• Title/Summary/Keyword: 전기역학적 신호

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Estimating High-Frequency Damping of a Beam through Electro-Mechanical Signatures of Piezoelectric Wafer Mounted on the Beam (보에 부착된 압전웨이퍼의 전기역학적 신호를 통한 고주파수 대역 감쇠 추정)

  • Shin, Yong Jae;Park, Hyun Woo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.37 no.1
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    • pp.217-229
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    • 2017
  • The high-frequency electro-mechanical signatures, which are excited and received by piezoelectric wafers mounted on a beam, are sensitive to incipient defect in a beam. Predicting the sensing range of the piezoelectric wafers is needed to effectively conduct damage assessment of a beam through utilizing their advantage. Damping of a beam plays the most important role in determining the sensing range among other features. This paper has proposed a scheme for estimating high-frequency damping of a beam through electro-mechanical signatures of piezoelectric wafers mounted on the beam. Considering damping effect while resonance of a beam evolves, wave perspective is adopted to formulate the electro-mechanical signatures of piezoelectric wafers. The damping of a beam is estimated through the least squares method minimizing the difference between the calculated and the measured damping ratio function values which are obtained from formulated and measured electro-mechanical signatures, respectively. The validity of the proposed scheme has been demonstrated through numerical and experimental examples using an aluminum beam with collocated piezoelectric wafers.

Decomposing the Electro-Mechanical Signatures of Collocated Piezoelectric Wafers for the Baseline-Free Damage Diagnosis of a Plate (판의 무기저 손상 진단을 위한 병치형 압전웨이퍼의 전기역학적 신호 분해)

  • Kim, Eun-Jin;Sohn, Hoon;Park, Hyun-Woo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.347-351
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    • 2010
  • 판과 같은 구조물의 손상 감지를 위해, 손상 전 구조물의 임피던스 신호를 기저신호(Baseline impedance signal)로 이용하여 직접적으로 비교하지 않는 새로운 개념의 무기저 손상진단 기법(Reference-free impedance method)을 제시한다. 박막 압전소자(이하 PZT)를 판의 상하 표면에 부착시킨 한 쌍의 병치 PZT를 이용하여 손상으로 인해 모드변환을 일으키는 전기역학적 신호(Electro Mechanical Signatures ; 이하 EMS)를 추출한다. 이 연구에서는 스펙트럼 요소법(Spectral Element Method ; 이하 SEM)을 이용하여 주파수 영역에서 병치된 PZT의 EMS를 파악하기 위한 수치해석을 수행한다. 특히, 손상에 의해 발생된 모드변환 EMSMC를 병치된 PZT의 극성에 기인한 신호분해 기법을 적용하여 추출하고, 분해된 모드변환 EMSMC가 손상의 위치와 크기에 따라 받는 영향을 추가로 분석한다.

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Spectral Element Analysis for the Electro-Mechanical Admittance of a Piezoelectric Wafer Bonded on a Plate (판구조물에 부착된 압전소자의 전기역학적 어드미턴스 스펙트럼 요소 해석)

  • Kim, Eun-Jin;Shon, Sohn;Park, Hyun-Woo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.239-242
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    • 2009
  • 구조물의 표면에 부착된 압전소자(이하 PZT)의 전기역학적 어드미턴스(Electro-mechanical admittance)는 PZT와 구조물의 상호작용에 의해 발생하는 PZT의 압전효과와 유전성(dielectric)이 결합되어 발생되는 신호이다. 고주파수 대역에서 PZT의 전기역학적 어드미턴스는 구조물의 국부손상에 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 실험에서 측정된 PZT의 전기역학적 어드미턴스 분석에 널리 쓰이는 Liang 모델은 구조물을 단자유도계로 단순화하여 구조물의 동적특성이 전기역학적 어드미턴스에 미치는 영향을 정확하게 나타내기 어렵다. 유한요소법을 통해 PZT와 구조물의 상호작용을 해석하면 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 고주파 대역에서 정확한 해석을 위해서는 유한요소망을 조밀하게 구성해야 하므로 많은 계산비용이 수반된다. 이 연구에서는 유한요소법과 비교하여 월등히 적은 계산비용으로 고주파 대역의 동적 응답을 매우 정확하게 모사할 수 있는 스펙트럼 요소법(Spectral Element Method ; 이하 SEM)을 통해 판구조물에 부착된 PZT의 전기-역학적 어드미턴스를 해석한다. 수치 예제 및 실험 예제를 통하여 내민보에 부착된 PZT에서 발생하는 전기-역학적 어드미턴스를 취득하고 이를 SEM해석 결과와 비교한다.

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Tire Imbalance modeling and Measuring System (자동차용 타이어의 중량불균일 모델링 및 측정에 관한 연구)

  • Lee, Ki-Seong;Jeong, Tae-Woon
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.07d
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    • pp.2477-2479
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    • 2003
  • 본 연구에서는 타이어의 중량 불균일 측정을 위한 메카니즘의 모델링 및 분석을 통해 로드셀에 의해 샘플링된 신호를 해석하여 불균일량을 측정하는 방법을 제안한다. 진동역학적인 모델을 근거로 신호의 변환과 영향계수의 산출을 통해 정확한 불균형량 측정을 가능하게 하였다.

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ULF electromagnetic variation associated with seismic wave (지진파에 의해 발생하는 ULF 전자기장 변동)

  • Lee Heuisoon;Lee Choon-Ki;Kwon Byung-Doo;Yang Jun-Mo;Oh Seokhoon;Song Yoonho;Lee Tae Jong;Uchida Toshihiro
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 2005.05a
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    • pp.197-202
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    • 2005
  • The electromagnetic signals associated with the seismic activity in the south-east offshore of Kii peninsula, Japan, were clearly recorded at the MT sites in Jeju island, Korea. In this research, we have identified the co-seismic electromagnetic signals associated with the seismic activity and have analyzed the characteristics of significant electromagnetic variations. The analysis of phase velocity, power spectral density, MT impedance and polarization direction shows that the significant earthquake signals have the frequency band of about 0.05 to 0.5 Hz and that the sources of electromagnetic field are local effects of passing seismic waves. The simple approximation using electrokinetic effect successfully explains the co-seismic EM signals coincides with measured data but cannot explain the localities of electromagnetic variations.

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Development of Signal Process Software for Electromyograph(EMG) (근전기록장치의 신호처리 소프트웨어 개발)

  • Lee, Sangsik;Park, Wonyup;Lee, Choongho
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.2 no.3
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    • pp.17-22
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    • 2009
  • The objective of this study was to develop a signal process software for a Electromyograph(EMG). And this paper was developed to general signal process software for a Electromyograph using biomechanics. It was used the clinic, rehabilitation, ergonomics and sports. It was composed to the module type for the monitoring frequency analysis, the zero crossing and comparison analysis etc. It's UI(User Interface) made up the continuous monitoring, the reports and the user-friendly-approach. This developed Electromyography will be applied to biomedical engineering system.

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Chaotic Analysis of Brain Activity with Varying Blood-Alcohol Level (혈중 알코올 농도에 따라 반응하는 뇌활동도의 카오스분석)

  • Oh, Young-Jik;Lee, Chong-Ho
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2000.07d
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    • pp.3238-3240
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    • 2000
  • 본 논문의 목적은 음주섭취로 인한 혈중 알코올 농도에 따른 뇌의 활동도변화를 측정, 분석하는데 있다. 1차원 시계열데이터인 EEG신호는 생체 비선형 동역학 시스템으로부터 발생하는 Deterministic Nonlinear Chaos신호로써 무작위적인 신호와는 구분되어질 수 있다. EEG시계열데이터를 위상공간에 적절한 어트랙터로 재구성하여 상관차원 최대발산지수 등의 카오스 지수들을 추출하여보면 EEG시계열데이터가 무작위적인 계에서 발생하는 랜덤한 신호가 아닌 카오스계에서 기인함을 알 수 있고, 인간의 정신상태에 따른 뇌의 활동도를 정성적, 정량적으로 판별해 볼 수 있다. 이러한 카오스 분석방법을 토대로 음주전의 뇌의 활동도와 음주후 혈중알코올 농도에 따른 뇌의 활동도변화를 EEG의 카오스 지수들의 변화를 통해 분석해 보았다.

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Temperature Compensation Using Principal Component Analysis for Impedance-based Structural Health Monitoring (주성분 분석을 이용한 임피던스 기반 구조물 건전성 모니터링의 온도보상기법)

  • Shim, Hyo-Jin;Min, Ji-Young;Yun, Chung-Bang
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.32-35
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    • 2011
  • 전기역학적 임피던스(electromechanical impedance)를 이용한 구조물 건전성 모니터링(structural health monitoring; SHM) 기술은 구조물의 주요 부재에 압전센서를 부착하여 이로부터 획득한 임피던스 신호의 변화를 관찰함으로써 구조물의 국부적 상태를 실시간으로 진단하는 것이다. 임피던스는 손상뿐만 아니라 외부 온도에도 민감하게 반응하기 때문에 구조물 진단 결과에 상당한 오차를 유발할 수 있으므로 이에 대한 보상을 수행해야 한다. 따라서 본 논문에서는 온도변화가 임피던스 기반 진단 결과에 미치는 영향을 PZT 센서를 사용하여 실험적으로 연구하였다. 리액턴스(reactance)의 주성분 분석(Principal Component Analysis; PCA)을 통해 도출된 첫번째 주성분과 저항(resistance)으로부터 계산된 손상지수 사이의 관계를 분석함으로써, 온도변화에 의해 구별되지 않았던 손상을 보다 확연하게 구별 할 수 있음을 확인하였다.

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Embodiment of living body measure system modeling for Rehalibitation treatment of positive simulation for HRV algorithm analysis interface of Mobile base (모바일 기반의 HRV 알고리즘 분석 인터페이스에 대한 실증적 시뮬레이션의 재활치료용 생체계측 시스템 모델링의 구현)

  • Kim, Whi-Young
    • Journal of the Korea Computer Industry Society
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    • v.7 no.4
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    • pp.437-446
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    • 2006
  • Mobilecomputer offers more fundamental role than role assistance enemy of modern technology equipment and new Information <중략> These main weakness puts in structural relation between elements that compose system. Therefore, dynamics research that time urea of systematic adjustment has selected method code Tuesday nerve dynamics enemy who groping of approach that become analysis point is proper and do with recycling bioelectricity signal. Nature model of do living body signal digital analysis chapter as research result could be developed and scientific foundation groping could apply HSS (Hardware-software system) by rehalibitation purpose. Special quality that is done radish form Tuesday of bioelectricity signal formation furthermore studied, and by the result, fundamental process of bodysignal in do structure circuit form of analog - digital water supply height modelling do can.

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