• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-6
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• 2024

거미는 진동감각기관을 통하여 미세한 진동까지도 감지해낸다. 뛰어난 진동 감지 능력을 활용해 먹이나 포식자가 발생시키는 진동을 감지하여 공격을 계획하거나 위협을 파악하며 생존에 활용한다. 본 논문은 거미의 진동감각기관을 모사하여 개발된 초민감 진동압력센서에 대해 기술한다. 거미가 진동을 감지하는데 사용하는 감각기관에 위치한 작은 틈에 착안하여 센서에 균열을 생성하였고, 균열의 깊이를 제어하여 외부로부터 오는 압력이나 진동을 매우 민감하게 감지할 수 있는 센서를 개발하였다. 이 센서는 10 N의 인장응력을 적용하여 2%의 변형률에서 게이지 계수가 16000에 도달한다. 이는 높은 신호대잡음비를 가져 정확하게 원하는 진동을 인식할 수 있는 소자로서 외력(압력, 진동)과 생체 신호측정 등 다양한 평가를 통해 센서의 높은 민감도를 증명하였다. 이를 통하여 생체모사 기술을 활용한 새로운 센서의 개발 및 다양한 산업 분야로의 응용 가능성을 제시한다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.58-67
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• 2003

본 연구에서는 구조의 건전성을 실시간으로 모니터링하기 위해 변형률 및 파손을 동시에 감지할 수 있는 두 가지 형태의 광섬유 센서 시스템을 제안하였다. 구성된 광섬유 센서 시스템은 파손신호 취득에 사용되는 단파장 광원의 형태에 따라 EDFA에 FBG 사용한 것과 Fabry-Perot 필터를 사용한 것으로 나뉘며 EFPI센서를 통해 복합재 시편의 인장실험을 모니터링 하는데 적용되었다. 먼저, 복합재의 초기파손모드에 해당하는 모재균열 신호의 특징을 알기 위해 압전세라믹 센서를 이용하여 시편의 두께와 폭의 변화에 따른 신호특성을 파악하였다. 정량적 파손신호의 특성 분석을 위해 STFT와 Wavelet Transform과 같은 시간 주파수 변환방법을 사용하였으며, 시편의 형상변화에 따라 모재균열 신호의 주파수영역 특성이 변화함을 확인하였다 광섬유 센서로 취득 된 파손신호 및 변형률 측정값을 각각 압전세라믹 센서와 변형률게이지의 결과 값과 서로 비교하였다. 광섬유 센서 시스템들을 이용한 장시간동안의 인장실험 결과 변형률의 값은 변형률게이지의 측정값과 잘 일치하였으며 파손감지 시스템 또한 미세한 파손신호까지 민감하게 감지해 낼 수 있음을 알 수 있었다.

• 과학과기술
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• 제33권8호통권375호
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• pp.18-20
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• 2000

스마트 구조기술이란 교량이나 건물 등 구조물에 생명체처럼 감지하고 말할 수 있는 센서를 삽입하거나 부착하여 과도한 하중이나 균열 등 이상상태를 검출, 대형사고를 예방하는 기술이다. 우리나라에서는 남해대교에 광섬유 센서를 적용하여 차량이동에 따른 교량의 동적 변형률을 이미 측정하고 있으며 지반병형을 방지하기 위한 강철파일에 광섬유 센서를 부착하여 지반변형을 모니터링하는 연구도 계속되고 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.1026-1031
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• 2009

21세기 대한민국은 지반분야에 있어서 과거 건설위주의 발전에서 유지관리의 중요성이 대두되는 시대로 변모하였다. 특히 이상기후에 의한 집중호우 발생이 빈번해진 상황에서 외부조건에 직접적으로 노출되어있는 사면구조물은 타 지반구조물보다 상대적으로 관리의 필요성이 더 높다. 사면의 유지관리 방법 중에서도 계측에 의한 상시 모니터링 시스템 구축 관련 기술이 주목을 받고 있으며, 장기적인 시스템 운용 측면에서 내구성이 우수한 광섬유 재료를 이용한 계측 시스템 개발이 국가적 지원을 받으며 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 연구는 암반사면의 균열부에 설치하여 미세한 거동을 측정할 수 있는 광섬유 정밀 계측 시스템을 개발하고, 실제 사면 현장에 시범 구축한 사례를 요약한 것이다. 영동고속도로 원주지사 관내에 있는 암반사면을 대상으로 총 6개의 센서를 변위발생 가능성이 높은 균열부에 설치하였다. 계측데이터의 수집과 전송을 위하여 사면 하단부에 컨트롤박스를 설치하고 데이터로거, 운용시스템, 유선네트워크 시스템을 구축하였다. 설정된 주기별로 취득되는 계측데이터는 우선적으로 현장에서 저장되고, 사무실에서도 원격으로 제어할 수 있는 시스템을 시범적으로 구축하여 운용중에 있다. 향후 계측 시스템의 센서부, 데이터로거, 운용프로그램 등을 추가 연구를 통하여 개선하고 현장에 반영하는 과정을 반복함으로써 사면 시설물의 유지관리에 최적의 시스템을 개발 및 구축하는 것이 본 연구의 최종적인 목표이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권4호
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• pp.382-390
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• 2011

최근 대형화되는 복합재 풍력 블레이드의 운전 중 발생되는 손상을 조기에 모니터링하기 위하여 블레이드 내부에 일제형으로 설치가 가능한 스마트 센서들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 광섬유 브래그 격자(FBG: Fiber Bragg grating) 센서를 복합재 모형 블레이드 후연부 시편에 부착하여 균열 또는 접착층 분리를 감지하는 실험을 수행하여 패키징된 광섬유 브래그 격자 센서 탐촉자의 풍력 블레이드에 적용 가능성을 검토하였다. 블레이드 시편에 인가된 연장 하중이 1100 N부터 1260 N 사이에서 노출된 광섬유 브래그 격자 센서의 파장 이동 방향이 급격히 반전되는 결과로부터 전단 웹의 균열과 접착 분리 파손을 확인할 수 있었다. 블레이드에 사용하기 위한 노출된 광섬유 브래그 격자 센서는 깨지가 쉽기 때문에 이 단점을 보완하기 위하여 에폭시로 패키징된 광섬유 브래그 격자 센서 탐촉자를 제작하였다. 블레이드 시편의 스킨 위에 제작된 탐촉자를 설치한 후 인장 시험을 수행한 결과 변형률에 대한 감지도는 약 1.3 ${\mu}{\varepsilon}$/pm으로 노출된 광섬유 브래그 격자 센서의 감지도와 거의 동일한 것으로 확인되었다. 한편 온도 감지도는 $80^{\circ}C$ 까지의 가열 테스트를 통하여 약 48 pm/$^{\circ}C$의 온도 감지도를 보였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.419-423
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• 2011

AE는 다른 비파괴 검사방법과 달리 가동 상태에서 구조물의 결함이 발생 및 성장을 검출 할 수 있으며, 연속 검사가 가능하다는 장점으로 인하여 대형 구조물의 안정성 평가에 널리 이용되고 있다. 하지만 AE는 20kHz부터 20MHz 사이에 발생하는 음파를 감지하기 위해 센서를 사용하며, 이 센서의 감도에 따라 결과가 달라질 가능성이 존재한다. 이에 본 연구에서는 STS 304와 SS400 강재에 인장실험을 실시하여, 강재의 균열 신호를 탐지하고자 한다. 인장실험에는 스테인리스강 및 탄소강 시편을 준비하였고, 감도가 다른 센서를 이용하여 동일한 인장실험을 실시하였다. 그리고 균열이 발생하는 13개의 신호 파라미터에 대해 군집분석을 실시하여 4가지 종류의 군집으로 분류하였다. 또한 기무가설을 이용한 통계분석을 통해 두 시험편이 다르지 않다는 것을 증명하였다. 이 결과를 바탕으로 본 실험에서 얻은 Waveform이 재료의 균열신호라는 신뢰성을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.884-887
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• 2005

정보화 사회로 진행되어 감에 따라 임베디드 시스템에 관한 연구는 날로 발전해 가고 있다. 개인과 개인간의 정보공유 모델인 P2P의 중앙서버가 필요 없이 다른 사용자들과 정보를 주고받을 수 있는 장점을 활용 하여 기존 임베디드 시스템의 각각의 센서들은 게이트웨이에 연결하여 서버와 클라이언트 구성이 었다면 각 센서 끼리 통신이 가능하도록 설계하여 클라이언트 끼리 네트웍을 구성하고자 한다. 최적화 저전력 초소형 임베디드 웹서버를 제안하고 각각 센서(균열센서, 열감지 센서등등) 설계 하여 빌딩의 붕괴, 산재 등등의 예상치 못한 사고가 발생시 건물 정보를 수집하는 센서 상호간에 네트웍으로 연결시키며 웹포팅 및 웹에서 하드웨어 제어 및 포팅 및 부트로더에서 하드웨어 테스트 과정을 걸쳐 최종으로 결과를 얻는다.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.138-144
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• 2017

탄소나노튜브(CNT)를 이용하여 신율이 뛰어난 p-DCPD를 지로 사용하여 손상감지용 고분자 필름 센서를 연구하였다. CNT를 수지에 혼합시킬 경우 중합을 방해하여 1차 개환만 진행되었다. CNT 농도에 따른 정적접 촉각을 측정하여 계면의 젖음성을 측정하였다. 높은 신율을 가지는 p-DCPD에 CNT를 혼합시킴으로써 전도성을 확보하였고, CNT 농도에 따른 인장강도 및 전기저항 분산도 평가를 실시하였을 경우 0.5 wt% CNT/p-DCPD 조건이 최적의 조건임을 확인하였다. CNT/p-DCPD 센서의 내구성을 평가하기 위해 동적 피로 실험을 실시하여 인장응력에 따른 전기저항 변화를 평가하였다. 초기 3회 사이클 동안은 전기저항 변화도와 응력간의 결과가 유사한 경향을 나타내었다. CNT/p-DCPD 센서의 활용을 위해 에폭시 기지 표면에 센서를 붙이고 기지 재료의 파괴거동을 확인하였다. 기지 파괴가 발생되기 전에 CNT/p-DCPD 센서의 전기저항 점핑 신호를 관찰할 수 있었다. 이는 기지재료에 발생된 균열에 의해 CNT/p-DCPD 센서와 기지간의 접착 파괴로 발생된 신호이며, 이러한 신호를 이용하여 기지재료의 균열 및 파괴를 예측해 볼 수 있었다.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.126-131
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• 2017

복잡한 형상의 구조 건전성 모니터링을 위해서는 높은 취성 등 기존 센서의 단점을 보완 할 수 있는 매우 유연하고 내구성이 확보된 센서가 필요하다. 본 연구에서는 전기활성고분자의 한 종류인 Polyvinylidene fluoride trifluoroethylene (PVDF-TrFE)를 사용하여 직물센서를 제작하였다. 또한 제작된 직물센서를 복잡한 형상을 가지는 탄소섬유/에폭시 복합재료 구조물에 적용하여 구조 건전성 모니터링을 위한 도구로써 활용 가능성을 평가하였다. 복합재료 구조물의 손상 반응과 파손 메커니즘을 분석하기 위해 다중간헐적 압축시험을 수행하였다. 시험 과정에서 복합재료 구조물에 삽입된 직물센서는 전기적 신호를 발생 (0.05 V-0.25 V)하며 실시간으로 균열발생과 균열위치를 감지해냈다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(D)
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• pp.388-392
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• 2010

지하 배관 구조물은 국가 주요 자원의 수송망을 책임지는 핵심적인 기능을 수행하는 시설물로써, 배관구조물의 노후화와 부식, 균열, 조인트 풀림 등의 손상으로 인한 누출사고 발생 시 막대한 사회 경제적 손실을 초래할 우려가 있다. 특히, 지중배관 및 노출배관 경우에는, 현장 작업상황이 지속적으로 변화하고 있는 상황에서 24시간 안전관리에 대한 감시체계가 미흡한 것이 현실이다. 고가의 센서설치 및 배관의 유지관리 비용 등의 문제를 극복하려는 센서개발 연구 및 센서로부터 취득된 계측데이터를 현장에서 분석하여 실시간으로 배관의 이상상태를 판정하여 원격으로 그 판정결과를 알려주는 유비쿼터스 원격감시기법에 대한 연구 및 기술개발이 요구된다. 본 논문에서는 USN 기술을 활용한 배관안전진단 기술을 소개하고 임피던스 기반의 자가 감지 기법을 활용한 다양한 구조의 배관에 대해 진단 연구를 수행 하였다.