KR101433655B1 - Monitoring Patch Sensor Using Macro Fiber Composite For Wind Power Generation Blade - Google Patents
Monitoring Patch Sensor Using Macro Fiber Composite For Wind Power Generation Blade Download PDFInfo
- Publication number
- KR101433655B1 KR101433655B1 KR1020130102636A KR20130102636A KR101433655B1 KR 101433655 B1 KR101433655 B1 KR 101433655B1 KR 1020130102636 A KR1020130102636 A KR 1020130102636A KR 20130102636 A KR20130102636 A KR 20130102636A KR 101433655 B1 KR101433655 B1 KR 101433655B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- piezoelectric
- electrode layer
- electrode
- fiber composite
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 5
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 62
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 13
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 claims description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000010356 wave oscillation Effects 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
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
- G01B7/24—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in magnetic properties
-
- 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
- H10N30/101—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical and mechanical input and output, e.g. having combined actuator and sensor parts
-
- 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
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
- H10N30/302—Sensors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material.
공개특허 제10-2006-0097635호(출원인 : 티디케이가부시기가이샤) 압전 자기 조성물 및 그 제조방법, 및 압전소자,압전소자의 제조방법은 압전 자기 조성물을 함하는 복수의 압전층과, 압전층 사이에 삽입되는 복수의 내부 전극을 구비하고, 상기 압전 자기 조성물은 Pb, Ti, 및 Zr을 구성원소로 하는 복합 산화물을 주성분으로 하는 압전 자기 조성물로서, 제 1 부성분으로서 Mn, Co, Cr, Fe, Ni로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하고, 당해 제 1 부성분의 함유량이 산화물 환산으로 0.2질량% 이하(단, 0은 포함하지 않는다.)인 것을 특징으로 하는 압전소자를 제공한다.
A piezoelectric ceramic composition, a method of manufacturing the same, and a method of manufacturing a piezoelectric element and a piezoelectric element are provided with a plurality of piezoelectric layers including a piezoelectric ceramic composition, And a plurality of internal electrodes inserted between the layers, wherein the piezoelectric ceramic composition contains, as a main component, a composite oxide comprising Pb, Ti, and Zr as a constituent, wherein the first subcomponent includes Mn, Co, Cr, Fe , And Ni, and the content of the first subcomponent is 0.2 mass% or less in terms of oxide (note that 0 is not included).
종래의 압전소자는 하드한(단단한) 물질로 만들어져서 예를들어, 풍력발전기용 블레이드, 헬리콥터 로터 블레이드와 같이 넓고 평평하지만 고속으로 회전하는 구조물에 간단히 단단하게(납작하게) 접착제 등으로 부착하여 사용하기 어려웠으며, 또한 플렉시블(Flexible) 하진 않아서 3차원 곡률을 갖는 구조물에 전체면이 부착되게 사용하는 것이 어려운 문제점이 있었다.
Conventional piezoelectric elements are made of hard (rigid) materials and can be attached to a large, flat but fast rotating structure such as a blade for a wind turbine or a helicopter rotor blade by means of an adhesive, And it is also difficult to use a structure having a three-dimensional curvature so that the entire surface is not attached because it is not flexible.
또한, 플레시블 하지 않은 관계로 센서의 전체면이 구조물에 밀착되지 않아서 스트레인(변형, Strain)의 정밀 측정, 음파 또는 초음파 영역 진동 발생 및 반사파 수신을 통한 구조물 결함 감지, 및 진동 또는 압력을 이용한 전기에너지 획득 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, since the entire surface of the sensor is not closely attached to the structure due to the fact that it is not flexible, accurate measurement of strain (strain), generation of sound waves or ultrasound area vibrations, detection of structure defects through reception of reflected waves, There is a problem that energy acquisition performance is deteriorated.
본 발명의 목적은 센서를 사각형상의 납작하고 플레시블하게 구성함으로서, 풍력발전기 블레이드, 헬리콥터 로터 블레이드와 같이 넓고 평평하지만 고속으로 회전하는 구조물 등에 단단하게(납작하게) 접착제 등으로 부착하여 사용할 수 있으며, 또한 플렉시블(Flexible) 하기 때문에 3차원 곡률을 갖는 구조물에 전체면이 밀착되게 부착하여 사용할 수 있는 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서를 제공하기 위함이다.
An object of the present invention is to provide a sensor which can be used by attaching the sensor to a flat and flat structure such as a wind power generator blade and a helicopter rotor blade, The present invention also provides a flexible patch sensor for detecting structural defects using a PET piezoelectric fiber composite material which is flexible and can be attached to a structure having a three-dimensional curvature with the entire surface adhered closely.
또한, 본 발명의 목적은 플레시블하면서 압전반응이 우수하여 센서의 전체면이 구조물에 밀착되어 스트레인(변형, Strain)의 정밀 측정 기능, 음파 또는 초음파 영역 진동 발생 및 반사파 수신을 통한 구조물 결함 감지 기능, 및 진동 또는 압력을 이용한 전기에너지 획득 성능이 우수한 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서를 제공하기 위함이다.It is another object of the present invention to provide a method and a device for detecting a structural defect by performing precise measurement of strain (strain), generation of a sound wave or an ultrasonic wave area vibration, and reception of a reflected wave by the entire surface of the sensor being in close contact with the structure, And a flexible piezoelectric patch sensor for detecting a structure defect using a PET piezoelectric fiber composite material having excellent electric energy acquisition performance using vibration or pressure.
본 발명의 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서는 압전효과를 발생시키는 압전소재층(10)과, A flexible patch sensor for detecting structure defects using the PET piezoelectric fiber composite material of the present invention comprises a
상기 압전소재층(10)의 상부에 접하여 형성된 제1 전극층(20)과,A
상기 압전소재층(10)의 하부에 접하여 형성된 제2 전극층(30)과,A
상기 제1 전극층(20)의 상부에 형성된 제1 유전체 접착제층(40)과,A first dielectric
상기 제2 전극층(20)의 하부에 형성된 제2 유전체 접착제층(50)과,A second dielectric
상기 제1 유전체 접착제층(40)의 상부에 형성된 제1 폴리마이드(Polyimide) 필름층(60)과,A first
상기 제2 유전체 접착제층(50)의 하부에 형성된 제2 폴리마이드(Polyimide) 필름층(70),A second
을 포함하여 구성되되;≪ / RTI >
상기 압전소재층(10)은,The piezoelectric material layer (10)
PZF(PZT, Lead Zirconate Titanate) 압전 섬유 복합재(Macro Fiber Composite, MFC)로 이루어진 복수개의 압전 장판(piezoceramic rectangular plate, 壓電 長板, 11)이 서로 이격되어 수평하게 배열되는 있고,A plurality of piezoceramic rectangular plates 11 made of a Macro Fiber Composite (PZT) lead zirconate titanate (PZT) piezoelectric fiber composite material are spaced apart from each other and arranged horizontally,
상기 압전 장판(11) 사이의 갭(13)은 에폭시로 채워지는 것을 특징으로 하는 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 모니터용 패치 센서.And a gap (13) between the piezoelectric plates (11) is filled with epoxy.
본 발명에 따르는 경우, 센서가 사각형상의 납작하고 플레시블하게 구성됨으로서, 풍력발전기 블레이드, 헬리콥터 로터 블레이드와 같이 넓고 평평하지만 고속으로 회전하는 구조물 등에 단단하게(납작하게) 접착제 등으로 부착하여 사용할 수 있으며, 또한 플렉시블(Flexible) 하기 때문에 3차원 곡률을 갖는 구조물에 전체면이 밀착되게 부착하여 사용할 수 있는 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서가 제공된다.
According to the present invention, since the sensor is configured to be flat and flush in a rectangular shape, it can be used by attaching it with a glue or the like firmly (flat) to a wide flat and high-speed rotating structure such as a wind power generator blade and a helicopter rotor blade And a flexible flexible patch sensor for detecting a structure defect using a PET piezoelectric fiber composite material which can be attached and used in a state in which the entire surface is adhered to a structure having a three-dimensional curvature.
또한, 플레시블하면서 압전반응이 우수하여 센서의 전체면이 구조물에 밀착되어 스트레인(변형, Strain)의 정밀 측정 기능, 음파 또는 초음파 영역 진동 발생 및 반사파 수신을 통한 구조물 결함 감지 기능, 및 진동 또는 압력을 이용한 전기에너지 획득 성능이 우수한 PPET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서가 제공된다.In addition, it is flexible and excellent in piezoelectric reaction, so that the entire surface of the sensor is closely attached to the structure, so that a precise measurement function of strain (strain), a structure defect detection function through sound wave or ultrasonic area vibration generation and reflection wave reception, There is provided a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PPET piezoelectric fiber composite material having excellent electric energy acquisition performance using a piezoelectric material.
도 1(a, b)은 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서 전체 구성도.
도 2(a, b)은 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서 세부 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서 전극부 세부 구성도.1 (a) and 1 (b) are views showing the entire structure of a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention.
2 (a) and (b) are detailed views of a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed view of an electrode unit of a flexible patch sensor for detecting structural defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1(a, b)은 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서 전체 구성도, 도 2(a, b)은 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서 세부 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서 전극부 세부 구성도이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a flexible patch sensor for detecting structural defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIGS. 1 (a) and 1 (b) are schematic views of a flexible patch sensor for detecting structural defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 (a) FIG. 3 is a detailed view of an electrode unit of a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a detailed configuration view of a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material .
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서는, 압전효과를 발생시키는 압전소재층(10)과, 압전소재층(10)의 상부에 접하여 형성된 제1 전극층(20)과, 압전소재층(10)의 하부에 접하여 형성된 제2 전극층(30)과, 제1 전극층(20)의 상부에 형성된 제1 유전체 접착제층(40)과, 제2 전극층(20)의 하부에 형성된 제2 유전체 접착제층(50)과, 제1 유전체 접착제층(40)의 상부에 형성된 제1 폴리마이드(Polyimide) 필름층(60)과, 제2 유전체 접착제층(50)의 하부에 형성된 제2 폴리마이드(Polyimide) 필름층(70)를 포함하여 구성된다.
1 to 3, a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention includes a
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서에 있어서, 압전소재층(10)은, PZF(PZT, Lead Zirconate Titanate) 압전 섬유 복합재(Macro Fiber Composite, MFC)로 이루어진 복수개의 압전 장판(piezoceramic rectangular plate, 壓電 長板, 11)이 서로 이격되어 수평하게 배열되는 있고, 압전 장판(11) 사이의 갭은 에폭시(13)로 채워지는 것이 특징이다.
1 to 3, in a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention, the
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서에 있어서, PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 모니터용 패치 센서는 초음파(Ultra Sonic Acoustic) 종파(縱波, Longitudinal Wave) 발진(發振)용으로 사용되고, 발진 주파수는 1 ~ 10 KHz 인 것이 바람직하다.
1 to 3, in a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention, a patch sensor for a structure monitor using a PET piezoelectric fiber composite material is formed of an ultrasonic wave Ultra Sonic Acoustic (longitudinal wave) oscillation, and the oscillation frequency is preferably 1 to 10 KHz.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서에 있어서, 복수개 압전 장판(壓電 長板, 11)으로 구성된 상기 압전소재층(10)의 배열방향과 복수개 제1, 제2 전극바(21, 31)로 이루어진 제1 전극층(20) 및 제2 전극층(30)의 배열방향은 서로 수직으로 교차하며; 제1 전극층(20)과 제2 전극층(30)의 배열방향은 서로 평행하다. 제1 전극층(20)은 일극성 제1 전극바(21a)와 타극성 제1 전극바(21b)가 교대로 수평하게 배열되고, 제2 전극층(20)도 상기 제1 전극층(20)과 상응하는 형상으로 일극성 제2 전극바(31a)와 타극성 제2 전극바(31b)가 교대로 수평하게 배열되는 것이 바람직하다.
As shown in FIGS. 1 to 3, in a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention, a plurality of piezoelectric plates 11 (piezoelectric plates) The arranging direction of the
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서에 있어서, PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 모니터용 패치 센서는 초음파 횡파(橫波) 발진(發振)용으로 사용되고, 발진 주파수는 1 ~ 10 KHz 인 것이 바람직하다.
1 to 3, in a flexible patch sensor for detecting structural defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention, a patch sensor for monitoring a structure using a PET piezoelectric fiber composite material is formed by ultrasonic wave transverse waves (Oscillation) oscillation frequency, and the oscillation frequency is preferably 1 to 10 KHz.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서에 있어서, 복수개 압전 장판(壓電 長板, 11)으로 구성된 상기 압전소재층(10)의 배열방향과 복수개 제1, 제2 전극바(21, 31)로 이루어진 제1 전극층(20) 및 제2 전극층(30)의 배열방향은 서로 수직으로 교차하며; 제1 전극층(20)과 제2 전극층(30)의 배열방향은 서로 평행하다. 제1 전극층(20)을 이루는 제1 전극바(21)들의 극성은 서로 같으며, 제2 전극층(20)을 이루는 제2 전극바(31)의 극성은 서로 같으며 상기 제1 전극바(21)들의 극성과 반대인 것이 바람직하다.
As shown in FIGS. 1 to 3, in a flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention, a plurality of piezoelectric plates 11 (piezoelectric plates) The arranging direction of the
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서에 있어서, 압전소재층(10)의 제1두께(t1)는 150 ~ 200 ㎛이고, 제1, 제2 전극바(21, 31)의 이격거리(W1)는 50 ~ 300 ㎛이고, 제1, 제2 전극바(21, 31)의 폭(t2)는 10 ~ 100 ㎛ 인 것이 바람직하다.
1 to 3, in the flexible patch sensor for detecting structure defects using the PET piezoelectric fiber composite material according to the embodiment of the present invention, the first thickness t1 of the
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서에 있어서, 전극바와 평행한 방향인 상기 압전소재층(10)의 세로변 길이(L1)은 0.5 ~ 3 cm이고, 전극바와 수직한 방향인 상기 압전소재층(10)의 가로변 길이(L2)은 3 ~10 cm 인 것이 바람직하다.
1 to 3, in a flexible patch sensor for detecting a structure defect using a PET piezoelectric fiber composite material according to an embodiment of the present invention, the
본 발명에 있어서, 티탄산 지르콘산 연(PZT , lead zirconate titanate]는 대표적인 압전ㆍ초전성(焦電性) 세라믹이다. 점화기, 텔레비전 수상기, 트랜시버 등, 일상 생활 속에 널리 사용되고 있다. 강유전체(强誘電體)인 BaTiO3(티탄산 바륨)과 같은 페로브스카이트형 결정 구조를 가지면서도, 반 강유전체인 PbZrO3은 PbTiO3과 고용(固溶)하여 혼정(混晶) 강유전체가 된다. 이 2성분계(成分系)에서 Ti/Zr=53/47에 모르포트로빅상(相) 경계(MPB)가 있으며, PbTiO3측에서 정방정(正方晶), PbZrO3측에서 능면체정(菱面體晶) 구조를 취하고, MPB 부근의 조성(組成)은 큰 압전성을 나타내므로 성분의 원소 기호 머리 글자를 따서 PZT라 부른다(PZT는 원래는 상품 이름이었다). 이 PbTiO3-PbZrO3에 다시 Pb(Mn1/2Nb2/3)O3 같은 제3성분을 가한 계(系)는, 점이 아니라 선으로 나타내는 MPB 주변에서 우수한 압전성을 나타내며, 이용 목적에 따라 압전특성, 공진 주파수(共振周波數)의 온도물성(溫度物性) 여러 정수(定數)의 컨트롤을 할 수 있어 광범한 첨가물이 검토되고 있다. 이들 계를 포함하여 일반적으로 PZT라고 총칭한다.PZT의 조성은 MPB 부근을 정확히 제어하는 것이 특성상 중요하다. 그리고 La를 첨가한 PLZT는 투광성(透光性)이 있어 광학적 성질을 전기적으로 제어할 수 있는 세라믹으로 주목된다.[응용과 전망]압전 착화소자(壓電 着火素子)로서 가스레인지, 라이터 등의 점화기에, 진동자(振動子)로서 초음파 세척기(洗滌器)에 이용된다. 그리고 어군 탐지기와 초음파 현미경의 검출기로서도 이용되고 있다. 세라믹 필터로서의 용도는 통신기, FM, TV용 등 다양하다. 초전성의 이용 예로는 전자레인지의 적외선 온도센서가 있다. PZT 시장은 600~1000억 원으로 예상된다.[참고용어]PLZT: PZT의 일부를 La로 대치하여 Pb1 -x La x (Zr y Ti z )1- x /4O3로 나타내는 화합물이다. 가시광(可視光) 및 적외광(赤外光)에 대해 높은 투광성을 가지며, 전장(電場)을 인가(印可)하면 광학 이방성(光學異方性)을 나타낸다. 화상기억(畵像記憶) 소자와 디스프레이 소자로 응용이 기대되고 있다. 본 발명에서 폴리마이드(polyimide)는 고온, 마찰, 방사선, 다수 화학 약품에 대해 내구성이 강한 수지를 말한다.
In the present invention, lead zirconate titanate (PZT) is a typical piezoelectric / pyroelectric ceramic. It is widely used in everyday life, such as an igniter, a television receiver, a transceiver, etc. Ferroelectric PbZrO 3, which is an antiferroelectric substance, has a ferro-coumatite crystal structure such as BaTiO 3 (barium titanate), which is a barium titanate, and solid solution with PbTiO 3 to form a mixed crystal ferroelectric. ) and the know port robik phase (相) boundary (MPB) in the Ti / Zr = 53/47 in, the tetragonal (正方晶), rhombohedral (菱面體晶) in PbZrO 3 side structure in PbTiO 3 side The PbTiO 3 -PbZrO 3 is again doped with Pb (Mn 1/2 ) and the PbTiO 3 -PbZrO 3 is added to the PbTiO 3 -PbZrO 3 , Nb 2/3) O 3 MPB-based (系) was added to the same third component is, as shown by the dot line state And it is possible to control various constants of temperature property of piezoelectric characteristic and resonance frequency according to purpose of use so that a wide range of additives are being studied. PZT is generally referred to as PZT. The composition of PZT is important in terms of precisely controlling the vicinity of MPB, and PLZT with La is a ceramic that has optical transparency and can control optical properties electrically. [Applications and prospects] Piezoelectric ignition devices are used in ignitors such as gas ranges and lighters, ultrasonic cleaners as vibrators, and fish finders and ultrasonic microscopes. The PZT market is divided into six types, that is, a microwave oven, a microwave oven, and a microwave oven. [Reference Glossary] PLZT is a compound represented by Pb 1 -x La x (Zr y Ti z ) 1- x / 4 O 3 by replacing a part of PZT with La. It has high light transmittance to visible light and infrared light and exhibits optical anisotropy when an electric field is applied. Application as an image storage device and a display device is expected. In the present invention, polyimide refers to a resin having high durability against high temperature, friction, radiation, and many chemicals.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but on the contrary, ≪ RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.It is to be understood that the appended claims are intended to supplement the understanding of the invention and should not be construed as limiting the scope of the appended claims.
10 : 압전소재층
11 : 압전 장판
13 : 에폭시로 채워진 갭
20 : 제1 전극층
30 : 제2 전극층
40 : 제1 유전체 접착제층
50 : 제2 유전체 접착제층
60 : 제1 폴리마이드(Polyimide) 필름층
70 : 제2 폴리마이드(Polyimide) 필름층10: Piezoelectric material layer
11: Piezoelectric plate
13: Gap filled with epoxy
20: first electrode layer
30: Second electrode layer
40: first dielectric adhesive layer
50: second dielectric adhesive layer
60: First polyimide film layer
70: Second polyimide film layer
Claims (3)
상기 압전소재층(10)의 상부에 접하여 형성된 제1 전극층(20)과,
상기 압전소재층(10)의 하부에 접하여 형성된 제2 전극층(30)과,
상기 제1 전극층(20)의 상부에 형성된 제1 유전체 접착제층(40)과,
상기 제2 전극층(20)의 하부에 형성된 제2 유전체 접착제층(50)과,
상기 제1 유전체 접착제층(40)의 상부에 형성된 제1 폴리마이드(Polyimide) 필름층(60)과,
상기 제2 유전체 접착제층(50)의 하부에 형성된 제2 폴리마이드(Polyimide) 필름층(70),
을 포함하여 구성되되;
상기 압전소재층(10)은,
PZF(PZT, Lead Zirconate Titanate) 압전 섬유 복합재(Macro Fiber Composite, MFC)로 이루어진 복수개의 압전 장판(piezoceramic rectangular plate, 壓電 長板, 11)이 서로 이격되어 수평하게 배열되는 있고,
상기 압전 장판(11) 사이의 갭(13)은 에폭시로 채워지는 것을 특징으로 하는 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서.A piezoelectric material layer 10 for generating a piezoelectric effect,
A first electrode layer 20 formed in contact with the upper portion of the piezoelectric material layer 10,
A second electrode layer 30 formed in contact with a lower portion of the piezoelectric material layer 10,
A first dielectric adhesive layer 40 formed on the first electrode layer 20,
A second dielectric adhesive layer 50 formed under the second electrode layer 20,
A first polyimide film layer 60 formed on top of the first dielectric adhesive layer 40,
A second polyimide film layer 70 formed below the second dielectric adhesive layer 50,
≪ / RTI >
The piezoelectric material layer (10)
A plurality of piezoceramic rectangular plates 11 made of a Macro Fiber Composite (PZT) lead zirconate titanate (PZT) piezoelectric fiber composite material are spaced apart from each other and arranged horizontally,
And a gap (13) between the piezoelectric plates (11) is filled with epoxy. A flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material.
PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 모니터용 패치 센서는 초음파(Ultra Sonic Acoustic) 종파(縱波, Longitudinal Wave) 발진(發振)용으로 사용되고,
발진 주파수는 1 ~ 10 KHz 인 것을 특징으로 하는 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서.The method according to claim 1,
The patch sensor for structure monitoring using PET piezoelectric fiber composite material is used for ultrasonic wave (Ultra Sonic Acoustic) longitudinal wave oscillation,
And the oscillation frequency is 1 to 10 KHz. A flexible patch sensor for detecting structure defects using a PET piezoelectric fiber composite material.
복수개 압전 장판(壓電 長板, 11)으로 구성된 상기 압전소재층(10)의 배열방향과 복수개 제1, 제2 전극바(21, 31)로 이루어진 제1 전극층(20) 및 제2 전극층(30)의 배열방향은 서로 수직으로 교차하며; 제1 전극층(20)과 제2 전극층(30)의 배열방향은 서로 평행하며;
상기 제1 전극층(20)은 일극성 제1 전극바(21a)와 타극성 제1 전극바(21b)가 교대로 수평하게 배열되고;
상기 제2 전극층(20)도 상기 제1 전극층(20)과 상응하는 형상으로 일극성 제2 전극바(31a)와 타극성 제2 전극바(31b)가 교대로 수평하게 배열되는 것을 특징으로 하는 PET 압전 섬유 복합재를 이용한 구조물 결함 감지용 플레시블 패치 센서.
3. The method of claim 2,
The arrangement direction of the piezoelectric material layer 10 composed of the plurality of piezoelectric plates 11 and the first electrode layer 20 and the second electrode layer made up of the first and second electrode bars 21 and 31 30 are perpendicular to each other; The arrangement directions of the first electrode layer 20 and the second electrode layer 30 are parallel to each other;
The first electrode layer 20 has a first polarity first electrode bar 21a and a first polarity first electrode bar 21b arranged alternately and horizontally;
The second electrode layer 20 is also arranged so that the second polarized second electrode bar 31a and the second polarized second electrode bar 31b are alternately and horizontally arranged in a shape corresponding to the first electrode layer 20 A Flexible Patch Sensor for Structural Defect Detection Using Piezoelectric Fiber Composites.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130102636A KR101433655B1 (en) | 2013-08-28 | 2013-08-28 | Monitoring Patch Sensor Using Macro Fiber Composite For Wind Power Generation Blade |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130102636A KR101433655B1 (en) | 2013-08-28 | 2013-08-28 | Monitoring Patch Sensor Using Macro Fiber Composite For Wind Power Generation Blade |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101433655B1 true KR101433655B1 (en) | 2014-08-25 |
Family
ID=51751218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130102636A KR101433655B1 (en) | 2013-08-28 | 2013-08-28 | Monitoring Patch Sensor Using Macro Fiber Composite For Wind Power Generation Blade |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101433655B1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160079434A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-06 | 한국세라믹기술원 | Piezo device and piezo-electric loudspeaker |
| CN106980030A (en) * | 2017-05-11 | 2017-07-25 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | Wind energy conversion system cabin integrated form wind speed and direction measuring device and method |
| CN108534662A (en) * | 2018-04-12 | 2018-09-14 | 湖南科技大学 | A kind of principal strain directions sensor and determination method based on piezoelectric fabric |
| CN109115096A (en) * | 2018-09-05 | 2019-01-01 | 大连理工大学 | A kind of MFC for cantilever beam Deformation control is from perceiving displacement detecting method |
| CN110459672A (en) * | 2019-07-17 | 2019-11-15 | 深圳航天科技创新研究院 | A kind of piezoceramic transducer and preparation method thereof |
| CN111865256A (en) * | 2020-07-23 | 2020-10-30 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | Acoustic wave resonator and preparation method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020038990A1 (en) | 2000-08-18 | 2002-04-04 | National Aeronautics And Space Administration | Piezoelectric composite device and method for making same |
| KR100371573B1 (en) | 1999-02-08 | 2003-02-06 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Surface Acoustic Wave Device Having a Resinous Film to Cover an Electrode Pattern |
| JP2011097072A (en) | 1999-10-29 | 2011-05-12 | Usa Government | Piezoelectric macro-fiber composite actuator and manufacturing method |
-
2013
- 2013-08-28 KR KR1020130102636A patent/KR101433655B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100371573B1 (en) | 1999-02-08 | 2003-02-06 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Surface Acoustic Wave Device Having a Resinous Film to Cover an Electrode Pattern |
| JP2011097072A (en) | 1999-10-29 | 2011-05-12 | Usa Government | Piezoelectric macro-fiber composite actuator and manufacturing method |
| US20020038990A1 (en) | 2000-08-18 | 2002-04-04 | National Aeronautics And Space Administration | Piezoelectric composite device and method for making same |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160079434A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-06 | 한국세라믹기술원 | Piezo device and piezo-electric loudspeaker |
| KR101663089B1 (en) * | 2014-12-26 | 2016-10-06 | 한국세라믹기술원 | Piezo device and piezo-electric loudspeaker |
| CN106980030A (en) * | 2017-05-11 | 2017-07-25 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | Wind energy conversion system cabin integrated form wind speed and direction measuring device and method |
| CN106980030B (en) * | 2017-05-11 | 2023-04-25 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | Wind turbine cabin integrated wind speed and direction measuring device and method |
| CN108534662A (en) * | 2018-04-12 | 2018-09-14 | 湖南科技大学 | A kind of principal strain directions sensor and determination method based on piezoelectric fabric |
| CN109115096A (en) * | 2018-09-05 | 2019-01-01 | 大连理工大学 | A kind of MFC for cantilever beam Deformation control is from perceiving displacement detecting method |
| CN110459672A (en) * | 2019-07-17 | 2019-11-15 | 深圳航天科技创新研究院 | A kind of piezoceramic transducer and preparation method thereof |
| CN110459672B (en) * | 2019-07-17 | 2023-01-03 | 深圳航天科技创新研究院 | Piezoelectric ceramic sensor and preparation method thereof |
| CN111865256A (en) * | 2020-07-23 | 2020-10-30 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | Acoustic wave resonator and preparation method thereof |
| CN111865256B (en) * | 2020-07-23 | 2021-05-25 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | Acoustic wave resonator and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101433655B1 (en) | Monitoring Patch Sensor Using Macro Fiber Composite For Wind Power Generation Blade | |
| CN103515525B (en) | A kind of flexible patch sensor | |
| Uchino | The development of piezoelectric materials and the new perspective | |
| KR930001568B1 (en) | Piezoelectric element and converter using this element | |
| US9966524B2 (en) | Ultrasonic probe, piezoelectric transducer, method of manufacturing ultrasonic probe, and method of manufacturing piezoelectric transducer | |
| US9972766B2 (en) | Piezoelectric transducer, ultrasonic probe, and piezoelectric transducer manufacturing method | |
| Cheng et al. | Single crystal PMN-0.33 PT/epoxy 1-3 composites for ultrasonic transducer applications | |
| Zhou et al. | Lead-free piezoelectric single crystal based 1–3 composites for ultrasonic transducer applications | |
| Lee et al. | High-frequency ultrasonic transducer based on lead-free BSZT piezoceramics | |
| Zhang et al. | Heteroepitaxy of flexible piezoelectric Pb (Zr0. 53Ti0. 47) O3 sensor on inorganic mica substrate for lamb wave-based structural health monitoring | |
| Kabakov et al. | The versatility of piezoelectric composites | |
| Wu et al. | Quantitative domain engineering for realizing d36 piezoelectric coefficient in tetragonal ceramics | |
| Tressler et al. | A comparison of the underwater acoustic performance of single crystal versus piezoelectric ceramic-based “cymbal” projectors | |
| KR20160016067A (en) | Patch Sensor | |
| US11758818B2 (en) | Transparent piezoelectric single crystal preparation method | |
| Lau et al. | Ferroelectric lead magnesium niobate–lead titanate single crystals for ultrasonic hydrophone applications | |
| JP2015504403A (en) | Piezoelectric material and characteristic control method | |
| Wang et al. | Broadband piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (pMUT) using mode-merged design | |
| Chilibon et al. | PZT and PVDF bimorph actuators | |
| CN110999324A (en) | Diagonal resonant sound and ultrasonic transducer | |
| Chen et al. | Orientation dependence of coupling between Lamb and shear horizontal waves in (1-x) Pb (Mg 1/3 Nb 2/3) O 3-xPbTiO 3 single crystal plates | |
| Eum et al. | Developing a face-shear lead-free piezoelectric transducer through anti-parallel co-poling and its application to an omnidirectional piezoelectric transducer | |
| Huang et al. | Electromechanical coupling coefficient of 0.70 Pb (Mg1∕ 3Nb2∕ 3) O3–0.30 PbTiO3 single crystal resonator with arbitrary aspect ratio | |
| Choi et al. | Changes in Mechanical Quality Factors with Canted Polarization for Piezoelectric Actuators | |
| Ahmad et al. | Piezoelectric micromachined ultrasonic transducers array based on is mode polarization method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |