• 한국재료학회지
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• 제17권5호
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• pp.289-292
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• 2007

Although piezoelectric bimorph that is using as the sensor in medical and industrial measurement has large displacement, it has problems including efficiency in generating force, energy convergence, and response. Its application is being limited based on the change in resonance frequency with temperature. In this study, to overcome the disadvantages, PZT piezoelectric ceramics was prepared and produced a parallel type piezoelectric bimorphs. In addition, by using the finite element method. the configuration of piezoelectric bimorph was designed and the displacement of the bimorph based on applied electric pressure and the wave pattern were measured. By analyzing the resonance characteristics of the bimorph in the temperature range of $-60{\sim}80^{\circ}C$, an attempt was made to study the operational characteristics and temperature reliability of vortex flowmeter sensor. As a result, the resonance frequency of the bimorph was gradually increased with the temperature from $-60{\sim}80^{\circ}C$. The deflection of the bimorph was found to strongly depend on both the applied electric field waveform and the environmental temperature.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제48권5호
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• pp.354-360
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• 1999

PCN-PZT piezoelectric acceleration sensors of annular shear mode voltage type were fabricated and their characteristics have been investigated. Field tests are also carried out. To avoid noise problems from the environmental conditions, acceleration sensors employed solid state micro-electronics for pre-amplifier. The calibration procedures based on the principle of the comparison method were adopted for investigating the characteristics of fabricated acceleration sensors. The voltage sensitivity and resonant frequency of fabricated acceleration sensors were 83mv/g, 23kHz, respectively. The lower and upper frequency limit were 4Hz and 9kHz, respectively. The variation of the voltage sensitivity showed 10% at $-406{\circ}C\; and\; 9%\; at\; 121^{\circ}C$ compared to that of reference temperature at $40^{\circ}C$.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.215-225
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• 2001

Stress waves monitored on the surface of structures under various loading conditions can provide useful information on the structural health status. In this paper, stress waves are measured by several sensors when a steel beam is impacted by a ball drop. The sensors used include the piezo-electric film Sensor, the electrical strain gage, and the ultrasonic transducer, and special attention is given to the pieza film sensor. The wavelet transform is used for the time-frequency analysis of dispersive waves propagating in the beam. The velocities of the wave produced in the team due to the lateral impact is found to be frequency-dependent and identified as the flexural wave velocity based on the comparisons with the Timoshenko beam theory. A linear impact site identification method is developed using the flexural wave, and the impact sites of the beam can be accurately estimated by the piezo film sensors. It is found that the piezo film sensor is appropriate for sensing stress waves due to impact and for locating impact sites in the beam.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 방전 플라즈마 유기절연재료 초전도 자성체연구회
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• pp.173-176
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• 2004

The piezoelectric ceramics for AE sensor piezoelectric devices are desirable to possess higher resonance vibrations. The compositions of $0.9Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3-0.1Pb(Mn_{1/3}Nb_{1/3}Sb_{1/3})O_3$ (PZT-PMNS) in this work are selected for obtaining especially large electromechanical coupling factor, high mechanical quality factor and high Curie temperature. This ceramic has higher piezoelectric activity and higher electromechanical coupling factor, but the ceramic has lower Curie temperature. The piezoelectric and dielectric characteristics of PZT-PMNS ternary system are investigated as functions of $Ti^{2+}$, $Zi^{2+}$ mol rate. As the results, MPB(morphotropic phase boundary) in this piezoelectric ceramic is x=0.522. Resonance vibrations of PZT ceramics are investigated as ball-bearing drop test. For the use of AE sensor that driving with pre-amplifier, filter circuit after packed this ceramic and an elastic body.

• 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.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.44-48
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• 2010

Acoustic emission (AE) signal from an HTS tape has a low signal to noise ratio, due to the large amount of noise caused by the boiling of the liquid cryogen or mechanical vibration from the cryo-cooler. In an attempt to improve the sensitivity of the AE sensor, $Pb(Zr_{0.54}Ti_{0.46})O_3$ + 0.2 wt% $Cr_2O_3$ + 1.0 wt.% $Nb_2O_5$ ceramics sintered at $1200^{\circ}C$ was synthesized. In addition, the resonance ($f_r$) and anti-resonance frequencies ($f_a$) were measured using the specimens with various thicknesses (1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0 mm). According to the test results, large AE signals with high frequencies were obtained from the AE sensor fabricated using a piezoelectric disc with a thinner thickness.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.138-144
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• 2020

현재 자율주행 차량 연구들은 긴급상황이 대처 가능한 4레벨의 자율주행 차량을 개발하기 위해 매진하고 있다. 차량이 긴급상황에 유연하게 대처하기 위해서는 피해를 최소화하는 방향으로 움직여야 하는데, 이는 주변 보행자, 도로 상태, 주변 차량의 상태 등 주행 중인 도로의 모든 상태를 판단하여 진행되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 자율차량 내부의 탑승객 상황을 탐지하고, 그것을 V2V로 주변 차량에 공유하여 이 긴급상황에서 주행을 결정하는 데 도움을 줄 수 있는 자율차량의 주행을 보조하기 위한 탑승객 탐지 및 공유 시스템을 제안한다. 탑승객 탐지 및 공유 시스템은 현재 차량에서 탑승객을 인식하는 무게 측정 방식을 개선하여 정확하게 차량 내부의 승객 위치를 식별할 수 있고, 각 차량의 승객 위치를 주변의 다른 차량과 공유하기 때문에 긴급상황이 발생할 때 차량의 주행 결정에 도움을 줄 수 있다. 실험 결과, 탑승객 인식 서브 모듈에 적용된 체압 센서는 기존의 공진형 센서보다 약 8%, 압전형 센서보다 약 17% 높은 정확도를 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5A호
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• pp.351-360
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• 2011

일반적으로 해양개발을 위하여 사용되는 재킷식 해양 구조물은 염분, 조류, 파도, 바람 등 극심한 환경적 요인에 의해 육상 시설물에 비해 열악한 환경에 노출되어 있으나, 이러한 구조물의 구조적 안전성 및 성능 확보를 위한 모니터링 시스템의 적용사례는 그다지 많지 않다. 임피던스 기반의 구조물 건전성 모니터링은 구조물의 국부적인 손상을 모니터링하는 기술로서 최근 실 구조물에의 적용에 대한 연구가 국내외에서 활발하게 이루어지고 있으나, 온도, 하중 등의 환경적 요인에 의한 영향을 최소화하고 손상에 의한 특성만을 효과적으로 추출하는 기술은 미흡한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 재킷식 조류발전 지지구조물의 축소모형을 제작하여 온도와 정적 하중이 변하는 환경 하에서 임피던스 기반의 국부적 손상 모니터링에 관한 연구를 수행하였다. 환경에 의한 영향을 보상하기 위하여 기존의 손상지수에 대해 주성분 분석을 수행하였으며 환경 변화에 민감하게 반응하는 주성분을 선택하여 제거하였다. 이 후 손상지수를 모니터링한 결과, 제안된 주성분 분석 기반 접근법이 환경 영향 하에서의 장기 모니터링에 유효하게 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권4호
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• pp.83-89
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• 2015

본 논문에서는 졸-침투와 직접-패턴 공정을 이용하여 향상된 압전 후막의 전기적 특성과 우수한 패터닝 특성을 동시에 만족할 수 있는 제작 방법을 제시한다. 저온(< $850^{\circ}C$) 공정 후 후막의 고밀도 및 직접-패턴의 목적을 달성하기 위해서, 감광성 티탄산 지르콘산 연 ($Pb(Zr,Ti)O_3$, PZT) 졸을 스크린인쇄된 PZT 후막 내부로 침투시켰다. 직접-패턴된 PZT막은 포토크롬마스크와 UV 조사에 의해서 일정한 간격으로 인쇄된 후막 위에 성공적으로 형성되었다. 스크린인쇄된 후막은 분말형태의 기공성 구조를 갖고 있어 조사된 UV빛이 산란되기 때문에, 감광성 졸-침투 공정을 할 때 PZT 후막의 특성을 증가시키기 위한 공정의 최적화가 필요하다. 침투된 감광성 PZT 졸의 농도, 조사된 UV 시간 및 용매 현상 시간을 최적화한 결과, 0.35 M의 PZT 농도, 4 분의 UV 조사시간과 15 초의 용매 현상시간으로 졸-침투된 PZT 후막은 $800^{\circ}C$ 소결 온도에서 입자들의 성장에 의해 치밀화 정도가 증가되었다. 또한 PZT후막의 강유전 특성(잔류분극 및 항복 전압)도 향상되었다. 특히 잔류분극값은 스크린인쇄된 후막보다 약 4배정도 증가되었다. 이렇게 제작된 후막은 어레이타입의 압전형 마이크로미터크기의 센서 및 액츄에이터 등에 응용 가능성을 제시할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.134-141
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• 2011

최근 사회 기반 시설물에서 구조물의 안전성 및 적정 성능 수준을 확보하기 위하여 구조물의 결함 빛 노후화에 의한 성능 저하 등을 상시적으로 모니터링하기 위한 관심이 높아지고 있다. 이 중 배관 구조물은 국가 주요 자원의 수송을 책임지는 핵심 사회 기반 시설물임에도 불구하고 지중에 매립된다는 위치적 특성 상 상시적으로 구조물의 상태를 모니터링하기는 매우 어렵다. 또한 배관 구조물에서는 내부 미세 균열에서부터 국부 좌굴, 볼트 풀림, 피로 균열 등과 같이 다양한 형태의 손상이 복합적으로 발생 가능하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복합 손상을 효율적으로 진단하기 위하여 압전센서를 이용한 자가 계측 회로 기반의 유도 초음파 계측 시스템을 복합 손상 진단에 적용하였다. 유도 초음파 자가 계측으로부터 특정 중심 주파수에 해당하는 구조물의 웨이블렛 응답을 계측한다. 복합 손상을 유형별로 분류하기 위하여 유도 초음파 계측으로부터 추출한 특성을 이용하여 손상지수를 계산하고 이를 지도학습 기반 패턴인식 기법에 적용한다. 제안된 기법의 적용성 검토를 위하여 배관 구조물에 인위적으로 다중 손상을 생성시켜 시험을 수행하였다.