KR102239983B1 - 건물에 설치되는 지진 감지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건물에 설치되는 지진 감지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물에 설치되는 지진 감지 센서의 감지 정확도를 높이기 위하여 지진을 감지하는 센서부가 수용되는 케이스모듈에 센서부수용공간으로 외부의 열이 전달되는 것을 차단하는 단열부와, 상기 센서부수용공간으로 공기를 주입하거나 배출할 수 있는 플러그모듈을 구비하여 센서부수용공간의 온도 및 습도를 항상 일정하게 유지하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치에 관한 것이다.

Description

건물에 설치되는 지진 감지 장치{A sensing apparatus of earthquake for building}
본 발명은 건물에 설치되는 지진 감지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물에 설치되는 지진 감지 센서의 감지 정확도를 높이기 위하여 지진을 감지하는 센서부가 수용되는 케이스모듈에 센서부수용공간으로 외부의 열이 전달되는 것을 차단하는 단열부와, 상기 센서부수용공간으로 공기를 주입하거나 배출할 수 있는 플러그모듈을 구비하여 센서부수용공간의 온도 및 습도를 항상 일정하게 유지하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 지진이란, 지구 내부에서 급격한 지각변동이 생겨 그 충격으로 생긴 파동, 즉 지진파가 지표면까지 전해져 지반을 흔드는 것을 말하며, 학술적으로는 "탄성 에너지원으로부터 지진파가 전파됨으로써 발생하는 지구의 진동"이라고 정의할 수 있다. 지진의 규모는 민감한 지진계로만 검출되는 아주 작은 규모의 지진부터 광범위한 지역에 큰 피해를 주는 대규모의 지진까지 다양하다.
전세계적으로 매일 지구상에서 발생하는 지진은 수천 개에 이르며, 대부분의 지진은 오랜 기간에 걸쳐 대륙의 이동, 해저의 확장, 산맥의 형성 등에 작용하는 지구 내부의 커다란 힘에 의하여 발생된다.
최근 50년간 세계 각지에서 발생한 규모 7 이상의 천발 지진은 약 500회에 이르며, 지진에 대한 피해는 점점 그 강도가 높아지고 있다.
이러한 지진 피해의 예를 들면, 지난 2011년 3월 11일 일본 후쿠시마에서 규모 9.0의 지진이 발생하여 지진해일 등으로 인하여 많은 인명피해가 발생하였고, 우리나라도 규모 3.0 정도의 지진이 연 2회 정도로 지속적으로 발생하고 있는 실정이다.
또한, 최근 들어서는 경상도 지방에 진도 5.8의 강력한 지진이 발생하여 그에 따른 여진이 수백차례 지속되고 있는 바, 현재 우리나라도 지진의 안전지대가 아님을 시사하고 있다.
따라서, 지진을 정확하고 신속하게 감지하는 것이 중요하다. 이 때, 센서는 외부 환경, 특히 외부 온도 및 습도에 민감하게 반응한다. 이를 위해, 센서의 감지능력을 최대한 유지시켜 주는 것을 필요로 하는 실정이다.
그러나, 일반적으로 지진감지센서가 기본적인 케이스 내부에 구비되어 있다.
그 일례로서, 한국공개특허 제10-2018-0052833호("지진 감지기")에서와 같이 지진감지센서는, 제1압전센서로 형성된 하면과 제2압전센서로 형성된 원통면 및 제3압전센서로 형성된 상면을 형성하는 무방향센서하우징과, 상기 무방향센서하우징의 내부에 삽입되어 진동발생시 제1, 2, 3압전센서 중 어느 하나의 압전센서에 진동을 전달하는 센서볼을 구성하여 지진발생시 해당 압전센서에서 센서볼에 의해 측정되는 데이터가 진도 값으로 환산되어 지진발생에 따른 알림이 이루어지는 것을 특징으로 하는 지진 감지기가 있다.
이와 같은 선행문헌의 지진 감지기는 외부 온도 및 습도에 영향을 받게 되며, 그로 인해 센서의 감지 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2018-0052833호(공개일자 2018년05월21일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 센서부가 수용되는 케이스모듈에 단열부를 구비하여 센서부가 구비된 센서부수용공간이 외부의 열에 영향을 받지 않고 항상 일정한 온도를 유지하도록 함으로써 센서부에서 측정되는 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 건물에 설치되는 지진 감지 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 상기 센서부수용공간으로 공기를 주입하거나 상기 센서부수용공간의 공기를 배출할 수 있는 커넥터모듈을 케이스모듈에 구비하여 센서부수용공간의 온도 및 습도를 항상 일정하게 유지하도록 함으로써 센서부에서 측정되는 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 건물에 설치되는 지진 감지 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 케이스모듈에 구비된 커넥터모듈에 결합되는 케이블모듈에 전선공, 공기주입공 및 공기배출공을 일체로 형성하여 커넥터모듈과 케이블모듈의 연결만으로 센서부의 전원선 및 신호선, 센서부수용공간으로 공기를 주입하기 위한 공기주입공 및 센서부수용공간의 공기를 배출하는 공기배출공이 서로 연결되도록 함으로써 전원선, 신호선, 공기주입공 및 공기배출공을 설치 공간 확보가 용이할 뿐만 아니라, 전원선, 신호선, 공기주입공 및 공기배출공을 설치하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있는 건물에 설치되는 지진 감지 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물에 설치되는 지진 감지 장치는 내부에 지진 감지 센서, 온도 센서 및 습도 센서를 포함하는 센서부(200)가 구비되는 센서부수용공간(130)이 형성된 케이스모듈(100); 상기 케이스모듈(100)의 일측벽에 형성된 관통공(115)에 구비되되, 상기 센서부와 전선 및 신호선으로 연결되는 커넥터모듈(300); 상기 커넥터모듈(300)에 착탈 가능하게 결합되는 케이블모듈(400);을 포함하고, 상기 커넥터모듈(300)에는, 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)이 일체형으로 구성되되, 상기 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)은 분할판(301)에 의해 구분되는 것을 특징으로 한다.
또한, 케이스모듈(100)의 벽체(110)는 외벽(111)과 내벽(112)으로 형성되되, 상기 외벽(111)과 내벽(112) 사이의 이격공간(113)에는 단열부(120)가 형성되어, 상기 센서부수용공간(130)의 공기가 일정한 온도 및 습도로 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블모듈(400)에는 상기 커넥터모듈(300)의 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)에 각각 대응하는 공기배출공(410), 공기주입공(420) 및 전선공(430)이 일체형으로 구성되되, 상기 공기배출공(410), 공기주입공(420) 및 전선공(430)은 분할판(401)에 의해 구분되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단열부(120)에서의 단열은 케이스모듈(100) 외부로부터 유입되는 유체에 의해 이루어지되, 상기 케이스모듈(100)에는 외부로부터 단열부(120)로 유체가 주입되는 주입구(121) 및 단열부(120)로부터 외부로 유체가 배출되는 배출구(122)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단열부(120)에는 상기 유체가 다수 회 굽혀서 순환되도록 유도하는 격벽부(123)가 더 구비되되, 상기 격벽부(123)는 상기 유체가 상기 외벽(111) 및 내벽(112)을 번갈아가며 유도되도록 상기 외벽(111) 및 내벽(112)과 교차로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스모듈(100)은, 건물(1000a) 지반의 바닥면 또는 건물(1000a) 최상단 옥상의 바닥면에 다수 개의 앵커볼트(B)로 고정되는 콘크리트블록(101a)과, 상기 콘크리트블록(101a) 상부에는 구비되는 수평고정판(102a)에 의해 건물에 설치되는 제1케이스모듈(100a), 또는 상기 건물(1000a)의 지반에 인접한 기둥 또는 건물의 최상단에 옥상의 기둥에 다수 개의 앵커볼트(B)로 고정되는 베이스판(101b)과, 상기 베이스판(101b)에서 직각으로 절곡된 제2수평고정판(102b)에 의해 건물에 결합되는 제2케이스모듈(100b) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건물의 지반에 설치되는 지진 감지 센서는 가속도센서(211)이고,상기 건물 최상단 옥상에 설치되는 지진 감지 센서는 기울기센서(212)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블모듈(400)을 통해 센서부(200)에서 측정된 지진 감지 신호, 센서부수용공간의 온도 및 습도에 대한 데이터를 전송받아 분석하는 분석장치(500); 및 상기 분석장치(500)로부터 전송된 분석데이터를 수집하고, 상기 분석데이터를 기관에 제공하는 통합관제서버(600);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분석장치(500)는, 가속도, 속도, 변위, 파워스펙트럼 추출, 응답스펙트럼 추출 및 지진 진도 추출로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 하나 이상의 항목을 분석하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 건물에 설치되는 지진 감지 장치는 센서부가 수용되는 케이스모듈에 단열부를 구비하여 센서부가 구비된 센서부수용공간이 외부의 열에 영향을 받지 않고 항상 일정한 온도를 유지하도록 함으로써 센서부에서 측정되는 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 센서부수용공간으로 공기를 주입하거나 상기 센서부수용공간의 공기를 배출할 수 있는 커넥터모듈을 케이스모듈에 구비하여 센서부수용공간의 온도 및 습도를 항상 일정하게 유지하도록 함으로써 센서부에서 측정되는 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 케이스모듈에 구비된 커넥터모듈에 결합되는 케이블모듈에 전선공, 공기주입공 및 공기배출공을 일체로 형성하여 커넥터모듈과 케이블모듈의 연결만으로 센서부의 전원선 및 신호선, 센서부수용공간으로 공기를 주입하기 위한 공기주입공 및 센서부수용공간의 공기를 배출하는 공기배출공이 서로 연결되도록 함으로써 전원선, 신호선, 공기주입공 및 공기배출공을 설치 공간 확보가 용이할 뿐만 아니라, 전원선, 신호선, 공기주입공 및 공기배출공을 설치하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감지 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1케이스모듈의 설치구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2케이스모듈의 설치구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감지 장치 일부의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감지 장치 일부의 단면 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열부 일부 확대도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터모듈과 케이블모듈을 도시한 사시도 및 상기 커넥터모듈과 케이블모듈을 서로 결합하기 전의 상태를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 커넥터모듈과 케이블모듈이 결합된 상태도 및 상기 케이블모듈을 커넥터모듈에 결합되는 원리를 설명하기 위한 케이블모듈의 단면을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 단면도.
도 10(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도센서의 블록도.
도 10(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기센서의 블록도.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건물에 설치되는 지진 감지 장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감지 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1케이스모듈의 설치구조를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2케이스모듈의 설치구조를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감지 장치 일부의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진 감지 장치 일부의 단면 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 지진 감지 장치(1000)는 케이스모듈(100), 센서부(200), 커넥터모듈(300), 케이블모듈(400), 분석장치(500) 및 통합관제서버(600)를 포함하는 구성일 수 있다.
또한, 상기 케이스모듈(100)은 경우에 따라 한 건물에 단일개 또는 다수개로 구비될 수 있다. 본 발명에 의한 상기 건물(1000a)에 설치되는 지진 감지 장치(1000)는 상기 건물(1000a)의 지반 또는 건물(1000a)의 최상단 옥상에 설치되는 제1케이스모듈(100a) 및 상기 건물(1000a)의 지반에 인접한 기둥(벽면) 또는 건물(1000a)의 최상단에 인접한 기둥(벽면)에 설치되는 제2케이스모듈(100b)을 포함하는 구성일 수 있다.
이때, 상기 제1케이스모듈(100a)은, 상기 건물(1000a) 지반의 바닥면 또는 건물(1000a) 최상단 옥상의 바닥면에 다수 개의 앵커볼트(B)로 고정되는 콘크리트블록(101a)과, 상기 콘크리트블록(101a) 상부에는 구비되는 수평고정판(102a)에 의해 건물에 설치된다.
또한, 상기 제2케이스모듈(100b)은, 상기 건물(1000a)의 지반에 인접한 기둥 또는 건물의 최상단에 옥상의 벽면에 다수 개의 앵커볼트(B)로 고정되는 베이스판(101b)과, 상기 베이스판(101b)에는 구비되는 절곡된 제2수평고정판(102b)에 의해 건물에 설치된다.
도 2를 참조하면, 상기 제1케이스모듈(100a)은 건물(1000a) 지반의 바닥면 또는 건물(1000a) 최상단 옥상의 바닥면에 구비되는 콘크리트블록(101a)에 고정되며, 상기 콘크리트블록(101a) 상부에는 상기 제1케이스모듈(100a)과 결합되는 수평고정판(102a)이 구비되고, 상기 콘크리트블록(101a)은 다수 개의 앵커볼트(B)에 의해 건물(1000a) 지반의 바닥면 또는 건물(1000a) 최상단 옥상의 바닥면에 고정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제2케이스모듈(100b)은 상기 건물(1000a)의 지반에 인접한 기둥(벽면) 또는 건물(1000a)의 최상단에 인접한 기둥(벽면) 일측에 결합되는 베이스판(101b)에 고정되며, 상기 베이스판(101b)의 상단에는 상기 제2케이스모듈(100b)과 결합되는 제2수평고정판(102b)이 상기 베이스판(101b)에서 직각으로 절곡되어 연결되고, 상기 베이스판(101b)은 다수 개의 앵커볼트(B)에 의해 상기 건물(1000a)의 지반에 인접한 기둥(벽면) 또는 건물(1000a)의 최상단에 인접한 기둥(벽면)에 고정될 수 있다.
상기와 같은 설치구조를 통해 상기 제2케이스모듈(100b) 내부에 구비되는 센서부(200)를 상기 건물(1000a)의 지반에 인접한 기둥(벽면) 또는 건물(1000a)의 최상단에 인접한 기둥(벽면)에 고정시킴으로써, 상기 제2케이스모듈(100b)을 매우 안정적인 설치 및 운용이 가능하고, 측정의 정확도를 높일 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 케이스모듈(100)은 상기 케이스모듈(100)을 형성하는 벽체(110)에 의해 내부에 지진 감지 센서(211,212), 온도 센서(220) 및 습도 센서(230)를 포함하는 센서부(200)가 구비되는 센서부수용공간(130)이 형성된다.
상기 케이스모듈(100)의 벽체(110)는 외벽(111)과 내벽(112)으로 이루어지고, 상기 외벽(111)과 내벽(112) 사이에는 이격공간(113)이 형성되며, 상기 이격공간은 센서부수용공간(130)의 온도 및 습도를 일정하게 유지시키기 위한 단열부(120)가 형성된다.
또한, 센서부수용공간(130)은 상기 내벽(112)과 내벽(112) 사이 공간에 형성되며, 상기 센서부수용공간(130)에 지진 감지 센서, 온도 센서 및 습도 센서를 포함하는 센서부(200)가 구비된다.
한편, 상기 케이스모듈(100)은 박스형상으로 도시하지만, 이에 한정하는 것이 아니며, 상기 센서부수용공간(130)에 구비된 센서부(200)를 감싸 보호하면서 벽체(110)의 외벽(111)과 내벽(112) 사이의 이격공간(113)에 형성된 단열부(120)에 유체를 주입 및 순환시킨 후에 외부로 배출할 수 있는 구조, 예컨대 원통 및 다각형상 등의 다양한 구조로 마련될 수 있다. 이때, 상기 유체는 공기 또는 다양한 매개체일 수 있다.
상기 제1케이스모듈(100a) 및 제2케이스모듈(100b)은 상이한 구조가 아니며, 동일한 구조이지만 상기 제1케이스모듈(100a) 및 제2케이스모듈(100b) 내부에 구비되는 상기 센서부(200)가 설치 위치에 따라 서로 다른 센서가 구비될 수 있다.
이때, 상기 제1케이스모듈(100a) 또는 상기 제2케이스모듈(100b) 중 어느 하나가 상기 건물(1000a) 지반의 바닥면 또는 상기 건물(1000a) 지반의 기둥(벽면)에 구비될 경우에는 상기 제1케이스모듈(100a) 또는 상기 제2케이스모듈(100b)에는 제1센서부(200a)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1케이스모듈(100a) 또는 상기 제2케이스모듈(100b) 중 어느 하나가 상기 건물(1000a) 옥상의 바닥면 또는 상기 건물(1000a) 옥상의 기둥(벽면)에 구비될 경우에는 상기 제1케이스모듈(100a) 또는 상기 제2케이스모듈(100b)에는 제2센서부(200b)가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 건물(1000a)의 지반에 설치되는 제1센서부(200a)에 구비되는 지진 감지 센서는 가속도센서(211)일 수 있고, 상기 건물(1000a) 최상단 옥상에 설치되는 상기 제2센서부(200b)에 구비되는 지진 감지 센서는 기울기센서(212)일 수 있다.
이때, 상기 제1센서부(200a) 및 제2센서부(200b)의 배치는 각 센서의 효율을 높이기 위함이며, 경우에 따라서는 변경이 가능할 수도 있다.
상기 단열부(120)에서의 단열은 케이스모듈(100) 외부로부터 유입되는 유체에 의해 이루어지되, 상기 케이스모듈(100)에는 외부로부터 단열부(120)로 유체가 주입되는 주입구(121) 및 단열부(120)로부터 외부로 유체가 배출되는 배출구(122)가 구비될 수 있다. 상기 주입구(121) 및 배출구(122)에는 유체저장부와 열결되는 배관(미도시)이 결합될 수 있다.
상기 주입구(121)는 상기 케이스모듈(100)의 외측벽에 형성되며, 상기 배출구(122)는 상기 케이스모듈(100)의 외측벽에 상기 주입구(121)와 별도로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 주입구(121) 및 배출구(122)는 설치위치는 상기 케이스모듈(100)의 형상에 따라 그 위치가 다양하게 변경이 가능하다.
또한, 상기 단열부(120)에는 상기 센서부수용공간(130)의 온도 및 습도를 일정하게 유지하기 위하여 적정한 온도로 제어된 항온유체가 주입되어 순환하게 된다.
이는, 결국 상기 센서부수용공간(130)의 온도 및 습도를 일정하게 유지하기 위한 것으로 상기 단열부(120)에 의해 외부의 열이 상기 센서부수용공간(130)으로 전달되는 것이 차단될 뿐만 아니라, 상기 센서부수용공간(130)의 온도가 일정하게 유지됨으로 인해 상기 센서부수용공간(130)의 습도도 일정하게 유지될 수 있게 된다.
상기 센서부수용공간(130)의 온도 및 습도가 일정하게 유지됨으로 인해 상기 센서부수용공간(130)에 구비되는 상기 센서부(200)가 항상 일정한 온도 및 습도 상태에서 측정이 이루어지게 되므로 상기 센서부수용공간(130)에 수용된 센서부(200)가 온도 및 습도 변화에 따른 영향을 받지 않게 되고, 이로 인해 센서부(200)를 통해 측정되는 측정값의 오차가 발생하지 않게 되므로써 상기 센서부(200)를 통해 측정되는 측정값의 신뢰도를 높일 수 있게 된다.
즉, 상기 센서부(200)는 온도 및 습도에 따라 동일한 지진의 진동값에도 측정되는 측정값이 서로 상이하여 정확한 지진의 진동값을 측정하는 것이 불가능하게 된다. 이에 본 발명은 정확한 지진의 진동값을 측정하기 위하여 상기 센서부(200)를 수용하는 센서부수용공간(130)이 외부의 온도에 의해 영향을 받지 않도록 상기 케이스모듈(100)의 벽체(110)에 단열부(120)를 구비하여 센서부수용공간(130)의 온도 및 습도를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 하는 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열부(120)의 일부분을 확대한 확대도이다.
도 6을 참조하면, 상기 케이스모듈(100)에는 외부로부터 단열부(120)로 유체가 주입되는 주입구(121) 및 단열부(120)로부터 외부로 유체가 배출되는 배출구(122)가 구비되고, 상기 주입구(121)를 통해 주입된 유체가 단열부(120)를 순환한 후 배출구(122)를 통해 배출되기까지 단열부(120)에는 유로가 형성되되, 단열부(120)에 유로를 형성하기 위해 상기 주입구(121)와 배출구(122)의 영역을 차단하는 차단벽부(123)가 단열부(120) 내부에 마련될 수 있다.
이로 인해, 상기 단열부(120)로 주입되는 유체가 단열부(120)의 유로를 따라 순환한 후 상기 케이스모듈(100)의 외부로 배출되는 유체와 서로 간섭되는 현상을 미연에 방지할 수 있으므로, 유체의 순환과정이 상기 단열부(120)에서 원활히 이루어짐과 동시에 상기 케이스모듈(100)의 항온 효율을 극대시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 단열부(120)에는 상기 유체가 다수 회 굽혀서 순환되도록 유도하는 격벽부(123)가 더 구비되되, 상기 격벽부(123)는 상기 유체가 상기 외벽(111) 및 내벽(112)을 번갈아가며 유도되도록 상기 외벽(111) 및 내벽(112)에 교차로 배치할 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니고, 단열부(120)에서의 단열 효율을 향상시킬 수 있는 다양한 배치구조로 구현할 수도 있다.
본 발명은 상기 센서부(200)를 수용하는 센서부수용공간(130)의 온도 및 습도를 항상 일정하게 유지하기 위하여 구비되는 단열부(120)에 더하여 상기 센서부수용공간(130)으로 직접 공기를 주입하거나 상기 센서부수용공간(130)로부터 공기를 직접 배출할 수 있는 수단을 케이스모듈(100)에 더 구비할 수 있다.
이를 위해, 상기 케이스모듈(100)의 일측벽에는 커넥터모듈(300)이 구비되며, 상기 커넥터모듈(300)은 케이스모듈(100)의 일측벽에 형성된 관통공(115)에 구비될 수 있다.
이를 도 7 내지 도 9를 통해 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터모듈(300)과 케이블모듈(400)을 도시한 사시도 및 상기 커넥터모듈(300)과 케이블모듈(400)을 서로 결합하기 전의 상태를 나타낸 사시도이고, 도 8은 상기 커넥터모듈(300)과 케이블모듈(400)이 결합된 상태도 및 상기 케이블모듈(400)을 커넥터모듈(300)에 결합되는 원리를 설명하기 위한 케이블모듈(400)의 단면을 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 단면도이다.
상기 커넥터모듈(300)은 상기 센서부(200)와 전선 및 신호선으로 연결되는 커넥터(331)가 구비된 전선공(330)과 상기 센서부수용공간(130)로부터 공기를 배출하기 위한 공기배출공(310)과 상기 센서부수용공간(130)으로 공기를 주입하기 위한 공기주입공(320)이 일체로 형성된 형태로 이루어져 있으며, 상기 케이스모듈(100)의 외벽과 내벽에 매립되어 고정된 구조일 수 있다.
이는 케이스모듈(100)에 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)을 별도로 구비함로써 발생되는 설치공간 부족 문제점과 케이스모듈(100)의 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)에 공기배출배관, 공기주입배관 및 전선관을 각각 구비함으로 인해 주변 환경이 혼잡해지는 문제점 등을 해결하고, 상기 케이스모듈(100)에 공기배출배관, 공기주입배관 및 전선관을 결합하는 시간을 단축하여 작업 효율을 향상시키기 위함이다.
상기 커넥터모듈(300)에는 상기 커넥터모듈(300)에 형성된 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)에 각각 대응하는 공기배출공(410), 공기주입공(420) 및 전선공(430)이 일체형으로 형성된 케이블모듈(400)이 결합될 수 있다.
상기 커넥터모듈(300)과 상기 케이블모듈(400)의 결합은 상기 커넥터모듈(300)에 상기 케이블모듈(400)을 끼워 결합할 수 있으며, 결합수단은 다야?? ㄴ결합수단 중에서 선택하여 채용할 수 있다.
또한, 상기 커넥터모듈(300)은 상기 센서부(200)에 전원을 공급하는 전선 및 센서부(200)에서 측정된 신호를 송수신하는 위한 신호선 등과 연결될 수 있다.
또한, 상기 커넥터모듈(300)은 상기 공기주입공(320)과 연통되되, 상기 센서부수용공간(130)에 구비되는 공기주입부(320a)를 구비할 수 있으며, 상기 공기주입부(320a)는 공기배출공(310) 보다 상기 센서부수용공간(130)의 중앙부를 향해 더 도출되어 형성된다. 이는 상기 공기주입공(320)으로 주입되는 공기가 곧바로 공기배출공(310)을 통해 배출되는 것을 방지하기 위함이다.
구체적으로, 상기 센서부수용공간(130) 측의 상기 커넥터모듈(300)의 공기배출공(310) 단부는 케이스모듈(100)의 센서부수용공간(130)을 형성하는 내벽(112)의 내측면과 동일하게 형성되고, 상기 공기주입부(320a)는 상기 센서부수용공간(130)의 중앙부를 향해 도출되어 형성되게 된다.
또한, 상기 공기주입공(320)을 통해 상기 센서부수용공간(130)으로 공기를 주입하면서 상기 공기배출공(310)을 통해 상기 센서부수용공간(130)에서 외부로 공기를 배출할 경우에는, 상기 센서부수용공간(130)의 온도 및 습도에 따라 상기 공기주입공(320)을 통해 주입되는 공기의 압력과 속도 및 상기 공기배출공(310)을 통해 배출되는 공기의 압력과 속도를 서로 상이하도록 제어하여 상기 센서부수용공간(130)의 온도 및 습도가 항상 일정하게 유지도록 할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 커넥터모듈(300)의 외주면에는 상기 케이블모듈(400)과의 결합을 위해 나사부(302)가 형성되며, 상기 나사부(302)가 형성된 상기 커넥터모듈(300)의 내측에는 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)을 구획하여 분할하는 분할판(301)이 형성된다.
상기 커넥터모듈(300)은 상기 분할판(301)에 의해 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)이 구획되되 일체형으로 형성되게 되며, 상기 전선공(330)에는 전선커넥터(331)가 마련될 수 있다.
상기 분할판(301)은 중심부에서 3분할된 분할판(301)이 커넥터모듈(300)의 외주면을 향하여 방사형으로 형성된다.
또한, 상기 방사형으로 형성된 분할판(301)은 상기 커넥터모듈(300)의 단부에서 상기 커넥터모듈(300)의 내측면과 닿지 않도록 형성되되, 상기 커넥터모듈(300)의 단부에서 상기 커넥터모듈(300)의 내측면과 상기 분할판(301)의 외측 단부는 일정한 간격을 이격되어 형성된다. 이때, 상기 일정한 간격은 케이블모듈(400)의 끼움부(402)가 상기 커넥터모듈(300)의 내측면과 상기 분할판(301)의 외측 단부 사이에 끼워질 수 있는 간격이면 충분하다.
또한, 상기 케이블모듈(400)은 일측에 형성된 끼움부(402)에 케이블(450)이 연결되어 형성되되, 상기 끼움부(402)의 외면을 감싸면서 끼움부(402)를 이탈하지 않고 길이방향으로 이동 가능하게 형성된 결합헤드부(440)를 포함하여 구성된다.
도 8을 참조하면, 상기 결합헤드부(440)의 내주면에는 나사산이 형성된 나사결합부(441)가 구비되고, 상기 나사결합부(441)는 상기 커넥터모듈(300)의 나사부(302)와 나사 결합을 통해 케이블모듈(400)을 상기 커넥터모듈(300)에 결합하게 된다.
또한, 상기 끼움부(402)는 내부에 분할판끼움홀(401a)이 형성된 분할판(401)이 형성되며, 상기 분할판에 의해 공기배출공(410), 공기주입공(420) 및 전선공(430)이 구획되되 일체형으로 케이블모듈(400)에 형성되게 되며, 상기 전선공(430)에는 전선커넥터(431)가 마련될 수 있다.
이때, 상기 분할판끼움홀(401a)에는 상기 커넥터모듈(300)의 분할판(301)이 끼움 결합되어 상기 커넥터모듈(300)의 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)에 상기 케이블모듈(400)의 공기배출공(410), 공기주입공(420) 및 전선공(430)이 각각 연통 연결되게 되며, 상기 커넥터모듈(300)의 전선커넥터(331)에 케이블모듈(400)의 전선커넥터(431)가 연결되어 전기 및 신호선이 연결되게 된다.
여기서, 상기 결합헤드부(440)는 상기 끼움부(402)의 외면을 감싸면서 끼움부(402)를 이탈하지 않고 길이방향으로 이동이 가능하도록 끼워져 결합되며, 상기 커넥터모듈(300)의 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)에 상기 케이블모듈(400)의 공기배출공(410), 공기주입공(420) 및 전선공(430)이 각각 대응되도록 상기 커넥터모듈(300)에 상기 케이블모듈(400)을 끼운 후, 상기 결합헤드부(440)의 걸림턱(442) 일면이 상기 끼움부(402)에 형성된 걸림돌기(402b)에 맞닿을 때까지 결합헤드부(440)를 돌려서 상기 케이블모듈(400)을 상기 커넥터모듈(300)에 결합하게 된다.
또한, 상기 끼움부(402)는 상기 걸림돌기(402b)와 맞닿는 면에 실링부재(402a)를 구비하여 상기 커넥터모듈(300)과 상기 케이블모듈(400) 사이에 실링이 이루어지도록 할 수 있는데, 이는 상기 센서부수용공간(130)로 공기를 주입하거나 공기를 배출할 때 상기 커넥터모듈(300)과 상기 케이블모듈(400) 사이에서 공기가 새는 것을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 커넥터모듈(300)은 상기 제1케이스모듈(110) 및 제2케이스모듈(120)에도 동일하게 적용되며, 상기 케이스모듈(100)의 센서부수용공간(130)은 상기 단열부(400)에 의해 일정한 온도로 유지되지만, 습도와 적정온도에 대한 한계가 분명히 있을 수 있다.
따라서, 이러한 한계의 문제점을 극복하고자 상기 건물(1000a)에 설치되는 지진 감지 장치(1000)의 케이스모듈(100)에 상기 커넥터모듈(300)이 구비됨에 따라 상기 센서부수용공간(130)의 내부 공기를 습하지 않도록 하면서 내부 공기의 온도를 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
이로 인해, 상기 센서부(200)는 외부환경에 영향을 최대한 받지 않게 됨에 따라 상기 센서부(200)의 수명이 길어질 뿐만 아니라, 센서부(200)를 통해 측정되는 측정값의 정확도도 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 9는 상기 케이블모듈(400)에 연결되는 케이블(450)의 단면도로 상기 케이블(450)은 케이블모듈(400)과 동일하게 내부에 구비된 분할판(401)에 의해 공기배출공(410), 공기주입공(420) 및 전선공(430)이 형성된다.
즉, 상기 케이블(450)은 원통형으로 형성되며, 단면이 분할판(401)에 의해 3분할된 제1분할공(410a), 제2분할공(420a) 및 제3분할공(430a)으로 분할되고, 상기 제1분할공(410a), 제2분할공(420a) 및 제3분할공(430a)은 각각 공기배출공(410), 공기주입공(420) 및 전선공(430)을 형성하게 된다.
또한, 상기 전선공(430)에는 센서부(200)와 연결되는 전선 및 신호선(432)이 구비되며, 상기 전선 및 신호선(432)은 케이블모듈(400)의 전선커넥터(431)에 연결된다.
아울러, 상기 케이블(450)의 일측은 케이블모듈(400)에 연결되고, 타측은 공기공급부(미도시), 전원공급부(미도시) 및 신호 송수신부(미도시) 등에 각각 연결되어 지진 감지 장치를 구성하게 된다.
도 10(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도센서의 블록도이고, 도 10(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기센서의 블록도이다.
도 10(a) 및 (b)를 참조하면, 상기 가속도센서(211)는 X축, Y축 및 Z축의 3축경사계(211a)를 지니며 임의의 진동 값을 발생하여 진동 및 흔들림을 감지할 수 있다. 여기서, 상기 가속도센서(211)는 MCU(211b, 212b)타입 또는 MEMS(Micro-Electro Mechanical System)에 기반을 둔 제품이 사용될 수 있다.
이를 통해, 상기 가속도센서(211)는 이더넷모듈(211e, 212e) 및 전원공급부(211f, 212f)와 연결되며 통신망(211g, 212g)과 상호교류가 가능할 수 있다.
또한, 상기 가속도센서(211)의 결합방식은 도시되진 않았지만 상기 센서부(300) 내부에 고정 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1센서부(310) 및 제2센서부(320)에는 각각 온도센서(211c, 212c)와 습도센서(211d, 212d)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 온도센서(211c, 212c) 및 습도센서(211d, 212d)는 상기 온도센서(211c, 212c) 및 습도센서(211d, 212d)를 통해 상기 제1센서부(310) 및 제2센서부(320)가 구비된 상기 센서부수용공간(130)의 온도 및 습도가 감지할 수 있다.
상기 기울기센서(212)는 제2센서부(320)에 설치되며 상기 건물(1000a)의 기울기를 측정하는 센서로써, 2축경사계(212a)가 적용될 수 있다.
또한, 상기 기울기센서(212)의 결합방식은 도시되진 않았지만 상기 센서부(300) 내부에 고정 결합될 수 있다. 여기서, 상기 기울기센서(212)는 MCU(211b, 212b)타입 또는 MEMS(Micro-Electro Mechanical System)에 기반을 둔 제품이 사용될 수 있다.
이를 통해, 상기 기울기센서(212)는 이더넷모듈(211e, 212e) 및 전원공급부(211f, 212f)와 연결되며 통신망(211g, 212g)과 상호교류가 가능할 수 있다.
한편, 상기 가속도센서(211), 기울기센서(212), 온도센서(211c, 212c) 및 습도센서(211d, 212d)에 의해 수집된 데이터는 상기 통신망(211g, 212g)을 통해 상기 분석장치(500)로 전송될 수 있다.
여기서, 통신망(211g, 212g)은 케이블방송망, 이동통신망(211g, 212g), 유무선 인터넷 통신망(211g, 212g), 사물인터넷망 등이 적절하게 선택/조합되어 이용될 수 있다.
상기 분석장치(500)는 상기 가속도센서(211) 및 기울기센서(212)로부터 입력된 지진데이터를 이용하여 분석 알고리즘을 통해 지진가속도의 동특성 분석을 수행하여 지진 감지를 판단하고 다양한 모니터링 정보를 제공할 수 있다.
또한, 상기 온도센서(211c, 212c) 및 습도센서(211d, 212d)는 상기 제1센서부(310) 및 제2센서부(320)가 구비된 상기 센서부수용공간(130)의 온도 및 습도 데이터를 상기 분석장치(500)로 전달될 수 있다.
또한, 상기 분석장치(500)는 상기 온도 및 습도 데이터를 분석하여 상기 커넥터모듈(300)로 주입되거나 상기 커넥터모듈(300)에서 배출되는 공기의 온도 및 습도를 제어할 수 있다.
상기 통합관제서버(600)는 상기 분석장치(500)로부터 전송된 분석데이터를 수집하고, 상기 분석데이터를 기관에 제공할 수 있다. 상기 기관이라 함은 건물 안전관리 데이터를 필요로 하는 정부기관 또는 연구소 등의 서버에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 건물(1000a)에 설치되는 지진 감지 장치(1000)는 센서부가 수용되는 케이스모듈(100)에 단열부(120)를 구비하여 센서부(200)가 구비된 센서부수용공간(130)이 외부의 열에 영향을 받지 않고 항상 일정한 온도를 유지하도록 함으로써 센서부(200)에서 측정되는 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 센서부수용공간(130)으로 공기를 주입하거나 상기 센서부수용공간의 공기를 배출할 수 있는 커넥터모듈(300)을 케이스모듈에 구비하여 센서부수용공간의 온도 및 습도를 항상 일정하게 유지하도록 함으로써 센서부에서 측정되는 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 케이스모듈에 구비된 커넥터모듈에 결합되는 케이블모듈(400)에 전선공(430), 공기주입공(420) 및 공기배출공(410)을 일체로 형성하여 커넥터모듈과 케이블모듈의 연결만으로 센서부의 전원선 및 신호선, 센서부수용공간으로 공기를 주입하기 위한 공기주입공 및 센서부수용공간의 공기를 배출하는 공기배출공이 서로 연결되도록 함으로써 전원선, 신호선, 공기주입공 및 공기배출공을 설치 공간 확보가 용이할 뿐만 아니라, 전원선, 신호선, 공기주입공 및 공기배출공을 설치하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1000: 건물에 설치되는 지진 감지 장치 1000a: 건물
100: 케이스모듈 100a: 제 1 케이스모듈
100b: 제 2 케이스모듈 101a: 콘크리트블록
101b: 베이스판 102a: 수평고정판
102b: 제 2 수평고정판 111: 외벽
12: 내벽 113: 이격공간
115: 관통공 120: 단열부
121 : 주입구 122 : 배출구
123: 격벽부 124: 차단벽부
130: 센서부수용공간 200: 센서부
200a: 제1센서부 200b: 제2센서부
211: 가속도센서 211a: 3축경사계
211b: MCU 211c: 온도센서
211d: 습도센서 211e: 이더넷모듈
211f: 전원공급부 211g: 통신망
212: 기울기센서 212a: 2축경사계
212b: MCU 212c: 온도센서
212d: 습도센서 212e: 이더넷모듈
212f: 전원공급부 212g: 통신망
300: 커넥터모듈 301: 분할판
302: 나사부 310: 공기배출공
320: 공기주입공 320a: 공기주입부
330: 전선공 331: 전선커넥터
331a: 전선부 400: 케이블모듈
401: 분할판 401a: 분할판끼움홀
402: 끼움부 402a: 실링부재
402b: 걸림돌기 410: 공기배출공
410a: 제1분할공 420: 공기주입공
420a: 제2분할공 430: 전선공
430a: 제3분할공 431: 전선커넥터
440: 결합헤드부 441: 나사결합부
442: 걸림턱 450: 케이블
500 : 분석장치 600: 통합관제서버
B: 앵커볼트

Claims (9)

  1. 내부에 지진 감지 센서, 온도 센서 및 습도 센서를 포함하는 센서부(200)가 구비되는 센서부수용공간(130)이 형성된 케이스모듈(100);
    상기 케이스모듈(100)의 일측벽에 형성된 관통공(115)에 구비되되, 상기 센서부와 전선 및 신호선으로 연결되는 커넥터모듈(300);
    상기 커넥터모듈(300)에 착탈 가능하게 결합되는 케이블모듈(400);을 포함하고,
    상기 커넥터모듈(300)에는,
    공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)이 일체형으로 구성되되,
    상기 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)은 분할판(301)에 의해 구분되는 것을 특징으로 하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    케이스모듈(100)의 벽체(110)는 외벽(111)과 내벽(112)으로 형성되되,
    상기 외벽(111)과 내벽(112) 사이의 이격공간(113)에는 단열부(120)가 형성되어, 상기 센서부수용공간(130)의 공기가 일정한 온도 및 습도로 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 케이블모듈(400)에는,
    상기 커넥터모듈(300)의 공기배출공(310), 공기주입공(320) 및 전선공(330)에 각각 대응하는 공기배출공(410), 공기주입공(420) 및 전선공(430)이 일체형으로 구성되되,
    상기 공기배출공(410), 공기주입공(420) 및 전선공(430)은 분할판(401)에 의해 구분되는 것을 특징으로 하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단열부(120)에서의 단열은 케이스모듈(100) 외부로부터 유입되는 유체에 의해 이루어지되,
    상기 케이스모듈(100)에는 외부로부터 단열부(120)로 유체가 주입되는 주입구(121) 및 단열부(120)로부터 외부로 유체가 배출되는 배출구(122)가 구비되는 것을 특징으로 하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단열부(120)에는,
    상기 유체가 다수 회 굽혀서 순환되도록 유도하는 격벽부(123)가 더 구비되되,
    상기 격벽부(123)는 상기 유체가 상기 외벽(111) 및 내벽(112)을 번갈아가며 유도되도록 상기 외벽(111) 및 내벽(112)과 교차로 배치되는 것을 특징으로 하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이스모듈(100)은,
    건물(1000a) 지반의 바닥면 또는 건물(1000a) 최상단 옥상의 바닥면에 다수 개의 앵커볼트(B)로 고정되는 콘크리트블록(101a)과, 상기 콘크리트블록(101a) 상부에는 구비되는 수평고정판(102a)에 의해 건물에 설치되는 제1케이스모듈(100a),
    또는 상기 건물(1000a)의 지반에 인접한 기둥 또는 건물의 최상단에 옥상의 기둥에 다수 개의 앵커볼트(B)로 고정되는 베이스판(101b)과, 상기 베이스판(101b)에서 직각으로 절곡된 제2수평고정판(102b)에 의해 건물에 결합되는 제2케이스모듈(100b) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 건물의 지반에 설치되는 지진 감지 센서는 가속도센서(211)이고,
    상기 건물 최상단 옥상에 설치되는 지진 감지 센서는 기울기센서(212)인 것을 특징으로 하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이블모듈(400)을 통해 센서부(200)에서 측정된 지진 감지 신호, 센서부수용공간의 온도 및 습도에 대한 데이터를 전송받아 분석하는 분석장치(500); 및
    상기 분석장치(500)로부터 전송된 분석데이터를 수집하고, 상기 분석데이터를 기관에 제공하는 통합관제서버(600);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분석장치(500)는,
    가속도, 속도, 변위, 파워스펙트럼 추출, 응답스펙트럼 추출 및 지진 진도 추출로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 하나 이상의 항목을 분석하는 것을 특징으로 하는 건물에 설치되는 지진 감지 장치.
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