KR102633529B1 - Sensor for Detecting Filling Status of Concrete and Measuring Moisture Change of Concrete with Time Elapse - Google Patents
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Abstract
[과제] 본 발명은, 콘크리트 구조물의 표면 내부로부터 일정 범위의 깊이에 이르는 영역까지의 충전된 콘크리트의 충전 유무 상태나 균열, 나아가 충전된 콘크리트의 수분 경시 변화 상태를, 간이·신속하게, 정확히 검지할 수 있고, 콘크리트 건축물 등의 내구성 평가에 매우 유용하고, 게다가 간이하게 측정 조작할 수 있도록 구성한 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서를 제공하는 것이다.
[해결수단] 본 발명의 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서는, 외주로부터 내주에 걸쳐 절연부를 사이에 두면서 소정 피치로 나란히 설치한 복수의 파이프 금속부(3)를 구비하고, 측정 대상물인 콘크리트 구조체 내에 복수의 파이프 금속부의 영역을 매립하여 측정용 신호를 토대로 복수의 파이프 금속부 사이의 주변에 콘크리트(22)의 충전 상태 또는 콘크리트의 수분 경시 변화 상태에 대응하는 정전 용량을 가진 콘덴서 영역을 형성하는 통 모양의 파이프(2)와, 파이프 내에 삽입 가능하게 형성됨과 아울러, 외주부에 파이프 금속부와 동일 피치이고, 또한, 파이프 금속부보다 적은 개수로 이루어지는 복수의 센서 전극(12)을 구비하여, 파이프 내에 임의 깊이로 삽입한 상태에서 복수의 센서 전극을 대응하는 복수의 파이프 금속부에 개별적으로 접촉시켜서, 복수의 센서 전극으로부터 대응하는 복수의 파이프 금속부로의 측정용 신호의 공급과, 콘덴서 영역의 정전 용량에 따른 검지 신호를 검지하여 출력하는 봉 모양의 센서체(11)를 가지는 것이다.[Problem] The present invention simply, quickly, and accurately detects the state of filling or cracking of filled concrete from the inside of the surface of a concrete structure to an area reaching a certain range of depth, as well as the state of change in moisture of the filled concrete over time. The aim is to provide a sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time, which is very useful for evaluating the durability of concrete buildings, etc., and is configured so that it can be easily measured and operated.
[Solution] The sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time of the present invention is provided with a plurality of pipe metal parts 3 arranged side by side at a predetermined pitch from the outer circumference to the inner circumference with an insulating part in between, and the measurement object is A plurality of pipe metal areas are buried in the concrete structure, and a condenser area with a capacitance corresponding to the state of charge of the concrete 22 or the state of change in moisture of the concrete over time is created around the plurality of pipe metal parts based on the signal for measurement. It is provided with a cylindrical pipe 2 and a plurality of sensor electrodes 12 that are formed to be insertable into the pipe and have the same pitch as the pipe metal portion on the outer circumference and are made in a smaller number than the pipe metal portion. In a state where the plurality of sensor electrodes are inserted at an arbitrary depth in the pipe, the plurality of sensor electrodes are individually brought into contact with the corresponding plurality of pipe metal parts, and the signal for measurement is supplied from the plurality of sensor electrodes to the corresponding plurality of pipe metal parts, and the condenser region. It has a rod-shaped sensor body 11 that detects and outputs a detection signal according to the capacitance.
Description
본 발명은, 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분(水分) 경시(시간 경과) 변화 측정용 센서에 관한 것이며, 상세하게는, 콘크리트 구조물의 표면의 내부로부터 일정 범위의 깊이에 이르는 영역까지의 충전된 콘크리트의 충전 유무 상태나 균열, 나아가 충전된 콘크리트의 수분 경시 변화 상태를, 간이ㆍ신속하게, 정확하게 검지할 수 있고, 콘크리트 건축물 등의 내구성 평가에 매우 유용하며, 게다가, 용이하게 측정 조작할 수 있도록 구성한 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time, and more specifically, to the filling of filled concrete from the inside of the surface of a concrete structure to an area reaching a certain range of depth. Concrete filling is designed to be able to simply, quickly and accurately detect the presence or absence of cracks, as well as changes in the moisture content of the filled concrete over time, and is very useful in evaluating the durability of concrete buildings, etc. Moreover, it is designed to be easily measured and operated. This relates to sensors for detecting and measuring changes in moisture over time.
종래, 콘크리트는 현대 건축 분야에서, 빌딩 등의 골조나 주택의 기초부 등의 건축물에의 이용에 빠질 수 없는 것이다.Conventionally, concrete has been indispensable in the field of modern architecture for its use in structures such as the framework of buildings and the foundations of houses.
건축물의 신설시에는 거푸집(형틀)으로 콘크리트의 충전이 불가결하며, 그때, 올바르게 충전되어 있는지를 파악하는 것은 공사의 품질 관리상 매우 중요하다고 말할 수 있다.When constructing a new building, filling the concrete with the formwork is essential, and it can be said that it is very important for quality control of the construction to determine whether the filling is done correctly.
또한, 종래에 있어서는, 기설(旣設) 건축물의 유지 관리에 있어서, 건축물의 내구성은 「타음(打音) 검사」나 「코어 빼기」 등의 수법에 의한 압축 강도나, 중성화 깊이에 의해 평가되고 있다.In addition, conventionally, in the maintenance and management of existing buildings, the durability of the building is evaluated by compressive strength and neutralization depth using methods such as "percussion test" and "core removal". there is.
특히, 콘크리트 중의 수분은, 중성화 속도에 영향을 주기 때문에, 간접적으로 내구연수(耐久年數)에 영향을 주는 외에, 균열이나 투기(透氣) 계수에의 측정에도 관계가 있기 때문에, 경시적인 내구성 평가에는 수분 측정을 병용하는 것이 유용하다.In particular, since moisture in concrete affects the neutralization rate, it indirectly affects the durability, and is also related to measurements of cracks and air permeability coefficients, so it is evaluated over time for durability. It is useful to use moisture measurement in combination.
건축물의 내구성ㆍ수명을 더 정확하게 파악하기 위하여, 예를 들면 콘크리트 벽면 등에 있어서의 콘크리트의 충전 상태, 수분 상태, 수분값 경사 상태를 타설(打設)시에서부터 타설 후까지 경시적으로 측정ㆍ관측하는 것이 강력히 요청된다.In order to more accurately determine the durability and lifespan of a building, for example, the filling state, moisture state, and moisture value slope state of concrete on a concrete wall, etc. are measured and observed over time from the time of pouring to after pouring. This is strongly requested.
특허문헌 1에는, 검지 대상물에 접하는 구조물의 벽면으로부터 검지 대상물측으로 거의 돌출하지 않도록 벽면에 전극면을 거의 병행시켜서 배치한 한 쌍의 전극으로 이루어지는 전극부와, 그 전극부의 한 쌍의 전극으로 구성되는 콘덴서 영역을 검지 영역으로 하고, 검지 영역 내에 존재하는 수분량으로 결정되는 정전(靜電) 용량값을 검지하는 용량 검지 회로와, 용량 검지 회로로부터 출력되는 검지된 정전 용량값에 상당하는 값의 전기량을 출력하는 출력부로 이루어지는 구성의 정전 용량식 수분 센서가 개시되어 있다.In Patent Document 1, an electrode portion consisting of a pair of electrodes arranged with electrode surfaces substantially parallel to the wall so that they do not protrude from the wall of the structure in contact with the detection object toward the detection object, and a pair of electrodes in the electrode portion. A capacitance detection circuit that uses the condenser area as a detection area to detect an electrostatic capacity value determined by the amount of moisture present in the detection area, and outputs an electric quantity equivalent to the detected electrostatic capacity value output from the capacity detection circuit. A capacitive moisture sensor consisting of an output unit that performs the following is disclosed.
그러나 특허문헌 1의 정전 용량식 수분 센서의 경우, 전극부를, 검지 대상물에 접하는 구조물의 벽면으로부터 검지 대상물측으로 거의 돌출하지 않도록 벽면에 전극면을 거의 병행시켜서 배치한 한 쌍의 전극으로 이루어지는 구성으로 하고, 그 전극부의 한 쌍의 전극으로 구성되는 콘덴서 영역을 수분량의 검지 영역으로 하는 것이며, 이 때문에, 구조물의 벽면 근방으로밖에 콘덴서 영역, 따라서 수분량의 검지 영역을 형성할 수 없는 것으로 추정된다.However, in the case of the capacitive moisture sensor of Patent Document 1, the electrode portion is composed of a pair of electrodes arranged with the electrode surfaces almost parallel to the wall so that the electrode portion does not protrude from the wall of the structure in contact with the detection object to the detection object side. , the condenser area composed of a pair of electrodes of the electrode part is used as the moisture content detection area, and for this reason, it is presumed that the condenser area, and therefore the moisture detection area, can only be formed near the wall of the structure.
본 발명은, 상기 종래의 사정을 감안하여 개발된 것이며, 콘크리트 구조물의 표면의 내부 근방 영역은 물론이고, 콘크리트 표면으로부터 일정 범위로 어느 정도의 깊이에 이르는 영역까지의 콘크리트의 충전 탐지나 수분의 경시 변화를, 간이·신속하게, 정확하게 검지할 수 있으며, 콘크리트 건축물 등의 내구성 평가에 매우 유용하고, 게다가 간단·용이하게 측정 조작할 수 있도록 구성한 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서를 제공하는 것이다.The present invention was developed in consideration of the above-described conventional circumstances, and detects filling of concrete and moisture over time in the area near the inside of the surface of the concrete structure as well as in the area reaching a certain depth in a certain range from the concrete surface. We provide a sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time that can detect changes simply, quickly, and accurately, is very useful in evaluating the durability of concrete buildings, etc., and is configured to enable simple and easy measurement operation. .
본 발명의 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서는, 외주(外周)에서부터 내주에 걸쳐 절연부를 사이에 두면서 소정 피치로 나란히 설치(列設)한 복수의 파이프 금속부를 구비하고, 측정 대상물인 콘크리트 구조체 내에 상기 복수의 파이프 금속부 영역을 매립하여 측정용 신호를 토대로 상기 복수의 파이프 금속부 사이의 주변으로 콘크리트의 충전 상태 또는 콘크리트의 수분 경시 변화 상태에 대응하는 정전 용량을 가진 콘덴서 영역을 형성하는 통(筒) 모양의 파이프와, 상기 파이프 내에 삽입 가능하게 형성됨과 아울러, 외주부에 상기 파이프 금속부와 동일 피치이고, 또한, 상기 파이프 금속부보다 적은 개수로 이루어지는 복수의 센서 전극을 구비하며, 상기 파이프 내에 임의 깊이로 삽입한 상태에서 복수의 센서 전극을 대응하는 복수의 파이프 금속부에 개별적으로 접촉시켜, 상기 복수의 센서 전극으로부터 대응하는 복수의 파이프 금속부로의 측정용 신호의 공급과, 상기 콘덴서 영역의 정전 용량에 따른 검지 신호를 검지하여 출력하는 봉(棒) 모양의 센서체를 가지며, 상기 센서체에 의해 검지하는 검지 신호에 의해 이 센서체의 센서 전극 삽입 위치의 주변 영역에 있어서의 콘크리트의 충전 상태 또는 콘크리트의 수분 경시 변화에 따른 수분 상태를 측정 가능하게 한 것을 가장 주요한 특징으로 한다.The sensor for detecting concrete filling and measuring changes over time in moisture of the present invention includes a plurality of pipe metal parts arranged side by side at a predetermined pitch from the outer circumference to the inner circumference with an insulating part interposed therebetween, and includes concrete as the measurement object. By embedding the plurality of pipe metal parts in the structure, a condenser area with a capacitance corresponding to the state of charge of the concrete or the state of change in moisture of the concrete over time is formed around the plurality of pipe metal parts based on the signal for measurement. It is provided with a tubular pipe and a plurality of sensor electrodes that are formed to be insertable into the pipe, have the same pitch as the pipe metal portion and are smaller in number than the pipe metal portion, on the outer circumference of the pipe. A plurality of sensor electrodes are individually brought into contact with a plurality of corresponding pipe metal parts in a state of being inserted at an arbitrary depth into the pipe, a signal for measurement is supplied from the plurality of sensor electrodes to the corresponding plurality of pipe metal parts, and the condenser is It has a rod-shaped sensor body that detects and outputs a detection signal according to the electrostatic capacitance of the area, and the detection signal detected by the sensor body causes the concrete in the surrounding area of the sensor electrode insertion position of this sensor body. The most important feature is that it is possible to measure the state of filling or the moisture state of concrete according to changes in moisture over time.
청구항 1 기재의 발명에 따르면, 한 세트(一組)의 파이프와 센서체의 조합으로 이루어지는 간략 구성을 토대로, 콘크리트 구조물의 표면의 내부로부터 일정 범위의 깊이에 이르는 영역까지의 충전된 콘크리트의 충전 유무 상태나 균열, 나아가 충전 콘크리트의 수분 경시 변화 상태를, 간이·신속하게, 정확하게 검지할 수 있으며, 콘크리트 건축물 등의 내구성 평가에 매우 유용하고, 게다가 간이하게 측정 조작할 수 있도록 한 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서를 실현하여 제공할 수 있다.According to the invention described in claim 1, based on a simple configuration consisting of a combination of a set of pipes and a sensor body, the presence or absence of filled concrete from the inside of the surface of the concrete structure to an area reaching a certain range of depth. Concrete filling detection and moisture content can be used to easily, quickly, and accurately detect conditions, cracks, and changes in the moisture content of filled concrete over time. It is very useful in evaluating the durability of concrete buildings, etc., and can be easily measured. A sensor for measuring changes over time can be realized and provided.
청구항 2 기재의 발명에 따르면, 3개 이상의 복수 개의 파이프 금속부를 구비하는 파이프와, 3개의 센서 전극을 구비하는 센서체의 조합에 따른 한 세트로 이루어지는 간략 구성을 토대로, 청구항 1 기재의 발명과 마찬가지로, 콘크리트 구조물의 표면의 내부로부터 일정 범위의 깊이에 이르는 영역까지의 충전된 콘크리트의 충전 유무 상태나 균열, 나아가 충전된 콘크리트의 수분 경시 변화 상태를, 간이·신속하게, 정확하게 검지할 수 있고, 콘크리트 건축물 등의 내구성 평가에 매우 유용하며, 게다가 간단·용이하게 측정 조작할 수 있도록 한 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서를 실현하여 제공할 수 있다.According to the invention described in claim 2, the same as the invention described in claim 1, based on a simple configuration consisting of a set based on a combination of a pipe having three or more pipe metal parts and a sensor body having three sensor electrodes, It is possible to simply, quickly, and accurately detect the state of filling or cracks in filled concrete from the inside of the surface of a concrete structure to an area reaching a certain range of depth, as well as the change in moisture content of the filled concrete over time. It is very useful in evaluating the durability of buildings, etc., and it is also possible to realize and provide a sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time that allows for simple and easy measurement and operation.
청구항 3 기재의 발명에 따르면, 상기 청구항 １ 또는 2에 기재된 센서체의 외주부에, 상기 센서 전극의 콘크리트 구조체 내에의 삽입 깊이의 기준이 되는 눈금부를 설치하고 있으므로, 콘크리트 충전 유무 상태 등의 검지 영역의 깊이의 특정이 용이해져, 콘크리트 건축물 등의 내구성 평가의 정확성 향상에 이바지할 수 있는 상기 청구항 １ 또는 2의 콘크리트 충전 탐지·수분 경시 변화 측정용 센서를 실현하여 제공할 수 있다.According to the invention described in claim 3, a scale that serves as a standard for the insertion depth of the sensor electrode into the concrete structure is provided on the outer periphery of the sensor body described in claim 1 or 2, so that the detection area such as the presence or absence of concrete filling is provided. It is possible to realize and provide a sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to claim 1 or 2 above, which makes depth specification easier and can contribute to improving the accuracy of durability evaluation of concrete buildings, etc.
청구항 4 기재의 발명에 따르면, 상기 청구항 3에 기재된 파이프의 외주부에, 이 파이프를 콘크리트 구조체 내에 삽입한 때에 해당 파이프의 콘크리트 구조체 내에의 삽입 깊이의 기준이 되는 눈금부를 설치하고 있으므로, 이러한 상태 아래에서, 외주에 눈금부를 구비한 센서체를 해당 파이프 내에 삽입하면, 콘크리트 구조체 내의 임의의 위치를 검지하고 싶은 경우, 파이프와 센서체의 각 눈금부를 공제하는 것에 의해, 콘크리트 충전 유무 상태 등의 임의 위치의 검지 영역의 깊이의 특정(特定)이 한층 용이해져, 콘크리트 건축물 등의 내구성 평가의 정확성 향상에 한층 이바지할 수 있는 상기 청구항 3에 기재된 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서를 실현하여 제공할 수 있다.According to the invention described in claim 4, a scale is provided on the outer periphery of the pipe described in claim 3, which serves as a standard for the insertion depth of the pipe into the concrete structure when the pipe is inserted into the concrete structure. Therefore, under this condition, By inserting a sensor body with a scale on the outer periphery into the pipe, if you want to detect an arbitrary position within the concrete structure, you can detect the arbitrary position such as the presence or absence of concrete filling by deducting each scale of the pipe and the sensor body. It is possible to realize and provide a sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time as described in claim 3 above, which makes it easier to specify the depth of the detection area and can further contribute to improving the accuracy of durability evaluation of concrete buildings, etc. there is.
청구항 5 기재의 발명에 따르면, 상기 청구항 １ 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 센서체의 센서 전극을, 상기 파이프의 파이프 금속부의 내주에 압접(壓接)하는 탄성을 가지는 구조로 하고 있으므로, 센서 전극, 파이프 금속부 사이의 전기적 접속을 확실하게 하여, 측정용 신호, 검지 신호의 신호 전송을 확실하게 실행해서, 측정의 정확성을 기할 수 있는 상기 청구항 １ 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 콘크리트 충전 탐지·수분 경시 변화 측정용 센서를 실현하여 제공할 수 있다.According to the invention according to claim 5, the sensor electrode of the sensor body according to any one of claims 1 to 4 is structured to have elasticity to be press-welded to the inner periphery of the pipe metal portion of the pipe, so that the sensor electrode , Concrete filling detection according to any one of claims 1 to 4 above, which ensures accurate electrical connection between pipe metal parts, ensures signal transmission of measurement signals and detection signals, and ensures measurement accuracy. A sensor for measuring changes in moisture over time can be realized and provided.
청구항 6 기재의 발명에 따르면, 상기 청구항 １ 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 파이프의 파이프 금속부를, 원환(圓環) 모양, 반원환(半圓環) 모양, 또는 상기 센서체의 센서 전극이 접촉 가능한 크기로 외주부가 파이프의 외주와 면일(面一) 한 타원체 모양 중 어느 하나의 형상으로 형성하고 있으므로, 파이프 금속부로부터의 전계(電界)의 비산 범위를 억제하여 주위의 철근 등의 금속부의 영향을 받기 어렵게 하는 것이 가능해짐과 아울러, 벽면 등의 깊이마다 수분 경사를 파악할 수도 있는 상기 청구항 １ 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서를 실현하여 제공할 수 있다.According to the invention according to claim 6, the pipe metal part of the pipe according to any one of claims 1 to 5 is in a circular shape, a semi-circular shape, or a sensor electrode of the sensor body is contacted. Since the outer periphery is formed in one of the shapes of an ellipsoid that is flush with the outer periphery of the pipe as much as possible, the scattering range of the electric field from the metal part of the pipe is suppressed and the influence of metal parts such as surrounding reinforcing bars is suppressed. In addition to making it difficult to receive moisture, it is possible to realize and provide a sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to any one of claims 1 to 5 above, which can determine the moisture gradient at each depth of a wall, etc.
[도 1] 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서의 파이프 및 센서체를 나타내는 개략 사시도이다.
[도 2] 도 2는 본 실시예에 있어서의 파이프의 외경 및 내경의 치수, 파이프의 길이, 파이프 금속부, 파이프 수지부의 치수의 일례를 나타내는 설명도이다.
[도 3] 도 3은 본 실시예에 있어서의 센서체의 외경 치수, 센서 전극의 직경, 센서 전극의 배열 피치의 일례를 나타내는 설명도이다.
[도 4] 도 4는 본 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서에 의한 측정 대상물의 측정 상태에 있어서의 배치 태양(態樣)을 개략 단면으로 나타내는 도면이다.
[도 5] 도 5는 본 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서의 전체 구성, 및 측정 대상물인 콘크리트의 충전 상태에서의 수분 측정 원리를 나타내는 개략 설명도이다.
[도 6] 도 6은 본 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서에 의한 콘크리트 미충전 상태에서의 수분 측정 상태를 나타내는 개략 설명도이다.
[도 7] 도 7은 본 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서에 있어서의 파이프의 다른 예를 나타내는 개략 사시도이다.
[도 8] 도 8은 본 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서에 있어서의 파이프의 또 다른 예를 나타내는 개략 사시도이다.[Figure 1] Figure 1 is a schematic perspective view showing the pipe and sensor body of a sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to an embodiment of the present invention.
[FIG. 2] FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the dimensions of the outer diameter and inner diameter of the pipe, the length of the pipe, the pipe metal portion, and the pipe resin portion in this embodiment.
[FIG. 3] FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the outer diameter dimension of the sensor body, the diameter of the sensor electrode, and the array pitch of the sensor electrode in this embodiment.
[FIG. 4] FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the arrangement in the measurement state of the measurement object by the sensor for detecting concrete filling and measuring change in moisture over time according to the present embodiment.
[Figure 5] Figure 5 is a schematic diagram showing the overall configuration of the sensor for detecting concrete filling and measuring change in moisture over time according to this embodiment, and the principle of measuring moisture in the filled state of concrete, which is a measurement object.
[Figure 6] Figure 6 is a schematic diagram showing the state of moisture measurement in an unfilled state of concrete by a sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to this embodiment.
[FIG. 7] FIG. 7 is a schematic perspective view showing another example of a pipe in the sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to this embodiment.
[FIG. 8] FIG. 8 is a schematic perspective view showing another example of a pipe in the sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to this embodiment.
본 발명은, 콘크리트 구조물의 표면의 내부 근방 영역은 물론이고, 콘크리트 표면으로부터 일정 범위로 어느 정도의 깊이에 이르는 영역까지의 콘크리트의 충전 탐지나 수분의 경시 변화를 측정 가능한 간략 구성의 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서를 실현하여 제공한다는 목적을, 외주로부터 내주에 걸쳐 절연부를 사이에 두면서 소정 피치로 나란히 설치한 3개보다 많은 복수 개의 파이프 금속부를 구비하고, 측정 대상물인 콘크리트 구조체 내에 상기 복수의 파이프 금속부 영역을 매립하여 측정용 신호를 토대로 상기 복수의 파이프 금속부 사이의 주변에 콘크리트의 충전 상태 또는 콘크리트의 수분 경시 변화 상태에 대응하는 정전 용량을 가진 콘덴서 영역을 형성하는 통 모양의 파이프와, 상기 파이프 내에 삽입 가능하고, 또한, 상기 파이프보다 길게 형성됨과 아울러, 외주부에 상기 파이프 금속부와 동일 피치이고, 또한, 상기 파이프 금속부보다 적은 개수인 3개의 센서 전극을 구비하며, 상기 파이프 내에 임의 깊이로 삽입한 상태에서 3개의 센서 전극을 대응하는 3개의 파이프 금속부에 개별적으로 접촉시켜, 상기 3개의 센서 전극으로부터 대응하는 3개의 파이프 금속부로의 측정용 신호의 공급과, 상기 콘덴서 영역의 정전 용량에 따른 검지 신호를 검지하여 출력하는 봉 모양의 센서체와, 상기 센서체의 3개의 센서 전극을 거쳐 상기 파이프의 파이프 금속부로 측정 신호를 공급함과 아울러, 상기 센서체에 의해 검지하는 검지 신호를 받아들여, 상기 센서체의 3개의 센서 전극 삽입 위치의 주변 영역에 있어서의 콘크리트의 충전 상태 또는 콘크리트의 수분 경시 변화에 따른 수분 상태를 측정하는 수분 측정 처리 수단을 가지는 구성에 의해 실현했다.The present invention is a simple structure for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time, not only in the area near the surface of the concrete structure, but also in the area from the concrete surface to a certain depth in a certain range. For the purpose of realizing and providing a sensor for measuring changes in moisture over time, a plurality of pipe metal parts, more than three, are installed side by side at a predetermined pitch from the outer circumference to the inner circumference with an insulating part in between, and the plurality of pipe metal parts are installed in a concrete structure that is a measurement object. A cylindrical pipe that buries the area of the pipe metal part and forms a condenser area with a capacitance corresponding to the state of charge of the concrete or the state of change in moisture of the concrete over time around the plurality of pipe metal parts based on the signal for measurement. and three sensor electrodes that can be inserted into the pipe, are formed to be longer than the pipe, and have the same pitch as the pipe metal portion on the outer circumference and are smaller in number than the pipe metal portion, and the pipe Three sensor electrodes are individually brought into contact with the corresponding three pipe metal parts while being inserted at an arbitrary depth within the sensor electrode, and a signal for measurement is supplied from the three sensor electrodes to the corresponding three pipe metal parts, and the condenser area is supplied. A rod-shaped sensor body that detects and outputs a detection signal according to the capacitance of the sensor body, supplies a measurement signal to the pipe metal part of the pipe through three sensor electrodes of the sensor body, and detects by the sensor body. This was achieved by a configuration having a moisture measurement processing means that receives a signal and measures the filling state of concrete in the area surrounding the three sensor electrode insertion positions of the sensor body or the moisture state according to changes in the moisture of the concrete over time.
[실시예][Example]
이하, 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서에 관해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 측정 대상물인 건축물에 있어서의 콘크리트(22)를 충전한 골조(21)에 장전하는(매립하는) 금속ㆍ수지 복합제로 이루어지는 예를 들면 바닥이 있는 원통 모양의 파이프(2)와, 상기 파이프(2)의 개구부로부터 이 파이프(2) 내에 삽입하여 상기 골조(21)에 있어서의 콘크리트(22)의 충전 탐지나 수분 경시 변화를 검지하여 검지 신호를 얻는 정전 용량식이고 환봉(丸棒) 모양인 센서체(11)와, 상기 센서체(11)의 후단에 전기 케이블(15)을 통해 접속됨과 아울러, 상기 검지 신호를 토대로 상기 콘크리트(22)의 충전 상태 또는 콘크리트(22)의 수분 경시 변화 상태에 따른 수분 상태를 측정하는 수분 측정 처리 수단(10)을 가지고 있다.As shown in FIG. 1, the sensor 1 for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to the present embodiment is loaded (embedded) into a frame 21 filled with concrete 22 in a building that is a measurement object. a cylindrical pipe 2 with a bottom, for example, made of a metal/resin composite, and a concrete 22 in the frame 21 that is inserted into the pipe 2 from an opening of the pipe 2. ), a capacitive, round bar-shaped sensor body 11 that detects charge detection or changes in moisture over time and obtains a detection signal, and is connected to the rear end of the sensor body 11 via an electric cable 15. In addition, it has moisture measurement processing means 10 that measures the filling state of the concrete 22 or the moisture state according to the moisture change state of the concrete 22 over time based on the detection signal.
다음으로, 상기 파이프(2), 센서체(11)에 관해서 도 2, 도 3을 참조하여 상술한다.Next, the pipe 2 and the sensor body 11 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
상기 파이프(2)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 금속·수지 복합재에 의해서 예를 들면 후단(後端)측이 개구된 바닥이 있는 원통 모양으로 형성됨과 아울러, 그 각부의 치수를 길이(L)(예를 들면 72㎜), 외경(D1)(예를 들면 13㎜), 내경(D2)(예를 들면 11㎜)으로 설정하고 있다.As shown in FIG. 2, the pipe 2 is formed of a metal-resin composite material, for example, into a cylindrical shape with a bottom open at the rear end, and the dimensions of each part are set to length (L). ) (e.g. 72 mm), outer diameter (D1) (e.g. 13 mm), and inner diameter (D2) (e.g. 11 mm).
또한, 상기 파이프(2)는, 그 외주로부터 내주에 걸쳐 복수(예를 들면 8개)의 원환 모양의 파이프 절연부(4)를 사이에 두면서 소정 피치로 나란히 설치한 복수(예를 들면 9개)의 원환 모양의 파이프 금속부(3)를 구비하고 있다. 또한, 상기 파이프(2)의 개구단측에 1개의 파이프 절연부(4)를 연설(連設)하고 있다.In addition, the pipe 2 is composed of a plurality of pipes (e.g., 8) arranged side by side at a predetermined pitch with a plurality of (e.g., 8) annular pipe insulation portions (4) interposed from the outer periphery to the inner periphery. ) is provided with a pipe metal portion 3 having a toroidal shape. Additionally, one pipe insulation portion 4 is extended to the opening end side of the pipe 2.
상술한 바와 같은 파이프 금속부(3), 파이프 절연부(4)의 교호(交互) 배치의 나란한 설치 구조는, 전계의 비산 범위를 억제하여 주위의 철근 등의 금속부의 영향을 받기 어렵게 함과 아울러, 벽면 등의 깊이마다 수분 경사를 파악하기 위해서이다.The parallel installation structure of alternating arrangement of the pipe metal parts 3 and pipe insulation parts 4 as described above suppresses the scattering range of the electric field and makes it difficult to be influenced by metal parts such as surrounding reinforcing bars. This is to determine the moisture gradient at each depth of the wall, etc.
또한, 상기 파이프(2)의 외주부에는, 도 1에 대표 예로서 나타내는 바와 같이, 상기 골조(21) 내로의 삽입 깊이의 기준이 되는 눈금부(17)를 설치하고 있다. 눈금부(17)의 피치ㆍ형체 및 표시 위치 등은 도 1의 예에 한정되는 것이 아니라, 임의의 피치·형체 및 표시 위치로 설정하는 것이 가능하다.Additionally, as shown as a representative example in FIG. 1, a scale portion 17 that serves as a standard for insertion depth into the frame 21 is provided on the outer peripheral portion of the pipe 2. The pitch, shape, display position, etc. of the scale portion 17 are not limited to the example in FIG. 1, and can be set to any pitch, shape, and display position.
이러한 눈금부(17)를 설치하는 것에 의해, 콘크리트 구조체 내의 임의 위치를 검지하고 싶은 경우, 콘크리트 충전 유무 상태 등의 검지 영역의 깊이의 특정이 한층 용이해져, 콘크리트 건축물 등의 내구성 평가의 정확성 향상에 한층 이바지하는 것이 가능해진다.By installing such a scale 17, when it is desired to detect an arbitrary position within a concrete structure, it becomes easier to specify the depth of the detection area, such as the presence or absence of concrete filling, and improves the accuracy of durability evaluation of concrete buildings, etc. It becomes possible to contribute even more.
즉, 상기 파이프(2)의 외주부에, 이 파이프(2)를 콘크리트 구조체 내에 삽입한 때에 해당 파이프(2)의 콘크리트 구조체 내로의 삽입 깊이의 기준이 되는 눈금부(17)를 설치하고 있으므로, 이러한 상태 아래에서, 후기(後記)하는 바와 같이, 외주에 눈금부(16)를 구비한 센서체(11)를 해당 파이프(2) 내에 삽입하면, 콘크리트 구조체 내의 임의 위치를 검지하고 싶은 경우, 센서체(11)와 파이프(2)의 각 눈금부(16, 17)를 공제하는 것에 의해, 콘크리트 충전 유무 상태 등의 임의 위치의 검지 영역의 깊이의 특정이 한층 용이해져, 콘크리트 건축물 등의 내구성 평가의 정확성 향상에 한층 이바지할 수 있다.That is, since the outer periphery of the pipe 2 is provided with a scale 17 that serves as a standard for the insertion depth of the pipe 2 into the concrete structure when the pipe 2 is inserted into the concrete structure, this As will be described later, when the sensor body 11 having a scale portion 16 on the outer periphery is inserted into the pipe 2, it is desired to detect an arbitrary position within the concrete structure. By deducting (11) and the respective graduations 16 and 17 of the pipe 2, it becomes easier to specify the depth of the detection area at an arbitrary location such as the presence or absence of concrete filling, making it easier to evaluate the durability of concrete buildings, etc. This can further contribute to improving accuracy.
또한, 도 2, 도 4, 도 5, 도 6에서는 눈금부(17)의 도시를 생략하고 있다.Additionally, the scale portion 17 is omitted in FIGS. 2, 4, 5, and 6.
상기 파이프 금속부(3)의 길이방향의 폭(t1)은 예를 들면 3㎜로, 상기 파이프 절연부(4)의 길이방향의 폭(t2)은 예를 들면 5㎜로 설정하고 있다.The longitudinal width t1 of the pipe metal portion 3 is set to 3 mm, for example, and the longitudinal width t2 of the pipe insulating portion 4 is set to 5 mm, for example.
이에 의해, 개개의 파이프 절연부(4)를 사이에 두고 서로 이웃하는 2개의 파이프 금속부(3)의 중심 간격, 즉, 각 파이프 금속부(3)의 배열 피치는 예를 들면 8㎜가 되도록 설정하고 있다.As a result, the center spacing between the two adjacent pipe metal parts 3 with each pipe insulation part 4 in between, that is, the arrangement pitch of each pipe metal part 3, is set to, for example, 8 mm. Setting up.
한편, 상기 센서체(11)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 파이프(2) 내에 삽입할 수 있도록 그 외경(D3)을 예를 들면 11㎜로 하고 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the sensor body 11 has an outer diameter D3 of, for example, 11 mm so that it can be inserted into the pipe 2.
또한, 상기 센서체(11)의 선단측의 외주의 일부에는, 상기 파이프 금속부(3)와 동일 피치가 되도록 피치(t3)(=8㎜)이고, 직경(d)(=약 3㎜)로 한 3개의 센서 전극(12)을 이 센서체(11)의 외주로부터 바깥쪽으로(상기 파이프 금속부(3)측으로) 탄성을 갖고서 돌출하도록 설치하고 있다.In addition, a portion of the outer periphery of the tip side of the sensor body 11 has a pitch t3 (=8 mm) so as to be the same as the pipe metal portion 3, and a diameter d (=about 3 mm). Three sensor electrodes 12 are installed so as to elastically protrude from the outer periphery of the sensor body 11 outward (toward the pipe metal portion 3).
상기 센서 전극(12)의 탄성은, 예를 들면 각 센서 전극(12)에 있어서의 상기 센서체(11) 내에 매설(埋設)하는 기저부(基底部)에 도시하지 않지만 작은 치수의 코일스프링을 내장하여 이 코일 스프링의 탄력을 센서 전극(12)에 부여하는 것에 의해 실현하고 있다.The elasticity of the sensor electrode 12 is achieved by, for example, a coil spring of small size (not shown) embedded in the base portion of each sensor electrode 12 embedded in the sensor body 11. This is achieved by imparting the elasticity of the coil spring to the sensor electrode 12.
그리고 상기 파이프(2) 내에 상기 센서체(11)를 삽입한 상태에서는, 상기 센서체(11)의 3개의 센서 전극(12)의 정부(頂部)가 각각 상기 파이프(2)에 있어서의 대응하는 3개의 파이프 금속부(3)의 내면에 각각 압접(탄성 접촉)하여 접촉 상태가 확실하게 되도록 구성하고 있다.And in the state where the sensor body 11 is inserted into the pipe 2, the top portions of the three sensor electrodes 12 of the sensor body 11 each have corresponding positions in the pipe 2. Each of the three pipe metal parts 3 is pressure-contacted (elastically contacted) on its inner surface so that the contact state is ensured.
이에 의해, 상기 센서 전극(12), 파이프 금속부(3) 사이의 전기적 접속을 확실하게 하여, 측정용 신호, 검지 신호의 신호 전송을 확실하게 실행해서, 측정의 정확성을 기하는 것이 가능해진다.As a result, it becomes possible to secure the electrical connection between the sensor electrode 12 and the pipe metal portion 3, ensure signal transmission of the measurement signal and detection signal, and ensure measurement accuracy.
다음으로, 본 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서(1)의 구체적 구성, 및 측정 대상물인 골조(21) 내의 콘크리트(22)의 측정 상태, 측정 원리에 관해서 도 4, 도 5를 참조하여 설명한다.Next, the specific configuration of the sensor 1 for detecting concrete filling and measuring change over time in moisture according to this embodiment, the measurement state and measurement principle of the concrete 22 in the frame 21, which is the measurement object, are shown in FIGS. 4 and 4 . This is explained with reference to 5.
상기 센서체(11)의 3개의 센서 전극(12)은, 상기 전기 케이블(15)에 내장한 2개의 신호선(13, 14)을 통하여 상기 수분 측정 처리 수단(10)에 접속하고 있다.The three sensor electrodes 12 of the sensor body 11 are connected to the moisture measurement processing means 10 through two signal lines 13 and 14 built into the electric cable 15.
즉, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 2개의 신호선(13, 14) 중, 한쪽 신호선(13)의 일단은 상기 수분 측정 처리 수단(10)에 접속하고, 다른 쪽은 전기 케이블(15) 내를 거쳐 3개의 센서 전극(12) 중의 중앙의 센서 전극(12)에 접속하고 있다.That is, as shown in FIG. 5, of the two signal lines 13 and 14, one end of the signal line 13 is connected to the moisture measurement processing means 10, and the other end is connected to the inside of the electric cable 15. It is connected to the central sensor electrode 12 among the three sensor electrodes 12.
또한, 다른 쪽 신호선(14)의 일단은 상기 수분 측정 처리 수단(10)에 접속하고, 타단은 전기 케이블(15) 내를 거쳐 3개의 센서 전극(12) 중의 양측의 2개의 센서 전극(12, 12)에 공통으로 접속하고 있다.In addition, one end of the other signal line 14 is connected to the moisture measurement processing means 10, and the other end is connected to the two sensor electrodes 12 on both sides of the three sensor electrodes 12 through the inside of the electric cable 15. 12) is commonly connected to.
또한, 상기 센서체(11)의 외주부에는, 도 4에 대표 예로서 나타내는 바와 같이, 상기 센서 전극(12)의 골조(21) 내로의 삽입 깊이의 기준이 되는 눈금부(16)를 설치하고 있다. 눈금부(16)의 피치·형체 및 표시 위치 등은 도 1, 도 4의 예에 한정되는 것이 아니라, 임의의 피치·형체 및 표시 위치로 설정하는 것이 가능하다.Additionally, as shown as a representative example in FIG. 4, a scale portion 16 is provided on the outer periphery of the sensor body 11, which serves as a standard for the insertion depth of the sensor electrode 12 into the frame 21. . The pitch, shape, display position, etc. of the scale portion 16 are not limited to the examples in FIGS. 1 and 4, and can be set to any pitch, shape, and display position.
이러한 눈금부(16)를 설치하는 것에 의해, 콘크리트 충전 유무 상태 등의 검지 영역의 깊이의 특정이 용이해져, 콘크리트 건축물 등의 내구성 평가의 정확성 향상에 이바지하는 것이 가능해진다.By providing such a scale 16, it becomes easy to specify the depth of the detection area, such as the presence or absence of concrete filling, and it becomes possible to contribute to improving the accuracy of durability evaluation of concrete buildings, etc.
또한, 도 3, 도 5, 도 6에서는 눈금부(16)의 도시를 생략하고 있다.In addition, the scale portion 16 is omitted in FIGS. 3, 5, and 6.
상술한 바와 같은 구성을 토대로, 도 4에 나타내는 배치로 골조(21) 내의 콘크리트(22)의 수분 측정을 실행한다.Based on the above-described configuration, moisture measurement of the concrete 22 in the frame 21 is performed in the arrangement shown in FIG. 4.
즉, 우선, 상기 파이프(2)를 골조(21) 내의 콘크리트(22)가 존재하는 영역에 매립한다.That is, first, the pipe 2 is buried in the area where the concrete 22 exists in the frame 21.
다음으로, 상기 센서체(11)의 선단측을 상기 파이프(2) 내에 삽입하고, 상기 파이프(2) 내에서 3개의 센서 전극(12)을 상기 파이프(2)에 설치된 대응하는 3개의 파이프 금속부(3)에 각각 압접시킨다.Next, the tip side of the sensor body 11 is inserted into the pipe 2, and three sensor electrodes 12 are connected within the pipe 2 to the corresponding three pipe metals installed on the pipe 2. Each is pressure-welded to the part (3).
다음으로, 수분 측정 처리 수단(10)을 작동시켜서, 상기 2개의 신호선(13, 14)을 거쳐 상기 센서체(11)의 3개의 센서 전극(12)으로부터 상기 파이프(2)의 3개의 파이프 금속부(3)를 거쳐 상기 콘크리트(22) 내에 측정용 신호(고주파 교류 펄스 신호)를 보낸다.Next, the moisture measurement processing means 10 is activated to transmit moisture from the three sensor electrodes 12 of the sensor body 11 to the three pipe metals of the pipe 2 via the two signal lines 13 and 14. A measurement signal (high-frequency alternating current pulse signal) is sent into the concrete 22 via unit 3.
이에 의해, 상기 측정용 신호를 토대로, 상기 콘크리트(22)에서 3개의 파이프 금속부(3)의 주변 영역에 콘덴서 영역(도 5에 원호 모양 점선으로 나타낸다)이 형성되고, 콘크리트(22)의 충전 상태 또는 콘크리트(22)의 수분 경시 변화 상태에 대응하는 상기 콘크리트(22) 내에 있어서의 상기 3개의 파이프 금속부(3) 사이의 콘덴서 영역의 정전 용량(Ｃｘ)에 따른 검지 신호를 상기 센서체(11)의 3개의 센서 전극(12)에 의해 검지할 수 있다.Accordingly, based on the measurement signal, a condenser region (shown by an arc-shaped dotted line in FIG. 5) is formed in the surrounding area of the three pipe metal parts 3 in the concrete 22, and the filling of the concrete 22 is performed. A detection signal according to the capacitance (C It can be detected by the three sensor electrodes 12 (11).
이 검지 신호는, 상기 2개의 신호선(13, 14)을 거쳐 수분 측정 처리 수단(10)에 전송되어, 이 수분 측정 처리 수단(10)에 의해 상기 콘크리트(22)의 충전 상태 또는 콘크리트(22)의 수분 경시 변화 상태에 따른 해당 콘크리트(22)의 함수율을 비롯한 정보를 측정할 수 있다.This detection signal is transmitted to the moisture measurement processing means 10 via the two signal lines 13 and 14, and the filling state of the concrete 22 or the concrete 22 is determined by the moisture measurement processing means 10. Information including the moisture content of the concrete 22 according to the moisture change state over time can be measured.
또한, 상술하면, 본 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서(1)에서는, 기본적으로는 상기 검지 신호는 정전 용량(Ｃｘ)의 지표인 카운트값뿐이지만, 이 카운트값 변환하여 수분 측정 처리 수단(10)에 의해 먼저 함수율을 측정한다.In addition, as described above, in the sensor 1 for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to the present embodiment, the detection signal is basically only a count value that is an indicator of electrostatic capacity (Cx), but this count value is converted to The moisture content is first measured by the moisture measurement processing means 10.
생콘크리트의 경우는, 정전 용량값이 매우 높고, 도 6에 나타내는 바와 같은 콘크리트 미충전 상태에서의 측정에서는 정전 용량(Ｃｘ), 따라서 함수율은 극단적으로 낮아지기 때문에, 콘크리트 충전 상태, 미충전 모습을 검지하여 측정하는 것이 가능해진다.In the case of raw concrete, the electrostatic capacity value is very high, and when measuring in the unfilled state of concrete as shown in Figure 6, the electrostatic capacitance (C This makes it possible to measure it.
또한, 상술한 함수율이, 어느 영역의 연속하는 범위에 대하여, 불연속적으로 높은, 혹은 낮은 영역이 있는 경우, 그곳은 균열이 발생하고 있을 가능성이 있다고 추정할 수 있다.In addition, if there is a region where the above-mentioned water content is discontinuously high or low with respect to a continuous range of a certain region, it can be estimated that there is a possibility that cracks are occurring there.
이로부터, 본 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서(1)에 따르면, 함수율 외에 균열 개소도 예측할 수 있는 가능성을 가지는 것이다.From this, according to the sensor 1 for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to this embodiment, it has the possibility of predicting crack locations in addition to moisture content.
더욱이 또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서(1)에 따르면, 상기 골조(21)를 구성하기 위한 콘크리트 타설(打設)시에는 그대로 충전 검지를 행하는 것도 가능하다.Furthermore, according to the sensor 1 for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time according to the present embodiment, it is also possible to detect filling as it is when pouring concrete to construct the frame 21.
즉, 상기 파이프(2)를 타설 전부터 상기 골조(21)를 구성하기 위한 거푸집에 고정하고, 또한, 상기 센서체(11)를 파이프(2) 내에 삽입한 상태로 하여 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서(1)의 동작을 개시하고, 콘크리트를 타설한다.That is, the pipe 2 is fixed to the form for forming the frame 21 before pouring, and the sensor body 11 is inserted into the pipe 2 to detect concrete filling and moisture changes over time. The measurement sensor 1 starts operating and concrete is poured.
이 결과, 프레시 콘크리트 충전 상태에서는 정전 용량(Ｃｘ)이 매우 높아지는 것에 대하여, 중공(中空)에서는 매우 낮아지므로, 그 차를 이용하여, 파이프(2)의 주변 영역의 콘크리트의 충전 상황을 검지하는 것이 가능해진다.As a result, the electrostatic capacitance (C It becomes possible.
도 7은, 상기 파이프(2)의 다른 예인 파이프(2A)를 나타내는 것이며, 기본적 구성은 상기 파이프(2)의 경우와 마찬가지이지만, 상기 파이프(2A)의 복수의 파이프 금속부(3A)를 각각 반원형 모양으로 구성하고, 이들 각 파이프 금속부(3A)의 양단 외측 및 각 파이프 금속부(3A) 사이를 파이프 절연부에 의해 절연하면서 상기 파이프(2)의 경우와 마찬가지인 배열 피치로 나란히 설치한 것이다.Figure 7 shows a pipe 2A, which is another example of the pipe 2. The basic configuration is the same as that of the pipe 2, but each of the plurality of pipe metal parts 3A of the pipe 2A is It is configured in a semicircular shape, and is installed side by side at the same arrangement pitch as in the case of the pipe 2, with the outside of both ends of each pipe metal portion 3A and between each pipe metal portion 3A insulated by a pipe insulator. .
도 8은, 상기 파이프(2)의 또 다른 예인 파이프(2B)를 나타내는 것이며, 기본적 구성은 상기 파이프(2)의 경우와 마찬가지이지만, 상기 파이프(2B)의 복수의 파이프 금속부(3B)를 각각 타원체 모양으로 구성하고, 이들 각 파이프 금속부(3B)의 양단 외측 및 각 파이프 금속부(3B) 사이를 파이프 절연부에 의해 절연하면서 상기 파이프(2)의 경우와 마찬가지인 배열 피치로 나란히 설치한 것이다.Figure 8 shows a pipe 2B, which is another example of the pipe 2. The basic configuration is the same as that of the pipe 2, but the plurality of pipe metal parts 3B of the pipe 2B are Each is configured in an ellipsoid shape, and the outside of both ends of each pipe metal part 3B and between each pipe metal part 3B are insulated by a pipe insulator, and are installed side by side at the same arrangement pitch as in the case of the pipe 2. will be.
상기 파이프 금속부(3B)는, 상기 센서체(11)의 센서 전극(12)이 내면에 접촉 가능한 크기이며, 또한, 외주부가 파이프(2B)의 외주와 면일(面一)이 되도록 배치하고 있다.The pipe metal portion 3B has a size that allows the sensor electrode 12 of the sensor body 11 to contact the inner surface, and is arranged so that its outer peripheral portion is flush with the outer periphery of the pipe 2B. .
이러한 도 7에 나타내는 파이프(2A)나, 도 8에 나타내는 파이프(2B)를 사용해도, 앞에서 기술한 도 1, 도 2에 나타내는 파이프(2)의 경우와 마찬가지인 작용, 효과를 발휘시킬 수 있다.Even if the pipe 2A shown in FIG. 7 or the pipe 2B shown in FIG. 8 is used, the same actions and effects can be achieved as in the case of the pipe 2 shown in FIGS. 1 and 2 described above.
또한, 파이프의 금속부의 형상은 상술한 각 예에 한하지 않고, 금속부가 센서 전극에 접촉 가능한 형상이면 되고, 여러 가지 변형 실시가 가능하다.In addition, the shape of the metal part of the pipe is not limited to the above-described examples. Any shape that allows the metal part to contact the sensor electrode is sufficient, and various modifications are possible.
이상 설명한 본 실시예에 따르면, 한 세트의 파이프(2)와 센서체(11)의 조합으로 이루어지는 간략 구성을 토대로, 콘크리트 벽면 등의 정해진 영역의 콘크리트 충전 유무 상태나 균열, 나아가 충전된 콘크리트(22)의 수분 경시 변화 상태를, 간이·신속하게, 정확하게 검지할 수 있기 때문에, 건축물 등의 내구성 평가에 매우 유용하며, 측정 조작의 간편성도 실현하는 것이 가능한 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서(1)를 실현하여 제공 할 수 있다.According to the present embodiment described above, based on a simple configuration consisting of a combination of a set of pipes 2 and a sensor body 11, the presence or absence of concrete filling or cracks in a defined area such as a concrete wall, and further the filled concrete (22) ) A sensor for detecting concrete filling and measuring changes over time in moisture ( 1) can be realized and provided.
본 발명의 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서는, 상술한 경우 외에, 농지의 토양의 수분 검지나, 공원, 골프장 등 잔디밭 육성을 위한 토양의 수분 검지, 곡류, 목초, 목재 칩의 수분 검지 등, 각종 분야에서 광범위하게 이용 가능하다.In addition to the above-mentioned cases, the sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time of the present invention detects moisture in soil in farmland, detects moisture in soil for growing lawns in parks and golf courses, and detects moisture in grains, grass, and wood chips. It can be widely used in various fields.
1 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서
2 파이프
2A 파이프
2B 파이프
3 파이프 금속부
3A 파이프 금속부
3B 파이프 금속부
4 파이프 절연부
10 수분 측정 처리 수단
11 센서체
12 센서 전극
13 신호선
14 신호선
15 전기 케이블
16 센서체의 눈금부
17 파이프의 눈금부
21 골조
22 콘크리트1 Sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time
2 pipes
2A pipe
2B pipe
3 pipe metal part
3A pipe metal part
3B pipe metal part
4 pipe insulation
10 Moisture measurement processing means
11 sensor body
12 sensor electrode
13 signal line
14 signal line
15 electric cable
16 Sensor body scale
17 Notch on the pipe
21 Framing
22 concrete
Claims (6)
상기 파이프 내에 삽입 가능하게 형성됨과 아울러, 외주부에 상기 파이프 금속부와 동일 피치이고, 또한, 상기 파이프 금속부보다 적은 개수로 이루어지는 복수의 센서 전극을 구비하고, 상기 파이프 내에 임의 깊이로 삽입한 상태에서 복수의 센서 전극을 대응하는 복수의 파이프 금속부에 개별적으로 접촉시켜서, 상기 복수의 센서 전극으로부터 대응하는 복수의 파이프 금속부로의 측정용 신호의 공급과, 상기 콘덴서 영역의 정전 용량에 따른 검지 신호를 검지하여 출력하는 봉 모양의 센서체,
를 가지며,
상기 센서체에 의해 검지하는 검지 신호에 의해 이 센서체의 센서 전극 삽입 위치의 주변 영역에 있어서의 콘크리트의 충전 상태 또는 콘크리트의 수분 경시 변화에 따른 수분 상태를 측정 가능하게 한 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서.A plurality of pipe metal parts are installed side by side at a predetermined pitch with an insulation part interposed from the outer circumference to the inner circumference, and the plurality of pipe metal part areas are embedded in a concrete structure that is a measurement object. A cylindrical pipe that forms a condenser area with a capacitance corresponding to the state of charge of the concrete or the state of change in moisture of the concrete over time, around the plurality of pipe metal parts based on the signal for measurement, and
In addition to being formed to be insertable into the pipe, a plurality of sensor electrodes having the same pitch as the pipe metal portion and smaller in number than the pipe metal portion are provided on the outer circumference, and are inserted into the pipe at an arbitrary depth. A plurality of sensor electrodes are individually brought into contact with a plurality of corresponding pipe metal parts, a signal for measurement is supplied from the plurality of sensor electrodes to the corresponding plurality of pipe metal parts, and a detection signal according to the capacitance of the condenser area is generated. A rod-shaped sensor body that detects and outputs
has,
Concrete filling, characterized in that it is possible to measure the filling state of concrete in the area surrounding the sensor electrode insertion position of the sensor body or the moisture state according to the change in moisture of the concrete over time by a detection signal detected by the sensor body. Sensor for detecting and measuring changes in moisture over time.
상기 파이프 내에 삽입 가능하고, 또한, 상기 파이프보다 길게 형성됨과 아울러, 외주부에 상기 파이프 금속부와 동일 피치이고, 또한, 상기 파이프 금속부보다 적은 개수인 3개의 센서 전극을 구비하고, 상기 파이프 내에 임의 깊이로 삽입한 상태에서 3개의 센서 전극을 대응하는 3개의 파이프 금속부에 개별적으로 접촉시켜서, 상기 3개의 센서 전극으로부터 대응하는 3개의 파이프 금속부로의 측정용 신호의 공급과, 상기 콘덴서 영역의 정전 용량에 따른 검지 신호를 검지하여 출력하는 봉 모양의 센서체와,
상기 센서체의 3개의 센서 전극을 거쳐 상기 파이프의 파이프 금속부로 측정용 신호를 공급함과 아울러, 상기 센서체에 의해 검지하는 검지 신호를 받아들여, 상기 센서체의 3개의 센서 전극 삽입 위치의 주변 영역에 있어서의 콘크리트의 충전 상태 또는 콘크리트의 수분 경시 변화에 따른 수분 상태를 측정하는 수분 측정 처리 수단,
을 가지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서.A plurality of pipe metal parts more than three are installed side by side at a predetermined pitch with an insulating part in between from the outer circumference to the inner circumference, and the plurality of pipe metal part areas are embedded in a concrete structure that is an object of measurement, and based on the signal for measurement, the plurality of pipe metal parts are provided. A cylindrical pipe forming a condenser region between the plurality of pipe metal parts and having a capacitance corresponding to the state of charge of the concrete or the state of change in moisture of the concrete over time;
three sensor electrodes that can be inserted into the pipe, are formed to be longer than the pipe, have the same pitch as the pipe metal portion on the outer circumference, and are smaller in number than the pipe metal portion, and are provided at random within the pipe. In a deeply inserted state, the three sensor electrodes are individually brought into contact with the corresponding three pipe metal parts, so that signals for measurement are supplied from the three sensor electrodes to the corresponding three pipe metal parts, and electrostatic discharge in the condenser area is performed. A rod-shaped sensor body that detects and outputs a detection signal according to capacity,
A measurement signal is supplied to the pipe metal part of the pipe via the three sensor electrodes of the sensor body, and a detection signal detected by the sensor body is received, and the surrounding area of the three sensor electrode insertion positions of the sensor body is Moisture measurement processing means for measuring the filling state of concrete or the moisture state according to changes in moisture of concrete over time,
A sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time, characterized by having a sensor.
상기 센서체의 외주부에는, 상기 센서 전극의 콘크리트 구조체 내로의 삽입 깊이의 기준이 되는 눈금부를 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서.In claim 1 or 2,
A sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time, wherein a scale is provided on the outer periphery of the sensor body to serve as a standard for the insertion depth of the sensor electrode into the concrete structure.
상기 파이프의 외주부에는, 이 파이프를 콘크리트 구조체 내에 삽입한 때에 해당 파이프의 콘크리트 구조체 내로의 삽입 깊이의 기준이 되는 눈금부를 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서.In claim 3,
A sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time, wherein a scale is provided on the outer periphery of the pipe to serve as a standard for the insertion depth of the pipe into the concrete structure when the pipe is inserted into the concrete structure.
상기 센서체의 센서 전극은, 상기 파이프의 파이프 금속부의 내주에 압접하는 탄성을 가지는 구조로 하고 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서.In claim 1 or 2,
A sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time, wherein the sensor electrode of the sensor body has an elastic structure that presses against the inner periphery of the pipe metal part of the pipe.
상기 파이프의 파이프 금속부는, 원환 모양, 반원환 모양, 또는 상기 센서체의 센서 전극이 접촉 가능한 크기이고 외주부가 파이프의 외주와 면일(面一)한 타원체 모양 중 어느 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 탐지ㆍ수분 경시 변화 측정용 센서.In claim 1 or 2,
The pipe metal part of the pipe is formed in any of the following shapes: a toroidal shape, a semi-annular shape, or an ellipsoid shape of a size that can be contacted by the sensor electrode of the sensor body and the outer circumference is flush with the outer circumference of the pipe. A sensor for detecting concrete filling and measuring changes in moisture over time.
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