KR101996542B1 - 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서와, 이의 정렬 방법 - Google Patents

정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서와, 이의 정렬 방법 Download PDF

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Abstract

정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서와, 이의 정렬 방법을 개시한다. 본 발명은, 제 1 봉지재;와, 제 1 봉지재 상에 배치되며, 복수의 압전 센서부와, 제 1 회로부를 가지는 압전 센서 유니트, 및 복수의 스트레인 게이지부와, 제 2 회로부를 가지는 스트레인 게이지 유니트중 적어도 어느 하나를 구비한 내부 회로부;와, 내부 회로부 상에 배치되며, 모니터링 센서의 위치 정렬을 위한 폐루프 회로부;와, 내부 회로부 및 폐루프 회로부를 덮는 제 2 봉지재;를 포함한다.

Description

정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서와, 이의 정렬 방법{Structural demage monitoring sensor with aligning function and aligning method thereof}
본 발명은 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서와, 이의 정렬 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 자동차, 항공기, 의료 기기, 또는 환경 관련 설비 등과 같은 구조물에는 구조물의 손상을 모니터링하기 위하여 구조 손상 모니터링 센서를 설치하게 된다.
구조 손상 모니터링 센서는 구조물의 외면에 설치되어서, 구조물에서 발생할 수 있는 미세 균열, 박리, 구조물의 국부적인 변형등을 측정하게 된다. 구조물 내에서 여러 가지 결함, 예컨대, 굽힘 거동과 면방향 인장 거동 등이 동시에 복합적으로 발생시, 각 거동이 유발하는 신호를 구별하기 위하여 모니터링 센서는 구조물의 양쪽 면의 대칭적인 위치에 정확하게 부착되어야 한다.
또한, 구조물이 대형이거나, 구조물의 양쪽 면에 모니터링 센서의 부착 작업이 어려울 경우에도 모니터링 센서의 정렬 위치를 용이하게 확인하여 작업할 수 있어야 한다.
본 발명의 실시예들은 구조물의 외면에 설치된 모니터링 센서를 정위치에 정렬할 수 있는 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서와, 이의 정렬 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서는, 제 1 봉지재;와, 상기 제 1 봉지재 상에 배치되며, 복수의 압전 센서부와, 상기 압전 센서부에 전기적으로 연결된 제 1 회로부를 가지는 압전 센서 유니트, 및 복수의 스트레인 게이지부와, 상기 스트레인 게이지부에 전기적으로 연결된 제 2 회로부를 가지는 스트레인 게이지 유니트중 적어도 어느 하나를 구비한 내부 회로부;와, 상기 내부 회로부 상에 배치되며, 모니터링 센서의 위치 정렬을 위한 폐루프 회로부;와, 상기 내부 회로부 및 폐루프 회로부를 덮는 제 2 봉지재;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 내부 회로부 상에는 상기 폐루프 회로부에 대응되는 형상의 제 1 패턴홈을 가지는 제 1 갭 필링층이 더 배치되며, 상기 폐루프 회로부는 상기 제 1 패턴홈에 위치할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폐루프 회로부는 전류 인가시 자기장을 발생시키는 폐루프 회로패턴과, 상기 폐루프 회로 패턴에 전기적으로 연결된 단자를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 내부 회로부와 폐루프 회로부 사이에는 이들을 절연시키고, 상기 제 1 회로부의 일부 및 제 2 회로부가 노출될 수 있는 절개부가 배치된 절연층이 더 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 봉지재 상에는 상기 제 1 회로부, 스트레인 게이지부, 및 제 2 회로부에 대응되는 형상의 제 2 패턴홈을 가지는 제 2 갭 필링층이 더 배치되며, 상기 제 1 회로부, 스트레인 게이지부, 및 제 2 회로부는 상기 제 2 패턴홈에 위치할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 봉지재에는 길이 방향으로 따라 복수의 홀이 이격되게 배치되며, 상기 복수의 압전 센서부는 상기 복수의 홀에 각각 삽입될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 회로부는 상기 제 1 봉지재 상에 배치되며, 상기 복수의 압전 센서부에 각각 접촉하는 복수의 압전 전극, 및 상기 복수의 압전 전극에 전기적으로 연결된 복수의 제 1 회로 패턴을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 압전 센서부는 전도성 페이스트에 의하여 상기 복수의 압전 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 압전 전극과 상기 복수의 스트레인 게이지부는 교대로 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 봉지재는 외부 측정 시스템에 전기적으로 연결하기 위하여 상기 제 1 회로 패턴, 상기 제 2 회로부, 및 폐루프 회로부의 단자가 외부로 노출되는 절개부를 구비할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 압전 센서부는 압전 세라믹 변환기를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서의 정렬 방법은, 복수의 압전 센서부와, 상기 압전 센서부에 전기적으로 연결된 제 1 회로부를 가지는 압전 센서 유니트, 및 복수의 스트레인 게이지부와, 상기 스트레인 게이지부에 전기적으로 연결된 제 2 회로부를 가지는 스트레인 게이지 유니트중 적어도 어느 하나를 구비한 내부 회로부, 및 상기 내부 회로부 상에 배치된 폐루프 회로부를 각각 구비하는 제 1 및 제 2 구조 손상 모니터링 센서를 구조물의 제 1 면 및 제 2 면 상에 각각 배치하는 단계;와, 상기 구조물의 제 1 면 상에 배치된 제 1 구조 손상 모니터링 센서의 폐루프 회로부에 전류를 인가하는 단계;와, 인가된 전류에 의하여 발생된 자기장의 세기에 따라 상기 구조물의 제 2 면 하에 배치된 제 2 구조 손상 모니터링 센서의 폐루프 회로부에서 유도 전류를 검출하는 단계;와, 상기 유도 전류를 측정하여 상기 제 1 구조 손상 모니터링 센서과 제 2 구조 손상 모니터링 센서의 상대적인 위치를 이동시켜서 이들의 위치를 정렬하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 유도된 최대 전류값을 검출하여 상기 제 1 구조 손상 모니터링 센서 및 제 2 구조 손상 모니터링 센서를 정위치에 정렬할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 검출된 유도 전류는 제 1 구조 손상 모니터링 센서의 폐루프 회로부와 제 2 구조 손상 모니터링 센서의 폐루프 회로부가 동일한 위치에서 최대 값을 가질 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서와, 이의 정렬 방법은 구조물의 외면에 부착된 모니터링 센서를 정확한 위치에 정렬시켜서 부착할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터도 도출될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조 손상 모니터링 센서를 도시한 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 압전 센서 유니트가 설치된 부분을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 스트레인 게이지 유니트가 설치된 부분을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 모니터링 센서를 이용하여 모니터링 센서를 정렬하는 것을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조 손상 모니터링 센서를 도시한 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조 손상 모니터링 센서를 도시한 분리 사시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장, 또는, 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서와, 이의 정렬 방법을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조 손상 모니터링 센서(100)를 도시한 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 압전 센서 유니트가 설치된 부분을 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 스트레인 게이지 유니트가 설치된 부분을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 구조 손상 모니터링 센서(100)는 제 1 봉지재(200), 내부 회로부(300), 폐루프 회로부(400), 및 제 2 봉지재(500)를 포함한다. 상기 구조 손상 모니터링 센서(100)는 측정하고자 하는 구조물(S)에 부착될 수 있다. 상기 구조 손상 모니터링 센서(100)는 접착제(900)에 의하여 상기 구조물(S) 상에 부착될 수 있다.
상기 제 1 봉지재(200)는 본체부(210)를 포함한다. 상기 제 1 봉지재(200)는 박형의 플레이트일 수 있다. 상기 본체부(210)는 플라스틱, 글라스, 세라믹과 같은 절연성 물질일 수 있다. 상기 제 1 봉지재(200)는 외부에서 유입되는 수분과 산소를 차단하여 전극 재료의 산화를 방지할 수 있으며, 또한, 기계적, 또는, 물리적 충격으로부터 소자를 보호할 수 있다. 상기 본체부(210)에는 복수의 홀(220)이 형성될 수 있다. 상기 복수의 홀(220)은 상기 본체부(210)의 길이 방향(X 방향)으로 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다.
상기 내부 회로부(300)는 복수의 압전 센서부(320)와, 상기 압전 센서부(320)에 전기적으로 연결된 제 1 회로부(330)를 가지는 압전 센서 유니트(310), 및 복수의 스트레인 게이지부(350)와, 상기 스트레인 게이지부(350)에 전기적으로 연결된 제 2 회로부(360)를 가지는 스트레인 게이지 유니트(340)를 포함한다.
상기 복수의 압전 센서부(320)는 복수의 홀(220)에 각각 삽입될 수 있다. 상기 복수의 압전 센서부(320)는 복수의 홀(200)을 통하여 구조물(S)에 접할 수 있다. 상기 각각의 압전 센서부(320)에는 2개의 전극(321)이 배치될 수 있다. 2개의 전극(321)과 제 1 회로부(330)는 접하도록 위치할 수 있다. 상기 압전 센서부(320)는 압전 세라믹 변환기(Piezoceramic transducer)를 포함할 수 있다. 상기 압전 세라믹 변환기는 센서 기능과, 액추에이터 기능을 다같이 수행할 수 있는 센서일 수 있다. 압전 세라믹 변환기는 구조물(S) 표면에 부착되어 램파(Lamb wave)를 발생시키고, 구조물(S)에 균열이나 박리 등에 따른 램파의 특성 변화를 감지하여 미세 손상을 탐지할 수 있다.
상기 제 1 회로부(300)는 상기 제 1 봉지재(200) 상에 배치되며, 상기 복수의 압전 센서부(320)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 1 회로부(300)는 복수의 압전 센서부(200)에 각각 접촉되는 복수의 압전 전극(331)과, 복수의 압전 전극(331)에 전기적으로 연결된 복수의 제 1 회로 패턴(332)을 포함한다.
2개의 압전 전극(331)은 상기 각 압전 센서부(320) 상에 배치될 수 있다. 상기 2개의 압전 전극(331)과 각 압전 센서부(320)에 구비된 2개의 전극(321)은 전도성 페이스트(370)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 압전 전극(331)은 와이어(371)에 의하여 복수의 제 1 회로 패턴(332)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 압전 전극(331)은 상기 제 1 봉지재(200)의 폭 방향(Y 방향)으로 상기 제 1 봉지재(200)의 일측에 배치되며, 상기 제 1 회로 패턴(332)은 상기 제 1 봉지재(200)의 타측에 배치될 수 있다.
상기 복수의 스트레인 게이지부(350)는 제 1 봉지재(200) 상에 배치될 수 있다. 복수의 스트레인 게이지부(350)는 구조물(S)에 변형이 가해지면, 즉, 스트레인 게이지 저항선에 변형이 가해지면, 저항값이 변화하는 압력 저항 효과를 이용하여 구조물(S)의 국부 변형을 감지할 수 있다.
상기 복수의 압전 전극(331)과 복수의 스트레인 게이지부(350)는 동일한 층에 배치될 수 있다. 상기 복수의 압전 전극(331)과 복수의 스트레인 게이지부(350)는 교대로 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수의 스트레인 게이지부(35)는 제 1 봉지재(200)의 폭 방향(Y 방향)으로 상기 제 1 봉지재(200)의 일측 상에서 상기 복수의 압전 전극(331)과 교대로 배치될 수 있다.
제 2 회로부(360)는 제 1 봉지재(200) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 2 회로부(360)는 복수의 스트레인 게이지부(350)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 회로부(360)는 복수의 스트레인 게이지부(350)와 동일한 층에 배치될 수 있다. 상기 제 2 회로부(360)는 와이어(372)에 의하여 복수의 스트레인 게이지부(350)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 회로부(360)는 제 1 봉지재(200)의 폭 방향(Y 방향)으로 상기 제 1 봉지재(200)의 타측 상에서 제 1 회로 패턴(332)과 교대로 배치될 수 있다.
한편, 도시되어 있지 않지만, 상기 제 1 봉지재(200) 상에는 접지 및 쉴드부가 더 배치될 수 있다. 접지 및 쉴드부는 그라운드로 이루어지거나, 외부에서 인가되는 노이즈를 차단할 수 있는 쉴딩(shielding) 배선을 포함한다.
상기 제 2 봉지재(500)는 내부 회로부(300) 및 폐루프 회로부(400)를 덮을 수 있다. 상기 제 2 봉지재(500)는 박형의 플레이트로 된 본체부(510)를 포함한다. 상기 본체부(510)는 플라스틱, 글라스, 세라믹과 같은 절연성 물질일 수 있다.
상기 제 2 봉지재(500)에는 상기 모니터링 센서(100)를 외부 측정 시스템에 연결하기 위하여 상기 제 1 회로 패턴(332), 제 2 회로부(360), 및 폐루프 회로부(400)의 단자(420)가 외부로 노출될 수 있는 절개부(520)가 배치될 수 있다. 상기 절개부(520)는 상기 본체부(510)의 일부를 제거하거나, 본체부(510)에 관통홀을 형성하는 것에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 절개부(520)는 상기 제 2 봉지재(500)의 길이 방향(X 방향)을 따라 상기 제 1 회로 패턴(332), 제 2 회로부(360), 및 폐루프 회로부(400)의 단자(420)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 폐루프 회로부(400)는 상기 내부 회로부(300) 상에 배치될 수 있다. 상기 폐루프 회로부(400)는 모니터링 센서(100)가 구조물(S)의 소망하는 위치에 정렬하기 위한 회로일 수 있다. 상기 폐루프 회로부(400)는 전류 인가시 자기장이 발생할 수 있도록 폐루프 회로패턴(410)을 구비한다. 상기 폐루프 회로패턴(410)의 일단에는 외부 측정 시스템으로부터 전류가 인가되는 단자(420)가 연결될 수 있다.
상기 내부 회로부(300) 상에는 제1 갭 필링층(600)이 더 배치될 수 있다. 상기 제 1 갭 필링층(600)은 박형의 플레이트로 된 본체부(610)를 포함한다. 상기 본체부(610)에는 상기 폐루프 회로부(400)에 구비된 회로층의 단차를 억제하기 위하여 제 1 패턴홈(620)이 패턴화될 수 있다. 제 1 패턴홈(620)은 네가티브 패턴일 수 있다.
구체적으로, 상기 본체부(610)에는 폐루프 회로패턴(410)과, 상기 폐루프 회로패턴(410)에 전기적으로 연결된 단자(420)에 대응되는 패턴홈(621, 622)이 각각 패턴화될 수 있다. 상기 폐루프 회로부(400)와 제 1 갭 필링층(600)은 동일한 두께일 수 있다. 상기 제 1 패턴홈(620)이 제 1 회로 패턴(332) 및 제 2 회로부(360)에 대응되는 패턴홈(623)을 구비함은 물론이다.
상기 내부 회로부(300)와 폐루프 회로부(600) 사이에는 이들의 절연을 위한 절연층(700)이 더 배치될 수 있다. 상기 절연층(700)은 박형의 플레이트로 된 본체부(710)를 포함한다. 상기 본체부(710)에는 상기 제1 회로 패턴(332) 및 제 2 회로부(360)가 노출될 수 있는 절개부(720)가 배치될 수 있다. 상기 절개부(720)는 상기 본체부(710)의 일부를 제거하거나, 본체부(710)에 관통홀을 형성하여 이루어질 수 있다. 상기 절개부(720)는 상기 제 1 회로 패턴(332) 및 제 2 회로부(360)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제 1 봉지재(200) 상에는 제 2 갭 필링층(800)이 더 배치될 수 있다. 상기 제 2 갭 필링층(800)은 박형의 플레이트로 된 본체부(810)를 포함한다. 상기 본체부(810)에는 상기 내부 회로부(300)에 구비된 회로층의 단차를 억제하기 위한 제 2 패턴홈(820)이 패턴화될 수 있다. 상기 제 2 패턴홈(820)은 네가티브 패턴일 수 있다.
구체적으로, 상기 본체부(810)에는 복수의 압전 전극(331), 복수의 압전 전극(331)에 연결된 복수의 제 1 회로 패턴(332), 복수의 스트레인 게이지부(350), 복수의 스트레인 게이지부(350)에 연결된 제 2 회로부(360)에 대응되는 패턴들(821, 822, 823, 824)이 각각 패턴화될 수 있다. 상기 복수의 압전 전극(331), 복수의 제 1 회로 패턴(332), 복수의 스트레인 게이지부(350), 제 2 회로부(360)는 상기 제 2 패턴홈(820)에 위치할 수 있다. 이에 따라, 상기 내부 회로부(300)의 회로층의 단차를 없앨 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구조 손상 모니터링 센서(100)는 내부 회로(300)중 압전 센서 유니트(310)와 폐루프 회로부(400)가 단독으로 결합된 구조, 또는, 스트레인 게이지 유니트(340)와 폐루프 회로부(400)가 단독으로 결합된 구조로 구성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 내부 회로부(300)중 스트레인 게이지 유니트(340)를 배제하고, 압전 센서 유니트(310)만 설치될 수 있다. 이 경우, 모니터링 센서는 제 1 봉지재(200), 압전 센서부(320), 제 1 회로부(330), 제 2 갭 필링층(800), 절연층(700), 폐루프 회로부(400), 제 1 갭 필링층(600), 제 2 봉지재(500)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 압전 센서 유니트(310)는 복수개 배치된 것을 예를 들어 설명하지만, 상기 압전 센서 유니트(310)는 단일 배치될 수 있는등 어느 하나에 한정되는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 내부 회로부(300)중 압전 센서 유니트(310)를 배제하고, 스트레인 게이지 유니트(340)만 설치될 수 있다. 이 경우, 모니터링 센서는 제 1 봉지재(200), 스트레인 게이지부(350), 제 2 회로부(360), 제 2 갭 필링층(800), 절연층(700), 폐루프 회로부(400), 제 1 갭 필링층(600), 제 2 봉지재(500)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 스트레인 게이지 유니트(340)는 복수개 배치된 것을 예를 들어 설명하지만, 상기 스트레인 게이지 유니트(340)는 단일 배치될 수 있는등 어느 하나에 한정되는 것은 아니다.
이처럼, 상기 모니터링 센서(100)는 구조물(S)에 발생할 수 있는 손상을 모니터링 하기 위하여 압전 센서 유니트(310) 및 스트레인 게이지 유니트(340)가 독립적으로 구비되거나, 이들을 다같이 포함하도록 구비될 수 있다. 또한, 압전 센서 유니트(310) 및 스트레인 게이지 유니트(340)는 단일, 또는, 복수개 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 모니터링 센서(100)는 구조물(S)의 양쪽에 각각 배치될 수 있는데, 상기 폐루프 회로부(400)를 이용하여 구조물(S)의 양쪽에 배치된 센서(100)를 소망하는 위치에 정렬할 수 있다.
구조물(S)의 양쪽에 배치된 모니터링 센서(100a, 100b)의 정렬 과정을 살펴보면 도 4에 도시한 바와 같다.
먼저, 구조물(S)의 제 1 면(S1) 상에는 제 1 모니터링 센서(100a)가 배치되며, 상기 구조물(S)의 제 2 면(S2) 상에는 제 2 모니터링 센서(100b)가 배치된다. 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 모니터링 센서(100a)와 제 2 모니터링 센서(100b)는 서로 동일한 구성을 가질 수 있다.
상기 제 1 모니터링 센서(100a)와 제 2 모니터링 센서(100b)는 전술한 복수의 압전 센서부와, 압전 센서부에 전기적으로 연결된 제 1 회로부를 가지는 압전 센서 유니트, 및 복수의 스트레인 게이지부와, 상기 스트레인 게이지부에 전기적으로 연결된 제 2회로부를 가지는 스트레인 게이지 유니트중 적어도 어느 하나로 이루어진 내부 회로부를 각각 구비할 수 있다. 또한, 제 1 모니터링 센서(100a)와 제 2 모니터링 센서(100b)는 제 1 폐루프 회로부(400a)와 제 2 폐루프 회로부(400b)를 각각 포함할 수 있다.
다음으로, 구조물(S)의 제 1 면(S1) 상에 배치된 제 1 모니터링 센서(100a)에 구비된 제 1 폐루프 회로부(400a)에 소정의 전류을 인가하게 된다. 상기 제 1 폐루프 회로부(400a)에 전류가 흐르면, 인가된 전류에 의하여 자기장이 발생하게 된다. 발생된 자기장은 상기 구조물(S)의 제 2 면(S2) 상에 배치된 제 2 모니터링 센서(100b)에 구비된 제 2 폐루프 회로부(400b)에서 유도 전류로 검출할 수 있다. 상기 제 2 폐루프 회로부(400b)에 전류계를 연결하여, 센서 위치를 트래킹하게 된다.
이때, 자기장의 세기가 셀수록 상기 제 2 모니터링 센서(100b) 측에는 더 많은 유도 전류가 흐르게 된다. 예컨대, 제 1 모니터링 센서(100a)와 제 2 모니터링 센서(100b)가 구조물(S)의 수직 방향으로 동일한 위치에 있을 때, 검출된 유도 전류는 최대값을 가진다. 반면에, 상기 제 1 모니터링 센서(100a)와 제 2 모니터링 센서(100b)가 구조물(S)의 수직 방향으로 완전히 어긋나 있을 때, 검출된 유도 전류는 최소값을 가진다.
최대 전류값을 측정한 후, 제 1 모니터링 센서(100a)와 제 2 모니터링 센서(100b)를 정위치에서 정렬하게 된다. 구체적으로, 유도 전류를 검출하여서, 제 1 모니터링 센서(100a)를 화살표로 표시한 바와 같이 이동시켜서 구조물(S)의 수직 방향으로 제 2 모니터링 센서(100b)와 동일한 위치로 이동시킨다. 상기 제 1 모니터링 센서(100a)와 제 2 모니터링 센서(100b)의 상대적인 위치 이동은 정렬 위치의 확인이 용이하거나, 접근이 용이한 센서를 이동시킬 수 있다.
상기와 같은 방식으로, 구조물(S)의 양쪽면에 배치된 제 1 모니터링 센서(100a)와 제 2 모니터링 센서(100b)는 대칭적인 위치에 부착될 수 있다.
100...모니터링 센서 200...제 1 봉지재
300...내부 회로부 310...압전 센서 유니트
320...압전 센서부 330...제 1 회로부
340...스트레인 게이지 유니트 350...스트레인 게이지부
360...제 2 회로부 400...폐루프 회로부
500...제 2 봉지재 600...제 1 갭 필러층
700...절연층 800...제 2 갭 필러층

Claims (14)

  1. 제 1 봉지재;
    상기 제 1 봉지재 상에 배치되며, 복수의 압전 센서부와, 상기 압전 센서부에 전기적으로 연결된 제 1 회로부를 가지는 압전 센서 유니트, 및 복수의 스트레인 게이지부와, 상기 스트레인 게이지부에 전기적으로 연결된 제 2 회로부를 가지는 스트레인 게이지 유니트중 적어도 어느 하나를 구비한 내부 회로부;
    상기 내부 회로부 상에 배치되는 폐루프 회로부; 및
    상기 내부 회로부 및 상기 폐루프 회로부를 덮는 제 2 봉지재;를 포함하고,
    상기 폐루프 회로부는,
    전류 인가시 자기장이 발생하는 폐루프 회로패턴; 및
    상기 폐루프 회로패턴의 일단에 연결되며 외부 측정 시스템으로부터 전류가 인가되는 단자;를 포함하는 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 회로부 상에는 상기 폐루프 회로부에 대응되는 형상의 제 1 패턴홈을 가지는 제 1 갭 필링층이 더 배치되며, 상기 폐루프 회로부는 상기 제 1 패턴홈에 위치하는 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 회로부와 폐루프 회로부 사이에는 이들을 절연시키고, 상기 제 1 회로부의 일부 및 제 2 회로부가 노출될 수 있는 절개부가 배치된 절연층이 더 배치된 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 봉지재 상에는 상기 제 1 회로부, 스트레인 게이지부, 및 제 2 회로부에 대응되는 형상의 제 2 패턴홈을 가지는 제 2 갭 필링층이 더 배치되며, 상기 제 1 회로부, 스트레인 게이지부, 및 제 2 회로부는 상기 제 2 패턴홈에 위치하는 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 봉지재에는 길이 방향으로 따라 복수의 홀이 이격되게 배치되며, 상기 복수의 압전 센서부는 상기 복수의 홀에 각각 삽입된 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 회로부는 상기 제 1 봉지재 상에 배치되며,
    상기 복수의 압전 센서부에 각각 접촉하는 복수의 압전 전극, 및 상기 복수의 압전 전극에 전기적으로 연결된 복수의 제 1 회로 패턴을 포함하는 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 압전 센서부는 전도성 페이스트에 의하여 상기 복수의 압전 전극에 전기적으로 연결된 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 압전 전극과 상기 복수의 스트레인 게이지부는 교대로 배치된 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 봉지재는 외부 측정 시스템에 전기적으로 연결하기 위하여 상기 제 1 회로 패턴, 상기 제 2 회로부, 및 폐루프 회로부의 단자가 외부로 노출되는 절개부를 구비하는 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전 센서부는 압전 세라믹 변환기를 포함하는 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서.
  12. 복수의 압전 센서부와, 상기 압전 센서부에 전기적으로 연결된 제 1 회로부를 가지는 압전 센서 유니트, 및 복수의 스트레인 게이지부와, 상기 스트레인 게이지부에 전기적으로 연결된 제 2 회로부를 가지는 스트레인 게이지 유니트중 적어도 어느 하나를 구비한 내부 회로부, 및 상기 내부 회로부 상에 배치된 폐루프 회로부를 각각 구비하는 제 1 및 제 2 구조 손상 모니터링 센서를 구조물의 제 1 면 및 제 2 면 상에 각각 배치하는 단계;
    상기 구조물의 제 1 면 상에 배치된 제 1 구조 손상 모니터링 센서의 폐루프 회로부에 전류를 인가하는 단계;
    인가된 전류에 의하여 발생된 자기장의 세기에 따라 상기 구조물의 제 2 면 하에 배치된 제 2 구조 손상 모니터링 센서의 폐루프 회로부에서 유도 전류를 검출하는 단계; 및
    상기 유도 전류를 측정하여 상기 제 1 구조 손상 모니터링 센서과 제 2 구조 손상 모니터링 센서의 상대적인 위치를 이동시켜서 이들의 위치를 정렬하는 단계;를 포함하는 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서의 정렬 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유도된 최대 전류값을 검출하여 상기 제 1 구조 손상 모니터링 센서 및 제 2 구조 손상 모니터링 센서를 정위치에 정렬하는 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서의 정렬 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 검출된 유도 전류는 제 1 구조 손상 모니터링 센서의 폐루프 회로부와 제 2 구조 손상 모니터링 센서의 폐루프 회로부가 동일한 위치에서 최대 값을 가지는 정렬 기능을 가지는 구조 손상 모니터링 센서의 정렬 방법.
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