KR101296667B1 - 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치 - Google Patents

Abstract

탄성파 탐사용 지오폰 보호장치를 제공한다.
본 발명은 인위적으로 발생하는 탄성파를 수신하도록 지표면에 삽입되는 지오폰콘에 연결되어 지표면에 노출되는 수신체를 갖추고, 수신기록장치로부터 연장되는 탄성파탐사케이블과 전기적으로 연결되는 연결케이블을 구비하는 지오폰을 외부환경으로부터 보호하는 장치에 있어서, 상기 지오폰의 수신체를 덮도록 하부로 개방되고, 밀폐된 천정면을 갖추어 상기 지표면에 고정설치되는 보호캡 ;상기 보호캡의 내부공간에 해당하는 지표면으로부터 일정높이 이격되도록 상기 보호캡의 내부면에 양단이 걸림고정되는 케이블받침대 ;를 포함하고, 상기 케이블받침대에는 상기 탄성파탐사케이블의 길이중간에 구비되어 상기 연결케이블의 양극 및 음극단자와 접속되는 연결단자가 올려져 배치된다.

Description

탄성파 탐사용 지오폰 보호장치{Geophone Shieding Device for Acoustic Wave Inspection}

본 발명은 탄성파 탐사에 사용되는 지오폰을 외부환경으로부터 보호하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 현장에서 자주 접하게 되는 강우시 내리는 빗물 및 강풍에 기인하는 탄성파의 신호 인식오류를 방지하고, 탄성파탐사케이블과 지오폰 연결케이블간의 접속부위에 빗물이 침투되는 것을 방지할 수 있는 한편, 지오폰 주변의 외란에 기인하는 수신불량을 방지할 수 있는 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치에 관한 것이다.

일반적으로 지반 조사를 위해서는 지오폰을 이용한 탄성파 탐사방법이 주로 사용되고 있다.

이러한 탄성파 탐사 방법은 도 1에 도시한 바와 같이, 지표면에 몸체일부가 삽입되는 지오폰(10)과, 일정길이의 탄성파탐사케이블(20)과 연결되는 수신 및 기록장치(30) 및 육상에서 화약을 이용한 폭발이나 해머를 이용한 타격 등을 통하여 지진파를 인위적으로 발생시키는 탄성파발생시스템(40)을 이용하게 된다.

즉, 상기 탄성파발생시스템(40)에 의해서 인위적으로 발생한 지진파인 탄성파는 지표면 아래의 토양층, 풍화대, 연암층 및 경암층과 같은 다양한 지층에 굴절 및 반사된 다음 지오폰(10)에서 수신되어 수신 및 기록장치(30)로 전송됨으로써 수신한 탄성파들의 전파시간과 파형 등을 분석함으로써 지질구조에 대한 정보를 얻을 수 있는 것이다.

이러한 탄성파 탐사방법을 통해 얻어진 지질구조에 대한 정보들은 토목공사, 지하수탐사, 석유 탐사 또는 광역적인 지각구조의 연구 등 다양한 지질구조를 결정하는 방법에 사용될 수 있다.

한편, 지반조사를 위해서 지표면에 설치되는 지오폰(geophone)은 지반에 일정깊이 삽입되는 콘형상의 지오폰콘(12)과, 이로부터 탄성파신호를 수신하는 수신기(11) 및 상기 탄성파탐사케이블과 연결되도록 수신기로부터 연장되는 연결케이블(15)로 이루어진다.

대한민국 등록특허 10-12227927호(2013.1.30)에는 지오폰 콘과 지반과의 접지력 약화로 발생할 수 있는 측정 오차를 방지하고, 정확한 탄성파 측정을 용이하게 할 수 있는 슬라이드 방식으로 탈착 가능한 지오폰을 개시하고 있다.

그러나, 이러한 지오폰(10)은 지표면으로부터 전달되는 탄성파를 수신하기 위해서 노천의 지표면에 설치되어 외부환경에 노출됨에 따라 우천 및 강풍과 같이 기상여건이 악화되면, 강우 및 바람에 의해서 탄성파를 측정하는 것이 불가하거나 어려워지게 된다.

즉, 우천시에는 지오폰이 감지하는 탄성파와 지오폰 및 지표면에 부딪히는 빗물간의 신호의 식별이 어려워져 오차발생이 많아지게 되고, 상기 탄성파탐사케이블과 연결케이블간의 접속부위가 지표면에 근접함에 따라 빗물이나 우천후 지표면에 잔류하는 빗물이 접속부위에 침투되면서 전기신호를 획득하기 곤란하게 하거나 오동작이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 강풍시에는 바람에 기인하는 노이즈 영향이 지오폰에 감지되어 신호의 식별이 부정확하게 이루어지게 될 뿐만 아니라 풍랑 및 강풍에 따라 지오폰의 주변 에 산재하는 다양한 형태의 풀, 낙엽, 나뭇가지 등과 같은 물체의 미세한 움직임이 노이즈로 측정되어 탄성파 탐사방법의 신뢰성을 저하시키는 요인으로 작용하였다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 강우시 내리는 빗물 및 강풍에 기인하는 탄성파의 신호 인식오류를 방지하고, 탄성파탐사케이블과 연결케이블간의 접속부위에 빗물이 침투되는 것을 방지할 수 있는 한편, 지오폰 주변의 외란에 기인하는 수신불량을 방지할 수 있는 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 인위적으로 발생하는 탄성파를 수신하도록 지표면에 삽입되는 지오폰콘에 연결되어 지표면에 노출되는 수신체를 갖추고, 수신기록장치로부터 연장되는 탄성파탐사케이블과 전기적으로 연결되는 연결케이블을 구비하는 지오폰을 외부환경으로부터 보호하는 장치에 있어서, 상기 지오폰의 수신체를 덮도록 하부로 개방되고, 밀폐된 천정면을 갖추어 상기 지표면에 고정설치되는 보호캡 ; 상기 보호캡의 내부공간에 해당하는 지표면으로부터 일정높이 이격되도록 상기 보호캡의 내부면에 양단이 걸림고정되는 케이블받침대 ;를 포함하고, 상기 케이블받침대에는 상기 탄성파탐사케이블의 길이중간에 구비되어 상기 연결케이블의 양극 및 음극단자와 접속되는 연결단자가 올려져 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 보호캡은 상기 지오폰의 연결케이블과 전기적으로 연결되는 연결단자를 갖는 탄성파탐사케이블이 보호캡의 내부로 인입되고 상기 보호캡의 내부로부터 외부로 인출되도록 절개부를 구비한다.

더욱 바람직하게, 상기 케이블받침대는 상기 절개부와 인접하는 보호캡의 내부면에 돌출된 걸림턱에 양단이 걸림고정된다.

더욱 바람직하게, 상기 절개부는 상기 탄성파탐사케이블의 움직임을 최소화하도록 상기 탄성파탐사케이블이 삽입배치되는 배치홈을 구비한다.

바람직하게, 상기 보호캡의 하부단 외측테두리에는 지표면에 일정깊이 삽입되는 복수개의 앵커핀이 대응결합되는 복수개의 앵커공을 관통형성하여 지표면에 접하는 고정판을 구비한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 지오폰을 덮어 보호하는 보호캡의 내부에 연결케이블의 양극 및 음극단자와 접속되는 탄성파탐사케이블의 연결단자가 올려져 배치되는 케이블받침대를 구비함으로써 지오폰의 설치되는 지표면으로부터 일정높이 이격된 케이블받침대에 지오폰의 연결케이블과 전기적으로 연결되는 연결단자를 배치하여 우천시 또는 우천후에도 빗물에 의한 전기적인 오동작 및 탄성파의 측정값 오류를 방지하여 신뢰성을 높이고, 탐사자료에 대한 질을 높일 수 있다.

(2) 지오폰을 덮어 보호하도록 하부로 개방된 보호캡을 지표면에 고정설치함으로써 강한 바람에 의해서 지오폰에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있기 때문에 탄성파 수신값에 대한 신뢰성을 높일 수 있고, 지오폰 부근의 다양한 형태의 물체에 기인하는 불규칙한 노이즈를 최소화할 수 있는 한편, 신호대잡음비를 증대시켜 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 얻어진다.

도 1은 일반적인 탄성파 탐사방법을 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치를 도시한 외관도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치를 도시한 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치에 채용되는 보호캡의 전개도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치를 도시한 것으로서,
a)는 평면도
b)는 저면도
c)는 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치의 다른 형태를 도시한 외관도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치(100)는 도 1 내지 도 5b 에 도시한 바와 같이, 탄성파 발생 시스템을 이용하여 인위적으로 발생시킨 탄성파를 수신하도록 지표면에 일정깊이 삽입되는 지오폰콘(12)과, 그 상단에 연결되어 지표면에 노출되는 수신체(11)로 이루어지는 지오폰(10)을 강우 및 태풍시 외부환경으로부터 보호할 수 있도록 보호캡(110)과, 케이블받침대(120)를 포함한다.

상기 보호캡(110)은 상기 지오폰(10)의 상부에 구비되어 탄성파탐사케이블(20)과 연결되는 연결케이블(15)을 갖는 수신체(11)를 덮어 보호하도록 하부로 개방되고, 밀폐된 천정면을 갖추어 상기 지오폰이 설치되는 지표면마다 개별적으로 각각 고정설치되는 캡부재이다.

상기 보호캡(110)의 외부면에는 상기 지오폰(10)의 수신체(11)로부터 연장되는 연결케이블(15)과 전기적으로 연결되도록 연결단자(25)를 길이중간에 구비하는 탄성파탐사케이블(20)을 보호캡의 내부로 진입하고, 보호캡의 외부로 인출시킬 수 있도록 절개부(114)를 구비한다.

여기서, 상기 보호캡(110)의 하부단 외측테두리에는 지표면에 일정깊이 삽입되어 앵커고정력을 발생시킬 수 있도록 복수개의 앵커핀(115)이 대응결합되는 복수개의 앵커공(115)을 관통형성하여 지표면에 접하는 고정판(116)을 구비한다.

상기 고정판(116)은 상기 보호캡(110)의 외측테두리에 접이선을 경계로 굽힘가공되어 지표면에 밀착되는 판재로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 보호캡(110)은 폭우 및 강우시 외부환경으로부터 충분히 견딜 수 있고, 도 4에 도시한 전개도와 같이 접이선을 통한 접이 및 판금가공이 용이하도록 하부가 개방된 절두형 사각뿔단면상으로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 지표면에 지오폰 콘(12)이 삽입고정된 수신체(11)를 덮어 보호할 수 있는 다양한 형태 구조물이 선택적으로 채용될 수 있다.

그리고, 상기 절개부(114)와 인접하는 보호캡(110)의 내부면에는 상기 케이블받침대(120)의 양단이 걸려져 고정되도록 걸림턱(112)을 구비할 수 있다.

이에 따라, 상기 지오폰이 설치되는 지표면의 상부에 지오폰의 수신체를 덮어 보호하도록 보호캡(110)을 지표면에 앵커핀에 의해서 확고히 고정함으로써 기상악화시 강한 바람에 의해서 지오폰에 영향을 주는 것을 최소화하여 탄성파 수신값에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 한편, 지오폰 부근의 다양한 형태의 물체에 기인하는 불규칙한 노이즈를 최소화할 수 있는 것이다.

상기 케이블받침대(120)는 상기 보호캡(110)의 내부공간에 해당하는 지표면으로부터 일정높이 이격되도록 상기 보호캡(110)의 내부면에 구비된 걸림턱(112)에 양단이 각각 걸림고정되는 수평한 판재로 이루어진다.

이러한 케이블받침대(120)에는 탄성파를 수신하여 기록하는 기록수신장치로부터 연장되는 탄성파탐사케이블(20)의 길이중간에 구비되어 상기 연결케이블(15)의 양극 및 음극단자와 각각 접속되는 접속부(25a,25b)를 갖는 연결단자(25)가 올려져 배치되는 것이다.

상기 케이블받침대(120)의 상부면에는 상기 연결단자(25)를 갖는 탄성파탐사케이블(20)의 위치를 고정하면서 상기 연결단자(25)의 위치를 고정하도록 상기 연결단자(25)의 양단으로 연장되는 탄성파탐사케이블(20)이 끼움배치되는 한쌍의 케이블고정핀(122)을 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 케이블받침대(120)의 좌우양단은 상기 보호캡(110)의 내부면에 형성된 걸림턱(112)에 대응조립되어 지표면으로부터 일정높이 이격된 위치에 수평하게 설치되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 케이블받침대의 좌우양단은 상기 보호캡에 볼트체결방식 또는 용접방식과 같은 다양한 방식으로 고정설치될 수 있는 것이다.

또한, 상기 절개부(114)의 내측테두리에는 길이중간에 구비된 연결단자를 케이블받침대(120)에 올려놓을 수 있도록 상기 절개부(114)를 통해 보호캡(110)의 내부로 진입된 후 상기 절개부(114)를 통하여 보호캡(110)의 외부로 인출되는 탄성파탐사케이블(20)의 움직임을 최소화하도록 상기 탄성파탐사케이블(20)이 배치되는 배치홈(114a)을 구비하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 기록수신장치로부터 연장되고 지오폰의 연결케이블(15)에 구비된 양극 및 음극단자와 각각 전기적으로 접속되도록 상기 탄성파탐사케이블(20)의 길이중간마다 구비되는 연결단자(25)가 지표면으로부터 일정높이 이격된 케이블받침대(120)의 상부면에 올려져 거치됨으로써 우천시 또는 우천 후 지표면에 스며드는 빗물인 수분과의 접촉을 최대한 방지할 수 있기 때문에 수분에 기인하는 지오폰의 측정값 오류를 근본적으로 방지하여 탄성파 측정값에 대한 오차를 줄이고, 신뢰성을 높일 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10 : 지오폰 11 : 수신체
12 : 지오폰 콘 15 : 연결케이블
20 : 탄성파탐사케이블 25 : 연결단자
110 : 보호캡 112 : 걸림턱
114 : 절개부 116 : 고정판
120 : 케이블받침대 122 : 케이블고정핀

Claims (5)

1. 인위적으로 발생하는 탄성파를 수신하도록 지표면에 삽입되는 지오폰콘에 연결되어 지표면에 노출되는 수신체를 갖추고, 수신기록장치로부터 연장되는 탄성파탐사케이블과 전기적으로 연결되는 연결케이블을 구비하는 지오폰을 외부환경으로부터 보호하는 장치에 있어서,
   상기 지오폰의 수신체를 덮도록 하부로 개방되고, 밀폐된 천정면을 갖추어 상기 지표면에 고정설치되는 보호캡 ;
   상기 보호캡의 내부공간에 해당하는 지표면으로부터 일정높이 이격되도록 상기 보호캡의 내부면에 양단이 걸림고정되는 케이블받침대 ;를 포함하고,
   상기 케이블받침대에는 상기 탄성파탐사케이블의 길이중간에 구비되어 상기 연결케이블의 양극 및 음극단자와 접속되는 연결단자가 올려져 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보호캡은 상기 지오폰의 연결케이블과 전기적으로 연결되는 연결단자를 갖는 탄성파탐사케이블이 보호캡의 내부로 인입되고 상기 보호캡의 내부로부터 외부로 인출되도록 절개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 케이블받침대는 상기 절개부와 인접하는 보호캡의 내부면에 돌출된 걸림턱에 양단이 걸림고정되는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 절개부는 상기 탄성파탐사케이블의 움직임을 최소화하도록 상기 탄성파탐사케이블이 삽입배치되는 배치홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보호캡의 하부단 외측테두리에는 지표면에 일정깊이 삽입되는 복수개의 앵커핀이 대응결합되는 복수개의 앵커공을 관통형성하여 지표면에 접하는 고정판을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사용 지오폰 보호장치.

Images