• Title/Summary/Keyword: 전기 역학적 신호

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보에 부착된 압전웨이퍼의 전기역학적 신호를 통한 고주파수 대역 감쇠 추정 (Estimating High-Frequency Damping of a Beam through Electro-Mechanical Signatures of Piezoelectric Wafer Mounted on the Beam)

  • 신용재;박현우
    • 대한토목학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.217-229
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    • 2017
  • 보의 표면에 부착된 압전웨이퍼를 통해 가진되고 측정되는 고주파수 대역의 전기역학적 신호는 보에 발생한 미세 손상에 매우 민감하다. 이러한 부착형 압전웨이퍼의 장점을 이용한 보의 손상 진단을 효과적으로 수행하기 위해서는 압전웨이퍼의 탐지범위 예측이 필요하다. 고주파수 대역에서 압전웨이퍼의 탐지범위에 영향을 주는 여러 가지 요인 중 가장 지배적인 인자는 보의 감쇠이다. 이 연구에서는 보에 부착된 압전웨이퍼의 전기역학적 신호를 이용하여 보의 감쇠를 추정할 수 있는 기법을 제시한다. 공진이 발생하는 과정에서 보의 감쇠효과를 고려하여 압전웨이퍼의 전기역학적 신호를 파전달 관점에서 정식화한다. 실제 계측된 전기역학적 신호로부터 구한 측정 감쇠비 함수값과 정식화된 전기역학적 신호로부터 계산된 감쇠비 함수값의 차이를 최소화하는 최소자승법을 통해 보의 감쇠비를 추정한다. 제시된 방법을 압전웨이퍼가 병치되어 있는 알루미늄 보 수치 및 실험 예제에 적용하여 타당성을 검증한다.

판의 무기저 손상 진단을 위한 병치형 압전웨이퍼의 전기역학적 신호 분해 (Decomposing the Electro-Mechanical Signatures of Collocated Piezoelectric Wafers for the Baseline-Free Damage Diagnosis of a Plate)

  • 김은진;손훈;박현우
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.347-351
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    • 2010
  • 판과 같은 구조물의 손상 감지를 위해, 손상 전 구조물의 임피던스 신호를 기저신호(Baseline impedance signal)로 이용하여 직접적으로 비교하지 않는 새로운 개념의 무기저 손상진단 기법(Reference-free impedance method)을 제시한다. 박막 압전소자(이하 PZT)를 판의 상하 표면에 부착시킨 한 쌍의 병치 PZT를 이용하여 손상으로 인해 모드변환을 일으키는 전기역학적 신호(Electro Mechanical Signatures ; 이하 EMS)를 추출한다. 이 연구에서는 스펙트럼 요소법(Spectral Element Method ; 이하 SEM)을 이용하여 주파수 영역에서 병치된 PZT의 EMS를 파악하기 위한 수치해석을 수행한다. 특히, 손상에 의해 발생된 모드변환 EMSMC를 병치된 PZT의 극성에 기인한 신호분해 기법을 적용하여 추출하고, 분해된 모드변환 EMSMC가 손상의 위치와 크기에 따라 받는 영향을 추가로 분석한다.

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판구조물에 부착된 압전소자의 전기역학적 어드미턴스 스펙트럼 요소 해석 (Spectral Element Analysis for the Electro-Mechanical Admittance of a Piezoelectric Wafer Bonded on a Plate)

  • 김은진;손훈;박현우
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.239-242
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    • 2009
  • 구조물의 표면에 부착된 압전소자(이하 PZT)의 전기역학적 어드미턴스(Electro-mechanical admittance)는 PZT와 구조물의 상호작용에 의해 발생하는 PZT의 압전효과와 유전성(dielectric)이 결합되어 발생되는 신호이다. 고주파수 대역에서 PZT의 전기역학적 어드미턴스는 구조물의 국부손상에 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 실험에서 측정된 PZT의 전기역학적 어드미턴스 분석에 널리 쓰이는 Liang 모델은 구조물을 단자유도계로 단순화하여 구조물의 동적특성이 전기역학적 어드미턴스에 미치는 영향을 정확하게 나타내기 어렵다. 유한요소법을 통해 PZT와 구조물의 상호작용을 해석하면 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 고주파 대역에서 정확한 해석을 위해서는 유한요소망을 조밀하게 구성해야 하므로 많은 계산비용이 수반된다. 이 연구에서는 유한요소법과 비교하여 월등히 적은 계산비용으로 고주파 대역의 동적 응답을 매우 정확하게 모사할 수 있는 스펙트럼 요소법(Spectral Element Method ; 이하 SEM)을 통해 판구조물에 부착된 PZT의 전기-역학적 어드미턴스를 해석한다. 수치 예제 및 실험 예제를 통하여 내민보에 부착된 PZT에서 발생하는 전기-역학적 어드미턴스를 취득하고 이를 SEM해석 결과와 비교한다.

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자동차용 타이어의 중량불균일 모델링 및 측정에 관한 연구 (Tire Imbalance modeling and Measuring System)

  • 이기성;정태원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2477-2479
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    • 2003
  • 본 연구에서는 타이어의 중량 불균일 측정을 위한 메카니즘의 모델링 및 분석을 통해 로드셀에 의해 샘플링된 신호를 해석하여 불균일량을 측정하는 방법을 제안한다. 진동역학적인 모델을 근거로 신호의 변환과 영향계수의 산출을 통해 정확한 불균형량 측정을 가능하게 하였다.

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가속도 및 임피던스 신호의 특징분류를 통한 교량 연결부의 하이브리드 손상 모니터링 기법 (Hybrid Damage Monitoring Technique for Bridge Connection Via Pattern-Recognition of Acceleration and Impedance Signals)

  • 김정태;나원배;홍동수;이병준
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.57-65
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    • 2006
  • 본 논문에서는 구조물의 전역적인 손상도 평가와 국부 구조 연결부의 손상 검색을 동시에 수행할 수 있는 하이브리드 구조 손상 모니터링 체계가 제시되었다. 하이브리드 손상 모니터링 체계는 진동기반 기법과 전기/역학적 임피던스 기법으로 구성되었다. 진동기반 기법은 구조물의 모드특징의 변화를 사용하여 구조물의 전역적 특성의 변화를 감지하고, 전기/역학적 임피던스 기법은 PZT 센서의 저항 변화를 사용하여 국부 구조 연결부의 손상 여부를 검출한다. 제안된 하이브리드 모니터링 체계를 검증하기 위해 구조 연결부의 볼트 풀림 상황을 손상 시나리오로 선택하였으며, 가속도 응답과 임피던스 응답 신호가 계측되었다. 실험 결과, 제안된 하이브리드 모니터링 체계를 통해 구조물의 전역적 손상 상태와 국부 구조 연결부의 손상을 정확하게 모니터링 할 수 있었다.

근전기록장치의 신호처리 소프트웨어 개발 (Development of Signal Process Software for Electromyograph(EMG))

  • 이상식;박원엽;이충호
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.17-22
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 운동역학 및 정형외과 등에서 많이 사용하는 근전기록장치의 범용 신호처리 소프트웨어를 개발하는 것이다. 개발한 신호처리 소프트웨어는 임상, 재활, 인간공학 및 스포츠 등에서 많이 사용하는 근전기록장치에 범용적으로 사용 가능하다. 모니터링, 주파수 분석, 제로 크로싱 및 비교 분석 등의 신호처리가 자동으로 처리 가능한 각각의 모듈을 개발하였다. 그리고 연속적인 모니터링, 분석이 쉬운 출력물, 사용이 쉬운 UI가 가능하도록 개발하였다. 개발된 신호처리 소프트웨어는 임상, 재활, 인간공학 및 스포츠 등의 여러 분야에 사용 가능하도록 개발하였고, 작동 실험 결과에서 볼 수 있듯이 측정된 근전신호는 좋은 특성 결과를 보였다. 본 연구에서 개발된 신호처리 소프트웨어는 신경외과 및 정형외과 등에서 사용하는 근전기록장치의 소프트웨어로 적용 가능할 것으로 판단된다.

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혈중 알코올 농도에 따라 반응하는 뇌활동도의 카오스분석 (Chaotic Analysis of Brain Activity with Varying Blood-Alcohol Level)

  • 오영직;이종호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.3238-3240
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    • 2000
  • 본 논문의 목적은 음주섭취로 인한 혈중 알코올 농도에 따른 뇌의 활동도변화를 측정, 분석하는데 있다. 1차원 시계열데이터인 EEG신호는 생체 비선형 동역학 시스템으로부터 발생하는 Deterministic Nonlinear Chaos신호로써 무작위적인 신호와는 구분되어질 수 있다. EEG시계열데이터를 위상공간에 적절한 어트랙터로 재구성하여 상관차원 최대발산지수 등의 카오스 지수들을 추출하여보면 EEG시계열데이터가 무작위적인 계에서 발생하는 랜덤한 신호가 아닌 카오스계에서 기인함을 알 수 있고, 인간의 정신상태에 따른 뇌의 활동도를 정성적, 정량적으로 판별해 볼 수 있다. 이러한 카오스 분석방법을 토대로 음주전의 뇌의 활동도와 음주후 혈중알코올 농도에 따른 뇌의 활동도변화를 EEG의 카오스 지수들의 변화를 통해 분석해 보았다.

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지진파에 의해 발생하는 ULF 전자기장 변동 (ULF electromagnetic variation associated with seismic wave)

  • 이희순;이춘기;권병두;양준모;오석훈;송윤호;이태종
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.197-202
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    • 2005
  • 최근 제주도에서 실시된 자기지전류(Magnetotelluric) 탐사 자료에서 일본의 Kii 반도 남동쪽 해상에서 발생한 지진활동과 관련된 전자기 현상이 관측되었으며, 이러한 동지진 전자기장 신호의 특성과 메카니즘을 분석하였다. 전파속도, 파워 스펙트럼의 특성, 지진 기록과의 비교, MT 임피던스의 변화, 타원분극 방향 등의 분석으로부터 전자기장 변동이 지진파 전파 과정에서 측점 주변에서 유도된 전자기장으로 판단되며, 측점 주변의 지전기 및 수리지질학적 구조에 의해 전자기장 변동이 크게 좌우됨을 알 수 있다. 전기역학적 효과의 간단한 고찰을 통해 관측된 전자기장의 크기가 이론적 근사와 유사함을 알 수 있었으며 전자기장의 파워가 가속도 파워와 밀접히 관련되어있음을 알 수 있으나 측점에 따라 전자기장의 크기와 방향이 크게 차이가 나는 것은 설명하기 위해서는 전기역학적 메카니즘 이외의 효과를 고려할 필요가 있다.

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모바일 기반의 HRV 알고리즘 분석 인터페이스에 대한 실증적 시뮬레이션의 재활치료용 생체계측 시스템 모델링의 구현 (Embodiment of living body measure system modeling for Rehalibitation treatment of positive simulation for HRV algorithm analysis interface of Mobile base)

  • 김휘영
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.437-446
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    • 2006
  • 모바일 컴퓨터는 현대기술의 보조적 역할보다는 중추적인 역할을 제공하고 새로운기술을 생리학적 개념의 정확성을 재고하고, 창조적으로 재건할 수 있다. 병적징후들이 질병으로 발전되기 휠씬 이전에 재활전, 후 변화를 유도하는 과정에 개입할 수 있는 가능성을 제공해 준다. 그러나 많은 파라미터가 분석대상, 수학적 처리 및 얻어진 데이터의 평준화 시스템의 거대함, 모든 데이터의 동시수집이 어려움 등을 들 수 있다. 이러한 주점은 시스템을 구성하는 요소들간의 구조적인 연관성에 두고 있다. 따라서 본 연구에서는 시스템적 조절의 시간적 요소가 지니는 역학연구가 분석핵심이 되는 접근법의 모색이 타당하고 재활용 생체전기 신호를 바탕으로 하는 신경역학적 코드화 방법을 채택했다. 연구결과, 생체신호 디지털 분석장치의 바탕모델이 개발할 수가 있었고 학문적인 모색을 목적으로 재활치료용HSS(Hardware-software system)를 적용시킬 수가 있었다. 나아가 모바일기반의 생체전기 신호형성의 비전형화된 특성이 연구되었고 그 결과, 생체계측 신호의 기본적인 과정을 아날로그-디지털 송수신장치의 구조회로 형태로 모델링 할 수 있었다.

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접지설비

  • 배석명
    • 전기저널
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    • 통권335호
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    • pp.37-52
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    • 2004
  • 접지설비는 다른 설비에 비해서 단지 부속설비처럼 안이하게 취급하는 경우가 많다. 그러나 접지설비는 전로의 이상전압을 억제하고 지락시의 고장전류를 안전하게 대지로 흘려 인체의 보호나 화재, 기기의 손상 등의 재해를 방지하는 것뿐만 아니라 제어기기를 안정하게 동작시키는 등의 역할을 위한 필수불가결한 설비이다. 특히 최근 전자기기의 급격한 증가에 따라 안정된 신호계를 확보하기 위한 접지설비가 다양화, 혼재화하고 있다. 접지를 하여야 할 설비에는 전력설비, 정보$\cdot$통신설비(신호, 제어, 유무선통신, 컴퓨터 등), 피뢰설비(피뢰침, 피뢰도선, 가공지선 등)를 비롯하여 정전기 제거설비, 유도장해 방지설비 등 여러 가지 설비가 있다. 접지는 기본적으로 대지에 전기적 단자를 접속하는 것으로 즉, 금속 등의 도전성 물체를 대지와 전기적으로 접속하여 도전성물체의 전위를 대지와 같은 전위 또는 전위차를 최소화시키는 것을 말한다. 금속체와 대지를 접속하는 단자의 역학을 하는 것이 접지전극(Grounding electrode)이라고 하며 보통은 지중에 매설되어 있는 도체가 사용된다. 접지전극과 접지를 하는 설비를 연결하는 도선을 접지도선 또는 접지선(Grounding conductor)이라고 한다. 따라서 접지설비를 설계하기 위해서는 접지의 목적, 기능, 종류를 정확하게 이해하여 접지시스템을 구축함과 동시에 적절한 접지개소, 접지선, 접지극을 선정하고 시공하여야 한다.

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