KR101337896B1 - 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표면에 일정 두께로 도포되어 균열시 균열길이 만큼 발광되는 압광소재가 도포된 구조물과; 양단이 상기 구조물에 고정결합되어 상기 구조물 표면과 인접되게 일정 간격 길이방향 또는 폭방향으로 길게 설치되는 가이드레일과; 상기 가이드레일에 슬라이딩 이동가능하게 결합된 상태에서 원격 또는 직접 조정에 의하여 이동 또는 정지하면서 일정구간에서 상기 구조물의 표면에 도포된 일정 두께의 압광소재를 관찰하면서 그 영상을 송출하여 저장하는 마이크로 줌 또는 망원렌즈가 부착되는 일반조도 및 저조도용 시시디(CCD; Charge Coupled Device) 또는 시엠오에스(CMOS; Complementary Metal Oxide Semiconductor) 디지털 카메라 및 비디오 중 어느 하나를 선택적으로 사용하는 화상기록장치와; 상기 화상기록장치 일측에 고정결합되거나 또는 상기 가이드레일에 슬라이딩 이동가능하게 결합되어 상기 화상기록장치가 관찰하는 상기 구조물 표면의 압광소재에 자외선을 조사하는 유브이 램프(UV LAMP)와; 상기 화상기록장치 및 유브이 램프를 직접 또는 원격조정하고, 상기 화상기록장치로부터 획득된 영상을 유선 또는 무선으로 받아 이를 직접 또는 별도의 소프트웨어를 이용하여 상기 구조물 표면에 도포된 압광소재의 발광부위를 탐지함으로써 상기 구조물의 균열을 탐지하면서 가시적인 응력장의 변화를 연속적으로 관찰하고 기록하며 균열의 성장시 이를 관리자 단말기의 디스플레이에 표시함과 동시에 유무선으로 관리자에게 위급한 상황을 통지하는 균열감지경보장치를 구비함으로써 상기 구조물의 균열을 탐지하고 균열길이, 균열형상의 변화와 이에 따른 균열 첨단에서의 압광 특성변화를 총제적이고 또한 세부적이며 연속적으로 기록하면서 분석하여 위험시 그 사실을 관리자에게 알려 주는 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단방법은, 안전진단이 필요한 대상 구조물의 주요부위에 압광소재를 일정 두께로 도포하는 압광소재 도포과정과, 상기 구조물에 도포된 상기 압광소재와 인접되게 일정거리로 상기 구조물에 가이드레일이 설치되는 가이드레일 설치과정과, 상기 가이드레일에 회동가능하게 결합되어 상기 구조물의 압광소재를 촬영하여 저장하고 그 영상데이터를 전송시키는 화상기록장치를 설치하는 화상기록장치 설치과정과, 상기 화상기록장치 일측 또는 상기 가이드레일에 설치되어 상기 화상기록장치가 관찰하는 요부로 자외선을 조사하는 유브이 램프(UV LAMP)를 설치하는 램프설치과정과, 상기 가이드레일 상에서 상기 화상기록장치를 일정시간 주기적으로 왕복시키면서 상기 화상기록장치로부터 영상데이터를 받아 저장함과 동시에 영상데이터로부터 상기 구조물의 압광소재에서 자외선 조사로 인한 균열부 압광소재에 의한 발광이 이루어지는지 확인하면서 균열부 압광소재의 발광으로 상기 구조물의 균열이 확인되면 이를 감지하여 균열길이나 균열형상의 변화를 기록하고 분석하는 관리자단말기의 균열데이터 분석과정과, 상기 균열데이터 분석과정을 통해 얻어진 분석 데이터가 미리 설정한 허용기준치를 초과하여 구조물의 균열 위험성이 일정수준이상으로 커지면 이런 사실을 디스플레이상에 표시함과 동시에 담당 관리자에게 유선이나 무선으로 경고메세지를 전송하여 음성 또는 문자로 알림으로써 이에 따른 적절한 후속조치를 담당관리자가 취할 수 있도록 경고하는 균열감지경보장치를 갖는 관리자단말기의 관리자 균열경고과정으로 이루어진다.
이러한 본 발명은, 고비용의 복잡한 기계사용을 요구하는 각종 측정 및 진단방법 대신에 저비용으로 구조물 건전성 모니터링이 가능함에 따라 이들 대형 중요 구조물들의 비정상적인 결함 등을 조기에 진단하고 이에 따른 적절한 조치를 취함으로써 사회 경제적 파장이 큰 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단방법은, 안전진단이 필요한 대상 구조물의 주요부위에 압광소재를 일정 두께로 도포하는 압광소재 도포과정과, 상기 구조물에 도포된 상기 압광소재와 인접되게 일정거리로 상기 구조물에 가이드레일이 설치되는 가이드레일 설치과정과, 상기 가이드레일에 회동가능하게 결합되어 상기 구조물의 압광소재를 촬영하여 저장하고 그 영상데이터를 전송시키는 화상기록장치를 설치하는 화상기록장치 설치과정과, 상기 화상기록장치 일측 또는 상기 가이드레일에 설치되어 상기 화상기록장치가 관찰하는 요부로 자외선을 조사하는 유브이 램프(UV LAMP)를 설치하는 램프설치과정과, 상기 가이드레일 상에서 상기 화상기록장치를 일정시간 주기적으로 왕복시키면서 상기 화상기록장치로부터 영상데이터를 받아 저장함과 동시에 영상데이터로부터 상기 구조물의 압광소재에서 자외선 조사로 인한 균열부 압광소재에 의한 발광이 이루어지는지 확인하면서 균열부 압광소재의 발광으로 상기 구조물의 균열이 확인되면 이를 감지하여 균열길이나 균열형상의 변화를 기록하고 분석하는 관리자단말기의 균열데이터 분석과정과, 상기 균열데이터 분석과정을 통해 얻어진 분석 데이터가 미리 설정한 허용기준치를 초과하여 구조물의 균열 위험성이 일정수준이상으로 커지면 이런 사실을 디스플레이상에 표시함과 동시에 담당 관리자에게 유선이나 무선으로 경고메세지를 전송하여 음성 또는 문자로 알림으로써 이에 따른 적절한 후속조치를 담당관리자가 취할 수 있도록 경고하는 균열감지경보장치를 갖는 관리자단말기의 관리자 균열경고과정으로 이루어진다.
이러한 본 발명은, 고비용의 복잡한 기계사용을 요구하는 각종 측정 및 진단방법 대신에 저비용으로 구조물 건전성 모니터링이 가능함에 따라 이들 대형 중요 구조물들의 비정상적인 결함 등을 조기에 진단하고 이에 따른 적절한 조치를 취함으로써 사회 경제적 파장이 큰 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고비용의 복잡한 기계사용을 요구하는 각종 측정 및 진단방법 대신에 저비용으로 구조물 건전성 모니터링이 가능함에 따라 이들 대형 중요 구조물들의 비정상적인 결함 등을 조기에 진단하고 이에 따른 적절한 조치를 취함으로써 사회 경제적 파장이 큰 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 인간이 현상을 이해하는데 있어서 시각적인 인지는 전체의 감각의 약 80%를 차지한다. 즉 무엇이든지 눈으로 확인하려는 본능이 있다. 그러나, 우리가 다루고 있는 여러 물리현상들은 볼 수 없는 것들이 대다수를 차지한다. 그 실체의 존재는 익히 잘 알고 있으나 직접적으로 볼 수 없는 물리 현상 중에 가장 대표적인 것이 응력(stress)이다. 물론 변형을 통해 대략적인 추론은 가능하나 눈으로 식별하기 어려울 정도의 작은 변형이라면 응력의 실체를 인지하기는 매우 어려울 것이다. 따라서 실제 연구현장이나 산업현장에서는 응력인지를 위해 복잡한 부수 장치가 따르는 간접적 방법들을 이용하고 있다. 예를 들어 응력을 가시화하기 위해 변형률 게이지(strain gauge), 초음파, X-선(X-ray)등이 이용되고 있으나, 이러한 방법들은 모두 고비용의 복잡한 장치(Instrumentation)을 요구한다는 문제점이 있으며. 더욱이 직접 볼 수 있는 것과는 차원이 다른 일종의 간접 측정이라는 문제점이 있었다.
특히, 콘크리트 구조를 비롯한 건설 구조물은 대형화 및 장수명화 함에 따라 기존의 비파괴 시험법 등의 기술로는 피로 균열과 같은 결함부를 검출하는 것이 기술적, 경제적으로 매우 어려워지고 있는 현실에 있습니다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고비용의 복잡한 기계사용을 요구하는 각종 측정 및 진단방법 대신에 저비용으로 구조물 건전성 모니터링이 가능함에 따라 이들 대형 중요 구조물들의 비정상적인 결함 등을 조기에 진단하고 이에 따른 적절한 조치를 취함으로써 사회 경제적 파장이 큰 대형사고를 미연에 방지할 수 있고, 콘크리트 소재의 균열 시스템 변화에 따른 준-동적 파괴시의 균열길이 변화에 따른 정확한 평면변형 파괴인성 값의 측정이나 균열 전파시에 보고되고 있는 브리징 현상에 대한 정성적/정량적 해석문제 등을 일거에 해결할 수 있는 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치는, 표면에 일정 두께로 도포되어 균열시 균열길이 만큼 발광되는 압광소재가 도포된 구조물과; 양단이 상기 구조물에 고정결합되어 상기 구조물 표면과 인접되게 일정 간격 길이방향 또는 폭방향으로 길게 설치되는 가이드레일과; 상기 가이드레일에 슬라이딩 이동가능하게 결합된 상태에서 원격 또는 직접 조정에 의하여 이동 또는 정지하면서 일정구간에서 상기 구조물의 표면에 도포된 일정 두께의 압광소재를 관찰하면서 그 영상을 송출하여 저장하는 마이크로 줌 또는 망원렌즈가 부착되는 일반조도 및 저조도용 시시디(CCD; Charge Coupled Device) 또는 시엠오에스(CMOS; Complementary Metal Oxide Semiconductor) 디지털 카메라 및 비디오 중 어느 하나를 선택적으로 사용하는 화상기록장치와; 상기 화상기록장치 일측에 고정결합되거나 또는 상기 가이드레일에 슬라이딩 이동가능하게 결합되어 상기 화상기록장치가 관찰하는 상기 구조물 표면의 압광소재에 자외선을 조사하는 유브이 램프(UV LAMP)와; 상기 화상기록장치 및 유브이 램프를 직접 또는 원격조정하고, 상기 화상기록장치로부터 획득된 영상을 유선 또는 무선으로 받아 이를 직접 또는 별도의 소프트웨어를 이용하여 상기 구조물 표면에 도포된 압광소재의 발광부위를 탐지함으로써 상기 구조물의 균열을 탐지하면서 가시적인 응력장의 변화를 연속적으로 관찰하고 기록하며 균열의 성장시 이를 관리자 단말기의 디스플레이에 표시함과 동시에 유무선으로 관리자에게 위급한 상황을 통지하는 균열감지경보장치를 구비함으로써 상기 구조물의 균열을 탐지하고 균열길이, 균열형상의 변화와 이에 따른 균열 첨단에서의 압광 특성변화를 총제적이고 또한 세부적이며 연속적으로 기록하면서 분석하여 위험시 그 사실을 관리자에게 알려 주는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단방법은, 안전진단이 필요한 대상 구조물의 주요부위에 압광소재를 일정 두께로 도포하는 압광소재 도포과정과, 상기 구조물에 도포된 상기 압광소재와 인접되게 일정거리로 상기 구조물에 가이드레일이 설치되는 가이드레일 설치과정과, 상기 가이드레일에 회동가능하게 결합되어 상기 구조물의 압광소재를 촬영하여 저장하고 그 영상데이터를 전송시키는 화상기록장치를 설치하는 화상기록장치 설치과정과, 상기 화상기록장치 일측 또는 상기 가이드레일에 설치되어 상기 화상기록장치가 관찰하는 요부로 자외선을 조사하는 유브이 램프(UV LAMP)를 설치하는 램프설치과정과, 상기 가이드레일 상에서 상기 화상기록장치를 일정시간 주기적으로 왕복시키면서 상기 화상기록장치로부터 영상데이터를 받아 저장함과 동시에 영상데이터로부터 상기 구조물의 압광소재에서 자외선 조사로 인한 균열부 압광소재에 의한 발광이 이루어지는지 확인하면서 균열부 압광소재의 발광으로 상기 구조물의 균열이 확인되면 이를 감지하여 균열길이나 균열형상의 변화를 기록하고 분석하는 관리자단말기의 균열데이터 분석과정과, 상기 균열데이터 분석과정을 통해 얻어진 분석 데이터가 미리 설정한 허용기준치를 초과하여 구조물의 균열 위험성이 일정수준이상으로 커지면 이런 사실을 디스플레이상에 표시함과 동시에 담당 관리자에게 유선이나 무선으로 경고메세지를 전송하여 음성 또는 문자로 알림으로써 이에 따른 적절한 후속조치를 담당관리자가 취할 수 있도록 경고하는 균열감지경보장치를 갖는 관리자단말기의 관리자 균열경고과정으로 이루어지는 특징이 있다.
이와 같이, 본 발명은, 기술적 관점에서 콘크리트 소재의 균열 시스템 변화에 따른 여러 가지 문제들 즉, 준-동적 파괴시의 균열길이 변화에 따른 정확한 평면변형 파괴인성 값의 측정이나 균열 전파시에 보고되고 있는 결정립 브리징 현상에 대한 정성적/정량적 해석문제 등을 일거에 해결할 수 있고,
산업적인 측면에서 현재 구조용 소재들의 경우 대부분의 응력을 지탱하는 구조물들이 대형화 또는 극박화 및 장수명화 함에 따라 기존의 비파괴 시험법의 기술로는 피로 균열과 같은 결함부를 검출하는 것이 기술적, 경제적으로 매우 어려워지고 있는 현실을 감안해 볼 때, 기존의 연구현장이나 산업현장에서 구조재의 안전을 확보하기 위하여 균열 또는 응력을 가시화하거나 균열을 검출할 수 있는 고비용의 복잡한 기계사용을 요구하는 방법들 즉 스트레인 게이지(strain gauge), 초음파, 엑스레이(X-ray), 음향 방출법 등을 대체하여 보다 저비용으로 구조물 건전성 모니터링이 가능함에 따라 상당한 유지비용 및 보수비용의 절감을 가져올 수 있으며,
사회적 측면에서는 구조물의 균열 검출 및 균열 활동성 예측 기술개발에 따른 중장기 고유기술의 확보를 통해 대형 중요 구조물들의 비정상적인 결함 등을 조기에 진단하고 이에 따른 적절한 조치를 취함으로써 사회 경제적 파장이 큰 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명 실시 예인 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단방법의 흐름을 도시한 순서도,
도 2는 본 발명 실시 예인 본 발명 실시 예인 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치의 개략적인 모습을 보인 설명도.
도 2는 본 발명 실시 예인 본 발명 실시 예인 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치의 개략적인 모습을 보인 설명도.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.
본 발명의 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치는, 콘크리트나 금속재질 또는 비금속재질 등과 같은 재질로 이루어진 구조물(10)의 균열을 탐지하고 균열길이, 균열형상의 변화와 이에 따른 균열 첨단에서의 압광 특성변화를 총제적이고 또한 세부적이며 연속적으로 기록할 수 있는 것으로, 표면에 일정 두께로 도포되어 균열시 균열길이 만큼 발광되는 압광소재(20)가 도포된 구조물(10)과, 양단이 상기 구조물(10)에 고정결합되어 상기 구조물(10) 표면과 인접되게 일정 간격 길이방향 또는 폭방향으로 길게 설치되는 가이드레일(30)과, 상기 구조물(10)에 도포된 압광소재(20)를 촬영하여 저장하고 전송하는 화상기록장치(40)와, 화상기록장치(40)가 촬영하는 구조물(10)의 압광소재(20)에 자외선을 조사하는 유브이 램프(UV LAMP)(50)와, 상기 화상기록장치(40)로부터 구조물(10) 압광소재(40)의 화상데이터를 받아 저장함과 동시에 이를 분석하여 발광이 이루어지는 구조물(10)의 균열을 감지하고 이 균열의 길이와 형상이 미리 설정된 기준치를 초과하면 이런 사실을 관리자에게 알려 이에 따른 후속조치를 취하도록 유도하는 균열감지경보장치(70)를 갖는 관리자단말기(60)로 구성된다.
상기 화상기록장치(40)로는, 상기 가이드레일(30)에 슬라이딩 이동가능하게 결합된 상태에서 원격 또는 직접 조정에 의하여 이동 또는 정지하면서 일정구간에서 상기 구조물(10)의 표면에 도포된 일정 두께의 압광소재(20)를 관찰하면서 그 영상을 송출하여 저장하는 마이크로 줌 또는 망원렌즈가 부착되는 일반조도 및 저조도용 시시디(CCD; Charge Coupled Device) 또는 시엠오에스(CMOS; Complementary Metal Oxide Semiconductor) 디지털 카메라 및 비디오를 사용함이 바람직하다.
상기 유브이 램프(UV LAMP)(50)는, 상기 화상기록장치(40) 일측에 고정결합되거나 또는 상기 가이드레일(30)에 슬라이딩 이동가능하게 결합되어 상기 화상기록장치(40)가 관찰하는 상기 구조물(10) 표면의 압광소재(20)에 자외선을 조사한다.
상기 균열감지경보장치(70)를 갖는 관리자 단말기(60)는, 상기 화상기록장치(40) 및 유브이 램프(50)를 직접 또는 원격조정하고, 상기 화상기록장치(40)로부터 획득된 영상을 유선 또는 무선으로 받아 이를 직접 또는 별도의 소프트웨어를 이용하여 상기 구조물(10) 표면에 도포된 압광소재(20)의 발광부위를 탐지함으로써 상기 구조물(10)의 균열을 탐지하면서 가시적인 응력장의 변화를 연속적으로 관찰하고 기록하며 균열의 성장시 이를 관리자 단말기(60)의 디스플레이(61)에 표시함과 동시에 유무선으로 관리자에게 통지하여 이에 따른 후속조치를 취하도록 유도함으로써 대형사고를 미연에 예방할 수 있게 된다.
상기 압광소재(20)로는; 30~90중량%의 에폭시 레진과; 제파민 또는 이를 포함하는 9~30중량%의 경화제와; 1~30중량%의 SrAl2O4(Eu, Dy, Nd) 압광 세라믹 분말과; 10중량%이하로 UV 흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, Xyele, Kocosol 100, Toluene, Butyle Acetate, Pigment로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 기타성분으로 이루어지며; 상기 압광 세라믹 분말 중량:(레진 중량+경화제 중량)의 비가 0.5:9.5 ~ 5:5의 범위내인 압광 페인트이고; 상기 구조물(10)로는 콘크리트를 사용함이 바람직하다. 이때, 압광분말의 중량비가 0.5 이하일 때는 압광 특성이 눈에 보일 정도가 되지 못하므로 감지가 불가능하며, 5 이상이면 분말량이 지나치게 많아져서 페인트에 잘 섞이지 않고 덩어리로 뭉치게 되어 스프레이나 붓질이 잘 되지 않는다. 상기 기타 성분은, Tinuvin 293와 같은 UV 흡수제, EFKa LP 3033과 같은 스립 및 레벨링제, 10% DBTDL/Butyl Cellesolve와 같은 가소제, Xyele, Kocosol 100, Toluene, Butyle Acetate, Pigment와 같은 압선안료로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 좋다. 이들 기타 성분의 대부분은 Pigment가 차지를 하며 나머지 성분들의 함량은 상대적으로 미량이다. 상기 경화제는 제파민인 것이 바람직한다. 즉, 에폭시 레진과 제파민은 각각 주재료와 경화제로 작용하는데, 주재료인 에폭시 레진의 함량이 증가하고 경화제인 제파민의 함량이 감소하는 경우 페인트의 강도가 감소하게 된다. 반대로 주재료인 에폭시 레진의 함량이 감소하고 경화제인 제파민의 함량이 증가하면 페인트의 강도가 증가하게 된다. 따라서, 두 성분의 비율로 페인트 강도를 조절하게 되는데, 페인트 강도를 페인트를 최종적으로 도포하게 되는 모재의 강도와 비슷하게 맞춘 후에 파괴 실험을 하면 가장 좋은 압광특성이 얻어진다. 페인트의 강도 특성들 중에서 가장 중요한 영율(young's modulus)은 0.8~5GPa 사이로 조절되었다. 페인트 강도 특성들 중에서 가장 중요한 것이 영율이며 기존 페인트들인 2.6GPa 이하의 압광페인트는 연구용 카메라에서는 저강도 콘크리트 균열 검출이 가능하나, 최소 3Gpa 이상의 영율을 가지는 페인트가 일반 카메라에서도 균열 감지에 실제적으로 유용한 것으로 판단된다. 현재 최적 영율은 3~5 GPa 정도의 범위이다. 에폭시 레진:경화제의 비를 3:1로 조절하는 경우, 압광 분말에 응력이 가장 효과적으로 전달되어 가장 바람직한 페인트 성능을 나타내게 된다. 아울러, 더욱 바람직하게는, 압광 분말 중량:(레진 중량 + 경화제 중량)의 비가 3:7인 경우에 가장 우수한 압광 특성을 발휘한다.
또한, 상기 압광소재로(20)는; 10~75중량%의 우레탄 레진과; Desmodur N-330, Xylene, Toluene으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 4~30중량%의 경화제와; 1~30중량%의 SrAl2O4(Eu, Dy, Nd) 압광 세라믹 분말과; 20~40중량% 이하로 UV흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, Xyele, Kocosol 100, Toluene, Butyle Acetate, Pigment로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 기타성분을 구비하는 압광 페인트를 사용할 수도 있음은 물론이다. 이때, 우레탄 레진 대비 상기 압광 분말의 중량비의 하한값 이하에서는 압광 특성이 눈에 보일 정도가 되지 못하므로 감지가 불가능하며, 상한값 이상에서는 분말량이 지나치게 많아져서 페인트에 잘 섞이지 않고 덩어리로 뭉치게 되어 스프레이나 붓질이 잘 되지 않는다. 에폭시 레진과 이들 경화제는 각각 주재료와 경화제로 작용하는데, 주재료인 에폭시 레진의 함량이 증가하고 경화제의 함량이 감소하는 경우 페인트의 강도가 감소하게 된다. 반대로 주재료인 에폭시 레진의 함량이 감소하고 경화제의 함량이 증가하면 페인트의 강도가 증가하게 된다. 따라서, 두 성분의 비율로 페인트 강도를 조절하게 되는데, 페인트 강도를 페인트를 최종적으로 도포하게 되는 모재의 강도와 비슷하게 맞춘 후에 파괴 실험을 하면 가장 좋은 압광특성이 얻어진다. 페인트의 강도 특성들 중에서 가장 중요한 영율(young's modulus)은 0.8 ~2.6 GPa 사이에서 변화하였다.
이와 같은 본 발명의 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단방법은, 압광소재 도포과정과, 가이드레일 설치과정과, 화상기록장치 설치과정과, 램프설치과정과, 균열데이터 분석과정과, 관리자 균열경고과정으로 이루어진다.
상기 압광소재 도포과정은, 안전진단이 필요한 대상 구조물(10)의 주요부위 표면에 압광소재(20)를 일정 두께로 도포하여서 이루어진다.
상기 가이드레일 설치과정은, 상기 구조물(10) 표면에 도포된 상기 압광소재(20)와 인접되게 일정거리로 상기 구조물(10)에 가이드레일(30)이 설치되어서 이루어진다.
상기 화상기록장치 설치과정은, 상기 가이드레일(30)에 회동가능하게 결합되어 상기 구조물(10)의 압광소재(20)를 촬영하여 저장하고 그 영상데이터를 전송시키는 화상기록장치(40)를 설치하여서 이루어진다.
상기 램프설치과정은, 상기 화상기록장치(40) 일측 또는 상기 가이드레일(30)에 설치되어 상기 화상기록장치(40)가 관찰하는 요부로 자외선을 조사하는 유브이 램프(UV LAMP)(50)를 설치하여서 이루어진다.
상기 균열데이터 분석과정은, 상기 가이드레일(30) 상에서 상기 화상기록장치(40)를 일정시간 주기적으로 왕복 슬라이딩 이동시키면서 상기 화상기록장치(40)로부터 영상데이터를 받아 저장함과 동시에 영상데이터로부터 상기 구조물(10)의 압광소재(20)에서 자외선 조사로 인한 균열부 압광소재(20)에 의한 발광이 이루어지는지 확인하면서 균열부 압광소재(20)의 발광으로 상기 구조물(10)의 균열이 확인되면 이를 감지하여 균열의 길이나 균열 형상의 변화를 기록하고 분석하는 관리자단말기(60)에서 이루어진다.
상기 관리자 균열경고과정은, 관리자단말기(60)에서 상기 균열데이터 분석과정을 통해 얻어진 분석 데이터가 미리 설정한 허용기준치를 초과하여 구조물(10)의 균열 위험성이 일정수준이상으로 커지면 이런 사실을 디스플레이(61)상에 표시함과 동시에 담당 관리자에게 유선이나 무선으로 경고메세지를 전송하여 음성 또는 문자로 알림으로써 이에 따른 적절한 후속조치를 담당관리자가 취할 수 있도록 경고하는 균열감지경보장치(70)를 갖는 관리자단말기(60)에서 이루어진다.
10 : 구조물
20 : 압광소재
30 : 가이드레일
40 : 화상기록장치
50 : 유브이 램프(UV LAMP)
60 : 관리자단말기
61 : 디스플레이
70 : 균열감지경보장치
20 : 압광소재
30 : 가이드레일
40 : 화상기록장치
50 : 유브이 램프(UV LAMP)
60 : 관리자단말기
61 : 디스플레이
70 : 균열감지경보장치
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- 표면에 일정 두께로 도포되어 균열시 균열길이 만큼 발광되는 압광소재(20)가 도포된 구조물(10); 양단이 상기 구조물(10)에 고정결합되어 상기 구조물(10) 표면과 인접되게 일정 간격 길이방향 또는 폭방향으로 길게 설치되는 가이드레일(30); 상기 가이드레일(30)에 슬라이딩 이동가능하게 결합된 상태에서 원격 또는 직접 조정에 의하여 이동 또는 정지하면서 일정구간에서 상기 구조물(10)의 표면에 도포된 일정 두께의 압광소재(20)를 관찰하면서 그 영상을 송출하여 저장하는 마이크로 줌 또는 망원렌즈가 부착되는 일반조도 및 저조도용 시시디(CCD; Charge Coupled Device) 또는 시엠오에스(CMOS; Complementary Metal Oxide Semiconductor) 디지털 카메라 및 비디오 중 어느 하나를 선택적으로 사용하는 화상기록장치(40); 상기 화상기록장치(40) 일측에 고정결합되거나 또는 상기 가이드레일(30)에 슬라이딩 이동가능하게 결합되어 상기 화상기록장치(40)가 관찰하는 상기 구조물(10) 표면의 압광소재(20)에 자외선을 조사하는 유브이 램프(UV LAMP)(50); 및 상기 화상기록장치(40) 및 유브이 램프(50)를 직접 또는 원격조정하는 관리자 단말기(60)를 포함하는 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치에 있어서,
상기 관리자 단말기(60)는 상기 화상기록장치(40)로부터 획득된 영상을 유선 또는 무선으로 받아 이를 직접 또는 별도의 소프트웨어를 이용하여 상기 구조물(10) 표면에 도포된 압광소재(20)의 발광부위를 탐지함으로써 상기 구조물(10)의 균열을 탐지하면서 가시적인 응력장의 변화를 연속적으로 관찰하고 기록하며 균열의 성장시 이를 디스플레이(61)에 표시함과 동시에 유무선으로 관리자에게 위급한 상황을 통지하는 균열감지경보장치(70)를 더 포함하고,
상기 압광소재(20)로는; 30~90중량%의 에폭시 레진과, 제파민 또는 이를 포함하는 9~30중량%의 경화제와, 1~30중량%의 SrAl2O4(Eu, Dy, Nd) 압광 세라믹 분말과, 10중량%이하로 UV 흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, Xyele, Kocosol 100, Toluene, Butyle Acetate, Pigment로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 기타성분으로 이루어지며,
상기 압광 세라믹 분말 중량:(레진 중량+경화제 중량)의 비가 0.5:9.5 ~ 5:5의 범위이내이고,
페인트 강도 특성 중 영율(young's modulus)은 3~5 GPa 정도의 범위인 압광 페인트이며,
상기 구조물(10)로는 콘크리트인 것을 특징으로 하는 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치. - 표면에 일정 두께로 도포되어 균열시 균열길이 만큼 발광되는 압광소재(20)가 도포된 구조물(10); 양단이 상기 구조물(10)에 고정결합되어 상기 구조물(10) 표면과 인접되게 일정 간격 길이방향 또는 폭방향으로 길게 설치되는 가이드레일(30); 상기 가이드레일(30)에 슬라이딩 이동가능하게 결합된 상태에서 원격 또는 직접 조정에 의하여 이동 또는 정지하면서 일정구간에서 상기 구조물(10)의 표면에 도포된 일정 두께의 압광소재(20)를 관찰하면서 그 영상을 송출하여 저장하는 마이크로 줌 또는 망원렌즈가 부착되는 일반조도 및 저조도용 시시디(CCD; Charge Coupled Device) 또는 시엠오에스(CMOS; Complementary Metal Oxide Semiconductor) 디지털 카메라 및 비디오 중 어느 하나를 선택적으로 사용하는 화상기록장치(40); 상기 화상기록장치(40) 일측에 고정결합되거나 또는 상기 가이드레일(30)에 슬라이딩 이동가능하게 결합되어 상기 화상기록장치(40)가 관찰하는 상기 구조물(10) 표면의 압광소재(20)에 자외선을 조사하는 유브이 램프(UV LAMP)(50); 및 상기 화상기록장치(40) 및 유브이 램프(50)를 직접 또는 원격조정하는 관리자 단말기(60)를 포함하는 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치에 있어서,
상기 관리자 단말기(60)는 상기 화상기록장치(40)로부터 획득된 영상을 유선 또는 무선으로 받아 이를 직접 또는 별도의 소프트웨어를 이용하여 상기 구조물(10) 표면에 도포된 압광소재(20)의 발광부위를 탐지함으로써 상기 구조물(10)의 균열을 탐지하면서 가시적인 응력장의 변화를 연속적으로 관찰하고 기록하며 균열의 성장시 이를 디스플레이(61)에 표시함과 동시에 유무선으로 관리자에게 위급한 상황을 통지하는 균열감지경보장치(70)를 더 포함하고,
상기 압광소재(20)로는,
10~75중량%의 우레탄 레진;
Desmodur N-330, Xylene, Toluene으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 4~30중량%의 경화제;
1~30중량%의 SrAl2O4(Eu, Dy, Nd) 압광 세라믹 분말; 및
20~40중량% 이하로 UV흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, Xyele, Kocosol 100, Toluene, Butyle Acetate, Pigment로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 기타성분을 구비하는 압광 페인트인 것을 특징으로 하는 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치. - 삭제
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