• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.1073-1078
• /
• 2003

This paper presents the vibration characteristics of a cantilever beam in contact with a fluid using a PZT actuator and PVDF film. dynamic behaviors of a flexible beam-water interaction system are examined. The effect of the liquid level on free vibration of the composite beam in a partially liquid-filled circular cylinder is investigated. The coupled system is subject to an undisturbed boundary condition un the fluid domain. In the vibration analysis of a wetted beam. the decoupled analyses between beam and fluid have been conventionally employed by considering first the composite beam vibration in the all and secondly Performing the correction taking account for surrounding fluid effects. That is, this investigation was to look at how natural frequencies, mode shapes. and damping are affected by liquid level variations. The signals from the sensor according to the applied input voltage are digitalized and filtered in order to obtain the dynamic characteristics of the composite beam in contact with fluid. It was found that the coupled natural frequencies decreased with the fluid level for the identical composite beam due to added mass effect. In case of the free-free boundary condition, the natural frequency gently decreased at fluid water level between 20% and 80% in the first tending mode and we found out the bends of stair shape for added mass effect of the fluid.

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

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.278-278
• /
• 2010

3.37 eV의 와이드 밴드갭과 60 mV의 높은 엑시톤 결합에너지를 갖는 반도체인 ZnO는 화학 및 열적 안정성, 압전특성 등 다양한 특성을 갖는 물질로써, 수열합성법을 이용하여 길이 $1.5{\mu}m$, 직경 100nm의 n-type ZnO 나노와이어를 성장시켰으며, P3HT는 유기 태양전지에서 가장 많이 사용되는 고분자 도너로써 열처리를 통하여 결정화 됨에 따라, 엑시톤의 확산속도나 전하의 이동도가 증가하여 더 많은 광전류를 생성하는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 ZnO 필름이 아닌 n-type ZnO 나노와이어와 Poly(3-hexylthiophene) (P3HT)를 사용 하여 ZnO/P3HT 이종접합 태양전지를 제작하였다. 기판으로 글래스, 전극으로 ITO (Indium Tin Oxide), 나노와이어의 씨앗층으로 ZnO:Al를 스퍼터로 100nm 증착 하였다. Znc nitrate hydrate와 hexamethylenetetramine이 혼합된 수용액에서 기판을 담그고 n-type ZnO 나노와이어 성장 시키고, P3HT의 스핀 코팅조건과 열처리 온도를 변화시켜 P3HT의 두께와 결정화도가 ZnO/P3HT 이종접합 태양전지에 미치는 영향을 비교 분석 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.822-826
• /
• 2015

이 연구에서는 터널 시공 시 터널 배수관으로 유입되는 미세입자의 흐름과 이에 의한 물리/화학적 폐색현상에 따른 터널배수재의 성능저하를 PVDF film의 진동을 이용하여 성능을 향상시키는 방법의 적용 가능성에 대해 실내실험을 통하여 고찰하였다. 연구에서 터널로 유입되는 미세입자 슬러리 유입의 터널 환경을 모사하여 진행하였고 PVDF film을 이용한 기초 실험과 배수재를 모사한 모형실험으로 나누어 수행하였다. 기초 실험에서는 PVDF film에 50% 함수비(민물과 바닷물)의 점토를 흘려 주파수별 점토 슬러리의 흐름특성에 대한 효율성을 고찰하였으며 배수재 모사 실험에서는 배수관에 부직포를 부착시켜 슬러리의 흐름과 막힘 현상 해소에 대한 진동 효과를 고찰하였다. 실험결과는 진동에 의한 배수재의 배수성능, 즉 슬러리의 흐름과 막힘 해소현상이 아주 높게 나타났다. 이상의 실험결과를 종합하여 배수관을 기존 배수재와 융합, 응용, 활용할 수 있는 하이브리드 배수시스템을 개발할 수 있는 기초 자료를 확립하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권11호
• /
• pp.6399-6405
• /
• 2014

오늘날 작업능률 및 운용효율의 향상을 위해 장비의 대형화 추세가 진행되고 있으나 이와 더불어 사고 발생 시에는 많은 인명 피해와 함께 크나큰 경제적인 손실을 초래하게 되어 대형장비의 안전성 문제에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. 대형구조물의 안전성 감시를 위해 외부의 부하에 따른 구조물의 변형은 스트레인게이지로, 순간적인 충격에 의한 진동은 가속도 센서를 이용한다. 본 연구에서는 고분자 압전 필름센서인 PVDF(PolyVinyliDene Fluoride)를 이용하여 구조물의 변형에 대한 측정뿐만 아니라 충격에 대해서도 민감하게 반응하여 하나의 센서로 부하와 충격을 모두 검출하여 산업적 효율성과 실효성 향상을 도모하였다. 개발된 센서는 스트레인 게이지의 출력값에 대해 14% 이내의 오차를 나타내고 가속도 센서와는 충격에 대해 동일한 패턴의 충격신호를 나타내었다.

• 센서학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.135-143
• /
• 2012

Arterial stiffness is causing the serious problems for human who is suffered from hypertension and metabolic syndrome. So it is important that measure the arterial stiffness for early prevention. Many researches point out that pulse wave velocity(PWV) is the reliable and simple method to predict arterial stiffness. In this paper, we developed the sensing parts that detect the pulse wave and ECG by using piezoelectric film and conductive textile with elastic band. Our system could detect 3ch pulse wave and ECG. Simultaneously, our algorithm extracts the features for calculating the delays among pulse waves. The delays are the significant parameter to estimate PWV, thus we design the experiment for evaluating the performance of our sensing parts. The reference is PP-1000(HanByul Meditech, Korea) that is good for performance evaluation. As a result, the start point of the pulse wave was the most reliable feature for comparing with PP-1000(r=0.691, P=0.00). The results between two operators showed that there is only a slight difference in the reproducibility of the devices. In conclusion, we assume that the suggested sensor could be more comfortable and faithful method for arterial stiffness.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.16-22
• /
• 2024

Composite-based piezoelectric devices are extensively studied to develop sustainable power supply and self-powered devices owing to their excellent mechanical durability and output performance. In this study, we design a lead-free piezoelectric nanocomposite utilizing (Ba_0.85 Ca_0.15)(Ti_0.9Zr_0.1)O₃ (BCTZ) nanomaterials for realizing highly flexible energy harvesters. To improve the output performance of the devices, we incorporate porous BCTZ nanowires (NWs) into the nanoparticle (NP)-based piezoelectric nanocomposite. BCTZ NPs and NWs are synthesized through the solid-state reaction and sol-gel-based electrospinning, respectively; subsequently, they are dispersed inside a polyimide matrix. The output performance of the energy harvesters is measured using an optimized measurement system during repetitive mechanical deformation by varying the composition of the NPs and NWs. A nanocomposite-based energy harvester with 4:1 weight ratio generates the maximum open-circuit voltage and short-circuit current of 0.83 V and 0.28 ㎂, respectively. In this study, self-powered devices are constructed with enhanced output performance by using piezoelectric energy harvesting for application in flexible and wearable devices.