• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권5호
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• pp.433-441
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• 2023

Piezoelectric ceramics play an important role in electrical and electronic devices such as sensors, actuators, and microelectronic devices. However, traditional ceramics are difficult to be used in various process industries due to their high brittleness and low flexibility. Therefore, piezoelectric paint sensors have been designed for application to the curved surfaces of complicated structures. Furthermore, recently, significant attention has been focused on the development of paint sensors that can be used as structure health monitoring sensors for vibration, impact, and acoustic emission. Several studies have successfully demonstrated the possibility that smart paint sensors can take the place of traditional ceramic sensors. In this review, we briefly introduce the concept of the piezoelectric paint sensors and the expected application field as well as their preparation and history.

• Composites Research
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• 제27권4호
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• pp.141-145
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• 2014

본 논문은 충격 센서로써 압전 페인트 센서를 사용해 구조물 건전성 모니터링을 수행하였다. 본 연구에 적용된 압전 페인트는 페인트 형태의 압전 재료로 물체에 얇게 코팅할 수 있고, 추가적인 외부 전원 필요 없이 충격 센서로 사용할 수 있다는 장점을 지닌다. 본 논문에서는 복합재 시편에 압전 페인트 센서를 네 부분으로 구분하여 도포한 후 충격 실험을 수행하였다. 압전 페인트 센서의 감도는 충격 힘에 따른 출력 전압을 측정하여 구하였고, 감도 측정과 더불어, 시편에 충격이 가해진 경우 압전 페인트 센서의 출력 신호를 비교하여 충격 위치도 추정하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권5호
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• pp.349-357
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• 2015

압전 페인트 센서는 압전 세라믹의 주성분인 압전 파우더와 에폭시의 결합으로 이루어진 페인트형 센서이다. 이 센서는 일반 페인트와 같이 구조물에 도포되기 때문에 다른 어느 센서보다 구조물에 부착이 용이하다. 본 연구에서는 압전 페인트센서가 도포된 구조물의 충격 감지 정도를 판단하고자 하였다. 특히, 철도차량을 대상으로 연구를 진행하고자 하였다. 철도차량 운용 중에 발생하는 자갈 비산으로 인해 발생하는 충격손상이 많이 보고되고 있고, 이러한 충격손상을 방지하고자 차량 하부구조물 전체 표면에 발생하는 충격신호를 실시간으로 감지할 필요가 있다. 철도차량이 운행되는 환경을 고려하여 압전 페인트시편을 $-20{\sim}60^{\circ}C$의 열사이클 환경에 노출시켜 센서의 감도 변화를 측정하였다. 알루미늄 시편에 압전 페인트센서를 도포하여 감도 측정을 수행한 결과, 열사이클 환경 전후에 감도 차이가 크지 않음을 확인하였고 이를 통해 환경 노출 후에도 압전 페인트센서로 충격 감지가 가능함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1335-1343
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• 2014

압전 페인트는 얇은 막의 형태로 선박이나 항공기 등에 도포되어 광범위한 면적에 발생되는 진동이나 충격을 검출하는 데 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문은 압전 페인트가 코팅된 구조물에 충격이 가해졌을 경우 충격이 가해진 위치를 검출할 수 있는지 평가해 보고, 다양한 경계 조건에 대해 충격 위치 검출에 차이는 없는지 살펴보았다. 실험에 사용된 압전 페인트 센서는 네 영역으로 알루미늄 시편 위에 코팅되었고 분극 과정을 거친 후 한 영역에 충격이 가해졌을 경우 전압의 변화를 실시간 모니터링하였다. 실험 결과, 충격이 가해진 부분 외 나머지 영역에서는 충격신호의 크기가 매우 작아 충격 신호가 거의 검출되지 않았으며, 경계 조건과 무관하게 모든 조건에서 충격이 가해진 부분에서만 큰 충격 신호가 검출되었다.

• 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.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권6호
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• pp.573-581
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• 2021

본 연구에서는 메카노크로믹 센서의 건설 구조물 건전도 모니터링 활용 가능성을 검토하기 위한 기초 단계의 실험적 연구를 진행하였다. 콘크리트 재료의 마감 유형에 따른 메카노크로믹 센서의 변형 및 변색 특성을 파악하였다. 그결과, 콘크리트 시험체의 인장변형률이 증가할수록 메카노크로믹 센서의 변형 및 변색 반응도가 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 콘크리트, 우레탄, 에폭시, 수성페인트 및 유성페인트의 마감 환경의 차이는 메카노크로믹 센서의 변형 및 변색 특성에 영향을 미치지 않았다.

• 한국해양공학회지
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• 제29권2호
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• pp.199-206
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• 2015

Regular high-strength carbon steel is currently the most commonly used pipe material for onshore and offshore pipelines. The corrosion of offshore pipelines is a major problem as they age. The collapse of these structures as a result of corrosion may have a heavy cost is lives and assets. Therefore, their monitoring and screening is a high priority for maintenance, which may ensure the integrity and safety of a structure. Monitoring risers and subsea pipelines effectively can be accomplished using eddy current inspection to detect the average remaining wall thickness of corroded low-alloy carbon steel pipelines through corrosion scaling, paint, coating, and concrete. A test specimen for simulating the offshore pipeline is prepared as a standard specimen for an analysis and experiment with differential bobbin eddy current sensors. Using encircling coils, the signals for the defect in the simulated specimen are analyzed and evaluated in experiments. Differential bobbin eddy current sensors can diagnose the defects in a specimen, and experiments have been carried out using the developed bobbin eddy current sensor. As a result, the most optimum coil parameters were selected for designing differential bobbin eddy current sensors.

• 유기물자원화
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• 제32권1호
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• pp.39-47
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• 2024

본 연구에서는 반도체 제조공정에서 발생한 실리콘 슬러지(SS)를 재활용하여 라이다 센서에 인식 가능한 검은색 소재(SS/bTiO₂)로 제조하고, 두 종류의 라이다 센서(MEMS 및 Rotating LiDAR)를 활용하여 제조한 소재의 인식률을 확인하였다. 상세히는, SS 표면의 금속 불순물을 제거하여 이산화티타늄을 도입하고 화학적 환원을 통해 SS/bTiO₂ 소재를 제조하였다. SS/bTiO₂는 투명 페인트와 혼합하여 친수성 검은색 도료로 제조하고 스프레이 건을 사용하여 유리 기판에 도포하였다. SS/bTiO₂ 기반의 도료는 상용화된 카본 블랙 기반의 도료와 유사한 명도(L^*=15.7)를 가짐과 동시에 우수한 근적외선 반사율(26.5R%, 905nm)을 나타내었다. 더불어, MEMS 및 Rotating 라이다를 통해서도 성공적으로 인식이 되는 것을 확인하였다. 이는 프레넬 반사 원리에 의해 검은색 이산화티타늄과 실리콘 슬러지 간의 계면에서 높은 반사가 일어났기 때문이다. 본 연구를 통해, 반도체 제조공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 효과적으로 재활용할 수 있는 새로운 응용 방안에 대하여 제시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1330-1334
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• 2012

잠수함이 가장 취약한 시기는 잠수함이 스노클이나 잠망경 운용을 위하여 잠망경 심도로 항해할 경우이며, 이때에는 비음향 탐지센서인 레이더와 광학, 사람에 의한 시각에 탐지될 확률이 매우 높다. 따라서 본 논문에서는 이러한 상황에서 탐지되는 취약성을 극복하고자 잠수함 마스트 및 잠망경 부분에 비음향 스텔스를 적용하고자 한다. 먼저 비음향 탐지센서에 대해서 조사하고, 그에 따른 스텔스 기법을 분야별 분석하여 최적화한 결과 다층형 구조로 선체표면부터 RAM layer, IR layer, Camouflage layer 구조로 각각 RAM layer는 자성재료인 페라이트계열로 3~5 mm, IR layer는 Ceramic 또는 Nickel 계열로 1~2 mm, Camouflage layer는 군청색 계열 페인팅을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권5호
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• pp.864-871
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• 2002

Acoustic emission(AE) technique has been applied to not only mechanical property testing but also on-line monitoring of the entire structure or a limit zone only. Although several AE devices have already been developed for on-line monitoring, the price of these systems is very high and it is difficult for the field to apply yet. In this study, we developed a specially designed PC-based leak detection system using A/D board. In this paper, AE technique has been applied to detect leak for heat exchanger by analyzing the characteristics of signal obtained from leak. It was confirmed that the characteristics of the signal generated by the turbulence of gas in the heat exchanger is narrow band signal having between 130-250kHz. Generally, the amplitude of leak signal is increased as the leak size increasing, but showed no significant change at frequency characteristic. Leak source location can be found by determining for the paint of highest signal amplitude by comparing with several fixed sensors. In this paper, AE results are compared with the PC-based leak detection system using A/D board.