| 논문명 |
미소 진동 측정을 위한 폴리머 진동센서 개발 / Measurement of Low-frequency, Low-amplitude Vibrations |
| 저자명 |
류수정 ; 김정수 ; 김정태 ; 전오성 ; 정갑철 |
| 수록사항 |
한국소음진동공학회 논문집, Vol.34 No.01 (2024-02) |
| 주제어 |
가속도센서; 중량충격; 진동; 압전센서; 플리비닐리덴 플루오라이드 ; Accelerometer; Heavy-Weight Impact; Vibration; Piezoelectic sensor; PVDF |
| 요약1 |
건물이나 교량과 같은 반강체 구조물은 다양한 힘이 가해질 때 낮은 주파수와 진동 크기를 나타내며 이를 모니터링하는 가장 좋은 방법은 압전형 가속도계를 배치하는 것이다. 세라믹 압전형 가속도계는 많은 하드웨어 비용이 발생하며 본 연구에서는 이러한 구조물에 비용대비 효과적인 폴리머센서를 개발하였다. 제안된 센서는 30Hz 대역의 0.001~0.01G 의 진동신호를 계측할수 있으며, 평가에는 실험실에서 고유진동수와 그에 따른 응답 크기를 분석하였다. 특정 주파수 대역을 목표로 개발된 폴리머 센서는 아파트 주택의 바닥과 같은 반강체 구조물의 진동 모니터링에 많은 이점을 가지고 있다. |
| 요약2 |
Semi-rigid structures such as buildings and bridges produce low amplitude vibration responses when various forces are applied to them. The best way to monitor low level signals is to deploy piezo type accelerometers owing to the high sensitivity and frequency bandwidth. One of the problems with piezo type sensors is the high hardware cost. In the real world, it is rare to implement piezo accelerometers for applications where precision is not of the utmost importance. In the present work, a polymer sensor is developed for vibration measurement in buildings and bridges. The sensors generate a high electric output signal even if the actual response of the structure is on the order of background noise vibration levels. The performance of the proposed sensor is experimentally verified for a target frequency of a 30Hz band signal generated from a semi-rigid concrete wall. The vibration level is in the range of 0.001 to 0.01G. The evaluation utilizes the following parameters: vibration modes, relative response level, and repeatability. The laboratory test shows that the design specifications meet the required target frequency and signal output level rigorously. We conclude that the proposed polymer sensor aimed at the specific frequency band has numerous advantages for the vibration monitoring of semi-rigid structures such as floating floors in apartment housing units. It can also be a cost-effective solution for various field problems. |
