KR101407623B1 - A demage measuring apparatus of pipe arrangement comprising piezoelectric devices - Google Patents

A demage measuring apparatus of pipe arrangement comprising piezoelectric devices Download PDF

Info

Publication number
KR101407623B1
KR101407623B1 KR1020120120530A KR20120120530A KR101407623B1 KR 101407623 B1 KR101407623 B1 KR 101407623B1 KR 1020120120530 A KR1020120120530 A KR 1020120120530A KR 20120120530 A KR20120120530 A KR 20120120530A KR 101407623 B1 KR101407623 B1 KR 101407623B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
clamp
piezoelectric element
carbon fiber
conductive substrate
electrode
Prior art date
Application number
KR1020120120530A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140056553A (en
Inventor
임재홍
이규환
임동찬
김우식
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020120120530A priority Critical patent/KR101407623B1/en
Publication of KR20140056553A publication Critical patent/KR20140056553A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101407623B1 publication Critical patent/KR101407623B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/02—Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/20—Investigating the presence of flaws
    • G01N27/205—Investigating the presence of flaws in insulating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

본 발명은 압전소자; 상기 압전소자를 지지하는 전도성 기판; 및 상기 전도성 기판과 결합하고, 배관에 설치되기 위한 클램프부를 포함하는 배관의 손상측정장치에 관한 것으로, 압전소자를 포함하는 손상측정장치를 배관에 설치하여, 배관의 파손 또는 누수가 발생하기 전에 누수 가능성을 탐지하고 예방할 수 있다.The present invention relates to a piezoelectric element; A conductive substrate for supporting the piezoelectric element; And a clamp unit coupled to the conductive substrate and installed in the piping. The damage measurement apparatus includes a piezoelectric damper, which is provided in the piping, to prevent leakage or leakage of the pipeline, You can detect and prevent the possibility.

Description

압전소자를 포함한 배관의 손상측정장치{A demage measuring apparatus of pipe arrangement comprising piezoelectric devices}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus for measuring damage of a pipe including a piezoelectric element,

본 발명은 압전소자를 포함한 배관의 손상측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배관의 손상 상태를 파악할 수 있는 압전소자를 이용한 손상측정장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a damage measurement apparatus for a pipe including a piezoelectric element, and more particularly to a damage measurement apparatus using a piezoelectric element capable of grasping a damaged state of the pipe.

지하시설물은 상수, 전력, 가스를 공급하고, 하수를 처리하는 동시에 정보통신망을 구축하는 중요한 도시기반시설이며, 도시의 생명을 유지시키는 인체의 혈관과 같은 역할을 한다.Underground facilities are important urban infrastructures that supply water, electricity, gas, sewage, and information and communication networks, and serve as the blood vessels of the human body that maintain the city's life.

대부분의 도시에서는 도로의 지하공간에 지하시설물을 매설하여 운영하고 있으며 대도시의 경우 지하공간에 공동구와 케이블박스 등을 매설하여 상하수도 배관, 전기, 전화선 등을 설치 운영하고 있다.In most cities, underground facilities are buried in the underground space of the road. In large cities, underground spaces are filled with cables and cable boxes to install and operate water and sewage pipes, electricity, and telephone lines.

통상 손쉽게 접할 수 있는 지하 시설물 관리 분야는 상하수도 분야로써, 환경부 발표 자료에 의하면 우리나라 상수도 배관의 노후화는 평균적으로 15~20년이 경과하면서 많은 누수를 발생시키기 시작하는 것으로 알려져 있다.Underground facilities management field, which is easily accessible, is the water and sewage field. According to the data of Ministry of Environment, it is known that the deterioration of water pipe in Korea starts to generate a lot of leaks in 15 to 20 years on average.

배관의 누수 발생원인은 여러 가지가 있을 수 있는데, 그 중에서 대부분은 배관의 파손에 의한 노화, 연결부의 노화, 제품 품질 불량에 의하여 발생되고 있다. There are many causes of piping leakage, most of which are caused by aging due to pipe breakage, aging of connections, and poor product quality.

이러한 원인에 의하여 노화가 발생하여 누수가 발생한다면 이를 사전적으로 예방하거나, 파손 또는 누수가 발생했을 때, 이를 사전에 대처할 수 있다면 누수에 의한 경제적 손실을 최소화시킬 수 있을 것이다.If such a cause causes aging and leakage, it can prevent it from occurring, or if it can cope with a breakage or leakage in advance, it will minimize the economic loss due to leakage.

하지만 현재의 기술은 사전에 예방하는 기술이 아닌, 파손 또는 누수가 발생하였을 때 위치를 파악하는 정도의 수준으로써, 유수율을 향상시키기 위해서는 배관의 파손 또는 누수가 발생하기 전에 누수 가능성을 탐지하고 예방할 수 있는 보다 근본적인 방법이 필요한 실정이다.However, the present technology is not a preventive technology, but rather a level of detecting the location of breakage or leaking. In order to improve the flow rate, it is necessary to detect and prevent the possibility of leakage before the breakage or leak of the pipe occurs. There is a need for a more fundamental method.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배관의 파손 또는 누수가 발생하기 전에 누수 가능성을 탐지하고 예방할 수 있는 배관의 손상측정장치를 제공하는데 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a pipe damage measuring device capable of detecting and preventing the possibility of leakage of pipe before breakage or leakage occurs.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 압전소자; 상기 압전소자를 지지하는 전도성 기판; 및 상기 전도성 기판과 결합하고, 배관에 설치되기 위한 클램프부를 포함하는 배관의 손상측정장치를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a piezoelectric element, A conductive substrate for supporting the piezoelectric element; And a clamp unit coupled to the conductive substrate and installed in the piping.

또한, 본 발명은 상기 압전소자는 압전성을 갖는 압전체, 상기 압전체에 전계를 인가하는 제1전극 및 제2전극을 포함하는 배관의 손상측정장치를 제공한다.The present invention also provides a damage measurement apparatus for a pipe including a piezoelectric body having piezoelectricity, a first electrode for applying an electric field to the piezoelectric body, and a second electrode.

또한, 본 발명은 상기 제1전극은 상기 전도성 기판 상에 위치하며, 상기 제1전극은 Au, Pt 또는 Ir의 금속, IrO2, RuO2, LaNiO3 또는 SrRuO3의 금속산화물, 상기 금속 및/또는 상기 금속산화물의 조합인 것을 특징으로 하는 배관의 손상측정장치를 제공한다.In addition, the present invention wherein the first electrode is disposed on the conductive substrate, wherein the first electrode is Au, Pt or Ir metal, IrO 2, RuO 2, LaNiO 3 or SrRuO 3 of the metal oxide, the metal and / Or a combination of the metal oxides.

또한, 본 발명은 상기 압전소자는 나노 구조체를 포함하며, 상기 제2전극은 상기 나노 구조체의 섬유이며, 상기 압전체는 상기 섬유의 표면에 형성된 나노 소재인 것을 특징으로 하는 배관의 손상측정장치를 제공한다.Further, the present invention provides a damage measurement apparatus for a pipe, wherein the piezoelectric element includes a nanostructure, the second electrode is a fiber of the nanostructure, and the piezoelectric body is a nanomaterial formed on a surface of the fiber do.

또한, 본 발명은 상기 나노 소재는 상기 섬유의 표면 위에 성장한 나노튜브, 나노필라멘트, 나노막대, 나노와이어, 나노스프링 또는 나노벽인 것을 특징으로 하는 배관의 손상측정장치를 제공한다.Also, the present invention provides a damage measurement apparatus for a pipe, wherein the nanomaterial is a nanotube, a nanofilament, a nanorod, a nanowire, a nanospring, or a nano-wall grown on the surface of the fiber.

또한, 본 발명은 압전소자를 포함하는 손상측정장치; 상기 압전소자의 임피던스(Impedance)를 계측하기 위한 임피던스 분석기; 및 상기 임피던스 분석기로부터의 정보를 기록하고 확인하기 위한 제어장치를 포함하는 배관의 손상측정 시스템을 제공한다.The present invention also relates to a damage measurement device including a piezoelectric element; An impedance analyzer for measuring an impedance of the piezoelectric element; And a control device for recording and confirming information from the impedance analyzer.

또한, 본 발명은 상기 손상측정장치는, 상기 압전소자를 지지하는 전도성 기판; 및 상기 전도성 기판과 결합하고, 상기 배관에 설치되기 위한 클램프부를 더 포함하는 배관의 손상측정 시스템을 제공한다.Further, in the present invention, the damage measuring apparatus may further comprise: a conductive substrate for supporting the piezoelectric element; And a clamp unit coupled to the conductive substrate and installed on the pipe.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 압전소자를 포함하는 손상측정장치를 배관에 설치하여, 배관의 파손 또는 누수가 발생하기 전에 누수 가능성을 탐지하고 예방할 수 있다.According to the present invention as described above, the damage measurement device including the piezoelectric element can be installed in the pipe, and the possibility of leakage can be detected and prevented before the pipe breakage or leakage occurs.

또한, 본 발명은 압전소자의 기계적 임피던스의 변화를 통해, 배관의 손상 정도를 용이하게 판단할 수 있다.Further, the present invention can easily determine the damage degree of the pipe through the change of the mechanical impedance of the piezoelectric element.

도 1은 본 발명에 따른 손상측정장치를 포함하는 손상측정 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 압전소자를 포함하는 손상측정장치를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 압전소자를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자를 도시하는 개략적인 분리 단면도이며, 도 4b는 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자에 포함되는 나노 구조체를 도시한 모식도이다.1 is a schematic view showing a damage measurement system including a damage measurement apparatus according to the present invention.
2 is a schematic perspective view showing a damage measurement apparatus including a piezoelectric element according to the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view showing a piezoelectric element according to the first embodiment of the present invention.
4A is a schematic cross-sectional view illustrating a piezoelectric device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a nanostructure included in a piezoelectric device according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. &Quot; and / or "include each and every combination of one or more of the mentioned items. ≪ RTI ID = 0.0 >

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" And can be used to easily describe a correlation between an element and other elements. Spatially relative terms should be understood in terms of the directions shown in the drawings, including the different directions of components at the time of use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element . Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The components can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 손상측정장치를 포함하는 손상측정 시스템을 도시하는 개략도이다.1 is a schematic view showing a damage measurement system including a damage measurement apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 손상측정장치를 포함하는 손상측정 시스템은 배관(10a, 10b)의 이상 상태를 감지하기 위한 손상측정장치(100)를 포함할 수 있으며, 후술할 바와 같이, 상기 손상측정장치(100)은 압전소자(미도시)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the damage measurement system including the damage measurement apparatus according to the present invention may include a damage measurement apparatus 100 for detecting an abnormal state of the piping 10a, 10b. As described below, The damage measurement apparatus 100 may include a piezoelectric element (not shown).

또한, 본 발명에 따른 손상측정장치를 포함하는 손상측정 시스템은 상기 압전소자의 임피던스(Impedance)를 계측하기 위한 임피던스 분석기(20)를 포함할 수 있으며, 상기 임피던스 분석기로부터의 정보를 기록하고 확인하기 위한 제어장치(30), 예를 들면, 컴퓨터를 포함할 수 있다.In addition, the damage measurement system including the damage measurement apparatus according to the present invention may include an impedance analyzer 20 for measuring the impedance of the piezoelectric element, and may record and confirm information from the impedance analyzer A control device 30, for example, a computer.

배관에 어떠한 요인으로 손상이 발생하면 강건 시에 비해 배관의 강성이나 감쇠율 등이 변화하고, 그 결과 배관의 기계적 임피던스(impedance)가 변화하게 된다.If any damage occurs to the piping, the stiffness or the damping ratio of the piping changes as compared with the case of the robust piping, and as a result, the mechanical impedance of the piping changes.

이러한 손상의 발생과 이에 따른 배관의 기계적 임피던스(impedance)의 변화의 관계로부터, 압전소자의 기계적 임피던스의 계측을 실시하는 것으로 배관의 강건 상태, 즉, 손상의 유무를 평가할 수 있다.From the relationship between the occurrence of such damage and the change in the mechanical impedance of the piping, the robust state of the piping, that is, the damage can be evaluated by measuring the mechanical impedance of the piezoelectric element.

예를 들어, 배관에 손상이 생기지 않으면 배관의 기계적 임피던스는 일정하므로, 압전소자의 기계적 임피던스도 일정하게 된다.For example, if there is no damage to the piping, the mechanical impedance of the piping is constant, so that the mechanical impedance of the piezoelectric element is also constant.

하지만, 배관에 손상이 발생하면, 배관의 기계적 임피던스가 변화하게 되고, 따라서, 이에 따른 압전소자의 기계적 임피던스도 변화하게 된다.However, if damage occurs to the piping, the mechanical impedance of the piping changes, and accordingly, the mechanical impedance of the piezoelectric element also changes.

따라서, 압전소자의 기계적 임피던스의 변화를 통해, 배관의 손상여부를 판단할 수 있으며, 이러한 압전소자의 기계적 임피던스의 변화는 상기 임피던스 분석기(20)를 통해 측정할 수 있다.Therefore, it is possible to determine whether the piping is damaged or not through the change of the mechanical impedance of the piezoelectric element, and the change of the mechanical impedance of the piezoelectric element can be measured through the impedance analyzer 20.

또한, 임피던스 분석기(30)를 통해 측정된 압전소자의 기계적 임피던스는 제어장치를 통해 기록 또는 확인할 수 있으며, 압전소자의 기계적 임피던스의 변화가 특정 수치 이상으로 변화하는 경우 배관의 손상으로 판단하여, 배관의 파손 또는 누수가 발생하기 전에 누수 가능성을 탐지하고 예방할 수 있다.In addition, the mechanical impedance of the piezoelectric element measured through the impedance analyzer 30 can be recorded or verified through the control device. When the change in the mechanical impedance of the piezoelectric element changes by more than a specific value, The possibility of leakage can be detected and prevented before breakage or leakage of water.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 배관은 제1배관(10a) 및 제2배관(10b)을 포함할 수 있고, 제1배관(10a) 및 제2배관(10b)을 연결하는 연결부(11)를 포함할 수 있으며, 상기 손상측정장치(100)는 상기 연결부(11)의 주변에 설치할 수 있다.1, the piping may include a first pipe 10a and a second pipe 10b, and may include a connecting portion 11a connecting the first pipe 10a and the second pipe 10b, And the damage measurement apparatus 100 may be installed in the vicinity of the connection portion 11. [

도 2는 본 발명에 따른 압전소자를 포함하는 손상측정장치를 도시한 개략적인 사시도이다.2 is a schematic perspective view showing a damage measurement apparatus including a piezoelectric element according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 압전소자를 포함하는 손상측정장치(100)는 손상측정장치를 배관에 설치하기 위한 클램프부를 포함하며, 상기 클램프부는 제1클램프(111) 및 상기 제1클램프와 탈착가능한 제2클램프(112)를 포함할 수 있다.2, a damage measurement apparatus 100 including a piezoelectric element according to the present invention includes a clamp unit for mounting a damage measurement device on a pipe, and the clamp unit includes a first clamp 111, And a second detachable clamp 112.

이때, 상기 제1클램프(111)는 일측에 제1체결부(114b)를 포함하고, 상기 제2클램프(112)는 일측에 제2체결부(114a)를 포함하여, 상기 제1체결부와 상기 제2체결부의 체결 또는 분리를 통해, 제1클램프와 제2클램프가 체결 또는 분리가 가능하다. 또한, 상기 제1클램프(111)의 타측 및 상기 제2클램프(112)의 타측은 힌지축(113)에 의해 힌지고정될 수 있다. 다만, 본 발명에서 상기 클램프부의 구성을 제한하는 것은 아니다.At this time, the first clamp 111 includes a first fastening part 114b, and the second clamp 112 includes a second fastening part 114a at one side thereof, and the first fastening part 114b The first clamp and the second clamp can be fastened or separated by fastening or separating the second fastening part. The other side of the first clamp 111 and the other side of the second clamp 112 may be hinged by the hinge shaft 113. However, the present invention does not limit the configuration of the clamp unit.

한편, 제1클램프 또는 제2클램프 중 어느 하나의 일정영역에는 무선 송수신부를 포함하고 있어, 압전소자의 기계적 임피던스를 임피던스 분석기에 송신하거나, 전기적 신호를 수신할 수 있다.On the other hand, a certain area of either the first clamp or the second clamp includes a wireless transceiver, so that the mechanical impedance of the piezoelectric element can be transmitted to the impedance analyzer or an electrical signal can be received.

계속해서 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 손상측정장치(100)는 압전소자(130)를 포함할 수 있으며, 상기 압전소자(130)를 지지하고, 상기 클램프와 결합하는 위한 전도성 기판(120)을 포함할 수 있다.2, a damage measurement apparatus 100 according to the present invention may include a piezoelectric element 130 and may include a conductive substrate 120 for supporting the piezoelectric element 130 and for coupling with the clamp, ).

이때, 상기 전도성 기판은 배관에 용이하게 설치되기 위해 밴드형으로 구성될 수 있으며, 유연성을 갖기 위해 전도성 고분자 물질로 이루어질 수 있다.At this time, the conductive substrate may be formed in a band shape to be easily installed in a pipe, and may be made of a conductive polymer material to have flexibility.

이하에서는 본 발명에 따른 압전소자를 설명하기로 한다.Hereinafter, a piezoelectric device according to the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 압전소자를 도시하는 개략적인 단면도이다. 이때, 상기 도 3은 도 2a의 I-I선에 따른 단면도에 해당할 수 있다.3 is a schematic cross-sectional view showing a piezoelectric element according to the first embodiment of the present invention. Here, FIG. 3 may correspond to a sectional view taken along the line I-I of FIG. 2A.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 압전소자(130)는 상기 전도성 기판(120)의 상에 위치하여, 배관의 기계적 임피던스의 변화에 따라 압전소자의 기계적 임피던스도 변화하게 된다.Referring to FIG. 3, the piezoelectric element 130 according to the first embodiment of the present invention is positioned on the conductive substrate 120, and the mechanical impedance of the piezoelectric element is also changed according to the change of the mechanical impedance of the pipeline .

이때, 상기 압전소자(130)은 압전성을 갖는 압전체(132) 및 상기 압전체에 전계를 인가하는 제1전극(131) 및 제2전극(133)을 포함한다.At this time, the piezoelectric element 130 includes a piezoelectric body 132 having piezoelectricity, and a first electrode 131 and a second electrode 133 for applying an electric field to the piezoelectric body.

상기 압전체(132)는 압전성을 갖는 무기화합물 다결정을 함유할 수 있으며, 본 발명에서 상기 압전체의 종류를 한정하는 것은 아니다.The piezoelectric substance 132 may contain an inorganic compound polycrystal having piezoelectricity, and the kind of the piezoelectric substance is not limited in the present invention.

또한, 상기 제1전극(131) 및 제2전극(133)은 Au, Pt 또는 Ir 등의 금속, IrO2, RuO2, LaNiO3 또는 SrRuO3 등의 금속산화물, 상기 열거된 금속 및/또는 상기 열거된 금속산화물의 조합일 수 있다.In addition, the first electrode 131 and second electrode 133 Au, a metal such as Pt or Ir, IrO 2, RuO 2, LaNiO 3 or SrRuO 3, such as a metal oxide, wherein the enumerated metals and / or the It may be a combination of the listed metal oxides.

도 4a는 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자를 도시하는 개략적인 분리 단면도이며, 도 4b는 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자에 포함되는 나노 구조체를 도시한 모식도이다.4A is a schematic cross-sectional view illustrating a piezoelectric device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a nanostructure included in a piezoelectric device according to a second embodiment of the present invention.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자(230)는 상기 전도성 기판(120)의 상에 위치하여, 배관의 기계적 임피던스의 변화에 따라 압전소자의 기계적 임피던스도 변화하게 된다.4A and 4B, the piezoelectric device 230 according to the second embodiment of the present invention is positioned on the conductive substrate 120, and the mechanical impedance of the piezoelectric device is also changed according to the change in the mechanical impedance of the pipe. Change.

상기 압전소자(230)은 압전성을 갖는 압전체(232) 및 상기 압전체에 전계를 인가하는 제1전극(231) 및 제2전극(233)을 포함한다.The piezoelectric element 230 includes a piezoelectric body 232 having piezoelectricity and a first electrode 231 and a second electrode 233 for applying an electric field to the piezoelectric body.

상기 제1전극(131)은 Au, Pt 또는 Ir 등의 금속, IrO2, RuO2, LaNiO3 또는 SrRuO3 등의 금속산화물, 상기 열거된 금속 및/또는 상기 열거된 금속산화물의 조합일 수 있다.The first electrode 131 may be a combination of a metal, IrO 2, RuO 2, LaNiO 3 or SrRuO 3, such as the metal oxide, the above-listed metals and / or the above-listed metal oxides such as Au, Pt or Ir .

이때, 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자는 나노 구조체를 포함하며, 상기 나노 구조체는 상기 압전체 및 제2전극의 역할을 할 수 있다.At this time, the piezoelectric element according to the second embodiment of the present invention includes a nanostructure, and the nanostructure can serve as the piezoelectric body and the second electrode.

이때, 상기 나노 구조체는 탄소섬유 나노 구조체 또는 반도체 나노 구조체일 수 있으며, 본 발명에서 상기 나노 구조체의 종류를 제한하는 것은 아니다.At this time, the nanostructure may be a carbon fiber nanostructure or a semiconductor nanostructure, and the present invention does not limit the kind of the nanostructure.

다만, 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 상기 나노 구조체를 탄소섬유 나노구조체인 것으로 하여 설명하기로 한다.Hereinafter, for convenience of explanation, the nanostructure will be described as a carbon fiber nanostructure.

즉, 상기 제2전극(233)은 탄소섬유 나노 구조체의 탄소 섬유이며, 상기 압전체(233)은 상기 탄소 섬유의 표면에 형성된 나노 소재일 수 있다.That is, the second electrode 233 may be a carbon fiber of a carbon fiber nano structure, and the piezoelectric material 233 may be a nano material formed on the surface of the carbon fiber.

이때, 상기 나노 소재는 탄소 섬유 나노 소재 또는 ZnO 나노 소재일 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 상기 나노 소재의 종류를 제한하는 것은 아니며, 다만, 설명의 편의를 위하여, 상기 나노 소재를 탄소 섬유 나노 소재인 것으로 하여 설명하기로 한다.In this case, the nanomaterial may be a carbon fiber nanomaterial or a ZnO nanomaterial. Accordingly, the present invention does not limit the kind of the nanomaterial. However, for convenience of explanation, the nanomaterial may be a carbon fiber nanomaterial Will be described.

보다 구체적으로, 도 4b를 참조하면, 상기 탄소섬유(233)는 실 형상을 가질 수 있으며, 이외에, 탄소섬유로서 탄소를 함유하는 직물, 얀 또는 페이퍼(paper) 등을 사용할 수 있으며, 또한, 상기 탄소섬유(233)는 꼰 끈, 니트, 매트 또는 펠트 형상 등을 가질 수 있다.More specifically, referring to FIG. 4B, the carbon fibers 233 may have a thread shape. In addition, a carbon fiber-containing fabric, yarn, or paper may be used as the carbon fiber. The carbon fibers 233 may have a braid, knit, mat or felt shape or the like.

이러한 탄소섬유(233)를 이용하여 탄소섬유 나노 소재(232)를 제조하며, 특히, 탄소섬유(233)에 포함된 탄소로 인하여 탄소섬유(233)의 표면(233a) 위에서 탄소섬유 나노 소재(232)를 쉽게 성장시킬 수 있다.The carbon fiber nanomaterial 232 is formed on the surface 233a of the carbon fiber 233 due to the carbon included in the carbon fiber 233. In particular, ) Can be easily grown.

도 4b에 도시한 바와 같이, 탄소섬유(233)의 표면(233a) 위에 형성된 탄소섬유 나노 소재(232)는 필라멘트 형상을 가질 수 있다. 즉, 탄소섬유(233)의 표면(233a) 위에 성장한 탄소 나노 소재(232)는 탄소 나노튜브, 탄소 나노필라멘트, 탄소 나노막대, 탄소 나노와이어, 탄소 나노스프링 또는 탄소 나노벽 등으로 형성될 수 있다.4B, the carbon fiber nano material 232 formed on the surface 233a of the carbon fiber 233 may have a filament shape. That is, the carbon nanomaterial 232 grown on the surface 233a of the carbon fiber 233 may be formed of carbon nanotubes, carbon nanofilms, carbon nanorods, carbon nanowires, carbon nanosprings, or carbon nano-walls .

또한, 도 4b에 도시한 바와 같이, 탄소섬유 나노 소재(232)는 탄소섬유(233)의 표면(233a)과 교차하는 방향으로 뻗을 수 있으며, 탄소섬유 표면(233a) 위에서 방사상으로 뻗을 수 있다.4B, the carbon fiber nano material 232 may extend in a direction intersecting with the surface 233a of the carbon fiber 233, and may extend radially on the carbon fiber surface 233a.

또한, 도 4b의 확대원에 도시한 바와 같이, 탄소섬유 나노 소재(232)의 단부에는 팔라듐을 포함하는 백금족 또는 니켈을 포함하는 천이금속으로 된 촉매(232a)가 형성될 수 있다. 여기서, 촉매(232a)는 백금족 및 천이금속의 합금으로 형성될 수도 있다. Further, as shown in the enlargement circle of FIG. 4B, a catalyst 232a made of a transition metal containing platinum group or nickel including palladium may be formed at the end of the carbon fiber nano material 232. Here, the catalyst 232a may be formed of an alloy of a platinum group metal and a transition metal.

이때, 상기 탄소섬유 나노 소재(232)는 촉매(232a)를 통하여 탄소섬유(233) 위에서 성장하게 된다.At this time, the carbon fiber nano material 232 is grown on the carbon fiber 233 through the catalyst 232a.

이하에서는 탄소섬유 나노 구조체의 제조 방법을 예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for producing a carbon fiber nanostructure will be described.

본 발명에 따른 탄소섬유 나노 구조체의 제조 방법은, 탄소섬유를 제공하는 단계(S10), 탄소섬유를 팔라듐이 함유된 산성 용액에 1회 이상 침지하는 단계, 탄소섬유를 니켈 무전해 도금액에 1회 이상 침지하는 단계 및 탄소섬유를 가열하여 탄소섬유의 표면 위에 탄소나노 소재를 제공하는 단계(S40)를 포함한다.The method for producing a carbon fiber nanostructure according to the present invention includes the steps of providing carbon fiber (S10), immersing the carbon fiber in an acidic solution containing palladium at least one time, adding carbon fiber to the nickel electroless plating solution once And a step (S40) of heating the carbon fiber to thereby provide a carbon nanomaterial on the surface of the carbon fiber.

먼저, 단계(S10)에서는 탄소섬유를 제공한다. 탄소섬유 나노 구조체를 제공하기 위하여 탄소섬유를 사용한다.First, in step S10, carbon fibers are provided. Carbon fiber is used to provide a carbon fiber nanostructure.

다음으로, 단계(S20)에서는 탄소섬유를 팔라듐이 함유된 산성 용액에 1회 이상 침지한다. 따라서 탄소섬유 나노 구조체를 형성하기 위해 탄소섬유의 표면 위에 팔라듐 촉매를 제공할 수 있다. Next, in step S20, the carbon fiber is dipped into the acidic solution containing palladium at least once. Thus, a palladium catalyst can be provided on the surface of the carbon fiber to form a carbon fiber nanostructure.

즉, 탄소섬유를 산성 용액에 침지하여 탄소섬유 표면에 복수의 결함들을 생성되고, 복수의 결함들에는 팔라듐 촉매가 달라붙는다. That is, the carbon fiber is immersed in the acidic solution to generate a plurality of defects on the surface of the carbon fiber, and the plurality of defects stick to the palladium catalyst.

한편, 탄소섬유 위에 다량의 팔라듐 촉매를 형성하기 위해 팔라듐이 함유된 산성 용액에 탄소섬유를 2회 이상 침지할 수도 있으며, 탄소섬유를 산성 용액에 5회 내지 10회 침지할 수 있다. On the other hand, in order to form a large amount of palladium catalyst on the carbon fiber, the carbon fiber may be dipped into the acidic solution containing palladium at least two times, or the carbon fiber may be immersed into the acid solution five to ten times.

탄소섬유를 산성 용액에 너무 적게 침지하는 경우, 원하는 양의 팔라듐 촉매를 형성할 수 없으며, 탄소섬유를 산성 용액에 너무 많이 침지하는 경우, 공정 효율상 바람직하지 못하다.When the carbon fiber is immersed in the acid solution too little, a desired amount of the palladium catalyst can not be formed, and if the carbon fiber is immersed in the acid solution too much, the process efficiency is not preferable.

전술한 산성 용액은 PdCl2, HCl 용액 및/또는 HF 용액을 포함한다. The above-mentioned acidic solutions include PdCl 2, HCl solution and / or a HF solution.

여기서, PdCl2는 0보다 크고 1.0g/L 이하의 농도를 가지고, HCl 용액은 1ml/L 내지 15ml/L의 농도를 가지며, HF 용액은 1ml/L 내지 10ml/L의 농도를 가질 수 있다.Here, PdCl 2 is greater than 0 and has a concentration of 1.0 g / L or less, the HCl solution has a concentration of 1 ml / L to 15 ml / L, and the HF solution has a concentration of 1 ml / L to 10 ml / L.

산성 용액에서 PdCl2의 양이 너무 적은 경우, 충분한 양의 팔라듐 촉매가 탄소섬유의 표면 위에 형성되지 않으므로, 고밀도의 탄소섬유 나노 구조체를 형성하기 어렵고, 또한, PdCl2의 양이 너무 많은 경우, 팔라듐 촉매가 불균일하게 분포되어 탄소섬유의 표면에 탄소 나노 소재가 불균일하게 분포할 수 있다.When the amount of PdCl 2 in the acidic solution is too small, a sufficient amount of the palladium catalyst is not formed on the surface of the carbon fiber, so that it is difficult to form a high-density carbon fiber nanostructure. When the amount of PdCl 2 is too large, The catalyst may be unevenly distributed and the carbon nanomaterial may be unevenly distributed on the surface of the carbon fiber.

한편, 용액의 산도 및 팔라듐 촉매의 환원력을 결정하는 HCl 용액과 HF 용액의 농도가 낮은 경우, 팔라듐 촉매가 환원되기 어렵고, 탄소섬유의 반응성이 낮아진다. 따라서 팔라듐 촉매가 잘 무전해 도금되지 않는다.On the other hand, when the concentrations of the HCl solution and the HF solution, which determine the acidity of the solution and the reducing power of the palladium catalyst, are low, the palladium catalyst is hardly reduced and the reactivity of the carbon fiber is low. Therefore, the palladium catalyst is not well electroless plated.

반면에, HCl 용액의 농도와 HF 용액의 농도가 높은 경우, 팔라듐 촉매가 너무 단시간내에 환원되므로 불균일한 분포를 가진 팔라듐 도금층이 형성된다. 그리고 산도가 과도하게 높은 경우, 탄소섬유의 표면 조직에 크랙이 심하게 형성된다.On the other hand, when the concentration of the HCl solution and the concentration of the HF solution are high, the palladium catalyst is reduced in a short period of time, so that a palladium plating layer having a nonuniform distribution is formed. When the acidity is excessively high, cracks are formed severely in the surface texture of the carbon fiber.

다음으로, 단계(S30)에서는 탄소섬유를 니켈 무전해 도금액에 1회 이상 침지한다. 따라서 탄소섬유를 니켈 무전해 도금액에 2회 이상 침지할 수도 있다. 이 경우, 탄소섬유의 표면 위에 니켈 촉매들이 형성된다. Next, in step S30, the carbon fiber is dipped into the nickel electroless plating solution at least once. Therefore, the carbon fiber may be immersed in the nickel electroless plating solution more than twice. In this case, nickel catalysts are formed on the surface of the carbon fiber.

여기서, 니켈 촉매들의 수는 단계(S20)의 침지 회수에 비례한다. 따라서 단계(S20)에서 탄소섬유를 팔라듐이 함유된 산성 용액에 많이 침지할수록 단계(S30)에서 탄소섬유의 표면 위에 형성되는 니켈 촉매들의 수가 증가한다. Here, the number of nickel catalysts is proportional to the number of immersions in step S20. Therefore, as the carbon fiber is immersed in the palladium-containing acidic solution in step S20, the number of nickel catalysts formed on the surface of the carbon fiber increases in step S30.

또한, 단계(S30)에서 탄소섬유의 표면 위에 복수의 결함들이 규칙적으로 생성되며, 그 결과, 고밀도의 탄소섬유 나노 구조체들을 탄소섬유의 표면 위에 형성시킬 수 있다.Also, in step S30, a plurality of defects are regularly generated on the surface of the carbon fiber, and as a result, the high-density carbon fiber nanostructures can be formed on the surface of the carbon fiber.

전술한 바와 같이, 단계(S20) 및 단계(S30)는 일정한 관계를 가진다. 단계(S20)를 반복할수록 단계(S30)에서 많은 니켈 촉매들을 탄소섬유의 표면 위에 형성할 수 있다. As described above, the step S20 and the step S30 have a certain relationship. As the step S20 is repeated, a large number of nickel catalysts can be formed on the surface of the carbon fibers in step S30.

한편, 단계(S20) 및 단계(S30)를 계속 반복하여도 탄소섬유를 덮는 탄소 나노 소재들의 수는 크게 증가하지 않는다. 즉, 촉매 형성 단계에서 무전해 도금법을 이용하므로, 니켈 촉매를 직접 탄소섬유의 표면 위에 형성하는 경우, 니켈 입자와 탄소섬유간의 밀착력이 떨어진다. On the other hand, the number of the carbon nanomaterials covering the carbon fibers does not greatly increase even after repeating the steps S20 and S30. That is, since the electroless plating method is used in the catalyst formation step, when the nickel catalyst is directly formed on the surface of the carbon fiber, adhesion between the nickel particle and the carbon fiber is deteriorated.

그 결과, 탄소섬유의 표면 위에 니켈 촉매 입자를 균일하게 분포시킬 수 없다. 니켈 촉매 입자들은 탄소섬유의 표면 위에서 부분적으로만 성장하기 시작하고, 니켈 입자의 크기도 불균일해진다.As a result, the nickel catalyst particles can not be uniformly distributed on the surface of the carbon fiber. The nickel catalyst particles start to grow only partially on the surface of the carbon fiber, and the size of the nickel particles becomes non-uniform.

이와는 달리, 팔라듐 촉매 입자를 사용하는 경우, 팔라듐 촉매 입자와 탄소섬유가 잘 밀착되므로, 탄소섬유의 표면 위에 균일한 분포 및 크기를 가지는 팔라듐 촉매 입자를 형성할 수 있다. 또한, 팔라듐 촉매 입자는 니켈 촉매 입자와 잘 밀착되므로, 니켈 촉매 입자의 양을 쉽게 제어할 수 있다. 한편, 팔라듐 촉매 입자 자체는 탄소섬유 나노 구조체 형성을 위한 촉매로서 기능할 수 있다.On the contrary, when the palladium catalyst particles are used, the palladium catalyst particles and the carbon fibers are closely adhered to each other, so that palladium catalyst particles having a uniform distribution and size can be formed on the surface of the carbon fibers. Further, since the palladium catalyst particles adhere well to the nickel catalyst particles, the amount of the nickel catalyst particles can be easily controlled. On the other hand, the palladium catalyst particle itself can function as a catalyst for forming a carbon fiber nanostructure.

전술한 단계(S20)에서의 침지 시간은 단계(S30)에서의 침지 시간의 2배 내지 240배일 수 있다. 단계(S30)에서의 반응이 빨리 일어나므로, 단계(S30)에서의 침지 시간이 너무 길면 좋지 않다. 또한, 단계(S30)에서의 반응이 너무 짧으면 니켈 입자와 탄소섬유간의 밀착력이 떨어진다. 여기서, 단계(S20)에서의 침지 시간은 5분 내지 240분일 수 있고, 단계(S30)에서의 침지 시간은 1초 내지 60초일 수 있다.The immersion time in step S20 described above may be 2 to 240 times the immersion time in step S30. Since the reaction in step S30 occurs quickly, it is not good if the immersion time in step S30 is too long. Also, if the reaction in step S30 is too short, the adhesion between the nickel particles and the carbon fibers becomes poor. Here, the immersion time in step S20 may be from 5 minutes to 240 minutes, and the immersion time in step S30 may be from 1 second to 60 seconds.

전술한 범위로 침지 시간을 적절하게 조절함으로써 탄소섬유의 표면 위에 니켈 촉매들을 원활하게 형성시킬 수 있다.The nickel catalysts can be smoothly formed on the surface of the carbon fibers by appropriately adjusting the immersion time in the above-mentioned range.

다음으로, 단계(S40)에서는 탄소섬유를 가열하여 탄소섬유 표면 위에 탄소섬유 나노 구조체를 제공한다. 즉, 탄소섬유 위에 형성된 촉매가 활성화되면서 촉매에 의해 탄소섬유 나노 구조체를 탄소섬유 위에 제공할 수 있다.Next, in step S40, the carbon fiber is heated to provide the carbon fiber nanostructure on the surface of the carbon fiber. That is, the carbon fiber nanostructure can be provided on the carbon fiber by the catalyst while the catalyst formed on the carbon fiber is activated.

보다 구체적으로, 단계(S40)은 탄소섬유를 가열로에 넣고 아르곤 가스를 주입하여 300℃ 내지 600℃로 가열하는 제1단계, 가열로에 수소를 주입하고, 탄소섬유를 가열하여 촉매를 활성화시키는 제2단계, 가열로에 아르곤 가스를 주입하고, 탄소섬유를 추가 가열하는 제3단계, 아르곤 가스, 수소, 질소 및 아세틸렌계 탄화수소(acetylene, C2H2)을 포함하는 가스 분위기하에서 탄소섬유의 표면 위에 탄소 나노 소재를 성장시키는 제4단계 및 아르곤 가스 분위기하에서 탄소섬유 및 탄소 나노 소재를 포함하는 탄소섬유 나노 구조체를 냉각시키는 제5단계를 포함할 수 있다.More specifically, in step S40, the carbon fiber is placed in a heating furnace, and argon gas is injected thereinto to heat the furnace to 300 to 600 DEG C, hydrogen is injected into the furnace, carbon fiber is heated to activate the catalyst A third step of injecting argon gas into the heating furnace and further heating the carbon fiber, and a third step of heating the carbon fiber in a gas atmosphere containing argon gas, hydrogen, nitrogen and acetylene (C 2 H 2 ) A fourth step of growing the carbon nanomaterial on the surface, and a fifth step of cooling the carbon fiber nanostructure including the carbon fiber and the carbon nanomaterial under an argon gas atmosphere.

이로써, 탄소섬유 나노 구조체를 형성할 수 있으며, 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자는 제2전극(233)으로 탄소섬유 나노 구조체의 탄소 섬유를 사용하고, 압전체(233)로 상기 탄소 섬유의 표면에 형성된 탄소 섬유 나노 소재를 사용할 수 있다.In the piezoelectric element according to the second embodiment of the present invention, the carbon fibers of the carbon fiber nanostructure are used as the second electrode 233 and the carbon fibers of the carbon fibers A carbon fiber nanomaterial formed on the surface of the carbon nanotube can be used.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 압전소자를 포함하는 손상측정장치를 배관에 설치하여, 배관의 파손 또는 누수가 발생하기 전에 누수 가능성을 탐지하고 예방할 수 있다.According to the present invention as described above, the damage measuring device including the piezoelectric element can be installed in the pipe, and the possibility of leakage can be detected and prevented before the breakage or leak of the pipe occurs.

또한, 압전소자의 기계적 임피던스의 변화를 통해, 배관의 손상 정도를 용이하게 판단할 수 있다.Further, the degree of damage of the piping can be easily judged by changing the mechanical impedance of the piezoelectric element.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

10a, 10b : 배관 20 : 임피던스 분석기
30 : 제어장치 100 : 손상측정장치
111, 112 : 클램프 120 : 전도성 기판
130 : 압전소자 131, 231 : 제1전극
132 , 232 : 압전체 133, 233 : 제2전극10a, 10b: Piping 20: Impedance analyzer
30: Control device 100: Damage measuring device
111, 112: clamp 120: conductive substrate
130: piezoelectric element 131, 231: first electrode
132, 232: piezoelectric elements 133, 233: second electrode

Claims (10)

압전소자;
상기 압전소자를 지지하는 전도성 기판; 및
상기 전도성 기판과 결합하고, 배관에 설치되기 위한 클램프부를 포함하고,
상기 전도성 기판은 유연성을 갖는 전도성 고분자 물질로 이루어지는 배관의 손상측정장치.A piezoelectric element;
A conductive substrate for supporting the piezoelectric element; And
And a clamp unit coupled to the conductive substrate and installed in the pipe,
Wherein the conductive substrate is made of a conductive polymer material having flexibility. 제 1 항에 있어서,
상기 클램프부는 제1클램프 및 상기 제1클램프와 탈착가능한 제2클램프를 포함하는 배관의 손상측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the clamp section includes a first clamp, a first clamp, and a second clamp detachable from the first clamp. 제 2 항에 있어서,
상기 제1클램프는 일측에 제1체결부를 포함하고, 상기 제2클램프는 일측에 제2체결부를 포함하여, 상기 제1체결부와 상기 제2체결부의 체결 또는 분리를 통해, 상기 제1클램프와 상기 제2클램프가 체결 또는 분리되는 배관의 손상측정장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first clamp includes a first fastening portion on one side and the second clamp includes a second fastening portion on one side so that the first clamp and the second fastening portion are fastened to each other by fastening or separating the first fastening portion and the second fastening portion, And the second clamp is fastened or separated. 제 3 항에 있어서,
상기 제1클램프의 타측 및 상기 제2클램프의 타측은 힌지축에 의해 힌지고정되는 배관의 손상측정장치.The method of claim 3,
And the other side of the first clamp and the other side of the second clamp are hingedly fixed by a hinge shaft. 제 1 항에 있어서,
상기 압전소자는 압전성을 갖는 압전체, 상기 압전체에 전계를 인가하는 제1전극 및 제2전극을 포함하는 배관의 손상측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the piezoelectric element includes a piezoelectric body having piezoelectricity, a first electrode for applying an electric field to the piezoelectric body, and a second electrode. 제 5 항에 있어서,
상기 제1전극은 상기 전도성 기판 상에 위치하며,
상기 제1전극은 Au, Pt 또는 Ir의 금속, IrO2, RuO2, LaNiO3 또는 SrRuO3의 금속산화물, 상기 금속 및/또는 상기 금속산화물의 조합인 것을 특징으로 하는 배관의 손상측정장치.6. The method of claim 5,
Wherein the first electrode is located on the conductive substrate,
Wherein the first electrode is Au, Pt or Ir metal, damage to the measuring device of IrO 2, RuO 2, LaNiO 3 or SrRuO 3 of the metal oxide, the metal and / or pipes, characterized in that the combination of the metal oxide. 제 5 항에 있어서,
상기 압전소자는 나노 구조체를 포함하며,
상기 제2전극은 상기 나노 구조체의 섬유이며, 상기 압전체는 상기 섬유의 표면에 형성된 나노 소재인 것을 특징으로 하는 배관의 손상측정장치.6. The method of claim 5,
The piezoelectric element includes a nanostructure,
Wherein the second electrode is a fiber of the nanostructure, and the piezoelectric body is a nanomaterial formed on a surface of the fiber. 제 7 항에 있어서,
상기 나노 소재는 상기 섬유의 표면 위에 성장한 나노튜브, 나노필라멘트, 나노막대, 나노와이어, 나노스프링 또는 나노벽인 것을 특징으로 하는 배관의 손상측정장치.8. The method of claim 7,
Wherein the nanomaterial is a nanotube, a nanofilament, a nanorod, a nanowire, a nanospring, or a nano-wall grown on a surface of the fiber. 압전소자를 포함하는 손상측정장치;
상기 압전소자의 임피던스(Impedance)를 계측하기 위한 임피던스 분석기; 및
상기 임피던스 분석기로부터의 정보를 기록하고 확인하기 위한 제어장치를 포함하고,
상기 손상측정장치는,
상기 압전소자를 지지하는 전도성 기판을 더 포함하며,
상기 전도성 기판은 유연성을 갖는 전도성 고분자 물질로 이루어지는 배관의 손상측정 시스템.A damage measurement device including a piezoelectric element;
An impedance analyzer for measuring an impedance of the piezoelectric element; And
And a controller for recording and verifying information from the impedance analyzer,
The damage measurement device includes:
And a conductive substrate for supporting the piezoelectric element,
Wherein the conductive substrate is made of a conductive polymer material having flexibility. 제 9 항에 있어서,
상기 손상측정장치는,
상기 전도성 기판과 결합하고, 상기 배관에 설치되기 위한 클램프부를 더 포함하는 배관의 손상측정 시스템.10. The method of claim 9,
The damage measurement device includes:
And a clamp unit coupled to the conductive substrate and installed on the pipe.
KR1020120120530A 2012-10-29 2012-10-29 A demage measuring apparatus of pipe arrangement comprising piezoelectric devices KR101407623B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120120530A KR101407623B1 (en) 2012-10-29 2012-10-29 A demage measuring apparatus of pipe arrangement comprising piezoelectric devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120120530A KR101407623B1 (en) 2012-10-29 2012-10-29 A demage measuring apparatus of pipe arrangement comprising piezoelectric devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140056553A KR20140056553A (en) 2014-05-12
KR101407623B1 true KR101407623B1 (en) 2014-06-16

Family

ID=50887663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120120530A KR101407623B1 (en) 2012-10-29 2012-10-29 A demage measuring apparatus of pipe arrangement comprising piezoelectric devices

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101407623B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104792405B (en) * 2014-11-26 2017-07-07 中国舰船研究设计中心 A kind of pipeline flexibility connection pipe reverses mechanical impedance measurement method
CN111059997B (en) * 2019-12-30 2021-11-12 中铁十二局集团有限公司 High pier pumping concrete pump pipe detection system and detection method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315864A (en) * 2004-03-30 2005-11-10 Osaka Gas Co Ltd Impedance measuring method and diagnostic method for piping corroded condition
KR20070056757A (en) * 2005-11-30 2007-06-04 최인수 Clamp for scaffold
KR20070111845A (en) * 2006-05-19 2007-11-22 전북대학교산학협력단 Apparatus and method for measuring the damage of a structure using piezoelectric devices
JP2010256156A (en) * 2009-04-24 2010-11-11 Imp:Kk Strain sensor and rolling machine using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315864A (en) * 2004-03-30 2005-11-10 Osaka Gas Co Ltd Impedance measuring method and diagnostic method for piping corroded condition
KR20070056757A (en) * 2005-11-30 2007-06-04 최인수 Clamp for scaffold
KR20070111845A (en) * 2006-05-19 2007-11-22 전북대학교산학협력단 Apparatus and method for measuring the damage of a structure using piezoelectric devices
JP2010256156A (en) * 2009-04-24 2010-11-11 Imp:Kk Strain sensor and rolling machine using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140056553A (en) 2014-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gloaguen et al. Platinum electrodeposition on graphite: electrochemical study and STM imaging
US8067062B2 (en) Carbon nano tube electrode formed by directly growing carbon nano tube on surface of carbon paper and supporting platinum-based nano catalyst on carbon nano tube using CVD method and manufacturing method thereof
KR101407623B1 (en) A demage measuring apparatus of pipe arrangement comprising piezoelectric devices
CN101828239B (en) The electrical shielding material be made up of metallized stainless steel monofilament yarn
Januszewska et al. CO2 electroreduction at bare and Cu-decorated Pd pseudomorphic layers: catalyst tuning by controlled and indirect supporting onto Au (111)
JP2018152345A (en) Methods for improving corrosion resistance and applications in electrical connectors
CN106770574B (en) Multi-wall carbon nanotube modified carbon fiber microelectrode and preparation method thereof
CA2772425A1 (en) Damage-sensing composite structures
WO2012058425A3 (en) Nanofiber electrode and method of forming same
JP2004030926A (en) Conductive material using carbon nanotube and its manufacturing method
JP2011528841A (en) Electrical circuit assembly and structural components incorporating it
CN102995395A (en) Conductive textile and its making method
KR20200110772A (en) Complex impedance moisture sensor and its detection method
DE502006001934D1 (en) COLLECTION FOR LEAKAGE MONITORING AND LEAKAGE LOCATION
CN106066353B (en) Flexible array reference electrode and the method for application its on-spot study metal welding seam corrosion
SG155110A1 (en) Probe of cantilever probe card
Pierozynski Hydrogen evolution reaction at Pd-modified carbon fibre and nickel-coated carbon fibre materials
CN101387558A (en) Loop sensor for temperature measurement of cable conductor and method for manufacturing same
CN110072795A (en) The method and apparatus of the status monitoring of ropes for lifting means
CN103101878B (en) Method for preparing silicon-based microelectrode
CN108054108A (en) A kind of wire bonding method based on quick local electro-deposition
US9085464B2 (en) Resistance measurement system and method of using the same
CN104418318B (en) CNT continuous growing device
TW201903403A (en) Biosensor electrode and biosensor using the same
JP2015504485A (en) Conductive members using carbon-based substrate coating

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170308

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190311

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 7