KR20220163044A - 지반변위 계측장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지반변위 계측장치에 관한 것으로, 지반에 직립으로 매설된 복수의 계측파이프; 복수의 계측파이프의 내측에서 승강하도록 설치되고, 지반의 변위를 실시간으로 계측하는 적어도 하나의 지반변위 계측기와, 적어도 하나의 지반변위 계측기가 측정한 변위 데이터를 무선 송신하는 디지털 송신유닛을 구비하는 이동계측장치; 및 복수의 계측파이프의 위에 각각 장착되고, 외부의 제어신호에 따라 모터가 정-회전 또는 역-회전하여 이동계측장치를 하강 또는 상승시키고, 하강 또는 상승 중에 적어도 하나의 지반변위 계측기가 측정한 변위 데이터를 디지털 송신유닛으로부터 무선 수신하여 저장하는 제어장치를 포함한다.
본 발명에 따르면, 지반변위 계측장치를 사용하여 하강 또는 상승하면서 지반의 변위를 실시간으로 계측하여 무선으로 송신하며, 이로 인하여 제어장치와 이동계측장치를 연결하는 전원선, 데이터선 등이 필요하지 않아 장비의 소형화함과 동시에 경량화가 가능하여 장비의 취급이 용이하게 된다.
본 발명에 따르면, 지반변위 계측장치를 사용하여 하강 또는 상승하면서 지반의 변위를 실시간으로 계측하여 무선으로 송신하며, 이로 인하여 제어장치와 이동계측장치를 연결하는 전원선, 데이터선 등이 필요하지 않아 장비의 소형화함과 동시에 경량화가 가능하여 장비의 취급이 용이하게 된다.
Description
본 발명은 지반변위 계측장치에 관한 것으로, 특히, 이동계측장치가 계측파이프를 따라 하강 또는 승강하면서 지중경사, 지하수위, 지반침하 등의 지반 변위를 실시간으로 계측하여 무선 전송하고 저장하는 지반변위 계측장치에 관한 것이다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진시키기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
일반적으로, 지반의 변위를 계측하는 장치는 일예로 토목분야에서 구조물 등을 시공하고자 할 때 터파기와 함께 가시설 벽체를 시공하고 터파기에 의해 가시설 벽체 주변의 지반 변위량과 지표침하는 물론 지하수위를 계측하여 신속하고 정확한 계측데이터를 확인하고 대책을 마련함으로써, 싱크홀 및 인접건물의 붕괴 등에 미리 대비하여 인명 및 재산의 피해가 발생하는 것을 최소화하기 위해 사용되고 있다.
이러한 기술과 관련된 것으로, 대한민국 등록특허 제10-0264013호(이하, "문헌1"이라 약칭함)가 있다. 이 문헌1은 토목 현장의 각종 변위량을 자동으로 측정하는 장치에 관한 것이며, 토목 관련 공사시 지하를 굴착하는 경우, 굴착주변의 지반에 지중경사계, 지표침하계, 지하수위계 등을 매설하여 지반의 각종 변위량과 토목 구조물의 각종 변위량을 전기적인 신호로 변환하여 시리얼 통신방법으로 원격지에서 자동으로 계측하는 것이다.
그러나, 전술한 바와 같은 문헌1의 각종 변위량 자동 계측장치에서는, 다수의 피측정 지점 근처마다 지중경사계, 지표침하계, 지하수위계 등을 제각기 설치하여야 하고, 이들을 직접 매설하여 설치하거나 별도의 계측파이프를 시공한 후 설치하여야 하므로 설치개수 및 설치장소가 너무 많아 복잡하고 번거롭기 때문에 설치 및 관리가 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구개발한 것으로서, 그 목적은 계측파이프 내에서 승강되는 이동계측장치에 지중경사, 지하수위, 지반침하 등의 계측모듈을 마련하고 이동계측장치를 승강시키면서 무선으로 데이터를 송수신하는 제어장치를 마련함으로써 계측파이프를 따라 이동계측장치가 하강 또는 상승하면서 지반침하, 지중경사 및 지하수위 등의 지반 변위를 실시간으로 계측하여 무선으로 송신하며, 이로 인하여 제어장치와 이동계측장치를 연결하는 전원선, 데이터선 등이 필요하지 않아 장비의 소형화함과 동시에 경량화가 가능하여 장비의 취급이 용이함은 물론 계측파이프의 상단에 직접적인 설치 또한 가능하도록 한 지반변위 계측장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 다수의 피측정 지점마다 하나의 이동계측장치를 통해서 지반침하, 지중경사 및 지하수위 등의 지반변위를 실시간으로 계측하기 때문에 지중경사계, 지표침하계, 지하수위계 등을 제각기 설치함은 물론, 이들을 직접 매설하여 설치하거나 별도의 계측파이프를 시공한 후 설치하여야 할 필요가 없으므로 시공의 간편화와 시공시간을 최소화할 수 있고 관리의 용이함은 물론 단순화를 꾀할 수 있도록 한 지반변위 계측장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 지반변위 계측장치는, 지반에 직립으로 매설된 복수의 계측파이프; 각각의 계측파이프마다 그 내측에 승강하도록 설치되고, 지반의 변위를 실시간으로 계측하는 적어도 하나의 지반변위 계측기와, 적어도 하나의 지반변위 계측기가 측정한 변위 데이터를 무선 송신하는 디지털 송신유닛을 구비하는 이동계측장치; 및 각각의 계측파이프 상단에 마련되며, 외부의 제어신호에 따라 모터가 정-회전 또는 역-회전하여 이동계측장치를 하강 또는 상승시키고 하강 또는 상승 중에 적어도 하나의 지반변위 계측기가 측정한 변위 데이터를 디지털 송신유닛으로부터 무선 수신하여 저장하거나 송신하는 제어장치를 포함한다.
상기 지반변위 계측기는 지중의 경사를 감지하는 지중경사 계측모듈, 지하수를 통해 통전될 때의 지하의 수위를 계측하는 지하수위 계측모듈 및 지반의 침하를 계측하는 지반침하 계측모듈을 포함한다.
상기 이동계측장치는 상부몸체의 상단외측에 지반변위 계측기의 지하수위 계측모듈과 지반침하 계측모듈이 마련되고 상기 상부몸체의 한쪽에 디지털 송신유닛이 구비되며, 상기 상부몸체의 디지털 송신유닛은 또 하나의 하부몸체에 삽입 내장되어 실링되게 마련됨이 바람직하다.
또한, 상기 이동계측장치는 그 외측에 복수의 바퀴가 구비되고, 이동계측장치가 하강 또는 상승할 때 상기 바퀴는 복수의 계측파이프의 내면과 탄력적으로 맞닿아 회전하면서 하강 또는 상승한다.
또한, 상기 지반침하 계측모듈은 지표면의 아래에 매설된 지표침하-판의 자력을 감지한다.
상기 계측파이프의 내면에는 그 중심을 통해 대향되고 각각의 쌍을 이루는 복수의 가이드 홈이 형성됨이 바람직하다. 상기 이동계측장치는 이동계측장치의 상부와 하부에 마련된 복수의 바퀴가 계측파이프의 내면에서 서로 대향되어 각각의 쌍을 이루는 복수의 가이드 홈을 따라 안내되면서 하강 또는 상승된다.
상기 제어장치는 외부의 제어신호에 따라 정-회전 또는 역-회전하는 모터; 상기 모터의 케이블 드럼에 감겨있는 와이어케이블의 풀림 길이나 감김 길이를 측정하는 엔코더; 및 모터의 정-회전 또는 역-회전에 따라 이동계측장치가 하강 또는 상승하면서 무선 송신한 변위 데이터를 수신하여 저장하거나 송신하는 데이터 로거를 포함한다.
또한, 상기 제어장치는 이동계측장치를 일정한 주기로 하강 또는 상승시킨다.
상기 데이터 로거는 디지털 송신유닛이 송신한 변위 데이터를 무선으로 수신하는 무선수신모듈; 무선수신모듈이 수신한 변위 데이터를 아날로그/디지털 변환하는 아날로그/디지털 컨버터; 아날로그/디지털 컨버터가 아날로그/디지털 변환한 변위 데이터를 필터링하는 필터회로; 필터회로에서 필터링된 변위 데이터가 저장되는 메모리; 및 메모리에 저장된 변위 데이터를 무선으로 송신하는 무선송신모듈을 포함한다.
본 발명에 따르면, 계측파이프 내에서 승강되는 이동계측장치에 지중경사, 지하수위, 지반침하 등의 계측모듈을 마련하고 이동계측장치를 승강시키면서 무선으로 데이터를 송수신하는 제어장치를 마련함으로써 계측파이프를 따라 이동계측장치가 하강 또는 상승하면서 지반침하, 지중경사 및 지하수위 등의 지반 변위를 실시간으로 계측하여 무선으로 송신하며, 이로 인하여 제어장치와 이동계측장치를 연결하는 전원선, 데이터선 등이 필요하지 않아 장비의 소형화함과 동시에 경량화가 가능하여 장비의 취급이 용이함은 물론 계측파이프의 상단에 직접적인 설치 또한 가능하게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 다수의 피측정 지점마다 하나의 이동계측장치를 통해서 지반침하, 지중경사 및 지하수위 등의 지반변위를 실시간으로 계측하기 때문에 지중경사계, 지표침하계, 지하수위계 등을 제각기 설치함은 물론, 이들을 직접 매설하여 설치하거나 별도의 계측파이프를 시공한 후 설치하여야 할 필요가 없으므로 시공의 간편화와 시공시간을 최소화할 수 있고 관리의 용이함은 물론 단순화를 꾀할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지반변위 계측장치가 설치된 상태도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지반변위 계측장치에서 계측파이프를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동계측장치의 상세한 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동계측장치의 일부를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어박스의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 송수신 통신장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전부를 포함한 지반변위 계측장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 집전부를 포함한 이동계측장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지반변위 계측장치에서 계측파이프를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동계측장치의 상세한 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동계측장치의 일부를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어박스의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 송수신 통신장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전부를 포함한 지반변위 계측장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 집전부를 포함한 이동계측장치를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 지반변위 계측장치가 설치된 상태도이다. 도 1을 참조하면, 지반변위 계측장치(1000)는 복수의 계측파이프(100), 각각의 계측파이프(100)내에 승강되게 설치되는 이동계측장치(200), 상기 계측파이프(100)마다 그 상단에 설치되어 이동계측장치(200)를 승강시킴은 물론 데이터를 주고받는 제어장치(300), 상기 제어장치(300)와 데이터를 송수신하는 송수신 통신장치(400 및 서버(500)를 포함할 수 있다.
복수의 계측파이프(100)는 다수의 피측정 지점인 지반(또는 지표면, ground)에 직립으로 매설된다. 복수의 계측파이프(100)가 지반에 직립으로 매설되는 이유는, 이동계측장치(200)가 지반에 직립으로 위치한 곳의 계측 데이터를 얻기 위함이다.
상기 계측파이프(100)가 매설된 지표면 아래의 계측파이프(100) 주변에는 지표침하-판(10)이 매설된다. 상기 지표침하-판(10)은 지표면 아래에 매설되어 있으므로 지반이 침하되면 지반과 함께 계측파이프(100)를 따라 하강되게 된다. 또한, 상기 지표침하-판(10)은 계측파이프(100)가 관통되는 주변에만 자석으로 마련되거나 전체가 자석으로 마련될 수 있다.
상기 계측파이프(100)는 그 상단이 적어도 지표면에서 상부로 20~30㎝ 정도 돌출되게 설치된다. 이와 같이 계측파이프(100)의 상단이 지표면보다 높게 설치되는 이유는 제어장치(300)를 연결 설치하기 위한 연결플랜지가 계측파이프(100)의 상단외측에 씌워지는 공간을 확보하여야 하기 때문이다.
또한, 상기 계측파이프(100)는 도 2에 상세하게 도시한 바와 같이, 계측파이프(100)의 내면에 중심을 통해 대향되고 각각의 쌍을 이루는 복수의 가이드 홈(110, 120, 130, 140)이 형성되어 있다.
상기 이동계측장치(200)는 각각의 계측파이프(100) 내측에서 승강되도록 설치된다. 이동계측장치(200)는 후술하는 바와 같이 내부에 지반의 변위를 실시간으로 계측하는 적어도 하나의 지반변위 계측기(230)와, 적어도 하나의 지반변위 계측기(230)가 측정한 변위 데이터를 무선 송신하는 디지털 송신유닛(240)을 구비할 수 있다.
또한, 상기 이동계측장치(200)는 상부 및 하부몸체(201,202)에 복수의 바퀴(211, 212) (213, 214)가 구비되고, 이동계측장치(200)가 하강 또는 상승할 때 바퀴(211, 212) (213, 214)는 복수의 계측파이프(100)의 내면과 탄력적으로 맞닿아 회전하면서 하강 또는 상승한다.
다시 말해서, 상기 이동계측장치(200)의 상부와 하부에 마련된 복수의 바퀴(211, 212) (213, 214)는 계측파이프(100)의 내면에서 서로 대향되고 각각의 쌍을 이루는 복수의 가이드 홈(110, 120) 또는 (130, 140)을 따라 안내되면서 하강 또는 상승한다.
복수의 바퀴(211, 212) (213, 214)는 짝수이고 이동계측장치(200)의 상부 및 하부몸체(201,202)에 구비된 회전축(221, 222)을 중심으로 회전하며, 각각의 회전축(221, 222)에서 연장된 암의 양단에 각각의 바퀴(211, 212) (213, 214)가 설치된다.
도 1에서는 복수의 바퀴(211, 212) (213, 214)가 4개인 것을 예로 들었으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 이동계측장치(200)는 도 3에 상세하게 도시하였고 이를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동계측장치의 상세한 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 이동계측장치(200)는 내부에 지반의 변위를 실시간으로 계측하는 적어도 하나의 지반변위 계측기(230)와, 적어도 하나의 지반변위 계측기(230)가 측정한 변위 데이터를 무선 송신하는 디지털 송신유닛(240)을 구비할 수 있다.
상기 지반변위 계측기(230)는 지중의 경사를 감지하는 지중경사 계측모듈(231), 지하수를 통해 통전될 때의 지하의 수위를 계측하는 지하수위 계측모듈(232) 및 지반의 침하를 계측하는 지반침하 계측모듈(233)을 포함할 수 있다. 상기 지반침하 계측모듈(233)은 지표면의 아래에 매설된 지표침하-판(10)의 자력을 감지한다.
상기 디지털 송신유닛(240)은 무선수신모듈(241)과 무선송신모듈(242)을 포함할 수 있다. 상기 무선수신모듈(241)과 무선송신모듈(242)은 이들이 하나로 통합된 무선송수신모듈로 마련될 수 있다.
상기 지반변위 계측기(230)인 지중경사 계측모듈(231), 지하수위 계측모듈(232), 지반침하 계측모듈(233)과 디지털 송신유닛(240)인 무선수신모듈(241)과 무선송신모듈(242)은 배터리(243)로부터 전원을 공급받는다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동계측장치를 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 이동계측장치(200)는 상부몸체(201)의 상단외측에 지반변위 계측기(230)의 지하수위 계측모듈(232)과 지반침하 계측모듈(233)이 마련되고 상기 상부몸체(201)의 한쪽에 디지털 송신유닛(240)이 구비되며, 상기 상부몸체(201)의 디지털 송신유닛(240)은 하부몸체(202)에 삽입 내장된다. 상부몸체(201)와 하부몸체(202)는 밀폐되도록 확실하게 실링된다.
상기 제어장치(300)는 각각의 계측파이프(100) 상단에 각각 장착되고, 외부의 제어신호에 따라 모터(310)가 정-회전 또는 역-회전하여 이동계측장치(200)를 일정한 주기로 하강 또는 상승시키고, 하강 또는 상승 중에 적어도 하나의 지반변위 계측기(230)가 측정한 변위 데이터를 디지털 송신유닛(240)으로부터 무선 수신하여 저장하거나 송신한다.
상기 제어장치(300)는 이동계측장치(200)를 일정한 주기로 하강 또는 상승시키는데, 이때 이동계측장치(200)는 일정한 높이의 피측정 위치를 이동하면서 후술하는 지중경사 계측모듈(231), 지하수위 계측모듈(232), 지반침하 계측모듈(233)이 감지하는 신호를 제어장치(300)로 무선 송신한다. 상기 제어장치(300)의 상세한 구성과 관련해서는 도 5를 참조하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어박스의 내부의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1 및 도 5를 참조하면, 제어박스(30)의 내부에는 제어장치(300)가 구비된다. 상기 제어장치(300)는 모터(motor, 310), 엔코더(encoder, 320), 데이터 로거(data logger, 330), 제어모듈(340) 및 전원공급회로(350)를 포함할 수 있다.
상기 모터(310)는 외부의 제어신호에 따라 정-회전 또는 역-회전하며, 케이블 드럼 (50)에 감겨있는 와이어케이블(55)을 통해 이동계측장치(200)에 연결되어 있다. 이때, 와이어케이블(55)은 그 하단에 이동계측장치(200)가 매달려 있으므로 계측파이프(100)의 중앙에 위치됨이 바람직하다.
상기 엔코더(320)는 모터(310)의 하부에 설치되어 모터(310)의 케이블 드럼 (50)에 감겨있는 와이어케이블(55)이 풀리거나 감김으로써 엔코더의 회전드럼이 회전되고 이러한 회전드럼의 회전수로 와이어케이블(55)의 풀림 길이나 감김 길이를 측정한다.
상기 데이터 로거(330)는 모터의 정-회전 또는 역-회전에 따라 이동계측장치(200)가 하강 또는 상승하면서 계측함과 동시에 무선 전송하는 변위 데이터를 수신하여 저장한다. 상기 데이터 로거(330)에는 무선수신모듈(331), A/D 컨버터(Analogue/Digital converter, 332), 필터회로(filter circuit, 333), 메모리(memory, 334), 무선송신모듈(335)이 구비될 수 있다.
상기 무선수신모듈(331)은 디지털 송신유닛(240)이 송신한 변위 데이터를 무선으로 수신한다. A/D 컨버터(332)는 무선수신모듈(241)이 수신한 변위 데이터를 아날로그/디지털 변환한다. 필터회로(333)는 A/D 컨버터(332)가 아날로그/디지털 변환한 변위 데이터를 필터링한다. 메모리(334)는 필터회로(333)에서 필터링된 변위 데이터가 저장된다. 무선송신모듈(335)은 메모리(334)에 저장된 변위 데이터를 무선으로 송신한다.
상기 제어모듈(340)은 전원공급회로(335)로부터 모터(310), 엔코더(320), 무선수신모듈(331), A/D 컨버터(332), 필터회로(333), 메모리(334), 무선송신모듈(335)로의 전원투입의 차단을 제어하거나 전원의 이상상태를 감시한다.
상기 이동계측장치(200)와 제어장치(300)는 모든 데이터를 무선통신에 의해 송수신되도록 무선화 함으로써 이동계측장치(200)와 제어장치(300)를 서로 연결하기 위한 통신선 및 전원선이 필요 없고, 이로 인하여 모터(310) 및 케이블드럼(50)을 포함한 제어장치(300)를 최대한으로 소형화함과 동시에 경량화가 이루어지게 된다.
본 발명의 지반변위 계측장치를 이루는 제어장치(300)는 이동계측장치(200)와 무선으로 이루어지기 때문에 유선통신으로 이루어지는 기존의 지반변위 계측장치와 비교할 때 현저하게 소형경량화가 이루어지고 이로 인하여 계측파이프(100)의 상단에 직접적인 설치가 가능함은 물론 제어장치(300)의 설치를 위한 기초콘크리트 등의 필요 없게 되는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 송수신 통신장치를 구성을 나타낸 블록도이다. 도 6을 참조하면, 송수신 통신장치(400)는 무선수신모듈(410), 무선송신모듈(420), 인터넷 통신모듈(430), 제어모듈(440) 및 전원공급회로(450)를 구비할 수 있다.
상기 무선수신모듈(410)은 제어박스(30) 내부의 무선송신모듈(335)로부터 송신한 데이터를 수신하고, 상기 무선송신모듈(420)은 무선수신모듈(410)이 제어박스(30) 내부의 무선송신모듈(335)로부터 수신한 데이터를 후술하는 서버(500)로 송신한다. 이때, 인터넷 통신모듈(430)은 서버(500)와의 인터넷 통신이 가능하도록 한다. 상기 무선수신모듈(410)과 무선송신모듈(420)은 이들이 하나로 통합된 무선송수신모듈로 마련될 수 있다.
상기 제어모듈(440)은 전원공급회로(450)로부터 무선수신모듈(410), 무선송신모듈(420), 인터넷 통신모듈(430)로의 전원투입의 절단을 제어하거나 전원의 이상상태를 감시한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 서버의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 7을 참조하면, 서버(500)는 데이터 분석기(510) 및 인터넷 통신모듈(520)을 구비할 수 있다.
상기 데이터 분석기(510)는 지반변위 계측기(230)가 측정한 변위 데이터를 분석하고, 위험관리 기준값을 초과할 경우에는 경보신호를 출력하도록 한다. 경보신호는 모니터의 점멸, 싸이렌음 발생, 관리자의 휴대폰에 SMS 문자메시지 송신 등의 형태로 구현될 수 있다. 관리자는 경보신호를 인지하고 지반변위에 이상 현상이 발생하였음을 알게 되므로, 이에 대한 조치를 신속히 취할 수 있게 된다.
상기 인터넷 통신모듈(520)은 송수신 통신장치(400)와의 인터넷 통신이 가능하도록 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 지반변위 계측장치는 제어장치(300)의 제어모듈(340)에 의해 모터(310)가 정-회전 구동되게 되고 이로 인하여 모터(310)의 케이블 드럼(50) 또한 정-회전되면서 케이블 드럼(50)에 감겨진 와이어케이블(55)이 풀리게 된다. 이와 같이 와이어케이블(55)이 풀린 만큼 와이어케이블(55)의 하단에 연결된 이동계측장치(200)의 자중으로 인하여 계측파이프(100)를 따라 안내됨과 동시에 하강되게 된다.
위와 같이 이동계측장치(200)가 계측파이프(100)를 따라 안내됨과 동시에 하강되는 동안 이동계측장치(200)의 지반변위 계측기(230)가 계측한 변위 데이터를 실시간 무선으로 제어장치(300)로 전송한다.
상기 계측파이프(100)의 하단에 이르기까지 하강되게 되면 이동계측장치(200)는 제어장치(300)의 제어모듈(340)에 의해 모터(310)가 역-회전 구동되고 이로 인하여 모터(310)의 케이블 드럼(50) 또한 역-회전되면서 케이블 드럼(50)에 감겨진 와이어케이블(55)이 감기므로 계측파이프(100)를 따라 안내됨과 동시에 상승되게 된다.
위에서 설명한 바와 같이, 케이블 드럼(50)의 와이어케이블(55)이 풀리거나 감길 때 엔코더(320) 또한 연동되게 된다. 예를 들어, 엔코더(320)는 설정된 일정-회전수만큼 회전될 때(즉 와이어케이블(55)이 일정 길이만큼 풀렸을 때)마다 이동계측장치(200)의 지반변위 계측기(230)가 지반의 변위-량, 지표침하 및 지하수위 등과 같은 지반의 변위를 일괄적이고 실시간으로 계측하고 이렇게 계측된 변위 데이터를 실시간 무선으로 이동계측장치(200)의 무선송신모듈(242)이 제어장치(300)로 전송한다.
이후의 과정은 위에서 언급한 바와 같이, 상기 제어장치(300)에서 송수신 통신장치(400)와 서버(500) 등으로 전송되므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전부를 포함한 지반변위 계측장치를 나타낸 도면이다.
지반변위 계측장치(1000)는 무선 충전부를 추가로 포함한다. 지반변위 계측장치(1000)는 무선 충전부를 이용하여 계측파이프(100) 내에 이동계측장치(200)의 상하 이동에 따라 전력을 비접촉 방식으로 수신하여 배터리(243)에 무선으로 전력을 충전한다.
지반변위 계측장치(1000)는 무선 충전을 위해 급전 선로(260)와 집전부(270)를 포함한다.
급전 선로(260)는 이동계측장치(200)의 이동에 대응하도록 계측파이프(100) 벽면에 설치된다. 급전 선로(260)는 구비된 급전 전원으로부터 전력을 공급받는다. 급전 선로(260)는 급전 전원에 연결된 급전 케이블에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자속의 경로를 제공하는 급전 코어 및 급전 코어에 권취되는 급전 케이블을 포함하는 급전 유닛을 이용하여 자기유도 방식으로 전력을 집전부(270)로 공급한다.
집전부(270)는 이동계측장치(200)의 몸체 내부에 구비된다. 집전부(270)는 급전 선로(260)로부터 전력을 비접속 방식을 집전한다. 집전부(270)는 자속이 유기되는 집전 코어 및 집전 코어에 권취되는 집전 케이블을 포함한다. 집전부(270)는 급전 유닛과 자속에 의해 자기적으로 커플링되는 집전 유닛을 이용하여 급전 선로(260)로부터 형성된 유도기전력을 공급받는다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 집전부를 포함한 이동계측장치를 나타낸 도면이다.
집전부(270)는 집전 코어, 집전 케이블, 집전 유닛, 집전 회로를 포함한다.
집전 코어는 자속이 유기된다. 집전 케이블은 집전 코어에 권취되고, 자속에 의해 자기적으로 커플링되는 집전 코어를 이용하여 급전 선로(260)로부터 형성된 유도기전력을 공급받는다. 집전 케이블은 집전 코어의 일측에 권취되며, 급전 선로(260)로부터 전달받은 유도기전력을 집전 회로로 전달한다.
집전 유닛은 집전 코어와 집전 케이블을 포함한다. 집전 회로는 집전 유닛으로부터 출력되는 유도기전력을 변환한다. 집전 회로는 집전 코어의 일측에 권취된 집전 케이블로부터 전달받은 유도기전력을 수신한다. 집전 회로는 집전 케이블로 연결되는 정류기(Rectifier), 정류기로 연결되는 전압조절부(Regulator)를 포함한다.
전술한 본 발명의 실시예는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 계측파이프
200 : 이동계측장치
210 : 지반변위 계측기 220 : 디지털 송신유닛
231 : 지중경사 계측모듈 232 : 지하수위 계측모듈
233 : 지반침하 계측모듈 300 : 제어장치
310 : 모터 320 : 엔코더
330 : 데이터 로거 1000 : 지반변위 계측장치
210 : 지반변위 계측기 220 : 디지털 송신유닛
231 : 지중경사 계측모듈 232 : 지하수위 계측모듈
233 : 지반침하 계측모듈 300 : 제어장치
310 : 모터 320 : 엔코더
330 : 데이터 로거 1000 : 지반변위 계측장치
Claims (4)
- 지반에 직립으로 매설된 복수의 계측파이프; 복수의 계측파이프마다 그 내측에 승강하도록 설치되고, 지반의 변위를 실시간으로 계측하는 적어도 하나의 지반변위 계측기와, 적어도 하나의 지반변위 계측기가 측정한 변위 데이터를 무선 송신하는 디지털 송신유닛을 구비하는 이동계측장치; 및 각각의 계측파이프 상단에 마련되며, 외부의 제어신호에 따라 모터가 정-회전 또는 역-회전하여 이동계측장치를 하강 또는 상승시키고 하강 또는 상승 중에 적어도 하나의 지반변위 계측기가 측정한 변위 데이터를 디지털 송신유닛으로부터 무선 수신하여 저장하거나 송신하는 제어장치를 포함하며,
상기 지반변위 계측기는 지중의 경사를 감지하는 지중경사 계측모듈, 지하수를 통해 통전될 때의 지하의 수위를 계측하는 지하수위 계측모듈 및 지반의 침하를 계측하는 지반침하 계측모듈을 포함하고, 상기 지반변위 계측기와 디지털 송신유닛은 배터리로부터 전원을 공급받으며,
상기 지반변위 계측기는 상기 계측파이프 내에 상기 이동계측장치의 상하 이동에 따라 전력을 비접촉 방식으로 수신하여 상기 배터리에 무선으로 상기 전력을 충전하는 무선 충전부;를 포함하며,
상기 제어장치는 외부의 제어신호에 따라 정-회전 또는 역-회전하는 모터; 상기 모터의 케이블 드럼에 감겨있는 와이어케이블의 풀림 길이나 감김 길이를 측정하는 엔코더; 및 모터의 정-회전 또는 역-회전에 따라 이동계측장치가 하강 또는 상승하면서 무선 송신한 변위 데이터를 수신하여 저장하거나 송신하는 데이터 로거;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반변위 계측장치. - 제1항에 있어서,
상기 데이터 로거는 디지털 송신유닛이 송신한 변위 데이터를 무선으로 수신하는 무선수신모듈; 상기 무선수신모듈이 수신한 변위 데이터를 아날로그/디지털 변환하는 아날로그/디지털 컨버터; 상기 아날로그/디지털 컨버터가 아날로그/디지털 변환한 변위 데이터를 필터링하는 필터회로; 상기 필터회로에서 필터링된 변위 데이터가 저장되는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 변위 데이터를 무선으로 송신하는 무선송신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 지반변위 계측장치. - 제1항에 있어서,
상기 지하수위 계측모듈과 지반침하 계측모듈은 이동계측장치의 상부몸체 외측부분에 마련되는 것을 특징으로 하는 지반변위 계측장치. - 제1항에 있어서,
상기 무선 충전부는,
상기 이동계측장치의 이동에 대응하도록 상기 계측파이프 벽면에 설치되며, 구비된 급전 전원으로부터 전력을 공급받고, 상기 급전 전원에 연결된 급전 케이블에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자속의 경로를 제공하는 급전 코어 및 상기 급전 코어에 권취되는 상기 급전 케이블을 포함하는 급전 유닛을 이용하여 자기유도 방식으로 상기 전력을 공급하는 급전 선로; 및
상기 이동계측장치의 몸체 내부에 구비되어 상기 급전선로로부터 전력을 비첩속 방식을 집전하며, 상기 자속이 유기되는 집전 코어 및 상기 집전 코어에 권취되는 집전 케이블을 포함하며 상기 급전 유닛과 상기 자속에 의해 자기적으로 커플링되는 집전 유닛을 이용하여 상기 급전 장치로부터 형성된 유도기전력을 공급받는 집전부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반변위 계측장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210071428A KR20220163044A (ko) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | 지반변위 계측장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210071428A KR20220163044A (ko) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | 지반변위 계측장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20220163044A true KR20220163044A (ko) | 2022-12-09 |
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ID=84440235
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210071428A KR20220163044A (ko) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | 지반변위 계측장치 |
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| KR (1) | KR20220163044A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102570941B1 (ko) * | 2023-02-14 | 2023-08-28 | 주식회사 영윈 | 토양상태 검침용 센서모듈, 및 이를 이용하는 스마트 팜 구축을 위한 토질 탐사 계획과 지원 장치 |
| KR102681428B1 (ko) * | 2024-01-30 | 2024-07-05 | 주식회사 아주엔지니어링 | 건설 현장의 조기경보 시스템 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100264013B1 (ko) | 1998-05-25 | 2000-08-16 | 노세룡 | 시리얼 통신을 이용한 진동현센서 변위량 자동 측정장치 및 그방법 |
-
2021
- 2021-06-02 KR KR1020210071428A patent/KR20220163044A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100264013B1 (ko) | 1998-05-25 | 2000-08-16 | 노세룡 | 시리얼 통신을 이용한 진동현센서 변위량 자동 측정장치 및 그방법 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102570941B1 (ko) * | 2023-02-14 | 2023-08-28 | 주식회사 영윈 | 토양상태 검침용 센서모듈, 및 이를 이용하는 스마트 팜 구축을 위한 토질 탐사 계획과 지원 장치 |
| KR102681428B1 (ko) * | 2024-01-30 | 2024-07-05 | 주식회사 아주엔지니어링 | 건설 현장의 조기경보 시스템 |
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