AE기법을 이용하여 PSC보부재에 대한 음파의 전파속도와 음원위치 산정방법의 타당성을 알아보기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 길이가 5m 인 PSC보 콘크리트 표면에 7개의 AE센서를 부착하였으며, 슈미트 햄머를 이용하여 콘크리트 표면에 인위적인 충격을 가하였다. 음파의 전파속도는 각각의 AE센서로부터 감지한 음파의 도달시간 차이와 음원과 센서와의 거리 차이를 이용하여 산정하였다. 또한 각 AE센서로부터 감지된 음파의 도달시간과 음파의 전파속도를 토대로 최소제곱법을 이용하여 역으로 음원 발생위치를 산정해 보았다. 실험결과 프리스트레스트콘크리트 매질에 대한 음파의 평균전파속도는 대략 4,000 m/sec 정도이며, 음원과 AE 센서 사이의 거리가 길어짐에 따라 음파의 감쇠현상에 의해 속도가 감소되었다. 최소제곱법을 이용한 음원위치 산정결과, 음파의 전파속도를 전체 AE센서의 평균전파속도를 이용하는 경우보다, 각 AE센서로 부터 산정된 음파의 전파속도를 이용하는 경우 오차가 감소되는 것을 확인하였다.
In this study, a methodology is developed and confirmed to find the physical contact between the slider and disc due to the defects of disk during head seeking operation using acoustic emission (AE) signal. The head/disk contact was detected during random and standard seeks, whereas no contact was detected during track fellowing. During standard and random seeks, the torsion mode of slider excitation was observed at 680KHz. Therefore, it is thought that AE technique can be used as an alternative method of the glide test by monitoring existence of the torsional mode of the slider during seek operation or can be used to detect the spacing loss during seeking operation. By appropriately choosing the location of the sensor an order of magnitude increase in the sensitivity for RMS AE signal is observed. Therefore we can find take-off velocity clearly with high signal to noise ratio of AE signal.
접촉운동에 의해 재료 접촉부위의 기계적 상태의 변화가 야기될 때 에너지가 방출되며 그 중의 일부는 AE(음향방출)의 형태로 방출된다. AE가 재료의 표면과 작용해서 일어나는 표면변위(surface displacements)는 기술적으로 표면에 설치한 변위계(displacement sensor)에 의해 쉽게 측정될 수 있으며 이 측정값은 AE가 발생된 물리적인 원인을 설명해주는 여러가지 정보를 제공한다. AE측정의 용이함에 재료의 기계적 변형, 파단과구조 및 조성 등의 변화와 AE와의 밀접한 관계로 인해, 재료의 마찰 접촉시의 거동을 이해하기 위해 AE 모니터링이 점차 활발히 적용되고 있다.
본 연구는 암석 및 콘크리트 시편의 압축실험을 통해 균열 특성을 분석하고자 한다. 길이의 변화를 측정하는 변형률센서와 균열에 의해 발생한 탄성파를 측정하는 AE 센서를 시편에 부착하여 동시 측정함으로써 실험을 수행하였다. 측정된 시편의 변형률로부터 계산된 균열체적변형률은 암석과 콘크리트 시편에서 다른 형상을 보여주고 있다. 이것은 재료의 취성정도에 따른 것으로 추측된다. 하지만, 파괴 및 손상도와 관계되어 있는 균열체적변형률은 두 개의 시편결과가 유사함을 관찰 할 수 있었다. 또한 AE 센서를 통해 측정한 시편의 누적 균열 신호에너지가 변형률센서로 예측한 균열체적변형률과 매우 유사한 것을 관찰할 수 있었다. 이것은 AE 센서로도 구조물의 손상없이 실시간으로 손상도를 예측할 수 있음을 의미한다.
In this study, thickness vibration mode piezoelectric devices for AE sensor application were simulated using ATILA FEM program, and then fabricated. Trajectory resonant displacement and electro mechanical coupling factors of the piezoelectric devices were investigated. The simulation results showed that excellent displacement and electro mechanical coupling factor was obtained when the ratio of diameter/thickness($\Phi/T$) was 0.75. The piezoelectric device of $\Phi/T$=0.75 exhibited the optimum values of fr= 183 kHz, displacement= $4.44{\times}10^{-7}[m]$, $k_{33}$= 0.69, which were suitable for the application of AE sensor piezoelectric device.
식물의 환경제어 향상을 위하여, 비파괴적인 방법을 사용하여 식물의 신호 특성이 연구되고 있다. 본 연구에서는 속씨식물과 겉씨식물에서 검출되는 음향방출 신호에 미치는 물 스트레스의 영향에 대하여 검토하였다. 낮 시간의 음향방출 신호는 밤 시간 보다 훨씬 많았으며, 낮 시간의 신호는 식물의 물 스트레스에 의해서 발생한 것으로 판단된다. 속씨식물과 겉씨식물은 음향 신호의 강한 주파수 대역이 다르게 나타났으며, 실외에서 검출한 식물의 음향 신호 주파수는 동일한 식물을 사용하여 실내에서 검출한 신호의 주파수 범위와 일치하였다.
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.
The Piezoelectric ceramics for AE(Acoustic Emission) sensor are desired large electromechanical coupling factor, high mechanical quality factor and good characteristic resonance frequency. In this study, the empirical formula of specimens is used $0.9Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3-0.1Pb(Mn_{1/3}Nb_{1/3}Sb_{1/3})O_3$ (PZT-PMNS). The piezoelectric and dielectric characteristic are investigated by sintering temperature and value of x as functions of $Ti^{2+},\;Zi^{2+}$ mol rate. MPB(morphotropic Phase boundary) is defined in the x=0.522. Because it is appeared to the best piezoelectric and dielectric characteristic in the x=0.522, it can be application by AE sensor. PZT-PMNS ceramics without pre-amplifier and filter are tested for detecting of arc signal. The detection characteristic is evaluated wave form, frequency distribution.
Sensor feedback for process control is one of the essential elements is an automated deburring procedure. This paper presents the implementation of acoustic emission (AE), which has been developed as a feedback sensing technique for precision (mechanical) deburring, in a precision laser deburring process. AE signals were sampled for laser machining/deburring under various experimental conditions and analyzed using several signal-processing methods including AErms and spectral analysis. The results, such as the sensitivity of AE signals for different laser cutting depths, edge detection capability and the frequency analysis show a clear correlation between physical process parameters and the AE signals. A subsequent control strategy for deburring automation is also briefly discussed.
The feasibility of using AE for monitoring mechanical failure in concrete structures has been tested. Specifically, the relationship between the fracture and the characteristics of AE signal is theoretically and experimentally investigated. The experimental results manifest that the high sensitivity of AE signal to the fracture of concrete structure makes it a good choice as sensor for monitoring concrete structure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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