• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.40 no.2
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• pp.115-123
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• 2024

Stress is an invisible physical quantity, necessitating the use of earth pressure cells for its measurement within theground. Traditional strain-gauge type earth pressure cells, due to their rigidity, can distribute stress within the ground and subsequently affect the accuracy of earth pressure measurements. In contrast, force sensing resistors are thin and flexible, enabling the minimization of stress disturbance when measuring stress within the ground. This study developed a system that utilizes force sensing resistors to measure ground stress. It involved constructing a soil chamber for calibrating the force sensing resistors, assessing the variability of measurements from resistors embedded in sand ground, and verifying the attachment of pucks to the sensing area of the resistors.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.288-289
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• 2011

압전 효과에 기초한 셀룰로오스 압전 종이의 진동센서 응용 가능성을 알아보았다. EAPap (Electroactive paper)은 재생과정과 테입 캐스팅을 이용해 만들었으며, 얇은 적층 필름을 이용해 코팅하였다. EAPap 샘플을 알루미늄 외팔보에 부착하여 진동 실험을 수행하였다. EAPap 센서의 출력을 비교하기 위해 가속도계를 이용하여 보의 응답 특성을 동시에 측정하였으며, 유한요소법을 이용해 보의 동특성을 구하여 비교하였다. EAPap 센서는 주위 환경 노이즈의 영향을 많이 받았는데, 접지와 절연을 통해 이러한 노이즈의 영향을 많이 감소시킬 수 있었으며, 실험결과로부터 EAPap의 진동센서 응용 가능성을 확인하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.11 no.1E
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• pp.30-41
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• 1992

압전 센서와 액츄에이터를 이용한 단순지지 평판의 능동 진동제어에 관한 실험적 고찰을 하였 다. 외력과 압전 제어력에 대한 평판의 진동 진폭반응을 고찰하여 구한 이론식의 타당성을 실험적으로 검증하였으며, 사용된 진동원으로는 집중 진동 여기기와 압전 구동기를 채택하였다. 실머치와 이론치 상 호간에는 양호한 상관관계를 보였으며, 비교에서 나타나는 정략적인 오차의 원인을 분석하였다. 본 연구 에서는 고찰된 방법은 임의의 외력조건과 제어 알고리즘에 대해서 적용이 가능하다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.26 no.2
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• pp.95-101
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• 2007

This paper presents the feasibilityof a thickness mode piezoelectric oscillator to detect damages in structures. The thickness mode oscillator sensor is composed of an electronic feedback oscillator circuit and a piezoelectric thickness mode vibrator to be attached to a structure of interest. Damage to the structure causes a change in the impedance spectrum of the structure, which results in a corresponding change of a resonant frequency of the structure. The oscillator sensor can instantly detect the frequency change in a very simple manner. Feasibility of the piezoelectric oscillator sensor was verified with a sample aluminum plate where artificial cracks of different lengths and number were imposed in sequence. Validity of the measurement was confirmed through comparison of the experimental data with the results of finite element analyses of a plate with cracks.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.253-256
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• 2000

본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.10
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• pp.1069-1074
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• 2014

In this study, the piezoelectric characteristics of a piezoelectric paint sensor were investigated in relation to the poling time. This piezoelectric paint sensor was composed of PNN-PZT powder and epoxy resin with a 1:1 weight ratio. The dimensions of the paint specimen were $40{\times}10{\times}1mm^3$, and the top and bottom sides were both coated with a silver paste to create electrodes. During the poling treatment, the poling time was controlled to examine the effect of the piezoelectric properties, while the poling temperature was fixed at room temperature and the electric field was set to 4 kV/mm. The piezoelectric properties were measured by comparing the output voltage from the paint sensor to the force signal from an impact hammer when the impact hammer hit the specimen. In conclusion, the optimal poling conditions were found to be an electric field of 4 kV/mm and a poling time of around 30 min at room temperature.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.28 no.2
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• pp.144-150
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• 2008

In this study, the PVDF (polyvinylidene fluoride) piero-film sensor was applied to measure the internal quality of apple. The developed sensor detected the response signal through apple after mechanical impact on the surface of apple. The acoustical parameters at time domain such as rise time (RT), ring down count (RC), energy (EN), event duration (ED) and peak amplitude (PA) and acoustical parameter at frequency domain such as spectral density (SE) were analyzed. The size of waveform decreased as storage time of apple increased. The frequency at maximum magnitude was shifted to lower frequency band according to the storage time. The acoustical parameters showed strong relationship with storage time. The multiple linear regression equation was developed to estimate storage time of apple using the acoustical parameters at time domain and its coefficient of determination was 0.97. The internal quality of apple according to storage time is predictable using developed PVDF sensor and acoustical parameters defined in this study.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.11 no.1
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• pp.178-184
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• 2012

In this study, implementation process of sensor-embedded main wing model for structural health monitoring is described. Fiber Bragg Grating (FBG) Sensor, Plumbum-Zirconate-Titanate (PZT) Sensor, and strain gauge are installed in the main wing of Jabiru UL airplane as a test-bed of Health and Usage Monitoring System (HUMS).

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.2-5
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• 2009

본 논문에서는 오실레이터 센서와 램파 센서를 결합하여 구조물 손상 진단을 위한 통합된 압전 센서 시스템을 제안한다. 구조물 손상으로 인한 공진주파수 변화를 관측할 수 있는 오실레이터 센서는 손상 정도에 민감하게 반응하고 구조가 단순한 장치이지만 측정 범위가 센서 주위로 제한되는 특성을 가진다. 반면에 램파를 이용한 진단 시스템은 원거리에 위치한 구조물의 손상부를 감지하기에 유용하다. 본 논문에서는 오실레이터 센서를 이용한 취약 지점의 국부적인 손상 진단 방식과 램파를 이용한 광역적인 손상 진단 방식을 결합하여 각 시스템의 장점들을 활용할 수 있는 센서 시스템의 적용가능성을 연구하였다. PZT소자를 알루미늄 판에 적용하여, 알루미늄판의 손상 정도에 따른 오실레이터 공진주파수의 변화와 램파 신호의 Time of flight, 그리고 진폭의 변화를 이용하여 구조물 손상형태의 판별 가능성을 제시하고 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

• Journal of KSNVE
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• v.6 no.1
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• pp.65-70
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• 1996

The sensor response of a piezoelectric transducer embedded in a fluid loaded structure is modeled using a hybrid numerical approach. The structure is excited by an obliquely incident acoustic wave. Finite element modeling in the structure and fluid surrounding the transducer region, is used and a plane wave representation is exploited to match the displacement field at the mathematical boundary. On this boundary, continuity of field derivatives is enforced by using a penalty factor and to further achieve transparency at the mathematical boundary, drilling degrees of freedom (d.o.f.) are introduced to ensure continuity of all derivatives. Numerical results are presented for the sensor response and it is found that the sensor at that location is not only non-intrusive but also sensitive to the characteristic of the structure.