KR102024803B1

KR102024803B1 - SMART CRACK MONITORING APPARATUS USING IoT

Info

Publication number: KR102024803B1
Application number: KR1020180142861A
Authority: KR
Inventors: 정일휘
Original assignee: 주식회사 엠로; (주)레이컴
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2019-11-11

Abstract

Disclosed is a smart crack measuring device capable of measuring a crack by using a lever principle and monitoring a crack change in real-time by using an IoT. The disclosed smart crack measuring device comprises: a first fixing part fixed to a surface of a concrete structure; a second fixing part fixed to the surface of the concrete structure; a first arm part coupled to the first fixing part and extending in a direction of the second fixing part having an inner space; a second arm part coupled to the second fixing part and inserted into the inner space of the first arm part; a rotation part coupled to one surface of the second arm part to rotatably move in accordance with a change in width of the crack located between the first and second fixing parts; and an IoT communication part which detects an event in which the width of the crack is greater than or equal to a threshold value and transmits a detection result to a receiving device.

Description

Smart crack measurement device using IoT {SMART CRACK MONITORING APPARATUS USING IoT}

본 발명은 콘크리트 구조물의 균열을 측정하는 균열 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지렛대 원리를 이용하여 균열을 측정하고, IoT를 이용하여 균열의 변화를 실시간으로 모니터링할 수 있는 스마트 균열 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a crack measuring device for measuring cracks in concrete structures, and more particularly, to a smart crack measuring device capable of measuring cracks using a lever principle and monitoring crack changes in real time using IoT. It is about.

국내에서 일반적인 철근콘크리트 구조물에서 허용되는 균열(crack)의 폭은 건조한 환경에서 0.4mm, 습윤한 환경에서 0.3mm이하이며, 이러한 허용 폭을 넘어서는 균열이 발생하면, 균열 상태를 면밀히 조사하여 보수 보강을 결정한다. 균열의 검사 방법으로 육안 검사, 비파괴 검사, 코어(core) 검사 등이 있으며, 육안 검사의 경우, 크랙 게이지(crack guage)나 스트레인 게이지(strain guage)를 균열이 발생한 콘크리트 구조물의 표면에 부착하여 균열의 폭을 측정하거나 루페(lupe)를 이용하여 균열을 확인한다.The width of cracks allowed in general reinforced concrete structures in Korea is less than 0.4mm in dry environment and 0.3mm in wet environment.If cracks exceeding these allowable widths occur, the crack condition is closely investigated to repair and reinforcement. Decide The inspection methods of the crack include visual inspection, non-destructive inspection and core inspection.In the visual inspection, a crack gauge or strain gauge is attached to the surface of the concrete structure in which the crack occurs. Measure the cracks or check for cracks using the loupe.

도 1 및 도 2는 종래 크랙 게이지의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are diagrams for explaining the use example of the conventional crack gauge.

도 1을 참조하면, 크랙 게이지는 콘크리트 구조물(100)의 표면에 고정되는 제1 및 제2고정부(110, 120)를 포함하며, 제1 및 제2고정부(110, 120)는 콘크리트 구조물에 형성된 균열(130)을 중심으로 좌우에 위치한다.Referring to FIG. 1, the crack gauge includes first and second fixing parts 110 and 120 fixed to a surface of the concrete structure 100, and the first and second fixing parts 110 and 120 are concrete structures. It is located on the left and right about the crack 130 formed in.

균열(130)의 폭이 증가할수록 제1 및 제2고정부(110, 120) 사이의 거리가 좌우 방향으로 멀어지며, 따라서, 제1고정부(110)의 표면에 표시된 눈금을 통해 균열의 폭의 변화를 확인할 수 있다.As the width of the crack 130 increases, the distance between the first and second fixing parts 110 and 120 increases in the left and right direction, and thus, the width of the crack through the scale displayed on the surface of the first fixing part 110. You can see the change.

이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물(100)의 침하 또는 융기 등에 의해 크랙 게이지의 제1 및 제2고정부(110, 120) 사이의 거리가 상하 방향으로 멀어질 수 있는데, 이 경우 눈금을 통해 균열(130)의 폭의 변화를 확인할 수 없다.At this time, as shown in FIG. 2, the distance between the first and second fixing parts 110 and 120 of the crack gauge may be moved upward and downward due to the settlement or elevation of the concrete structure 100. In this case, it is not possible to check the change in the width of the crack 130 through the scale.

또한 종래 크랙 게이지의 경우, 관리자가 일일이 육안으로 눈금을 확인해야 하므로 균열 측정의 정확성이 떨어질 뿐만 아니라 실시간으로 균열의 폭의 변화를 확인하기 어려운 문제가 있다. 특히, 크랙 게이지가 교량의 교각 상부나 교각 상판의 하부와 같이 쉽게 접근하기 어려운 곳에 설치되는 경우, 균열을 측정하기 위해 전문 인력이나 특수 장비가 필요하며 이는 시간 및 비용의 증가를 야기한다.In addition, in the case of the conventional crack gauge, since the administrator must check the scale with the naked eye, there is a problem that it is difficult to check the change of the width of the crack in real time as well as the accuracy of the crack measurement. In particular, where crack gauges are installed in hard-to-reach places, such as the top of a bridge or the bottom of a bridge deck, specialized personnel or special equipment are needed to measure the cracks, leading to increased time and cost.

관련 선행문헌으로 대한민국 등록실용신안 제20-0342888호가 있다.A related prior art document is Korean Utility Model Registration No. 20-0342888.

본 발명은 지렛대 원리를 이용하여 콘크리트 구조물의 균열을 정확하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 균열의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있는 스마트 균열 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a smart crack measuring device that can accurately measure the crack of the concrete structure using the lever principle, and can monitor the condition of the crack in real time.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 콘크리트 구조물의 표면에 고정되는 제1고정부; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 고정되는 제2고정부; 상기 제1고정부와 결합되어, 상기 제2고정부 방향으로 연장되며 내부 공간이 마련된 제1암부; 상기 제2고정부와 결합되어, 상기 제1암부의 내부 공간에 삽입되는 제2암부; 상기 제2암부의 삽입된 일면에 결합되어, 상기 제1 및 제2고정부 사이에 위치한 균열의 폭의 변화에 따라 회전하는 회전부; 및 상기 균열의 폭이 임계값 이상이 되는 이벤트를 감지하는 이벤트 감지부를 포함하는 스마트 균열 측정 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, the first fixing part which is fixed to the surface of the concrete structure; A second fixing part fixed to a surface of the concrete structure; A first arm coupled to the first fixing part and extending in the second fixing part and having an internal space; A second arm part coupled to the second fixing part and inserted into an inner space of the first arm part; A rotating part coupled to the inserted one surface of the second arm part and rotating according to a change in width of a crack located between the first and second fixing parts; And it provides a smart crack measurement device including an event detection unit for detecting an event that the width of the crack is greater than the threshold value.

또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 콘크리트 구조물의 표면에 고정되는 제1고정부; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 고정되는 제2고정부; 상기 제1고정부와 결합되어, 상기 제2고정부 방향으로 연장되며 내부 공간이 마련된 제1암부; 상기 제2고정부와 결합되어, 상기 제1암부의 내부 공간에 삽입되는 제2암부; 상기 제2암부의 삽입된 일면에 결합되어, 상기 제1 및 제2고정부 사이에 위치한 균열의 폭의 변화에 따라 회전하는 회전부; 및 상기 제2암부의 삽입된 일면에 결합되어, 상기 회전부의 회전에 따라 회전하여, 상기 균열의 폭의 변화량을 증폭하여 나타내는 변위 증폭부를 포함하는 스마트 균열 측정 장치를 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention to achieve the above object, the first fixing part which is fixed to the surface of the concrete structure; A second fixing part fixed to a surface of the concrete structure; A first arm coupled to the first fixing part and extending in the second fixing part and having an internal space; A second arm part coupled to the second fixing part and inserted into an inner space of the first arm part; A rotating part coupled to the inserted one surface of the second arm part and rotating according to a change in width of a crack located between the first and second fixing parts; And a displacement amplification unit coupled to the inserted one surface of the second arm part and rotating according to the rotation of the rotating unit to amplify a change amount of the width of the crack.

또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 콘크리트 구조물의 표면에 고정되는 제1고정부; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 고정되는 제2고정부; 상기 제1고정부와 결합되어, 상기 제2고정부 방향으로 연장되며 내부 공간이 마련된 제1암부; 상기 제2고정부와 결합되어, 상기 제1암부의 내부 공간에 삽입되는 제2암부; 상기 제2암부의 일면에 결합되어, 상기 제1 및 제2고정부 사이에 위치한 균열의 폭의 변화에 따라 회전 이동하는 회전부; 및 상기 크랙의 폭이 임계값 이상이 되는 이벤트를 감지하여, 감지 결과를 수신 장치로 전송하는 IoT 통신부를 포함하는 스마트 균열 측정 장치를 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention to achieve the above object, a first fixing part fixed to the surface of the concrete structure; A second fixing part fixed to a surface of the concrete structure; A first arm coupled to the first fixing part and extending in the second fixing part and having an internal space; A second arm part coupled to the second fixing part and inserted into an inner space of the first arm part; A rotating part coupled to one surface of the second arm part to rotate in response to a change in width of a crack located between the first and second fixing parts; And an IoT communication unit configured to detect an event that the width of the crack becomes greater than or equal to a threshold and transmit a detection result to a receiving device.

본 발명에 따르면, 크랙 게이지의 눈금을 통해 균열의 폭을 확인할 필요없이 균열의 폭이 임계값을 초과하는지 여부를 자동으로 감지함으로써, 균열의 폭을 실시간으로 모니터링할 수 있다.According to the present invention, the width of the crack can be monitored in real time by automatically detecting whether the width of the crack exceeds a threshold value without having to check the width of the crack through the scale of the crack gauge.

또한 본 발명에 따르면, IoT를 이용하여 스마트 균열 측정 장치가 설치된 콘크리트 구조물의 균열 상태를 장소에 구애됨이 없이 실시간으로 모니터링 할 수 있다.In addition, according to the present invention, the crack state of the concrete structure in which the smart crack measurement apparatus is installed using IoT can be monitored in real time without regard to the place.

또한 본 발명에 따르면, 지렛대의 원리에 의해 균열의 폭의 변화량이 증폭되어 표시될 수 있으므로, 관리자는 육안으로 보다 용이하게 균열의 폭을 확인할 수 있다.Further, according to the present invention, since the change amount of the width of the crack can be amplified and displayed according to the principle of the lever, the manager can easily confirm the width of the crack with the naked eye.

도 1 및 도 2는 종래 크랙 게이지의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 균열 측정 장치의 사용예를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 균열 측정 장치의 제1 및 제2암부의 단면도를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이벤트 감지부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 균열 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실실예에 따른 고정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 균열 측정 장치가 포함된 실시간 균열 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are diagrams for explaining the use example of the conventional crack gauge.
3 is a diagram illustrating an example of use of the smart crack measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the first and second arm portions of the smart crack measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining an event detection unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a smart crack measurement apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a fixing part according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a real-time crack monitoring system including a smart crack measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.

특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 균열 측정 장치의 사용예를 도시하는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 균열 측정 장치의 제1 및 제2암부의 단면도를 도시하는 도면이다.3 is a view showing an example of use of the smart crack measurement apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view of the first and second arm portion of the smart crack measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a figure.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 균열 측정 장치는, 콘크리트 구조물의 균열이 형성된 곳에 부착되며, 제1고정부(310), 제2고정부(320), 제1암부(330), 제2암부(340), 회전부(350) 및 이벤트 감지부(360)를 포함한다.3 and 4, the smart crack measuring apparatus according to the present invention is attached to a crack formed in the concrete structure, the first fixing part 310, the second fixing part 320, and the first arm part 330. ), A second arm 340, a rotation unit 350, and an event detector 360.

제1 및 제2고정부(310, 320)는 콘크리트 구조물(300)의 표면에 고정되며, 균열이 제1 및 제2고정부(310, 320) 사이에 위치하도록 제1 및 제2고정부(310, 320)는 서로 이격되어 설치될 수 있다. 제1 및 제2고정부(310, 320)는 일예로서 에폭시, 칼블럭, 앙카 등에 의해 콘크리트 구조물(300)의 표면에 고정될 수 있다.The first and second fixing parts 310 and 320 are fixed to the surface of the concrete structure 300, and the first and second fixing parts 310 and 320 are located between the first and second fixing parts 310 and 320. 310 and 320 may be spaced apart from each other. The first and second fixing parts 310 and 320 may be fixed to the surface of the concrete structure 300 by, for example, an epoxy, a knife block, an anchor, or the like.

제1암부(330)는 제1고정부(310)와 결합되어, 제2고정부(320) 방향으로 연장되며 내부 공간(333)이 마련된다. 제2암부(340)는 제2고정부(320)와 결합되어 제1암부(330)의 내부 공간에 삽입되며 제1고정부(310) 방향으로 연장된다. 마치 피스톤이 실린더에 삽입되어 운동하는 것과 같이, 제2암부(340)는 제1암부(330)에 삽입되어 이동할 수 있다.The first arm part 330 is coupled to the first fixing part 310, extends in the direction of the second fixing part 320, and an internal space 333 is provided. The second arm part 340 is coupled to the second fixing part 320 and inserted into the inner space of the first arm part 330 and extends in the direction of the first fixing part 310. As the piston is inserted into the cylinder to move, the second arm portion 340 may be inserted into the first arm portion 330 to move.

회전부(350)는 제2암부(340)의 삽입된 일면에 결합되어, 제1 및 제2고정부(310, 320) 사이에 위치한 균열의 폭의 변화에 따라 회전한다. 회전부(350)는 제2암부(340)와 연결된 제1회전축(352)과 결합되는 회전축 결합부(351), 회전축 결합부(351)로부터 제2암부(340)와 수직한 방향으로 연장되며, 제1암부(330)의 내부 공간(333)과 외부 사이에 형성된 제1관통홀(331)에 삽입되는 제1연장부(353) 및 회전축 결합부(351)로부터 제2암부(340)와 수평한 방향으로 연장된 제2연장부(355)를 포함할 수 있다.The rotating part 350 is coupled to the inserted one surface of the second arm part 340 and rotates according to the change of the width of the crack located between the first and second fixing parts 310 and 320. The rotating part 350 extends in a direction perpendicular to the second arm part 340 from the rotating shaft coupling part 351 and the rotating shaft coupling part 351 coupled to the first rotating shaft 352 connected to the second arm part 340. It is horizontal with the second arm part 340 from the first extension part 353 and the rotation shaft coupling part 351 inserted into the first through hole 331 formed between the inner space 333 and the outside of the first arm part 330. It may include a second extension portion 355 extending in one direction.

최초, 스마트 균열 측정 장치가 콘크리트 구조물에 설치된 상태를 나타내는 도 4(a)에서, 균열의 폭이 증가하면 제1 및 제2고정부(330, 340) 사이의 거리가 증가하므로 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2암부(330, 340)가 서로 반대 방향으로 상대적으로 이동한다. 따라서 제2암부(340)에 위치하는 제1회전축(352)과 제1관통홀(331)에 삽입된 제1연장부(353) 역시 반대 방향으로 상대적으로 이동하며, 제2연장부(355)가 회전한다.First, in Figure 4 (a) showing a state where the smart crack measuring device is installed in the concrete structure, the distance between the first and second fixing parts (330, 340) increases as the width of the crack increases, Figure 4 (b) As shown in FIG. 1, the first and second arm parts 330 and 340 relatively move in opposite directions. Therefore, the first rotary shaft 352 positioned in the second arm 340 and the first extension portion 353 inserted into the first through hole 331 also move relatively in the opposite directions, and the second extension portion 355 Rotates.

이와 같이, 회전부(350)는 균열의 폭의 변화를 회전 운동으로 변환하며, 최초 스마트 균열 측정 장치가 설치된 이후 균열의 폭이 증가할수록 회전부(350)의 회전 각도 역시 증가한다.As such, the rotation unit 350 converts the change of the width of the crack into a rotational motion, and as the width of the crack increases after the initial smart crack measurement device is installed, the rotation angle of the rotation unit 350 also increases.

이벤트 감지부(360)는 균열의 폭이 임계값 이상이 되는 이벤트를 감지하며, 회전부(350)의 회전을 이용하여 전술된 이벤트를 감지할 수 있다. 일예로서, 임계값은 0.3mm로 설정될 수 있으며, 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.The event detector 360 detects an event in which the width of the crack is greater than or equal to a threshold value, and detects the above-described event by using the rotation of the rotation unit 350. As an example, the threshold may be set to 0.3 mm, and may be variously set according to the embodiment.

만일, 최초 균열의 폭이 0.1mm라면, 0.1mm에 대응되도록 제1 및 제2고정부(310, 320) 사이의 거리를 조절하여, 콘크리트 구조물(300)의 표면에 스마트 균열 측정 장치를 설치할 수 있다. 이후 균열의 폭이 증가하여 0.3mm 이상이 되면, 이벤트 감지부(360)는 균열의 폭이 임계값 이상이 되는 이벤트를 감지할 수 있다.If the width of the initial crack is 0.1mm, by adjusting the distance between the first and second fixing parts 310 and 320 to correspond to 0.1mm, smart crack measurement device can be installed on the surface of the concrete structure 300 have. After that, when the width of the crack increases to 0.3 mm or more, the event detector 360 may detect an event in which the width of the crack is greater than or equal to a threshold value.

일실시예로서, 이벤트 감지부(360)는 회전하는 회전부(350)로부터 가해지는 압력의 크기를 이용하여 이벤트를 감지할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이벤트 감지부(360)가 회전부(350) 위에 위치하는 경우, 회전부(350)가 회전함에 따라 이벤트 감지부(360)에 가해지는 압력이 증가하므로, 이벤트 감지부(360)는 전술된 이벤트를 감지할 수 있다. 반대로 이벤트 감지부(360)는 회전부(350) 아래에 위치할 수 있으며, 이 때 이벤트 감지부(360)는 이벤트 감지부(360)에 가해지는 압력이 감소하는 것을 감지함으로써, 전술된 이벤트를 감지할 수 있다.As an example, the event detector 360 may detect an event by using the magnitude of the pressure applied from the rotating rotor 350. As shown in FIG. 4, when the event detector 360 is positioned on the rotating unit 350, the pressure applied to the event detecting unit 360 increases as the rotating unit 350 rotates. 360 may detect the above-described event. On the contrary, the event detector 360 may be located below the rotating unit 350. In this case, the event detector 360 detects a decrease in pressure applied to the event detector 360, thereby detecting the aforementioned event. can do.

이벤트 감지부(360)는 일실시예로서, 균열의 폭의 크기에 따라 온/오프되는 마이크로 스위치(micro switch)를 이용하여 이벤트를 감지할 수 있으며, 마이크로 스위치 이외에도 다양한 센서들이 이벤트 감지부에 활용될 수 있다. 마이크로 스위치는 전기적, 기계적으로 상당한 내구성과 신뢰도를 보장하는 소자이며, 스마트 균열 측정 장치가 적용되는 악조건의 외부환경 속에서도 장기간 사용이 적합한 소자이다.As an example, the event detector 360 may detect an event using a micro switch that is turned on / off according to the size of the crack width, and various sensors may be used for the event detector in addition to the micro switch. Can be. The micro switch is a device that guarantees considerable durability and reliability, both mechanically and mechanically, and is suitable for long-term use even in the external environment where the smart crack measuring device is applied.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 크랙 게이지의 눈금을 통해 균열의 폭을 확인할 필요없이 균열의 폭이 임계값을 초과하는지 여부를 자동으로 감지함으로써, 균열의 폭을 실시간으로 모니터링할 수 있다.As such, according to the present invention, the width of the crack can be monitored in real time by automatically detecting whether the width of the crack exceeds a threshold value without having to check the width of the crack through the scale of the crack gauge.

한편, 도 3을 참조하면, 제1암부(330)는 제3회전축(311)을 통해 제1고정부(310)와 결합되며, 제2암부(340)는 제4회전축(321)을 통해 제2고정부(320)와 결합될 수 있다. 제3 및 제4회전축(311, 321) 각각은 콘크리트 구조물의 표면에 수평한 방향으로 제1 및 제2고정부(310, 320)에 결합된다.Meanwhile, referring to FIG. 3, the first arm part 330 is coupled to the first fixing part 310 through the third rotation shaft 311, and the second arm part 340 is formed through the fourth rotation shaft 321. 2 may be combined with the fixing part 320. Each of the third and fourth rotation shafts 311 and 321 is coupled to the first and second fixing parts 310 and 320 in a direction parallel to the surface of the concrete structure.

따라서, 제1 및 제2암부(330, 340) 각각은 제3 및 제4회전축(311, 321)을 중심으로 회전 운동이 가능하기 때문에, 콘크리트 구조물이 침하 또는 융기 되더라도 제1 및 제2암부(330, 340)가 제1 및 제2고정부(310, 320)로부터 분리되는 등의 파손없이 균열의 진행 방향에 추종하여 균열이 측정될 수 있다.Therefore, since the first and second arm parts 330 and 340 may be rotated about the third and fourth rotational axes 311 and 321, the first and second arm parts may be rotated even when the concrete structure is settled or raised. The cracks may be measured by following the direction of crack propagation without damage such as 330 and 340 being separated from the first and second fixing parts 310 and 320.

또한, 본 발명에 따른 스마트 균열 측정 장치는 실시예에 따라서, 무선 통신부 및 LED를 더 포함할 수 있다. 무선 통신부는 이벤트 감지부(360)의 이벤트 감지 결과를 수신 장치로 전송한다. 무선 통신부는 주기적으로 이벤트 감지 결과를 수신 장치로 전송하며, 따라서 관리자는 수신 장치를 통해 균열 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 실시예에 따라서, 무선 통신부는 이벤트 감지부와 통합되어 IoT 통신부와 같은 하나의 모듈 형태로 스마트 균열 측정 장치에 채용될 수도 있다. 즉, IoT 통신부는 균열의 폭이 임계값 이상이 되는 이벤트를 감지하여, 감지 결과를 수신 장치로 전송할 수 있다.In addition, the smart crack measurement apparatus according to the present invention may further include a wireless communication unit and LED according to the embodiment. The wireless communication unit transmits the event detection result of the event detection unit 360 to the receiving device. The wireless communication unit periodically transmits the event detection result to the receiving device, so that the administrator can monitor the crack state in real time through the receiving device. According to an embodiment, the wireless communication unit may be integrated with the event detection unit and may be employed in the smart crack measurement device in the form of a module such as an IoT communication unit. That is, the IoT communication unit may detect an event in which the width of the crack is greater than or equal to the threshold, and transmit the detection result to the receiving device.

또한 LED는 이벤트 감지 결과를 빛의 형태로 출력하며, 관리자는 스마트 균열 측정 장치 근처에서 균열의 폭이 임계값을 초과하는지 여부를 용이하게 확인할 수 있다.The LED also outputs event detection results in the form of light, allowing administrators to easily determine whether the width of the crack exceeds a threshold near the smart crack measurement device.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이벤트 감지부를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining an event detection unit according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면 본 발명에 따른 이벤트 감지부는, 하우징(510), 압력 전달부(520), 경로 변경부(530) 및 검출부(540)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the event detector includes a housing 510, a pressure transmitter 520, a path changer 530, and a detector 540.

압력 전달부(520)는 회전부(350)의 회전에 따라서, 하우징(510) 내부로 압력을 전달한다.The pressure transmitter 520 transmits pressure into the housing 510 according to the rotation of the rotating unit 350.

경로 변경부(530)는 하우징(510) 내부에 포함되며, 압력 전달부(520)로부터 전달되는 압력의 크기에 따라서, 전류의 경로를 변경시킨다. 경로 변경부(530)는 3개의 메탈 라인(531, 532, 533)을 포함하며, 압력 전달부(520)로부터 전달되는 압력이 없거나 크지 않은 경우 제1메탈 라인(531)은 제2메탈 라인(532)과 접촉 상태를 유지한다. 따라서 전류는 제1경로(550)를 따라서 흐르게 된다.The path change unit 530 is included in the housing 510 and changes the path of the current according to the magnitude of the pressure transmitted from the pressure transmitter 520. The path change unit 530 includes three metal lines 531, 532, and 533. When the pressure transmitted from the pressure transmitter 520 is not present or is not large, the first metal line 531 may include a second metal line ( 532). Accordingly, current flows along the first path 550.

압력 전달부(520)로부터 전달되는 압력이, 균열의 폭이 임계값 이상이 되는 이벤트에 대응되는 경우, 제1메탈 라인(531)은 압력 전달부(520)에 의해 휘어져 제3메탈 라인(533)과 접촉하게 된다. 이 때, 전류는 제2경로(560)를 따라서 흐르게 되며, 제2경로(560)를 따라서 흐를 때의 전류량은 제1경로(550)를 따라서 흐를 경우의 전류량에 비해 급격히 상승한다.When the pressure transmitted from the pressure transmitter 520 corresponds to an event in which the width of the crack becomes greater than or equal to the threshold value, the first metal line 531 is bent by the pressure transmitter 520 and the third metal line 533. ). At this time, the current flows along the second path 560, and the amount of current flowing along the second path 560 increases rapidly compared to the amount of current flowing along the first path 550.

검출부(540)는 전류의 경로 변경에 따라서, 균열의 폭이 임계값 이상이 되는 이벤트를 감지하며, 전술된 바와 같이 전류의 경로 변경에 따라 발생하는 급격한 전류량의 변화를 감지하여 이벤트를 검출할 수 있다.The detection unit 540 detects an event in which the width of the crack is greater than or equal to a threshold value according to a path change of the current, and detects an event by detecting a sudden change in the amount of current generated according to the path change of the current as described above. have.

한편, 실시예에 따라서, 경로 변경부(530)는 압력 전달부(520)로부터 전달되는 압력이 없거나 크지 않은 경우, 전류가 제2경로(560)를 따라서 흐르도록 전류의 경로를 변경하며, 압력 전달부(520)로부터 전달되는 압력이, 균열의 폭이 임계값 이상이 되는 이벤트에 대응되는 경우, 전류가 제1경로(550)를 따라서 흐르도록 전류의 경로를 변경할 수 있다.On the other hand, according to the embodiment, the path changing unit 530 changes the path of the current so that the current flows along the second path 560, when there is no or large pressure transmitted from the pressure transmission unit 520, pressure When the pressure transmitted from the transfer unit 520 corresponds to an event in which the width of the crack is greater than or equal to the threshold value, the path of the current may be changed so that the current flows along the first path 550.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 균열 측정 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 제1 및 제2암부의 단면도를 도시하는 도면이다.6 is a view for explaining a smart crack measurement apparatus according to another embodiment of the present invention, a cross-sectional view showing the first and second arm portion.

도 6에 도시된 스마트 균열 측정 장치는 도 3 및 도 4에서 설명된 스마트 균열 측정 장치에 변위 증폭부(370)가 더 포함된 형태이다. 본 발명에 따른 스마트 균열 측정 장치는 제1 및 제2고정부(310, 320), 제1 및 제2암부(330, 340), 회전부(350)와 함께 변위 증폭부(370)를 포함한다. 도면에 도시되지는 않았지만 이벤트 감지부(360)를 더 포함할 수 있다.The smart crack measurement apparatus illustrated in FIG. 6 is a form in which the displacement amplifier 370 is further included in the smart crack measurement apparatus described with reference to FIGS. 3 and 4. The smart crack measuring apparatus according to the present invention includes a displacement amplifier 370 together with the first and second fixing parts 310 and 320, the first and second arm parts 330 and 340, and the rotating part 350. Although not shown in the drawing, it may further include an event detector 360.

변위 증폭부(370)는 제2암부(340)의 삽입된 일면에 결합되어, 회전부(350)의 회전에 따라 회전하여, 균열의 폭의 변화량을 증폭하여 나타낸다.The displacement amplifier 370 is coupled to the inserted one surface of the second arm 340, rotates as the rotation unit 350 rotates, and amplifies the change amount of the crack width.

일실시예로서, 변위 증폭부(370)는 제2암부(340)와 연결된 제2회전축(372)과 결합되는 제2회전축 결합부(371), 제2회전축 결합부(371)로부터 제2암부(340)와 수평한 방향으로 연장되며, 제2연장부(355)의 회전에 따라 회전하는 막대부(373) 및 막대부(373)의 일단에서 연장되어 제1암부(330)의 외부로 돌출된 돌출부(375)를 포함한다. 여기서, 변위 증폭부(370)의 제2회전축(372)의 높이는 회전부(350)의 제1회전축(352)의 높이와 동일한 것이 바람직하다.For example, the displacement amplifier 370 may include a second rotation shaft coupling part 371 and a second arm shaft coupling part 371 coupled to the second rotation shaft 372 connected to the second arm part 340. 340 extends in a horizontal direction and extends from one end of the rod portion 373 and the rod portion 373 that rotates according to the rotation of the second extension portion 355 to protrude out of the first arm portion 330. Included protrusions 375. Here, the height of the second rotary shaft 372 of the displacement amplifier 370 is preferably the same as the height of the first rotary shaft 352 of the rotary unit 350.

돌출부(375)는 제1암부(330)의 내부 공간과 외부 사이에 형성된 제2관통홀(332)을 통해 제1암부(330)의 외부로 돌출될 수 있다.The protrusion 375 may protrude to the outside of the first arm 330 through the second through hole 332 formed between the inner space and the outside of the first arm 330.

최초 스마트 균열 측정 장치가 콘크리트 구조물에 설치된 상태를 나타내는 도 5(a)에서, 균열의 폭이 증가하면 도 4에서 설명된 바와 같이, 그리고 도 5(b)에 도시된 바와 같이 회전부(350)가 회전한다.In FIG. 5 (a) showing the initial smart crack measuring device installed in the concrete structure, when the width of the crack increases, the rotating part 350 is moved as described in FIG. 4 and as shown in FIG. 5 (b). Rotate

변위 증폭부(370)는 회전부(350)에 인접하여 위치하기 때문에, 회전부(350)의 회전에 따라 회전하며, 회전부(350)의 제2연장부(355)가 변위 증폭부(370)의 막대부(373)와 접촉하여 막대부(373)를 밀어 올려, 변위 증폭부(370)를 회전시킨다.Since the displacement amplifier 370 is positioned adjacent to the rotary unit 350, the displacement amplifier 370 rotates according to the rotation of the rotary unit 350, and the second extension unit 355 of the rotary unit 350 is a rod of the displacement amplifier 370. In contact with the portion 373, the rod 373 is pushed up to rotate the displacement amplifier 370.

이 때, 제2회전축 결합부(371)는 제2연장부(355)의 일단과 제1고정부(310) 사이에 위치하며, 회전하는 제2연장부(355)와 막대부(373)의 접점의 위치가 돌출부(375)보다 제2회전축 결합부(372)에 가까이 형성되기 때문에, 지렛대 원리에 의해 제2연장부(355)의 회전 이동 거리보다 막대부(373)의 일단에 위치하는 돌출부(375)의 회전 이동 거리가 증가할 수 있다.At this time, the second rotation shaft coupling portion 371 is located between one end of the second extension portion 355 and the first fixing portion 310, and the second extension portion 355 and the rod portion 373 of the rotating Since the position of the contact is formed closer to the second rotary shaft coupling portion 372 than the protrusion 375, the projection portion located at one end of the rod portion 373 than the rotational movement distance of the second extension portion 355 by the lever principle. The rotational movement distance of 375 may be increased.

그리고 돌출부(375)의 표면에는 균열의 폭을 측정하기 위한 눈금이 표시될 수 있으며, 관리자는 제1암부(330)의 경겨면을 기준면으로 이용하여 균열의 폭을 확인할 수 있다.A scale for measuring the width of the crack may be displayed on the surface of the protrusion 375, and the manager may check the width of the crack by using the warp plane of the first arm 330 as a reference plane.

결국, 본 발명에 따르면, 지렛대의 원리에 의해 균열의 폭의 변화량이 증폭되어 표시될 수 있으므로, 관리자는 육안으로 보다 용이하게 균열의 폭을 확인할 수 있다.As a result, according to the present invention, since the change amount of the width of the crack can be amplified and displayed according to the principle of the lever, the administrator can easily confirm the width of the crack with the naked eye.

한편, 이벤트 감지부(360)는 도 5에서 회전부(350)의 회전을 이용하여 이벤트를 감지하였으나, 변위 증폭부(370)가 이용될 경우, 이벤트 감지부(360)는 회전부(350)의 회전 또는 변위 증폭부(370)의 회전을 이용하여 이벤트를 감지할 수 있다.Meanwhile, although the event detector 360 detects an event using the rotation of the rotation unit 350 in FIG. 5, when the displacement amplifier 370 is used, the event detection unit 360 rotates the rotation unit 350. Alternatively, the event may be detected using the rotation of the displacement amplifier 370.

도 7은 본 발명의 일실실예에 따른 고정부를 설명하기 위한 도면으로서, 도 7에는 제1고정부에 대해서만 설명되나, 제2고정부는 제1고정부와 동일한 구조를 포함한다.FIG. 7 is a view for explaining a fixing part according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 7 illustrates only the first fixing part, but the second fixing part includes the same structure as the first fixing part.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 제1고정부(310)는 콘크리트 구조물에 고정되는 접착부(313), 제1암부(330)가 연결되는 연결부(315) 및 접착부(313) 상에서 연결부(315)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 제5회전축(317)을 포함한다. 제5회전축(317)은 콘크리트 구조물의 표면에 수직한 방향으로 접착부(313) 및 연결부(315)에 결합된다.Referring to FIG. 7, the first fixing part 310 according to the present invention may include an adhesive part 313 fixed to a concrete structure, a connection part 315 to which the first arm part 330 is connected, and a connection part 315 on the adhesive part 313. ) Includes a fifth rotating shaft 317 rotating the clockwise or counterclockwise direction. The fifth rotating shaft 317 is coupled to the bonding portion 313 and the connecting portion 315 in a direction perpendicular to the surface of the concrete structure.

즉, 본 발명에 따른 제1 및 제2고정부(310, 320) 각각은 콘크리트 구조물의 표면에 평행한 방향으로 위치하는 제3 및 제4회전축(311, 321)뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 표면에 수직한 방향으로 위치하는 제5회전축(317)을 포함함으로써, 콘크리트 구조물의 침하 또는 융기 등에 의한 균열의 진행 방향뿐만 아니라, 다양한 균열의 진행 방향에 대해서도 장치의 파손없이 균열을 측정할 수 있다. That is, each of the first and second fixing parts 310 and 320 according to the present invention may be disposed on the surface of the concrete structure as well as the third and fourth rotation shafts 311 and 321 positioned in a direction parallel to the surface of the concrete structure. By including the fifth rotating shaft 317 located in the vertical direction, the crack can be measured not only in the direction of crack propagation due to settlement or elevation of the concrete structure, but also in various crack propagation directions without damage to the apparatus.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 균열 측정 장치가 포함된 실시간 균열 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a real-time crack monitoring system including a smart crack measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 실시간 균열 모니터링 시스템은 스마트 디바이스(810), 통합 모니터링 장치(820), IoT 게이트웨이(830) 및 복수의 스마트 균열 측정 장치(840, 850)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the real-time crack monitoring system according to the present invention includes a smart device 810, an integrated monitoring device 820, an IoT gateway 830, and a plurality of smart crack measurement devices 840 and 850.

복수의 스마트 균열 측정 장치 각각(840, 850)은 콘크리트 구조물의 균열에 장착되어, 균열의 폭이 임계값 이상이 되는 이벤트를 감지한다. 스마트 균열 측정 장치 각각(840, 850)은 장치별로 할당된 ID와 함께 이벤트 감지 결과를 무선 통신망을 통해 IoT 게이트웨이(830)로 전송한다. 통합 모니터링 장치(820)는 스마트 균열 측정 장치(840, 850)에서 감지된 이벤트를 수집하여, 디스플레이 장치를 통해 표시한다.Each of the plurality of smart crack measuring devices 840 and 850 is mounted to the crack of the concrete structure, and detects an event in which the width of the crack is greater than or equal to a threshold value. Each of the smart crack measurement devices 840 and 850 transmits an event detection result to the IoT gateway 830 through a wireless communication network together with an ID assigned to each device. The integrated monitoring device 820 collects the events detected by the smart crack measurement devices 840 and 850 and displays them through the display device.

관리자는 통합 모니터링 장치(820)에서 수집된 이벤트를 확인함으로써, 콘크리트 구조물의 균열 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 또한 통합 모니터링 장치(820)는 수집된 이벤트를 관리자가 휴대하는 스마트 디바이스(810)로 전송함으로써, 관리자는 외부에서도 용이하게 콘크리트 구조물의 균열 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다.The manager may monitor the crack state of the concrete structure in real time by checking the event collected by the integrated monitoring device 820. In addition, the integrated monitoring device 820 transmits the collected events to the smart device 810 carried by the manager, so that the manager can easily monitor the crack state of the concrete structure in real time from the outside.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like, but the embodiments and the drawings are provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art to which the present invention pertains, various modifications and variations are possible. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the present invention. .

Claims

A first fixing part fixed to the surface of the concrete structure;
A second fixing part fixed to a surface of the concrete structure;
A first arm coupled to the first fixing part and extending in the second fixing part and having an internal space;
A second arm part coupled to the second fixing part and inserted into an inner space of the first arm part;
A rotating part coupled to the inserted one surface of the second arm part and rotating according to a change in width of a crack located between the first and second fixing parts; And
An event detector for detecting an event in which the width of the crack is greater than or equal to a threshold value
Smart crack measurement device comprising a.

The method of claim 1,
The rotating part
A rotation shaft coupling part coupled to the first rotation shaft connected to the second arm part;
A first extension part extending in a direction perpendicular to the second arm part from the rotation shaft coupling part and inserted into a first through hole formed between an inner space and an outside of the first arm part; And
A second extension part extending in a direction parallel to the second arm part from the rotation shaft coupling part;
Smart crack measurement device comprising a.

The method of claim 2,
A displacement amplification unit coupled to the inserted one surface of the second arm part and rotating according to the rotational movement of the rotating unit to amplify a change amount of the width of the crack;
Smart crack measurement device further comprising.

The method of claim 3, wherein
The displacement amplifier is
A second rotation shaft coupling portion coupled to a second rotation shaft connected to the second arm portion;
A rod portion extending from the second rotation shaft coupling portion in a horizontal direction with the second arm portion and rotating according to the rotation of the second extension portion; And
A protrusion extending from one end of the rod part and protruding to the outside of the first arm part;
Smart crack measurement device comprising a.

The method of claim 4, wherein
The second rotary shaft coupling portion
Located between one end of the second extension and the first fixing part,
The position of the contact point of the second extension portion and the rod portion that rotates
Is formed closer to the second rotation shaft coupling portion than the protrusion
Smart crack measuring device.

The method of claim 4, wherein
The protrusion
Protruding through a second through hole formed between an inner space of the first arm part and an outside;
Smart crack measuring device.

The method of claim 4, wherein
On the surface of the protrusion
Marked with a scale to measure the width of the crack
Smart crack measuring device.

The method of claim 1,
The first arm portion is coupled to the first fixing portion through a third rotation shaft,
The second arm portion is coupled to the second fixing portion through a fourth rotation shaft
Smart crack measuring device.

The method of claim 1,
The event detection unit
housing;
A pressure transmission unit configured to transfer pressure into the housing according to the rotation of the rotation unit;
A path changing unit configured to change a path of the current according to the magnitude of the pressure transmitted from the pressure transmitting unit; And
A detector for detecting the event in accordance with the path change of the current
Smart crack measurement device comprising a.

The method of claim 1,
The first government
Bonding portion fixed to the concrete structure;
A connection part to which the first arm part is connected; And
A rotating shaft which rotates the connection part on the adhesion part and is coupled to the adhesion part and the connection part in a direction perpendicular to the surface of the concrete structure
Smart crack measurement device comprising a.

The method of claim 1,
Wireless communication unit for transmitting the event detection result of the event detection unit to the receiving device
Smart crack measurement device further comprising.

The method of claim 1,
LED for outputting the event detection result
Smart crack measurement device further comprising.

A first fixing part fixed to the surface of the concrete structure;
A second fixing part fixed to a surface of the concrete structure;
A first arm coupled to the first fixing part and extending in the second fixing part and having an internal space;
A second arm part coupled to the second fixing part and inserted into an inner space of the first arm part;
A rotating part coupled to the inserted one surface of the second arm part and rotating according to a change in width of a crack located between the first and second fixing parts; And
A displacement amplification unit coupled to the inserted one surface of the second arm part and rotating according to the rotation of the rotating unit to amplify a change amount of the width of the crack;
Smart crack measurement device comprising a.

The method of claim 13,
An event detector for detecting an event in which the width of the crack is greater than or equal to a threshold value
Smart crack measurement device further comprising.

The method of claim 14,
The event detection unit
housing;
A switch for transmitting pressure into the housing according to the rotation of the displacement amplifier;
A path changing unit configured to change a path of current when pressure is transmitted from the switch; And
A detector for detecting the event in accordance with the path change of the current
Smart crack measurement device comprising a.

The method of claim 14,
Wireless communication unit for transmitting the event detection result of the event detection unit to the receiving device
Smart crack measurement device further comprising.

A first fixing part fixed to the surface of the concrete structure;
A second fixing part fixed to a surface of the concrete structure;
A first arm coupled to the first fixing part and extending in the second fixing part and having an internal space;
A second arm part coupled to the second fixing part and inserted into an inner space of the first arm part;
A rotating part coupled to one surface of the second arm part to rotate in response to a change in width of a crack located between the first and second fixing parts; And
IoT communication unit for detecting the event that the width of the crack is greater than or equal to the threshold, and transmits the detection result to the receiving device
Smart crack measurement device comprising a.