KR102682597B1 - Pile-type sensor device system and conrolling method using it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파일형 센서 장치 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 파일형 센서 장치 시스템은, 하나의 시설물에 설치되어 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 센싱 정보를 획득하는 복수 개의 센서 장치, 하나의 시설물 내의 기 설정된 위치에 설치되어 복수 개의 센서 장치들 중 일부 센서 장치로부터 센싱 정보를 획득하는 복수 개의 중계기 및 복수 개의 중계기로부터 센싱 정보를 전달받아 시설물 건전성 평가를 수행하는 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 복수 개의 센서 장치가 설치된 시설물에서 시설물 건전성 진단을 수행할 수 있다.The present invention relates to a pile-type sensor device system and a control method thereof. The pile-type sensor device system according to the present invention includes a plurality of sensor devices installed in one facility to obtain sensing information generated according to the displacement of the internal structure of the facility, and a plurality of sensor devices installed at a preset location in one facility. It is characterized by including a plurality of repeaters that acquire sensing information from some of the sensor devices and a server that receives sensing information from the plurality of repeaters and performs facility health evaluation. Accordingly, facility health diagnosis can be performed in a facility where a plurality of sensor devices are installed.
Description
본 발명은 파일형 센서 장치 시스템 및 그 제어 방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 시설물 건전성 진단을 위해 시설물에 설치된 복수 개의 센서 장치를 제어하는 파일형 센서 장치 시스템 및 그 제어 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a pile-type sensor device system and its control method. More specifically, it relates to a pile-type sensor device system and a control method for controlling a plurality of sensor devices installed in a facility to diagnose facility health.
우리나라는 국토가 좁고 평야에 비해 산지가 많으며, 사계절이 선명하게 구분되는 기후적 특징으로 인해 여름에는 고온 다습하고 비가 많이 내려, 홍수, 산사태, 태풍과 같은 자연재해가 발생하고, 겨울에는 저온 건조한 기후로 인해 한파와 대설이 발생하고 있다.Korea has a small land area and has more mountains than plains. Due to the climatic characteristics of four clearly distinct seasons, high temperature and humidity and heavy rain fall in summer, causing natural disasters such as floods, landslides, and typhoons, and low temperature and dry climate in winter. As a result, cold waves and heavy snow are occurring.
이러한 사계절 기후 특성상, 여름에는 홍수, 산사태, 태풍과 같은 자연재해로 인한 비탈 경사면과 같은 시설물의 붕괴 사고가 발생하고, 비탈 경사면에서 유실된 토사로 인해 도로가 차단되거나 지나가는 차량에 대한 교통사고가 발생하고, 아파트, 주택이 매몰되는 사고가 자주 발생한다.Due to the characteristics of the four-season climate, natural disasters such as floods, landslides, and typhoons occur in summer, causing collapse of facilities such as slopes, and roads are blocked or traffic accidents involving passing vehicles occur due to soil lost from slopes. Accidents involving apartments and houses being buried frequently occur.
또한, 봄과 같은 해빙기에는 지중 매립 관, 댐, 건물과 같은 시설물은 얼었다 녹는 과정에 의해 실제 설계수명보다 더 일찍 노후화가 촉진되거나 균열되는 현상이 발생하고, 심한 경우 붕괴 사고로까지 이어진다.In addition, during thawing periods such as spring, facilities such as underground buried pipes, dams, and buildings undergo a process of freezing and thawing, which accelerates aging or cracks earlier than their actual designed lifespan, and in severe cases, even leads to collapse accidents.
그리고 최근 자주 발생 되는 지진 등에 의한 외부 충격으로 비탈 경사면, 지중 매립 관, 댐, 건물과 같은 시설물이 파괴되거나 내부에 구조적 변위가 발행해 위험한 상황에 놓이게 되는 경우가 많다.In addition, due to external shocks such as earthquakes, which have frequently occurred recently, facilities such as slopes, underground buried pipes, dams, and buildings are often destroyed or internal structural displacement occurs, putting them in dangerous situations.
또한, 비탈 경사면, 지중 매립 관, 댐, 건물과 같은 시설물이 파괴되거나 내부에 구조적 변위가 발행하는 경우, 해당 구조 결함에 따른 파동(탄성파, 음파, 초음파 등)이 발생하게 되는데, 비탈 경사면, 지중 매립 관, 댐, 건물과 같은 시설물 내부의 구조적 변위에 따라 발생하는 파동은 신호 세기가 미약해 측정하기도 힘들고, 측정된 파동의 신호 분석을 위해 외부로 전송 시, 미약한 파동 신호의 특성으로 인해 전송 과정에서 신호 손실이 발생해 신호 분석 역시 힘든게 현실이다.In addition, when a facility such as a slope, an underground buried pipe, a dam, or a building is destroyed or structural displacement occurs inside, waves (elastic waves, sound waves, ultrasonic waves, etc.) are generated due to the structural defect. Waves generated due to structural displacement inside facilities such as buried pipes, dams, and buildings are difficult to measure due to their weak signal strength. When the measured waves are transmitted to the outside for signal analysis, the transmission process is difficult due to the characteristics of weak wave signals. The reality is that signal analysis is also difficult due to signal loss.
종래에는 시설물과 같은 구조 결함 진단 대상체에 다수의 음향방출 센서(AE Sensor)를 설치하고, 구조 결함 진단 대상체의 변형, 균열, 누설 또는 파괴 시에 발생하는 탄성파를 분석하여 검사 대상체의 결함을 측정하는 비파괴 검사법이 사용되고 있으나, 탄성파를 측정하는 음향방출 센서(AE Sensor) 자체에 결함이 발행하는 경우, 음향방출 센서(AE Sensor)가 전송하는 탄성파에는 음향방출 센서(AE Sensor) 자체 결함으로 발생한 탄성파 성분을 포함하고 있어, 구조 결함 진단 대상체의 변형, 균열, 누설 또는 파괴 등의 분석 시, 오분석이 발생하는 문제가 있다. 상술한 점을 고려하여 하기에서는 비탈 경사면, 지중 매립 관, 댐, 건물과 같은 시설물 내부에 일정 깊이로 삽입 설치되어 시설물 내부의 구조 결함을 센싱하는 센서 장치 및 이를 통해 시설물의 건전성(또는 안전성)을 센싱하는 방법에 대해 서술한다.Conventionally, a number of acoustic emission sensors (AE Sensors) are installed on structural defect diagnosis objects such as facilities, and defects in the inspection object are measured by analyzing elastic waves generated when the structural defect diagnosis object is deformed, cracked, leaked, or destroyed. Non-destructive testing methods are used, but if a defect occurs in the acoustic emission sensor (AE Sensor) itself that measures elastic waves, the elastic wave transmitted by the acoustic emission sensor (AE Sensor) contains elastic wave components caused by the defect in the acoustic emission sensor (AE Sensor) itself. There is a problem that incorrect analysis occurs when analyzing deformation, cracking, leakage, or destruction of a structural defect diagnosis object. In consideration of the above, the following describes a sensor device that is inserted and installed at a certain depth inside a facility such as a slope, an underground buried pipe, a dam, or a building to sense structural defects inside the facility, and thereby to monitor the soundness (or safety) of the facility. Describes how to sense.
따라서 본 발명은 복수 개의 센서 장치가 설치된 시설물에서 시설물 건전성 진단을 수행할 수 있는 파일형 센서 장치 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a pile-type sensor device system and a control method that can perform facility health diagnosis in a facility where a plurality of sensor devices are installed.
파일형 센서 장치 시스템에 있어서, 하나의 시설물에 설치되어 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 센싱 정보를 획득하는 복수 개의 센서 장치, 하나의 시설물 내의 기 설정된 위치에 설치되어 복수 개의 센서 장치들 중 일부 센서 장치로부터 센싱 정보를 획득하는 복수 개의 중계기 및 복수 개의 중계기로부터 센싱 정보를 전달받아 시설물 건전성 평가를 수행하는 서버를 포함할 수 있다.In the pile-type sensor device system, a plurality of sensor devices are installed in one facility and acquire sensing information generated according to the displacement of the internal structure of the facility, and some sensors among the plurality of sensor devices are installed at a preset location in one facility. It may include a plurality of repeaters that obtain sensing information from the device and a server that receives sensing information from the plurality of repeaters and performs facility health evaluation.
서버는 복수 개의 센서 장치들로부터 획득한 센싱 정보에 기초하여 시설물 건전성 평가를 자동으로 계측하는 자동 계측부를 포함할 수 있다.The server may include an automatic measurement unit that automatically measures facility health evaluation based on sensing information obtained from a plurality of sensor devices.
자동 계측부는, 복수 개의 센서 장치들로부터 센싱 정보를 수집하는 데이터 수집부; 데이터 수집부를 통해 수집된 센싱 정보에 대한 전처리를 수행하는 데이터 처리부; 시설물 건전성 평가 학습모델을 구비하고, 전처리된 센싱 정보를 입력으로 시설물 건전성 평가 정보를 출력으로 도출하는 인공지능부; 및 출력으로 도출된 시설물 건전성 평가 정보를 외부로 전달하는 송수신부를 포함할 수 있다.The automatic measurement unit includes a data collection unit that collects sensing information from a plurality of sensor devices; a data processing unit that performs preprocessing on the sensing information collected through the data collection unit; An artificial intelligence unit equipped with a facility health evaluation learning model and deriving facility health evaluation information as output by inputting preprocessed sensing information; And it may include a transmitter and receiver that transmits the facility health evaluation information derived as output to the outside.
복수 개의 중계기 각각은 기 설정된 거리 내에 위치하는 센서 장치로부터 센싱 정보를 획득하여 서버로 전송하고, 서버로 전송된 센싱 정보에 기초하여 자동 계측부를 통해 시설물 건전성 평가를 자동으로 계측할 수 있다.Each of the plurality of repeaters can obtain sensing information from a sensor device located within a preset distance and transmit it to the server, and automatically measure facility health evaluation through an automatic measurement unit based on the sensing information transmitted to the server.
센서 장치는, 센싱부와 증폭부를 포함하고 시설물 내부에 삽입되는 철재형 파일부, 철재형 파일부 내부에 설치되어 적어도 하나의 센서를 포함하고, 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 센싱 정보를 획득하는 센싱부 및 철재형 파일부 내부에 설치되어 센싱부가 제공하는 전기적 파형 신호를 증폭하는 증폭부를 포함할 수 있다. The sensor device includes a sensing unit and an amplifying unit, a steel pile inserted inside the facility, and at least one sensor installed inside the steel pile, and acquires sensing information generated according to structural displacement inside the facility. It may include an amplification unit installed inside the sensing unit and the steel pile unit to amplify the electrical waveform signal provided by the sensing unit.
센싱부는, 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 탄성파를 측정하는 제1 센싱부, 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 압력을 측정하는 제2 센싱부 및 외부로부터 획득하는 무선 신호에 기초하여 위치 정보를 센싱하는 제3 센싱부를 더 포함할 수 있다.The sensing unit includes a first sensing unit that measures elastic waves generated according to the displacement of the internal structure of the facility, a second sensing unit that measures the pressure generated by the displacement of the internal structure of the facility, and sensing location information based on a wireless signal obtained from the outside. It may further include a third sensing unit.
제1 센싱부는 내측에 감지 센서가 설치되는 센서 하우징, 센서 하우징 내측에 위치하고 탄성파를 측정하는 감지 센서, 센서 하우징 위측에 위치하고 센서 하우징과 탄성 부재를 포함하여 결합되는 마운팅 캡, 마운팅 캡 내측에 설치되고, 감지 센서를 보호하는 탄성 부재, 및 증폭부와 연결되는 제1 신호 전송선을 포함하고, 제2 센싱부는, 내측에 압력 센서가 설치되는 센서 하우징, 센서 하우징 내측에 위치하고 압력을 측정하는 압력 센서, 센서 하우징 위측에 위치하고 센서 하우징과 탄성 부재를 포함하여 결합되는 마운팅 캡, 마운팅 캡 내측에 설치되고, 압력 센서를 보호하는 탄성 부재, 및 증폭부와 연결되는 제1 신호 전송선을 포함하고, 제3 센싱부는, 내측에 무선 송수신부가 설치되는 센서 하우징, 센서 하우징 내측에 위치하고 무선신호를 획득하는 무선 송수신부, 센서 하우징 위측에 위치하고 센서 하우징과 탄성 부재를 포함하여 결합되는 마운팅 캡, 마운팅 캡 내측에 설치되고, 무선 송수신부를 보호하는 탄성 부재 및 증폭부와 연결되는 제1 신호 전송선을 포함할 수 있다.The first sensing unit includes a sensor housing in which a detection sensor is installed inside, a detection sensor located inside the sensor housing and measuring elastic waves, a mounting cap located above the sensor housing and coupled to the sensor housing including an elastic member, and installed inside the mounting cap. , an elastic member that protects the detection sensor, and a first signal transmission line connected to the amplification unit, wherein the second sensing unit includes a sensor housing in which a pressure sensor is installed, a pressure sensor located inside the sensor housing and measuring pressure, It includes a mounting cap located above the sensor housing and coupled to the sensor housing and including an elastic member, an elastic member installed inside the mounting cap and protecting the pressure sensor, and a first signal transmission line connected to the amplification unit, and a third sensing unit. The unit includes a sensor housing in which a wireless transceiver is installed on the inside, a wireless transceiver located inside the sensor housing and acquiring a wireless signal, a mounting cap located on the upper side of the sensor housing and coupled to the sensor housing and including an elastic member, and installed inside the mounting cap. , It may include an elastic member that protects the wireless transmitting and receiving unit, and a first signal transmission line connected to the amplifying unit.
센싱부는, 제1 센싱부를 통해 탄성파를 측정하여 실시간으로 결함 발생 여부를 모니터링하는 실시간 모니터링부, 및 제1 센싱부, 제2 센싱부 및 제3 센싱부 각각을 통해 측정된 센싱 정보를 정밀 분석하여 일시에 전달하는 정밀 모니터링부를 포함할 수 있다.The sensing unit is a real-time monitoring unit that measures elastic waves through the first sensing unit and monitors whether a defect occurs in real time, and precisely analyzes the sensing information measured through each of the first, second, and third sensing units. It may include a precise monitoring unit that delivers information at once.
센싱부는 제1 센싱부의 탄성파에 기초하여 시설물에 결함이 발생한 경우, 외부 장치로부터 정밀 모니터링부에 저장된 센싱 정보 요청을 수신하고, 요청에 기초하여 응답으로 센싱 정보를 일시에 전달할 수 있다.If a defect occurs in the facility based on the elastic wave of the first sensing unit, the sensing unit may receive a request for sensing information stored in the precision monitoring unit from an external device and transmit the sensing information at once in response based on the request.
본 발명에 따른 파일형 센서 장치 시스템 및 그 제어 방법에 의하면, 복수 개의 센서 장치가 설치된 시설물에서 시설물 건전성 진단을 수행할 수 있다.According to the pile-type sensor device system and its control method according to the present invention, facility health diagnosis can be performed in a facility where a plurality of sensor devices are installed.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상술한 바에 한정되지 아니하고, 하기에서 설명하는 발명의 실시예들에 의해 도출될 수 있는 다양한 사항들로 확장될 수 있다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above, and can be expanded to various matters that can be derived by the embodiments of the invention described below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 적용 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서에 포함된 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 센싱부에 포함된 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 철재형 파일부에 포함된 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 센싱부에 포함된 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 증폭부에 포함된 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 자동 계측부에 포함된 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서가 센싱한 정보를 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 센서부의 세부사항을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 결함을 센싱하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 센싱부에 가중치를 부여하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서 타입에 기초하여 센싱을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 파일형 센서 장치 시스템을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a pile-type sensor device for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a method of applying a pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the configuration included in the pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the configuration included in the sensing unit of the pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the configuration included in the steel-type pile part of the pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the configuration included in the sensing unit of the pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the configuration included in the amplification unit of the pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing the configuration included in the automatic measurement unit of the pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram showing a method of transmitting information sensed by a pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a diagram showing details of the sensor unit of the pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a diagram showing a method for sensing facility defects according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a diagram showing a method of assigning weights to each sensing unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a diagram showing a method of performing sensing based on a pile-type sensor type for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is a diagram showing a pile-type sensor device system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 발명의 실시예에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. In describing embodiments of the present invention, if it is determined that detailed descriptions of known configurations or functions may obscure the gist of the embodiments of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, in the drawings, parts that are not related to the description of the embodiment of the present invention are omitted, and similar parts are given similar reference numerals.
본 발명의 실시예에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In an embodiment of the present invention, when a component is said to be “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, this is not only a direct connection, but also an indirect relationship where another component exists in between. Connection relationships may also be included. In addition, when a component is said to “include” or “have” another component, this does not mean excluding the other component, but may further include another component, unless specifically stated to the contrary. .
본 발명의 실시예에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예의 범위 내에서 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다. In embodiments of the present invention, terms such as first, second, etc. are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and do not limit the order or importance of components unless specifically mentioned. No. Accordingly, within the scope of the embodiments of the present invention, the first component in an embodiment may be referred to as a second component in other embodiments, and similarly, the second component in the embodiment may be referred to as the first component in other embodiments. It may also be called.
본 발명의 실시예에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 발명의 실시예의 범위에 포함된다. In an embodiment of the present invention, the components that are distinguished from each other are intended to clearly explain each feature, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to form one hardware or software unit, or one component may be distributed to form a plurality of hardware or software units. Accordingly, even if not specifically mentioned, such integrated or distributed embodiments are also included in the scope of the embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서 장치를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 시설물 건전성 진단용 파일형 센서 장치(이하, 센서 장치, 10)는 시설물 내부에 삽입 설치되어 시설물 건전성을 진단하기 위한 센싱 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 센서 장치(10)는 비탈 경사면, 지중 매립 관, 댐, 건물과 같은 시설물 내부에 일정 깊이로 삽입 설치되어 시설물 내부의 구조 변위에 따라 발생하는 변경 정보를 감지하여 시설물의 건전성을 평가할 수 있다. 도 1을 참조하면, 센서 장치(10)는 철재형 파일부(100), 센싱부(200) 및 증폭부(300)를 포함할 수 있다. 또한, 센서 장치(10)는 자동 계측부(400)를 더 포함할 수 있다. 또한, 자동 계측부(400)는 적어도 하나 이상의 센서 장치(10)를 포함하는 시설물 건전성 진단용 파일형 센서 장치 시스템에 포함될 수 있다. 일 예로, 자동 계측부(400)는 센서 장치(10) 외부에 위치할 수 있으며, 센서 장치(10)로부터 획득된 센싱 정보에 기초하여 시설물 건전성 평가를 수행할 수 있으며, 이와 관련하여 후술한다.Figure 1 is a diagram showing a pile-type sensor device for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a pile-type sensor device for diagnosing facility health (hereinafter referred to as sensor device 10) can be inserted and installed inside a facility to obtain sensing information for diagnosing facility health. As an example, the sensor device 10 can be inserted and installed inside a facility such as a slope, an underground buried pipe, a dam, or a building at a certain depth to evaluate the soundness of the facility by detecting change information that occurs due to structural displacement inside the facility. there is. Referring to FIG. 1 , the sensor device 10 may include a steel pile unit 100, a sensing unit 200, and an amplifying unit 300. Additionally, the sensor device 10 may further include an automatic measurement unit 400. Additionally, the automatic measurement unit 400 may be included in a pile-type sensor device system for diagnosing facility health that includes at least one sensor device 10. As an example, the automatic measurement unit 400 may be located outside the sensor device 10 and may perform facility health evaluation based on sensing information obtained from the sensor device 10, which will be described later.
일 예로, 도 1의 센서 장치(10)는 시설물 내부에 기 설정된 깊이로 삽입되어 시설물 내부 구조 변위에 기초하여 발생하는 변경 정보를 센싱할 수 있다. 여기서, 변경 정보에 기초하여 센서 장치(10)는 전기적 파형 신호를 생성하고, 전기적 파형 신호를 증폭하여 외부로 제공할 수 있다. 일 예로, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 적용 방법을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 센서 장치(10)는 시설물로 비탈 경사면, 지중 매립 관, 댐 및 건물 등과 같이 내부 구조 변위가 발생할 수 있는 구조물에 삽입되어 설치될 수 있다.As an example, the sensor device 10 of FIG. 1 may be inserted into a facility at a preset depth and sense change information that occurs based on structural displacement inside the facility. Here, based on the change information, the sensor device 10 may generate an electrical wave signal, amplify the electrical wave signal, and provide it to the outside. As an example, Figure 2 is a diagram showing a method of applying a pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the sensor device 10 may be inserted and installed in a structure where internal structural displacement may occur, such as a slope, an underground buried pipe, a dam, or a building.
일 예로, 도 2(A)는 시설물인 비탈 경사면에 설치되어 비탈 경사면 내부 구조 변위에 따라 발생하는 변경 정보를 감지하고, 이에 기초하여 전기적 파형 신호를 생성하여 외부로 제공할 수 있다. 또 다른 일 예로, 도 2(B)는 시설물인 지중 매립관에 센서 장치(10)가 삽입되어 지중 매립관의 구조 변위에 따라 발생하는 변경 정보를 감지하고, 이에 기초하여 전기적 파형 신호를 생성하여 외부로 제공할 수 있다. 또 다른 일 예로, 도 2(C)는 시설물인 건물이나 댐에 센서 장치(10)가 삽입되어 건물이나 댐의 내부 구조 변위에 따라 발생하는 변경 정보를 감지하고, 이에 기초하여 전기적 파형 신호를 생성하여 외부로 제공할 수 있다.As an example, Figure 2(A) is a facility that is installed on a slope, detects change information that occurs due to displacement of the internal structure of the slope, and generates an electrical waveform signal based on this to provide to the outside. As another example, Figure 2(B) shows that the sensor device 10 is inserted into an underground buried pipe, which is a facility, detects change information that occurs due to structural displacement of the underground buried pipe, and generates an electrical waveform signal based on this. It can be provided externally. As another example, Figure 2(C) shows that the sensor device 10 is inserted into a building or dam, which detects change information that occurs due to displacement of the internal structure of the building or dam, and generates an electrical waveform signal based on this. It can be provided externally.
구체적인 일 예로, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서에 포함된 구성을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 센서 장치(10)는 시설물 내부에 삽입되고, 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생한 센싱 정보가 수집되는 철재형 파일부(100), 철재형 파일부(100) 내부에 설치되고, 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하여 철재형 파일부(100)를 통해 수집되어 전달되는 변경 정보를 감지하고, 감지된 변경 정보에 대응되는 전기적 파형 신호를 생성하여 증폭부(300)로 제공하는 센싱부(200) 및 철재형 파일부(100) 내부에 설치되고, 센싱부(200)가 제공하는 전기적 파형 신호를 증폭하여 외부로 제공하는 증폭부(300)를 포함할 수 있다. 또한, 센서 장치(10)는 센싱된 변경 정보를 수집하여 자동으로 계측을 수행하는 자동 계측부(400)를 포함할 수 있다. 일 예로, 자동 계측부(400)는 센서 장치(10)에 포함되거나 적어도 하나의 센서 장치(10)로 구성되는 센서 장치 시스템에 포함될 수 있다.As a specific example, Figure 3 is a diagram showing the configuration included in a pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the sensor device 10 is inserted inside the facility, and is installed inside the steel pile portion 100, where sensing information generated according to structural displacement within the facility is collected, A sensing unit that detects change information that occurs due to displacement of the facility's internal structure and is collected and transmitted through the steel pile unit (100), generates an electrical waveform signal corresponding to the detected change information, and provides it to the amplification unit (300). It may include (200) and an amplifying unit 300 that is installed inside the steel pile unit 100 and amplifies the electrical waveform signal provided by the sensing unit 200 and provides it to the outside. Additionally, the sensor device 10 may include an automatic measurement unit 400 that collects sensed change information and automatically performs measurement. As an example, the automatic measurement unit 400 may be included in the sensor device 10 or may be included in a sensor device system consisting of at least one sensor device 10.
일 예로, 센서 장치(10)의 철재형 파일부(100)에는 변경 정보 센싱 효율을 향상시키는 구조물이 형성될 수 있다. 센싱부(200)와 증폭부(300)는 각각 독립적으로 철재형 파일부(100) 내부에 고정 설치되어 철재형 파일부 (100) 외부로 인출되지 않도록 할 수 있다. 철재형 파일부(100)는 내부 공간을 갖고 일정한 길이로 형성되어 시설물 내부에 삽입되고, 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생한 변경 정보를 수집할 수 있다. 여기서, 철재형 파일부(100) 내부 공간에는 센싱부(200)와 증폭부(300)가 포함될 수 있다. 일 예로, 철재형 파일부(100)에는 변경 정보 수집 효율을 향상시키는 구조물인 수집 날개(150)가 형성되어 변경 정보 수집 효율이 향상될 수 있으며, 이에 따라 센싱부(200)의 센싱 정보 감지 효율이 향상되도록 할 수 있다. 또한, 철재형 파일부(100)는 시설물에 구멍을 천공한 후, 천공된 구멍에 철재형 파일부(100)를 삽입시켜 철재형 파일부(100)를 시설물 내부로 삽입시키거나 천공 구멍 없이 파일링 장비에 의해 시설물 내부로 직접 타격되어 삽입될 수 있다. 시설물 내부에 삽입된 상태에서 철재형 파일부(100)는 내부에 설치된 센싱부(200)와 증폭부(300)를 외부 환경으 로부터 보호하는 보호 케이스로 기능함과 동시에 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 변경 정보가 수집되도록 할 수 있다. 즉, 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 변경 정보는 철재형 파일부(100)를 통해 센싱부(200)에 전달될 수 있다. 철재형 파일부(100)는 시설물 내부 구조 변위에 따라 시설물 내부에서 발생한 변경 정보를 수집할 수 있다. 일 예로, 도 5를 참조하면, 철재형 파일부(100)는 센싱부(200)와 접촉하고, 파일 몸체부(120)에 결합되어 철재형 파일부(100)의 선단을 형성하는 파일 선단부(110)를 포함할 수 있다. 파일 몸체부(120)의 일측은 파일 선단부(110)와 결합하고, 타측은 마감 덮개(130)와 결합될 수 있다. 여기서, 파일 몸체부(120) 내부에 센싱부(200)와 증폭부(300)가 설치될 수 있도록 하는 중공(121)이 형성되어 일정 길이의 원통 형상의 파일 몸체부(120)가 구성될 수 있다. 또한, 파일 몸체부(120) 내부로 이물질이 유입되지 않도록 파일 몸체부(120) 입구에 탈부착 방식으로 결합하는 마감 덮개(130)와 증폭부(300)의 제2 신호 전송선(350)이 외부로 인출될 수 있도록, 상기 파일 몸체부(120)의 측면 중 마감 덮개(130)가 결합하는 부분의 측면 일측에 형성되는 인출홈(140), 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생한 변경 정보 수집 효율이 향상되도록 파일 몸체부(120) 표면에 적어도 1개 이상 형성되는 수집 날개(150)를 포함할 수 있다. 일 예로, 도 5를 참조하면, 파일 선단부(110)는 센싱부(200)와 접촉하고, 파일 몸체부(120)에 결합되어 철재형 파일부(100)의 선단을 형성하는 구성일 수 있다. 파일 선단부(110)는 철재형 파일부(100)가 시설물 내부로 쉽게 삽입될 수 있도록 원추 모양으로 형성되어 철재형 파일부(100)의 선단을 형성하는 첨두부(111), 파일 몸체부(120)와 결합되는 파일 결합부(112) 및 센싱부(200)와 접촉되도록 파일 결합부(112) 끝단에 형성되는 평평한 센서 접촉 면(113)을 포함할 수 있다. 일 예로, 첨두부(111)는 철재형 파일부(100)의 선단에 해당하며, 원추 모양으로 형성되어 철재형 파일 부(100)가 시설물 내부로 쉽게 삽입될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 파일 결합부(112)는 파일 몸체부(120)와 결합되는 부분으로 결합용 나사산이 형성되어 있다. 센서 접촉면(113)은 센싱부(200)와 접촉되며 평평한 형상일 수 있으며, 파일 결합부(112) 끝단에 형성될 수 있다. 즉, 파일 결합부(112)의 끝단에는 도 5에 도시된 바와 같이, 센싱부(200)가 접촉하도록 평평한 평탄면이 형성되는데, 평평한 센서 접촉면(113)을 통해 센싱부(200)의 감지 센서(220)로 시설물 내부에서 발생한 변경 정보가 전달될 수 있다. 또한, 파일 몸체부(120)와의 결합 용이성을 위해, 파일 선단부(110)는 첨두부(111)와 파일 결합부(112) 사이의 파일 선단부(110) 측면 둘레에 일정 거칠기를 갖는 마찰면(114)과 마찰면(114) 상에 형성되는 적어도 2개 이상의 평탄면(115)을 더 포함할 수 있다.As an example, a structure that improves change information sensing efficiency may be formed in the steel pile portion 100 of the sensor device 10. The sensing unit 200 and the amplifying unit 300 can be independently fixedly installed inside the steel pile unit 100 to prevent them from being pulled out of the steel pile unit 100. The steel pile part 100 has an internal space, is formed to a certain length, is inserted into the facility, and can collect information on changes that occur due to displacement of the facility's internal structure. Here, the internal space of the steel pile unit 100 may include a sensing unit 200 and an amplifying unit 300. As an example, collection wings 150, which are structures that improve change information collection efficiency, are formed in the steel-type pile unit 100, so that change information collection efficiency can be improved, and thus the sensing information detection efficiency of the sensing unit 200. This can be improved. In addition, the steel-type pile part 100 is made by drilling a hole in a facility and then inserting the steel-type pile part 100 into the drilled hole to insert the steel-type pile part 100 into the facility or by piling without a drilled hole. It can be directly struck and inserted into the facility by equipment. When inserted inside the facility, the steel pile unit 100 functions as a protective case that protects the sensing unit 200 and the amplifying unit 300 installed inside from the external environment, and at the same time, damage occurs due to displacement of the internal structure of the facility. Change information can be collected. That is, change information that occurs due to displacement of the internal structure of the facility may be transmitted to the sensing unit 200 through the steel pile unit 100. The steel pile unit 100 can collect information on changes occurring inside the facility according to displacement of the facility's internal structure. As an example, referring to Figure 5, the steel-type pile portion 100 is in contact with the sensing portion 200, and is coupled to the pile body portion 120 to form the tip of the steel-type pile portion 100 ( 110) may be included. One side of the pile body 120 may be coupled to the pile tip 110, and the other side may be coupled to the finishing cover 130. Here, a hollow 121 is formed inside the pile body 120 so that the sensing unit 200 and the amplifying unit 300 can be installed, so that the pile body 120 having a cylindrical shape of a certain length can be configured. there is. In addition, the finishing cover 130, which is detachably coupled to the entrance of the pile body 120 to prevent foreign substances from entering the pile body 120, and the second signal transmission line 350 of the amplification unit 300 are connected to the outside. A drawing groove 140 formed on one side of the side of the pile body 120 where the finishing cover 130 is coupled so that it can be drawn out, and the efficiency of collecting information on changes occurring due to displacement of the internal structure of the facility is improved. It may include at least one collection wing 150 formed on the surface of the pile body 120. As an example, referring to FIG. 5 , the pile tip 110 may be in contact with the sensing unit 200 and may be coupled to the pile body 120 to form the tip of the steel-type pile portion 100. The pile tip 110 is formed in a cone shape so that the steel pile portion 100 can be easily inserted into the facility, and the tip portion 111 and pile body portion 120 form the tip of the steel pile portion 100. ) may include a flat sensor contact surface 113 formed at the end of the pile coupling portion 112 to contact the pile coupling portion 112 and the sensing unit 200. As an example, the peak portion 111 corresponds to the tip of the steel pile portion 100 and may be formed in a cone shape so that the steel pile portion 100 can be easily inserted into the facility. In addition, the pile coupling portion 112 is a portion coupled to the pile body portion 120 and is formed with a thread for coupling. The sensor contact surface 113 is in contact with the sensing unit 200 and may have a flat shape, and may be formed at the end of the pile coupling portion 112. That is, as shown in FIG. 5, a flat flat surface is formed at the end of the pile coupling part 112 so that the sensing unit 200 contacts it, and the detection sensor of the sensing unit 200 through the flat sensor contact surface 113. Information on changes occurring inside the facility can be delivered to (220). In addition, for ease of coupling with the pile body 120, the pile tip 110 has a friction surface 114 having a certain roughness around the side of the pile tip 110 between the tip 111 and the pile coupling portion 112. ) and at least two flat surfaces 115 formed on the friction surface 114.
또한, 파일 선단부(110)를 파일 몸체부(120)에 결합 시, 수동으로 돌려 결합시키거나 장비(렌치 등)를 이용해 돌려 결합시킬 수 있다. 일 예로, 결합을 위해 손이나 장비가 접촉되는 부분은 원추 형상의 첨두부(111)가 형성될 수 있다. 원추 형상의 첨두부(111)는 형상적 특징에 의해 손이나 장비가 접촉되기 불편하고, 이로 인해 파일 선단부(110)를 파일 몸체부(120)에 결합시키는 것이 불편할 수 있다. 따라서 파일 선단부(110)를 파일 몸체부(120)에 결합 시, 결합 용이성을 위해, 첨두부(111)와 파일 결합부(112) 사이의 파일 선단부(110) 측면 둘레에 일정 거칠기를 갖는 마찰면(114)과 마찰면(114) 상에 적어도 2개 이상의 평탄면(115)이 형성될 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 파일 몸체부(120)는 일측이 파일 선단부(110)와 결합하고 타측은 마감 덮개(130)와 결합될 수 있다. 또한, 파일 몸체부(120) 내부에 센싱부(200)와 증폭부(300)가 설치될 수 있도록 하는 중공(121)이 형성된 일정 길이의 원통 형상의 구성일 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 일 예로, 파일 몸체부(120)는 여러 개의 원통이 결합되어 구성될 수도 있고, 하나의 원통으로 구성될 수도 있으며, 특정 실시예로 한정되지 않는다. In addition, when coupling the pile tip 110 to the pile body 120, it can be coupled by turning it manually or by turning it using equipment (a wrench, etc.). As an example, a cone-shaped peak 111 may be formed at the part where hands or equipment come into contact for coupling. The cone-shaped tip 111 is inconvenient for hands or equipment to contact due to its shape, and therefore, it may be inconvenient to couple the file tip 110 to the pile body 120. Therefore, when coupling the pile tip 110 to the pile body 120, for ease of coupling, a friction surface having a certain roughness is formed around the side of the pile tip 110 between the tip 111 and the pile coupling portion 112. At least two or more flat surfaces 115 may be formed on (114) and the friction surface (114). Additionally, referring to Figure 5, one side of the pile body portion 120 may be coupled to the pile tip portion 110 and the other side may be coupled to the finishing cover 130. In addition, the pile body 120 may have a cylindrical shape of a certain length and a hollow 121 that allows the sensing unit 200 and the amplifying unit 300 to be installed, as described above. As an example, the pile body portion 120 may be composed of several cylinders combined, or may be composed of a single cylinder, and is not limited to a specific embodiment.
또한, 일 예로, 도 5를 참조하면, 마감 덮개(130)는 파일 몸체부(120) 내부로 이물질이 유입되지 않도록 파일 몸체부(120) 입구에 탈부착 방식으로 결합(e.g. 나사 결합 방식)하는 구성일 수 있다. In addition, as an example, referring to Figure 5, the finishing cover 130 is configured to be detachably coupled (e.g. screw coupled method) to the entrance of the pile body 120 to prevent foreign substances from entering the pile body 120. It can be.
일 예로, 증폭부(300)의 프리앰프 보드(320)에서 증폭된 전기적 파형 신호는 증폭부(300)의 제2 신호 전송선(350)을 통해 외부로 전송되는데, 증폭된 전기적 파형 신호의 외부 전송을 위해 제2 신호 전송선(350)은 철재형 파일부(100) 외부로 인출되어야 하며 이를 위한 구성이 인출홈(140)일 수 있다. 시설물 내부로 철재형 파일부(100) 삽입 시, 마감 덮개(130) 부분을 타격해 철재형 파일부(100)가 시설물 내부로 삽입되도록 할 수 있다. 여기서, 인출홈(140)이 마감 덮개(130)에 형성되어 있는 경우, 철재형 파일부(100) 삽입을 위한 마감 덮개(130) 타격 시 제2 신호 전송선(350)이 타격되어 파손될 수 있다. 상술한 바를 방지하기 위해 인출홈(140)을 파일 몸체부(120)의 측면 중, 마감 덮개(130)가 결합하는 부분의 측면 일측에 형성될 수 있다.As an example, the electrical waveform signal amplified by the preamplifier board 320 of the amplification unit 300 is transmitted to the outside through the second signal transmission line 350 of the amplification unit 300. External transmission of the amplified electrical waveform signal For this, the second signal transmission line 350 must be pulled out to the outside of the steel pile part 100, and the structure for this may be the lead-out groove 140. When inserting the steel pile unit 100 into the facility, the finishing cover 130 may be struck to allow the steel pile unit 100 to be inserted into the facility. Here, when the withdrawal groove 140 is formed in the finishing cover 130, the second signal transmission line 350 may be hit and damaged when the finishing cover 130 for inserting the steel-type pile part 100 is hit. In order to prevent the above-mentioned problem, the withdrawal groove 140 may be formed on one side of the side of the pile body 120, where the finishing cover 130 is coupled.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 센싱부에 포함된 구성을 나타낸 도면이다. 일 예로, 센싱부(200)는 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230)를 포함할 수 있다. 또한, 센싱부는 다른 센싱부를 더 포함할 수 있으며, 특정 수로 한정되는 것은 아닐 수 있다. 일 예로, 제1 센싱부(210)는 탄성파를 센싱하는 센싱부일 수 있다. 구체적으로, 시설물 내부의 구조 변위에 따라 탄성파가 발생할 수 있다. 여기서, 발생한 탄성파를 통해 시설물 내부 구조 변위 여부를 파악할 수 있으며, 제1 센싱부(210)는 탄성파를 감지할 수 있다. 일 예로, 도 6(a)를 참조하면, 제1 센싱부(210)는 내측에 감지 센서(212)가 삽입 설치되고, 마운팅 캡(213) 내측에 설치되는 센서 하우징(211)을 포함할 수 있다. 또한, 센서 하우징(211) 내측에 설치되어 시설물 내부에서 전달되는 탄성파를 센서 접촉면(113)을 통해 감지하고, 감지된 탄성파에 대응된 전기적 파형 신호를 생성하도록 감지 면이 철재형 파일부(100)의 파일 선단부(110)에 형성된 평평한 센서 접촉면(113)에 접촉되는 감지 센서(212)를 포함할 수 있다. 일 예로, 감지 센서(212)의 감지 면이 파일 선단부(110)에 형성된 평평한 센서 접촉면(113)에 접촉되도록 내측에 센서 하우징(211)과 탄성 부재(214)가 위치한 상태로 센서 접촉면(113)에 결합하는 마운팅 캡(213)을 포함할 수 있다. 감지 센서(212)의 감지 면이 파일 선단부(110)에 형성된 평평한 센서 접촉면(113)에 면 접촉 상태를 유지할 수 있다. 일 예로, 센서 하우징(211)을 가압하기 위해 마운팅 캡(213) 내측에 설치되는 중공이 형성된 탄성 부재(214)와 감지 센서(212)가 생성한 전기적 파형 신호가 증폭부(300)의 프리 앰프 보드(320)로 전송되도록 하는 제1 신호 전송선(215)을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 6(a)를 참조하면, 센서 하우징(211)은 내측에 감지 센서(212)가 삽입 설치되고, 마운팅 캡(213) 내측에 설치되는 구성일 수 있다. 감지 센서(212)가 내측으로 삽입됨과 동시에 내측에 삽입된 감지 센서(212)의 감지 면이 외부에 노출될 수 있도록 센서 하우징(211) 일측은 오픈될 수 있다. 일 예로, 감지 센서(212)가 감지하는 탄성파는 1 kHz ~ 1 MHz 대역의 탄성파일 수 있다.Figure 6 is a diagram showing the configuration included in the sensing unit of the pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention. As an example, the sensing unit 200 may include a first sensing unit 210, a second sensing unit 220, and a third sensing unit 230. Additionally, the sensing unit may further include other sensing units and may not be limited to a specific number. As an example, the first sensing unit 210 may be a sensing unit that senses elastic waves. Specifically, elastic waves may be generated depending on structural displacement inside the facility. Here, it is possible to determine whether there is a structural displacement inside the facility through the generated elastic waves, and the first sensing unit 210 can detect the elastic waves. As an example, referring to FIG. 6(a), the first sensing unit 210 may include a sensor housing 211 installed inside the mounting cap 213 with a detection sensor 212 inserted therein. there is. In addition, it is installed inside the sensor housing 211 to detect elastic waves transmitted inside the facility through the sensor contact surface 113, and the sensing surface is a steel pile part 100 to generate an electrical wave signal corresponding to the detected elastic wave. It may include a detection sensor 212 that contacts the flat sensor contact surface 113 formed on the file tip 110. As an example, the sensor housing 211 and the elastic member 214 are located on the inside so that the sensing surface of the detection sensor 212 is in contact with the flat sensor contact surface 113 formed on the file tip 110, and the sensor contact surface 113 It may include a mounting cap 213 coupled to. The sensing surface of the detection sensor 212 may be maintained in surface contact with the flat sensor contact surface 113 formed on the pile tip 110. As an example, the electrical waveform signal generated by the hollow elastic member 214 and the detection sensor 212 installed inside the mounting cap 213 to pressurize the sensor housing 211 is transmitted to the pre-amplifier of the amplification unit 300. It may include a first signal transmission line 215 that is transmitted to the board 320. As an example, referring to FIG. 6(a), the sensor housing 211 may be configured to have the detection sensor 212 inserted and installed inside the mounting cap 213. As the detection sensor 212 is inserted inside, one side of the sensor housing 211 may be opened so that the detection surface of the detection sensor 212 inserted inside may be exposed to the outside. For example, the elastic wave detected by the detection sensor 212 may be an elastic wave in the 1 kHz to 1 MHz band.
또한, 마운팅 캡(213)은 감지 센서(212)의 감지 면이 파일 선단부(110)에 형성된 평평한 센서 접촉면(113)에 접촉되도록 내측에 센서 하우징(211)과 탄성 부재(214)가 위치한 상태로 센서 접촉면(113)에 결합하는 구성일 수 있다. 또한, 탄성 부재(214)는 감지 센서(212)의 감지 면이 파일 선단부(110)에 형성된 평평한 센서 접촉면(113)에 접촉 상태를 유지할 수 있도록 센서 하우징(211)을 탄성력으로 가압하기 위해 마운팅 캡 (213) 내측에 설치되는 구성일 수 있다. 일 예로, 탄성 부재(213)는 스프링, 중공이 형성된 고무, 코르크 등과 같은 탄성력을 갖는 부재일 수 있다. 탄성 부재(213)에 중공을 형성하는 이유는 감지 센서(212)에 연결된 후술할 제1 신호 전송선(215)이 탄성 부재를 관통할 수 있도록 하기 위함이다. 제1 신호 전송선(215)은 감지 센서(212)가 생성한 전기적 파형 신호가 증폭부(300)의 프리 앰프 보드(320)로 전송되도록 하는 구성일 수 있다. 제1 신호 전송선(215)의 일측은 감지 센서(212)에 연결되고, 타측은 증폭부(300)의 프리앰프 보드(320)에 연결되어 감지 센서(212)가 생성한 전기적 파형 신호가 증폭부(300)의 프리 앰프 보드(320)로 전송되도록 할 수 있다. 증폭부(300)는 상술한 철재형 파일부(100) 내부에 설치되고, 센싱부(200)가 제공하는 전기적 파형 신호를 증폭하여 외부로 제공하는 구성일 수 있다. 일 예로, 도 7을 참조하면, 증폭부(300)는 프리앰프 보드(320)가 내측에 설치되는 프리앰프 보드 하우징(310), 프리앰프 보드 하우징(310) 내측에 설치되고, 센싱부(200)에서 전송된 전기적 파형 신호를 증폭하는 증폭 회로가 설계된 프리앰프 보드(320) 및 프리앰프 보드 하우징(310)이 철재형 파일부(100)의 파일 몸체부(120) 내부에서 일정 위치에 있도록 하고, 일측은 프리앰프 보드 하우징(310)에, 타측은 철재형 파일부(100)의 파일 선단부(110)에 형성된 평평한 센서 접촉면(111)에 결합하는 적어도 1개 이상의 고정 지지바(330)를 포함할 수 있다. 또한, 프리앰프 보드(320)를 통해 증폭된 전기적 파형 신호가 외부로 전송되도록 하는 제2 신호 전송선(340)을 포함할 수 있다. 도 7을 참조하면, 프리앰프 보드 하우징(310)은 프리앰프 보드(320)가 내측에 설치될 수 있도록 하는 일종의 함체일 수 있다. 즉, 프리앰프 보드 하우징(310)은 내측에 설치되는 프리앰프 보드(320)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 프리앰프 보드(320)는 함체인 프리앰프 보드 하우징(310) 내측에 설치되고, 센싱부(200)에서 전송된 전기적 파형 신호를 증폭하는 증폭회로가 설계된 보트 타입의 구성일 수 있다. 또한, 슬라이드 홈(330)은 프리앰프 보드(320)가 슬라이드 방식으로 프리앰프 보드 하우징 (310) 내측에 형성된 중공(311)에 삽입될 수 있도록, 중공(311)에 형성되는 일정 길이의 삽입 안내 홈일 수 있다. 증폭회로가 설계된 보드 타입의 프리앰프 보드(320)는 안정된 신호 증폭을 위해 안정된 상태로 프리앰프 보드 하우징(310) 내측에 위치해야 할 수 있다. 슬라이드 홈(330)에 끼워져 프리앰프 보드 하우징(310) 내측에 안정된 상태로 위치한 프리앰프 보드(320)는 센싱부(200)에서 전송된 전기적 파형 신호를 안정되게 증폭할 수 있다. 도 7을 참조하면, 제2 신호 전송선(340)은 프리앰프 보드(320)를 통해 증폭된 전기적 파형 신호가 외부로 전송되도록 할 수 있다. 일 예로, 일측이 프리앰프 보드(320)에 연결된 제2 신호 전송선(340)은 파일 몸체부(120) 내부에 형성된 중공(121)과 상술한 파일 몸체부(120)에 형성된 인출홈(140)을 통해 파일 몸체부(120) 외부로 인출되어 증폭된 전기적 파형 신호가 신호 분석을 위해 외부로 전송되도록 할 수 있다.In addition, the mounting cap 213 has the sensor housing 211 and the elastic member 214 positioned on the inside so that the sensing surface of the detection sensor 212 is in contact with the flat sensor contact surface 113 formed on the pile tip 110. It may be configured to be coupled to the sensor contact surface 113. In addition, the elastic member 214 is a mounting cap to press the sensor housing 211 with elastic force so that the sensing surface of the detection sensor 212 can be maintained in contact with the flat sensor contact surface 113 formed on the pile tip 110. (213) It may be configured to be installed on the inside. For example, the elastic member 213 may be a member with elastic force, such as a spring, hollow rubber, or cork. The reason for forming a hollow in the elastic member 213 is to allow the first signal transmission line 215, which will be described later, connected to the detection sensor 212 to penetrate the elastic member. The first signal transmission line 215 may be configured to transmit the electrical waveform signal generated by the detection sensor 212 to the pre-amplifier board 320 of the amplifier 300. One side of the first signal transmission line 215 is connected to the detection sensor 212, and the other side is connected to the preamplifier board 320 of the amplification unit 300, so that the electrical waveform signal generated by the detection sensor 212 is transmitted to the amplification unit 300. It can be transmitted to the preamplifier board 320 of 300. The amplification unit 300 may be installed inside the steel pile unit 100 described above and may be configured to amplify the electrical waveform signal provided by the sensing unit 200 and provide the signal to the outside. As an example, referring to FIG. 7, the amplification unit 300 is installed inside the preamplifier board housing 310, where the preamplifier board 320 is installed, and the sensing unit 200. ) The preamplifier board 320 and the preamplifier board housing 310, which are designed with an amplification circuit that amplifies the electrical waveform signal transmitted from ), are positioned at a certain position inside the pile body portion 120 of the steel pile portion 100. , one side is coupled to the preamplifier board housing 310, and the other side is coupled to the flat sensor contact surface 111 formed on the pile tip 110 of the steel-type pile portion 100. It includes at least one fixed support bar 330. can do. Additionally, it may include a second signal transmission line 340 that allows the electrical waveform signal amplified through the preamplifier board 320 to be transmitted to the outside. Referring to FIG. 7, the preamplifier board housing 310 may be a type of enclosure that allows the preamplifier board 320 to be installed inside. That is, the preamplifier board housing 310 can protect the preamplifier board 320 installed inside from the external environment. The preamplifier board 320 is installed inside the preamplifier board housing 310, which is an enclosure, and may have a boat-type configuration in which an amplification circuit is designed to amplify the electrical waveform signal transmitted from the sensing unit 200. In addition, the slide groove 330 is an insertion guide of a certain length formed in the hollow 311 so that the preamplifier board 320 can be inserted into the hollow 311 formed inside the preamplifier board housing 310 in a slide manner. It could be home. The preamplifier board 320, a board type designed with an amplification circuit, may need to be positioned inside the preamplifier board housing 310 in a stable state for stable signal amplification. The preamplifier board 320, which is inserted into the slide groove 330 and is stably positioned inside the preamplifier board housing 310, can stably amplify the electrical waveform signal transmitted from the sensing unit 200. Referring to FIG. 7, the second signal transmission line 340 allows the electrical waveform signal amplified through the preamplifier board 320 to be transmitted to the outside. As an example, the second signal transmission line 340, one side of which is connected to the preamplifier board 320, has a hollow 121 formed inside the pile body 120 and a drawout groove 140 formed in the pile body 120 described above. Through this, the amplified electrical waveform signal can be drawn out to the outside of the file body 120 and transmitted to the outside for signal analysis.
또한, 일 예로, 제2 센싱부(220)는 압력을 감지할 수 있다. 도 6(b)를 참조하면, 제2 센싱부(220) 내측에 압력 센서(222)가 삽입되어 마운팅 캡(223) 내측에 설치되는 센서 하우징(221)을 포함할 수 있다. 또한, 센서 하우징(221) 내측에 설치되어 시설물 내부에서 전달되는 압력을 감지하고, 감지된 압력을 전기적 파형 신호를 생성하도록 감지 면이 철재형 파일부(100)의 파일 몸체부(120) 측면에 접촉되는 압력 센서(222)를 포함할 수 있다. 일 예로, 철재형 파일부(100)는 시설물 내부에 삽입되어 설치될 수 있다. 여기서, 시설물 내부에 구조 변위가 발생하면 구조 변위에 의해 철재형 파일부(100)에 압력이 가해질 수 있다. 구체적으로, 압력은 파일 몸체부(120) 양 측면에 가해질 수 있다. 상술한 점을 고려하여, 압력 센서(222)의 감지 면이 파일 몸체부(120)의 일 측면에 형성될 수 있다. 일 예로, 제2 센싱부(220)는 파일 몸체부(120) 일 측면에 접촉되도록 내측에 센서 하우징(221)과 탄성 부재(224)가 위치한 상태로 센서 접촉면(123)에 결합하는 마운팅 캡(223)을 포함할 수 있다. 압력 센서(222) 철재형 파일부(100)에 발생한 압력을 측정하여 전기적 신호를 생성하고, 생성한 전기적 파형 신호가 증폭부(300)의 프리 앰프 보드(320)로 전송되도록 하는 제1 신호 전송선(225)을 포함할 수 있다. 증폭부(300)는 상술한 철재형 파일부(100) 내부에 설치되고, 센싱부(200)가 제공하는 전기적 파형 신호를 증폭하여 외부로 제공하는 구성일 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.Additionally, as an example, the second sensing unit 220 may sense pressure. Referring to FIG. 6(b), the pressure sensor 222 is inserted inside the second sensing unit 220 and may include a sensor housing 221 installed inside the mounting cap 223. In addition, it is installed inside the sensor housing 221 to detect pressure transmitted from inside the facility, and the sensing surface is on the side of the pile body 120 of the steel pile portion 100 to generate an electrical waveform signal from the sensed pressure. It may include a pressure sensor 222 that is in contact. As an example, the steel pile part 100 may be inserted and installed inside a facility. Here, when structural displacement occurs inside the facility, pressure may be applied to the steel pile portion 100 due to the structural displacement. Specifically, pressure may be applied to both sides of the pile body portion 120. In consideration of the above, the sensing surface of the pressure sensor 222 may be formed on one side of the pile body portion 120. As an example, the second sensing unit 220 is a mounting cap coupled to the sensor contact surface 123 with the sensor housing 221 and the elastic member 224 located on the inside so as to contact one side of the pile body 120. 223) may be included. The pressure sensor 222 measures the pressure generated in the steel pile unit 100 to generate an electrical signal, and a first signal transmission line that transmits the generated electrical waveform signal to the pre-amplifier board 320 of the amplification unit 300. It may include (225). The amplifying unit 300 may be installed inside the steel pile unit 100 described above and may be configured to amplify the electrical waveform signal provided by the sensing unit 200 and provide the signal to the outside, as described above.
또한, 일 예로, 제3 센싱부(230)는 무선 신호를 수신하여 센서 장치(10)의 위치 정보를 센싱할 수 있다. 또한, 제3 센싱부(230)는 센서 장치(10) 외부에서 전달되는 무선 신호를 센싱하여 센싱 정보 측정을 수행하거나 수집한 데이터를 외부로 전달하도록 할 수 있다. 도 6(c)를 참조하면, 제3 센싱부(230)는 무선 신호를 송수신하는 무선 송수신부(232)와 무선 송수신부(232) 외측에 센서 하우징(231)을 포함할 수 있다. 또한, 제3 센싱부(230)는 전기적 파형 신호가 증폭부(300)의 프리 앰프 보드(320)로 전송되도록 하는 제1 신호 전송선(235)을 포함할 수 있다. 또한, 제3 센싱부(230)는 외부 충격으로부터 무선 송수신부(232)를 보호하는 탄성 부재(234)를 포함할 수 있다. 제3 센싱부(230)는 파일 몸체부(120) 내측에 구성될 수 있으며, 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220)와 상이하게 철재형 파일부(100) 내의 일 측면과 접촉되지 않을 수 있다. 제3 센싱부(230)는 외부 충격에 의해 파손되지 않도록 철재형 파일부(100) 일측면에 부착되지 않은 형태일 수 있으며, 파일 몸체부(120) 내에서 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220)보다 내측에 위치할 수 있다. 제3 센싱부(230)는 파일 몸체부(120) 내측에 구성되어 무선 송수신부(232)를 통해 외부 장치와 무선 신호를 교환할 수 있다. 일 예로, 제3 센싱부(230)는 무선 송수신부(232)를 통해 GPS 신호나 위치 정보 관련 신호를 획득할 수 있으며, 이를 통해 센서 장치(10)의 위치를 인지할 수 있다. 일 예로, 센서 장치(10)는 시설물 일측면 내부에 삽입 설치되므로 고정된 위치를 가질 수 있다. 다만, 시설물 내부 구조 변경에 의해 위치가 변경될 수 있으며, 위치가 변경된 경우에 시설물에 건전성에 문제가 발생한 것으로 인지할 수 있다. 즉, 제3 센싱부(230)를 통해 위치 정보를 인지하고, 이에 기초하여 시설물의 건전성 평가를 수행할 수 있다. 또 다른 일 예로, 제3 센싱부(230)는 제1 신호 전송선(235)을 통해 증폭부(300)로부터 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220) 측정에 기초하여 생성된 후 증폭된 전기적 신호를 획득할 수 있다. 즉, 제3 센싱부(230)는 제1 신호 전송선(235)을 통해 증폭부(300)와 연결될 수 있으며, 센싱된 정보를 획득할 수 있다. 제3 센싱부(230)는 획득한 센싱 정보를 무선 송수신부(232)를 통해 외부로 전달할 수 있다. 일 예로, 무선 송수신부(232)는 저전력 기반으로 동작할 수 있다. 무선 송수신부(232)는 저전력 기반 장치인 점을 고려하여 슬립 상태를 유지하다가 기 설정된 주기에 기초하여 어웨이크 상태로 전환되어 센싱 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 일 예로, 제3 센싱부(230)는 무선 송수신기(232)로 전력을 공급하기 위해 전력부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 다만, 센서 장치(10)가 시설물 내부에 삽입되어 설치되는 점을 고려하여 제3 센싱부(230)가 전력부를 포함하더라도 무선 송수신부(232)는 저전력을 기반으로 동작할 수 있으며, 특정 형태로 한정되는 것은 아닐 수 있다.Additionally, as an example, the third sensing unit 230 may sense location information of the sensor device 10 by receiving a wireless signal. Additionally, the third sensing unit 230 may sense a wireless signal transmitted from outside the sensor device 10 to measure sensing information or transmit the collected data to the outside. Referring to FIG. 6(c), the third sensing unit 230 may include a wireless transceiving unit 232 that transmits and receives wireless signals and a sensor housing 231 outside the wireless transceiving unit 232. Additionally, the third sensing unit 230 may include a first signal transmission line 235 that allows the electrical waveform signal to be transmitted to the pre-amplifier board 320 of the amplifying unit 300. Additionally, the third sensing unit 230 may include an elastic member 234 that protects the wireless transceiving unit 232 from external shock. The third sensing unit 230 may be configured inside the pile body 120, and, unlike the first sensing unit 210 and the second sensing unit 220, is located on one side of the steel pile unit 100 and There may be no contact. The third sensing unit 230 may be in a form that is not attached to one side of the steel pile unit 100 so as not to be damaged by external impact, and the first sensing unit 210 and the first sensing unit 210 within the pile body unit 120 2 It may be located inside the sensing unit 220. The third sensing unit 230 is configured inside the file body 120 and can exchange wireless signals with an external device through the wireless transmitting and receiving unit 232. As an example, the third sensing unit 230 can acquire a GPS signal or a signal related to location information through the wireless transmitting and receiving unit 232, and can recognize the location of the sensor device 10 through this. For example, the sensor device 10 is inserted and installed inside one side of a facility, so it may have a fixed position. However, the location may change due to changes in the internal structure of the facility, and if the location changes, it may be recognized that there is a problem with the soundness of the facility. That is, location information can be recognized through the third sensing unit 230, and the health of the facility can be evaluated based on this. As another example, the third sensing unit 230 is generated based on measurements of the first sensing unit 210 and the second sensing unit 220 from the amplifying unit 300 through the first signal transmission line 235. An amplified electrical signal can be obtained. That is, the third sensing unit 230 may be connected to the amplifying unit 300 through the first signal transmission line 235 and obtain sensed information. The third sensing unit 230 can transmit the acquired sensing information to the outside through the wireless transmitting and receiving unit 232. As an example, the wireless transceiver 232 may operate on a low power basis. Considering that the wireless transceiver unit 232 is a low-power device, it may maintain a sleep state and then switch to an awake state based on a preset period to obtain sensing information. As another example, the third sensing unit 230 may further include a power unit (not shown) to supply power to the wireless transceiver 232. However, considering that the sensor device 10 is inserted and installed inside a facility, even if the third sensing unit 230 includes a power unit, the wireless transmitting and receiving unit 232 may operate based on low power and may be operated in a specific form. It may not be limited.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 자동 계측부에 포함된 구성을 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 센서 장치(10)는 자동 계측부(400)를 포함할 수 있다. 또 다른 일 예로, 자동 계측부(400)는 적어도 하나의 센서 장치(10)를 포함하는 센서 장치 시스템에 포함될 수 있으며, 센서 장치(10) 외부에 설치될 수 있다. 자동 계측부(400)는 센서 장치(10)로부터 획득한 데이터를 수집하는 데이터 수집부(410), 데이터 수집부(410)로부터 데이터를 획득하고, 이에 대한 전처리를 수행하는 데이터 처리부(420) 및 전처리된 데이터에 기초하여 시설물 건전성 진단을 자동으로 수행하는 인공지능부(430) 및 인공지능부(430)로부터 획득한 시설물 건전성 진단 결과를 외부로 전달하는 송수신부(440)를 포함할 수 있다.Figure 8 is a diagram showing the configuration included in the automatic measurement unit of the pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the sensor device 10 may include an automatic measurement unit 400. As another example, the automatic measurement unit 400 may be included in a sensor device system including at least one sensor device 10 and may be installed outside the sensor device 10. The automatic measurement unit 400 includes a data collection unit 410 that collects data obtained from the sensor device 10, a data processing unit 420 that acquires data from the data collection unit 410 and performs preprocessing, and preprocessing. It may include an artificial intelligence unit 430 that automatically performs a facility health diagnosis based on the received data, and a transceiver unit 440 that transmits the facility health diagnosis result obtained from the artificial intelligence unit 430 to the outside.
구체적인 일 예로, 제3 센싱부(230)는 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220)에 의해 측정되어 전기적 신호로 변경된 후 증폭부(300)를 통해 증폭된 신호를 증폭부(300)로부터 획득할 수 있다. 여기서, 제3 센싱부(230)는 제3 센싱부의 무선 송수신부(232)를 통해 센싱 정보를 자동 계측부(400)의 데이터 수집부(410)로 전달할 수 있다. 일 예로, 제3 센싱부의 무선 송수신부(232)가 데이터 수집부(410)로 전달하는 센싱 정보는 제1 센싱부(210)를 통해 측정된 탄성파 정보, 제2 센싱부(220)를 통해 측정된 압력 정보 및 제3 센싱부(230)를 통해 측정된 위치 정보와 무선 신호 정보를 포함할 수 있다. 즉, 자동 계측부(400)는 센싱부(200)에서 센싱된 정보를 수집할 수 있으며, 이를 통해 탄성파만으로 시설물 건전성 진단용 평가를 수행하는 경우보다 정확도를 높일 수 있다.As a specific example, the third sensing unit 230 converts the signal measured by the first sensing unit 210 and the second sensing unit 220 into an electrical signal and then amplifies the signal through the amplifying unit 300 to the amplifying unit ( 300). Here, the third sensing unit 230 may transmit sensing information to the data collection unit 410 of the automatic measurement unit 400 through the wireless transmitting and receiving unit 232 of the third sensing unit. As an example, the sensing information transmitted by the wireless transmitting and receiving unit 232 of the third sensing unit to the data collection unit 410 is elastic wave information measured through the first sensing unit 210 and measured through the second sensing unit 220. It may include pressure information, location information measured through the third sensing unit 230, and wireless signal information. That is, the automatic measurement unit 400 can collect information sensed by the sensing unit 200, and through this, accuracy can be increased compared to the case where facility health diagnostic evaluation is performed using only elastic waves.
데이터 처리부(420)는 데이터 수집부(410)로부터 센싱 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 데이터 처리부(420)는 센싱 정보를 인공지능부(430)에 적용하도록 전처리를 수행할 수 있다. 데이터 처리부(420)는 센싱 정보 중 기 설정된 값 이상의 정보만을 인공지능부(430)로 전달할 수 있다. 구체적인 일 예로, 데이터 처리부(420)에는 탄성파 수치, 압력 수치 및 위치 변화 수치에 대한 각각의 임계 값 정보가 설정될 수 있다. 데이터 처리부(420)는 데이터 수집부(410)를 통해 획득한 센싱 정보 중 임계 값보다 작은 값들은 시설물에 영향을 주지 않는 값으로 판단하고, 이를 배재할 수 있다. 즉, 데이터 처리부(420)는 미세한 진동이나 미세한 압력에 대한 정보를 배제하고, 시설물 건전성 평가에 영향을 미칠 수 있는 정보만을 추출하는 전처리 과정을 수행할 수 있다. 그 후, 전처리된 센싱 정보는 인공지능부(430)로 전달될 수 있다. 일 예로, 인공지능부(430)는 시설물 건전성 평가 학습모델을 구비할 수 있다. 여기서, 시설물 건전성 평가 학습모델은 시설물 건전성과 관련된 데이터에 기초하여 학습된 학습모델일 수 있다. 일 예로, 시설물 건전성 평가 학습모델은 시설물의 특징 및 상술한 센싱 정보들을 기반으로 학습될 수 있다. 인공지능부(430)는 데이터 처리부(420)를 통해 획득한 전처리된 센싱 정보를 시설물 건전성 학습모델의 입력으로 제공할 수 있다. 시설물 건전성 학습모델은 전처리된 센싱 정보에 기초하여 추론을 수행하고, 추론에 따라 시설물 건전성 평가 정보를 출력으로 도출할 수 있다. 여기서, 시설물 건전성 평가 정보는 시설물 건전성 학습모델로 다시 피드백 될 수 있으며, 이를 통해 시설물 건전성 학습모델이 업데이트될 수 있다. 또한, 자동 계측부(400)는 송수신부(440)를 통해 시설물 건전성 평가 정보를 외부 장치로 전달할 수 있다. 일 예로, 자동 계측부(400)는 송수신부(440)를 통해 외부 서버나 사용자 단말로 시설물 건전성 평가 정보를 전달할 수 있다. 또 다른 일 예로, 자동 계측부(400)는 시설물 건전성 평가 정보를 수치화하고, 수치화된 값이 임계 값보다 높으면 이부 장치로 시설물 건전성 평가 정보를 전달할 수 있다. 즉, 자동 계측부(400)는 시설물 건전성 평가 정보에 기초하여 시설물 건전성에 이상이 있다고 판단되면 외부 장치로 시설물 건전성 평가 정보를 전달할 수 있다.The data processing unit 420 may obtain sensing information from the data collection unit 410. Afterwards, the data processing unit 420 may perform preprocessing to apply the sensing information to the artificial intelligence unit 430. The data processing unit 420 can transmit only information exceeding a preset value among the sensing information to the artificial intelligence unit 430. As a specific example, the data processing unit 420 may be set with respective threshold information for elastic wave values, pressure values, and position change values. The data processing unit 420 may determine that values smaller than the threshold among the sensing information acquired through the data collection unit 410 are values that do not affect the facility and exclude them. That is, the data processing unit 420 may perform a preprocessing process to exclude information about minute vibration or minute pressure and extract only information that may affect the evaluation of facility health. Afterwards, the preprocessed sensing information may be transmitted to the artificial intelligence unit 430. As an example, the artificial intelligence unit 430 may be equipped with a facility health evaluation learning model. Here, the facility health evaluation learning model may be a learning model learned based on data related to facility health. As an example, a facility health evaluation learning model may be learned based on the facility characteristics and the above-described sensing information. The artificial intelligence unit 430 may provide preprocessed sensing information obtained through the data processing unit 420 as input to the facility health learning model. The facility health learning model performs inference based on preprocessed sensing information and can derive facility health evaluation information as output according to the inference. Here, the facility health evaluation information can be fed back to the facility health learning model, and through this, the facility health learning model can be updated. Additionally, the automatic measuring unit 400 can transmit facility health evaluation information to an external device through the transmitting and receiving unit 440. As an example, the automatic measurement unit 400 may transmit facility health evaluation information to an external server or user terminal through the transceiver unit 440. As another example, the automatic measurement unit 400 may digitize the facility health evaluation information, and if the quantified value is higher than a threshold value, the automatic measurement unit 400 may transmit the facility health evaluation information to the equipment. That is, if the automatic measurement unit 400 determines that there is a problem with the facility health based on the facility health evaluation information, it can transmit the facility health evaluation information to an external device.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서가 센싱한 정보를 전송하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 센서 장치(10)를 포함하는 시설물 건전성 진단용 파일형 센서 장치 시스템을 고려할 수 있다. 일 예로, 시설물은 비탈면, 건물, 댐 등과 같을 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 여기서, 시설물의 크기가 클 수 있고, 시설물 내부의 각각의 영역에서 센서 장치(10)를 통해 센싱 정보가 도출될 필요성이 있다. 즉, 하나의 센서 장치(10)로 시설물의 건전성 평가를 진단하기에 한계가 존재할 수 있으며, 이를 고려하여 시설물 건전성 진단용 파일형 센서 장치 시스템(이하, 센서 장치 시스템)이 고려될 수 있다. 일 예로, 하나의 센서 장치 시스템은 하나의 시설물에 설치된 복수 개의 센서 장치(10)에 의해 설정될 수 있다. 즉, 센서 장치 시스템은 시설물 별로 설정될 수 있으며, 센서 장치 시스템은 시설물 내부에 설치된 복수 개의 센서 장치(10)들을 관리할 수 있다. 일 예로, 센서 장치 시스템은 시설물 내부에 설치된 복수 개의 센서 장치(10) 각각에 대해 식별 정보를 부여할 수 있다. 센서 장치 시스템은 식별 정보에 기초하여 복수 개의 센서 장치(10) 각각을 관리할 수 있다. 또한, 센서 장치 시스템은 식별 정보에 기초하여 센서 장치(10) 각각에 포함된 센싱부 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 복수 개의 센서 장치(10) 각각은 상술한 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230)를 모두 포함할 수 있다. 또 다른 일 예로, 복수 개의 센서 장치(10) 각각은 상술한 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230) 중 일부 센싱부만을 포함할 수 있다. 센서 장치 시스템은 복수 개의 센서 장치(10) 각각에 대한 식별 정보에 기초하여 센서 장치(10) 각각에 포함된 센싱부 정보를 확인할 수 있으며, 이에 기초하여 각 센서 장치(10)로부터 센싱 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 상술한 자동 계측부(400)는 센서 장치 시스템에 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. Figure 9 is a diagram showing a method of transmitting information sensed by a pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, a pile-type sensor device system for diagnosing facility health including a sensor device 10 can be considered. For example, the facility may be a slope, a building, a dam, etc., as described above. Here, the size of the facility may be large, and there is a need to derive sensing information through the sensor device 10 in each area inside the facility. In other words, there may be limitations in diagnosing the health of a facility with a single sensor device 10, and in consideration of this, a pile-type sensor device system (hereinafter referred to as a sensor device system) for diagnosing the health of a facility may be considered. As an example, one sensor device system may be set up by a plurality of sensor devices 10 installed in one facility. That is, the sensor device system can be set for each facility, and the sensor device system can manage a plurality of sensor devices 10 installed inside the facility. As an example, the sensor device system may provide identification information to each of the plurality of sensor devices 10 installed inside the facility. The sensor device system can manage each of the plurality of sensor devices 10 based on identification information. Additionally, the sensor device system may obtain information on the sensing unit included in each sensor device 10 based on the identification information. As an example, each of the plurality of sensor devices 10 may include the first sensing unit 210, the second sensing unit 220, and the third sensing unit 230 described above. As another example, each of the plurality of sensor devices 10 may include only some of the above-described first sensing unit 210, second sensing unit 220, and third sensing unit 230. The sensor device system can check the sensing unit information included in each sensor device 10 based on the identification information for each of the plurality of sensor devices 10, and obtain sensing information from each sensor device 10 based on this. can do. As an example, the automatic measurement unit 400 described above may be included in a sensor device system, but may not be limited thereto.
또 다른 일 예로, 시설물 내부에는 복수 개의 중계기(910, 920, 930, 940)가 포함될 수 있다. 여기서, 복수 개의 중계기(910, 920, 930, 940) 각각은 시설물의 크기를 고려하여 기 설정된 위치에 설치될 수 있다. 구체적으로, 상술한 바와 같이 센서 장치(10)의 제3 센싱부(230)를 통해 센싱 정보를 외부 장치로 전달할 수 있으나, 센서 장치(10)는 저전력으로 동작하는 장치이므로 센싱 정보를 전송하는데 한계가 존재할 수 있다. 상술한 점을 고려하여, 시설물 내부에는 복수 개의 중계기(910, 920, 930, 940)가 기 설정된 위치에 설치될 수 있다. 일 예로, 복수 개의 중계기(910, 920, 930, 940) 각각은 기 설정된 거리 이내의 센서 장치(10)로부터 센싱 정보를 획득하고, 획득한 센싱 정보를 자동 계측부(400)로 전달할 수 있다. 일 예로, 복수 개의 중계기(910, 920, 930, 940) 각각은 센서 장치 시스템으로부터 복수 개의 센서 장치(10) 각각에 대한 식별 정보를 획득하여 자신이 관리하는 센서 장치(10)를 인지할 수 있다. 센서 장치 시스템은 시설물의 크기를 고려하여 복수 개의 중계기(910, 920, 930, 940)를 기 설정된 위치에 각각 설치할 수 있으며, 복수 개의 중계기(910, 920, 930, 940) 각각도 식별 정보에 기초하여 센서 장치 시스템에 등록될 수 있다. 상술한 바를 통해 센서 장치 시스템은 센서 장치(10)로부터 센싱 정보를 획득하여 시설물 건전성 평가를 수행할 수 있다.As another example, a plurality of repeaters 910, 920, 930, and 940 may be included inside the facility. Here, each of the plurality of repeaters 910, 920, 930, and 940 may be installed at a preset location in consideration of the size of the facility. Specifically, as described above, sensing information can be transmitted to an external device through the third sensing unit 230 of the sensor device 10, but since the sensor device 10 is a device that operates at low power, there are limitations in transmitting sensing information. may exist. In consideration of the above, a plurality of repeaters 910, 920, 930, and 940 may be installed at preset positions inside the facility. As an example, each of the plurality of repeaters 910, 920, 930, and 940 may acquire sensing information from the sensor device 10 within a preset distance and transmit the acquired sensing information to the automatic measurement unit 400. As an example, each of the plurality of repeaters 910, 920, 930, and 940 may recognize the sensor device 10 it manages by obtaining identification information for each of the plurality of sensor devices 10 from the sensor device system. . The sensor device system can install a plurality of repeaters (910, 920, 930, 940) at preset locations in consideration of the size of the facility, and each of the plurality of repeaters (910, 920, 930, 940) is also based on identification information. Thus, it can be registered in the sensor device system. Through the above-described information, the sensor device system can obtain sensing information from the sensor device 10 and perform facility health evaluation.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서의 센서부의 세부사항을 나타낸 도면이다. 일 예로, 도 10을 참조하면, 센싱부(200)는 실시간 모니터링부(201) 및 정밀 모니터링부(202)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 실시간 모니터링부(201)는 제1 센싱부(210)로부터 획득한 탄성파 정보를 실시간으로 모니터링하고, 이를 중계기(900)로 전송할 수 있다. 구체적으로, 제1 센싱부(210)는 시설물 구조 변위에 따라 발생한 탄성파를 센싱할 수 있다. 센싱부(200)의 실시간 모니터링부(201)는 발생한 탄성파를 전기적 신호로 변경하여 증폭부(300)로 전달할 수 있으며, 증폭부(300)는 탄성파에 대한 전기적 신호를 실시간으로 중계기(900)로 전달할 수 있다. 여기서, 시설물 건전성 평가는 구조 변위에 따라 발생하는 탄성파에 의해 수행될 수 있으며, 해당 값들이 실시간으로 모니터링되어 시설물의 건전성이 평가될 수 있다. 여기서, 일 예로, 센싱부(200)는 정밀 모니터링부(202)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 정밀 모니터링부(202)는 센싱부(200)의 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230)를 포함하는 모든 센싱부와 연결되어 센싱 정보를 획득할 수 있다. 정밀 모니터링부(202)는 센싱한 정보를 전기적 신호로 변경하여 증폭부(300)로 전달할 수 있다. 일 예로, 증폭부(300)에 전달된 센싱 정보는 증폭부(300)의 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 증폭부(300)의 메모리에 저장된 센싱 정보는 실시간으로 외부 장치로 전달되지 않을 수 있다. 일 예로, 증폭부(300)의 메모리에 저장된 센싱 정보는 단말 장치(1000) 또는 외부 장치로부터 요청을 수신한 후 일시에 전달될 수 있다. 구체적으로, 정밀 모니터링부(202)는 센싱부(200)의 모든 센싱 정보를 저장할 수 있다. 여기서, 센서 장치(10)는 저전력 기반 장치일 수 있으며, 센싱된 정보를 모두 실시간으로 전송하면 전력 소모가 커질 수 있다. 상술한 점을 고려하여, 센싱부(200)는 실시간 모니터링부(201)를 통해 제1 센싱부(210)의 탄성파 정보로 시설물 건전성 평가를 위해 실시간으로 전송하고, 모든 센싱 정보는 요청에 의해서만 전달하도록 할 수 있다. 일 예로, 시설물 건전성 평가에 기초하여 시설물에 결합이 발생된 경우, 단말 장치(1000)는 센서 장치(10)로 모든 센싱 정보를 요청할 수 있으며, 센싱부(200)의 정밀 모니터링부(202)는 센싱부(200)의 모든 센싱 정보를 전달할 수 있다. 즉, 실시간 모니터링과 정밀 모니터링이 구별되어 수행될 수 있다.Figure 10 is a diagram showing details of the sensor unit of the pile-type sensor for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention. As an example, referring to FIG. 10 , the sensing unit 200 may further include a real-time monitoring unit 201 and a precision monitoring unit 202. Here, the real-time monitoring unit 201 can monitor the elastic wave information obtained from the first sensing unit 210 in real time and transmit it to the repeater 900. Specifically, the first sensing unit 210 may sense elastic waves generated according to the displacement of the facility structure. The real-time monitoring unit 201 of the sensing unit 200 can change the generated elastic wave into an electrical signal and transmit it to the amplification unit 300, and the amplification unit 300 transmits the electrical signal for the elastic wave to the repeater 900 in real time. It can be delivered. Here, the facility health evaluation can be performed by elastic waves generated according to structural displacement, and the corresponding values can be monitored in real time to evaluate the facility soundness. Here, as an example, the sensing unit 200 may further include a precision monitoring unit 202. As an example, the precision monitoring unit 202 is connected to all sensing units including the first sensing unit 210, the second sensing unit 220, and the third sensing unit 230 of the sensing unit 200 to collect sensing information. can be obtained. The precision monitoring unit 202 can change the sensed information into an electrical signal and transmit it to the amplification unit 300. As an example, the sensing information transmitted to the amplification unit 300 may be stored in the memory (not shown) of the amplification unit 300. Sensing information stored in the memory of the amplifier 300 may not be transmitted to an external device in real time. As an example, the sensing information stored in the memory of the amplifier 300 may be transmitted at once after receiving a request from the terminal device 1000 or an external device. Specifically, the precision monitoring unit 202 can store all sensing information of the sensing unit 200. Here, the sensor device 10 may be a low-power device, and if all sensed information is transmitted in real time, power consumption may increase. In consideration of the above, the sensing unit 200 transmits the seismic wave information of the first sensing unit 210 through the real-time monitoring unit 201 in real time for facility health evaluation, and all sensing information is delivered only upon request. You can do it. For example, when coupling to a facility occurs based on a facility health evaluation, the terminal device 1000 may request all sensing information from the sensor device 10, and the precision monitoring unit 202 of the sensing unit 200 may All sensing information of the sensing unit 200 can be transmitted. In other words, real-time monitoring and precise monitoring can be performed separately.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 결함을 센싱하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 11을 참조하면, 시설물에 결합이 발생하면 시설물에 구조 변위에 따라 탄성파가 생성될 수 있으며, 압력이 가해지거나 센서 장치(10)의 위치가 변경될 수 있다. 일 예로, 시설물 내부의 특정 지점(1110)에 결합이 발생한 경우, 특정 지점(1110)은 센서 장치 시스템의 적어도 하나의 센서 장치(10)를 통해 센싱될 수 있다. 여기서, 센서 장치(10)는 결함이 발생한 특정 지점(1110)에 대한 센싱을 수행할 수 있다. 다만, 결함이 발생한 특정 지점(1110)과 기 설정된 거리 이내의 센서 장치(10)들만 센싱을 수행하도록 하는 것이 센싱 정확도를 높일 수 있으므로 결함이 발생한 특정 지점(1110)에서 기 설정된 거리 이내의 센서 장치(10)만 센싱을 수행할 수 있다. 일 예로, 도 11에서 제1 센서 장치(1120)는 결함이 발생한 특정 지점(1110)에서 기 설정된 거리 이내이므로 센싱을 수행할 수 있고, 제2 장치(1130)는 결함이 발생한 특정 지점(1110)에서 기 설정된 거리보다 멀리 위치하므로 센싱을 수행하지 않을 수 있다.Figure 11 is a diagram showing a method for sensing facility defects according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11, when coupling occurs in a facility, elastic waves may be generated according to structural displacement of the facility, pressure may be applied, or the position of the sensor device 10 may change. For example, when coupling occurs at a specific point 1110 inside a facility, the specific point 1110 may be sensed through at least one sensor device 10 of the sensor device system. Here, the sensor device 10 may perform sensing at a specific point 1110 where a defect occurs. However, sensing accuracy can be increased by allowing only sensor devices 10 within a preset distance from the specific point 1110 where the defect occurred to perform sensing, so sensor devices 10 within a preset distance from the specific point 1110 where the defect occurred Only (10) can perform sensing. For example, in FIG. 11, the first sensor device 1120 can perform sensing because it is within a preset distance from the specific point 1110 where the defect occurred, and the second device 1130 can detect the specific point 1110 where the defect occurred. Because it is located farther than the preset distance, sensing may not be performed.
보다 구체적인 일 예로, 결함이 발생한 특정 지점(1110)의 위치는 제1 센싱부(210)를 통해 탄성파에 의해 결정될 수 있다. 즉, 시설물 내부에서 결함에 기초하여 구조 변위가 발생하면 탄성파가 생성되어 전달될 수 있다. 여기서, 센서 장치 시스템의 모든 센서 장치(10)들 각각은 생성된 탄성파를 센싱할 수 있다. 일 예로, 센서 장치 시스템은 센서 장치(10)들 각각으로부터 센싱된 탄성파에 기초하여 결함이 발생한 특정 지점(1110)을 결정할 수 있다. 센서 장치 시스템은 센서 장치(10)들 각각으로부터 센싱된 탄성파 세기 정보 및 센서 장치(10)들 각각의 위치 정보를 확인할 수 있다. 센서 장치 시스템은 탄성파 세기 정보와 센서 장치(10)들 각각의 위치 정보를 통해 결함이 발생한 특정 지점(1110)을 인지할 수 있다. 센서 장치 시스템은 결함이 발생한 특정 지점(1110)을 인지하면 센서 장치(10)들 각각의 위치 정보에 기초하여 특정 지점(1110)으로부터 기 설정된 거리 이내의 센서 장치(10)들을 확인할 수 있다. 그 후, 센서 장치 시스템은 특정 지점(1110)으로부터 기 설정된 거리 이내의 센서 장치(10)들로 정밀 모니터링 센싱 요청을 전송할 수 있다. 센서 장치(10)들은 센싱부(200)의 모든 센싱부를 통해 센싱 정보를 획득하고, 해당 정보를 센서 장치 시스템으로 전송할 수 있다. 즉, 시설물 내부에 설치된 복수 개의 센서 장치(10)들 각각은 제1 센싱부(210)를 통해 탄성파를 측정하고, 요청에 의해서 정밀 모니터링을 통해 모든 센싱부로부터 센싱 정보를 획득할 수 있다.As a more specific example, the location of a specific point 1110 where a defect occurs may be determined by elastic waves through the first sensing unit 210. In other words, when structural displacement occurs based on a defect inside a facility, elastic waves can be generated and transmitted. Here, each of the sensor devices 10 of the sensor device system can sense the generated elastic waves. As an example, the sensor device system may determine a specific point 1110 where a defect occurs based on elastic waves sensed from each of the sensor devices 10. The sensor device system can check the elastic wave intensity information sensed from each of the sensor devices 10 and the location information of each of the sensor devices 10. The sensor device system can recognize a specific point 1110 where a defect occurs through elastic wave intensity information and location information of each sensor device 10. When the sensor device system recognizes a specific point 1110 where a defect occurs, it can identify the sensor devices 10 within a preset distance from the specific point 1110 based on the location information of each sensor device 10. Afterwards, the sensor device system may transmit a precise monitoring sensing request to sensor devices 10 within a preset distance from the specific point 1110. The sensor devices 10 may obtain sensing information through all sensing units of the sensing unit 200 and transmit the information to the sensor device system. That is, each of the plurality of sensor devices 10 installed inside the facility can measure elastic waves through the first sensing unit 210 and obtain sensing information from all sensing units through precise monitoring upon request.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 센싱부에 가중치를 부여하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 12를 참조하면, 상술한 자동 계측부(400)는 센싱부(200)의 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230)를 통해 센싱 정보를 자동으로 획득하고, 해당 센싱 정보를 인공지능부(430)에 적용하여 시설물 건전성 평가 정보를 도출할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 자동 계측부(400)가 인공지능부(430)에 센싱 정보를 제공하는 경우, 센서 장치(10)가 설치된 시설물 특징에 기초하여 각각의 센싱 정보에 대한 가중치가 상이할 수 있다. 구체적으로, 센서 장치(10)가 설치된 시설물의 특징 또는 시설물 내에서 센서 장치(10)가 설치된 위치에 기초하여 각 센싱 정보에 대한 가중치가 상이할 수 있다. 일 예로, 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230) 각각에 대한 가중치는 W1, W2 및 W3일 수 있다. 여기서, 각각의 가중치는 시설물 특징에 따라 상이할 수 있다. 도 12(A)를 참조하면, 시설물이 비탈 경사면인 경우에는 제1 센싱부(210)의 가중치가 높고, 제2 센싱부(220)의 가중치가 낮을 수 있다. 일 예로, 비탈면에서는 탄성파에 의한 측정 정확도가 높을 수 있으나, 압력이 일정하지 않을 수 있으므로 제2 센싱부(220)의 가중치가 낮을 수 있다. 다만, 이는 하나의 일 예일 뿐 이에 한정되지 않는다.Figure 12 is a diagram showing a method of assigning weights to each sensing unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, the above-described automatic measurement unit 400 automatically detects sensing information through the first sensing unit 210, second sensing unit 220, and third sensing unit 230 of the sensing unit 200. By acquiring and applying the corresponding sensing information to the artificial intelligence unit 430, facility health evaluation information can be derived, as described above. When the automatic measurement unit 400 provides sensing information to the artificial intelligence unit 430, the weight for each sensing information may be different based on the characteristics of the facility where the sensor device 10 is installed. Specifically, the weight for each sensing information may be different based on the characteristics of the facility where the sensor device 10 is installed or the location where the sensor device 10 is installed within the facility. For example, the weights for each of the first sensing unit 210, the second sensing unit 220, and the third sensing unit 230 may be W1, W2, and W3. Here, each weight may be different depending on facility characteristics. Referring to FIG. 12(A), when the facility is on a slope, the weight of the first sensing unit 210 may be high and the weight of the second sensing unit 220 may be low. For example, on a slope, the measurement accuracy using elastic waves may be high, but since the pressure may not be constant, the weight of the second sensing unit 220 may be low. However, this is only one example and is not limited thereto.
또한, 도 12(B)의 지중 매립 관이나 도 12(C)의 건물 댐에서는 제1 센싱부(210)의 가중치와 제2 센싱부(220)의 가중치가 유사하고, 제3 센싱부(230)의 가중치가 낮을 수 있다. 일 예로, 지중 매립 관이나 건물, 댐 등에서는 물질이 일정한 형태로 고르게 구성되어 있으므로 탄성파에 의한 측정 정확도와 압력에 의한 측정 정확도가 높을 수 있으며, 유사한 가중치를 가질 수 있다. 반면, 도 12(B)의 지중 매립 관이나 도 12(C)의 건물 댐에서 센서 장치(10)의 위치가 변경될 가능성이 낮으므로 제3 센싱부(230)의 가중치는 낮을 수 있다. 다만, 이는 하나의 일 예일 뿐, 이에 한정되지 않는다. 자동 계측부(400)는 상술한 바와 같이 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230) 각각에 대한 가중치를 시설물 특징에 따라 상이하게 설정할 수 있으며, 인공지능부(430)에 센싱 정보를 입력으로 제공하는 경우에 해당 가중치를 반영할 수 있다. 이를 통해 시설물 건전성 평가 정확도를 높일 수 있으나, 해당 실시예로 한정되지 않는다. 또 다른 일 예로, 시설물 내의 센서 장치(10) 설치 위치에 기초하여 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230) 각각에 대한 가중치가 상이하게 설정될 수 있다. 구체적인 일 예로, 시설물 표면에서 구조 변위에 따라 탄성파가 발생한 경우에 탄성파가 외부로 전달될 수 있으며, 압력이 낮을 수 있어 시설물 표면에 설치되어 센싱을 수행하는 센서 장치(10)에서 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220)의 가중치가 낮게 설정될 수 있다. 반면, 시설물 내부로 시설물 하단에서는 구조 변위에 따라 탄성파가 발생한 경우에 탄성파가 내부에서 전부 흡수될 수 있으며, 압력도 높을 수 있다. 따라서, 시설물 내부에 설치되어 센싱을 수행하는 센서 장치(10)에서 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220)의 가중치가 높게 설정될 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다. 즉, 시설물 내에서 센서 장치(10) 설치 위치에 따라 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230) 각각의 가중치가 상이하게 설정될 수 있다.In addition, in the underground buried pipe of FIG. 12(B) or the building dam of FIG. 12(C), the weight of the first sensing unit 210 and the weight of the second sensing unit 220 are similar, and the weight of the third sensing unit 230 ) may have a low weight. For example, in underground buried pipes, buildings, dams, etc., the materials are evenly composed in a certain shape, so the measurement accuracy by elastic waves and the measurement accuracy by pressure can be high, and can have similar weights. On the other hand, since it is unlikely that the position of the sensor device 10 will change in the underground buried pipe of FIG. 12(B) or the building dam of FIG. 12(C), the weight of the third sensing unit 230 may be low. However, this is only one example and is not limited thereto. As described above, the automatic measurement unit 400 can set the weights for each of the first sensing unit 210, the second sensing unit 220, and the third sensing unit 230 differently according to facility characteristics, and artificial intelligence When sensing information is provided to the unit 430 as input, the corresponding weight can be reflected. Through this, the accuracy of facility health evaluation can be increased, but it is not limited to this embodiment. As another example, the weights for each of the first sensing unit 210, the second sensing unit 220, and the third sensing unit 230 may be set differently based on the installation location of the sensor device 10 in the facility. there is. As a specific example, when elastic waves are generated due to structural displacement on the surface of a facility, the elastic waves may be transmitted to the outside, and the pressure may be low, so the first sensing unit ( The weights of 210) and the second sensing unit 220 may be set low. On the other hand, if elastic waves are generated due to structural displacement at the bottom of the facility, the elastic waves may be completely absorbed inside, and the pressure may also be high. Accordingly, in the sensor device 10 installed inside a facility to perform sensing, the weights of the first sensing unit 210 and the second sensing unit 220 may be set high, and are not limited to a specific form. That is, the weights of each of the first sensing unit 210, the second sensing unit 220, and the third sensing unit 230 may be set differently depending on the installation location of the sensor device 10 within the facility.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 진단용 파일형 센서 타입에 기초하여 센싱을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 13을 참조하면, 센서 장치(10)의 타입이 상이하게 설정될 수 있다. 일 예로, 센서 장치(10)의 센싱부(200)는 상술한 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다른 센싱부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 센서 장치(10) 타입은 센서 장치(10)에 포함되는 센싱부에 의해 결정될 수 있다. 즉, 상이한 타입의 센서 장치(10)는 상이한 센싱부를 포함할 수 있다. 구체적인 일 예로, 도 13을 참조하면, 시설물로 건물 내부에 설치된 센서 장치(10)는 제1 타입 센서 장치(1311, 1312)일 수 있고, 건물 외부에 설치된 센서 장치(10)는 제2 타입 센서 장치(1321, 1322, 1323)일 수 있다. 일 예로, 제1 타입 센서 장치(1311, 1312)는 건물 내부에 타설되어 시설물 구조 변위에 따라 탄성파 및 압력을 측정할 수 있으며, 이를 위해 상술한 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230)를 포함할 수 있다. 반면, 제2 타입 센서 장치(1321, 1322, 1323)는 건물 외부에 타설될 수 있다. 일 예로, 제2 타입 센서 장치(1321, 1322, 1323)의 일 측면은 외부에 노출된 상태일 수 있으며, 외부 환경에 영향을 받을 수 있다. 구체적인 일 예로, 우천시나 눈이 오는 경우에 일 측면이 외부에 노출된 제2 타입 센서 장치(1321, 1322, 1323)의 센싱 정확도가 떨어질 수 있다. 노출된 일 측면에 수분이 존재하는 경우에 시설물 구조 변위에 의해 발생하는 탄성파가 수분에 의해 상이하게 측정될 수 있다. 또 다른 일 예로, 노출된 일 측면에 강설에 의해 압력이 발생하는 경우에 시설물 구조 변위에 의해 발생하는 압력이 상이하게 측정될 수 있다. 상술한 점을 고려하여 제2 타입 센서 장치(1321, 1322, 1323)는 환경 정보 센싱부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 환경 정보 센싱부는 외부 환경으로, 기온, 날씨 및 그 밖의 주변 환경 정보를 측정할 수 있으며, 해당 센싱 정보를 반영하여 센싱 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 일 예로, 제2 타입 센서 장치(1321, 1322, 1323)는 주변 환경 센싱부에 기초하여 활용할 센싱부를 결정할 수 있다. 제2 타입 센서 장치(1321, 1322, 1323)는 강설로 센서 장치(10)에 압력이 발생하는 경우에는 제2 센싱부(220)를 배제하고, 센싱 정보를 획득할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Figure 13 is a diagram showing a method of performing sensing based on a pile-type sensor type for facility diagnosis according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, the type of sensor device 10 may be set differently. As an example, the sensing unit 200 of the sensor device 10 may include the above-described first sensing unit 210, second sensing unit 220, and third sensing unit 230, but is not limited thereto. It may further include other sensing units. Here, the type of sensor device 10 may be determined by the sensing unit included in the sensor device 10. That is, different types of sensor devices 10 may include different sensing units. As a specific example, referring to FIG. 13, the sensor device 10 installed inside a building as a facility may be a first type sensor device 1311 and 1312, and the sensor device 10 installed outside the building may be a second type sensor. It may be a device 1321, 1322, or 1323. As an example, the first type sensor devices 1311 and 1312 can be installed inside a building to measure elastic waves and pressure according to the displacement of the facility structure, and for this purpose, the above-described first sensing unit 210 and the second sensing unit ( 220) and a third sensing unit 230. On the other hand, the second type sensor devices 1321, 1322, and 1323 may be installed outside the building. For example, one side of the second type sensor devices 1321, 1322, and 1323 may be exposed to the outside and may be affected by the external environment. As a specific example, when it rains or snows, the sensing accuracy of the second type sensor devices 1321, 1322, and 1323 with one side exposed to the outside may decrease. If moisture exists on one exposed side, elastic waves generated by structural displacement of the facility may be measured differently depending on the moisture. As another example, when pressure is generated due to snowfall on one exposed side, the pressure generated due to structural displacement of the facility may be measured differently. In consideration of the above, the second type sensor devices 1321, 1322, and 1323 may further include an environmental information sensing unit (not shown). The environmental information sensing unit can measure temperature, weather, and other surrounding environmental information in the external environment, and can obtain sensing information by reflecting the corresponding sensing information. As another example, the second type sensor devices 1321, 1322, and 1323 may determine a sensing unit to be used based on the surrounding environment sensing unit. The second type sensor devices 1321, 1322, and 1323 may exclude the second sensing unit 220 and obtain sensing information when pressure is generated in the sensor device 10 due to snowfall, but the device is not limited to this. .
즉, 센서 장치(10)는 시설물에서 설치되는 위치에 따라 상이한 타입을 가질 수 있으며, 상이한 타입의 센서 장치(10)는 상이한 센싱부에 기초하여 센싱 정보를 획득할 수 있으나, 이에 한정되는 아니다.That is, the sensor device 10 may have different types depending on where it is installed in the facility, and different types of sensor devices 10 may obtain sensing information based on different sensing units, but the sensor device 10 is not limited to this.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 파일형 센서 장치 시스템을 나타낸 도면이다. 도 14를 참조하면, 파일형 센서 장치 시스템(1)은 하나의 시설물에 설치되어 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 센싱 정보를 획득하는 복수 개의 센서 장치(10), 하나의 시설물 내의 기 설정된 위치에 설치되어 복수 개의 센서 장치들 중 일부 센서 장치로부터 센싱 정보를 획득하는 복수 개의 중계기(20) 및 복수 개의 중계기로부터 센싱 정보를 전달받아 시설물 건전성 평가를 수행하는 서버(30)를 포함할 수 있다.Figure 14 is a diagram showing a pile-type sensor device system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, the pile-type sensor device system 1 includes a plurality of sensor devices 10 that are installed in one facility and acquire sensing information generated according to the displacement of the internal structure of the facility, at a preset location in one facility. It may include a plurality of repeaters 20 that are installed and acquire sensing information from some of the plurality of sensor devices, and a server 30 that receives sensing information from the plurality of repeaters and performs facility health evaluation.
여기서, 센서 장치(10)는 상술한 센서 장치일 수 있으며, 서버(30)는 시설물 건전성 평가를 수행하는 서버일 수 있다. 일 예로, 파일형 센서 장치 시스템(1)에서 상술한 자동 계측부(400)는 서버(30)에 포함될 수 있으나, 해당 실시예로 한정되는 것은 아니다. 즉, 서버(30)는 복수 개의 센서 장치들로부터 획득한 센싱 정보에 기초하여 시설물 건전성 평가를 자동으로 계측하는 상술한 자동 계측부(400)를 포함하고, 센서 장치(10)에는 자동 계측부(400)가 포함되지 않을 수 있다. 여기서, 자동 계측부(400)는, 복수 개의 센서 장치들로부터 센싱 정보를 수집하는 데이터 수집부(410), 데이터 수집부를 통해 수집된 센싱 정보에 대한 전처리를 수행하는 데이터 처리부(420), 시설물 건전성 평가 학습모델을 구비하고, 전처리된 센싱 정보를 입력으로 시설물 건전성 평가 정보를 출력으로 도출하는 인공지능부(430) 및 출력으로 도출된 시설물 건전성 평가 정보를 외부로 전달하는 송수신부(440)를 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. Here, the sensor device 10 may be the sensor device described above, and the server 30 may be a server that performs facility health evaluation. As an example, the automatic measurement unit 400 described above in the pile-type sensor device system 1 may be included in the server 30, but is not limited to this embodiment. That is, the server 30 includes the above-described automatic measurement unit 400 that automatically measures facility health evaluation based on sensing information obtained from a plurality of sensor devices, and the sensor device 10 includes the automatic measurement unit 400. may not be included. Here, the automatic measurement unit 400 includes a data collection unit 410 that collects sensing information from a plurality of sensor devices, a data processing unit 420 that performs preprocessing on the sensing information collected through the data collection unit, and facility health evaluation. It is equipped with a learning model and includes an artificial intelligence unit 430 that uses preprocessed sensing information as input to derive facility health evaluation information as output, and a transmitter and receiver 440 that transmits the facility health evaluation information derived as output to the outside. This can be done as described above.
또한, 일 예로, 복수 개의 중계기(20) 각각은 기 설정된 거리 내에 위치하는 센서 장치로부터 센싱 정보를 획득하여 서버(30)로 전송할 수 있다. 일 예로, 파일형 센서 장치 시스템(1)은 각 시설물 별로 구성될 수 있으며, 하나의 시설물에서 기 설정된 위치에 중계기(20)가 설치되어 기 설정된 거리 이내에 위치한 센서 장치(10)로부터 센싱 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 센서 장치(10)는 상술한 센서 장치일 수 있으며, 철재형 파일부(100), 센싱부(200) 및 증폭부(300)를 포함할 수 있다. Additionally, as an example, each of the plurality of repeaters 20 may obtain sensing information from a sensor device located within a preset distance and transmit it to the server 30. As an example, the pile-type sensor device system 1 may be configured for each facility, and a repeater 20 is installed at a preset location in one facility to obtain sensing information from the sensor device 10 located within a preset distance. can do. As an example, the sensor device 10 may be the sensor device described above, and may include a steel pile portion 100, a sensing portion 200, and an amplifying portion 300.
또한, 일 예로, 센서 장치 각각에 포함된 센싱부(200)는 제1 센싱부(210)를 통해 탄성파를 측정하여 실시간으로 결함 발생 여부를 모니터링하는 실시간 모니터링부(201) 및 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220) 및 제3 센싱부(230) 각각을 통해 측정된 센싱 정보를 정밀 분석하여 일시에 전달하는 정밀 모니터링부(202)를 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다. 여기서, 센싱부(200)는 제1 센싱부(210)의 탄성파에 기초하여 시설물에 결함이 발생한 경우, 외부 장치로부터 정밀 모니터링부(202)에 저장된 센싱 정보 요청을 수신하고, 요청에 기초하여 응답으로 센싱 정보를 일시에 전달할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.In addition, as an example, the sensing unit 200 included in each sensor device includes a real-time monitoring unit 201 that measures elastic waves through the first sensing unit 210 and monitors whether a defect occurs in real time, and a first sensing unit ( 210), and may include a precision monitoring unit 202 that precisely analyzes the sensing information measured through each of the second sensing unit 220 and the third sensing unit 230 and transmits it at once, as described above. . Here, when a defect occurs in the facility based on the elastic wave of the first sensing unit 210, the sensing unit 200 receives a request for sensing information stored in the precision monitoring unit 202 from an external device and responds based on the request. Sensing information can be transmitted at once, as described above.
이상에서 설명한 실시예들은 적어도 부분적으로 컴퓨터 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 실시예들을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 실시예가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 이해될 수 있을 것이다.The embodiments described above can be implemented at least partially as a computer program and recorded on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media on which programs for implementing the embodiments are recorded include all types of recording devices that store data that can be read by a computer. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, and optical data storage devices. Additionally, computer-readable recording media may be distributed across computer systems connected to a network, and computer-readable codes may be stored and executed in a distributed manner. Additionally, functional programs, codes, and code segments for implementing this embodiment can be easily understood by those skilled in the art to which this embodiment belongs.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 포함하도록 정해져야 할 것이다.The present invention discussed above has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative examples, and those skilled in the art will understand that various modifications and modifications of the embodiments are possible therefrom. However, such modifications should be considered within the technical protection scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined to include other implementations, other embodiments, and things equivalent to the claims according to the technical spirit of the appended claims.
Claims (9)
하나의 시설물에 설치되어 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 센싱 정보를 획득하는 복수 개의 센서 장치;
상기 하나의 시설물 내의 기 설정된 위치에 설치되어 상기 복수 개의 센서 장치들 중 일부 센서 장치로부터 상기 센싱 정보를 획득하는 복수 개의 중계기; 및
상기 복수 개의 중계기로부터 상기 센싱 정보를 전달받아 시설물 건전성 평가를 수행하는 서버를 포함하되,
상기 시설물 건전성 평가를 수행하는 서버는 상기 복수 개의 센서 장치들로부터 획득한 센싱 정보에 기초하여 시설물 건전성 평가를 자동으로 계측하는 자동 계측부를 포함하고,
상기 센서 장치는,
센싱부와 증폭부를 포함하고 시설물 내부에 삽입되는 철재형 파일부;
상기 철재형 파일부 내부에 설치되어 적어도 하나의 센서를 포함하고, 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 센싱 정보를 획득하는 센싱부; 및
상기 철재형 파일부 내부에 설치되어 상기 센싱부가 제공하는 전기적 파형 신호를 증폭하는 증폭부를 포함하되,
상기 센싱부는,
상기 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 탄성파를 측정하는 제1 센싱부;
상기 시설물 내부 구조 변위에 따라 발생하는 압력을 측정하는 제2 센싱부; 및
외부로부터 획득하는 무선 신호에 기초하여 위치 정보를 센싱하는 제3 센싱부를 더 포함하고,
상기 제1 센싱부는 내측에 감지 센서가 설치되는 센서 하우징; 상기 센서 하우징 내측에 위치하고 상기 탄성파를 측정하는 상기 감지 센서; 상기 센서 하우징 위측에 위치하고 상기 센서 하우징과 탄성 부재를 포함하여 결합되는 마운팅 캡; 상기 마운팅 캡 내측에 설치되고, 상기 감지 센서를 보호하는 상기 탄성 부재; 및 증폭부와 연결되는 제1 신호 전송선을 포함하고,
상기 제2 센싱부는, 내측에 압력 센서가 설치되는 센서 하우징; 상기 센서 하우징 내측에 위치하고 상기 압력을 측정하는 상기 압력 센서; 상기 센서 하우징 위측에 위치하고 상기 센서 하우징과 탄성 부재를 포함하여 결합되는 마운팅 캡; 상기 마운팅 캡 내측에 설치되고, 상기 압력 센서를 보호하는 상기 탄성 부재; 및 증폭부와 연결되는 제1 신호 전송선을 포함하고,
상기 제3 센싱부는, 내측에 무선 송수신부가 설치되는 센서 하우징; 상기 센서 하우징 내측에 위치하고 상기 무선신호를 획득하는 상기 무선 송수신부; 상기 센서 하우징 위측에 위치하고 상기 센서 하우징과 탄성 부재를 포함하여 결합되는 마운팅 캡; 상기 마운팅 캡 내측에 설치되고, 상기 무선 송수신부를 보호하는 상기 탄성 부재; 및 증폭부와 연결되는 제1 신호 전송선을 포함하는, 파일형 센서 장치 시스템.
In the pile type sensor device system,
A plurality of sensor devices installed in one facility to acquire sensing information generated according to the displacement of the facility's internal structure;
A plurality of repeaters installed at a preset location within the one facility to obtain the sensing information from some of the plurality of sensor devices; and
A server that receives the sensing information from the plurality of repeaters and performs a facility health evaluation,
The server that performs the facility health evaluation includes an automatic measurement unit that automatically measures the facility health evaluation based on sensing information obtained from the plurality of sensor devices,
The sensor device is,
A steel pile unit that includes a sensing unit and an amplifying unit and is inserted into the facility;
A sensing unit installed inside the steel pile unit, including at least one sensor, and acquiring sensing information generated according to displacement of the internal structure of the facility; and
An amplification unit installed inside the steel pile unit to amplify the electrical waveform signal provided by the sensing unit,
The sensing unit,
A first sensing unit that measures elastic waves generated according to displacement of the internal structure of the facility;
a second sensing unit that measures pressure generated according to displacement of the internal structure of the facility; and
It further includes a third sensing unit that senses location information based on a wireless signal obtained from an external source,
The first sensing unit includes a sensor housing in which a detection sensor is installed; The detection sensor located inside the sensor housing and measuring the elastic wave; a mounting cap located above the sensor housing and coupled to the sensor housing and including an elastic member; the elastic member installed inside the mounting cap and protecting the detection sensor; And a first signal transmission line connected to the amplifier,
The second sensing unit includes a sensor housing inside which a pressure sensor is installed; the pressure sensor located inside the sensor housing and measuring the pressure; a mounting cap located above the sensor housing and coupled to the sensor housing and including an elastic member; the elastic member installed inside the mounting cap and protecting the pressure sensor; And a first signal transmission line connected to the amplifier,
The third sensing unit includes a sensor housing in which a wireless transmitting and receiving unit is installed; The wireless transmitting and receiving unit located inside the sensor housing and acquiring the wireless signal; a mounting cap located above the sensor housing and coupled to the sensor housing and including an elastic member; The elastic member is installed inside the mounting cap and protects the wireless transmitting and receiving unit; And a pile-type sensor device system including a first signal transmission line connected to the amplification unit.
상기 자동 계측부는,
상기 복수 개의 센서 장치들로부터 센싱 정보를 수집하는 데이터 수집부;
상기 데이터 수집부를 통해 수집된 센싱 정보에 대한 전처리를 수행하는 데이터 처리부;
시설물 건전성 평가 학습모델을 구비하고, 전처리된 센싱 정보를 입력으로 시설물 건전성 평가 정보를 출력으로 도출하는 인공지능부; 및
출력으로 도출된 상기 시설물 건전성 평가 정보를 외부로 전달하는 송수신부를 포함하는, 파일형 센서 장치 시스템.
According to paragraph 1,
The automatic measurement unit,
a data collection unit that collects sensing information from the plurality of sensor devices;
a data processing unit that performs pre-processing on the sensing information collected through the data collection unit;
An artificial intelligence unit equipped with a facility health evaluation learning model and deriving facility health evaluation information as output by inputting preprocessed sensing information; and
A pile-type sensor device system including a transmitter and receiver that transmits the facility health evaluation information derived as an output to the outside.
상기 복수 개의 중계기 각각은 기 설정된 거리 내에 위치하는 센서 장치로부터 센싱 정보를 획득하여 상기 서버로 전송하고, 상기 서버로 전송된 센싱 정보에 기초하여 상기 자동 계측부를 통해 상기 시설물 건전성 평가를 자동으로 계측하는, 파일형 센서 장치 시스템.
According to paragraph 1,
Each of the plurality of repeaters acquires sensing information from a sensor device located within a preset distance and transmits it to the server, and automatically measures the facility health evaluation through the automatic measurement unit based on the sensing information transmitted to the server. , pile-type sensor device system.
상기 센싱부는,
상기 제1 센싱부를 통해 상기 탄성파를 측정하여 실시간으로 결함 발생 여부를 모니터링하는 실시간 모니터링부; 및
상기 제1 센싱부, 상기 제2 센싱부 및 상기 제3 센싱부 각각을 통해 측정된 센싱 정보를 정밀 분석하여 일시에 전달하는 정밀 모니터링부를 포함하는, 파일형 센서 장치 시스템.
According to paragraph 1,
The sensing unit,
a real-time monitoring unit that measures the elastic wave through the first sensing unit and monitors whether a defect occurs in real time; and
A pile-type sensor device system comprising a precision monitoring unit that precisely analyzes the sensing information measured through each of the first sensing unit, the second sensing unit, and the third sensing unit and transmits it at once.
상기 센싱부는,
상기 제1 센싱부의 상기 탄성파에 기초하여 상기 시설물에 상기 결함이 발생한 경우, 외부 장치로부터 상기 정밀 모니터링부에 저장된 상기 센싱 정보 요청을 수신하고, 상기 요청에 기초하여 응답으로 상기 센싱 정보를 일시에 전달하는, 파일형 센서 장치 시스템.According to clause 8,
The sensing unit,
When the defect occurs in the facility based on the elastic wave of the first sensing unit, a request for the sensing information stored in the precision monitoring unit is received from an external device, and the sensing information is delivered at once in response based on the request. A pile-type sensor device system.
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