온도에 따른 압전 페인트 센서의 충격 감도 변화에 관한 연구

초록

충격감지를 위해 개발한 압전 페인트 센서의 열 환경 노출 전과 후의 감도변화에 대한 연구를 수행했다. 대부분의 구조물은 환경에 노출되어 있기 때문에 이를 고려하여 -20~80℃ 온도에 노출 시킨 후, 노출 횟수를 달리하여 충격에 대한 센서의 감도를 측정했다. 감도 측정을 위해 impact hammer 를 활용해 충격력을 측정하고, 충격을 받은 센서에서 발생하는 전압을 측정하여 충격에 대한 센서의 감도를 계산하였다. 열 환경 노출 횟수를 10 회부터 최대 300 회까지 진행하였고, 27 개의 알루미늄 시편을 3 개씩 9 그룹으로 구분하여 감도 변화를 분석하였다. 그 결과, 열 환경 노출 후 경우 감도는 거의 비슷한 결과를 얻었지만 감도 점들의 분산도가 상대적으로 증가한 경향을 보였는데 이는 고온에서 압전 페인트 센서 제작 과정 중 사용한 에폭시의 특성 변화로 시편과의 접착력이 떨어진 것으로 판단된다. 하지만 열 환경 노출 전과 후 모두 충격에 대한 충분한 감도를 보였으며, -20~80℃내에 존재하는 구조물의 충격감지를 위해 압전 페인트 센서가 활용될 수 있음을 알 수 있었다.