• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.31 no.1
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• pp.1-6
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• 2024

Spiders detect even tiny vibrations through their vibrational sensory organs. Leveraging their exceptional vibration sensing abilities, they can detect vibrations caused by prey or predators to plan attacks or perceive threats, utilizing them for survival. This paper introduces a nanoscale crack-based sensor mimicking the spider's sensory organ. Inspired by the slit sensory organ used by spiders to detect vibrations, the sensor with the cracks detects vibrations and pressure with high sensitivity. By controlling the depth of these cracks, they developed a sensor capable of detecting external mechanical signals with remarkable sensitivity. This sensor achieves a gauge factor of 16,000 at 2% strain with an applied tensile stress of 10 N. With high signal-to-noise ratio, it accurately recognizes desired vibrations, as confirmed through various evaluations of external force and biological signals (speech pattern, heart rate, etc.). This underscores the potential of utilizing biomimetic technology for the development of new sensors and their application across diverse industrial fields.

• Composites Research
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• v.16 no.3
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• pp.58-67
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• 2003

To perform the realtime strain and fracture monitoring of the smart composite structures, two optical fiber sensor systems are proposed. The two types of the coherent sources were used for fracture signal detection - EDFA with FBG and EDFA with Fabry-Perot filter. These sources were coupled to EFPI sensors imbedded in composite specimens. To understand the characteristics of matrix crack signals, at first, we performed tensile tests using surface attached PZT sensors by changing the thickness and width of the specimens. This paper describes the implementation of time-frequency analysis such as short time Fourier transform (STFT) and wavelet transform (WT) for the quantitative evaluation of fracture signals. The experimental result shows the distinctive signal features in frequency domain due to the different specimen shapes. And, from the test of tensile load monitoring using optical fiber sensor systems, measured strain agreed with the value of electric strain gage and the fracture detection system could detect the moment of damage with high sensitivity to recognize the onset of micro-crack fracture signal.

• The Science & Technology
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• v.33 no.8 s.375
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• pp.18-20
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• 2000

스마트 구조기술이란 교량이나 건물 등 구조물에 생명체처럼 감지하고 말할 수 있는 센서를 삽입하거나 부착하여 과도한 하중이나 균열 등 이상상태를 검출, 대형사고를 예방하는 기술이다. 우리나라에서는 남해대교에 광섬유 센서를 적용하여 차량이동에 따른 교량의 동적 변형률을 이미 측정하고 있으며 지반병형을 방지하기 위한 강철파일에 광섬유 센서를 부착하여 지반변형을 모니터링하는 연구도 계속되고 있다.

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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• 2009.03a
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• pp.1026-1031
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• 2009

21세기 대한민국은 지반분야에 있어서 과거 건설위주의 발전에서 유지관리의 중요성이 대두되는 시대로 변모하였다. 특히 이상기후에 의한 집중호우 발생이 빈번해진 상황에서 외부조건에 직접적으로 노출되어있는 사면구조물은 타 지반구조물보다 상대적으로 관리의 필요성이 더 높다. 사면의 유지관리 방법 중에서도 계측에 의한 상시 모니터링 시스템 구축 관련 기술이 주목을 받고 있으며, 장기적인 시스템 운용 측면에서 내구성이 우수한 광섬유 재료를 이용한 계측 시스템 개발이 국가적 지원을 받으며 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 연구는 암반사면의 균열부에 설치하여 미세한 거동을 측정할 수 있는 광섬유 정밀 계측 시스템을 개발하고, 실제 사면 현장에 시범 구축한 사례를 요약한 것이다. 영동고속도로 원주지사 관내에 있는 암반사면을 대상으로 총 6개의 센서를 변위발생 가능성이 높은 균열부에 설치하였다. 계측데이터의 수집과 전송을 위하여 사면 하단부에 컨트롤박스를 설치하고 데이터로거, 운용시스템, 유선네트워크 시스템을 구축하였다. 설정된 주기별로 취득되는 계측데이터는 우선적으로 현장에서 저장되고, 사무실에서도 원격으로 제어할 수 있는 시스템을 시범적으로 구축하여 운용중에 있다. 향후 계측 시스템의 센서부, 데이터로거, 운용프로그램 등을 추가 연구를 통하여 개선하고 현장에 반영하는 과정을 반복함으로써 사면 시설물의 유지관리에 최적의 시스템을 개발 및 구축하는 것이 본 연구의 최종적인 목표이다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.31 no.4
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• pp.382-390
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• 2011

Smart sensors embedable in composite wind turbine blades have been required to be researched for monitoring the health status of large wind turbine blades during real-time operation. In this research, the feasibility of packaged FBG sensor probes was studied through the experiments of composite blade trailing edge specimens in order to detect cracking and debonding damages. The instants of cracking and debonding generated in the shear web were confirmed by rapid changes of the wavelength shifts from the bare FBG sensor probes. Packaged FBG sensor probes were proposed to remove the fragile property of bare FBG sensor probes attached on composite wind blade specimens. Strain and temperature sensitivity of fabricated probes installed on the skin of blade specimen were almost equal to those of a bare FBG sensor. Strain sensitivity was measured to be ${\mu}{\varepsilon}$/pm in a strain range from to 0 to 600 ${\mu}{\varepsilon}$, and the calculated temperature sensitivity was to be 48 pm/$^{\circ}C$ in the heating test up to 80 degree.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.419-423
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• 2011

Unlike other non-destructive inspection method, AE Structural defects that are likely to grow in the operation status can be detected, and the advantage of being due to the continuous monitoring of large structures has been widely used to evaluate the stability. AE sensor used to detect sound wave that occurs between 20kHz to 20MHz. and Sound wave result may vary depending on sensor's sensitivity. In this paper, Tensile test conducted on STS 304 and SS400, and tries to detect the crack signal. In tensile test, specimens were conducted using different sensor sensitivity to the same tensile test condition. The crack signal parameters divided into 4 types of communities by conducting cluster analysis. It was demonstrated that crack signal of two sensor is not different by statistical analysis of null hypotheses. Based on the results, waveform of this tension test is crack signal.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• v.9 no.1
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• pp.884-887
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• 2005

정보화 사회로 진행되어 감에 따라 임베디드 시스템에 관한 연구는 날로 발전해 가고 있다. 개인과 개인간의 정보공유 모델인 P2P의 중앙서버가 필요 없이 다른 사용자들과 정보를 주고받을 수 있는 장점을 활용 하여 기존 임베디드 시스템의 각각의 센서들은 게이트웨이에 연결하여 서버와 클라이언트 구성이 었다면 각 센서 끼리 통신이 가능하도록 설계하여 클라이언트 끼리 네트웍을 구성하고자 한다. 최적화 저전력 초소형 임베디드 웹서버를 제안하고 각각 센서(균열센서, 열감지 센서등등) 설계 하여 빌딩의 붕괴, 산재 등등의 예상치 못한 사고가 발생시 건물 정보를 수집하는 센서 상호간에 네트웍으로 연결시키며 웹포팅 및 웹에서 하드웨어 제어 및 포팅 및 부트로더에서 하드웨어 테스트 과정을 걸쳐 최종으로 결과를 얻는다.

• Composites Research
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• v.30 no.2
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• pp.138-144
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• 2017

Damage sensing of polymer composite films consisting of poly(dicyclopentadiene) p-DCPD and carbon nanotube (CNT) was studied experimentally. Only up to 1st ring-opening polymerization occurred with the addition of CNT, which made the modified film electrically conductive, while interfering with polymerization. The interfacial adhesion of composite films with varying CNT concentration was evaluated by measuring the wettability using the static contact angle method. 0.5 wt% CNT/p-DCPD was determined to be the optimal condition via electrical dispersion method and tensile test. Dynamic fatigue test was conducted to evaluate the durability of the films by measuring the change in electrical resistance. For the initial three cycles, the change in electrical resistance pattern was similar to the tensile stress-strain curve. The CNT/p-DCPD film was attached to an epoxy matrix to demonstrate its utilization as a sensor for fracture behavior. At the onset of epoxy fracture, electrical resistance showed a drastic increase, which indicated adhesive fracture between sensor and matrix. It leads to prediction of crack and fracture of matrix.

• Composites Research
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• v.30 no.2
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• pp.126-131
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• 2017

For structural health monitoring of a complex shaped structure a new sensor that can compensate for the drawbacks of the current sensors such as brittleness is needed and the sensor should be highly flexible and durable. In this study a textile sensor made of polyvinylidene fluoride trifluoroethylene (PVDF-TrFE) which is a type of electroactive polymer was fabricated. And the textile sensors were applied to a complex shaped structure (an egg-box panel made of carbon/epoxy composite) for checking their feasibility of structural health monitoring. To correlate the collapse response with failure mechanisms of the structure the multiply-interrupted compressive test was carried out. During the test, the textile sensors succeeded to prove their applicability for damage detection (crack initiation) by generating electric voltages (0.05 V-0.25 V) in the real time.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06d
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• pp.388-392
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• 2010

지하 배관 구조물은 국가 주요 자원의 수송망을 책임지는 핵심적인 기능을 수행하는 시설물로써, 배관구조물의 노후화와 부식, 균열, 조인트 풀림 등의 손상으로 인한 누출사고 발생 시 막대한 사회 경제적 손실을 초래할 우려가 있다. 특히, 지중배관 및 노출배관 경우에는, 현장 작업상황이 지속적으로 변화하고 있는 상황에서 24시간 안전관리에 대한 감시체계가 미흡한 것이 현실이다. 고가의 센서설치 및 배관의 유지관리 비용 등의 문제를 극복하려는 센서개발 연구 및 센서로부터 취득된 계측데이터를 현장에서 분석하여 실시간으로 배관의 이상상태를 판정하여 원격으로 그 판정결과를 알려주는 유비쿼터스 원격감시기법에 대한 연구 및 기술개발이 요구된다. 본 논문에서는 USN 기술을 활용한 배관안전진단 기술을 소개하고 임피던스 기반의 자가 감지 기법을 활용한 다양한 구조의 배관에 대해 진단 연구를 수행 하였다.