• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2013.05a
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• pp.83-85
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• 2013

본 연구는 사용자가 센서를 의식하지 않고 편안하게 일상생활을 영위할 수 있는 비침습적 방식의 센서를 활용하여 향후 침대 위에 있는 사람의 움직임을 정량적으로 측정하고자 한다. 이러한 목적으로 필름 형태의 압전센서를 사용하는 센서 시스템을 구축하였으며, 본 논문에서는 구축된 시스템에서 필요한 전처리 과정을 제시한다. 본 연구에서 사용된 압전센서는 침대 매트리스 아래에 설치하였다. 사람의 움직임에 의한 압전센서의 출력 신호를 증폭하고 샘플링하여 PC로 전송하는 컨트롤러, 컨트롤러로부터 센서 데이터를 수신하고, 사용자에게 센서 데이터를 시각적으로 제시하는 모니터링 프로그램을 개발하였다. 본 연구에서는 컨트롤러에서의 노이즈 제거, 증폭, 샘플링 등의 전처리, 모니터링 프로그램에 의해 수집된 센서 데이터에 대한 이동 평균 필터, 불필요한 움직임이 없는 구간을 제거 후 움직임이 있는 구간 추출 등의 전처리 과정을 제시한다. 이러한 전처리 연산은 향후 침대 위 인체의 움직임을 정량적으로 측정하고, 행동유형을 식별하는데 기여하게 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2017.05a
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• pp.229-232
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• 2017

기존의 이동방향 인식 시스템은 개인의 스마트폰 내부에 있는 센서 중 자이로/가속도 센서를 이용하여 측정하였다. 자이로/가속도 센서는 외부의 영향을 거의 받지 않아 정확도가 높다고 볼 수 있지만, 스마트폰의 위치에 따라 정확도가 변한다. 따라서, 기존의 이동방향 인식 시스템은 개인의 이동방향을 감지하기에는 적합하나 다수의 보행자에 대한 이동방향을 시스템에서 인식하기에는 부적합하다. 본 논문에서는 다수의 보행자에 대한 이동방향을 인식하기 위해 압전센서 어레이를 이용하여 특정 구역의 바닥에 설치하고 보행자와 압전센서 사이의 접촉형태와 개수를 파악하고, 시간을 측정하여 보행자의 이동방향을 계산한다.

• 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.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.35 no.5
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• pp.349-357
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• 2015

The piezoelectric paint sensor is a paint type sensor comprising of an epoxy and piezoelectric powder, which is the main component of a piezoelectric material. This sensor can be easily attached to any type of structure as compared to other sensors because it is viable to directly apply it on structures, as in the case with a typical paint. In this study, the capability of piezoelectric paint sensor for impact detection was evaluated. In Particular, the applications of the piezoelectric paint sensor for railroad vehicles were considered. There have been various cases reported about the damages caused by flying gravel to the under-cover of the railroad vehicle during operation. In order to prevent this, real-time monitoring of the large under-cover surface of the railroad vehicle is unavoidable. Under the assumption of vehicle application, sensor sensitivities were measured after multiple and prolonged exposure to thermal cycle environment $-20{\sim}60^{\circ}C$). Sensitivity evaluation of paint sensor under environmental conditions was conducted in an aluminum specimen. In results, despite the small variations in sensitivity, we could confirm the applicability of this paint sensor for impact detection even after a severe environmental exposure test.

• Composites Research
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• v.27 no.4
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• pp.141-145
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• 2014

This paper presents a structural health monitoring method using piezoelectric paint sensor designed for an impact sensor. The piezoelectric paint sensor can be flexibly deposited onto most structural surfaces in a thin form of the paint, and measure impact signals without any external device such as a power amplifier. In this study, a composite plate having four zones coated with piezoelectric paint was used for impact monitoring test. The sensitivity of the piezoelectric paint sensor was obtained by measuring the output voltages against the impact force. In addition to the sensitivity measurement, the impact position has been also estimated by comparing the output signals of the paint sensors when the impact occurs on the specimen.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.24 no.3
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• pp.268-274
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• 2004

Patch type piezo-polymer sensors for smart structures were experimented to detect elastic wave. The pencil lead braking test was performed to analyze the characteristics of patch-type piezo-polymer sensors such as polyvinyliden fluoride (PVDF) and polyvinylidene fluoride trifluorethylene (P(VDF-TrFE)) for several test specimens with various elastic wave velocities and acoustical impedances. The characteristics of the patch-type piezo-polymer sensor were compared with the commercial PZT acoustic emission (AE) sensor. The vacuum grease and epoxy resin were used as a couplant for the acoustic impedance matching between the sensor and specimen. The peak amplitude of elastic wave increased as the diameter of piezo-film and acoustical impedance of the specimen increased. The frequency detection range of the piezo-film sensors decreased with increasing diameter of the piezo-film sensor. The P(VDF-TrFE) sensor was more sensitive than the PVDF sensor.

• Composites Research
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• v.15 no.5
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• pp.7-13
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• 2002

The piezoelectric thin film sensor has good characteristics to observe the impact responses of composite structures. The capabilities for monitoring impact behavior of Gr/Ep laminates subjected to damage-induced impact using the PVDF(polyvinylidene fluoride) film sensor were examined. For a series of low-velocity impact tests from low energy to damage-induced energy, simulated sensor signals were compared with measured signals and the PVDF film sensor. Local impact damages(matrix cracking and delamination) were found at three impact tests, but the measured signals agreed well with the simulated sensor signals based on the linear relationship between the impact forces and the PVDF film sensor signals. And the inverse technique was applied to reconstruct the impact forces using the PVDF film sensor signals. Most of reconstructed impact forces had good agreement with the measured forces. The comparison results showed that the local damage due. to low-velocity impact didn't disturb the global impact responses of composite laminates and the reconstruction of impact forces from PVDF sensor signals wasn't affected by the local damage.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2016.10a
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• pp.260-263
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• 2016

최근 스마트폰을 이용한 사용자의 운동량 계산 어플리케이션이 많이 출시되고 있다. 이러한 어플리케이션은 스마트폰의 GPS, 가속도 등의 내장 센서들을 이용하여 사용자의 행위를 분석하고, 분석된 내용을 토대로 운동량을 단순 계산해 주는 것들이 많다. 이러한 단순 계산은 사용자의 행동을 지정된 행동으로 인식하여 계산하기 때문에 복잡한 운동을 할 경우 어플리케이션에서 측정하는 칼로리 소모량과 실제 칼로리 소모량 계산과 비교해보면 오차가 많이 나는 경우가 많다. 이러한 오차를 줄이고자 신발에 압전센서와 블루투스 통신을 포함한 모듈을 삽입하여 사용자의 이동거리와 발걸음 수를 정확히 측정하여 사용자의 운동을 인식하고, 측정된 데이터를 이용하여 운동이 끝난 뒤 발걸음수와 이동거리를 이용하여 사용자의 소모된 칼로리를 정확하게 측정할 수 있는 방법을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.337-337
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• 2008

Acoustic emission(AE) 센서의 감도개선을 위해 적합한 압전소자의 특성향상에 대해 연구하였다. AE 센서기술은 재료 내부에 마이크로크랙에 의해 변형과 손상이 생길 때 발생하는 기계적인 진동을 고감도 압전소자를 통해 전기적인 신호로 변환해 재료의 이상 유무를 알 수 있는 유용한 방법이다. AE 센서는 압전소자와 구리 캡 그리고 구리와 황동재질의 떨림판으로 구성되어 있다. 재료의 손상을 알기위한 변위가 낮을 경우 약한 AE 신호가 발생하며 검출하기가 어렵다. 미세변위에 의한 AE신호를 검출하기 위해서는 우수한 전기기계결합계수 (kp)와 압전상수($d_{33}$)를 갖는 압전소자가 필요하다. 이에 본 연구에서는 Pb$(Zr_{0.54}Ti_{0.46})O_3$ + x wt%$Cr_2O_3$ + y wt%$Nb_2O_5$ 조성에서 $Cr_2O_3$, $Nb_2O_5$ 첨가량 x, y 변화에 따른 압전특성과 AE센서특성을 고찰하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.303-306
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• 2011

본 논문은 콘크리트의 양생 강도 발현을 모니터링하기 위하여 매립형 압전 센서를 이용하여 콘크리트 내부의 임피던스 및 유도초음파 신호를 측정함으로써, 콘크리트의 양생 강도를 실시간 추정할 수 있는 기법을 개발하였다. 임피던스 및 유도초음파 신호는 구조물의 물성을 나타내며 특히 양생 기간 중 임피던스 및 유도초음파의 변화는 해당 콘크리트 구조물의 강도변화를 나타낼 수 있다. 이를 이용하여 매립형 압전 센서로부터 저비용의 셀프 센싱 기반 임피던스 및 유도초음파를 계측하여 콘크리트의 임피던스 공진 주파수 및 유도초음파의 전달 강도를 측정하고 측정된 신호를 통하여 콘크리트 양생 강도를 추정할 수 있게 된다. 제안된 기법의 적용가능성을 검증하기 위하여 설계 압축강도 30MPa의 콘크리트 슬라브 내부에 매립형 압전 센서를 매립하고 양생기간 동안 임피던스 및 유도초음파 신호를 측정, 비교 분석 하였다. 측정된 신호 및 압축강도를 통하여 임피던스 및 유도초음파 기반 강도 추정 모델을 도출하고 보다 높은 정확도를 얻기 위해 다중스케일 강도 추정 모델을 개발하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 매립형 압전 센서를 이용하여 콘크리트의 양생 강도를 실시간 모니터링할 수 있음이 검증되었다.