• 제목/요약/키워드: Acoustic sensors

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Acoustic Emission 의 섬유파단 Source Location을 이용한 Carbon Fiber/Epoxy Composites의 계면특성 및 비파괴적 평가 (Interfacial and Nondestructive Evaluation of Single Carbon Fiber/Epoxy Composites by Fiber Fracture Source Location using Acoustic Emission)

  • Kong, Jin-Woo;Kim, Jin-Won;Park, Joung-Man;Yoon, Dong-Jin
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.116-120
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    • 2001
  • Fiber fracture is one of the dominant failure phenomena to determine total mechanical properties in composites. Fiber fracture locations were measured by optical microscopic method and acoustic emission (AE) as functions of matrix toughness and surface treatment by the electrodeposition (ED), and then two methods were compared. Two AE sensors were attached on the epoxy specimen and fiber fracture signals were detected with elapsed time. The interfacial shear stress (IFSS) was measured using tensile fragmentation test and AE system. In ED-treated case, the number of the fiber fracture measured by an optical method and AE was more than that of the untreated case. The signal number measured by AE were rather smaller than the number of fragments measured by optical method, since some fiber fracture signals were lost while AE detection. However, one-to-one correspondence between the x-position location by AE and real break positions by optical method was generally established well. The fiber break source location using AE can be a valuable method to measure IFSS for semi- or nontransparent matrix composites nondestructively (NDT).

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표면탄성파 필터를 위한 ZnO 박막의 특성 (Characteristics of ZnO thin film for surface acoustic filters)

  • 김영진;박욱동;김기완
    • 센서학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.45-50
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    • 1995
  • The excellent c-axis oriented zinc oxide thin films were prepared by the RF magnetron sputtering method on glass substrates. Optimum fabrication conditions of the ZnO films were such that RF power, substrate temperature, and gas pressure of mixture Ar(50%):$O_{2}$(50%) were 150 W, $200^{\circ}C$, and 5 mTorr, respectively. In these conditions, the deposition rate was $310\;{\AA}/min$, and the resistivity of the film was $1{\times}10^6\;{\Omega}{\cdot}cm$. The ZnO film also showed high c-axis orientation and crystalinity according to XRD pattern and SEM photograph. A fabricated interdigital transducer generated 1st mode surface acoustic wave at 46.6 MHz and 2nd mode surface acoustic wave at 52.5 MHz. At the 1st mode, the phase velocity of surface acoustic wave and the electromechanical coupling coefficient were 2795 m/sec and 0.031 %, respectivly. At the 2nd mode, they were 3149 m/sec and 0.019 %. respectivly.

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수중음향센서의 소음차단을 위한 다층구조 설계 최적화에 대한 연구 (Study on Design Optimization of a Planar Multi-layer Structure for Noise Reduction of Underwater Acoustic Sensors)

  • 김강천;김성희;김준곤;길현권;홍석윤;송지훈;권현웅;서영수;전재진
    • 한국음향학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.317-328
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    • 2013
  • 본 논문은 수중함에 부착되는 소나(sonar)에서 소음차단을 위하여 일반적으로 사용되는 다층구조의 설계 최적화를 수행하였다. 설계 목표로서는 자함 자체 기계가진 진동으로 인하여 음향센서에 유기되는 음압이 낮도록, 그리고 외부 표적 함정으로부터 방사되어오는 음에 기인한 소나의 수신 음압이 운용주파수 대역에서 높고 고른 음압을 갖도록 하는 두 가지 상반된 설계 목표를 고려하였다. 설계 변수로서는 다층구조 각층의 재료 물성치 선택에 따른 이산변수와 각 층의 두께 변수인 연속변수를 함께 고려하여, 각 변수의 최적화 과정에 따른 영향도를 분석 하였고, 최적화 방법으로서는 진화알고리즘을 적용하였다. 또한 최적화 과정으로서는 두 가지 목표를 각각 고려하는 경우와 동시에 두 가지 복합적인 목표를 고려하는 경우에 대한 설계 최적화를 수행하여, 각 경우에 대한 설계 목표치의 최대화 정도를 분석하였다.

스마트 능동 레이어 센서 개발 (I): 이론 및 개념 연구 (Development of Smart Active Layer Sensor (I) : Theory and Concept Study)

  • 윤동진;이영섭;권재화;이상일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.465-475
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    • 2004
  • 본 논문은 두 편으로 구성된 스마트 능동 레이어(smart active layer, SAL) 센서 개발에 관한 첫 번째 논문으로, 구조 내에 발생하는 균열 및 손상에 의한 탄성파 검출을 위한 SAL 센서의 이론 및 개념을 연구하였다. 본 SAL 센서의 개발을 위해, 첫째, 탄성파의 기본 이론을 고찰하였고, 둘째, 이론적 토대 위에 단일 압전 disc의 유한요소해석법(finite element analysis, FEA)을 이용하여 탄성파 검출 센서로서의 가능성을 검증하였고, 셋째, 몇 종류의 압전 disc 센서와 상용 음향방출(acoustic emission, AE) 센서를 연필심 파괴시험을 통해 상호 성능을 비교하여 실험적으로 그 가능성을 확인하였다. 또한 수 개의 센서를 일정한 거리로 분포시켜서 구조물 결함의 효과적 검출 및 위치 표정이 가능한 스마트능동레이어 센서의 개념연구를 수행하였다.

PZT 및 PVDF 센서에 따른 음향방출과 Micromechanical 시험법을 이용한 단일 Basalt 섬유 강화 에폭시 복합재료의 비파괴 손상감지능 평가 (Evaluation of Nondestructive Damage Sensitivity on Single-Basalt Fiber/Epoxy Composites using Micromechanical Test and Acoustic Emission with PZT and PVDF Sensors)

  • Kim, Dae-Sik;Park, Joung-Man;Jung, Jin-Kyu;Kong, Jin-Woo;Yoon, Dong-Jin
    • Composites Research
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    • 제17권4호
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    • pp.61-67
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    • 2004
  • Micromechanical 시험법과 음향방출을 이용하여 단일 basalt 섬유 강화 에폭시 복합재료의 비파괴 손상감지능을 평가하였다. 음향방출 센서로는 PZT 및 고분자 PVDF와 P(VDF-TrFE)를 사용하였고 단섬유 강화 시험법에서 각 센서 종류에 따른 손상감지능을 상호 비교하였다. 고분자 센서는 시편 표면에 부착시키거나 내부에 함침시켜 사용하였지만 PZT 센서는 표면에 부착하여 사용하였다. 고분자 센서를 시편 표면에 부착시킨 경우와 함침시킨 경우 감지능은 비슷하였지만 부착의 경우 debonding 신호가 많아 함침 시키는 방법이 손상감지에 더 효과적이었다. 손상 감지능은 PZT센서가 가장 높았고, 함침 및 부착 모두에서 PVDF와 P(VDF-TrFE) 센서의 손상감지능은 거의 비슷하였다.

히스토그램 분석을 이용한 배관 증기누설 검출 방법 (Steam Leak Detection Method in a Pipeline Using Histogram Analysis)

  • 김세오;전형섭;손기성;채경선;박종원
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.307-313
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    • 2015
  • 배관의 누설 검출은 주로 AE(acoustic emission) 센서와 같은 접촉식 센서가 이용되고 있다. 그러나 이러한 접촉식 센서는 고온이나 고방사능 지역에서 설치 및 운용의 어려움이 따른다. 이에 최근 원거리 감시 및 광역감시가 가능한 카메라를 이용한 누설 검출 방법에 대한 연구가 진행되어 왔다. 기존 카메라를 이용한 방법은 누설 검출을 위해 차영상 기법을 이용하고 있다. 그러나 이 방법은 누설뿐만 아니라 구조물의 진동이 누설로 검출되는 오류를 보이고 있다. 본 논문에서는 카메라를 이용한 누설 검출 방법에서 누설 검출 오류를 줄이기 위한 이동평균 차영상 및 히스토그램 분석법을 제안하였으며 실험을 통하여 성능을 평가하였다.

부착형 고분자 압전센서를 이용한 탄성파 검출 연구 (A Study on Detection of Elastic Wave Using Patch Type Piezo-Polymer Sensor)

  • 김기복;윤동진;권재화;이영섭
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.268-274
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    • 2004
  • 스마트 구조물에 적합한 탄성파 검출 센서로서 고분자 압전센서를 이용한 부착형 센서에 대한 연구를 수행하였다. PVDF와 P(VDF-TrFE)에 대하여 센서로서의 특성을 평가하였으며 상용화된 PZT 센서와 비교하였다. 음향임피던스가 서로 다른 여러 가지 재료에 고분자 압전센서를 부착하여 연필심 파괴 시 발생하는 탄성파를 검출하여 분석하였다. 센서의 직경이 증가함에 따라 검출 신호의 최대 진폭 값은 증가하였으나 센서의 주파수 검출한계는 감소하는 것으로 나타났다. 시편의 음향임피던스가 감소할수록 검출신호의 최대 진폭 값은 증가하였으며 주로 저주파수의 주파수 성분의 신호에 민감한 것으로 분석되었다. 전반적으로 P(VDF-TrFE) 센서가 PVDF 센서보다 감도 면에서 다소 양호한 것으로 나타났다.

SF6 가스중의 공진주파수에 따른 신호특성 (Characteristic as a Resonance Frequency of $SF_6$ Gas)

  • 이용희;이현동;박정남;신양섭;박장수;서정민
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1867-1869
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    • 2003
  • In this paper, chamber(Circuit breaker compartment of C-GIS) made of stainless steel with 4 mm width is used. Artificial defect was made on enclosure or HV conductor of chamber and $SF_6$ gas was injected into it according to pressure. In this experiment, Acoustic emission sensors of different types was used to compare sensitivity to detect acoustic signal occurred by Partial discharge(PD) of according to types and resonance frequency in $SF_6$ gas atmosphere. Sensors used in tests was R6I, R15I and 2/4/6 Pre-Amplifier connected with R6IU without pre. amp. In case of R6IU, gain was adjusted with 40 dB like other sensors and operated by differential mode. Post amplifier(post. amp) and band pass filter(BPF) were developed Gain of post. amp. is 60 dB and BPF has band width of $50{\sim}300$ kHz. Also, envelope circuit developed reduces frequency of AE sensor. As a result, in $SF_6$ atmosphere, R6IU and R6I had resonance frequency of 60 Hz was better than R15I. Also, R6IU was better than R6I because of type property of pre.amp. had differential mode.

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수중폭발에 의한 센서의 구조건전성 해석 (Structural Integrity Analysis of Underwater Acoustic Sensors due to Underwater Explosion)

  • 정재덕;홍석윤;길현권;송지훈;권현웅;전재진;서영수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권7호
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    • pp.597-604
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    • 2013
  • Underwater acoustic sensors are significantly damaged from underwater explosion. The damage that affects sensor should be evaluated for its smooth operations and safety. For satisfying these objectives, it is necessary to obtain more accurate values of the pressure and the energy flux density by distance. This paper is divided into two part. First, to obtain more accurate value of the pressure and the energy flux density at each point, the simulation results and the reference values were compared. For fitting to the reference pressure and the reference energy flux density, the sizes of fluid and TNT model are corrected, and the comparison results show good agreements. Second, based on these results, the structural integrity of underwater sensor structure was analyzed when TNT located in 10 meters from underwater sensors structure. This simulation used the commercial software MSC/DYTRAN.

An Efficient Routing Scheme Based on Node Density for Underwater Acoustic Sensors Networks

  • Rooh Ullah;Beenish Ayesha Akram;Amna Zafar;Atif Saeed;Sultan H. Almotiri;Mohammed A. Al Ghamdi
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권5호
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    • pp.1390-1411
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    • 2024
  • Underwater Wireless Sensors Networks (UWSNs) are deployed in remotely monitored environment such as water level monitoring, ocean current identification, oil detection, habitat monitoring and numerous military applications. Providing scalable and efficient routing is very challenging in UWSNs due to the harsh underwater environment. The biggest difficulties are the nodes inherent movement due to water current, long delay in data transmission, low bandwidth of the acoustic signal, high error rate and energy scarcity in battery powered nodes. Many routing protocols have been proposed to solve the aforementioned problems. There are three broad categories of routing protocols namely depth based, energy based and vector-based routing. Vector Based Forwarding protocols perform routing through virtual pipeline by defining their radius which give proper direction to packets communication. We proposed a routing protocol termed as Path-Oriented Energy Scaled Expanded Vector Based Forwarding (PESEVBF). PESEVBF takes into account all parameters; holding time, the source nodes packets routing path and void holes creation on the second hop; PESEVBF not only considers the packet upward advancement but also focus on density of the forwarded nodes in terms of number of potential forwarding and suppressed nodes for path selection. Node selection in resultant holding time is based on minimum Path Factor (PF) value. Moreover, the suppressed node will be selected for packet forwarding to avoid the void holes occurrences on the second hop. Performance of PESEVBF is compared with other routing protocols using matrices such as energy consumption, packet delivery ratio, packets dropping ratio and duplicate packets creation indicating considerable performance improvement.