초록 ▼

본 연구는 스마트 재료와 구조물이 보유하는 감지, 작동, 판단의 스마트 기능 중 감지 기능을 위한 스마트 센서기술 개발을 위하여 다양한 물리량의 다중화 측정이 가능한 광섬유 센서기술, 부착/매립형 탄성파 검출용 압전센서, 초탄성 성질을 이용한 형상기억합금 센서를 개발하였으며 구체적인 연구수행내용은 다음과 같음.
1. 스마트 구조용 광섬유 센서기술 개발
- 변형율 측정 분해능 100${\mu}{\epsilon}$이하를 갖는 광섬유 센서 개발
- 온도 보상형 브래그 격자 센서 개발
- 분포형 광

본 연구는 스마트 재료와 구조물이 보유하는 감지, 작동, 판단의 스마트 기능 중 감지 기능을 위한 스마트 센서기술 개발을 위하여 다양한 물리량의 다중화 측정이 가능한 광섬유 센서기술, 부착/매립형 탄성파 검출용 압전센서, 초탄성 성질을 이용한 형상기억합금 센서를 개발하였으며 구체적인 연구수행내용은 다음과 같음.
1. 스마트 구조용 광섬유 센서기술 개발
- 변형율 측정 분해능 100${\mu}{\epsilon}$이하를 갖는 광섬유 센서 개발
- 온도 보상형 브래그 격자 센서 개발
- 분포형 광섬유 센서의 신호처리기술 개발
2. 탄성파 검출용 미소 압전센서 개발
- 고분자 압전필름을 이용한 탄성파 검출센서 개발
- PZT를 이용한 초소형 탄성파 검출센서 개발
- MEMS 공정을 이용한 박막형 압전센서 개발
- 스마트 능동 레이어 센서 개발
- 스마트 구조의 변헝율 검출용 표면탄성파 센서 개발
3. 형상기억합금 센서 개발
- 초탄성 효과를 이용한 변형율 검출용 SMA 센서 개발
- 이중모드 복합센싱을 위한 부착형 SMA 센서 개발

Abstract ▼

Realm I: Development of fiber optic sensor
ㆍ Development and evaluation of a optical fiber probe with a specified strain resolution
ㆍ Development and evaluation of a 10-channel multiplexing with a new simple technique which is modified from the frequency domain multiplexing technique.
ㆍ De

Realm I: Development of fiber optic sensor
ㆍ Development and evaluation of a optical fiber probe with a specified strain resolution
ㆍ Development and evaluation of a 10-channel multiplexing with a new simple technique which is modified from the frequency domain multiplexing technique.
ㆍ Development and evaluation of a temperature compensating strain probe as a small surface-attached type, which can be applied at the real fields
ㆍ Development of a signal processing technique of a fiber optic scattering sensor, which could improve the measuring accuracy of the distributed physical quantities
Realm II: Development of piezo sensors for detecting elastic waves
ㆍ Development and evaluation of miniaturized PVDF, copolymer and PZT sensors
ㆍ Development and evaluation of various piezo Smart Active Layer (SAL) sensors
ㆍ Evaluation of PZT membrane sensors by applying the MEMS manufacturing process
ㆍ Development of a Surface Acoustic Wave (SAW) sensor that can detect the deformation of smart structures
Realm III: Development of shape memory alloy sensors
ㆍ Evaluation of physical/mechanical properties of a Ni-Ti SMA wire for super-elasticity SMA sensors
ㆍ Design and manufacture of an SMA strain sensor using a Ni-Ti wire
ㆍ Evaluation of precision and sensitivity of the SMA strain sensor at 3％ of the total strain
ㆍ Development and evaluation of a prototype SMA sensor for the double mode combined sensing

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 보고서 초록 ...4
• 요약문 ...6
• SUMMARY ...14
• CONTENTS ...18
• 목차 ...20
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...22
• 제 1 절 연구개발의 필요성...22
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 내용...25
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...26
• 제 1 절 광섬유 센서 기술 분야...26
• 제 2 절 압전센서 기술 분야...27
• 제 3 절 형상기억합금 분야...27
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...29
• 제 1 절 광섬유 센서 기술...29
• 1. 서론...29
• 2. 브래그 격자 센서와 다중화 기법...31
• 3. 온도 보상형 브래그 격자 센서의 탐촉자 개발...42
• 4. Laser diode driver 설계 및 시험...49
• 5. 분포형 광섬유 센서의 신호처리 향상...50
• 6. 결론...56
• 제 2 절 탄성파 검출용 미소 압전센서 개발...57
• 1. 서론...57
• 2. 고분자 압전필름을 이용한 미소 압전센서 개발 및 평가...57
• 3. PZT를 이용한 초소형 탄성파 검출센서 설계ㆍ제작 및 평가...63
• 4. MEMS 공정을 이용한 박막형 압전센서 개발 및 평가...66
• 5. 스마트 능동 레이어 (SAL) 센서...69
• 6. 탄성파 검출용 SAW 센서 개발...92
• 7. 결론...96
• 제 3 절 형상 기억 합금 기술...97
• 1. 서론...97
• 2. SMA의 특성평가...99
• 3. SMA 변형률 센서 개발...113
• 4. 결론...130
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...131
• 제 1 절 연구개발 목표 달성도...131
• 제 2 절 대외 기여도...133
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...135
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...136
• 제 7 장 참고문헌...137
• 위탁과제보고서...142