KR102210709B1 - IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치 - Google Patents

IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파를 이용하여 콘크리트의 강도를 측정하는 것으로서, 특히 측정 대상의 콘크리트에 구비되는 강도 측정 장치와, 상기 강도 측정 장치와 무선으로 연결되어 상기 강도 측정 장치에서 발신된 정보를 수신하는 정보 처리 장치를 포함하여 측정 대상 콘크리트가 원 거리에 있거나 혹은 다수 개 있더라도 작업자가 직접 방문할 필요가 없어 강도 측정에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있는 IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치이다.

Description

IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치{MEASURING DEVICE FOR CONCRETE STRENGTH OF ULTRASONIC TYPE BY IoT}
본 발명은 초음파를 이용하여 콘크리트의 강도를 측정하는 것으로서, 특히 측정 대상의 콘크리트에 구비되는 강도 측정 장치와, 상기 강도 측정 장치와 무선으로 연결되어 상기 강도 측정 장치에서 발신된 정보를 수신하는 정보 처리 장치를 포함하여 측정 대상 콘크리트가 원 거리에 있거나 혹은 다수 개 있더라도 작업자가 직접 방문할 필요가 없어 강도 측정에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있는 IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치이다.
일반적으로 콘크리트의 강도는 품질관리상 가장 중요하게 다루어지고 있으나, 콘크리트의 품질관리는 주로 표준양생한 재령 28일 강도를 기준으로 하고 있기 때문에 공사의 진행속도와 강도평가시기 사이에는 시간적 차이가 생기므로 이미 경화한 콘크리트의 품질시험 결과는 공사에 신속하게 반영할 수 없으며, 소요의 강도가 과부족일 경우 안전의 문제뿐만이 아니라 경제적,행정적 손실을 부담해야 하는 등 강도상의 문제가 발생할 때에는 처리가 곤란하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 초음파를 이용하여 콘크리트의 강도를 측정하는 기술이 소개되고 있다.
즉, 콘크리트 내부로 발신된 초음파가 초음파 수신용 트랜스듀셔에 도착하는 시간을 검출하여 초음파 송신용 트랜스듀셔와 초음파 수신용 트랜스듀셔사이의 거리를 상기 검출한 시간으로 나누어서 초음파 전송속도를 취득하고 이러한 전송 속도를 이용하여 콘크리트의 강도를 측정하게 된다.
그런데, 이러한 종래 기술의 경우 상기 전송 속도를 취득하기 위한 정보 처리 장치가 초음파 발신 장치에 구비되어 측정 대상이 되는 콘크리트(즉, 공사 현장)이 원 거리에 있어거나 혹은 다수 개 있는 경우 작업자가 각 콘크리트 소재지에 방문하여 측정해야 해서 강도 측정에 많은 시간과 노력이 소요되는 문제점이 있었다.
한편, 상술한 바와 같은 초음파를 이용한 콘크리트의 강도 측정 장치 자체는 널리 알려진 것으로서, 특히 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있는 바, 이에 대한 설명과 도시는 생략한다.
한국 공개특허 제10-2008-0114159호 한국 등록 특허 제10-1184049호 한국 등록 특허 제10-1635950호 한국 등록 특허 제10-1744767호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 측정 대상의 콘크리트에 구비되는 강도 측정 장치와, 상기 강도 측정 장치와 무선으로 연결되어 상기 강도 측정 장치에서 발신된 정보를 수신하는 정보 처리 장치를 포함하여 측정 대상 콘크리트가 원 거리에 있거나 혹은 다수 개 있더라도 작업자가 직접 방문할 필요가 없어 강도 측정에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있는 IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치를 제공함에 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 측정 대상의 콘크리트(C)에 구비되는 강도 측정 장치(10)와, 상기 강도 측정 장치(10)와 무선으로 연결되어 상기 강도 측정 장치(10)에서 발신된 정보를 수신하는 정보 처리 장치(D)를 포함하며, 상기 강도 측정 장치(10)는 상기 콘크리트(C)에 구비되어 초음파를 콘크리트(C)측으로 송수신하는 초음파 송수신부(700)와, 상기 초음파 송수신부(700)에 의해 측정되는 초음파 전송 속도를 산출하는 제어부(CON)와, 상기 제어부(CON)에 의해 산출된 초음파 전송 속도를 정보 처리 장치(D)측으로 발신하는 발신부(800)를 포함하고, 상기 정보 처리 장치(D)는 상기 발신부(800)를 통해 수신된 초음파 전송 속도에 의해 콘크리트의 강도를 측정하는 IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치를 포함한다.
상기에서, 상기 강도 측정 장치(10)는 상기 콘크리트(C) 상에 구비되어 상기 초음파 송수신부(700)와 제어부(CON)가 내부에 구비되는 하우징(100)과, 상기 하우징(100) 내부에 구비되어 상기 초음파 송수신부(700)를 상기 콘크리트(C) 표면에 부착시키거나 혹은 이격시키는 상하 이송부(200)를 포함하고, 상기 하우징(100)은 중공이고 상부는 개방된 형상인 하우징 본체(120)와, 상기 하우징 본체(120) 상면을 덮는 커버(110)를 포함하며, 상기 하우징 본체(120)는 원판 형상이고 상부는 개방되고 내부는 비어 있는 하우징 케이스(121)와, 상기 하우징 케이스(121) 내부에 수평 방향으로 배치되어 하우징 케이스(121) 내부를 상하 방향 구획하는 구획판(122)과 상기 하우징 케이스(121) 저면에 형성되어 상기 초음파 송수신부(700)가 노출되는 개방공(123)을 포함하고, 상기 상하 이송부(200)는 상기 구획판(122) 하측에 고정된다.
상기에서, 상기 상하 이송부(200)는 중공 형상이고 하측면은 개방된 케이스(210)와, 상기 케이스(210) 내부에 배치되어 회전력을 발생하는 회전력 발생부(220)와, 상기 회전력 발생부(220)의 하측에 하향 연장되도록 배치되어 연동되는 이송 샤프트(230)와, 상기 이송 샤프트(230)에 나사 결합되어 상하 이송되는 무빙 블록(240)을 포함하고, 상기 무빙 블록(240)의 하측면에 초음파 송수신부(700)가 부착되며, 상기 케이스(210)는 하측은 개방되고 내부는 비어있는 케이스 본체(211)와, 상기 케이스 본체(211) 내부에 수평 방향으로 배치되어 상기 케이스 본체(211) 내부를 상하 방향 구획하는 구획판(212)과 상기 구획판(212) 하측의 케이스 본체(211) 내측면에는 높이 방향으로 형성되고 돌출되는 형상인 돌출 결합부(213)를 포함하여, 상기 회전력 발생부(220)는 구획판(212) 상부에 배치되고, 상기 구획판(212)에는 관통공(212a)이 형성되어 이송 샤프트(230)가 상기 관통공(212a)을 관통하여 하향 연장되고, 상기 무빙 블록(240)은 판체 형상을 가지고 상기 초음파 송수신부(700)가 저면에 구비되는 무빙 블록 본체(241)와, 상기 무빙 블록 본체(241)에 형성되어 이송 샤프트(230)가 나사 결합하는 결합공(243)과, 상기 무빙 블록 본체(241)의 양 측면에 요홈되게 형성되어 상기 돌출 결합부(231)가 삽입되는 요홈 결합부(242)를 포함하며, 상기 이송부 케이스(210)의 관통공(212a)에는 동압 베어링 장치(400)가 구비되어 상기 이송 샤프트(230)를 회전 가능하게 지지하는 동압 베어링 장치(400)가 구비된다.
상기에서, 상기 동압 베어링 장치(400)는 링 형상을 가지고 이송 샤프트(230)가 내부에서 관통하는 베어링 본체(410)와, 상기 베어링 본체(410) 내측면에 원주 방향으로 일정 간격 이격되어 형성되는 다수 개의 요홈부(490)와, 상기 요홈부(490)에 구비되는 압전 소자부(430)와, 상기 압전 소자부(430)에 의해 전후진 하며 상기 이송 샤프트(230)에 접하는 탄성 패드(460)를 포함하며, 상기 탄성 패드(460) 내부에는 압축성 유체가 충진되고, 상기 요홈부(490)의 바닥면에는 원주방향으로 배치되고 일정 간격 이격된 한 쌍의 베이스(420)를 구비하여, 상기 베이스(420)에 상기 압전 소자부(430)가 각각 구비되며, 상기 베이스(420)를 통해 전원 공급 배선이 상기 압전 소자부(430)로 연결되고, 상기 압전 소자부(430)의 끝단에 가압부(500)가 구비되어, 상기 가압부(500)가 압전 소자부(430)에 의해 전후진하여 상기 탄성 패드(460)의 압력을 조절하며, 상기 요홈부(490) 내부에 지지 디스크(470)가 수평 방향으로 구비되고, 상기 지지 디스크(470)에 개방부가 형성되어 상기 가압부(500)가 관통하며, 상기 탄성 패드(460)는 압축성 유체가 충진되는 탄성 패드 본체(461)와, 상기 탄성 패드 본체(461) 양 측에 돌출되는 돌출 돌기(462)를 포함하며, 상기 요홈부(490)의 내부 양 측에 장착홈(491)이 형성되어 상기 돌출 돌기(462)가 삽입된다.
상기에서, 상기 가압부(500)는 상기 탄성 패드(460) 방향 측면에 배치되는 제1가압부(510)와, 상기 제1가압부(510)에서 압전 소자부(430) 방향으로 이격되어 배치되는 제2가압부(520)와, 상기 제1가압부(510) 및 제2가압부(520) 사이에 배치되는 제1흡수부(530)를 포함하고, 상기 제1가압부(510)는 상기 탄성 패드(460)에 접하는 제1가압부 본체(511)를 포함하되, 상기 제1가압부 본체(511) 중 제2가압부(520) 방향 측면의 중앙 일부에는 제1평탄부(5111)가 형성되고, 상기 제1평탄부(5111)에는 특정 곡률로 요홈되는 제1요홈부(5112)가 복수 개 형성되며, 상기 제1평탄부(511)의 반경 방향 외측에는 제2가압부(520) 방향으로 돌출되어 단턱을 이루는 제1단턱부(5113)가 형성되고, 상기 제1단턱부(5113)의 반경 방향 외측에 제2가압부(520) 방향으로 돌출되어 단턱을 이루는 제2단턱부(5114)가 형성되며, 상기 제2가압부(520)는 상기 제2단턱부(5114) 내부에 삽입되고, 제1단턱부(5113)에 접하는 제2가압부 본체(521)를 포함하되, 상기 제2가압부 본체(521) 중 제1가압부(510) 방향 측면의 중앙 일부에는 제2평탄부(5211)가 형성되고, 상기 제2평탄부(5211)에 특정 곡률로 요홈되는 제2요홈부(5212)가 형성되며, 상기 제1평탄부(5111)와 제2평탄부(5211) 사이에 상기 제1흡수부(530)가 배치되며, 상기 제1흡수부(530)는 다수 개의 탄성볼(531)과, 상기 탄성볼(531)이 삽입되는 링 형상의 홀더(532)와, 상기 홀더(532) 사이를 연결하는 연결 바아(533)를 포함하고, 상기 탄성볼(531)은 상기 제1요홈부(5111) 및 제2요홈부(5211) 사이에 배치된다.
상기에서, 상기 연결 바아(533)로 이루어진 내부 공간에는 판체 형상의 베이스(540)가 배치되고, 상기 베이스(540)와 연결 바아(533) 사이에는 탄성 연결부(550)가 연결되며, 상기 베이스(540)의 상면 및 하면에는 제2흡수부(600)가 배치되어 제1평탄부(5111) 및 제2평탄부(5211)에 각각 접하며, 상기 제2흡수부(600)는 특정 방향으로 감겨지는 나선 형상을 가지고, 동일 형상이며 상기 베이스(540)의 상면 및 하면에 각각 배치되는 제2 상부 흡수부(600A) 및 제2하부 흡수부(600B)를 포함하며, 상기 제2 상부 흡수부(600A)와 제2하부 흡수부(600B)는 대칭 형상을 가져 상호 반대 방향으로 감겨지는 형상을 가지며, 상기 제2흡수부(600)는 나선 형상으로 배치되는 제1나선부(610)와 제2나선부(620)를 포함하고, 상기 제1나선부(610)는 제1평탄부(5111) 또는 제2평탄부(5112)에 고정되는 제11고정 바아(611)와, 상기 베이스(540)에 고정되는 제12고정 바아(612)와, 상기 제11고정 바아(611)와 제12고정 바아(612) 사이에 나선 형성으로 배치되는 제1탄성 바아(613)를 포함하고, 상기 제2나선부(620)는 제1평탄부(5111) 또는 제2평탄부(5211)에 고정되고 상기 제11고정 바아(611)에서 일정 간격 이격된 제21고정 바아(621)와, 상기 베이스(540)에 고정되는 제22고정 바아(622)와, 상기 제21고정 바아(621)와 제22고정 바아(622) 사이에 나선 형성으로 배치되는 제2탄성 바아(623)를 포함하며, 상기 제1탄성 바아(613)는 제2탄성 바아(623)와 동일 방향으로 감겨지고 제1탄성 바아(613)의 나선 내부에 제2탄성 바아(623)가 배치된다.
상기에서, 상기 제2흡수부(600) 중 제2상부 흡수부(600A)의 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)의 일측 단부는 제1평탄부(5111)에 고정되고, 제2하부 흡수부(600B)의 제11고정 바아(611B) 및 제21고정 바아(621B)의 일측 단부는 제2평탄부(5112)에 고정되며, 상기 제2흡수부(600) 중 제2상부 흡수부(600A)의 제12고정 바아(612A) 및 제22고정 바아(622A)의 일측 단부는 베이스(540) 상면에 고정되고, 제2하부 흡수부(600B)의 제12고정 바아(612B) 및 제22고정 바아(621B)의 일측 단부는 베이스(540) 저면에 고정되며, 상기 베이스(540)의 상면에는 상기 제2상부 흡수부(600A)의 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)가 이동하기 위한 상부 이동 그루브(542)가 형성되되, 상기 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)가 이동하여 제1나선부(610)와 제2나선부(620)가 감겨지거나 풀려지는 방향으로 상기 상부 이동 그루브(542)가 형성되고, 상기 베이스(540)의 저면에는 상기 제2하부 흡수부(600B)의 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)가 이동하기 위한 하부 이동 그루브(543)가 형성되되, 상기 제11고정 바아(611B) 및 제21고정 바아(621B)가 이동하여 제1나선부(610)와 제2나선부(620)가 감겨지거나 풀려지는 방향으로 상기 하부 이동 그루브(543)가 형성된다.
상기에서, 상기 제2흡수부(600)의 제1 탄성 바아(613)와 제2 탄성 바아(623) 사이에 구비되는 제1탄성 연결부(630)를 더 포함하고, 상기 제1탄성 연결부(630)는 상기 제1 탄성 바아(613)에 고정되는 제1고정판(631)과, 상기 제2 탄성 바아(623)에 구비되고 상기 제1고정판(631)과 마주보도록 설치되는 제2고정판(632)과, 상기 제1고정판(631)과 제2고정판(632) 사이에 구비되는 탄성볼(633)을 포함하고, 상기 제1고정판(631)은 판체 형상을 가져 상기 제1 탄성 바아(613)에 고정되는 제1고정판 본체(6311)와 상기 제1고정판 본체(6311) 중 제2고정판(632) 방향 측면에 형성되고 일정 곡률로 요홈되는 다수 개의 요홈부(6312)와, 상기 요홈부(6312) 내부에 한 쌍으로 구비되고, 제1고정판 본체(6311)의 길이 방향으로 대칭되며 요홈부(6312)의 바닥에서 특정 곡률을 가지는 원호 형상으로 구비되어 상기 탄성볼(633)이 내부에 삽입되는 홀더(6313)를 포함하고, 상기 제2고정판(632)은 판체 형상을 가져 상기 제2 탄성 바아(623)에 고정되는 제2고정판 본체(6321)와 상기 제2고정판 본체(6321) 중 제1고정판(631) 방향 측면에 형성되고 일정 곡률로 요홈되는 다수 개의 요홈부(6322)와, 상기 요홈부(6322) 내부에 한 쌍으로 구비되고, 제2고정판 본체(6321)의 길이 방향으로 대칭되며 요홈부(6322)의 바닥에서 특정 곡률을 가지는 원호 형상으로 구비되어 상기 탄성볼(633)이 내부에 삽입되는 홀더(6323)를 포함하고, 상기 제2흡수부(600)의 제1 탄성 바아(613)와 제2 탄성 바아(623) 사이에 구비되는 제2탄성 연결부(640)를 더 포함하고, 상기 제2탄성 연결부(640)는 동일 형상이고 상호 대칭인 제2흡수부 좌측부(600A)와 제2흡수부 우측부(600B)를 포함하고, 상기 제2탄성 연결부(640)는 제1나선부(610)의 제1탄성 바아(613)에서 제2나선부(620) 방향으로 연장되는 제1연결 바아(641)와, 상기 제1연결 바아(641)에서 제1나선부(610)의 길이 방향으로 연장된 후 제2나선부(620) 방향으로 절곡되는 제1지지부(612)와, 상기 제2나선부(620)의 제2탄성 바아(623)에서 제1나선부(610) 방향으로 연장되는 제2연결 바아(643)와, 상기 제2연결 바아(643)에서 제2나선부(620)의 길이 방향으로 연장되되, 제1지지부(612)와 반대 방향으로 연장된 후, 제1나선부(610) 방향으로 절곡되는 제2지지부(644)와, 제1지지부(642) 및 제2지지부(644) 사이에 배치되는 스프링부(645)를 포함한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상 설명한 본 발명에 의해 측정 대상 콘크리트가 원 거리에 있거나 혹은 다수 개 있더라도 작업자가 직접 방문할 필요가 없어 강도 측정에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치의 분리 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치의 단면 사시도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치의 상하 이송부에 대한 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링과 이송 샤프트의 결합 관계를 나타내는 개략도,
도 8은 일반적인 동압 베어링을 나타내는 개략도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 동압 베어링을 나타내는 개략도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 동압 베어링 중 지지 디스크와 가압부를 나타내는 개략도,
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 동압 베어링의 가압부를 나타내는 결합도 및 분리도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 동압 베어링의 제1흡수부와 제2흡수부를 나타내는 개략도,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 동압 베어링의 흡수부를 나타내는 개략도,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 동압 베어링의 상부 흡수부를 나타내는 개략도,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 동압 베어링의 하부 흡수부를 나타내는 개략도,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 동압 베어링의 제1탄성 연결부를 나타내는 개략도,
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 동압 베어링의 제2탄성 연결부를 나타내는 개략도,
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 강도 측정 장치의 제어부와 관련 구성의 결합 관계를 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 강도 측정 장치는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 측정 대상의 콘크리트(C)에 구비되는 강도 측정 장치(10)와, 상기 강도 측정 장치(10)와 무선으로 연결되어 상기 강도 측정 장치(10)에서 발신된 정보를 수신하는 정보 처리 장치(D)를 포함한다.
이때, 상기 강도 측정 장치(10)는 상기 콘크리트(C)에 구비되어 초음파를 콘크리트(C)측으로 송수신하는 초음파 송수신부(700)와, 상기 초음파 송수신부(700)에 의해 측정되는 초음파 전송 속도를 산출하는 제어부(CON)와, 상기 제어부(CON)에 의해 산출된 초음파 전송 속도를 정보 처리 장치(D)측으로 발신하는 발신부(800)를 포함한다.
즉, 상기 초음파 송수신부(700)에 의해 초음파를 콘크리트(C) 측으로 발신한 후 복귀하는 초음파의 전송 속도를 측정하여 콘크리트의 강도를 산출하게 되며, 이러한 초음파를 이용한 강도 측정 기술 자체는 상술된 바와 같이 널리 알려진 것으로서 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명은 이러한 초음파 송수신부(700)에서 산출된 초음파 전송 속도 정보를 발신부(800)를 통해 발신되고 인터넷 등과 같은 무선 전송 방식에 의해 정보 처리 장치(D)로 전달된다. 상기 정보 처리 장치(D)는 널리 알려진 PC(D-1) 또는 스마트 폰이나 타블렛 등의 스마트 디바이스(D-2)등을 이용할 수 있다. 이러한 정보 처리 장치(D)에 의해 콘크리트의 강도를 측정할 수 있다.
또한, 측정하고자하는 콘크리트(C)가 다수 개인 경우 예를 들어 공사 현장의 콘크리트(C-1,C-2)인 경우 상기 측정 장치(10)를 각각의 콘크리트에 구비하여 다수 개의 측정 대상 콘크리트의 강도를 동시에 측정할 수 있다.
다시 말해서, 상기 정보 처리 장치(D)는 상기 발신부(800)를 통해 수신된 초음파 전송 속도에 의해 콘크리트의 강도를 측정하여 측정 대상 콘크리트가 원 거리에 있거나 혹은 다수 개 있더라도 작업자가 직접 방문할 필요가 없어 강도 측정에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있다.
상기 강도 측정 장치(10)는 상기 콘크리트(C) 상에 구비되어 상기 초음파 송수신부(700)와 제어부(CON)가 내부에 구비되는 하우징(100)과, 상기 하우징(100) 내부에 구비되어 상기 초음파 송수신부(700)를 상기 콘크리트(C) 표면에 부착시키거나 혹은 이격시키는 상하 이송부(200)를 포함한다. 즉, 상기 제어부(CON)의 제어에 의해 상하 이송부(200)를 작동하여 상기 초음파 송수신부(700)를 콘크리트(C)에 밀착하도록 할 수 있다. 이는 널리 알려진 바와 같이 초음파에 의해 콘크리트 강도를 측정하고자 할때 상기 초음파 송수신부를 콘크리트에 밀착해야 하며 이를 위해 상기 상하 이송부(200)를 이용하여 초음파 송수신부(700)를 콘크리트에 밀착한다.
상기 하우징(100)은 중공이고 상부는 개방된 형상인 하우징 본체(120)와, 상기 하우징 본체(120) 상면을 덮는 커버(110)를 포함한다. 이러한 커버(110)의 외측면에는 나사산이 형성되고, 하우징 본체(120)의 상면 내측면에도 나사산이 형성되어, 상기 커버(110)와 하우징 본체(120)는 상호 탈부착 가능하게 구비될 수 있다.
상기 하우징 본체(120)는 원판 형상이고 상부는 개방되고 내부는 비어 있는 하우징 케이스(121)와, 상기 하우징 케이스(121) 내부에 수평 방향으로 배치되어 하우징 케이스(121) 내부를 상하 방향 구획하는 구획판(122)과, 상기 하우징 케이스(121) 저면에 형성되어 상기 초음파 송수신부(700)가 노출되는 개방공(123)을 포함한다. 즉, 상기 상하 이송부(200)에 의해 초음파 송수신부(700)가 승하강하며 이때, 상기 개방공(123)을 통해 노출되어 콘크리트에 접촉된다.
한편, 상기 하우징 본체(120)의 저면에는 콘 형상을 가져 콘크리트에 고정되는 콘 고정부(124)가 형성될 수 있으며 이러한 콘 고정부(124)에 의해 상기 하우징 본체(120)가 안정적으로 고정될 수 있다.
이때, 상기 상하 이송부(200)는 상기 구획판(122) 하측에 고정된다. 이를 위해 널리 알려진 접착제 등을 이용하거나 도시되지 않은 고정구(볼트 등)을 이용할 수 있다.
이러한 상하 이송부(200)는 중공 형상이고 하측면은 개방된 케이스(210)와, 상기 케이스(210) 내부에 배치되어 회전력을 발생하는 회전력 발생부(220)와, 상기 회전력 발생부(220)의 하측에 하향 연장되도록 배치되어 연동되는 이송 샤프트(230)와, 상기 이송 샤프트(230)에 나사 결합되어 상하 이송되는 무빙 블록(240)을 포함하고, 상기 무빙 블록(240)의 하측면에 초음파 송수신부(700)가 부착된다.
상기 케이스(210)는 하측은 개방되고 내부는 비어있는 케이스 본체(211)와, 상기 케이스 본체(211) 내부에 수평 방향으로 배치되어 상기 케이스 본체(211) 내부를 상하 방향 구획하는 구획판(212)과 상기 구획판(212) 하측의 케이스 본체(211) 내측면에는 높이 방향으로 형성되고 돌출되는 형상인 돌출 결합부(213)를 포함한다. 이때, 전동 모터 등을 이용하는 회전력 발생부(220)는 구획판(212) 상부에 배치되고, 상기 구획판(212)에는 관통공(212a)이 형성되어 이송 샤프트(230)가 상기 관통공(212a)을 관통하여 하향 연장된다. 이때, 상기 케이스(210)의 전면 방향 역시 개방된 형태로 형성될 수 있다.
이러한 회전력 발생부(220)는 상기 제어부(CON)에 의해 제어되어 후술되는 무빙 블록(240)을 승하강 시키고 이에 의해 상기 무빙 블록(240)에 구비된 초음파 송수신부(700)를 콘크리트(C) 표면에 밀착시킨다. 또한, 상기 회전력 발생부(220)를 작동하기 위한 전원은 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(100) 내부에 구비되는 배터리(BAT)를 이용할 수 있으며, 상기 배터리(BAT)는 상기 발신부(800)에 전원을 공급하는 것도 가능하고, 후술되는 동압 베어링 장치에도 전원 공급이 가능하다.
상기 무빙 블록(240)은 판체 형상을 가지고 상기 초음파 송수신부(700)가 저면에 구비되는 무빙 블록 본체(241)와, 상기 무빙 블록 본체(241)에 형성되어 이송 샤프트(230)가 나사 결합하는 결합공(243)과, 상기 무빙 블록 본체(241)의 양 측면에 요홈되게 형성되어 상기 돌출 결합부(231)가 삽입되는 요홈 결합부(242)를 포함한다.
즉, 상기 케이스(210)의 구획판(212)상에 설치된 회전력 발생부(220)에서 회전력이 발생하고 이에 의해 이송 샤프트(230)가 회전한다. 상기 이송 샤프트(230)와 무빙 블록 본체(241)는 상호 나사 결합되어 있어 상기 이송 샤프트(230)의 회전 방향에 의해 무빙 블록 본체(241)가 승하강한다.
한편, 상기 무빙 블록 본체(241)가 승하강 하기 위해서는 상기 이송 샤프트(230)의 회전에 따라 회전되지 않아야 하므로 이를 위해 상기 요홈 결합부(242)에 돌출 결합부(231)가 삽입된다. 이러한 구성에 의해 상기 무빙 블록 본체(241)가 회전하지 않아 승하강하며 상기 요홈 결합부(242)와 돌출 결합부(231)에 의해 일정한 궤적으로 승하강할 수 있다.
상기 초음파 송수신부(700)는 상기 무빙 블록 본체(241)의 하측에 연장되고 다수 개 배치되는 연결부(244)의 끝단에 배치될 수 있다. 이러한 초음파 송수신부(700)는 콘크리트(C)에 접촉하여 초음파를 송수신하는 트랜스듀서(720)와 상기 트랜스듀서(720)를 감싸는 트랜스듀서 케이스(710)를 포함할 수 있다. 이러한 트랜스듀서 케이스(710)는 하측이 개방된 형상을 가져 상기 트랜스듀서(720)가 노출되어 콘크리트에 접할 수 있다.
상기 트랜스듀서(720)는 초음파를 발진하는 송신 트랜스듀서와 복귀하는 초음파를 수신하는 수신 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 이러한 트랜스듀서(720)를 다수 개 구비하여 수신된 전송 속도를 평균하여 보다 정밀한 전송 속도 값을 구할 수 있다.
상기 트랜스듀서 케이스(710)의 저면에는 압력 센서(730)를 설치하여 상기 트랜스듀서(720)가 콘크리트에 밀착되었는지 여부를 확인할 수 있다. 즉, 상기 압력 센서(730)에 의해 측정된 압력이 설정값 이상이면 트랜스듀서(720)가 콘크리트에 밀착된 것으로 보고, 상기 측정된 압력이 설정값 이하이면 트랜스듀서(720)가 밀착되지 않은 것으로 보아 상하 이송부(200)를 통해 무빙 블록(240)을 더욱 하향 이동할 수 있다.
한편, 상술된 바와 같이 이송 샤프트(230)의 회전에 의해 무빙 블록(240)이 승하강하며, 이때, 상기 이송 샤프트(230)가 외란 등에 의해 진동이 발생하면 무빙 블록(240)의 정밀한 승하강에 문제가 발생할 수 있고 이에 의해 초음파 송수신부(700)가 콘크리트에 밀착하지 못할 수 있어 이러한 진동을 제거하는 것이 필요하다.
이를 위해 상기 이송부 케이스(210)의 관통공(212a)에는 동압 베어링 장치(400)가 구비되어 상기 이송 샤프트(230)를 회전 가능하게 지지하는 동압 베어링 장치(400)를 구비한다.
상기 동압 베어링 장치(400)는 도 7 내지 도 18에 도시된 바와 같이 링 형상의 베어링 본체(410)와, 상기 베어링 본체(410) 내측면에 원주 방향으로 일정 간격 이격되어 형성되는 다수 개의 요홈부(490)와, 상기 요홈부(490)에 구비되는 압전 소자부(430)와, 상기 압전 소자부(430)에 의해 전후진 하며 이송 샤프트(230)에 접하는 탄성 패드(460)를 포함하며, 상기 탄성 패드(460) 내부에는 압축성 유체가 충진된다.
즉, 상기 압전 소자부(430)에 공급되는 전원에 의해 압전 소자부(430)의 크기가 증감하여 압전 소자부(430)가 전후진하고 이에 의해 탄성 패드(460)가 이송 샤프트(230) 방향으로 전진하거나 혹은 후퇴한다. 이때, 상기 탄성 패드(460) 내부에는 공기 등과 같은 압축 유체가 충진되어 상기 탄성 패드(460)는 탄력적으로 이송 샤프트(230)를 가압한다. 이러한 구성에 의해 이송 샤프트(230)가 회전에 따른 진동을 하는 경우 상기 탄성 패드(460)에 의해 진동을 저감한다. 한편, 상기 압전 소자부(430)에는 상술된 배터리와 제어부에 의해 전원이 공급될 수 있다.
한편, 상기 압전 소자부에 의해 샤프트의 진동을 저감하는 기술 자체는 널리 알려져 있다.
도 8에 도시된 기술은 일본 등록 특허 제5121047호에 기재된 것으로서, 압전 소자부가 패드를 전후진하여 샤프트(스핀들)의 진동을 억제하게 된다. 이러한 기술은 상술된 일본 등록 특허 제5121047호에 자세히 기재되어 있어 이에 대한 자세한 설명과 도시는 생략한다.
본 발명은 이러한 종래 기술과 달리 압축 유체가 충진된 탄성 패드(460)를 이용하는 것이다.
즉, 이송 샤프트의 진동을 상기 탄성 패드(460)에 의해 압력 변동으로 측정하거나 혹은 도시되지 않은 별도의 센서에 의해 감지한다. 이러한 이송 샤프트의 진동을 감지하면 상기 제어부에 의해 상술된 바와 같은 압전 소자부의 작용에 의해 진동을 저감한다. 한편, 상기 이송 샤프트의 진동 감지와 압전 소자부 작용 자체는 상술된 종래 기술에 상세히 기재되어 있어 이에 대한 설명과 도시는 생략한다.
한편, 도 9는 도 7에서 이송 샤프트(230) 및 동적 베어링(400) 일부를 확대한 것으로서 기술 내용을 명료하게 표현하기 위해 이송 샤프트(230)와 탄성 패드(460)를 직선으로 표현한 것이다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 요홈부(490)의 바닥면에는 원주방향으로 배치되고 일정 간격 이격된 한 쌍의 베이스(420)를 구비하여, 상기 베이스(420)에 상기 압전 소자부(430)가 각각 구비되며, 상기 베이스(420)를 통해 전원 공급 배선이 상기 압전 소자부(430)로 연결된다. 이러한 전원 공급 배선은 제어부(CON)에 연결되고, 상기 제어부(CON)에 의해 압전 소자부(430)를 제어한다. 즉, 발생되는 진동이 설정된 범위 이상이면 상기 제어부(CON)에 의해 압전 소자(430)를 전후진하고, 이에 의해 탄성 패드(460)가 이송 샤프트(230)를 가압하여 진동을 저감한다.
한편, 상기 압전 소자부(430)의 끝단에 가압부(500)가 구비되어, 상기 가압부(500)가 압전 소자부(430)에 의해 전후진하여 상기 탄성 패드(460)의 압력을 조절한다. 또한, 상기 요홈부(490) 내부에는 지지 디스크(470)가 수평 방향으로 구비되고, 상기 지지 디스크(470)에 개방부가 형성되어 상기 가압부(500)가 관통한다.
도 10에 도시된 바와 같이 상기 지지 디스크(470)은 판체 형상이고 개방부(472)가 형성되는 지지 디스크 본체(471)를 포함한다. 상기 개방부(472)에 상기 가압부(500)가 관통하여 탄성 패드를 가압한다.
상기 개방부(472)와 가압부(500) 사이에는 탄성 연결부(480)가 구비되어 개방부(472)와 가압부(500)의 충돌을 방지한다.
상기 탄성 연결부(480)는 상기 개방부(472) 측에 구비되고 특정 원주 길이를 가지는 원호 형상의 제1지지부(481)와, 상기 가압부(500) 측에 구비되고 특정 원주 길이를 가지며 원호 형상인 제2지지부(482)를 포함한다. 상기 제1지지부(481)에는 제1판 스프링(483)이 설치되고, 제2지지부(482)에는 제2판 스프링(484)이 설치된다. 상기 제1판 스프링(483)은 상기 제2지지부(482) 방향으로 돌출되도록 절곡되고, 제2판 스프링(484)는 제1지지부(481) 방향으로 돌출되도록 절곡된다.
상기 제1판 스프링(483) 중 제2판 스프링(484) 방향 측면에는 반원 형상의 제1홀더(485)가 형성되고, 제2판 스프링(484) 중 제1판 스프링(483) 방향 측면에는 제1홀더(485)와 대칭 형상인 제2홀더(486)가 형성된다. 이러한 제1홀더(485)와 제2홀더(486)사이에 탄성볼(487)이 배치된다. 이러한 구성에 의해 개방부(472)와 가압부(500) 사이가 근접되어도 상기 제1판 스프링(483)과 제2판 스프링(484)의 탄성 변형에 의해 1차 흡수되고, 상기 탄성볼(487)에 압축 변형에 의해 2차 흡수된다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 탄성 패드(460)는 압축성 유체가 충진되는 탄성 패드 본체(461)와, 상기 탄성 패드 본체(461) 양 측에 돌출되는 돌출 돌기(462)를 포함한다. 상기 요홈부(490)의 내부 양 측에 장착홈(491)이 형성되어 상기 돌출 돌기(462)가 삽입되어 상기 탄성 패드(460)가 안정적으로 설치된다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 베이스(420)는 한 쌍으로 구비되고 일정 간격 이격된다. 이러한 베이스(420)와 요홈부(490) 사이에 지지 블록(450)이 설치되어 상기 압전 소자부(430)를 지지한다. 이러한 지지 블록(450)은 도시된 바와 같이 요홈부(490) 벽면과 압전 소자부(430) 사이에 구비되는 제2지지 블록(452)과, 한 쌍의 압전 소자부(430) 사이에 구비되는 제1지지 블록(451)을 포함한다.
상기 제1지지 블록(451)의 양 측면은 돌출되어 베이스(420)와 압전 소자부(430)가 안정적으로 지지되도록 한다. 제2지지 블록(452)의 일 측은 요홈부(490) 내측면에 밀착되고 타 측 일부는 돌출되어 베이스(420)와 압전 소자부(430)가 안정적으로 지지되도록 한다.
도 9 내지 도 18에 도시된 바와 같이 상기 가압부(500)는 상기 탄성 패드(460, 도 8참조, 이하 동일함) 방향 측면에 배치되는 제1가압부(510)와, 상기 제1가압부(510)에서 압전 소자부(430, 도 6참조, 이하 동일함) 방향으로 이격되어 배치되는 제2가압부(520)와, 상기 제1가압부(510) 및 제2가압부(520) 사이에 배치되는 제1흡수부(530)를 포함한다.
즉, 상기 가압부(500)는 상술된 바와 같이 제1가압부(510)와 제2가압부(520)를 포함하며, 상기 제1가압부(510)는 탄성 패드(460) 방향에 배치되고, 제2가압부(520)는 압전 소자부(430) 방향으로 배치된다. 상기 제1가압부(510)와 제2가압부(520) 사이에 제1흡수부(530)가 구비되어 그 사이에서 발생하는 충격을 흡수한다.
상기 제1가압부(510)는 상기 탄성 패드(460)에 접하는 제1가압부 본체(511)를 포함하되, 상기 제1가압부 본체(511) 중 제2가압부(520) 방향 측면의 중앙 일부에는 제1평탄부(5111)가 형성된다. 상기 제1평탄부(5111)에는 특정 곡률로 요홈되는 제1요홈부(5112)가 복수 개 형성된다. 또한, 상기 제1평탄부(511)의 반경 방향 외측에는 제2가압부(520) 방향으로 돌출되어 단턱을 이루는 제1단턱부(5113)가 형성되고, 상기 제1단턱부(5113)의 반경 방향 외측에 제2가압부(520) 방향으로 돌출되어 단턱을 이루는 제2단턱부(5114)가 형성된다. 즉, 상기 제1평탄부(5111)의 반경 방향 외측에 제1단턱부(5113)가 제2가압부(520) 방향으로 돌출한다. 상기 제1단턱부(5113)의 반경 방향 외측에 제2단턱부(5114)가 돌출된다.
상기 제2가압부(520)는 상기 제2단턱부(5114) 내부에 삽입되고, 제1단턱부(5113)에 접하는 제2가압부 본체(521)를 포함한다. 상기 제2가압부 본체(521) 중 제1가압부(510) 방향 측면의 중앙 일부에는 제2평탄부(5211)가 형성된다. 상기 제2평탄부(5211)에는 특정 곡률로 요홈되는 제2요홈부(5212)가 형성된다.
이때, 상기 제1평탄부(5111)와 제2평탄부(5211) 사이에 상기 제1흡수부(530)가 배치되어 상술된 바와 같이 충격을 흡수한다.
상기 제1흡수부(530)는 다수 개의 탄성볼(531)과, 상기 탄성볼(531)이 삽입되는 링 형상의 홀더(532)와, 상기 홀더(532) 사이를 연결하는 연결 바아(533)를 포함하고, 상기 탄성볼(531)은 상기 제1요홈부(5111) 및 제2요홈부(5211) 사이에 배치된다. 이러한 탄성볼(531)에 의해 상기 충격을 흡수한다.
상기 연결 바아(533)는 도시된 바와 같이 폐쇄형 형상으로 배치된다. 도 10에 도시된 실시예의 경우 상기 홀더(532)는 사각형의 모서리에 배치되는 형상으로 구비될 수 있다. 이러한 홀더(532)사이에 연결 바아(533)가 구비되어 상기 연결 바아(533)는 사각형 형상의 각 변 방향으로 배치된다.
상기 연결 바아(533)로 이루어진 내부 공간 즉, 상기 실시예의 경우 사각형 형상의 내부 공간에는 판체 형상의 베이스(540)가 배치되고, 상기 베이스(540)와 연결 바아(533) 사이에는 스프링과 같은 탄성 연결부(550)가 연결된다.
이러한 베이스(540)의 상면 및 하면에는 제2흡수부(600)가 배치되어 제1평탄부(5111) 및 제2평탄부(5211)에 각각 접한다.
상기 제2흡수부(600)는 특정 방향으로 감겨지는 나선 형상을 가지고, 동일 형상이며 상기 베이스(540)의 상면 및 하면에 각각 배치되는 제2 상부 흡수부(600A) 및 제2하부 흡수부(600B)를 포함한다. 상기 제2 상부 흡수부(600A)와 제2하부 흡수부(600B)는 대칭 형상을 가져 상호 반대 방향으로 감겨지는 형상을 가진다.
도 15와 도 16을 참조하여 설명한다. 도 15는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 제1가압부(510) 상부에서 하측 방향(view 3)으로 본 것을 도시한 것으로서 베이스(540)와 제1가압부 본체(511)를 파선으로 표시하고 제2흡수부(600) 중 베이스(540) 상면에 배치된 제2상부 흡수부(600A)를 나타낸 것이다.
도 16은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 제1가압부(510) 상부에서 하측 방향으로 본 것을 도시한 것으로서 베이스(540)와 제2가압부 본체(521)를 파선으로 표시하고 제2흡수부(600) 중 베이스(540) 저면에 배치된 제2하부 흡수부(600B)를 나타낸 것이다.
도 15와 도 16에 도시된 바와 같이 상기 제2상부 흡수부(600A)는 반 시계 방향으로 김긴 형상을 가지고, 제2하부 흡수부(600B)는 대칭형상을 가지며 시계 방향으로 감겨진 형상을 가진다.
상기 제2상부 흡수부(600A)와 제2하부 흡수부(600B)는 동일한 형상이나 대칭되도록 배치되며, 이하 도 15에 도시된 제2 상부 흡수부(600A)를 예로 설명한다.
상기 제2흡수부(600)는 나선 형상으로 배치되는 제1나선부(610)와 제2나선부(620)를 포함한다.
상기 제1나선부(610)는 제1평탄부(5111) 또는 제2평탄부(5112)에 고정되는 제11고정 바아(611)와, 상기 베이스(540)에 고정되는 제12고정 바아(612)와, 상기 제11고정 바아(611)와 제12고정 바아(612) 사이에 나선 형성으로 배치되는 제1탄성 바아(613)를 포함한다.
상기 제2나선부(620)는 유사하게 제1평탄부(5111) 또는 제2평탄부(5211)에 고정되고 상기 제11고정 바아(611)에서 일정 간격 이격된 제21고정 바아(621)와, 상기 베이스(540)에 고정되는 제22고정 바아(622)와, 상기 제21고정 바아(621)와 제22고정 바아(622) 사이에 나선 형성으로 배치되는 제2탄성 바아(623)를 포함한다.
이때, 상기 제1탄성 바아(613)는 제2탄성 바아(623)와 동일 방향으로 감겨지고 제1탄성 바아(613)의 나선 내부에 제2탄성 바아(623)가 배치된다.
상기 제2흡수부(600) 중 제2상부 흡수부(600A)의 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)의 일측 단부는 제1평탄부(5111)에 고정되고, 제2하부 흡수부(600B)의 제11고정 바아(611B) 및 제21고정 바아(621B)의 일측 단부는 제2평탄부(5112)에 고정되며,
상기 제2흡수부(600) 중 제2상부 흡수부(600A)의 제12고정 바아(612A) 및 제22고정 바아(622A)의 일측 단부는 베이스(540) 상면에 고정되고, 제2하부 흡수부(600B)의 제12고정 바아(612B) 및 제22고정 바아(621B)의 일측 단부는 베이스(540) 저면에 고정된다.
즉, 베이스(540) 상면에 배치되는 제2상부 흡수부(600A)의 경우 상기 제1나선부(610)의 제11고정 바아(611,611A)는 상부 고정부(510)의 제1평탄부(5111)에 고정되고, 제12고정 바아(612,612A)는 베이스(540) 상면에 고정된다. 또한, 제2나선부(620)의 제21고정 바아(621,621A)는 상부 고정부(510)의 제1평탄부(5111)에 고정되고, 제22고정 바아(622,622A)는 베이스(540) 상면에 고정된다.
또한, 베이스(540) 저면에 배치되는 제2상부 흡수부(600B)의 경우 상기 제1나선부(610)의 제11고정 바아(611,611B)는 하부 고정부(520)의 제1평탄부(5211)에 고정되고, 제12고정 바아(612,612B)는 베이스(540) 저면에 고정된다. 또한, 제2나선부(620)의 제21고정 바아(621,621B)는 하부 고정부(520)의 제1평탄부(5211)에 고정되고, 제22고정 바아(622,622B)는 베이스(540) 저면에 고정된다.
이때, 상기 베이스(540)의 상면에는 상기 제2상부 흡수부(600A)의 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)가 이동하기 위한 상부 이동 그루브(542)가 형성되되, 상기 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)가 이동하여 제1나선부(610)와 제2나선부(620)가 감겨지거나 풀려지는 방향으로 상기 상부 이동 그루브(542)가 형성된다.
또한, 상기 베이스(540)의 저면에는 상기 제2하부 흡수부(600B)의 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)가 이동하기 위한 하부 이동 그루브(543)가 형성되되, 상기 제11고정 바아(611B) 및 제21고정 바아(621B)가 이동하여 제1나선부(610)와 제2나선부(620)가 감겨지거나 풀려지는 방향으로 상기 하부 이동 그루브(543)가 형성된다.
예를 들어 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 상부 고정부(510)가 탄성 패드와의 첩촉에 의해 방향1(반시계 방향)으로 회전하는 경우 도 14에 도시된 바와 같이 상기 제2상부 흡수부(600A)의 제1가압부 본체(511)에 고정된 제11고정 바아(611) 역시 방향1(반시계 방향)로 회전한다. 이때, 상기 베이스(540) 상에는 상부 이동 그루브(542)가 형성되어 상기 제11고정 바아(611) 하부는 상기 상부 이동 그루브(542) 상에서 방향1로 이동한다. 또한, 상기 제11고정 바아(611)가 반 시계 방향으로 이동하면서 제1탄성 바아(613)가 감기게 된다. 또한, 제21고정 바아(621) 역시 반 시계 방향으로 이동하면서 제2 탄성 바아(623)가 감기게 된다. 이러한 작용에 의해 제1나선부(610)와 제2나선부(620)가 감기게 되고 상부 고정부(510)가 일정 각도 회전하더라도 다시 원래 위치로 복귀할 수 있다.
반대로 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 상부 고정부(510)가 탄성 패드와의 첩촉에 의해 방향2(시계 방향)으로 회전하는 경우 도 14에 도시된 바와 같이 제1가압부 본체(511)에 고정된 상기 제2상부 흡수부(600A)의 제11고정 바아(611)와 제21고정 바아(621) 역시 방향2(시계 방향)로 회전한다. 이때, 상기 베이스(540) 상에는 상부 이동 그루브(542)가 형성되어 상기 제11고정 바아(611) 하부는 상기 상부 이동 그루브(542) 상에서 방향 2로 이동한다. 이때, 상기 제1나사부(610)와 제2나사부(620)는 반시계 방향으로 감겨져 있으므로 상기 제11고정 바아(611)와 제21 고정 바아(621)이 시계 방향으로 이동하면 상기 제1나사부(610)와 제2나사부(620)는 풀려지게 된다.
다만, 베이스(540)의 저면에 설치된 제2하부 흡수부(600B)는 도 13에 도시된 바와 같이 하부 그루브(543)에 제11고정 바아(511)와 제21고정 바아(521)가 설치되어 있으며 상기 베이스(540)의 회전에 따라 걸림되어 제11고정 바아(511)와 제21고정 바아(521)가 시계 방향으로 회전하여 감겨지게 된다.
다시 말해서, 상부 고정부(510)가 반 시계 방향으로 회전하면 제2상부 흡수부(600A)가 감겨져서 상부 고정부(510)가 원래 위치로 복귀하게 되고, 상부 고정부(510)가 시계 방향으로 회전하면 제2하부 흡수부(600B)가 감져져서 결국 상부 고정부(510)가 원래 위치로 복귀 하게 된다.
한편, 도 14와 도 17에 도시된 바와 같이 상기 제2흡수부(600)의 제1 탄성 바아(613)와 제2 탄성 바아(623) 사이에 구비되는 제1탄성 연결부(630)를 더 포함한다. 이러한 상기 제1탄성 연결부(630)는 상기 제1 탄성 바아(613)에 고정되는 제1고정판(631)과, 상기 제2 탄성 바아(623)에 구비되고 상기 제1고정판(631)과 마주보도록 설치되는 제2고정판(632)과, 상기 제1고정판(631)과 제2고정판(632) 사이에 구비되는 탄성볼(633)을 포함한다.
상기 제1고정판(631)은 판체 형상을 가져 상기 제1 탄성 바아(613)에 고정되는 제1고정판 본체(6311)와 상기 제1고정판 본체(6311) 중 제2고정판(632) 방향 측면에 형성되고 일정 곡률로 요홈되는 다수 개의 요홈부(6312)와, 상기 요홈부(6312) 내부에 한 쌍으로 구비되고, 제1고정판 본체(6311)의 길이 방향으로 대칭되며 요홈부(6312)의 바닥에서 특정 곡률을 가지는 원호 형상으로 구비되어 상기 탄성볼(633)이 내부에 삽입되는 홀더(6313)를 포함하고, 상기 제2고정판(632)은 판체 형상을 가져 상기 제2 탄성 바아(623)에 고정되는 제2고정판 본체(6321)와 상기 제2고정판 본체(6321) 중 제1고정판(631) 방향 측면에 형성되고 일정 곡률로 요홈되는 다수 개의 요홈부(6322)와, 상기 요홈부(6322) 내부에 한 쌍으로 구비되고, 제2고정판 본체(6321)의 길이 방향으로 대칭되며 요홈부(6322)의 바닥에서 특정 곡률을 가지는 원호 형상으로 구비되어 상기 탄성볼(633)이 내부에 삽입되는 홀더(6323)를 포함한다.
즉, 상기 제1탄성 바아(613)가 회전하여 제1고정판(631)이 이동하는 경우 상기 제1고정판(631)이 이동하게 되고 그 결과 탄성볼(633)이 변형된다. 이때, 상기 탄성볼(633)은 탄성에 의해 원래 형상으로 복귀하게 되고 이에 따라 제1고정판(631) 역시 원래 위치로 복귀하게 된다.
또한, 도 14와 도 18에 도시된 바와 같이 상기 제2흡수부(600)의 제1 탄성 바아(613)와 제2 탄성 바아(623) 사이에 구비되는 제2탄성 연결부(640)를 더 포함한다. 상기 제2탄성 연결부(640)는 동일 형상이고 상호 대칭인 제2흡수부 좌측부(600A)와 제2흡수부 우측부(600B)를 포함한다.
이때, 상기 제2탄성 연결부(640)는 제1나선부(610)의 제1탄성 바아(613)에서 제2나선부(620) 방향으로 연장되는 제1연결 바아(641)와, 상기 제1연결 바아(641)에서 제1나선부(610)의 길이 방향으로 연장된 후 제2나선부(620) 방향으로 절곡되는 제1지지부(612)와, 상기 제2나선부(620)의 제2탄성 바아(623)에서 제1나선부(610) 방향으로 연장되는 제2연결 바아(643)와, 상기 제2연결 바아(643)에서 제2나선부(620)의 길이 방향으로 연장되되, 제1지지부(612)와 반대 방향으로 연장된 후, 제1나선부(610) 방향으로 절곡되는 제2지지부(644)와, 제1지지부(642) 및 제2지지부(644) 사이에 배치되는 스프링부(645)를 포함한다.
즉, 상기 제1탄성 바아(613)가 이동하는 경우라도 상기 제2탄성 연결부(640)에 의해 충격을 흡수할 수 있다.
한편 도 19에 도시된 바와 같이 상기 제어부(CON)에는 배터리(BAT)와 압전 소자부(430)가 연결되어 전원 공급의 단속에 의해 상기 압전 소자부(430)가 작동된다. 또한, 상기 제어부(CON)에는 탄성 패드(460) 내부에 구비되는 압력 센서가 연결되어 이송 샤프트의 진동을 감지할 수 있다.
또한, 상기 제어부(CON)에는 상하 이송부(200)의 회전력 발생부(220)가 연결되어 상기 이송 샤프트를 구동하여 무빙 블록을 승하강할 수 있고, 초음파 송수신부의 압력 센서(730)와 발신부(800)를 제어할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 하우징 110 : 커버
120 : 하우징 본체 200 : 상하 이송부
210 : 이송부 케이스 220 : 회전력 발생부
230 : 이송 샤프트 240 : 무빙 블록
400 : 동압 베어링 410 : 베어링 본체
420 : 베이스 430 : 압전 소자부
460 : 탄성 패드 490 : 요홈부
500 : 가압부 510 : 제1가압부
520 : 제2가압부 530 : 제1흡수부
600 : 제2흡수부 800 : 발신부

Claims (8)

  1. 측정 대상의 콘크리트(C)에 구비되는 강도 측정 장치(10)와, 상기 강도 측정 장치(10)와 무선으로 연결되어 상기 강도 측정 장치(10)에서 발신된 정보를 수신하는 정보 처리 장치(D)를 포함하며,
    상기 강도 측정 장치(10)는 상기 콘크리트(C)에 구비되어 초음파를 콘크리트(C)측으로 송수신하는 초음파 송수신부(700)와, 상기 초음파 송수신부(700)에 의해 측정되는 초음파 전송 속도를 산출하는 제어부(CON)와, 상기 제어부(CON)에 의해 산출된 초음파 전송 속도를 정보 처리 장치(D)측으로 발신하는 발신부(800)를 포함하고,
    상기 정보 처리 장치(D)는 상기 발신부(800)를 통해 수신된 초음파 전송 속도에 의해 콘크리트의 강도를 측정하되,
    상기 강도 측정 장치(10)는 상기 콘크리트(C) 상에 구비되어 상기 초음파 송수신부(700)와 제어부(CON)가 내부에 구비되는 하우징(100)과, 상기 하우징(100) 내부에 구비되어 상기 초음파 송수신부(700)를 상기 콘크리트(C) 표면에 부착시키거나 혹은 이격시키는 상하 이송부(200)를 포함하고,
    상기 하우징(100)은 중공이고 상부는 개방된 형상인 하우징 본체(120)와, 상기 하우징 본체(120) 상면을 덮는 커버(110)를 포함하며,
    상기 하우징 본체(120)는 원판 형상이고 상부는 개방되고 내부는 비어 있는 하우징 케이스(121)와, 상기 하우징 케이스(121) 내부에 수평 방향으로 배치되어 하우징 케이스(121) 내부를 상하 방향 구획하는 구획판(122)과 상기 하우징 케이스(121) 저면에 형성되어 상기 초음파 송수신부(700)가 노출되는 개방공(123)을 포함하고,
    상기 상하 이송부(200)는 상기 구획판(122) 하측에 고정되며,
    상기 상하 이송부(200)는 중공 형상이고 하측면은 개방된 케이스(210)와, 상기 케이스(210) 내부에 배치되어 회전력을 발생하는 회전력 발생부(220)와, 상기 회전력 발생부(220)의 하측에 하향 연장되도록 배치되어 연동되는 이송 샤프트(230)와, 상기 이송 샤프트(230)에 나사 결합되어 상하 이송되는 무빙 블록(240)을 포함하고, 상기 무빙 블록(240)의 하측면에 초음파 송수신부(700)가 부착되며,
    상기 케이스(210)는 하측은 개방되고 내부는 비어있는 케이스 본체(211)와, 상기 케이스 본체(211) 내부에 수평 방향으로 배치되어 상기 케이스 본체(211) 내부를 상하 방향 구획하는 구획판(212)과 상기 구획판(212) 하측의 케이스 본체(211) 내측면에는 높이 방향으로 형성되고 돌출되는 형상인 돌출 결합부(213)를 포함하여, 상기 회전력 발생부(220)는 구획판(212) 상부에 배치되고, 상기 구획판(212)에는 관통공(212a)이 형성되어 이송 샤프트(230)가 상기 관통공(212a)을 관통하여 하향 연장되고,
    상기 무빙 블록(240)은 판체 형상을 가지고 상기 초음파 송수신부(700)가 저면에 구비되는 무빙 블록 본체(241)와, 상기 무빙 블록 본체(241)에 형성되어 이송 샤프트(230)가 나사 결합하는 결합공(243)과, 상기 무빙 블록 본체(241)의 양 측면에 요홈되게 형성되어 상기 돌출 결합부(231)가 삽입되는 요홈 결합부(242)를 포함하며,
    상기 이송부 케이스(210)의 관통공(212a)에는 동압 베어링 장치(400)가 구비되어 상기 이송 샤프트(230)를 회전 가능하게 지지하는 동압 베어링 장치(400)가 구비되는 IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동압 베어링 장치(400)는 링 형상을 가지고 이송 샤프트(230)가 내부에서 관통하는 베어링 본체(410)와, 상기 베어링 본체(410) 내측면에 원주 방향으로 일정 간격 이격되어 형성되는 다수 개의 요홈부(490)와, 상기 요홈부(490)에 구비되는 압전 소자부(430)와, 상기 압전 소자부(430)에 의해 전후진 하며 상기 이송 샤프트(230)에 접하는 탄성 패드(460)를 포함하며,
    상기 탄성 패드(460) 내부에는 압축성 유체가 충진되고,
    상기 요홈부(490)의 바닥면에는 원주방향으로 배치되고 일정 간격 이격된 한 쌍의 베이스(420)를 구비하여, 상기 베이스(420)에 상기 압전 소자부(430)가 각각 구비되며, 상기 베이스(420)를 통해 전원 공급 배선이 상기 압전 소자부(430)로 연결되고,
    상기 압전 소자부(430)의 끝단에 가압부(500)가 구비되어, 상기 가압부(500)가 압전 소자부(430)에 의해 전후진하여 상기 탄성 패드(460)의 압력을 조절하며,
    상기 요홈부(490) 내부에 지지 디스크(470)가 수평 방향으로 구비되고, 상기 지지 디스크(470)에 개방부가 형성되어 상기 가압부(500)가 관통하며,
    상기 탄성 패드(460)는 압축성 유체가 충진되는 탄성 패드 본체(461)와, 상기 탄성 패드 본체(461) 양 측에 돌출되는 돌출 돌기(462)를 포함하며,
    상기 요홈부(490)의 내부 양 측에 장착홈(491)이 형성되어 상기 돌출 돌기(462)가 삽입되는 IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압부(500)는 상기 탄성 패드(460) 방향 측면에 배치되는 제1가압부(510)와, 상기 제1가압부(510)에서 압전 소자부(430) 방향으로 이격되어 배치되는 제2가압부(520)와, 상기 제1가압부(510) 및 제2가압부(520) 사이에 배치되는 제1흡수부(530)를 포함하고,
    상기 제1가압부(510)는 상기 탄성 패드(460)에 접하는 제1가압부 본체(511)를 포함하되, 상기 제1가압부 본체(511) 중 제2가압부(520) 방향 측면의 중앙 일부에는 제1평탄부(5111)가 형성되고, 상기 제1평탄부(5111)에는 특정 곡률로 요홈되는 제1요홈부(5112)가 복수 개 형성되며, 상기 제1평탄부(511)의 반경 방향 외측에는 제2가압부(520) 방향으로 돌출되어 단턱을 이루는 제1단턱부(5113)가 형성되고, 상기 제1단턱부(5113)의 반경 방향 외측에 제2가압부(520) 방향으로 돌출되어 단턱을 이루는 제2단턱부(5114)가 형성되며,
    상기 제2가압부(520)는 상기 제2단턱부(5114) 내부에 삽입되고, 제1단턱부(5113)에 접하는 제2가압부 본체(521)를 포함하되, 상기 제2가압부 본체(521) 중 제1가압부(510) 방향 측면의 중앙 일부에는 제2평탄부(5211)가 형성되고, 상기 제2평탄부(5211)에 특정 곡률로 요홈되는 제2요홈부(5212)가 형성되며,
    상기 제1평탄부(5111)와 제2평탄부(5211) 사이에 상기 제1흡수부(530)가 배치되며,
    상기 제1흡수부(530)는 다수 개의 탄성볼(531)과, 상기 탄성볼(531)이 삽입되는 링 형상의 홀더(532)와, 상기 홀더(532) 사이를 연결하는 연결 바아(533)를 포함하고,
    상기 탄성볼(531)은 상기 제1요홈부(5111) 및 제2요홈부(5211) 사이에 배치되는 IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연결 바아(533)로 이루어진 내부 공간에는 판체 형상의 베이스(540)가 배치되고, 상기 베이스(540)와 연결 바아(533) 사이에는 탄성 연결부(550)가 연결되며,
    상기 베이스(540)의 상면 및 하면에는 제2흡수부(600)가 배치되어 제1평탄부(5111) 및 제2평탄부(5211)에 각각 접하며,
    상기 제2흡수부(600)는 특정 방향으로 감겨지는 나선 형상을 가지고, 동일 형상이며 상기 베이스(540)의 상면 및 하면에 각각 배치되는 제2 상부 흡수부(600A) 및 제2하부 흡수부(600B)를 포함하며, 상기 제2 상부 흡수부(600A)와 제2하부 흡수부(600B)는 대칭 형상을 가져 상호 반대 방향으로 감겨지는 형상을 가지며,
    상기 제2흡수부(600)는 나선 형상으로 배치되는 제1나선부(610)와 제2나선부(620)를 포함하고,
    상기 제1나선부(610)는 제1평탄부(5111) 또는 제2평탄부(5112)에 고정되는 제11고정 바아(611)와, 상기 베이스(540)에 고정되는 제12고정 바아(612)와, 상기 제11고정 바아(611)와 제12고정 바아(612) 사이에 나선 형성으로 배치되는 제1탄성 바아(613)를 포함하고,
    상기 제2나선부(620)는 제1평탄부(5111) 또는 제2평탄부(5211)에 고정되고 상기 제11고정 바아(611)에서 일정 간격 이격된 제21고정 바아(621)와, 상기 베이스(540)에 고정되는 제22고정 바아(622)와, 상기 제21고정 바아(621)와 제22고정 바아(622) 사이에 나선 형성으로 배치되는 제2탄성 바아(623)를 포함하며,
    상기 제1탄성 바아(613)는 제2탄성 바아(623)와 동일 방향으로 감겨지고 제1탄성 바아(613)의 나선 내부에 제2탄성 바아(623)가 배치되는 IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2흡수부(600) 중 제2상부 흡수부(600A)의 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)의 일측 단부는 제1평탄부(5111)에 고정되고, 제2하부 흡수부(600B)의 제11고정 바아(611B) 및 제21고정 바아(621B)의 일측 단부는 제2평탄부(5112)에 고정되며,
    상기 제2흡수부(600) 중 제2상부 흡수부(600A)의 제12고정 바아(612A) 및 제22고정 바아(622A)의 일측 단부는 베이스(540) 상면에 고정되고, 제2하부 흡수부(600B)의 제12고정 바아(612B) 및 제22고정 바아(621B)의 일측 단부는 베이스(540) 저면에 고정되며,
    상기 베이스(540)의 상면에는 상기 제2상부 흡수부(600A)의 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)가 이동하기 위한 상부 이동 그루브(542)가 형성되되, 상기 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)가 이동하여 제1나선부(610)와 제2나선부(620)가 감겨지거나 풀려지는 방향으로 상기 상부 이동 그루브(542)가 형성되고,
    상기 베이스(540)의 저면에는 상기 제2하부 흡수부(600B)의 제11고정 바아(611A) 및 제21고정 바아(621A)가 이동하기 위한 하부 이동 그루브(543)가 형성되되, 상기 제11고정 바아(611B) 및 제21고정 바아(621B)가 이동하여 제1나선부(610)와 제2나선부(620)가 감겨지거나 풀려지는 방향으로 상기 하부 이동 그루브(543)가 형성되는 IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2흡수부(600)의 제1 탄성 바아(613)와 제2 탄성 바아(623) 사이에 구비되는 제1탄성 연결부(630)를 더 포함하고,
    상기 제1탄성 연결부(630)는 상기 제1 탄성 바아(613)에 고정되는 제1고정판(631)과, 상기 제2 탄성 바아(623)에 구비되고 상기 제1고정판(631)과 마주보도록 설치되는 제2고정판(632)과, 상기 제1고정판(631)과 제2고정판(632) 사이에 구비되는 탄성볼(633)을 포함하고,
    상기 제1고정판(631)은 판체 형상을 가져 상기 제1 탄성 바아(613)에 고정되는 제1고정판 본체(6311)와 상기 제1고정판 본체(6311) 중 제2고정판(632) 방향 측면에 형성되고 일정 곡률로 요홈되는 다수 개의 요홈부(6312)와, 상기 요홈부(6312) 내부에 한 쌍으로 구비되고, 제1고정판 본체(6311)의 길이 방향으로 대칭되며 요홈부(6312)의 바닥에서 특정 곡률을 가지는 원호 형상으로 구비되어 상기 탄성볼(633)이 내부에 삽입되는 홀더(6313)를 포함하고,
    상기 제2고정판(632)은 판체 형상을 가져 상기 제2 탄성 바아(623)에 고정되는 제2고정판 본체(6321)와 상기 제2고정판 본체(6321) 중 제1고정판(631) 방향 측면에 형성되고 일정 곡률로 요홈되는 다수 개의 요홈부(6322)와, 상기 요홈부(6322) 내부에 한 쌍으로 구비되고, 제2고정판 본체(6321)의 길이 방향으로 대칭되며 요홈부(6322)의 바닥에서 특정 곡률을 가지는 원호 형상으로 구비되어 상기 탄성볼(633)이 내부에 삽입되는 홀더(6323)를 포함하고,
    상기 제2흡수부(600)의 제1 탄성 바아(613)와 제2 탄성 바아(623) 사이에 구비되는 제2탄성 연결부(640)를 더 포함하고,
    상기 제2탄성 연결부(640)는 동일 형상이고 상호 대칭인 제2흡수부 좌측부(600A)와 제2흡수부 우측부(600B)를 포함하고,
    상기 제2탄성 연결부(640)는 제1나선부(610)의 제1탄성 바아(613)에서 제2나선부(620) 방향으로 연장되는 제1연결 바아(641)와, 상기 제1연결 바아(641)에서 제1나선부(610)의 길이 방향으로 연장된 후 제2나선부(620) 방향으로 절곡되는 제1지지부(612)와, 상기 제2나선부(620)의 제2탄성 바아(623)에서 제1나선부(610) 방향으로 연장되는 제2연결 바아(643)와, 상기 제2연결 바아(643)에서 제2나선부(620)의 길이 방향으로 연장되되, 제1지지부(612)와 반대 방향으로 연장된 후, 제1나선부(610) 방향으로 절곡되는 제2지지부(644)와, 제1지지부(642) 및 제2지지부(644) 사이에 배치되는 스프링부(645)를 포함하는 IoT를 접목한 초음파 방식의 콘크리트 강도 측정 장치.
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