KR102191674B1 - 변위 측정 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 힌지부를 포함하며 변위측정 기준면에 고정 설치되는 제1 고정부재; 상기 제1 힌지부에 그 일단이 결합되어 회전 가능하며 길이 방향으로 슬라이딩부가 형성되어 있는 회전부재; 제2 힌지부를 포함하며 변위측정 대상면에 고정 설치되는 제2 고정부재; 상기 제2 힌지부에 그 일단이 결합되며 그 타단이 상기 슬라이딩부에 결합되어 슬라이딩부를 따라 회전 가능한 이동부재; 상기 제1 고정부재에 구비되는 제1 경사 표시부; 상기 제2 고정부재에 구비되는 제2 경사 표시부; 및 상기 회전부재 및 이동부재에 각각 구비되는 수평 수직계;를 포함하는 변위 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 변위 측정장치는 회전부재(20)의 경사각인 제1 경사 표시부(12)의 경사각과 이동부재(40)의 경사각인 제2 경사 표시부(32)의 경사각을 측정함으로써 상기 경사각만을 이용하여 구조물의 수평, 수직, 휨, 회전 변위 등 모든 방향의 변위량을 간편하고 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

변위 측정 기구 { Displacement measuring Unit }

본 발명은 구조물의 일 측면에 힌지 연결되고 경사도 측정이 가능한 제1 부재와, 구조물의 타 측면에 힌지 연결되고 경사도 측정이 가능한 제2 부재를 포함하여 구성되고 상기 제1 부재와 제2 부재의 경사도를 측정함으로써 구조물의 변위량을 간단하게 측정할 수 있는 경사도 측정값을 이용한 변위 측정장치 및 그를 이용한 변위 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 교량 및 공장 등의 건설구조물은 자체의 무게, 외부 압력, 온도 변화 및 풍압 등의 각종 힘의 작용을 받게 되어, 변형 및 붕괴 등의 심각한 문제를 야기하게 된다.

한편, 교량 상부구조물의 변위 측정을 위한 종래 방법으로는 교대 등에 와이어의 일단을 고정하고 변위가 일어나는 상부구조물에는 와이어의 타단을 연결하여 상부구조물의 변위에 의해 와이어가 신축되면 그 신축량을 측정하는 와이어 방식의 변위계가 제시되었다. 이러한 와이어 방식의 변위계는 와이어의 길이가 길어짐에 따라 바람 등에 의해 와이어 자체가 영향을 많이 받게 되어 정확한 변위의 측정이 어렵고, 와이어를 신장하는 방향으로의 변위는 측정할 수 있으나 와이어를 수축시키는 방향으로의 변위는 측정할 수 없다는 단점이 있다.

또한, 다이얼 게이지(Dial Gauge) 및 접촉식변위계(Linear Variable Displacement Transducer)를 이용하여 각종 구조물의 변위를 측정하고 있지만, 구조물의 여건상 접촉식 변위계를 설치할 수 없는 경우가 많고, 속도 및 해상도에 있어서 현장에서 적용하기에 많은 문제점을 보이고 있는 것이 현실이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구조물에 경사도 측정부재를 부착시켜 경사도 측정부재의 경사도를 이용함으로써 간단하고 저렴한 비용으로 구조물의 변위량을 측정할 수 있는 변위 측정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 변위 측정장치를 이용하여 구조물의 변위를 간단하고 정확하게 측정할 수 있는 변위 측정방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 제1 힌지부를 포함하며 변위측정 기준면에 고정 설치되는 제1 고정부재; 상기 제1 힌지부에 그 일단이 결합되어 회전 가능하며 길이 방향으로 슬라이딩부가 형성되어 있는 회전부재; 제2 힌지부를 포함하며 변위측정 대상면에 고정 설치되는 제2 고정부재; 상기 제2 힌지부에 그 일단이 결합되며 그 타단이 상기 슬라이딩부에 결합되어 슬라이딩부를 따라 이동 및 회전 가능한 이동부재; 상기 제1 고정부재에 구비되어 상기 회전부재의 회동각을 표시하는 제1 경사 표시부; 상기 제2 고정부재에 구비되어 상기 이동부재의 회동각을 표시하는 제2 경사 표시부; 및 상기 회전부재 및 이동부재에 각각 구비되는 수평 수직계;를 포함하여 구성되고: 상기 슬라이딩부는, 상기 회전부재가 제1 힌지부와 결합되는 단부 타측에 회전부재를 길이 방향으로 관통하여 형성되되, 상기 슬라이딩부에는 눈금자가 표시되며: 상기 이동부재는, 상기 슬라이딩부에 결합되는 단부에 힌지핀이 구비되어 상기 힌지핀이 슬라이딩부에 끼워진 상태에서 상기 슬라이딩부를 따라 이동 및 회전 가능하게 구성되며: 상기 슬라이딩부에는, 상기 슬라이딩부 내에서 이동부재의 이동을 제한하는 이동제한 고정수단이 구비된다.

그리고, 상기 슬라이딩부에는 슬라이딩부 내에서 이동부재의 이동을 제한하는 이동제한 고정수단이 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1 고정부재 및 제2 고정부재는 탈부착 가능하게 구성되는 것일 수 있다.

그리고, 상기 제1 고정부재 및 제2 고정부재는 자성을 띄는 마그네틱 부재 또는 진공 흡착판으로 이루어지는 것일 수 있다.

또한, 상기 수평 수직계는 회전부재 및 이동부재의 수평 또는 수직 상태를 시각적으로 확인할 수 있는 아날로그 타입인 것일 수 있다.

본 발명의 또 하나의 양상은 상기와 같은 변위 측정장치를 이용한 변위 측정방법으로서,

상기 변위 측정방법은,

(a) 제1 고정부재를 바닥면의 기 설정된 측정 기준점에 고정하고, 제2 고정부재를 벽면의 기 설정된 측정 기준점에 고정하는 단계; (b) 이동부재를 중력에 대해 수평 방향으로 조정하는 단계; (c) 제1 경사 표시부의 경사각 및 제2 경사 표시부의 경사각을 읽는 단계; 및 (d) 상기 제1 경사 표시부의 경사각 및 제2 경사 표시부의 경사각으로부터 변위량을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 변위 측정방법에 있어서, 상기 변위량을 산출하는 단계는,

상기 이동부재를 중력에 대해 수평 방향으로 조정한 상태에서 상기 제2 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이에 변화가 없는 경우, 상기 제1 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량으로부터 벽면의 순수 수평 변위량을 산출하는 것일 수 있다.

또한 상기 변위량을 산출하는 단계는,

상기 이동부재를 중력에 대해 수평 방향으로 조정한 상태에서 상기 제1 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량과 상기 제2 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량이 동일한 경우,

상기 경사각 변화량으로부터 벽면의 순수 수직 휨 변위량을 산출하는 것일 수 있다.

그리고 상기 변위량을 산출하는 단계는,

상기 이동부재를 중력에 대해 수평 방향으로 조정한 상태에서 상기 제1 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량이 제2 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량보다 큰 경우,

상기 제2 경사 표시부의 경사각 변화량으로부터 벽면의 수직 휨 변위량을 산출하고, 상기 제1 경사 표시부의 경사각 변화량과 제2 경사 표시부의 경사각 변화량의 차이로부터 벽면의 수평 변위량을 산출하는 것일 수 있다.

또한 상기 변위량을 산출하는 단계는,

상기 이동부재를 중력에 대해 수평 방향으로 조정한 상태에서 상기 회전부재가 중력에 대해 수직 방향으로 유지되는 경우,

상기 제1 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량 또는 상기 제2 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량으로부터 벽면 및 바닥면의 회전 변위량을 산출하는 것일 수 있다.

그리고 상기 변위 측정방법은,

(a) 제1 고정부재를 벽면의 기 설정된 측정 기준점에 고정하고, 제2 고정부재를 바닥면의 기 설정된 측정 기준점에 고정하는 단계; (b) 이동부재를 중력에 대해 수직 방향으로 조정하는 단계; (c) 제1 경사 표시부의 경사각 및 제2 경사 표시부의 경사각을 읽는 단계; 및 (d) 상기 제1 경사 표시부의 경사각 및 제2 경사 표시부의 경사각으로부터 변위량을 산출하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.

또한 상기 변위량을 산출하는 단계는,

상기 이동부재를 중력에 대해 수직 방향으로 조정한 상태에서 상기 제2 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이에 변화가 없는 경우,

상기 제1 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량으로부터 바닥면의 순수 수직 변위량을 산출하는 것일 수 있다.

*그리고 상기 변위량을 산출하는 단계는,

상기 이동부재를 중력에 대해 수직 방향으로 조정한 상태에서 상기 제1 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량과 상기 제2 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량이 동일한 경우,

상기 경사각 변화량으로부터 바닥면의 순수 수평 휨 변위량을 산출하는 것일 수 있다.

또한 상기 변위량을 산출하는 단계는,

상기 이동부재를 중력에 대해 수직 방향으로 조정한 상태에서,

상기 제1 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량이 제2 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량보다 큰 경우,

상기 제2 경사 표시부의 경사각 변화량으로부터 바닥면의 수평 휨 변위량을 산출하고, 상기 제1 경사 표시부의 경사각 변화량과 제2 경사 표시부의 경사각 변화량의 차이로부터 바닥면의 수직 변위량을 산출하는 것일 수 있다.

그리고 상기 변위량을 산출하는 단계는,

상기 이동부재를 중력에 대해 수직 방향으로 조정한 상태에서 상기 회전부재가 중력에 대해 수평 방향으로 유지되는 경우,

상기 제1 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량 또는 상기 제2 경사 표시부의 기준 경사각과 측정된 경사각 사이의 변화량으로부터 벽면 및 바닥면의 회전 변위량을 산출하는 것일 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 변위 측정장치 및 측정방법은, 변위측정 기준면에 회전부재를 고정시키고 변위측정 대상면에 이동부재를 고정시킨 후 회전부재와 이동부재의 경사각을 이용하여 구조물의 변위를 측정함으로써, 구조물의 수평, 수직, 휨, 회전 등 전 방향의 변위를 간단하고 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 회전부재와 이동부재의 탈부착이 가능함으로써 저렴한 비용으로 간편하게 설치할 수 있으며, 구조물의 장기적인 유지관리 시 편의성 및 정확성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 변위 측정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 변위 측정장치가 구조물에 고정된 상태에서 구조물의 수평 변위가 발생한 상태를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 변위 측정장치가 구조물에 고정된 상태에서 구조물의 휨 변위가 발생한 상태를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 변위 측정장치가 구조물에 고정된 상태에서 구조물의 수평 및 휨 변위가 발생한 상태를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 변위 측정장치가 구조물에 고정된 상태에서 구조물의 회전 변위가 발생한 상태를 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 변위 측정장치가 구조물에 고정된 상태에서 구조물의 수직 변위가 발생한 상태를 도시한 정면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 구현예를 가질 수 있는 바, 특정 구현예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서 본 발명의 변위 측정장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 변위 측정장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 변위 측정장치가 구조물에 고정된 상태를 도시한 정면도이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 변위 측정장치(100)는 제1 고정부재(10), 회전부재(20), 제2 고정부재(30) 및 이동부재(40)를 포함한다.

상기 제1 고정부재(10)는 변위측정 기준면(B)에 고정 설치되는 것으로서 제1 힌지부(11)를 포함한다. 이때 상기 제1 힌지부(11)에는 회전부재(20)의 일단이 회전 가능하게 결합된다.

한편, 상기 제2 고정부재(30)는 변위측정 대상면(W)에 고정 설치되는 것으로서 제2 힌지부(31)를 포함한다. 이때 상기 제2 힌지부(31)에는 이동부재(40)의 일단이 회전 가능하게 결합된다.

본 발명에 있어서, 상기 회전부재(20)에는 회전부재(20)가 제1 힌지부(11)와 결합되는 단부의 반대편에 회전부재(20)를 길이 방향으로 관통하여 슬라이딩부(21)가 형성된다. 한편 상기 슬라이딩부(21)에는 이동부재(40)의 일 단부가 결합된다. 이때 상기 이동부재(40)의 일 단부에는 힌지핀(41)이 구비되어 상기 힌지핀(41)이 슬라이딩부(21)에 끼워진 상태에서 이동부재(40)가 슬라이딩부(21)를 따라 이동 및 회전 가능게 된다. 이때 상기 슬라이딩부(21)에는 슬라이딩부 내에서 이동부재(40)의 이동을 제한하는 이동제한 고정수단(미도시)이 구비될 수 있다. 이에 의하여 이동부재(40)를 중력에 대해 수평 또는 수직 방향으로 조정한 후 상기 공정수단에 고정시킴으로써 회전부재(20) 또는 이동부재(40)의 경사각을 측정하는 동안 이동부재(40)의 움직임을 방지하여 정확한 측정이 가능하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 제1 고정부재(10) 및 제2 고정부재(30)는 탈부착 가능하게 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1 고정부재(10) 및 제2 고정부재(30)는 자성을 띄는 마그네틱 부재 또는 진공 흡착판으로 이루어질 수 있다. 이에 의하여 본 발명에 따른 변위 측정장치(100)는 저렴한 비용으로 용이하게 구조물에 설치하는 것이 가능하게 되며, 유지 보수의 편의성이 제고될 수 있다. 또한, 변위 측정이 필요한 다수의 구조물에 대하여 손쉽게 측정장치를 탈부착하면서 현장에서 바로 변위량 측정이 가능하게 되는 장점이 있다.

본 발명에 따른 변위 측정장치(100)에 있어서, 상기 제1 고정부재(10)에는 제1 경사 표시부(12)가 구비될 수 있다. 상기 제1 경사 표시부(12)는 회전부재(20)의 회동각을 표시하는 것일 수 있다. 또한 제2 고정부재(30)에는 제2 경사 표시부(32)가 구비될 수 있다. 상기 제2 경사 표시부(32)는 이동부재(40)의 회동각을 표시하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 경사 표시부(12, 32)는 고정부재(10, 30)에 형성되어 회전부재(20) 및 이동부재(40)의 회동각을 나타내는 눈금표시로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 변위 측정장치(100)는, 회전부재(20)의 경사각(회동각)과 이동부재(40)의 경사각(회동각)을 이용하여 구조물의 변위를 측정함으로써, 구조물의 수평, 수직, 휨, 회전 등 전 방향에 대한 변위를 간단하고 용이하게 측정할 수 있게 된다. 이에 대하여는 뒤에서 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 따르면, 상기 회전부재(20) 및 이동부재(40)에는 각각 수평 수직계(22, 41)가 구비될 수 있다. 상기 수평 수직계(22, 42)는 회전부재(20) 및 이동부재(40)의 중력 방향에 대한 수평 또는 수직 상태를 확인하기 위한 것으로, 수평 수직 상태를 시각적으로 확인할 수 있는 예를 들어 공기 방울을 이용하는 아날로그 타입으로 이루어질 수 있다. 이에 의하여 작업자는 현장에서 즉시로 회전부재(20) 및 이동부재(40)의 중력 방향에 대한 수평 또는 수직 상태를 확인할 수 있게 된다.

본 발명의 또 하나의 양상은 상기와 같은 본 발명에 따른 변위 측정장치를 이용한 변위 측정방법에 관한 것이다.

이하에서는 첨부 도면 2 내지 6을 참조하여 제1 경사 표시부의 경사각 및 제2 경사 표시부의 경사각으로부터 구조물의 변위량을 산출하는 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 상기 변위 측정방법은, 먼저 이동부재(40)를 벽면(W)에 고정시키고 회전부재(20)를 바닥면(B)에 고정시킨 후, 이동부재(40)를 중력의 수평 방향에 맞추고 회전부재(20)를 중력의 수직 방향에 맞춘 다음 제1 경사 표시부(12)의 경사각 및 제2 경사 표시부(32)의 경사각을 측정하여 둔다("영점 측정")

여기에서, 상기 회전부재(20) 또는 이동부재(40)가 구조물에 고정된 지점을 "측정 기준점"이라 칭하며, 상기 제1 경사 표시부(12)의 경사각 또는 제2 경사 표시부(32)의 경사각을 "기준 경사각"이라 칭한다.

본 발명은 영점 측정 시로부터 소정의 시간이 경과 후 구조물이 영점 측정 시점으로부터 얼마 만큼의 변위를 발생시켰는가를 측정하기 위한 것으로, 이하에서는 상기 "영점 측정" 시부터 소정의 기간 경과 후, 제1 경사 표시부(12)의 경사각(회동각) 및 제2 경사 표시부(32)의 경사각(회동각)으로부터 벽면(W)의 변위량을 산출하는 방법을 설명한다.

실시예 1. 벽면의 수평 변위 측정

도 2는 본 발명에 따른 변위 측정장치가 구조물에 고정된 상태에서 구조물의 수평 변위가 발생한 상태를 도시한 정면도이다.

도 2를 참조하면, 벽면(W)에 수평 변위가 'L' 발생하게 되면, 이동부재(40)는 제2 경사 표시부(32)의 경사각에 변화 없이 즉 기준 경사각과 동일한 경사각을 유지하며 수평 방향으로 'L' 이동하게 된다. 이때 회전부재(20)는 이동부재(40)가 슬라이딩부(21)에서 회전하면서 회전부재(20)를 변위 발생 방향으로 기준 경사각으로부터 α 각도만큼 기울이게 된다.

한편, 회전부재(20)의 높이 'h'는 이미 알고 있으므로 삼각함수 법칙에 의하여

수평 변위량 L = h x tan α 로 구할 수 있게 된다.

실시예 2. 벽면의 수직 휨 변위 측정

도 3은 구조물의 수직 휨 변위가 발생한 상태를 도시한 정면도이다.

도 3을 참조하면, 벽면(W)에 α 각도만큼 수직 휨 변위가 발생하게 되면 이동부재(40)는 제2 힌지부(31)에서 기준 경사각에 대해 α 각도만큼 회전하면서 하향 수평이동하게 된다. 이때 회전부재(20)도 기준 경사각에 대해 α 각도만큼 휨 변위 발생 방향으로 기울게 된다.

따라서, 제1 경사 표시부(12)의 경사각 변화량 α 는 바로 벽면(W)의 순수 수직 휨 변위량이 되게 된다. 물론, 이 경우 제2 경사 표시부(32)의 경사각 변화량 역시 α 가 된다.

실시예 3. 벽면의 수평 변위 + 수직 휨 변위 측정

도 4는 구조물의 수평 변위와 함께 수직 휨 변위가 발생한 상태를 도시한 정면도이다.

*도 4를 참조하면, 벽면(W)에 수평 변위 'L' 및 수직 휨 변위 α 가 발생하게 되면, 이동부재(40)는 'L' 만큼 수평 이동하면서 동시에 제2 힌지부(31)에서 기준 경사각에 대해 α 각도만큼 회전하면서 하향 수평이동하게 된다. 이때 회전부재(20)는 기준 경사각에 대해 α 보다 큰 β의 각도로 수평 및 수직 휨 변위 발생 방향으로 기울게 된다.

이 경우 제2 경사 표시부(32)의 경사각 변화량 α 는 벽면(W)의 수직 휨 변위량에 해당한다. 또한 벽면(W)의 수평 변위량 'L'은 제1 경사 표시부(12)의 경사각 변화량(β)과 제2 경사 표시부(32)의 경사각 변화량(α)의 차이로부터 삼각함수 법칙에 의해,

수평 변위량 L = h x tan(β-α) 로 구할 수 있게 된다.

실시예 4. 벽면 및 바닥면의 회전 변위 측정

도 5는 구조물의 회전 변위가 발생한 상태를 도시한 정면도이다.

구조물(W, B)에 회전 변위가 발생하는 경우, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 제1 경사 표시부(12) 및 제2 경사 표시부(32)의 경사각은 기준 경사각에 대해 변화가 없으나 이동부재(40) 또는 회전부재(20)가 중력 방향에 수평 또는 수직으로 유지되지 않게 된다.

이러한 경우에는, 상기 이동부재(40)를 중력 방향에 수평으로 맞추게 되면 회전부재(20)는 중력 방향에 대해 수직을 유지하게 된다. 이때 제2 경사 표시부의 회동각(α)는 바로 벽면(W)와 바닥면(B)의 회전 변위량에 해당한다. 이때 회전부재(20)의 회동각 역시 α 로 동일하게 된다.

본 발명에 따른 변위 측정의 또 하나의 방법은, 먼저 회전부재(20)를 벽면(W)에 고정시키고 이동부재(40)를 바닥면(B)에 고정시킨 후, 이동부재(40)를 중력의 수직 방향에 맞추고 회전부재(20)를 중력의 수평 방향에 맞춘 다음 제1 경사 표시부(12)의 경사각 및 제2 경사 표시부(32)의 경사각을 측정하여 둔다(영점 측정).

이하에서는 상기 영점 측정 시부터 소정의 기간 경과 후, 제1 경사 표시부(12)의 경사각(회동각) 및 제2 경사 표시부(32)의 경사각(회동각)으로부터 바닥면(B)의 변위량을 산출하는 방법을 설명한다.

실시예 5. 바닥면의 수직 변위 측정

도 6은 구조물의 수평 변위가 발생한 상태를 도시한 정면도이다.

도 6을 참조하면, 바닥면(B)에 수직 변위가 'H' 만큼 발생하게 되면, 이동부재(40)는 제2 경사 표시부(32)의 경사각에 변화 없이 즉 기준 경사각과 동일한 경사각을 유지하며 수직 방향으로 'H' 만큼 이동하게 된다. 이때 회전부재(20)는 이동부재(40)가 슬라이딩부(21)에서 회전하면서 회전부재(20)를 변위 발생 방향(본 실시예에서는 아래쪽)으로 기준 경사각에 대해 α 각도만큼 기울이게 된다.

한편, 회전부재(20)의 높이 'h'는 이미 알고 있으므로 실시예 1에서와 같이 수직 변위량 H = h x tan α 로 구할 수 있게 된다.

실시예 6. 바닥면의 수평 휨 변위 측정

본 실시예의 경우에도 회전부재(20)와 이동부재(40)의 설치 위치가 바뀌었을 뿐이며 실시예 2와 동일한 원리에 의해 바닥면(B)의 수평 휨 변위량를 산출할 수 있게 된다.

실시예 7. 바닥면의 수직 변위 + 수평 휨 변위 측정

본 실시예의 경우에도 회전부재(20)와 이동부재(40)의 설치 위치가 바뀌었을 뿐이며 실시예 3과 동일한 원리에 의해 바닥면(B)의 수직 + 수평 휨 변위량를 산출할 수 있게 된다.

실시예 8. 바닥면 및 벽면의 회전 변위 측정

본 실시예의 경우에도 회전부재(20)와 이동부재(40)의 설치 위치가 바뀌었을 뿐이며 실시예 4와 동일한 원리에 의해 구조물(W, B)의 회전 변위량를 산출할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 변위 측정방법은, 회전부재(20)의 경사각인 제1 경사 표시부(12)의 경사각과 이동부재(40)의 경사각인 제2 경사 표시부(32)의 경사각을 측정함으로써 상기 경사각만을 이용하여 구조물의 수평, 수직, 휨, 회전 변위 등 모든 방향의 변위량을 간편하고 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

위에서 본 발명의 바람직한 구현예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 제1 고정부재 11 : 제1 힌지부
12 : 제1 경사 표시부 20 : 회전부재
21 : 슬라이딩부 22 : 수평 수직계
30 : 제2 고정부재 31 : 제2 힌지부
32 : 제2 경사 표시부 40 : 이동부재
41 : 힌지핀 42 : 수평 수직계
100 : 변위 측정장치 W : 벽면
B : 바닥면

Claims (2)

1. 제1 힌지부를 포함하며 변위측정 기준면에 고정 설치되는 제1 고정부재;
   상기 제1 힌지부에 그 일단이 결합되어 회전 가능하며 길이 방향으로 슬라이딩부가 형성되어 있는 회전부재;
   제2 힌지부를 포함하며 변위측정 대상면에 고정 설치되는 제2 고정부재;
   상기 제2 힌지부에 그 일단이 결합되며 그 타단이 상기 슬라이딩부에 결합되어 슬라이딩부를 따라 이동 및 회전 가능한 이동부재;
   상기 제1 고정부재에 구비되어 상기 회전부재의 회동각을 표시하는 제1 경사 표시부;
   상기 제2 고정부재에 구비되어 상기 이동부재의 회동각을 표시하는 제2 경사 표시부; 및
   상기 회전부재 및 이동부재에 각각 구비되는 수평 수직계;를
   포함하여 구성되고:
   상기 슬라이딩부는,
   상기 회전부재가 제1 힌지부와 결합되는 단부 타측에 회전부재를 길이 방향으로 관통하여 형성되되, 상기 슬라이딩부에는 눈금자가 표시되며:
   상기 이동부재는,
   상기 슬라이딩부에 결합되는 단부에 힌지핀이 구비되어 상기 힌지핀이 슬라이딩부에 끼워진 상태에서 상기 슬라이딩부를 따라 이동 및 회전 가능하게 구성되며:
   상기 슬라이딩부에는,
   상기 슬라이딩부 내에서 이동부재의 이동을 제한하는 이동제한 고정수단이 구비되고:
   상기 제1 고정부재 및 제2 고정부재는, 탈부착 가능하게 구성되며:
   상기 수평 수직계는,
   회전부재 및 이동부재의 수평 또는 수직 상태를 시각적으로 확인할 수 있는 아날로그 타입인 것을 특징으로 하는 변위 측정 기구.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 고정부재 및 제2 고정부재는,
   자성을 띄는 마그네틱 부재 또는 진공 흡착판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변위 측정 기구.
   

Images