교량의 수직처짐 측정을 위한 유비쿼터스 무선경사센서 활용연구

Abstract

대부분의 구조물 안전성 평가에 있어서 전체적인 거동을 나타내는 인자, 즉 기하학적인 형상 변화를 추정하는 것은 매우 중요하다. 종래에는 현장에서 교량의 처짐을 손쉽게 측정할 수 있는 적절한 수단과 방법의 부재로 말미암아, 처짐의 측정이 제한된 측정점에 국한되었고, 또한 변위계를 설치한 개소에 한정되었다. 따라서, 본 연구에서는 USN(Ubiquitous Sensor Network) 기반의 무선 경사센서모듈(Wireless Tiltmeter)을 통해 건설구조물의 처짐을 추정하는 방법을 개발하고, 기존의 변위 측정 자기 센서(Linear Variable Differential Transformer: LVDT)를 이용해 측정하는 기술 대신, 유비쿼터스 개념의 무선 경사 센서 모듈의 경사 변화에 따른 저항의 변화를 전압의 형식으로 출력하고, 교정계수를 이용하여 실제 처짐각 및 처짐으로 환산하여 최대 처짐을 구하도록 개발된 유비쿼터스 기반의 처짐 추정방법을 검증하기 위하여 실내 실험을 수행하였고, 그 결과, 측정점에 상관없이 균일한 측정이 가능하고, 기존의 방법과 거의 일치하는 값을 나타내는 것으로 확인되었다.In this study, a new method to estimate the bridge deflection is developed by using Wireless Tilt Sensor. Most of evaluations of structural integrity, it is very important to measure the geometric profile, which is a major factor representing the global behavior of civil structure, especially bridges. In the past, Because of the lack of appropriate methods to measure the deflection curve of bridges on site, the measurement of deflection had been done restrictly within just a few discrete points along the bridge. Also the measurement point could be limited to locations installed with displacement transducers. So, in this study, the deflection of the structure was measured by wireless tilt sensor instead of LVDT(Linear Variable Differential Transformer). Angle change of tilt sensor shows structural behavior by the change of the resistor values which is presented to voltage. Moreover, the maximum deflection was calculated by changing the deflection angle which was calculated as V(measured voltage) ×F(factor) to deflection. The experimental tests were carried out to verify the developed deflection estimation techniques. Because the base of tilt measuring is the gravity, uniform measurement is possible independent of a measuring point. Also, measuring values were showed very high accuracy.