• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.114-122
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• 2018

이 연구에서는 사장교 및 현수교에 부착된 지진가속도계측기를 활용하여 교량의 안전성을 긴급하게 평가할 수 있는 기법을 제안한다. 실측된 지진가속도계측기의 상시 응답을 이용하여 구조해석 모델의 고유주파수와 비교를 통해 최대한 유사한 동적특성을 갖도록 모델링을 개선한다. 설계지진에 대한 지진해석을 수행하여 지진가속도계측기 설치 위치별 최대 변위를 도출하며, 도출된 변위는 사전에 관리기준치로서 시스템에 기 입력된다. 지진발생 시 실시간으로 측정된 가속도 시간이력을 필터링 후 2중적분을 통해 변위시간이력으로 변환한 뒤 최대 변위를 추출한다. 최종적으로 시스템에 기 입력된 관리기준치와 추출된 변위와의 비교를 통해 안전성을 평가한다. 경주지진 시 기록된 데이터를 활용한 12개 특수교량의 긴급 안전성평가 수행을 통해 제안된 방법의 적용성을 확인한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.186-189
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• 2004

Sensor used by semiconductor process produced an MAP sensor and applied to several industry. Among those sensors divided as transducer which convert physical quantity into electrical value, piezoresistive type sensor has been studied for the properties and sensitivity of piezoresistor. In this paper, the variation of seismic mass which have been functioned as actuator moving the cantilever beam analyzed the effect on distribution of resistance change ratio and supposed the optimal shape and position of piezoresistor. The resulting are following; According to the increment of seismic mass size, the value of resistance change ratio decreased caused by improve the stiffness. Y directional piezoresistor is formed in spot of 100 m apart from cantilever edge and length of that is 800$\mu$m. To increase the sensitivity, piezoresistor is made as n-type and x-direction.

• 센서학회지
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• 제6권6호
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• pp.430-436
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• 1997

SDB웨이퍼를 사용한 압저항 형태의 50 G용 가속도 센서를 실리콘 마이크로머시닝을 사용하여 제조하였다. 이 형태의 가속도 센서는 진동하는 사각형의 매스와 4개의 빔으로 구성되어 있다. 이 구조는 RIE를 이용한 건식식각과 KOH 용액을 이용한 습식식각을 이용하여 제조되었다. 정사각형의 보상구조가 매스 가장자리의 언더에칭에 기인하는 변형을 보상하기 위해 사용되었다. 제조된 센서는 인가된 가속도에 대하여 선형적인 출력전압특성을 보여주고 감도는 0에서 10 G까지 약 $88{\mu}V/V{\cdot}g$이었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권5호
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• pp.513-522
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• 2021

스마트폰은 3축 방향 가속도를 기록할 수 있는 MEMS 센서를 포함하고 있고 무선통신망 장치가 내장되어 실시간으로 진동 데이터를 관측하고 전송할 수 있다. 이러한 특징을 기반으로 스마트폰을 지진관측망으로 사용하는 데 큰 장점으로 작용한다. 현재 국내 영남권에 시범적으로 279개의 스마트폰이 설치되어 지진관측망으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 스마트폰 관측 지진기록의 유효성을 확인하기 위해 국가지진관측망의 지진관측소 기록과 스마트폰의 관측기록을 비교하였다. 비교에 활용된 데이터는 2019년에 발생한 5개의 지진에 대한 기록이며, 기상청과 한국지질자원연구원의 지진관측소에서 기록한 321개의 데이터와 스마트폰에서 기록한 145개의 데이터이다. 최대지반가속도(PGA)를 추출한 후, 지반운동예측식(GMPE)을 스마트폰 기록에 적용하여 PGA와 최대수평가속도(PHA)의 잔차를 분석하였다. 분석 결과, 스마트폰 MEMS 센서 관측기록의 자연대수 평균 잔차는 0.59로 약 1.8배 큰 PHA를 관측하였다. 또한, 스마트폰 MEMS 센서의 설치 층수가 높아질수록 잔차가 줄어드는 경향을 확인하였는데, 이는 지진파 응답스펙트럼의 경향과 비슷하다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1381-1384
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• 2005

In these days, the piezoresistive material has been applied to various sensors in order to measure the change of physical quantities. But the relationship between the sensitivity of a sensor and the position and size of piezoresistor has rarely been studied. Therefore, this paper was focused on the distribution of the resistance change ratio on the diaphragm and bridge surface where piezoresistor would be formed, and proposed the proper size and position of piezoresistor with which the sensitivity of sensor was increased. As the width of mass and boss was increased, the distance between piezoresistors was closed and the maximum value of resistance change ratio was decreased by the increase of the structure stiffness. And according to the increment of seismic mass size, the value of resistance change ratio is decreased by increase of the structure stiffness. Y directional piezoresistor is formed in the position of $100\mu{m}\;apart\;from\;cantilever\;edge\;and\;length\;of\;that\;is\;800\mu{m}$.

• Smart Structures and Systems
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• 제2권2호
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• pp.115-126
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• 2006

The Terra-Scope system is an affordable 4-D down-hole seismic monitoring system based on independent, microprocessor-controlled sensor Pods. The Pods are nominally 50 mm in diameter, and about 120 mm long. They are expected to cost approximately $6000 each. An internal 16-bit, extremely low power MCU controls all aspects of instrumentation, eight programmable gain amplifiers, and local signal storage. Each Pod measures 3-D acceleration, tilt, azimuth, temperature, and other parametric variables such as pore water pressure and pH. Each Pod communicates over a standard digital bus (RS-485) through a completely web-based GUI interface, and has a power consumption of less than 400 mW. Three-dimensional acceleration is measured by pure digital force-balance MEMS-based accelerometers. These accelerometers have a dynamic range of more than 115 dB and a frequency response from DC to 1000 Hz with a noise floor of less than $30ng_{rms}/{\surd}Hz$. Accelerations above 0.2 g are measured by a second set of MEMS-based accelerometers, giving a full 160 dB dynamic range. This paper describes the system design and the cooperative shared-time scheduler implemented for this project. Restraints accounted for include multiple data streams, integration of multiple free agents, interaction with the asynchronous world, and hardened time stamping of accelerometer data. The prototype of the device is currently undergoing evaluation. The first array will be installed in the spring of 2006.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.411-417
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• 2020

Therefore, it was agreed that an earthquake monitoring station should be set up within the site of Handong University by analyzing drilling data and Disaster such as earthquakes is urgently needed to prepare for earthquakes in that people's lives and national development depend on the nation's ability to manage disasters. Many experts say that the Korean Peninsula is also under the influence of earthquakes and is not a safe zone for earthquakes. A seismological observatory will be established in Pohang to monitor ground sensors and study seismic characteristics through the task of "Development of Smart Sensor-based Intelligent Information Platform in Earthquake Region." Therefore, it was agreed to set up a seismological observatory within the site of Handong University by analyzing drilling data and conducting on-site surveys in northern Pohang, which were heavily damaged by liquefaction and earthquakes. In this study, it was decided to make a comprehensive judgment by considering the geological characteristics of the site, whether it can perform functions, and the convenience of construction and maintenance for the final site of the seismological observatory discussed with Handong University. After completing a feasibility review on selecting a site for Handong University, we will establish a seismological observatory and actively utilize it for seismic research using data from alarm issuance and seismic data in the event of a future earthquake.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권2호
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• pp.775-781
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• 2018

Shake table tests were conducted on scaled tunnel model to investigate the mechanism and effect of seismic loadings on horseshoe scaled tunnel model in ground fissure site. Key technical details of the experimental test were set up, including similarity relations, boundary conditions, sensor layout, modelling methods were presented. Synthetic waves and El Centro waves were adopted as the input earthquake waves. Results measured from hanging wall and foot wall were compared and analyzed. It is found that the seismic loadings increased the subsidence of hanging wall and lead to the appearance and propagation of cracks. The values of acceleration, earth pressure and strain were greater in the hanging wall than those in the foot wall. The tunnel exhibited the greatest earth pressure on right and left arches, however, the earth pressure on the crown of arch is the second largest and the inverted arch has the least earth pressure in the same tunnel section. Therefore, the effect of the hanging wall on the seismic performance of metro tunnel in earth fissure ground should be considered in the seismic design.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.73-79
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• 2020

한반도에서 점차 증가하는 지진으로 지진을 빠르고 정확하게 감지하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 기상청에서 운영하는 기존 관측소는 설치와 운영에 많은 비용이 요구되어 오늘날 저가의 센서를 사용하여 지진을 감지하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 논문에서는 스마트폰에 설치된 저가의 MEMS 가속도 센서를 활용하여 지진 관측자료 생성 및 지진 감지 체계를 구축할 수 있는지에 대해 평가한다. 가속도 센서 분석을 위하여 국내의 여러 위치에 설치하여 가속도 데이터를 수집하였으며, PSD 계산을 통하여 각 센서의 바닥 잡음 수준을 파악한다. 분석 결과를 바탕으로 기존 MEMS 가속도 센서의 바닥 잡음 수준과 지진 감지를 위한 노이즈 모델과 비교하여 MEMS 센서가 감지할 수 있는 지진의 규모를 파악한다. 다양한 종류의 건물에 부착된 280 여 개의 가속도 센서 중 200 개의 센서로부터 데이터를 지난 수 개월 간 수집 하였으며 PSD 계산을 통하여 설치된 스마트폰의 MEMS 가속도 센서는 10Km 이내에서 발생하는 규모 3.5 이상의 지진을 관측 할 수 있음을 파악하였다. 지난 몇 개월간의 운영 기간 동안, 스마트폰 가속도 센서는 2019년, 12월 30일 밀양에서 발생한 규모 3.5의 지진을 기록하였으며 지진 감지 기법 중 하나인 STA/LTA 기법에 의해서 지진이 감지됨을 확인할 수 있었다. 제안하는 MEMS 가속도 센서를 사용한 지진 감지 체계는 점차 증가하는 지진을 더욱 빠르고 정확하게 감지할 수 있을 것으로 기대한다.

• 센서학회지
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• 제5권5호
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• pp.21-29
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• 1996

(111), $n/n^{+}/n$ 3층 구조의 실리콘 기판을 HF 용액 내에서 양극반응시켜 선택확산된 $n^{+}$ 층에 다공질 실리콘층(Porous Silicon Layer : PSL)을 형성한 후, 이를 5% NaOH 수용액에서 식각하여 미세구조를 제조하는 다공질 실리콘 식각법을 이용한 실리콘 미세구조의 제조법으로 8개의 빔을 갖는 압저항형 실리콘 가속도센서를 제조하였다. 제조된 가속도센서의 매스 패드(mass pad)의 반경, 빔 길이, 빔 폭, 그리고 빔 두께는 각각 $700\;{\mu}m$, $50;{\mu}m$, $100\;{\mu}m$, $7\;{\mu}m$ 였다. 자동차의 응용을 위하여 50g 범위의 가속도를 측정할 수 있도록 진동질량은 2 mg으로 제조하였다. 이때, 진동질량을 부가하는 방법은 Pb/Sn/Ag 솔더 페이스트를 매스 패드에 디스펜싱한 후, 3-zone reflow 장치를 사용하여 열처리하였다. 제조된 가속도센서의 충격응답에 대한 감쇠시간은 약 30 ms로 나타났으며, 가산회로로 합한 출력의 감도는 2.9 mV/g이며, 비선형특성은 full scale 출력에서 2%이하로 측정되었다. 그리고 각 브릿지의 편차는 ${\pm}5%$ 미만으로 나타났다. 또한 측정된 타축감도는 약 4% 이하로 나타났으며, 시뮬레이션 결과로 부터 얻은 센서의 공진주파수는 2.15 KHz이었다.