1. Inclinometer/Tilt Sensor (기울기센서)란?
기울기 또는 경사계 센서는 고정 구조물의 경사각 및 변형을 측정합니다. 중력에 대한 물체의 각도를 측정하도록 설계되어있으며 평탄도를 모니터링하고 제어하며 틸트/레벨 미터는 피치 및 롤 각도를 결정하고 적절한 전기 인터페이스를 통해 값을 출력합니다. 교량 설치, 철도 부설, 토목 공학, 건물 안전 및 기타 장소에서 자주 사용되며 설치 방법은 어플리케이션 (적용분야)에 따라 다릅니다.
• 수직 설치 : 절단 경사면 또는 지지벽 및 제방의 움직임 모니터링용
• 수평 설치 : 터널링 지점 위의 토양 침전이나 농지 평탄화용
2. 기울기센서 동작 원리
기울기 센서는 가속도를 측정하여 작동합니다. 시스템 내에서 속도는 측정할 수 없지만 가속도는 측정이 가능합니다.
초기 속도를 알면 적분을 통해 선속도를 계산할 수 있고 선변위를 계산할 수 있습니다. 그래서 실제로는 관성의 원리를 사용하는 가속도 센서입니다. 경사계가 정지해있을 때,
측면 및 수직 방향의 가속도가 없으므로 중력 가속도만 있습니다. 센서의 수직축과 민감한 축 사이의 각도가 기울기 각도입니다.
• 기울기 센서가 위를 향할 경우, 기울기 센서 속에 있는 전도성구가 양쪽 단자 사이를 연결시켜주기 때문에 전류가 흐르게 됩니다. (ON)
• 반대로 기울기 센서가 아래로 향할 경우, 양쪽 단자가 연결되지 못하기 때문에 전류가 흐르지 않습니다. (OFF)
3. 기울기센서 기술
3-1. Single-axis
• 1-axis 각도 변화 측정만 가능합니다. 측정 원리는 뉴턴의 두 번째 법칙인 관성 (inertia)을 이용해서 물체의 가속도를 측정합니다.
• 수평으로 설치되었을 경우에만 롤 및 피치 각도 측정이 가능합니다.
3-2. Dual-axis
• X-axis 및 Y-axis 둘 다 각도 변화 측정이 가능합니다. 센서는 90° 각도로 두 가지의 센싱 요소로 구성되며 출력은 각 축을 중심으로 수직으로부터의 기울기 각도에 의해 결정됩니다.
• 롤 및 피치 각도 측정이 가능합니다.
4. 어플리케이션
• 구조물 성능 모니터링
• 산사태 모니터링
• 경사 모니터링
• 터널 드릴링 모니터링
• 파일 (Pile) 및 교각 (Pier) 성능 모니터링
• 굴착/발굴 모니터링
5. 설치 방법
기본적으로 영점 조정 (zero adjustment)이 내장되어 있어 사용자는 특정 각도에서 영점 기능이 되도록 영점 조정 버튼을 설정할 수 있습니다.
설치 전, 설치할 위치와 측정 각도 및 면을 결정합니다.
설치 시, 각도 리딩값을 얻고 불필요한 에러를 줄이기 위해 센서를 특정 면에 고정시키고 제로 버튼을 눌러 측정하기 전에 제로 클리어링 (zero-clearing) 기능을 사용합니다.
• 수직 (Vertical) 설치 : 지면이나 구조물에 내장된 가이드 케이싱 형태의 영향을 주는 수평 변위 (Horizontal Displacement)를 측정합니다.
• 수평 (Horizontal) 설치 : 저장 탱크, 댐 및 매립지 등을 모니터링하기 위해 설치됩니다.
