철근 콘크리트 계면의 전기적 용량 측정을 통한 철근 부식에 따른 콘크리트 내부 손상 모니터링 시스템을 이용한 콘크리트 내부 손상 모니터링 방법
Monitoring method using monitoring system for early detection of concrete internal defects caused by steel corrosion through electrical capacitance measurements of steel and concrete interface
특허 요약
본 발명은 대상 철근 콘크리트 구조물에 내부에 설치한 무선통신 모듈이 탑재된 센서 모듈(IoT 센서 모듈)에서 전기적 용량을 측정하고, IoT 센서 모듈과 무선통신 네트워크를 구성한 로컬 호스트 PC로 실시간 전송하여 전송된 신호는 로컬 호스트 PC에 탑재된 분석모듈에서 분석되어 철근 콘크리트 계면의 전기적 용량값을 추정하고, 추정된 결과는 로컬 호스트 PC와 인터넷을 연결된 클라우드 서버로 실시간 전송되어 구조물 관리기관의 관리 네트워크 상 등재된 기타 대상 구조물에서 수집한 데이터와 통합 데이터 관리 체계를 구성하도록 하는 철근 콘크리트 계면의 전기적 용량 측정을 통한 철근 부식에 따른 콘크리트 내부 손상 모니터링 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 내부 손상 모니터링 방법에 관한 것이다. 본 발명의 철근 콘크리트 계면의 전기적 용량 측정을 통한 철근 부식에 따른 콘크리트 내부 손상 모니터링 시스템의 바람직한 일 실시예는 콘크리트 내부에 설치되는 전기화학 센서 및 무선통신모듈이 탑재된 IoT 센서 모듈과, IoT 센서 모듈과 무선으로 통신하며 분석모듈이 탑재되어 IoT 센서 모듈에서 수집된 원데이터(교류 임피던스 데이터)를 실시간으로 수신받아 분석모듈에서 분석하는 로컬 호스트 PC로 이루어지는 로컬 데이터 측정장치와; 데이터 측정장치와 무선으로 통신하며 분석된 데이터 정보를 저장하는 클라우드서버;...(이하생략)
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콘크리트 내부에 설치되는 전기화학 센서(111) 및 무선통신모듈(113)이 탑재된 IoT 센서 모듈(110)과, IoT 센서 모듈(110)과 무선으로 통신하며 분석모듈(12)이 탑재되어 IoT 센서 모듈(110)에서 수집된 원데이터(교류 임피던스 데이터)를 실시간으로 수신받아 분석모듈(12)에서 분석하는 로컬 호스트 PC(130)로 이루어지는 로컬 데이터 측정장치(10)와; 데이터 측정장치(10)와 무선으로 통신하며 분석된 데이터 정보를 저장하는 클라우드서버(20);를 포함하며, 클라우드서버(20)는 다른 프로젝트(또는 사이트)기반의 분절된 데이터를 통합하여 네트워크 데이터 체계를 구성하는 것이고, 전기화학 센서(111)는 활성전극(WE), 기준전극(RE) 및 상대전극(CE)이 통합된 3전극 시스템이며, 전기화학 센서(111)는 활성전극(WE), 기준전극(RE) 및 상대전극(CE)은 각각 탄소강, 백금와이어 및 스테인레스스틸메쉬(SUS305)인 철근 콘크리트 계면의 전기적 용량 측정을 통한 철근 부식에 따른 콘크리트 내부 손상 모니터링 시스템을 이용한 콘크리트 내부 손상 모니터링 방법에 있어서, (a) 철근 콘크리트의 교류 임피던스 데이터를 실시간 측정하는 단계:(b) (a)단계에서 측정한 데이터를 로컬 호스트 PC(130)에 무선으로 실시간 전송하고 데이터 분석모듈(12)을 활용하여 측정된 데이터를 분석하여 철근-콘크리트 계면의 마이크로 단위 미세균열 상태를 실시간 분석하는 단계: 및 (c) 상기 (b)단계에서 분석한 결과를 클라우드 서버(20)에 전송하는 단계:를 포함하여 이루어지며,데이터 분석은 철근 콘크리트 계면의 물리적모델에 기반한 전기화학적 등가회로를 구성하고, 등가회로를 기반하여 추정된 전기이중층 용량값을 기준으로 판단하며,전기이중층용량 계수(CPE) CPE 50 (μF/cm2) 이면 콘크리트 속 철근의 부식상태를 잠재기, 50 (μF/cm2) 003c# CPE 150 (μF/cm2) 이면 콘크리트 속 철근의 부식상태를 진전기, 150 (μF/cm2) CPE 이면 콘크리트 속 철근의 부식상태를 가속기로 판단하도록 하는 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 계면의 전기적 용량 측정을 통한 철근 부식에 따른 콘크리트 내부 손상 모니터링 시스템을 이용한 콘크리트 내부 손상 모니터링 방법.