케이블 장력 측정 방법

 

케이블 장력 측정에는 로드셀, 리프트오프, 진동법, EM법, Sag 측정법이 있다.

 

로드셀 (Load Cell)

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정의

로드셀은 힘 또는 무게를 측정하는데 사용되는 전기적 기계센서

로드셀 표면에 스트레인 게이지가 부착되어, 로드셀에 힘이 가해지면 로드셀과 스트레인게이지 변화

이로인해 스트레인게이지의 저항값이 변하고, 이 저항값을 전기신호로 변환

 

장점

단순한 측정방법. 정밀한 측정.

 

단점

고가의 장비가격. 짧은 내구성. 측정하중이 증가할 경우 로드셀 크기도 증가.

 

 

 

리프트오프 (Lift-Off)

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케이블에 도입된 장력보다 작은 하중을 가하면 웻지가 움직이지 않는 원리 이용 (힘의 평형).

유압잭으로 하중을 증가하면서 웻지가 움직임이 발생하기 직전까지의 값을 측정하는 방법

 

 

 

진동법

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케이블의 장력은 케이블이 인장됨에 따라 고유진동 수가 변화하는 특성을 이용하여 장력을 측정.

케이블에 가속도계를 부착 하여, 고무햄머를 통한 케이블 가진을 실시하고 이때 발생하는 진동신호를 수집.

수집된 시간영역 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform) 해석을 통하여 고유진동수를 구하고, 이를 통해 장력을 산정.

가속도계의 측정방향은 케이블의 진동방향으로 배치 되어야 하며, 위치는 단부의 소켓 등에 의한 영향을 적게 받을 수 있는 부분에 설치.

 

 

EM (Electro-Magnetic) 법

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EM센서의 주구성요소는 1, 2차 원통코일(solenoid)

1차 원통코일로는 자기장(EM flux)을 형성하고 전자기 유도원리(패러데이의 법칙)에 의해 2차 원통코일에 유도된 전압을 측정하여, 상대투자율(relative magnetic permeability)을 산정하면, 강재 케이블과 같은 강자성(ferromagnetic) 재료의 투자율이 온도와 응력의 함수라는 사실에 기초하여 케이블의 장력을 측정

 

 

 

Sag 측정

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일반적으로 케이블은 양단이 지지되어 있는 상태에서 구조물의 자중과 외력으로 인해 축방향 인장력이 발생함과 동신에 케이블의 자중으로 인해 아래 그림과 같이 현수선의 형태로 처짐이 발생한다. 

따라서, 장력을 직접적으로 측정하는 대신 케이블의 특성치인 Sag를 측량하여 장력을 추정한다.