• Title/Summary/Keyword: 진동 센서

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Low-Velocity Impact Detection of Composite Plate Using Piezopolymer Sensor Signals without Charge Amplifier (전하증폭기를 사용하지 않은 고분자 압전센서 신호를 이용한 복합재 평판의 저속충격 탐지)

  • 김인걸;정석모
    • Composites Research
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    • v.13 no.6
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    • pp.47-54
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    • 2000
  • One promising method for impact detection of composite structures is based on the use of piezopolymer thin fim (PVDf) sensor. In this paper, the relationship between the contact force and the signals of the attached strain gage and PVDF sensor to the composite plate subjected to low-velocity impact were derived. The relation for the open circuit and short circuit voltage of PVDF sensor was derived based on the equivalent circuit model of the piezoelectric sensor. The work was then extended to include experimental investigation into the use of short circuit voltage of PVDF sensor without using charge amplifier to detect low-velocity impact. The natural frequencies and damping ratio of the composite plate obtained from the vibration test were used to modify the analytical model and therefore the differences between measured and simulated signal of the modified analytical model in both forward and backward problem were considerably reduced. The reconstructed contact force and simulated sensor signals agreed well with the measured contact force, strain gage signal, and PVDF sensor singanl.

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The Performance Analysis of the Parameter Extracting Technique for the Vibration Monitoring System in High Voltage Motor (고압전동기용 진동 감시 시스템의 계수 추출기법 성능 분석)

  • Park, Jung-Cheul;Lee, Dal-Ho
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.12 no.5
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    • pp.529-536
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    • 2019
  • In this paper, the signals of the sensor for extracting characteristic parameters of the rotor are collected and the performance of the extraction technique is analyzed. To this end, a vibration test league was developed for conducting model tests to analyze the signal characteristics under normal operation. As a result, it is judged that no change in the measured the raw data amplitude will occur in the acceleration sensor with the unbalanced mass measured from the acceleration sensor. Performing FFT showed a significant increase in amplitude of the rotational frequency of 20 Hz as the unbalanced mass increased. The analysis results according to the change in the unequal mass of the speed sensor also showed a significant increase in the 1X Harmonics component, such as the acceleration sensor. There was no change in the amplitude of the acceleration sensor data when the misalignment occurred, and for the Envelope data, the amplitude of 2X (40 Hz) was increased depending on the degree of misalignment. The velocity sensor at change of misalignment also showed similar results to the acceleration sensor, and the peak was reduced at 600 Hz as the load increased in the frequency spectrum.

3D Node Deployment and Network Configuration Methods for Improvement of Node Coverage and Network Connectivity (커버리지와 네트워크 연결성 향상을 위한 3차원 공간 노드 배치 및 망 구성 방법)

  • Kim, Yong-Hyun;Kim, Lee-Hyeong;Ahn, Mirim;Chung, Kwangsue
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.37B no.9
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    • pp.778-786
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    • 2012
  • Sensors that are used on wireless sensor networks can be divided into two types: directional sensors, such as PIR, image, and electromagnetic sensors; and non-directional sensors, such as seismic, acoustic and magnetic sensors. In order to guarantee the line-of-sight of a directional sensor, the installation location of the sensor must be higher than ground level. Among non-directional sensors, seismic sensors should be installed on the ground in order to ensure the maximal performance. As a result, seismic sensors may have network connectivity problems due to communication failure. In this paper, we propose a 3D node deployment method to maximize the coverage and the network connectivity considering the sensor-specific properties. The proposed method is for non-directional sensors to be placed on the ground, while the directional sensor is installed above the ground, using trees or poles, to maximize the coverage. As a result, through the topology that the detection data from non-directional sensors are transmitted to the directional sensor, we can maximize the network connectivity. Simulation results show that our strategy improves sensor coverage and network connectivity.

Structural Health Monitoring of Harbor Structures using Imote2-Platformed Smart Wirless Sensor Node (Imote2 플랫폼 기반 스마트 무선센서노드를 이용한 항만구조물 건전성 모니터링)

  • Park, Jae-Hyung;Lee, So-Young;Kim, Jeong-Tae
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.307-310
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    • 2011
  • 본 연구에서는 항만 구조물의 구조건전성 모니터링을 위한 Imote2 센서 플랫폼 기반의 스마트 무선센서의 적용성을 평가하였다. 이를 위해 먼저, 고민감도 MEMS 가속도계를 탑재한 Imote2 센서 플랫폼 기반스마트 무선센서를 설계하였다. 둘째, 스마트 무선센서노드의 독자적인 구조 상태 모니터링을 위한 내장소프트웨어를 설계하였다. 마지막으로, 모형 케이슨 구조물의 진동실험을 통해 개발된 스마트 무선센서의 성능을 검증하였다.

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Multi-Scale Wireless Sensor Node for Global and Local Structural Health Monitoring (전역적-국부적 구조건전성 모니터링을 위한 다기능 무선센서노드)

  • Lee, So-Young;Ho, Duc-Duy;Park, Jae-Hyung;Kim, Jeong-Tae;Na, Won-Bae
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.662-665
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    • 2010
  • 본 연구에서는 전역적-국부적 구조건전성 모니터링을 위한 무선센서노드로서 가속도 및 임피던스 응답신호의 계측이 가능한 다기능 무선센서노드를 개발하였다. 이를 위해 첫째, 가속도 및 임피던스 응답의 계측이 가능한 다기능 무선센서노드를 설계 및 제작하였다. 둘째, 다기능 무선센서노드의 성능검증을 위하여 트러스교 모형을 대상으로 진동실험을 수행하였다. 셋째, 다기능 무선센서노드로부터 취득된 가속도 및 임피던스 응답을 이용하여 트러스 구조물의 구조 건전성 모니터링을 통해 다기능 무선센서노드의 적용성을 검증하였다.

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자장센서의 지상기능시험 데이터 분석을 통한 건전성 진단

  • Lee, Seon-Ho;Kim, Jin-Hui
    • The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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    • v.37 no.2
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    • pp.189.1-189.1
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    • 2012
  • 자장센서는 인공위성에 장착되어 궤도환경에서의 지자기장을 측정하는 센서로서 위성체의 자세결정과 자세제어 등에 활용된다. 일반적으로 자장센서는 원리와 응용범위에 따라 그 종류가 광범위하다. 응용되는 자기현상적으로 분류하면 Faraday 전자기 유도법칙을 이용한 방식, Hall Effect를 이용한 방식, 감지코일의 인덕턴스 변화와 와전류효과를 이용한 방식, 자속분포의 변화에 의한 유도기전력의 변화를 이용한 방식, 자기저항 변화효과를 이용한 방식 등이 있다. 그 중에서도 Faraday's Law를 이용하는 Fluxgate 자장센서가 구조가 비교적 간단하고 경량이며, 높은 신뢰성과 안정성을 가진다. 실제 위성을 발사하기전 지상에서는 위성체를 조립하고 전자파, 진동, 열진공 등과 같은 다양한 환경시험을 수행하는데, 이때 각 환경시험 수행을 전후로 자장센서의 극성시험, 응답시험 등과 같은 기능시험을 수행한다. 본 논문은 다양한 환경시험을 통해 수행한 Fluxgate 자장센서 기능시험 데이터에 대한 추이를 분석하여 위성 발사전 지상에서의 자장센서의 상태와 건전성을 진단하는 방법에 대하여 소개한다.

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A Study on Measurement of Penetration Depth of Steel Pipe Using the Impact-Echo Method (충격탄성파법에 의한 강관구조물 근입깊이 측정에 관한 연구)

  • Lee, Sang Hun;Kumagai, Takayuki;Endo, Takao;Han, Youn Hee
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.89-89
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    • 2011
  • 도로의 가드레일 지주 근입깊이의 부족에 의한 자동차의 전락사고 이 후, 일본의 국토교통성 등의 관계자들이 그 대책 세우기에 부심해 왔으나, 기설 지주의 근입깊이를 측정할 수 있는 방법은 아직까지 알려져 있지 않으며, 현재로서는 작업의 전 과정을 비디오로 촬영하여 그 기록을 남기도록 되어있다. 그러나 그것은 상당히 비효율적인 작업으로 엄밀한 감시기능을 다하지 못하고 있으며, 감독자와 시공자의 양자로부터 계측 도구의 개발이 절실히 요구되고 있다. 일부의 초음파 측정기 업자가 가드레일 지주의 근입깊이를 측정할 수 있다고 주장하고 있으나, 시장에는 아직 나타나지 않고 있으며, 그 측정시스템의 측정여부와 성능의 검증이 이루어지지 않고 있는 상황이다. 지금까지 충격탄성파법 또는 초음파법을 이용하여, 매설된 가드레일 지주의 근입깊이를 측정한 성공사례가 정식으로 보고된 바는 없으며, 같은 강관주인 눈사태 방지책의 지주 파이프에 대한 근입깊이의 측정은 본 연구그룹의 의해 행하여진 바가 있다. 검사봉이나 해머 등으로 대상물을 두드려서 탄성파를 발생시키고, 그것을 가속도계 또는 속도계의 진동센서로 감지하여 그 파형을 분석함으로써 대상물의 치수 등을 측정하는 충격탄성파법은, 특히 콘크리트를 대상으로 공동 및 매설물 등의 탐사, 균열깊이의 측정 등에 폭 넓게 사용되고 있다. 하지만 이 측정방법을 가드레일의 지주의 근입깊이 측정에 적용할 경우, 일반적으로 행하여지는 방법, 즉 진동센서를 대상물의 상단부(캡)에 설치하는 방법으로는 접합부에 의한 탄성파의 손실과 캡의 휨 진동에 의한 노이즈 등을 해결하기가 곤란해진다. 또한 지반의 존재로 인한 진동 모드의 변화와 진동에너지의 감소 등의 문제점을 해결하지 않으면 안 된다. 본 연구는 충격탄성파법을 이용하여 지반에 설치된 눈사태 방지책이나 가드레일의 지주와 같은 강관 구조물의 근입깊이를 측정하고자 하는 연구이다. 이를 위해 진동센서를 캡이 아닌 측면부에 취부장치를 이용하여 설치함으로써 길이방향의 탄성파를 측정할 수 있도록 하고, 실제 구조물에 대해 측정을 실시하여 그 측정시스템의 성능과 유용성을 검토하고자 한다. 또한 다양한 길이의 실험용 강관 파이프를 매설하고 측정실험을 실시하여 측정시스템의 적용성에 대해서도 검토하였다. 본 연구를 통하여, 수신센서를 파이프의 측면에 선접촉하게 함으로서 종파를 감지하여 근입깊이를 포함한 파이프의 전 길이를 측정하는 본 측정시스템은 매설된 강관 구조물의 길이 측정에 기본적으로 적용 가능함을 확인할 수 있었다. 특히 오거 굴착으로 시공된 경우에는 높은 정도의 측정성능을 보여주었다. 또한 항타관입 파이프에 대해서는 지반의 영향을 고려함으로써 길이의 측정이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 오거 굴착 또는 항타 관입 등 시공방법에 따라 측정결과에 대한 지반의 영향 정도가 달라지며 파형 분석 및 길이 산정시 그 영향을 고려하여야 함을 확인하였다.

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