• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권12호
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• pp.1347-1355
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• 2009

This paper demonstrates the validity of spectral element analysis for modeling the high-frequency dynamic behaviors of a beam with a surface-bonded piezoelectric wafer through a laboratory test. In the spectral element analysis, the high-frequency electro-mechanical interaction can be considered properly with relatively low computational cost compared to the finite element analysis. In the verification test, a cantilever beam with a surface-bonded piezoelectric wafer is forced to be in steady-state motion by exerting the harmonic driving voltage signal on the piezoelectric wafer. A laser scanning vibrometer is used to obtain the overall dynamic responses of the structure such as resonance frequencies, the associated mode shapes, and frequency response functions up to 20 kHz. Then, these dynamic responses from the test are compared to those computed by the spectral element analysis. A two-dimensional finite analysis is conducted to obtain the asymptotic solutions for the comparison purpose as well.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제2권2호
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• pp.16-18
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• 2013

In this paper, we develop a method to design a flexible thin film audio systems utilizing Polyvinylidene fluoride. The system we designed showed the properties of increased transparency and sound pressure levels. As an input terminal transparent oxide thin film is adopted. In order to provide dielectric insulation, a transparent insulating oxide thin film is coated to obtain double -layered structure. In the range of visible light, the output from the output of the system showed an increased and improved sound pressure level. The piezoelectric polymer film of polyvinylidene fluoride (PVDF) is used to produce mechanical vibration due to the applied electrical voltage signal. An analog electric voltage signal is transformed into sound waves in the audio system.

• 한국음향학회지
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• 제8권1호
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• pp.75-80
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• 1989

단일모드 광섬유를 이용하여 호모다인 검출방식으로 동작하는 Mach-Zehner 광섬유 간섭계를 구성하여 공기중 음압반응을 조사하였다. 광섬유 간섭계 센서가 직각조건에서 동작하도록 하기 위해 기준 광섬유에 원통형 압전신장기를 사용하는 신호안정화 장치를 제작하였다. 이는 온도변화나 주위환경의 영향에 관계없이 광섬유 간섭계 센서의 감도를 최대의 크기로 일정하게 유지시켜 준다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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• pp.985-988
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• 2001

A piezo-buzzer being used for the purpose of generation of audible frequency, which is a electric-acoustic transducer utilizing the inverse piezoelectric effect. Also it can be used for a pressure sensor according to the piezoelectric effect. But the output of a piezo-buzzer is a differential signal. In this study, we've made a system that can measure a real pressure by integration of output signal. According to our results, it could be found a possibility of application for pressure sensor by measurement of output characteristics when a piezo-buzzer was pressurized and depressurized, and by measuring of an error by means of the drift current of OP-Amp, etc..

• 센서학회지
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• 제27권6호
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• pp.374-379
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• 2018

The piezocomposite transducer is widely used because it is highly efficient in transforming electric energy into mechanical energy, and its frequency range is broader than that of other types of ultrasound transducers. A general piezocomposite transducer is composed of an acoustic lens, impedance matching layers, piezoelectric materials, and backing layers. When an input voltage is applied to a piezoelectric material as an active material, it generates sound waves while vibrating. At that time, an impedance matching layer helps the sound waves to propagate forward while reducing the impedance mismatch that may occur at the interface between the active material and its front material. The impedance mismatch has a negative effect on the signal of an ultrasound transducer; thus, it is important to design a matching layer to overcome the issue. In this study, an optimized feature of a matching layer with gradient properties is studied. An objective function is defined to minimize both the average and the deviation of the reflection coefficients that are functions of the frequencies. As a result, an improvement in the signal characteristics with respect to the sensitivity and bandwidth is reported.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1069-1074
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• 2014

본 논문에서는 분극 시간에 따라 압전 페인트 센서의 특성이 어떻게 변하는지 평가하고, 그 결과를 기술하였다. 연구에 사용된 압전 페인트 센서는 유연 압전 재료인 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Zr,Ti)O_2$ (PNN-PZT)와 에폭시 수지를 무게비 1:1로 혼합하여 제작하였다. 센서 시편은 몰드를 사용하여 $40{\times}10{\times}1mm^3$ 크기로 제작하였고, 윗면과 아랫면에 실버 페이스트를 사용하여 전극을 제작하였다. 분극 작업 시 온도는 상온으로, 분극 전계는 4kV/mm 고정한 상태에서 분극 시간을 달리함으로써 분극 조건을 달리하였다. 분극 특성은 충격 망치를 이용하여 충격을 시편에 가했을 때 충격 망치에서 측정되는 힘과 압전 페인트 센서에서 출력되는 전압을 비교하여 살펴보았다. 그 결과, 상온에서 분극 전계가 4kV/mm인 경우, 30분 정도 분극 처리를 한 경우 가장 최적의 분극 조건임을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권2호
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• pp.19-25
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• 2019

구조물의 충격 위치 검출을 위해 본 연구그룹에서는 압전 페인트 센서를 연구하고 있다. 압전 페인트는 고주파 신호 및 충격에 민감한 특성으로 인하여 충격 감지에 사용할 수 있다. 또한, 압전 페인트 센서는 세라믹 센서가 적용될 수 없는 곡선 또는 복잡한 구조에 코팅될 수 있으며 외부 전원을 필요로 하지 않는다. 충격을 검출하기 위해 모자이크 패턴 전극을 시험편 위에 코팅하였고, 충격 신호는 충격이 발생한 전극부에서 얻을 수 있었다. 보다 더 정확한 충격 위치 검출을 위해서는 전극을 더 많은 부분으로 나누어 해당 전극부로부터 충격 데이터 수집이 필요하다. 본 연구에서는, 데이터 수집을 위하여 가볍고 저렴한 간단한 멀티채널 데이터 수집 시스템을 개발하였다. ARM Cortex-M3의 UART 통신을 이용하여 총 4채널의 데이터를 수집하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.68-76
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• 2001

유한요소법을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE (Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Tonpilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게 되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS (Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는데 큰 도움이 될 것이다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.905-910
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• 2022

졸음운전은 교통사고 발생률을 높이고 사망사고로 이어지기 때문에 많은 사회적 관심이 필요하다. 졸음운전으로 인한 사고 건수는 매년 증가하고 있다. 따라서 전 세계적으로 이 문제를 해결하기 위해 다양한 생체신호 측정을 위한 연구가 수행되고 있다. 본 논문에서는 그 중에 비접촉 방식의 생체신호 분석에 중점을 두고 있다. 주행중인 차량에서는 엔진, 타이어, 차체 진동 등 다양한 노이즈가 발생한다. 압전센서로 주행중인 차량에서 운전자의 심박수와 호흡수를 측정하기 위해 차량 진동을 완충할 수 있는 센서 플레이트를 설계했고 차량에서 발생하는 노이즈를 줄일 수 있었다. 또한 압전센서의 신호 기반 CNN-LSTM 앙상블 학습 기법으로 모델을 추출하여 운전자가 수면중인지 아닌지 분류하는 시스템을 개발했다. 수면 상태를 학습시키기 위해 30초마다 피험자의 생체 신호를 획득하였고, 797개의 데이터를 비교 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권4호
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• pp.364-372
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• 2006

In this paper, we present a finger tip tactile sensor which can detect contact normal force as well as slip. The sensor is made up of two different materials, such as polyvinylidene fluoride (PVDF) known as piezoelectric polymer, and pressure variable resistor ink. In order to detect slip on the surface of the object, two PVDF strips are arranged along the normal direction in the robot finger tip and the thumb tip. The surface electrode of the PVDF strip is fabricated using silk-screening technique with silver paste. Also a thin flexible force sensor is fabricated in the form of a matrix using pressure variable resistor ink in order to sense the static force. The developed tactile sensor is physically flexible and it can be deformed three-dimensionally to any shape so that it can be placed on anywhere on the curved surface. In addition, a tactile sensing system is developed, which includes miniaturized charge amplifier to amplify the small signal from the sensor, and the fast signal processing unit. The sensor system is evaluated experimentally and its effectiveness is validated.