KR100961614B1

KR100961614B1 - Wireless strain measurement device having power saving functions and system using thereof

Info

Publication number: KR100961614B1
Application number: KR1020080123737A
Authority: KR
Inventors: 박효선; 이홍민; 김종문
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2010-06-04
Anticipated expiration: 2028-12-08

Abstract

본 발명은 절전기능을 구비한 무선 구조물 변형률 측정 장치 및 그 시스템에 관한 것으로 구조물의 변형률 측정을 위해 현 진동 신호를 생성하고 그에 대한 신호를 수신하여 변형률을 측정하는 프로세서, 상기 현 진동 신호를 증폭하는 제1 증폭부, 현에서 생성된 신호를 증폭하여 상기 프로세서로 전달하는 제2 증폭부 및 신호를 정합시키기 위한 정합 회로부를 포함하는 변형률 측정 장치와 이를 이용한 무선 변형률 측정 시스템을 제공함으로써 배터리 사용 시간을 연장시키기 위한 적절한 전원 차단 장치를 포함하고 있어 장기간 동안 용이하게 무선 변형률 측정을 할 수 있다.The present invention relates to a wireless structure strain measurement device and a system having a power saving function for generating a current vibration signal for measuring the structure strain and receiving a signal for measuring the strain, amplifying the current vibration signal Battery strain time by providing a strain measuring device comprising a first amplifier, a second amplifier for amplifying the signal generated in the string and delivered to the processor and a matching circuit for matching the signal and a wireless strain measurement system using the same An appropriate power off device is included to extend the wire, making it easy to measure wireless strain over long periods of time.

Description

Wireless Strain Measurement Device having power saving functions and System Using Thereof}

본 발명은 절전기능을 구비한 무선 구조물 변형률 측정 장치 및 그 시스템에 관한 것으로 특히 전원 차단 회로부를 구비한 다수의 무선 변형률 측정장치와 마스터 및 중앙 제어 컴퓨터로 구성되는 무선 구조물 변형률 측정 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless structure strain measuring apparatus and a system having a power saving function, and more particularly, to a wireless structure strain measuring system including a plurality of wireless strain measuring apparatuses having a power cutoff circuit and a master and a central control computer.

기존의 변형률을 측정하기 위한 장비는 크게 고정형 장비, 이동형 장비, 무선형 장비로 구분될 수 있다. 변형률 측정 장치는 일반적으로 현의 진동을 측정하는 센서와 측정 장비로 분리되어 있다. 센서는 공통으로 사용되는 장치에 해당한다.Existing equipment for measuring strain can be largely classified into fixed equipment, mobile equipment, and wireless equipment. Strain measuring devices are generally separated into sensors and measuring equipment that measure the vibration of the strings. Sensors correspond to commonly used devices.

고정형 변형률 측정 장치는 데스크탑 컴퓨터와 같이 고정 형태로 사용하는 장치이므로 사용자가 고정형 변형률 측정 장치를 휴대하고 이동하면서 구조물의 변 형률을 측정하는 것이 불가능하다. 현장에서 변형률을 측정하기 위해서 큰 장비를 가져가서 사용하는 것이 어렵기 때문이다. 따라서 현장에서는 고정형 변형률 측정 장치를 구성하여 사용할 수가 없다. Since the fixed strain measuring device is a fixed type device such as a desktop computer, it is impossible for the user to carry and move the fixed strain measuring device to measure the strain of the structure. This is because it is difficult to take and use large equipment to measure the strain in the field. Therefore, it is not possible to construct and use a fixed strain measuring device in the field.

이동형 변형률 측정 장치는 소형으로 되어 있어서 이동하면서도 사용할 수 있다. 그러나 이동형 변형률 측정기를 이용해 구조물의 변형률을 측정하기 위해서는 사람이 현장에 가서 장치를 직접 제어함으로써 변형률 측정을 하여야 한다. 이와 같은 방식의 변형률 측정 장치는 현장에 센서만을 설치하고 측정할 때는 직접 가서 이동형 장비를 이용하여 변형률을 측정해야한다. The mobile strain measuring device is compact and can be used while moving. However, in order to measure the strain of a structure by using a mobile strain gauge, a person needs to go to the site and perform the strain measurement by directly controlling the device. In this type of strain measurement device, when only the sensor is installed and measured in the field, it is necessary to go directly and measure the strain using mobile equipment.

무선형 변형률 측정 장치는 센서가 설치된 장소에 무선 측정 장치를 두고, 사용자는 마스터에 해당되는 수신장치를 현장에서 떨어진 곳에 설치하여서 값을 읽게 된다. 그러나 하나의 마스터에 하나의 센서 장치만을 사용할 수 있는 구조이고, 마스터에서 센서로 직접 값을 요청하여 센서가 측정한 값을 읽어 가는 구조를 가지고 있다. The wireless strain measurement device places the wireless measurement device in the place where the sensor is installed, and the user reads the value by installing the receiver corresponding to the master away from the site. However, it is a structure that can use only one sensor device in one master, and has a structure that reads the value measured by the sensor by requesting the value directly from the master to the sensor.

본 발명은 공사 현장의 특성상 유선을 사용하기기 어렵다는 문제점을 해결하기 위하여 무선으로 전체 시스템이 동작하도록 하였으며, 시스템 사용을 현장이 아니라 사무실에서 제어할 수 있도록 원거리 통신을 위한 무선 통신 기법을 적용하였다. 또한, 현장의 센서는 소출력 무선 모뎀을 포함하며 배터리의 전원을 최대한 연장시키기 위해 전원 차단 회로를 가지는 무선 변형률 장치의 제공을 그 목적으로 한다.The present invention was to operate the entire system wirelessly to solve the problem that it is difficult to use the wire due to the nature of the construction site, and applied a wireless communication technique for telecommunications to control the use of the system in the office rather than the site. It is also an object of the field sensor to provide a wireless strain rate device that includes a low power wireless modem and has a power off circuit to maximize the power of the battery.

본 발명의 일 측면에 따른 무선 구조물 변형률 측정 시스템은 변형률을 측정하고 측정된 변형률을 마스터로 전송하는 다수의 무선 변형률 측정 장치; 상기 다수의 무선 변형률 측정 장치를 제어하는 한편 상기 무선 변형률 측정 장치로부터 전달받은 변형률을 제어 컴퓨터로 전달하는 마스터; 및 상기 마스터로 변형률 측정을 명령하고, 상기 마스터로부터 전달받은 변형률을 디스플레이하는 제어 컴퓨터를 포함하되, 상기 무선 변형률 측정 장치는, 상기 무선 변형률 측정 장치의 변형률 측정을 위해 현 진동 신호를 생성하는 프로세서; 상기 현 진동 신호를 증폭하는 제1 증폭부; 현에서 생성된 신호를 증폭하여 상기 프로세서로 전달하는 제2 증폭부; 및 신호를 정합시키기 위한 정합 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wireless structure strain measurement system according to an aspect of the present invention comprises a plurality of wireless strain measurement device for measuring the strain and transmits the measured strain to the master; A master for controlling the plurality of wireless strain measuring devices and transferring the strain received from the wireless strain measuring device to a control computer; And a control computer for instructing the strain measurement to the master and displaying the strain received from the master, wherein the wireless strain measurement device comprises: a processor configured to generate a current vibration signal for strain measurement of the wireless strain measurement device; A first amplifier amplifying the current vibration signal; A second amplifier amplifying a signal generated in the string and transferring the signal to the processor; And a matching circuit unit for matching signals.

이 경우 상기 무선 변형률 측정 장치는, 배터리; 외부로부터 공급되는 전원을 측정회로부로 공급하는 외부 전원; 및 상기 배터리 또는 상기 외부 전원 중 하나를 상기 측정회로부로 전원을 공급케 하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the wireless strain measuring device, the battery; An external power supply for supplying power supplied from the outside to the measurement circuit unit; And a switch for supplying power to either the battery or the external power supply to the measurement circuit unit.

상기 무선 변형률 측정 장치는, 상기 프로세서로부터 전원 차단 제어 신호가 입력되는 경우 측정회로부로의 전원 공급을 차단하는 전원 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The wireless strain measuring device may further include a power cutoff unit which cuts off power supply to the measurement circuit unit when a power cutoff control signal is input from the processor.

이 때 상기 마스터와 제어 컴퓨터는, 유에스 또는 알에스 232방식을 통해 데이터 송수신하는 것을 특징으로 한다. 상기 제어 컴퓨터는 상기 마스터로 변형률 측정을 주기적으로 명령하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 제어 컴퓨터는, 다수의 무선 변형률 측정 장치 중 적어도 하나의 무선 변형률 측정 장치를 선택하여 변형률을 측정하도록 명령하는 것을 특징으로 한다.At this time, the master and the control computer, characterized in that for transmitting and receiving data through the RS or RS 232 method. The control computer is characterized by periodically instructing the strain measurement to the master. The control computer may be further configured to instruct at least one wireless strain measuring device of the plurality of wireless strain measuring devices to measure strain.

한편 상기 다수의 무선 변형률 측정 장치는, 진동현 센서를 이용하여 구조물의 변형률을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.On the other hand, the plurality of wireless strain measurement device may be characterized in that for measuring the strain of the structure using a vibration string sensor.

본 발명의 다른 측면에 따른 현 진동을 이용한 변형률 측정 장치는 구조물의 변형률 측정을 위해 현 진동 신호를 생성하고 그에 대한 신호를 수신하여 변형률을 측정하는 프로세서; 상기 현 진동 신호를 증폭하는 제1 증폭부; 현에서 생성된 신호를 증폭하여 상기 프로세서로 전달하는 제2 증폭부; 및 신호를 정합시키기 위한 정합 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a strain measuring apparatus using a string vibration processor for generating a string vibration signal for measuring a strain of a structure and receiving a signal thereof to measure the strain; A first amplifier amplifying the current vibration signal; A second amplifier amplifying a signal generated in the string and transferring the signal to the processor; And a matching circuit unit for matching signals.

이 때 상기 변형률 측정 장치는 배터리; 외부로부터 공급되는 전원을 측정회로부로 공급하는 외부 전원; 및 상기 배터리 또는 상기 외부 전원 중 하나를 상기 측정회로부로 전원을 공급케 하는 스위치를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 프로세서로부터 전원 차단 제어 신호가 입력되는 경우 측정회로부로의 전원 공급을 차단하는 전원 차단부를 더 포함할 수도 있다.At this time, the strain measuring device is a battery; An external power supply for supplying power supplied from the outside to the measurement circuit unit; And a switch configured to supply one of the battery or the external power to the measurement circuit unit. The apparatus may further include a power cut-off unit which cuts off power supply to the measurement circuit unit when a power-off control signal is input from the processor.

본 발명에 따른 무선 구조물 변형률 측정 장치에 따르면 마스터 단말과 센서 간 무선으로 신호를 송수신하여 사용 및 설치 편리성이 뛰어나다. 또한 센서는 절전형 배터리 회로를 채택할 수 있어 센서가 장기간 동작할 수 있다.According to the wireless structure strain measuring apparatus according to the present invention is excellent in the convenience of use and installation by transmitting and receiving a signal wirelessly between the master terminal and the sensor. In addition, the sensor can adopt a low-power battery circuit, the sensor can be operated for a long time.

또한, 시스템 운영은 설정에 따라서 주기적으로 값을 읽어 들이는 방법과 현 재의 값을 읽어 들이는 방법을 선택적으로 사용할 수 있으므로 필요에 따라 센서의 배터리를 보다 더 절약할 수도 있다. In addition, the system operation can optionally use the method of reading the value periodically and the method of reading the current value according to the setting, which can further save the battery of the sensor if necessary.

뿐만 아니라 시스템 전원으로 배터리를 사용하고, 무선 변형률 측정 장치는 배터리의 사용 시간을 연장시키 위한 적절한 전원 차단 장치를 포함하고 있어 전기 공급이 어려운 현장에서도 본 발명을 이용하여 용이하게 변형률을 측정할 수 있다.In addition, the battery is used as a system power source, and the wireless strain measuring device includes an appropriate power cut-off device for prolonging the use time of the battery, so that the strain can be easily measured using the present invention even in a field where electricity supply is difficult. .

사무실에 있는 관리 컴퓨터에서 제어를 할 수 있어서 편리하게 현장에 있는 무선 측정기들을 사용할 수 있다. 주기적으로 동작하도록 설정하면 무선 측정 장치들은 주기적으로 변형률을 자동 측정하여 관리 컴퓨터에 수집된 정보를 제공한다.Control can be made from a management computer in the office, allowing convenient use of wireless meters in the field. When set to operate periodically, wireless measurement devices automatically measure strain periodically and provide the collected information to the management computer.

관리자의 요청에서 의해서 현재 값을 읽을 수 있도록 하는 설정은 필요시 사무실에서도 현장의 구조물 변형률을 측정할 수 있도록 하므로 사람이 직접 현장에 가지 않더라도 변형률을 측정할 수 있다.The setting to read the current value at the manager's request enables the office to measure the strain of the structure in the field, if necessary, so that the strain can be measured even if a person does not go to the field.

관리 컴퓨터가 이동통신망과 연동하고 모든 정보를 취합하여서, 이상이 발생한 것으로 판단하면 관리자에게 이동통신망을 이용하여서 문자 메시지 등과 같은 통신 수단으로 긴급하게 알려 줄 수 있다. When the management computer interworks with the mobile communication network and collects all the information, and determines that an abnormality has occurred, the management computer can urgently notify the manager by a communication means such as a text message using the mobile communication network.

마지막으로 본 발명에 따른 변형률 측정 시스템은 현장에 있는 하나의 마스터가 수 십 개의 무선측정기들을 관리할 수 있다. 따라서 수 십 개의 무선 측정기들을 원하는 위치에 설치하고 이들을 사무실에서 간단하게 제어할 수 있는 편리함을 제공한다.Finally, in the strain measurement system according to the present invention, one master in the field can manage dozens of radiometers. This provides the convenience of installing dozens of wireless meters in the desired location and simply controlling them in the office.

이하, 본 발명에 따른 절전기능을 구비한 무선 구조물 변형률 측정 장치 및 그 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a wireless structure strain measuring apparatus and a system having a power saving function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유선 변형률 측정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a wire strain measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.

유선 변형률 측정 장치(12)는 측정 센서(11)와 연결되어 동작하며, 디스플레이부(13), 동작 스위치(14), 센서 신호선(15) 등을 포함할 수 있다.The wired strain measuring apparatus 12 may be connected to the measurement sensor 11 to operate, and may include a display unit 13, an operation switch 14, a sensor signal line 15, and the like.

측정 센서(11)는 구조물의 변형률을 측정하기 위한 파라미터 값을 측정하는 구성 요소이다. 특히 본 발명에 따른 측정 센서(11)는 진동현 센서인 것이 바람직하다. 진동현 센서는 센서 신호선(15)과 접지선으로 구성될 수 있다.The measuring sensor 11 is a component for measuring parameter values for measuring the strain of the structure. In particular, the measuring sensor 11 according to the present invention is preferably a vibration string sensor. The vibration string sensor may be configured of a sensor signal line 15 and a ground line.

유선 변형률 측정 장치(12)는 측정 센서(11)와 센서 신호선(15)을 통해 연결되고 동작 스위치(14)를 통하여 사용자로부터 구조물 변형률 측정 명령을 입력받으면 측정 센서(11)내의 현을 구동하고 그에 따른 진동값을 측정하게 된다. 측정한 데이터는 LCD(Liquid Crystal Display) 등으로 구성 가능한 디스플레이부(13)를 통해서 출력된다.The wired strain measuring device 12 is connected to the measuring sensor 11 and the sensor signal line 15, and receives a structure strain measuring command from the user through the operation switch 14, and drives the string in the measuring sensor 11. The vibration value is measured. The measured data is output through the display unit 13 configurable by an LCD (Liquid Crystal Display) or the like.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 변형률 측정 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the configuration of a wireless strain measurement system according to another embodiment of the present invention.

무선 변형률 측정 시스템(20)은 크게 제어 컴퓨터(30), 마스터(40) 및 다수의 무선 변형률 측정장치(50)를 포함하여 구성될 수 있다.The wireless strain measurement system 20 may largely include a control computer 30, a master 40, and a plurality of wireless strain measurement devices 50.

제어 컴퓨터(30)는 사용자의 명령에 따라 무선 변형률 측정장치(50)로 하여금 변형률을 측정하라는 명령을 마스터(40)로 전달한다. 제어 컴퓨터(30)는 모든 무선 변형률 측정장치(50)의 측정을 명령하거나, 사용자가 선택한 하나 이상의 무선 변형률 측정장치(50)의 측정을 명령할 수 있다. 이 경우 제어 컴퓨터(30)와 마스터(40)는 유에스 또는 알에스 232 방식으로 데이터 송수신을 할 수 있다. The control computer 30 transmits a command to the master 40 to cause the wireless strain measuring apparatus 50 to measure strain according to a user's command. The control computer 30 may command the measurement of all wireless strain measurement devices 50 or the measurement of one or more wireless strain measurement devices 50 selected by the user. In this case, the control computer 30 and the master 40 can transmit and receive data in the US or RS 232 method.

마스터(40)는 제어 컴퓨터(30)로부터 전달받은 변형률 측정 명령을 해당 무선 변형률 측정장치(50)로 전달한다. 만일 제어 컴퓨터(30)가 모든 무선 변형률 측정장치(50)의 변형률 측정을 명령했다면 마스터(40)는 자신이 관리하는 모든 무선 변형률 측정장치(50)로 측정 명령을 전달하는 것이다.The master 40 transmits the strain measurement command received from the control computer 30 to the corresponding wireless strain measurement device 50. If the control computer 30 commanded the strain measurement of all the wireless strain measurement device 50, the master 40 transmits the measurement command to all the wireless strain measurement device 50 that it manages.

무선 변형률 측정장치(50)는 도 1의 유선 변형률 측정장치(12)와 마찬가지로 측정 센서(11)와 연결되어 있다. 무선 변형률 측정장치(50)는 측정 센서(11)가 측정한 현의 진동 값을 읽어들이고, 측정된 값을 무선 신호를 통하여 마스터(40)로 전송한다. 마스터(40)는 무선 변형률 측정장치(50)가 전송한 측정값을 수신하고, 수신된 측정값을 제어 컴퓨터(30)로 전송한다.The wireless strain measuring apparatus 50 is connected to the measuring sensor 11 like the wired strain measuring apparatus 12 of FIG. 1. The wireless strain measuring apparatus 50 reads the vibration value of the string measured by the measuring sensor 11 and transmits the measured value to the master 40 through a wireless signal. The master 40 receives the measured value transmitted by the wireless strain measuring apparatus 50, and transmits the received measured value to the control computer 30.

이 경우 무선 변형률 측정장치(50)의 측정 센서(11)는 온도에 따른 편차를 보정하기 위해서 온도 측정을 할 수 있는 신호선을 추가로 포함하는 것이 보다 바람직하다. In this case, it is more preferable that the measurement sensor 11 of the wireless strain measuring device 50 further includes a signal line capable of temperature measurement in order to correct the deviation according to the temperature.

또한, 제어 컴퓨터(30)는 무선 변형률 측정장치(50)로 하여금 일정 주기 또는 일정 간격으로 구조물의 변형률을 명령할 수도 있다. 이 경우 본 발명에 따른 무선 변형률 측정장치(50)는 일정 주기로 센서의 현을 구동하고 그에 따른 진동 정 도를 측정하게 된다. 물론, 측정된 값들은 마스터(40)를 통해 제어 컴퓨터(30)로 전달된다.In addition, the control computer 30 may instruct the wireless strain measuring apparatus 50 to instruct the strain of the structure at regular intervals or at regular intervals. In this case, the wireless strain measuring apparatus 50 according to the present invention drives the string of the sensor at regular intervals and measures the vibration accuracy accordingly. Of course, the measured values are transmitted to the control computer 30 via the master 40.

도 3은 도 2에 도시된 무선 변형률 측정 시스템의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an operation flow of the wireless strain measuring system shown in FIG. 2.

먼저 무선 변형률 측정 장치(50)와 마스터(40)에 전원이 공급된다(S301). 제어 컴퓨터(30)는 마스터(40)를 통해 무선 변형률 측정장치(50)로 측정 센서(11)를 통하여 변형률을 측정하라는 명령을 전송한다(S302). 무선 변형률 측정 장치(50)는 마스터(40)로부터 측정 명령을 수신하고 그에 따라 측정 센서(11)를 이용하여 값을 센싱한다(S303).First, power is supplied to the wireless strain measuring apparatus 50 and the master 40 (S301). The control computer 30 transmits a command to measure the strain through the measuring sensor 11 to the wireless strain measuring apparatus 50 through the master 40 (S302). The wireless strain measuring apparatus 50 receives a measurement command from the master 40 and accordingly senses a value using the measurement sensor 11 (S303).

무선 변형률 측정 장치(50)는 센싱한 값을 마스터(40)로 전송한다(S304). 마스터(40)는 수신한 값을 제어 컴퓨터(30)로 전달하고(S305), 제어 컴퓨터(30)는 디스플레이부에 그 값을 출력한다(S306).The wireless strain measuring apparatus 50 transmits the sensed value to the master 40 (S304). The master 40 transmits the received value to the control computer 30 (S305), and the control computer 30 outputs the value to the display unit (S306).

이상의 S301 내지 S306의 동작이 완료되면 무선 변형률 측정 시스템은 그 동작을 종료한다.When the above operations of S301 to S306 are completed, the wireless strain measurement system ends the operation.

도 4는 도 2에 도시된 무선 변형률 측정 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating an internal configuration of the wireless strain measuring apparatus shown in FIG. 2.

무선 변형률 측정 장치(50)는 프로세서(51), 모뎀(52), 안테나(53), 제1 증폭부(54), 제2증폭기(55와 56), 정합 회로부(57) 및 커넥터(58) 등을 포함하여 구성될 수 있다. The wireless strain measuring apparatus 50 includes a processor 51, a modem 52, an antenna 53, a first amplifier 54, a second amplifier 55 and 56, a matching circuit 57 and a connector 58. And the like.

무선 변형률 측정 장치(50)는 변형률 측정 회로를 제어하는 프로세서(51)에 의하여 전반적인 동작이 구동된다. 구조물의 변형률 측정을 위해서 프로세서(51)는 센서의 현을 진동시키기 위한 신호를 생성한다. 생성된 신호는 버퍼와 증폭기 역할을 하는 제1 증폭부(54)와 커넥터(58)를 통해 센서(11)로 전달된다.The wireless strain measuring apparatus 50 is driven by the processor 51 which controls the strain measuring circuit. In order to measure the strain of the structure, the processor 51 generates a signal for vibrating the string of the sensor. The generated signal is transmitted to the sensor 11 through the first amplifier 54 and the connector 58 serving as a buffer and an amplifier.

센서(11) 내 위치하는 센서 현은 신호를 수신하고 그에 따라 미세한 고유 진동 주파수를 발생시킨다. 이와 같이 센서 현이 생성한 신호는 다시 프로세서(51)로 전달된다. 이 때 센서 현에서 발생된 신호는 신호의 세기가 작으므로 이단 증폭기를 통해 신호를 생성한다.The sensor string located in the sensor 11 receives the signal and thus generates a fine natural vibration frequency. As such, the signal generated by the sensor string is transmitted to the processor 51 again. At this time, since the signal generated from the sensor string is small, the signal is generated through the two-stage amplifier.

즉, 제2 증폭부의 첫 번째 증폭기(56)는 미세 신호를 증폭시키고, 커넥터(58)에서 전달되는 센서 현의 신호와 프로세서(51) 간의 버퍼 작용도 수행한다. 제2 증폭부의 두 번째 증폭기(55)는 무선 변형률 측정 장치 내 프로세서에 신호를 전달시킬 수 있도록 신호를 증폭한다.That is, the first amplifier 56 of the second amplification unit amplifies the fine signal, and also performs a buffer function between the signal of the sensor string transmitted from the connector 58 and the processor 51. The second amplifier 55 of the second amplifier unit amplifies the signal so as to transmit the signal to the processor in the wireless strain measuring device.

진동현 센서는 하나의 센서 신호선을 사용하므로 하나의 커넥터(58)를 이용하여 신호를 받게 된다. 따라서 이들 신호를 합치고 분리시키기 위한 정합 회로부(57)가 필요하다.Since the vibrating wire sensor uses one sensor signal line, a signal is received using one connector 58. Therefore, a matching circuit portion 57 is required for combining and separating these signals.

도 5는 외부 전원과 배터리 전원을 포함한 무선 변형률 측정장치의 구성을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of a wireless strain measuring apparatus including an external power source and a battery power source.

도 5에 도시된 바와 같이 무선 변형률 측정 장치는 측정장치부(61), 배터 리(62), 외부 DC 전원(63), 전원 차단부(64), 스위치(65), 전원선(66~68) 및 제어신호선(69) 등을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 5, the wireless strain measuring device includes a measuring device unit 61, a battery 62, an external DC power supply 63, a power cutoff unit 64, a switch 65, and power lines 66 to 68. ) And a control signal line 69 or the like.

측정장치부(61)는 진동 현을 구동하고 그에 따른 값을 센싱하기 위한 구성 요소 등을 의미한다. 상기 측정장치부(61)는 전원을 공급받기 위하여 전원선(68)과 연결되어 있으며, 배터리 보호를 위하여 제어 신호선(69)과 연결되어 있다.The measuring unit 61 refers to a component for driving a vibrating string and sensing a value thereof. The measuring device 61 is connected to a power line 68 to receive power, and is connected to a control signal line 69 to protect the battery.

전원 차단부(64)는 배터리 보호를 위한 제어 신호선(69)을 통해 측정장치(61)와 연결되어 있다. The power cut-off unit 64 is connected to the measuring device 61 through a control signal line 69 for battery protection.

스위치(65)는 배터리(62)와 외부 DC 전원(63) 중 어떠한 전원을 사용할지 선택할 수 있도록 하는 구성 요소이다. 스위치(65)는 배터리(62)와 전원선(66)을 통해 연결되어 있으며, 외부 DC 전원(63)과는 전원선(67)을 통해 연결되어 있다. 스위치(65)는 배터리에서 전원을 공급하는 전원선(66)을 전원선(68)과 연결시키거나, 외부 DC 전원을 공급하는 전원선(67)을 전원선 68과 연결시키는 구성을 가진다.The switch 65 is a component that allows the user to select which of the batteries 62 and the external DC power source 63 to use. The switch 65 is connected to the battery 62 via the power supply line 66, and is connected to the external DC power supply 63 via the power supply line 67. The switch 65 has a configuration in which a power line 66 for supplying power from a battery is connected to a power line 68, or a power line 67 for supplying external DC power is connected to a power line 68.

한편, 외부 DC 전원(63)은 배터리(62)를 충전시킬 수 있는 기능을 가질 수 있다. 외부 DC 전원(63)과 연결되는 전원선(67)은 전원 차단회로(64)를 통해서 배터리(62)에게 전원을 공급할 수 있다.Meanwhile, the external DC power supply 63 may have a function of charging the battery 62. The power line 67 connected to the external DC power supply 63 may supply power to the battery 62 through the power cutoff circuit 64.

배터리(62) 보호를 위해서 프로세서에서 제어신호(69)를 발생시킨다. 이를 통해 배터리(62)의 과충전 등을 방지할 수 있게 된다.The processor generates a control signal 69 to protect the battery 62. As a result, overcharging of the battery 62 can be prevented.

도 6은 도 5에 도시된 무선 변형률 측정 장치의 전원 차단회로부의 세부 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a detailed configuration of a power cutoff circuit unit of the wireless strain measuring apparatus of FIG. 5.

무선 변형률 측정 장치 중 전원을 사용하는 구성 요소로는 크게 모뎀(79)과 프로세서(71)가 존재한다. 모뎀(79)은 항상 수신 모드로 동작하여야 하므로 전원을 차단하여서는 안된다. 또한 프로세서(71)도 모뎀(79)을 제어하기 위해 완전히 전원을 차단할 수는 없다. 다만, 프로세서(71)가 절전 모드로 들어가면 전원 소모가 급격하게 줄어든다.Among the wireless strain measuring devices, a power source using a power supply includes a modem 79 and a processor 71. The modem 79 should always be operated in the reception mode and thus should not be cut off. In addition, the processor 71 may not completely turn off the power to control the modem 79. However, when the processor 71 enters the power saving mode, power consumption is drastically reduced.

모뎀(79)과 프로세서(71)로 전원을 공급하는 플러스 전원 공급선(73)을 통해 전원은 레귤레이터(74) 또는 정전원 발생기(74)로 공급되며, 이 정전원 발생기에서 필요한 전원이 생성된다. 이 전원은 전원선(75)을 통해 모뎀(79)과 프로세서(71)에 항상 공급된다.Power is supplied to the regulator 74 or the electrostatic power generator 74 through the positive power supply line 73 which supplies power to the modem 79 and the processor 71, and the power required by the electrostatic power generator is generated. This power is always supplied to the modem 79 and the processor 71 via the power supply line 75.

한편, 플러스 전원 공급선(73, 68)에서 전원이 공급되면 레귤레이터 또는 정전원 발생기(74) 뿐만 아니라 DC 전원 차단 회로(77)로도 전달된다. 이를 통해 측정 장치부(72)에 전원이 공급된다. 전원공급이 차단되지 않는 경우 플러스 전원 공급선(78)을 통해 측정 장치부(72)에 전원이 공급된다.On the other hand, when power is supplied from the positive power supply lines 73 and 68, the power is transferred to the DC power cut-off circuit 77 as well as the regulator or the electrostatic power generator 74. Through this, power is supplied to the measuring device 72. When the power supply is not cut off, power is supplied to the measuring device 72 through the positive power supply line 78.

프로세서(71)는 일정 조건이 만족되는 경우 전원 차단 회로부(77)로 전원 제어 신호(76)를 전달하여 전원을 완전히 차단시킬 수도 있다. When the predetermined condition is satisfied, the processor 71 may transfer the power control signal 76 to the power cutoff circuit unit 77 to completely cut off the power.

도 7은 본 발명에 따른 무선 변형률 측정 장치의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.7 is a view showing the operation of the wireless strain measurement apparatus according to the present invention.

무선 변형률 측정장치, 마스터, 제어 컴퓨터가 구성되면 시스템이 시작된다. 제어 컴퓨터가 마스터를 통해 원하는 무선 변형률 측정장치로 측정 명령을 전달한 다(S701). 마스터는 제어 컴퓨터의 지시에 따라 해당 변형률 측정 장치에게 변형률 측정을 요청한다(S702).The system starts when the wireless strain gauge, master and control computer are configured. The control computer transmits the measurement command to the desired wireless strain measurement device through the master (S701). The master requests the strain measurement to the strain measurement device according to the instruction of the control computer (S702).

해당 무선 변형률 측정장치는 값을 측정하여 마스터에게 전달하고(S703), 마스터는 제어 컴퓨터에게 해당 무선 변형률 측정장치가 전송하여준 측정값을 전달한다(S704). The wireless strain measuring device measures the value and delivers it to the master (S703), and the master transmits the measured value transmitted by the wireless strain measuring device to the control computer (S704).

제어 컴퓨터는 마스터로부터 전달받은 측정값을 소정의 디스플레이부에 출력한다(S705). 또한, 제어 컴퓨터는 측정값을 읽어야 할 무선 변형률 측정장치가 존재하는지 판단한다(S706). The control computer outputs the measured value received from the master to a predetermined display unit (S705). In addition, the control computer determines whether there is a wireless strain measurement device to read the measurement value (S706).

만일 측정값을 읽어야 할 무선 변형률 측정장치가 더 존재하는 경우 제어 컴퓨터는 S701 과정으로 진행하여 변형률 측정 명령을 마스터로 전달한다. 반면 S705 단계에서 측정값을 읽어야 할 무선 변형률 측정장치가 존재하지 않는 경우 제어 컴퓨터는 그 동작을 종료한다. If there is more wireless strain measurement device to read the measured value, the control computer proceeds to step S701 and transmits the strain measurement command to the master. On the other hand, if there is no wireless strain measuring device to read the measured value in step S705 the control computer terminates the operation.

제어 컴퓨터는 이상에서 설명한 도 4의 과정을 특정 시간 또는 주기적으로 수행하는 것이 보다 바람직하다.More preferably, the control computer performs the above-described process of FIG. 4 at a specific time or periodically.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail through the representative embodiments, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications without departing from the scope of the present invention. Will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유선 변형률 측정 장치의 구성을 나타낸 도면.1 is a view showing the configuration of a wire strain measurement device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 변형률 측정 시스템의 구성을 나타낸 도면.2 is a view showing the configuration of a wireless strain measurement system according to another embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 무선 변형률 측정 시스템의 동작 흐름을 나타낸 도면.FIG. 3 is a diagram illustrating an operation flow of the wireless strain measuring system shown in FIG. 2.

도 4는 도 2에 도시된 무선 변형률 측정 장치의 내부 구성을 나타낸 도면.4 is a view showing the internal configuration of the wireless strain measurement device shown in FIG.

도 5는 외부 전원과 배터리 전원을 포함한 무선 변형률 측정장치의 구성을 나타낸 도면.5 is a view showing the configuration of a wireless strain measurement device including an external power source and a battery power source.

도 6은 도 5에 도시된 무선 변형률 측정 장치의 전원 차단회로부의 세부 구성을 나타낸 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating a detailed configuration of a power cutoff circuit unit of the wireless strain measuring apparatus of FIG. 5.

도 7은 본 발명에 따른 무선 변형률 측정 장치의 동작 흐름을 나타낸 도면.7 is a view showing the operational flow of the wireless strain measuring apparatus according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

50 : 변형률 측정 장치측정 51 : 프로세서50: strain measuring device measurement 51: processor

52 : 모뎀 53 : 안테나52: modem 53: antenna

54 : 제1 증폭부 55, 56 : 제2 증폭부54: first amplifier 55, 56: second amplifier

57 : 정합 회로부 58 : 센서 커텍터57: matching circuit portion 58: sensor connector

Claims

In the wireless structure strain measurement system,

A plurality of wireless strain measurement devices 50 for measuring strain and transmitting the measured strain to the master 40;

A master (40) for controlling the plurality of wireless strain measuring devices (50) and transferring the strain received from the wireless strain measuring device (50) to a control computer (30); And

Including a control computer 30 for instructing the strain measurement to the master 40, and displays the strain received from the master 40,

The wireless strain measuring device 50,

A processor (51) for generating a current vibration signal for measuring strain of the wireless strain measuring device (50);

A first amplifier 54 for amplifying the current vibration signal;

Second amplifying units (55, 56) for amplifying the signal generated in the string and transferring it to the processor (51); And

A matching circuit portion 57 for matching signals,

The wireless strain measuring device 50,

And a battery 62, an external power source for supplying power supplied from the outside to the measurement circuit unit, and a switch 14 for supplying power to the measurement circuit unit, either the battery 62 or the external power source. Wireless structure strain measurement system, characterized in that.

The method of claim 1,

The wireless strain measuring device 50,

Wireless structure strain measurement system further comprises a power cut-off unit (64) to cut off the power supply to the measuring circuit unit when the power-off control signal is input from the processor (51).

The method according to claim 1 or 2,

The master 40 and the control computer 30,

Wireless structure strain measurement system, characterized in that for transmitting and receiving data through the US or RS 232 method.

The method according to claim 1 or 2,

The control computer (30) is a wireless structure strain measurement system, characterized in that to periodically command the strain measurement to the master (40).

The method according to claim 1 or 2,

The control computer 30,

Wireless strain measurement system, characterized in that the command to measure the strain by selecting at least one of the wireless strain measurement device (50) of the plurality of wireless strain measurement device (50).

The method according to claim 1 or 2,

The plurality of wireless strain measuring apparatus 50, the wireless structure strain measurement system, characterized in that for measuring the strain of the structure using a vibration string sensor.

In the strain measuring device using the string vibration,

A processor 51 for generating a current vibration signal for measuring a strain of the structure and receiving a signal thereof to measure the strain;

A first amplifier 54 for amplifying the current vibration signal;

Second amplifying units (55, 56) for amplifying the signal generated in the string and transferring it to the processor (51);

A matching circuit 57 for matching signals;

A battery 62;

An external power supply for supplying power supplied from the outside to the measurement circuit unit; And

Strain measuring device further comprises a switch (14) for supplying power to the measuring circuit portion of the battery (62) or the external power source.

The method of claim 7, wherein

And a power cut-off unit (64) which cuts off the power supply to the measurement circuit unit when the power-off control signal is input from the processor (51).

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