• 기계저널
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• 제29권2호
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• pp.175-183
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• 1989

오늘날 널리 연구되고 있고 공학자들에게 많은 관심을 끌고있는 압전 세라믹(ceramic)을 이용 하여 자연계에서 일어나는 각종 진동현상을 측정하고 해석하기 위한 센서(sensor)의 설계, 제작은 이미 선진국에서도 보편화된지 오래이다. 특히 압전형 가속도계(piezo type accelerometer)는 진동의 절대 측정에 가장 유용한 센서로 널리 알려져 있다. (1) 아주 넓은 사용 주파수 범위 (2) 넓은 동적범위(dynamic range)에 걸친 뛰어난 선형성(linearity) (3) 측정된 가속도 신호를 전기적으로 적분하여 속도와 변위에 대한 자료 제공 용이 (4) 높은 정확성 (5) 자발 전(self-generating)이므로 외부 전원 공급이 불필요 (6) 수명과 뛰어난 내구성 (7) 작은 크기와 가벼운 무게 등이다. 현재 기계 구조물 진동 측정에 이용되고 있는 스트레인 게이지 형(strain gage-type)의 가속도계는 감도가 좋고 저주파 진동 측정에는 편리한 반면 충격이나 높은 주파수 전동 측정에는 적합하지 않으며 내부 구조가 다소 복잡하다(2). 반면에 압전형 가 속도계는 압전 소자와 관성 질량의 조합 설계로서 저주파 진동 측정에 적합한 고감도의 가속도 계와, 감도는 떨어지나 아주 높은 주파수 범위의 진동까지 측정이 가능한 가속도계를 손쉽게 설계, 제작할 수 있다. 본 글에서는 선진국에 비해 낙후된 국내의 센서 설계, 제작 기술을 고 양시키고자 최근 한국과학기술원에서 시도된 압전형 가속도계의 개발 연구 사례를 중심으로 설계 및 제작시 고려 사항과 보정 문제를 소개하고자 한다.

• Composites Research
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• 제14권5호
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• pp.12-19
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• 2001

급격한 과도하중이나 충격 등에 의해서 발생만 복합적층 내부의 손상은 항공기 구조물과 같이 안전성이 중요시되는 구조의 신뢰성을 저하시키며 또한 큰 위험 요인이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 구조의 건전성을 모니터링하고 파손여부를 실시간으로 감지하기 위해 단파장 레이저와 광대역광원을 동시에 적용한 광섬유 센서를 이용하여 변형률 및 파손을 실시간으로 동시에 모니터링 할 수 있는 시스템을 구성하였다 이때 서로 다른 파장대의 두 장원은 파장분할다중 송신기를 이용하여 하나의 광섬유 센서에 적용되었다 파손신호의 특징을 정량적으로 구분하기 위해 STFT와 Wavelet Transform 과 같은 시간 주파수 분석법을 사용하였으며, 광섬유 센서로 취득 긴 파손신호 및 변형률 측정값을 각각 압전 세라믹 센서와 스트레인게이지의 값과 서로로 비교하였다. 장시간동안 파손과 동시에 측정된 변형률의 값은 스트레인게이지의 측정값과 잘 일치하였으며 파손감지 시스템 또만 미세한 파손신호까지 민감하게 감지해 낼 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권12호
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• pp.1180-1186
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• 2001

고진공 저항 가열식 증발 증착기를 이용하여 약 1$mu extrm{m}$ 두께의 W $O_3$-Sn $O_2$박막 가스센서를 제작하였다. 50$0^{\circ}C$에서 4시간동안 공기중 열처리한 다음, 제조된 박막의 결정성과 미세구조를 관찰하였다. 100 ppm의 산화성 가스인 N $O_2$와 환원성 가스인 CO 가스에 대한 가스 감응 특성을 측정한 결과, N $O_2$가스에 대한 감도( $R_{gas}$/ $R_{air}$)는 기판온도 25$0^{\circ}C$에서 W $O_3$박막이 약 1000으로서 가장 높았으며, CO 가스 감도는 기판온도 15$0^{\circ}C$~25$0^{\circ}C$ 범위에서 약 0.25로 가장 양호하였다.하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권3호
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• pp.301-306
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• 1999

CO2 감지용 La2O3-SnO2 계 후막형 소자를 제조하여 CO2가스에 대한 기초 감지 특성을 조사하였고, 감지 분말의 입자크기와 제조방법에 따른 감도 변화를 고찰하였다. 후막 소자는 40$0^{\circ}C$의 작동온도와 4wt.%의 La2O3가 첨가되 srjt에서 가장 좋은 감도를 나타내었고, 낮은 습도영역에서 우수한 감지 특성을 보였다. 분말 혼합법에 의해 제조된 소자에 있어서 La2O3와SnO2 분말의 입자가 미세할수록 우수한 감도를 나타내었고, La2O3의 입도가 SnO2의 입도 보다 감도에 더 큰 영향을 주었다. SnO2 후막 표면에 La 용액을 코팅하여 제조된 센서는 가장 우수한 CO2 감도특성을 보였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제28권9호
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• pp.721-729
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• 1991

SnO2-TiO2(Pt or Pd), as raw material for hydrocarbon gas sensors, was prepared by a coprecipitation method. The SnO2-TiO2-based thick film gas sensors were made by screen printing technique. The titanium dioxide synthesized was shown to be anatase structure from XRD peaks and was transformed to rutile structure between 700$^{\circ}C$ and 1000$^{\circ}C$. Titanium dioxide in SnO2-TiO2 thick films devices plays a very important role in the enhancement of the sensitivity to CH4 and C4H10. In the case of SnO2-TiO2(Pt) sensors, titanium dioxide that was rutile structure enhanced the sensitivity of the thick film to CH4. Platinum added to the raw powder at coprecipitation (as chloroplatinic acid VI hydrate) improved the gas sensitivity to hydrocarbon gases. Therefore, it is expected that the SnO2-TiO2(Pt) thick film sensors fabricated in this experiment could be put into practical use as LPG (primary component : C4H10 and C3H8) and LNG (primary component : CH4) sensors.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권1호
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• pp.92-96
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• 2010

Based on the differential electrode equilibria approach, potentiometric YSZ sensors with semiconducting oxide electrodes for CO detection are developed. To improve the selectivity, sensitivity and response-time of the sensor, our strategy includes (a) selection of an oxide with a semiconducting response to CO, (b) addition of other semiconducting materials, (c) addition of a catalyst (Pd), (d) utilization of combined p- and n-type electrodes in one sensor configuration, and (e) optimization of operating temperatures. Excellent sensing performance is obtained by a novel device structure incorporating $La_2CuO_4$ electrodes on one side and $TiO_2$-based electrodes on opposite substrate faces with Pt contacts. The resulting response produces additive effects for the individual $La_2CuO_4$ and $TiO_2$-based electrodes voltages, thereby realizing an even higher CO sensitivity. The device also is highly selective to CO versus NO with minor sensitivity for NO concentration, compared to a notably large CO sensitivity.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권12호
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• pp.1322-1326
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• 1999

In2O3 thick film gas sensor for detecting NOx gas of high concentration was fabricated by a screen printing technique. This work focussed on investigation of the change of sensitivity to NOx gas with firing temperatures of sensing layer and on improvement of the sensitivity by adding catalysts such as Al,. Ru, and SnO2 The cross sensitivites of sensor to CO, H2, CH4 and i-C4H10 gases were also examined under NO2 gas concentration of 200ppm Pure In2O3 gas sensor prepared at a firing temperature of 50$0^{\circ}C$ showed a maximum sensitivity to NOx gas at the operating temperature of 40$0^{\circ}C$ Al(0.004 wt%)-In2O3 sensor largely improved the sensitivities to both NO2 and NO gas and showed a superior selectivity compared with other gas sensors.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권8호
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• pp.817-823
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• 2000

A solid-state electrochemicall cell for sensing CO2 gas was fabricated using a solid electrolyte of Li2CO3-Li3PO4-Al2O3 mixture and a reference electrode of LiMn2O4. The e.m.f. (electromotive force) of sensor showed a good accordance with theoretical Nernst slope (n=2) for CO2 gas concentration range of 100-10000 ppm above 35$0^{\circ}C$. The e.m.f. of sensor was constant regardless of oxygen partial pressure at the high temperature above 0.1 atm. It was, however, a little depended on oxygen partial pressure as the pressure decreased below 0.1 atm. The oxygen-dependency of our sensor gradually disappeared as the operating temperature increased. The sensing behavior of our CO2 sensor was affected by the presence of water vapor, but its effect was small comparing with other sensors.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권2호
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• pp.213-219
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• 1996

$300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 동작하는 전통적인 $SnO_{2}$ 또는 ZnO와 같은 전통적인 세라믹 가스 센서보다 훨씬 낮은 온도에서 동작이 가능한 $Pt/MoO_{3}$ 가스 센서를 pellet 형으로 제작하였다. $Pt/MoO_{3}$ 가스 센서의 하고 온도(calcination temperature)에 따른 표면구조의 변화와 결정구조의 변화가 투과전자현미경(transmission electron microscopy)과 X-선 회절시험에 의하여 조사되었다. 투과전자현미경 사진으로부터 하소 온도가 증가할수록 시편에서 $PtCl_{x}$에서 Cl의 양이 줄어드는 것과 Pt위에 $MoO_{3}$의 얇은 막(overlayer)이 형성되어 있다는 것을 보여준다. 가스 흡착 시험 결과 표면구조의 변화에 따라서 시편의 수소 저장 능력이 변화함을 보여주었다. $50^{\circ}C$와 $150^{\circ}C$에서 수소가스 감지도를 측정한 결과 매우 우수한 결과를 보여 주었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권2호
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• pp.19-25
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• 2019

구조물의 충격 위치 검출을 위해 본 연구그룹에서는 압전 페인트 센서를 연구하고 있다. 압전 페인트는 고주파 신호 및 충격에 민감한 특성으로 인하여 충격 감지에 사용할 수 있다. 또한, 압전 페인트 센서는 세라믹 센서가 적용될 수 없는 곡선 또는 복잡한 구조에 코팅될 수 있으며 외부 전원을 필요로 하지 않는다. 충격을 검출하기 위해 모자이크 패턴 전극을 시험편 위에 코팅하였고, 충격 신호는 충격이 발생한 전극부에서 얻을 수 있었다. 보다 더 정확한 충격 위치 검출을 위해서는 전극을 더 많은 부분으로 나누어 해당 전극부로부터 충격 데이터 수집이 필요하다. 본 연구에서는, 데이터 수집을 위하여 가볍고 저렴한 간단한 멀티채널 데이터 수집 시스템을 개발하였다. ARM Cortex-M3의 UART 통신을 이용하여 총 4채널의 데이터를 수집하였다.