KR20110066353A - Crack detecting system and crack detecting method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A crack sensor system and a crack sensing method are provided to control the drive power consumption of the ultrasonic sensor tag by the ultrasonic sensor existing as the sleeping mode. CONSTITUTION: The crack sensor system includes: a time measurement part(110); a ultrasonic wave detecting part(120); a storage part(140); a wireless LAN communications module(160); a ultrasonic wave sensor tag(100); and a crack detecting server(200). The time measurement part measures the current time. The ultrasonic wave detecting sensor can sense the ultrasonic wave applied in outside. In the storage is the ultrasonic wave sensor, the ultrasonic wave sense information including the time of sensing the ultrasonic wave is stored. The wireless LAN communications module transmits the ultrasonic wave sense information outside. The ultrasonic sensor tag includes the driving electric power source supply spart(180) supplying the drive power to each elements. The crack detecting server includes communications module(220) and crack determining unit(260). The ultrasonic wave sense information are transmitted to the communications module by forming the wireless LAN communications module and communications channel. The crack determining unit decides the crack generation of tunnel from the ultrasonic wave sense information.

Description

크랙 감지 시스템 및 크랙 감지 방법{CRACK DETECTING SYSTEM AND CRACK DETECTING METHOD}Crack Detection System and Crack Detection Method {CRACK DETECTING SYSTEM AND CRACK DETECTING METHOD}

본 발명은 초음파 센서와 근거리 무선 통신 태그를 이용한 크랙 감지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a crack detection system and method using an ultrasonic sensor and a near field communication tag.

본 발명은 콘크리트 구조물의 표면에 존재하는 크랙(surface opening cracks)의 길이와 각도를 동시에 측정하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파법(ultrasonic method)과 충격탄성파법(impact-echo method)을 이용하여 콘크리트 구조물의 표면에 존재하는 크랙의 길이와 각도를 비파괴시험법으로 동시에 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for simultaneously measuring the length and angle of the surface (surface opening cracks) present on the surface of the concrete structure, more specifically the ultrasonic method (ultrasonic method) and the impact-echo method (impact-echo method) The present invention relates to a method for simultaneously measuring the length and angle of cracks present on the surface of a concrete structure using a non-destructive test method.

예컨대 노후 건물과 같은 콘크리트 구조물의 표면에 크랙이 발생하였을 경우, 그 크랙의 깊이를 측정해 내는 것은 건축물의 안전을 위하여 매우 중요하다. 크랙이 표면근처에만 존재할 때에는 간단한 보수공사에 의해 크랙이 더 이상 진행하는 것을 방지할 수 있지만, 구조물의 내벽까지 깊게 크랙이 발생한 때에는 건축 물의 안전을 위하여 건물을 파괴하지 않으면 아니된다. 따라서, 콘크리트 구조물에서의 크랙의 깊이를 측정할 때에는 언제나 비파괴적 방법으로 행하여질 수 밖에 없다.For example, if a crack occurs on the surface of a concrete structure such as an old building, measuring the depth of the crack is very important for the safety of the building. When cracks are present only near the surface, it is possible to prevent the cracks from further progressing by simple repair work. However, when the cracks deeply reach the inner wall of the structure, the building must be destroyed for the safety of the building. Therefore, when measuring the depth of cracks in the concrete structure, it must always be done in a non-destructive way.

종래에도 콘크리트 구조물의 표면크랙의 깊이를 비파괴적으로 측정하기 위하여 초음파법과 충격파법이 이용되어 왔다. 도 1을 참조하면서 종래의 측정방법을 간단히 설명하기로 한다.Conventionally, ultrasonic waves and shock waves have been used to nondestructively measure the surface crack depth of concrete structures. A conventional measuring method will be briefly described with reference to FIG. 1.

종래의 초음파법에 있어서는, 도 1에 도시된 바와 같이 초음파 송신 탐촉자 (1)와 초음파 수신 탐촉자(2)를 크랙부(3)로부터 등거리(X)에 있도록 크랙부(3)의 좌우로 배치한 다음(도면중의 A, B 위치), 송신 탐촉자(1)로부터 발생된 초음파가 크랙부(3)의 꼭지점(4)을 통과하여 수신 탐촉자(2)에 도달할 때까지의 전달시간 t 를 측정한다. 이 전달시간 t 는 송신 탐촉자(1)로부터의 초음파가 최단거리를 거쳐서 수신 탐촉자(2)에 도달할 때까지의 시간이다. 이때, 초음파의 속도를 VP 라고 하면, 크랙부(3)의 깊이(D)는 하기 수학식 1과 같이 구하여 진다.In the conventional ultrasonic method, as shown in FIG. 1, the ultrasonic transmitting transducer 1 and the ultrasonic receiving transducer 2 are arranged on the right and left sides of the crack 3 so as to be equidistant from the crack 3. Next (A and B positions in the drawing), the transmission time t until the ultrasonic wave generated from the transmission probe 1 passes through the vertex 4 of the crack part 3 and reaches the reception probe 2 is measured. do. This transfer time t is the time until the ultrasonic wave from the transmission probe 1 reaches the reception transducer 2 via the shortest distance. At this time, if the speed of the ultrasonic wave is VP, the depth D of the crack part 3 is calculated | required as following formula (1).

Figure 112009076553650-PAT00001
Figure 112009076553650-PAT00001

만약 초음파의 속도 VP 를 알 수 없을 때에는, 초음파 송신 탐촉자(1)와 초음파 수신 탐촉자(2)를 크랙부(3)의 좌우로 크랙부(3)로부터 등거리(X)에 배치하여(도면중의 A, B 위치), 송신 탐촉자(1)로부터 발생된 초음파가 수신 탐촉 자(2)에 도달할 때까지의 전달시간 t1 을 측정한다. 그 다음, 송신 탐촉자(1)는 그 자리에 그대로 두고 수신 탐촉자(2)를 다시 X 만큼 외측으로 이동시켜서(도면중의 C 위치), 송신 탐촉자(1)로부터 발생된 초음파가 수신 탐촉자(2')에 도달할 때까지의 전달시간 t2 를 재차 측정한다. 이 경우, 크랙부(3)의 깊이(D)는 하기 수학식 2에 의하여 계산될 수 있다.If the velocity VP of the ultrasonic waves is unknown, the ultrasonic transmitting transducer 1 and the ultrasonic receiving transducer 2 are arranged at an equidistant distance from the crack portion 3 to the right and left of the crack portion 3 (in the drawing). A, B position) and the transmission time t1 until the ultrasonic wave generated from the transmission probe 1 reaches the reception probe 2. Then, the transmitting transducer 1 is left in place and the receiving transducer 2 is moved outward again by X (C position in the figure), so that the ultrasonic wave generated from the transmitting transducer 1 receives the receiving transducer 2 '. Measure the propagation time t2 until it reaches In this case, the depth D of the crack part 3 may be calculated by Equation 2 below.

Figure 112009076553650-PAT00002
Figure 112009076553650-PAT00002

그런데, 상기 종래기술에 의한 콘트리트 크랙 감지 방법은, 크랙 감지 차량이 터널 등을 통과할 때에만, 크랙을 감지할 수 있어, 터널의 크랙에 대한 지속적인 관리를 수행하는데에는 비용 및 터널 이용 시간적인 면에서, 곤란함이 있었다.However, in the conventional crack detection method according to the prior art, the crack detection vehicle can detect the crack only when the vehicle passes through the tunnel, etc., so that the cost and time to use the tunnel for continuous management of the crack of the tunnel In, there was a difficulty.

본 발명은 저렴한 비용으로 터널의 크랙을 모니터링할 수 있는 크랙 감지 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a crack detection system and method that can monitor the crack of the tunnel at a low cost.

본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 감지 시스템은, 현재 시각을 측정하기 위한 시각 측정부와, 외부에서 인가되는 초음파를 감지할 수 있는 초음파 감지부와, 상기 초음파 감지부에서 초음파를 감지한 시각을 포함하는 초음파 감지 정보를 저장하는 저장부와, 상기 초음파 감지 정보를 외부로 전송하기 위한 근거리 무선 통신 모듈과, 상기 각 구성요소들로 구동 전원을 공급하는 구동 전원 공급부를 포함하는 초음파 센서 태그; 및 상기 근거리 무선 통신 모듈과 통신 채널을 형성하여 상기 초음파 감지 정보를 전송받기 위한 통신 모듈과, 상기 초음파 감지 정보로부터 터널의 크랙 발생을 판단하는 크랙 판단부를 포함하는 크랙 감지 서버를 포함한다.Crack detection system according to an embodiment of the present invention, the time measurement unit for measuring the current time, an ultrasonic detector for detecting the ultrasonic wave applied from the outside, and the time when the ultrasonic wave detected by the ultrasonic detector An ultrasonic sensor tag including a storage unit configured to store ultrasonic sensing information, a short range wireless communication module for transmitting the ultrasonic sensing information to the outside, and a driving power supply unit configured to supply driving power to the components; And a crack detection server including a communication module for forming a communication channel with the short range wireless communication module to receive the ultrasonic sensing information, and a crack determination unit for determining the occurrence of a crack in the tunnel from the ultrasonic sensing information.

본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 감지 방법은, 초음파 센서 태그에서 크랙이 발생할 때의 초음파를 감지하는 단계; 상기 초음파가 감지된 시각을 포함하는 초음파 감지 정보를 저장하는 단계; 근거리 무선 통신 신호가 감지되는지 판단하는 단계; 상기 저장된 초음파 감지 정보를 초음파 센서 태그에서 크랙 감지 서버로 전송하는 단계; 및 상기 크랙 감지 서버에서 상기 초음파 감지 정보로부터 크랙 발생을 판단하는 단계를 포함한다.Crack detection method according to another embodiment of the present invention, detecting the ultrasonic wave when the crack occurs in the ultrasonic sensor tag; Storing ultrasonic sensing information including the time at which the ultrasonic wave is detected; Determining whether a short range wireless communication signal is detected; Transmitting the stored ultrasonic sensing information from an ultrasonic sensor tag to a crack sensing server; And determining, by the crack detection server, crack generation from the ultrasonic detection information.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크랙 감지 방법은, 초음파 센서 태그의 슬리핑 시점 이후 소정 시간이 경과하였는가를 판단하는 단계; 상기 초음파 센서 태그에서 초음파를 방출하는 단계; 상기 방출된 초음파의 반사파를 감지하는 단계; 상기 반사파의 세기 및 지연 시간을 포함하는 초음파 감지 정보를 저장하는 단계; 근거리 무선 통신 신호가 감지되는지 판단하는 단계; 상기 초음파 감지 정보를 초음파 센서 태그에서 크랙 감지 서버로 전송하는 단계; 및 상기 크랙 감지 서버에서 상기 초음파 감지 정보로부터 크랙 발생을 판단하는 단계를 포함한다.Crack detection method according to another embodiment of the present invention, the step of determining whether a predetermined time has passed after the sleep time of the ultrasonic sensor tag; Emitting ultrasonic waves from the ultrasonic sensor tag; Sensing reflected waves of the emitted ultrasonic waves; Storing ultrasonic sensing information including intensity and delay time of the reflected wave; Determining whether a short range wireless communication signal is detected; Transmitting the ultrasonic sensing information from an ultrasonic sensor tag to a crack sensing server; And determining, by the crack detection server, crack generation from the ultrasonic detection information.

상기 구성에 따른 크랙 감지 시스템을 실시하면, 저렴한 비용으로 터널의 크랙을 모니터링할 수 있는 이점이 있다.By implementing the crack detection system according to the above configuration, there is an advantage that can monitor the crack of the tunnel at a low cost.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하겠다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 감지 시스템을 도시한다.2 illustrates a crack detection system according to an embodiment of the present invention.

도시한 크랙 감지 시스템은, 크랙 여부를 모니터링하려는 대상이 되는 터널의 내벽에 부착되는 초음파 센서 태그(100); 및 상기 터널을 통과하는 차량 등의 이동 수단에 장비되며, 상기 초음파 센서 태그(100)로부터 정보를 전송받아, 터널의 크랙 여부를 판단하는 크랙 감지 서버(200)로 이루어진다.The illustrated crack detection system includes: an ultrasonic sensor tag 100 attached to an inner wall of a tunnel to be monitored for cracking; And a crack detection server 200 that is equipped in a moving means such as a vehicle passing through the tunnel, receives information from the ultrasonic sensor tag 100, and determines whether the tunnel is cracked.

상기 초음파 센서 태그(100)는, 현재 시각을 측정하기 위한 시각 측정부(110)와, 외부에서 인가되는 초음파를 감지할 수 있는 초음파 감지부(120)와, 상기 초음파 감지부(120)에서 초음파를 감지한 시각을 포함하는 초음파 감지 정보를 저장하는 저장부(140)와, 상기 저장부(140)에 저장된 초음파 감지 정보를 하기 크랙 감지 서버(200)로 전송하기 위한 근거리 무선 통신 모듈(160)과, 상기 각 구성요소들로 구동 전원을 공급하는 구동 전원 공급부(180)를 포함한다.The ultrasonic sensor tag 100 may include a time measuring unit 110 for measuring a current time, an ultrasonic sensing unit 120 capable of sensing externally applied ultrasonic waves, and an ultrasonic wave in the ultrasonic sensing unit 120. The storage unit 140 stores ultrasonic sensing information including the detected time, and the short range wireless communication module 160 for transmitting the ultrasonic sensing information stored in the storage 140 to the crack detecting server 200. And a driving power supply unit 180 supplying driving power to each of the components.

상기 크랙 감지 서버(200)는, 상기 초음파 센서 태그(100)의 상기 저장부(140)에 저장된 정보를 전송받기 위한 통신 모듈(220); 및 상기 전송받은 값들로부터 상기 터널의 크랙을 판단하는 크랙 판단부(260)를 포함한다.The crack detection server 200 includes: a communication module 220 for receiving information stored in the storage 140 of the ultrasonic sensor tag 100; And a crack determination unit 260 that determines a crack of the tunnel from the received values.

상기 초음파 감지부(120)는 초음파를 감지하기 위한 것으로, 초음파가 감지되면 감지된 값(예: 세기)을 감지된 시각과 함께 상기 저장부(140)에 저장한다. 상기 초음파 감지부(120)는 하기 3가지 구현 중 하나로 적용될 수 있다.The ultrasonic detector 120 detects ultrasonic waves, and when ultrasonic waves are detected, the ultrasonic detector 120 stores the detected value (eg, intensity) in the storage 140 together with the detected time. The ultrasonic sensing unit 120 may be applied to one of the following three implementations.

첫째 구현의 상기 초음파 감지부는, 단순하게 초음파의 감지 여부 만을 감지한다. 이러한 구현은, 터널의 벽면의 재질(예: 콘트리트)에 크랙이 발생할 때, 함께 발생하는 초음파를 감지하여, 터널의 크랙 가능성을 알리는 방식으로 응용될 수 있다.The ultrasonic detector of the first embodiment simply detects whether the ultrasonic wave is detected. Such an implementation may be applied in a manner in which ultrasonic waves occurring together when a crack occurs in a material (eg, concrete) of a wall of a tunnel is detected, thereby informing a possibility of cracking of the tunnel.

둘째 구현의 상기 초음파 감지부는, 외부에서 인가되는 초음파의 크기를 감지하는 것이다. 이러한 구현은, 터널의 벽면의 재질(예: 콘트리트)에 크랙이 발생할 때, 함께 발생하는 초음파의 크기를 감지하여, 터널의 크랙 가능성을 보다 정확하게 판단할 수 있는 정보를 제공하는 방식으로 응용될 수 있다.The ultrasonic detector of the second embodiment detects the size of the ultrasonic wave applied from the outside. Such an implementation may be applied in a manner that detects the magnitude of the ultrasonic waves that occur when a crack occurs in the material (eg, concrete) of the tunnel wall and provides information that can more accurately determine the possibility of cracking of the tunnel. have.

셋째 구현의 상기 초음파 감지부는, 초음파를 발생하는 초음파 발생기와, 초음파를 감지하는 초음파 감지기를 함께 구비하는 것이다. 구현에 따라, 상기 초음파 감지기는 동일한 초음파 감지부에 구비된 초음파 발생기에서 발생한 초음파가 터널의 크랙에서 반사되는 초음파를 감지하거나, 상기 터널의 벽면에 이웃하여 위치한 다른 초음파 감지부에 구비된 초음파 발생기에서 발생한 초음파가 터널의 크랙을 지나서 전송되는 초음파를 감지할 수 있다.The ultrasonic sensing unit of the third embodiment includes an ultrasonic generator for generating ultrasonic waves and an ultrasonic detector for sensing ultrasonic waves. According to an embodiment, the ultrasonic detector may detect ultrasonic waves reflected from a crack in a tunnel of an ultrasonic generator provided in the same ultrasonic detector, or may be provided in an ultrasonic generator provided in another ultrasonic sensing unit located adjacent to a wall of the tunnel. The generated ultrasonic waves can detect the ultrasonic waves transmitted through the crack of the tunnel.

상기 초음파 감지부(120)는, 외부에서 인가되는 초음파를 감지하기 위한 감지 소자로서, PZT AE(Acoustic Emmision) Sensor나 PVDF Sensor를 적용할 수 있다.The ultrasonic detector 120 may apply a PZT AE (Acoustic Emmision) Sensor or a PVDF Sensor as a sensing element for sensing an ultrasonic wave applied from the outside.

상기 초음파 감지부(120)는, 소정 시간 간격으로 초음파를 감지하는 동작을 연속적으로 수행할 수 있는데, 이 경우 상기 저장부(140)는 상기 연속적으로 수행된 초음파 감지 정보들을 상기 크랙 감지 서버(200)에 전송하기 전까지 저장하기 위한 것이다.The ultrasonic sensing unit 120 may continuously perform an operation of sensing ultrasonic waves at predetermined time intervals. In this case, the storage unit 140 stores the ultrasonic sensing information continuously performed in the crack sensing server 200. To save it until).

상기 근거리 무선 통신 모듈(160)은 RF 방식으로 통신을 수행하는 RF 통신 모듈일 수 있다. 여기서, RF 방식이란, RF 스마트 카드나 RF 태그에 사용되는 통신 방식으로서, 본 발명에 적용하려면, 보다 인식범위가 넓은 것을 이용하는 것이 바람직하다.The short range wireless communication module 160 may be an RF communication module for performing communication in an RF manner. Here, the RF method is a communication method used for an RF smart card or an RF tag, and it is preferable to use one having a wider recognition range in order to be applied to the present invention.

상기 근거리 무선 통신 모듈(160)은 상기 크랙 감지 서버(200)의 통신 모듈(220)과 데이터 전송을 위한 무선 통신 채널을 형성할 수 있다. The short range wireless communication module 160 may form a wireless communication channel for data transmission with the communication module 220 of the crack detection server 200.

한편, 상기 초음파 센서 태그(100)의 내부 구성요소들에 구동 전원을 공급하 는 구동 전원 공급부(180)는, 유선상으로 전원을 공급받거나 또는 무선 신호에서 전원을 생성하도록 구현할 수 있다. 다른 구현에서, 상기 구동 전원 공급부는, 상기 크랙 감지 서버에서 전송되는 무선 신호에서 구동 전원을 생성하는 무선 전원 수령기; 및 상기 무선 전원 수령기에서 생성된 전원을 저장하는 축전기를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 구동 전원 공급부(180)는, 상기 크랙 감지 서버(200)가 지나갈때마다, 크랙 감지 서버(200)가 방출하는 전력 송출 신호로부터 전원을 생성하여, 상기 축전기에 저장하고, 크랙 발생을 모니터링 할때는 상기 축전기에 저장된 전원을 사용할 수 있다. On the other hand, the driving power supply unit 180 for supplying the driving power to the internal components of the ultrasonic sensor tag 100 may be implemented to be supplied with power over the wire or to generate power from a wireless signal. In another implementation, the driving power supply unit includes: a wireless power receiver for generating driving power from a wireless signal transmitted from the crack detection server; And a capacitor storing power generated by the wireless power receiver. In this case, the driving power supply unit 180 generates power from the power transmission signal emitted by the crack detection server 200 each time the crack detection server 200 passes, stores the power in the capacitor, and generates a crack. When monitoring the power supply stored in the capacitor can be used.

또는, 지하철 터널 등과 같이 주기적으로 일정한 진동이 가해지는 환경에 설치되는 초음파 센서 태그의 경우, 상기 구동 전원 공급부를 물리적 진동으부터 전원을 생성하는 발전 모듈을 포함하도록 구현할 수 있다.Alternatively, in the case of an ultrasonic sensor tag installed in an environment to which periodic constant vibration is applied, such as a subway tunnel, the driving power supply unit may include a power generation module that generates power from physical vibration.

상기 크랙 감지 서버(200)의 크랙 판단부(260)는, 상기 저장부에 축적된 초음파 감지 값들로부터, 터널의 크랙 여부 및 크랙 발생 위치를 판단한다. The crack determination unit 260 of the crack detection server 200 determines whether a tunnel is cracked and a crack generation position from the ultrasonic wave detection values accumulated in the storage unit.

상기 크랙 감지 방법 중 하나를 도 3에 도시하였다. 도시한 바와 같이, 정사각형 형태로 배치된 4개의 초음파 센서 태그(A, B, C, D)에서, 대각선 방향의 초음파 센서 태그끼리(A와 D, C와 B) 동일한 주파수의 초음파를 발생시키면, 크랙이 존재하지 않았을 때는 동일한 지연시간 후에 초음파를 감지하나, 크랙이 존재하면, 서로 다른 지연시간 후에 초음파를 감지하게 된다.One of the crack detection methods is illustrated in FIG. 3. As shown, when four ultrasonic sensor tags A, B, C, and D arranged in a square shape generate ultrasonic waves having the same frequency as the ultrasonic sensor tags A and D, C, and B in diagonal directions, If there is no crack, ultrasonic waves are detected after the same delay time, but if cracks are present, ultrasonic waves are detected after different delay times.

도시한 방법 외에도, 크랙이 생길 때 발생하는 초음파 형태를 파악하는 방법 등 다른 방법을 적용할 수 있다.In addition to the illustrated method, other methods may be applied, such as a method of identifying an ultrasonic wave form generated when a crack occurs.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 감지 방법을 도시한다. 도시한 크랙 감지 방법은, 터널 벽에 부착된 초음파 센서 태그들이 크랙이 발생할 때의 초음파를 수동적으로 감지하는 방식을 적용한 것이다.4 illustrates a crack detection method according to an embodiment of the present invention. The crack detection method illustrated in FIG. 1 is a method in which ultrasonic sensor tags attached to a tunnel wall passively detect an ultrasonic wave when a crack occurs.

도시한 크랙 방지 방법은, 크랙이 발생하면, 초음파 센서 태그에서 크랙이 발생할때의 초음파를 감지하는 단계(S120); 상기 초음파 센서 태그를 웨이크 업하고(S142), 상기 초음파가 감지된 시각을 저장부에 저장하고(S148), 상기 초음파 센서 태그를 슬리핑시키는 단계(S140); 상기 초음파 센서 태그에 크랙 감지 서버의 통신 모듈의 근거리 무선 통신 신호가 감지되면(S150), 상기 초음파 센서 태그를 웨이크 업하고(S162), 상기 저장부에 저장된 초음파 감지 시각을 포함하는 초음파 감지 정보를 크랙 감지 서버로 전송하는 단계(S164); 및 상기 크랙 감지 서버에서, 상기 초음파 감지 정보로부터 크랙 발생을 판단하는 단계(S180)를 포함한다.The illustrated crack prevention method includes detecting an ultrasonic wave when a crack occurs in an ultrasonic sensor tag when a crack occurs (S120); Waking up the ultrasonic sensor tag (S142), storing the detected time of the ultrasonic wave in a storage unit (S148), and sleeping the ultrasonic sensor tag (S140); When the short range wireless communication signal of the communication module of the crack detection server is detected by the ultrasonic sensor tag (S150), the ultrasonic sensor tag is woken up (S162), and ultrasonic sensing information including the ultrasonic sensing time stored in the storage unit is received. Transmitting to the crack detection server (S164); And determining, at the crack detection server, the occurrence of a crack from the ultrasonic detection information (S180).

상기 초음파 센서 태그의 구동 전원 소비를 억제하기 위해, 통상적인 경우, 상기 초음파 센서 태그는 슬리핑 모드로 존재한다(S110). 상기 슬리핑 모드의 초음파 센서 태그는, 시각 측정 모듈; 초음파 감지기; 및 상기 근거리 무선 통신 신호를 감지하기 위한 통신 모듈만이 활성화될 수 있다.In order to suppress the driving power consumption of the ultrasonic sensor tag, in general, the ultrasonic sensor tag is in a sleeping mode (S110). The ultrasonic sensor tag of the sleeping mode may include a visual measurement module; Ultrasonic sensor; And only a communication module for detecting the short range wireless communication signal.

한편, 다른 구현에서는, 상기 초음파 센서 태그가 크랙이 발생할 때의 초음파를 감지하면, 활성화되어 적극적으로 초음파를 발생시켜, 크랙이 발생한 보다 정 확한 위치를 알려주는 정보를 획득할 수 있다.Meanwhile, in another implementation, when the ultrasonic sensor tag detects the ultrasonic wave when the crack occurs, the ultrasonic sensor tag may be activated to actively generate the ultrasonic wave, thereby obtaining information indicating a more accurate position where the crack occurs.

이 경우, 상기 S140 단계에서는, 초음파를 방출하는 단계; 상기 방출된 초음파의 반사파를 감지하는 단계; 및 상기 반사파의 세기 및 지연 시간(반사파 감지 시각 - 초음파 방출 시각)을 상기 저장부에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 S160 단계에서 초음파 감지 정보는, 크랙 발생 시각, 상기 반사파의 세기 및 지연 시간을 포함한다.In this case, in the step S140, emitting ultrasonic waves; Sensing reflected waves of the emitted ultrasonic waves; And storing the intensity and the delay time of the reflected wave (a reflection wave detection time-an ultrasonic emission time) in the storage unit. In addition, the ultrasonic sensing information at step S160 includes a crack generation time, the intensity of the reflected wave and the delay time.

상기 초음파 센서 태그에서의 상기 초음파 감지 정보의 수집 및 저장 과정과, 상기 크랙 방지 서버에서 크랙 발생을 판단하는 과정은 앞서 설명하였으므로, 중복 설명을 생략한다.Since the process of collecting and storing the ultrasonic sensing information in the ultrasonic sensor tag and the process of determining the occurrence of a crack in the crack prevention server have been described above, duplicate description thereof will be omitted.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 감지 방법을 도시한다. 도시한 크랙 감지 방법은, 터널 벽에 부착된 초음파 센서 태그들이 적극적으로 초음파를 방출하고 이에 대한 반사파를 수집하여, 크랙 발생을 모니터링 하는 방식을 적용한 것이다.5 illustrates a crack detection method according to another embodiment of the present invention. In the illustrated crack detection method, ultrasonic sensor tags attached to a tunnel wall actively radiate ultrasonic waves, collect reflected waves, and monitor a crack occurrence.

도시한 크랙 방지 방법은, 슬리핑 시점 이후 소정 시간이 경과하였는가를 판단하여(S220), 경과하였으면 초음파 센서 태그를 웨이크 업 시키는 단계(S242); 상기 초음파 센서 태그에서 초음파를 방출하는 단계(S244); 상기 방출된 초음파의 반사파를 감지하는 단계(S246); 상기 반사파의 세기 및 지연 시간(반사파 감지 시각 - 초음파 방출 시각)을 포함하는 초음파 감지 정보를 저장부에 저장하는 단계(S248); 상기 초음파 센서 태그를 슬리핑시키는 단계(S210); 상기 초음파 센 서 태그에 크랙 감지 서버의 통신 모듈의 근거리 무선 통신 신호가 감지되면(S250), 상기 초음파 센서 태그를 웨이크 업하고(S262), 상기 저장부에 저장된 초음파 감지 정보를 크랙 감지 서버로 전송하는 단계(S264); 및 상기 크랙 감지 서버에서, 상기 초음파 감지 정보로부터 크랙 발생을 판단하는 단계(S280)를 포함한다.The illustrated crack prevention method may include determining whether a predetermined time has elapsed since a sleeping time (S220), and if so, waking up the ultrasonic sensor tag (S242); Emitting an ultrasonic wave from the ultrasonic sensor tag (S244); Detecting the reflected wave of the emitted ultrasonic wave (S246); Storing ultrasonic sensing information including the intensity and delay time of the reflected wave (reflected wave detection time-ultrasonic emission time) in a storage unit (S248); Sleeping (S210) the ultrasonic sensor tag; When the short range wireless communication signal of the communication module of the crack detection server is detected in the ultrasonic sensor tag (S250), the ultrasonic sensor tag is woken up (S262), and the ultrasonic sensing information stored in the storage unit is transmitted to the crack detection server. Step (S264); And determining, at the crack detection server, the occurrence of a crack from the ultrasonic detection information (S280).

상기 초음파 센서 태그의 구동 전원 소비를 억제하기 위해, 통상적인 경우, 상기 초음파 센서 태그는 슬리핑 모드로 존재한다(S210). 상기 슬리핑 모드의 초음파 센서 태그는, 시각 측정 모듈; 및 상기 근거리 무선 통신 신호를 감지하기 위한 통신 모듈만이 활성화될 수 있다.In order to suppress the driving power consumption of the ultrasonic sensor tag, in general, the ultrasonic sensor tag is in a sleeping mode (S210). The ultrasonic sensor tag of the sleeping mode may include a visual measurement module; And only a communication module for detecting the short range wireless communication signal.

상기 초음파 센서 태그에서의 상기 초음파 감지 정보의 수집 및 저장 과정과, 상기 크랙 방지 서버에서 크랙 발생을 판단하는 과정은 앞서 설명하였으므로, 중복 설명을 생략한다.Since the process of collecting and storing the ultrasonic sensing information in the ultrasonic sensor tag and the process of determining the occurrence of a crack in the crack prevention server have been described above, duplicate description thereof will be omitted.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 콘크리트 구조물의 표면에 수직하게 발생한 크랙의 깊이를 종래의 초음파법에 의하여 측정하는 방법을 개략적으로 도시한 설명도.1 is an explanatory view schematically showing a method for measuring the depth of the crack generated perpendicular to the surface of the concrete structure by a conventional ultrasonic method.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 감지 시스템을 도시한 구성도.Figure 2 is a block diagram showing a crack detection system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 적용할 수 있는 크랙 방지 방법의 일례를 도시한 개념도.3 is a conceptual diagram showing an example of a crack prevention method that can be applied to the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 크랙 감지 방법을 도시한 흐름도.4 is a flowchart illustrating a crack detection method according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 크랙 감지 방법을 도시한 흐름도.5 is a flowchart illustrating a crack detection method according to another embodiment of the present invention.

Claims (12)

현재 시각을 측정하기 위한 시각 측정부와, A time measuring unit for measuring the current time; 외부에서 인가되는 초음파를 감지할 수 있는 초음파 감지부와, Ultrasonic detection unit for detecting the ultrasonic waves applied from the outside, 상기 초음파 감지부에서 초음파를 감지한 시각을 포함하는 초음파 감지 정보를 저장하는 저장부와, A storage unit for storing ultrasonic sensing information including the time at which the ultrasonic sensing unit senses ultrasonic waves; 상기 초음파 감지 정보를 외부로 전송하기 위한 근거리 무선 통신 모듈과, A short range wireless communication module for transmitting the ultrasonic sensing information to the outside; 상기 각 구성요소들로 구동 전원을 공급하는 구동 전원 공급부A driving power supply unit supplying driving power to each of the components 를 포함하는 초음파 센서 태그; 및Ultrasonic sensor tag comprising a; And 상기 근거리 무선 통신 모듈과 통신 채널을 형성하여 상기 초음파 감지 정보를 전송받기 위한 통신 모듈과, A communication module for establishing a communication channel with the short range wireless communication module to receive the ultrasonic sensing information; 상기 초음파 감지 정보로부터 터널의 크랙 발생을 판단하는 크랙 판단부Crack determination unit for determining the crack generation of the tunnel from the ultrasonic detection information 를 포함하는 크랙 감지 서버;Crack detection server comprising a; 를 포함하는 크랙 감지 시스템.Crack detection system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초음파 감지 정보는, The ultrasonic detection information, 상기 초음파 감지 시각과 감지 세기를 포함하는 Including the ultrasonic detection time and the detection intensity 크랙 감지 시스템.Crack Detection System. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초음파 감지부는,The ultrasonic sensing unit, 초음파를 방출하는 초음파 발생기; An ultrasonic generator for emitting ultrasonic waves; 초음파를 감지하는 초음파 감지기Ultrasonic sensors to detect ultrasonic waves 를 포함하는 크랙 감지 시스템.Crack detection system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동 전원 공급부는, The driving power supply unit, 상기 크랙 감지 서버에서 전송되는 무선 신호에서 구동 전원을 생성하는 무선 전원 수령기; 및 A wireless power receiver for generating driving power from a wireless signal transmitted from the crack detection server; And 상기 무선 전원 수령기에서 생성된 전원을 저장하는 축전기A capacitor for storing power generated by the wireless power receiver 를 포함하는 크랙 감지 시스템.Crack detection system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동 전원 공급부는, The driving power supply unit, 물리적 진동으부터 전원을 생성하는 발전 모듈Power generation module that generates power from physical vibration 을 포함하는 크랙 감지 시스템.Crack detection system comprising a. 초음파 센서 태그에서 크랙이 발생할 때의 초음파를 감지하는 단계; Detecting an ultrasonic wave when a crack occurs in the ultrasonic sensor tag; 상기 초음파가 감지된 시각을 포함하는 초음파 감지 정보를 저장하는 단계;Storing ultrasonic sensing information including the time at which the ultrasonic wave is detected; 근거리 무선 통신 신호가 감지되는지 판단하는 단계;Determining whether a short range wireless communication signal is detected; 상기 저장된 초음파 감지 정보를 초음파 센서 태그에서 크랙 감지 서버로 전송하는 단계; 및 Transmitting the stored ultrasonic sensing information from an ultrasonic sensor tag to a crack sensing server; And 상기 크랙 감지 서버에서 상기 초음파 감지 정보로부터 크랙 발생을 판단하는 단계Determining the crack generation from the ultrasonic detection information at the crack detection server 를 포함하는 크랙 감지 방법.Crack detection method comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 초음파 감지 정보들을 저장하는 단계 이전에, Before storing the ultrasonic sensing information, 상기 초음파 센서 태그를 웨이크 업하는 단계를 더 포함하고,The method may further include waking up the ultrasonic sensor tag. 상기 초음파 감지 정보를 저장하는 단계 이후에,After storing the ultrasonic sensing information, 상기 초음파 센서 태그를 슬리핑 하는 단계를 더 포함하는 크랙 감지 방법.And slipping the ultrasonic sensor tag. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 초음파 감지 정보를 저장하는 단계는,The storing of the ultrasonic sensing information may include: 초음파를 방출하는 단계; Emitting ultrasound; 상기 방출된 초음파의 반사파를 감지하는 단계; 및 Sensing reflected waves of the emitted ultrasonic waves; And 상기 반사파의 세기 및 지연 시간을 상기 저장부에 저장하는 단계를 포함하는 크랙 방지 방법.And storing the intensity and the delay time of the reflected wave in the storage unit. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 초음파 감지 정보를 전송하는 단계 이전에,Before the step of transmitting the ultrasonic sensing information, 상기 초음파 센서 태그를 웨이크 업하는 단계를 더 포함하고,The method may further include waking up the ultrasonic sensor tag. 상기 초음파 감지 정보를 전송하는 단계 이후에,After transmitting the ultrasonic sensing information, 상기 초음파 센서 태그를 슬리핑 하는 단계를 더 포함하는 크랙 감지 방법.And slipping the ultrasonic sensor tag. 초음파 센서 태그의 슬리핑 시점 이후 소정 시간이 경과하였는가를 판단하는 단계;Determining whether a predetermined time has elapsed since a sleeping time of the ultrasonic sensor tag; 상기 초음파 센서 태그에서 초음파를 방출하는 단계; Emitting ultrasonic waves from the ultrasonic sensor tag; 상기 방출된 초음파의 반사파를 감지하는 단계; Sensing reflected waves of the emitted ultrasonic waves; 상기 반사파의 세기 및 지연 시간을 포함하는 초음파 감지 정보를 저장하는 단계; Storing ultrasonic sensing information including intensity and delay time of the reflected wave; 근거리 무선 통신 신호가 감지되는지 판단하는 단계;Determining whether a short range wireless communication signal is detected; 상기 초음파 감지 정보를 초음파 센서 태그에서 크랙 감지 서버로 전송하는 단계; 및 Transmitting the ultrasonic sensing information from an ultrasonic sensor tag to a crack sensing server; And 상기 크랙 감지 서버에서 상기 초음파 감지 정보로부터 크랙 발생을 판단하는 단계Determining the crack generation from the ultrasonic detection information at the crack detection server 를 포함하는 크랙 감지 방법.Crack detection method comprising a. 제 10 항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 초음파 방출 단계 이전에, Prior to the ultrasonic emission step, 상기 초음파 센서 태그를 웨이크 업하는 단계를 더 포함하고,The method may further include waking up the ultrasonic sensor tag. 상기 초음파 감지 정보를 저장하는 단계 이후에,After storing the ultrasonic sensing information, 상기 초음파 센서 태그를 슬리핑 하는 단계를 더 포함하는 크랙 감지 방법.And slipping the ultrasonic sensor tag. 제 10 항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 초음파 감지 정보를 전송하는 단계 이전에,Before the step of transmitting the ultrasonic sensing information, 상기 초음파 센서 태그를 웨이크 업하는 단계를 더 포함하고,The method may further include waking up the ultrasonic sensor tag. 상기 초음파 감지 정보를 전송하는 단계 이후에,After transmitting the ultrasonic sensing information, 상기 초음파 센서 태그를 슬리핑 하는 단계를 더 포함하는 크랙 감지 방법.And slipping the ultrasonic sensor tag.
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