Abstract
Among the various sensors for measuring traffic, PVDF (polyvinylidene fluoride) piezoelectric sensors are used to classify vehicles because they can detect the axle of the vehicle. Piezoelectric sensors are embedded in road pavements and are always exposed to traffic loads and environmental loads. Therefore, the life expectancy is very short, less than 6 years. Traffic control is essential for reinstallation and data collection is interrupted during the failure period. The lifespan will increase if the sensor installation depth is increased. In this study, the sensor signal output was analyzed with a variable depth of sensor installation to verify the possibility of deeper installation. Furthermore, various parameters, such as the weight and speed, were analyzed. The wheel load is applied using APT. As a result, the MSI BL sensor output signal is higher than 100mV when installed at 3cm, which is reliable. If the location of the sensor is deeper in the pavement, the expected lifetime of the sensor is also increased. On the other hand, the MSI cable was found to be less than 100mV at the shallowest depth of 1cm, making it impossible for field applications.
교통분야에 활용되는 여러 가지 센서 중에서 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 압전센서는 차량의 축을 검지할 수 있기 때문에 차종을 분류하여 수집하는 용도로 쓰인다. 압전센서는 주로 도로 포장에 매립하여 설치되는 형태로 교통 하중과 온도 하중에 항상 노출되므로, 평균 수명이 6년 이내로 매우 짧다. 또한 설치와 유지보수에 교통통제가 필요하고, 고장 기간 동안 데이터 수집도 중단된다. 센서의 설치 깊이를 늘린다면 교통 하중 및 온도중의 영향이 줄어들 것이고, 센서설치가 포장에 미치는 영향도 축소되어 수명의 연장을 기대할 수 있을 것이다. 따라서, 본 연구에서는 설치 깊이에 따른 센서 신호의 출력을 분석하여, 센서 제조사에서 제시한 설치 깊이인 1cm 보다 더 깊게 설치할 수 있는 가능성을 확인하였다. 추가로, 윤하중의 크기, 속도 등 다양한 변수에 따른 압전 센서의 출력 신호도 분석하였다. 윤하중은 APT를 이용하여 재하 하였다. 실험 결과, MSI BL센서는 3cm 에 설치해도 안정적으로 데이터를 수집 할 수 있는 100mV 이상의 신호가 출력되었다. 3cm 깊이에 설치한다면 센서의 기대수명 또한 증가할 것으로 예상된다. 하지만 MSI cable은 가장 얕은 1cm 깊이에서도 100mV 이하의 신호가 출력되어 현장 적용이 불가능 하다는 것이 밝혀졌다.
