• 비파괴검사학회지
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• 제33권5호
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• pp.452-458
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• 2013

풍력 발전 블레이드에서 손상 발생 및 진전을 모니터링하기 위한 임피던스 기법에 대한 고찰을 하였다. 본 연구에서는 PVDF 필름 피에조 센서를 제작하여 10 kW 급 풍력 발전 블레이드에 부착하여 피로하중의 부하에 따른 임피던스 신호를 1-200 MHz 주파수 영역에서 측정하였다. 피로하중을 부하함에 따라 블레이드의 처짐과 국부적인 변형률의 변화가 발생하였고, 임피던스 신호의 패턴에서의 변화를 감지할 수 있었다. 임피던스와 변형률 그리고 처짐 신호로부터 블레이드의 국부적인 손상 혹은 기하학적 변화가 발생하였음을 알 수 있었다. 임피던스 신호의 정성적인 비교를 정량적으로 비교하기 위하여 통계적인 접근으로 스칼라 손상 지수 M을 사용하였다. 피로 하중의 부하와 센서 위치에 따른 지수 M을 계산할 수 있었고, 이들 값을 비교하여 지수와 손상을 상관지을 수 있었다.

• 한국레이저가공학회지
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• 제7권3호
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• pp.37-46
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• 2004

The shape and size variations of the nanopatterns produced on a polymer film using a near-field scanning optical microscope(NSOM) are investigated with respect to the process variables. A cantilever type nanoprobe having a 100nm aperture at the apex of the pyramidal tip is used with the NSOM and a He-Cd laser at a wavelength of 442nm as the illumination source. Patterning characteristics are examined for different laser beam power at the entrance side of the aperture($P_{in}$), scan speed of the piezo stage(V), repeated scanning over the same pattern, and operation modes of the NSOM(DC and AC modes). The pattern size remained almost the same for equal linear energy density. Pattern size decreased for lower laser beam power and greater scan speed, leading to a minimum pattern width of around 50nm at $P_{in}=1.2{\mu}W\;and\;V=12{\mu}m/s$. Direct writing of an arbitrary pattern with a line width of about 150nm was demonstrated to verify the feasibility of this technique for nanomask fabrication. Application on high-density data storage is discussed.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제1권2호
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• pp.183-195
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• 2014

Scour is one of the leading causes of overwater bridge failures worldwide. While monitoring systems have already been implemented or are still being developed, they suffer from limitations such as high costs, inaccuracies, and low reliability, among others. Also, most sensors only measure scour depth at one location and near the pier. Thus, the objective is to design a simple, low cost, scour hole topography monitoring system that could better characterize the entire depth, shape, and size of bridge scour holes. The design is based on burying a robust, waterproofed, piezoelectric sensor strip in the streambed. When scour erodes sediments to expose the sensor, flowing water excites it to cause the generation of time-varying voltage signals. An algorithm then takes the time-domain data and maps it to the frequency-domain for identifying the sensor's resonant frequency, which is used for calculating the exposed sensor length or scour depth. Here, three different sets of tests were conducted to validate this new technique. First, a single sensor was tested in ambient air, and its exposed length was varied. Upon verifying the sensing concept, a waterproofed prototype was buried in soil and tested in a tank filled with water. Sensor performance was characterized as soil was manually eroded away, which simulated various scour depths. The results confirmed that sensor resonant frequencies decreased with increasing scour depths. Finally, a network of 11 sensors was configured to form a distributed monitoring system in the lab. Their exposed lengths were adjusted to simulate scour hole formation and evolution. Results showed promise that the proposed sensing system could be scaled up and used for bridge scour topography monitoring.

• 센서학회지
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• 제20권3호
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• pp.213-218
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• 2011

The load cell is a force sensor and a transducer that is used to convert a physical force into a electrical signal for weighing equipment. Most conventional load cells are widely used a metal foil strain gauge for sensing element when force being applied spring element in order to converts the deformation to electrical signals. The sensitivity of a load cell is limited by its low gauge factor, hysteresis and creep. But silicon-based sensors perform with higher reliability. This paper presents the basic design and development of the silicon type load cell with an SUS630 diaphragm. The load cell consists of two parts the silicon strain gauge and the SUS630 structure with diaphragm. Structure analysis of load cell was researched by theory to optimize the load cell diaphragm design and to determine the position of peizoresistors on a silicon strain gauge. The piezo-resistors are integrated in the four points of silicon strain gauge processed by ion implantation. The thickness of the silicon strain gauge was polished by CMP under 100 ${\mu}M$. The 10 mm diameter SUS630 diaphragm was designed for loads up to 10 kg with 300 ${\mu}M$ of diaphragm thickness. The load cell was successfully tested, the variation of ${\Delta}$R(%) of four points on the silicon strain gauge is good linearity properties and sensitivity.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.31-41
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• 2013

서해안 지역의 준설토는 실트 또는 세립모래 성분이 많은 특성으로 인해 성토재로 직접 사용되는 사례가 증가하고 있으나, 준설토를 성토재로써 활용하는 연구에 대해서는 미흡하다. 이에 본 연구에서는 서해안 지역의 준설토를 성토재료의 활용성을 확인 하고자 하였다. 우선적으로 피에조콘 관입시험을 통해서 준설 지반의 구성성분을 확인함으로써 성토재의 활용 가능성을 우선적으로 확인하였다. 준설토에 대한 침강 및 자중압밀시험을 시행하여 준설토의 특성을 평가하는 동시에 침강 및 자중압밀이 완료된 시료에 대해서 다짐시험 및 직접전단시험을 시행함으로써 준설토의 준설완료 시점의 특성을 확인하였다. 아울러 침강 및 자중압밀이 완료 된 시료를 자연배수시킴으로써 시간이 경과됨에 따라서 준설토가 보이는 역학적 특성을 확인하고자 하였다. 실트, 실트질 모래 및 모래성분이 다량 포함되고 있는 서해안 지역의 준설토는 자연배수 시간이 경과함에 따라서 단위중량과 전단강도가 증가되는 특성 을 보이는 것으로 평가되었다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.245-252
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• 2006

양극화로 인한 소외계층이 심화되고 고령화에 따른 사회복지가 대응하는 시간적 간격이 너무나 커지고 있다. 특히, 독거노인 환자의 증가로 인한 무관심이 사회문제로 비화되고 있는 실정이다. 더불어, 재택 골절환자의 비율도 급상승하고 있다. 국내적으로는 BT기술, 의료솔루션 기술은 현대기술의보조적 역할보다는 중추적인 역할을 제공하고 창조적 기술로 활용할 수가 있다. 특히, 초음파를 골절치료에 적용하면, 뼈가 잘 안 붙는 뼈의 골절치료 기간을 40% 가량 줄일 수 있다는 논문자료도 있다. 본 연구에서는 초음파 작동주파수가 1mHz, 1.3mHz, 1.5mHz의Piezo-ceramic crystal tranducer물질을 가지는 초음파 발생원 각각 4개를 한조로 하여 양단에 사용하였고, 임피이던스 및 Phase측정결과에 따라 외부직경이 각각4mm, 5.4mm, 두께0.5mm, 길이 70mm의 트랜스듀스를 사용하였다. 용량 50mW급으로 제작하였고, 초음파분포도를 조사하였다. <중략> 차후 시스템을 보완하면 골다공증 환자에도 적용이 될 것이고, 본 연구에서는 시제품을 직접 설계하고 비정형화 특성을 연구하고 기본적인 형태를 모델링 하여 접근해 보고자 노력해 보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.259-259
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• 2010

Periodically polarity inverted (PPI) ZnO structures on (0001) Al2O3 substrates are demonstrated by plasmas assisted molecular beam epitaxy. The patterning and re-growth methods are used to realize the PPI ZnO by employing the polarity controlling method. For the in-situ polarity controlling of ZnO films, Cr-compound buffer layers are used.[1, 2] The region with the CrN intermediate layer and the region with the Cr2O3 and Al2O3 substrate were used to grow the Zn- and O-polar ZnO films, respectively. The growth behaviors with anisotropic properties of PPI ZnO heterostructures are investigated. The periodical polarity inversion is evaluated by contrast images of piezo-response microscopy. Structural and optical interface properties of PPI ZnO are investigated by the transmission electron microcopy (TEM) and micro photoluminescence ($\mu$-PL). The inversion domain boundaries (IDBs) between the Zn and the O-polar ZnO regions were clearly observed by TEM. Moreover, the investigation of spatially resolved local photoluminescence characteristics of PPI ZnO revealed stronger excitonic emission at the interfacial region with the IDBs compared to the Zn-polar or the O-polar ZnO region. The possible mechanisms will be discussed with the consideration of the atomic configuration, carrier life time, and geometrical effects. The successful realization of PPI structures with nanometer scale period indicates the possibility for the application to the photonic band-gap structures or waveguide fabrication. The details of application and results will be discussed.

• 수산해양기술연구
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• 제21권1호
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• pp.1-6
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• 1985

북해의 Norway 근해에 있는 외해의 한 점과 Bergen권 입구에 있는 Skossvassen 내만에서 수중환경소음을 측정하여 그 음향 spectrum을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) Norway 근해에서 측정된 수중환경소음의 주된 주파수대는 500Hz 이하의 저주파였다. 2) Skossvassen 내만에서 측정된 수중환경소음은 10m층에서의 음압이 25m와 50m층에서의 음압보다 약 7dB정도 높았다. 이것은 주된 소음원이 관측점부근을 통항하는 선박이나 육지의 영향을 많이 받는 표층에 있다는 것을 나타낸다. 3) Norway 근해의 외해에서 측정된 수중환경소음은 각 층에서 측정된 spectrum의 형태와 음압준위가 비슷한 현상을 나타내고 있어서 원거리에 있는 소음원의 영향을 많이 받기 때문인 것으로 생각된다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권9호
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• pp.694-701
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• 2002

In this paper, through the study on locations of structural transducers for active control of the radiated sound from the vibrating plate, the active structural acoustic control (ASAC) system is proposed. And, for the evaluation of the proposed location, the experiment of the active structural acoustic control is implemented using the multi-channel filtered-x LMS algorithm and an additional filter (Acoustic Prediction Filter) to estimate the radiated sound using the acceleration signals of the plate. The structural transducers are piezoceramic actuator (PZT) and accelerometer. PZT is used as an actuator to reduce the vibration and the radiated sound. To maximize the control performance, each PZT actuator is located at the position that has the largest control sensitivity of the plate bending moment in the direction of x and y coordinates and the optimal PZT location is validated experimentally. Also, to find the acoustic prediction filter accurately, two accelerometers are located at the positions that have the largest radiation efficiencies of the plate, and the proposed locations are validated by simulation using the Rayleigh integral. The multi-channel filtered-x LMS algorithm is introduced to control a complex 2-D structural vibration mode. Finding the locations of structural transducers for active structural acoustic control of the radiated sound, the active structural acoustic control (ASAC) system can be presented and validated by experiments using a real time control system.

• 비파괴검사학회지
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• 제37권1호
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• pp.37-43
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• 2017

초음파탐상법을 이용하여 마이크로미터의 크기 작은 결함을 검출하기 위해서는 높은 공진주파수와 큰 분해능의 초음파 변환기가 필요하다. 초음파 변환기의 공진주파수와 분해능은 변환기에 사용된 압전소자의 두께, 후면재 및 탐상 시스템 간의 전기 임피던스 정합과 밀접한 관련이 있으며, 이 중 전기 임피던스 매칭은 초음파 변환기와 초음파탐상 시스템 사이의 서로 다른 입 출력단을 연결하는 과정에서, 두 연결단의 전기적 임피던스 차이에 의한 에너지 반사와 손실을 줄이는 중요한 역할을 한다. 임피던스 정합에서 흔히 많이 사용하는 방법은 LC-정합회로이다. 이러한 LC-정합을 통해 탐상 시스템과 초음파 변환기의 전기 임피던스를 $50{\Omega}$으로 맞추어 두 연결단 사이의 임피던스 차이를 보정해 줌으로서 초음파 변환기에서 발생되는 전기신호의 손실을 줄 수 있다. 본 연구에서는 15 MHz의 공진주파수를 가지는 광대역 수침형 초음파 탐촉자를 제작하고 광대역 특성을 갖는 초음파 변환기를 위한 LC 임피던스 정합법을 적용하였다.