1.발파 진동 측정기에 사용되는 진동센서의 구조는 어떤 타입으로 제작된 방식인가?

국내 일부 발파진동 측정기라고 하여 일부 판매되는 제품의 진동센서를 MEMS 타입을 사용하는 경우가 있는데 이는 발파진동을 측정하기에 적합하지 않은 방식 및 구조로 제작된 센서 타입 입니다.

발파진동 측정시 왜 MEMS 타입 진동 센서를 사용하면 안되는 지에 대한 자세한 내용은 아래 블로그 내용을 참고하시기 바랍니다.

https://blog.naver.com/its-21/223415000910​

2. 소음 진동 센서의 설치 방법

소음의 경우 마이크로폰, 진동측정의 경우 지오폰을 사용하며 이 두 센서 모두 기본적으로 수평을 유지한 상태에서 폭원 방향을 향해서 설치 되어야 합니다. ISEE(국제발파공학회)에서 정한 "발파진동계측 현장실무지침"에 따르면 센서는 반드시 폭원 방향을 향해서 설치되어야 하며 구조물에 설치시 주택, 파이프라인, 전신주등이 될 수 있으나 차도, 보도, 슬패브등에서의 측정은 피해야 한다라고 기재되어 있습니다. 

1) 소음센서(마이크로폰 설치 방법)

소음센서인 마이크로폰의 경우 센서를 지면으로부터 1미터 이상 띄우고 폭원 방향을 지향한 상태에서 아래와 같이 스탠드에 거치 후 고정합니다.

2) 진동센서(지오폰 설치 방법)

진동센서인 지오폰 설치 시 측정 대상체의 매질에 따라서 적절한 방법에 선택되어야 하지만 현장에 가보면 이 또한 잘못된 매립 방법으로 설치되어 있고 심지어 폭원 방향으로 지오폰이 지향되지 않은 경우도 매우 많으니 반드시 아래 내용을 참고하여 알맞은 고정방법으로 설치하시기 바랍니다.

단단한 지반(암반/콘크리트)에 설치시: 진동센서(지오폰)을 암반 또는 콘크리트에 홀을 만들어서 볼트로 고정하고 몰타르 등으로 고정 후 그 위에 지오폰을 끼우고 너트로 고정 후 측정하여야 합니다.

지오폰 볼트 고정 방법

무른 지반(흙 또는 부드러운 토양)에 설치시: 매립시 진동센서(지오폰) 높이의 최소2~3배 정도 깊이로 매립하고 수평을 맞춘 후 스파이크가 장착된 진동센서(지오폰)을 폭원 방향에 맞춰 고정 및 매립 후 잘 단단히 다지는 작업 후 측정해야 합니다.(아래 그림 참고) 

추가로 진동센서(지오폰)의 고정이나 매립이 불완전하다고 판단되면 최소 4.5Kg 이상의 헐렁한 모래주머니로 진동센서(지오폰) 부위를 단단히 눌러준 뒤 측정하는 작업도 필요합니다.

3. ZCF(Zero Crossing Frequency)

ZCF(Zero Crossing Frequency)는 발파 소음 및 진동 측정에서 참고용으로 사용되는 중요한 측정 파라미터입니다. ZCF는 주파수 특성을 알려주는 중요한 정보로써 이는 진동 신호 또는 소음 신호가 시간 축의 0점을 초당 동안 얼마나 많이 교차하는지를 측정하여 주파수를 계산합니다.즉, 신호가 양에서 음 또는 음에서 양으로 변할 때 발생하는 성분을 측정 하는 겁니다.

당연한 얘기지만 ZCF값이 높으면 그만큼 고주파 신호가 많다는 것을 의미하고 ZCF가 낮으면 저주파 신호가 많다는 것을 의미 합니다. 

그럼 이것을 의미하는 것이 무엇이냐? 진동은 주파수 성분에 따라서 사람 또는 구조물에 미치는 영향이 다릅니다. 낮은 주파수(Low Frequency)가진 진동신호는 큰 파장으로 멀리 까지 전달되며 건물이나 구조물의 고유진동수와 공명하는 현상을 일으켜 구조물 전체에 변형을 유발하거나 심할 경우 균열 또는 손상을 초래할 수 있습니다. 높은 주파수 (High Frequency)는 짧은 파장을 가지기 때문에 물체의 표면이나 인체의 국부적인 부위에 집중적으로 영향을 미칩니다.

예를 들어 귀에서의 이명 현상을 유발하거나 근육 떨림, 불편감 또는 피로감, 스트레스등을 유발하여 긴장 또는 수면 방해 같은 부작용을 초래합니다.

간단히 정리하면 ZCF 값을 통해 진동에 대한 고주파/저주파 특성을 좀더 빠르게 파악할 수 있다는 것 입니다.

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5. 측정기 데이터 조작 가능 여부

일부 국내에서 제조한 계측장비의 경우 측정 데이터를 사용자가 임의로 조작할 수 있도록 설계되었습니다.

이는 엄연히 측정 데이터를 조작하여 누군가에게는 유리하도록 사용될 수 있을 것이므로 이러한 데이터 조작이 가능한 장비의 구매는 하지 말아야 할 것 입니다.

마지막으로 발파소음진동 측정 시 어떻게 정확하게 측정하는지에 대한 내용은 아래 블로그를 참고하시면 도움이 될 것 입니다. 이 블로그에는 현재 얼마나 많은 현장에서 엉터리로 발파소음진동을 측정하고 있는지에 대한 사례에 대한 내용도 확인하실 수 있습니다. 이 블로그를 운영하는 대표님의 경우 이 발파소음진동분야에 오랜기간동안 경험이 있고 다양한 노하우와 정확한 측정 방법에 대해 깊은 지식을 보유하고 있으며 지난 10여년 전부터 우리나라 고속도로 철도 국도 등 건설공사 현장을 점검하면서 문제점을 적발하고 그 원인을 파악하면서 잘못된 발파계측과 계측기의 사용이 건설부패뿐만 아니라 건설이나 개발 관련 민원의 주요 원인임을 간파하고 <발로 쓴 터널 이야기>라는 책을 내는 한편, 건설현장에서 올바른 발파계측과 바른 계측기 사용법을 전파하고 계신 이분야의 최고의 전문가 입니다.

https://blog.naver.com/imax62