• 센서학회지
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• 제26권2호
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• pp.107-113
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• 2017

Energy source of a piezo-electric harvester is vibration. Sources of vibration are machineries operated with high frequencies, constructions and people operated with low frequencies and etc. In this study, we tried to figure out power generation properties over vibrations upon angles of a piezo-cantilever for applying them to movements of the construction and/or people, which are vibration sources at low frequencies. A uni-morph cantilever with a $59mm{\times}29mm{\times}0.2mm$ piezo-electric element attached on a $71mm{\times}46mm{\times}0.25mm$ copperplate was used. A spring was attached to the lower side of the cantilever and a mass was attached on the opposite side. Also, a structure with a specific angle which is an angle in between the ground and the cantilever was prepared and then, connected to a spring or the cantilever. Then, this structure was divided into the A-type and B-type and excited in the direction of z- axis. After that, the angle between the ground and the cantilever was changed and excited by 1 to 10 Hz upon the existence of a spring and/or a mass to compare power generation properties.

• 한국어병학회지
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• 제20권3호
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• pp.307-313
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• 2007

In this study, a QCM biosensor was made to detect Edwardsiella tarda (E. tarda) using a specific antibody. A 9 MHz AT-cut piezoelectric wafer layered with two gold electrodes of 5mm diameter had a reproducibility of 0.1 Hz in frequency response and was used as the transducer of the QCM biosensor. Self assembled layer (SAM) was conformed on a quartz crystal by treating with 3-mer-captopropionic acid (MPA) and activated with N-ethyl-N'-(3-dimethyl-aminopropyl) carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS). The resulting NHS group was further converted to hydrazide by the reaction with hydrazine. Aldehyde group was introduced into the carbohydrate moiety of anti-E. tarda antibody by the reaction with periodic acid and was used to immobilise the antibody through the reaction with hydrazide group on the electrode surface. A baseline was established in the presence of phosphate-buffered saline (PBS) and a resonant frequency (F1) was measured. Sample was added to the sensor surface and second resonant frequency (F2) was measured after unbound substances were washed out with PBS several times. Finally, the frequency shift (ΔF) representing the mass change was calculated by subtracting F2 from F1. After adding the oxidized anti-E. tarda antibody to the electrode surface containing hydrazide group, frequency shift of 288.811.4 Hz (mean S.E) was observed, thus proving that considerable amount of antibody was immobilized. In the immunoassay test, the frequency shift of 1877.75 Hz, 580.67 Hz, 221.39 Hz, 7.671.83 Hz (mean S.E) were observed at doses of 1000, 500, 100, 50 g of bacterial cells, respectively. It was also demonstrated that the prepared sensor chip was stable enough to withstand repeated surface regeneration with 0.2 M Tris-glycine and 1 % DMSO, pH 2.3 more than ten times.

• 한국음향학회지
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• 제22권7호
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• pp.545-553
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• 2003

압전 변환기를 사용하는 초음파유량계에서 고온의 유체로부터 압전 변환기를 보호하기 위하여 도파관을 사용하면서 종진동 초음파 전파성능을 향상시키기 위한 연구를 하였다. 도파관을 따라 전달되는 열을 효율적으로 차단하는 도파관 재질을 선정하였고, 압전 변환기를 보호할 수 있는 도파관의 최소 길이를 파악하였다. 균일한 원형 봉의 종진동 가진 응답을 구하여 진폭을 최대로 하는 도파관 길이를 선정하였다. 원추형 테이퍼 봉의 가진 응답을 구하여 도파관의 단면 크기가 길이방향으로 작은 쪽에서 파동이 증폭됨을 확인하였다. 균일한 도파관에서 단면 반지름이 작을수록 펄스 파 분산이 줄어듬을 파악하고, 단일 봉 도파관을 사용한 실험으로 이를 입증하였다. 실용적 도파관으로서 철심 조합형 도파관을 제시하고 제작과 평가를 통하여 파동 전파의 우수성을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.553-567
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• 2011

최근 3년간 판 구조물 건전성 감시분야에서 시간반전램파(Time reversal Lamb waves)의 가능성이 주목받고 있다. 이 연구에서는 직사각형 평판에서 시간반전램파의 공간모임을 적은 연산비용으로 효과적으로 모사할 수 있는 수치기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 파 반사에 의해 발생하는 실제 탐지자의 거울상 효과와 등가를 이루는 활성 가상탐지자를 이용하여 시간반전과정을 주파수 영역에서 정식화한다. 시간반전램파의 공간모임 모사에서 필요한 순방향 및 역방향 파 전달은 스칼라 형태의 함수로 표현한다. 제안된 방법을 웨이퍼 형태의 압전소자가 병치된 직사각형 평판에서 시간반전램파의 공간 모임 문제에 적용하고 유한요소해석 결과와 비교하여 타당성을 검증한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권1호
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• pp.14-20
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• 2003

고온$(500^{\circ}C)$ 환경에서 접촉식 탐상이 가능한 초음파 탐촉자를 개발하고 평가하였다. 고온용 탐촉자는 Curie 온도가 $600^{\circ}C$ 이상인 bismuth titanate 계열의 압전세라믹 소자, 텅스텐 분말과 inorganic binder를 혼합한 후면재, 알루미나 튜브, 전면재, 하우징 등으로 구성되었다. 기본 공진주파수가 각각 1.04 및 2.08 MHz의 2 종류 탐촉자를 제작하였으며 각종 고온용 커플런트의 온도특성을 시험하였다. 개발된 고온용 탐촉자를 이용하여 강재 시편을 대상으로 시편에서의 초음파 반사신호를 측정한 결과 시편의 온도가 증가함에 따라 반사신호의 크기는 감소하였다. 고온에서 반복측정 실험결과 $500^{\circ}C$에서 연속적인 접촉식 초음파 탐상이 가능한 것으로 나타났다.

• 센서학회지
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• 제10권5호
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• pp.320-328
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• 2001

PVDF(Polyvinylidene fluoride) 압전막을 이용하여 $8{\times}8$의 요소를 갖는 2차원 배열 수중청음기를 설계 제작하고. 그것을 이용하여 수 MHz$\sim$수십 MHz 대역의 초음파 음장을 측정하는 방법 및 측정시스템을 구축하였다 수중청음기의 설계에 있어서는 배면체의 종류에 따른 주파수 응답특성을 Mason 등가회로에 의해 해석하였고, 압전체 요소의 크기 및 간격, 스캐닝 스탭에 따른 음장 측정 정도를 검토하였다 2.25MHz의 원형평면 트랜스듀서가 만드는 수중 음장을 제작한 수중청음기 및 측정시스템으로 측정한 결과, 비교적 정밀한 측정이 가능함을 알았다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.310-310
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• 2008

본 연구에서는 (1-x) Pb(Zr0.515Ti0.485)$O_3$ - x Pb$(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ + 0.5wt% $MnO_2$ 조성에 Pb$(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ (PSN) (x=0.02, 0.04, 0.06, 0.08) 변화에 따른 미세구조 및 압전, 유전특성에 관해 고찰하였다. PSN 치환량이 증가함에 따라 정방정 (tetragonal)구조에서 삼방정(rhombohedral)구조로 상전이가 일어났으며, 결정립의 크기가 작아지는 것을 확인하였다. 전기기계결합계수 (kp) 는 PSN이 4 mol % 치환됨에 따라 증가하였으며, 더 이상 치환 시 감소하였다. PSN 치환에 따른 전기적 특성은, 결정구조, 결정립의 크기 및 2 차상 등의 미세구조와 긴밀한 관계가 있는 것으로 보여진다. 상경계(Morphotropic Phase Boundary) 영역인 0.96 Pb(Zr0.515Ti0.485)$O_3$ - 0.04 Pb$(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ + 0.5wt% $MnO_2$ 조성에서 $\varepsilon{^T}_{33}/\varepsilon_o$ = 1109, $k_p$= 70.8 (%), $d_{33}$= 325 (pC/N)의 우수한 특성을 나타내었다.

• 한국음향학회지
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• 제26권2호
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• pp.80-86
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• 2007

본 연구에서는 압전세라믹과 고분자재료를 사용하여 다이스와 필 방법으로 2-2형 압전복합재료를 제작하고 이것을 이용하며 초음파 센서를 설계하고 제작하여 전기적 및 음향 특성을 조사하였다. 제작된 시편의 공진특성은 유한요소 해석 결과와 임피던스 분석기(HP4194A)를 이용하여 실제로 측정한 결과와 유사하게 나타났다. 2-2형 압전복합재료의 고유음향 임피던스는 PZT의 부피분율이 감소함에 따라 선형적으로 감소하였다. 이것을 이용하여 제작된 초음파 센서의 공진특성 및 전기기계결합계수는 PZT의 부피분율이 0.6일 때 가장 우수하였다. 또한, 이것의 음향특성을 측정한 결과 PZT 부피분율이 0.6일때 진폭, 주파수 대역폭, 울림감쇠 특성 등이 가장 우수하게 나타났으며, 단일 압전세라믹으로 제작된 센서에 비하여 상당히 우수한 감도 특성을 나타내었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권4호
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• pp.237-243
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• 1995

고체 시료를 대상으로 하여 silicon wafer에는 $90^{\circ}$ wedge형 진동자를 사용하고 압전재료인 $LiTaO_3$에는 interdigital transducer(IDT)를 사용하였으며, knife edge를 이용한 광학적 검지(optical probing)법을 써서 표면탄성파의 발생 및 측정하는 기법으로써 재료에서의 표면탄성파의 감쇠를 검출하는 방법을 연구하였다. IDT1 및 IDT2로는 20.8 MHz와 14.5 MHz를, $90^{\circ}$ wedge형 진동자로부터는 20.0 MHz의 표면탄성파를 발생시켰으며 표면탄성파로 생기는 표면의 굴곡을 검출하는데 He-Ne laser beam을 이용하였다. Optical chopper로 변조시킨 laser beam을 같은 주파수로 변조시킨 표면탄성파에 입사시켜 산란되는 광을 같은 주파수로 동조된 lock-in amplifier로 검출하였다. 이와 같이 함으로써 검출할 표면탄성파와 검출에 사용된 laser beam 및 측정기기인 위상감지기(Phase Sensitive Detector : PSD)를 같은 주파수로 변조하여 동기시킬 수 있었으며 측정계를 단순화하였다. IDT1, IDT2에서 발생된 표면탄성과의 감쇠계수는 각각 $0.62{\sim}0.75dB/mm,\;0.60{\sim}0.72dB/mm$였으며 wedge형 진동자에서는 $0.83{\sim}1.28dB/mm$인 값을 얻었다.

• ETRI Journal
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• 제38권4호
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• pp.787-797
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• 2016

Mining, construction, and other special vehicles for heavy use are designed to work under high-performance and off-road working conditions. The driving and executive mechanisms of the support structures and superstructures of these vehicles frequently operate under high loads. Such high loads place the equipment under constant risk of an accident and can jeopardize the dynamic stability of the machinery. An experimental investigation was conducted on a refuse collection vehicle. The aim of this research was to determine the working conditions of a real vehicle: the kinematics of the waste container, that is, a hydraulic rotate drum for waste collection; the dynamics of the load manipulator (superstructure); the vibrations of the vehicle mass; and the strain (stress) of the elements responsible for the supporting structure. For an examination of the force (weight) on the rear axle of a heavy vehicle, caused by its own weight and additional load, a universal measurement system is proposed. As a result of this investigation, we propose an alternative system for continuous vehicle weighing during waste collection while in motion, that is, an on-board weighing system, and provide suggestions for measuring equipment designs.