시장치(19);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 균열 폭 측정 장치.
2. 제1항에서, 상기 플런저(12)의 단부에 손잡이(17)가 형성되고 상기 손잡이(17)가 제1고정단(10)을 관통하여 돌출 되고, 상기 제1고정단(10)에 상기 플런저(12)를 고정했다 풀었다 할 수 있는 조정나사(15)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 균열 폭 측정 장치.
3. 제1항에서, 상기 제1고정단(10)의 측면에 상기 제1고정단(10)을 코너 벽체에 고정하기 위한 예비나사(16)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 균열 폭 측정 장치.
4. 균열의 한쪽면에 고정되는 제1고정단(10);

   균열의 다른쪽면에 고정되는 제2고정단(11);

   상기 제1고정단(10)의 내부와 상기 제2고정단(11)의 내부로 삽입되며, 상기 제1고정단(10)에서는 고정되어 움직이지 않고, 상기 제2고정단(11)에서는 슬라이딩 할 수 있도록 된 플런저(12);

   절연재로 제조되며 상기 제2고정단(11)에 고정되고, 길이 방향으로 특정한 간격으로 다수 개의 전기 접점이 프린트된 얇은 판 형상의 접점틀(21);

   상기 접점틀(21)에 형성된 다수 개의 제1접점(22);

   상기 플런저(12)의 단부에 부착되고 상기 다수 개의 제1접점(22) 중의 하나 또는 둘과 접촉하는 제2접점(23);

   상기 제2접점(23)에 접촉하는 제1접점(22)이 변화하면 각각의 제1접점(22)에 따라 사전에 설정된 일정한 값을 표시하도록 되어 있는 표시장치(19);

   상기 제1접점(22) 및 제2접점(23)을 상기 표시장치(19)와 연결하는 연결도선(24); 및,

   상기 연결도선(24)에 전력을 공급하는 전원(20);

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 균열 폭 측정 장치.
5. 제4항에서, 상기 플런저(12)의 단부에 손잡이(17)가 형성되고 상기 손잡이(17)가 제1고정단(10)을 관통하여 외부로 돌출 되고, 상기 제1고정단(10)에 상기 플런저(12)를 고정했다 풀었다 할 수 있는 조정나사(15)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 균열 폭 측정 장치.
6. 제4항에서, 상기 제1고정단(10)의 측면에 상기 제1고정단(10)을 코너 벽체에 고정하기 위한 예비나사(16)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 균열 폭 측정 장치.
7. 제4항에서, 상기 표시 장치에 표시된 값이 일정치가 되면 경고음을 울릴 수 있는 경보 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 균열 폭 측정 장치.