KR102302039B1 - Crack sensor - Google Patents

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KR102302039B1
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crack
sensor
crack sensor
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wire
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KR1020200032117A
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강대식
한승용
고제성
김태위
홍인식
김민호
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아주대학교산학협력단
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Abstract

The present invention provides a crack sensor which comprises: a base unit; a crack unit which is placed on an upper side of the base unit, and in which a crack is formed; and a suppressing unit which is placed between the base unit and the crack unit and suppresses the growth of the crack formed in the crack unit. In accordance with the present invention, the crack sensor is capable of suppressing the growth of the crack formed in the crack unit by the suppressing unit installed between the crack unit and the base unit, and limiting the depth of the crack formed vertically in the crack unit to a target depth. Therefore, in accordance with the present invention, the crack sensor is able to maintain the performance uniform despite a repeated use, improve a sensitivity stability of the crack sensor, allow different crack sensors to have the same crack depth (the same performance), improve the representation of the crack sensor, control the depth of the crack formed in the crack unit, and control the sensitivity of the crack sensor.

Description

크랙 센서{Crack sensor}crack sensor

본 발명은 크랙 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 센서에 형성되는 크랙에 의해 변화되는 저항값에 기초하여 변형률을 측정하는 크랙 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a crack sensor, and more particularly, to a crack sensor for measuring a strain based on a resistance value changed by a crack formed in the sensor.

일반적으로, 크랙 센서란, 센서에 형성되는 크랙에 의해 변화되는 저항값에 기초하여, 변형률을 측정하는 장치를 의미한다. 크랙 센서는, 로봇의 관절과 같이 굽힘(Bending) 운동을 하는 물체의 부위에 설치된다. 그리고 크랙 센서는, 외부의 물리적 자극에 따라 크랙의 면적이 변화하면서 전기적 저항이 변화하게 되고, 이에 따라 크랙 센서가 설치된 물체의 해당 부위에 대한 굽힘 정도(변형률)를 측정하게 된다.In general, a crack sensor refers to a device for measuring a strain based on a resistance value changed by a crack formed in the sensor. The crack sensor is installed in a part of an object that performs a bending motion, such as a joint of a robot. In addition, the crack sensor changes the electrical resistance as the area of the crack changes according to an external physical stimulus, and thus measures the degree of bending (strain rate) of the object on which the crack sensor is installed.

크랙 센서의 내구성은 크랙의 깊이에 큰 영향을 받는다. 기존 크랙 센서가 상용화되기 어려웠던 이유들 중 한 이유는 내구성이다. 기존 크랙 센서의 구조에는 크랙의 성장을 막을 수 있는 층(Layer)이 없다. 그로 인해 기존 크랙 센서는, 반복적으로 사용됨에 따라 크랙의 깊이가 전보다 더 깊어져 성능이 변화(성능 저하)되고, 결국에는 파괴된다는 문제가 있다.The durability of the crack sensor is greatly affected by the depth of the crack. One of the reasons why the existing crack sensor was difficult to commercialize is durability. There is no layer that can prevent crack growth in the structure of the existing crack sensor. As a result, the conventional crack sensor has a problem that, as it is repeatedly used, the crack depth becomes deeper than before, and the performance is changed (performance degradation) and eventually destroyed.

또한, 낮은 재현성도 크랙 센서가 상용화되기 어려운 이유들 중 하나다. 재현성이란 똑같은 실험 조건에서 만든 크랙 센서가 동일한 성능을 내는 것을 의미하는데, 기존의 크랙 센서의 경우 랜덤하게 생긴 크랙이 일정하지 않은 깊이로 생기기 때문에 재현성이 낮다는 문제가 있다.In addition, low reproducibility is one of the reasons why crack sensors are difficult to commercialize. Reproducibility means that crack sensors made under the same experimental conditions have the same performance, but in the case of conventional crack sensors, there is a problem of low reproducibility because randomly generated cracks are generated at an inconsistent depth.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 크랙의 성장을 목적하는 정도로 제한하여, 반복적인 사용에도 크랙 센서의 성능이 일정하게 유지되도록 하며, 서로 다른 크랙 센서가 동일한 크랙 깊이(동일한 성능)를 갖도록 하여 크랙 센서의 재현성이 향상되도록 함에 목적으로 한다.The present invention was developed to solve the above problems, and by limiting the growth of cracks to a desired degree, so that the performance of the crack sensor is maintained constant even after repeated use, and different crack sensors have the same crack depth (same crack depth) performance) to improve the reproducibility of the crack sensor.

본 발명은, 베이스부; 상기 베이스부의 상측에 배치되며, 크랙(Crack)이 형성되는 크랙부; 및 상기 베이스부와 크랙부의 사이에 배치되며, 상기 크랙부에서 형성되는 크랙의 성장을 억제하는 억제부를 포함하는 크랙 센서를 제공한다.The present invention, the base portion; a crack part disposed on the upper side of the base part and having cracks formed therein; and an inhibiting part disposed between the base part and the crack part and suppressing the growth of cracks formed in the crack part.

상기 억제부는, 복수개의 와이어(Wire) 부재를 포함한다.The suppression unit includes a plurality of wire (Wire) members.

상기 와이어 부재는, 나노(Nano) 또는 마이크로(Mirco) 스케일이다.The wire member is a nano or micro scale.

상기 와이어 부재는, 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 탄소나노튜브(CNT; Carbon Nano Tube) 중에서 선택된 하나 이상의 소재로 형성된다.The wire member is formed of one or more materials selected from silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), and carbon nanotubes (CNTs).

상기 와이어 부재는, 섬유질(Fiber)의 비전도체 소재로 형성된다.The wire member is formed of a fibrous, non-conductive material.

상기 크랙부는, 액상(Liquid) 소재가 상기 복수개의 와이어 부재를 덮어 상기 그 사이로 함침(Impregnation)됨에 따라 형성된다.The crack part is formed as a liquid material covers the plurality of wire members and is impregnated therebetween.

상기 액상 소재는, 폴리이미드 수지(Polyimide Resin)이다.The liquid material is polyimide resin.

본 발명에 따른 크랙 센서는, 상기 크랙부의 상측에 배치되며, 전기가 흐르는 전도부와, 상기 전도부와 크랙부의 사이에 배치되며, 상기 크랙부에 형성되는 크랙을 유발하는 유발부를 더 포함하며, 상기 억제부는, 상기 크랙부에 형성되는 크랙의 좌우 팽창을 억제하여, 상기 유발부로부터 하측으로 상기 크랙부에 형성되는 크랙의 깊이를 제한한다.The crack sensor according to the present invention further includes a conductive part through which electricity flows, and an inducing part that is disposed between the conductive part and the crack part, which is disposed above the crack part, and induces cracks formed in the crack part, the suppression The part suppresses left and right expansion of cracks formed in the crack part, and limits the depth of the crack formed in the crack part downward from the induction part.

상기 유발부는, 크롬(Cr) 소재로 형성다.The trigger part is formed of a chromium (Cr) material.

상기 베이스부는, 폴리이미드 소재의 필름 형상으로 형성된다.The base portion is formed in a film shape of a polyimide material.

본 발명에 따른 크랙 센서에 의하면, 크랙부와 베이스부의 사이에 설치되는 억제부가 크랙부에서 형성되는 크랙의 성장을 억제함으로써, 크랙부에서 상하로 형성되는 크랙의 깊이가 목적하는 정도로 제한되도록 할 수 있다.According to the crack sensor according to the present invention, the suppression part provided between the crack part and the base part suppresses the growth of the crack formed in the crack part, so that the depth of the crack formed vertically in the crack part can be limited to a desired degree. have.

이에 따라 본 발명에 따른 크랙 센서에 의하면, 반복적인 사용에도 성능이 일정하게 유지되도록 하여 크랙 센서의 감도 안정성을 향상시킬 수 있으며, 서로 다른 크랙 센서가 동일한 크랙 깊이(동일한 성능)를 갖도록 하여 크랙 센서의 재현성을 향상시킬 수 있고, 크랙부에 형성되는 크랙의 깊이를 조절하여 크랙 센서의 감도를 조절할 수 있다.Accordingly, according to the crack sensor according to the present invention, the sensitivity and stability of the crack sensor can be improved by maintaining the performance constant even after repeated use, and different crack sensors have the same crack depth (same performance) to have the same crack sensor. It is possible to improve the reproducibility of the crack sensor, and to adjust the sensitivity of the crack sensor by adjusting the depth of the crack formed in the crack part.

도 1은 본 발명에 따른 크랙 센서의 단면도이다.
도 2는 크랙 센서에 대해 수행하는 인장 테스트의 횟수에 따른 게이지 팩터(Gauge factor)의 변화를 나타낸 그래프로서, 크랙 센서에 실버 나노와이어가 구비되지 않은 경우와, 본 발명과 같이 크랙 센서에 실버 나노와이어가 구비된 경우로 구분하여 나타낸 도면이다.
도 3은 크랙 센서의 사용 시간에 따른 크랙 센서의 저항값 변화를 나타낸 그래프로서, <A>는 억제부가 실버 “레이어”를 구비한 경우이며, <B>는 본 발명과 같이 억제부가 실버 나노“와이어”를 구비한 경우를 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view of a crack sensor according to the present invention.
Figure 2 is a graph showing the change of the gauge factor (Gauge factor) according to the number of tensile tests performed on the crack sensor, in the case where the silver nanowire is not provided in the crack sensor, and silver nanowires in the crack sensor as in the present invention; It is a view divided into a case in which a wire is provided.
3 is a graph showing the change in the resistance value of the crack sensor according to the usage time of the crack sensor, where <A> is a case in which the suppression unit has a silver “layer”, and <B> is a case in which the suppression unit is silver nano" as in the present invention. It is a diagram showing a case with “wire”.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 크랙 센서(10)는, 베이스부(11), 크랙부(12), 전도부(13), 유발부(14) 및 억제부(15)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the crack sensor 10 according to the present invention includes a base part 11 , a crack part 12 , a conductive part 13 , a trigger part 14 , and a suppression part 15 .

상기 베이스부(11)는, 기판 역할을 수행하는 것으로서, 상기 크랙부(12), 전도부(13), 유발부(14) 및 억제부(15)가 상측에 안착된다. 상기 베이스부(11)는, 폴리이미드(Polyimide) 소재의 필름 형상으로 형성된다. 폴리이미드란, 이미드(imide) 작용기를 주쇄에 가지는 분자를 의미하는 것으로서, 이미드 작용기에 두 개의 아실(acyl) 작용기가 질소 원자에 결합한 구조이다. 폴리이미드는 화학적 안정성, 기계적 강도, 내화학성, 내열성 등이 우수하다는 특징이 있다. 상기 베이스부(11)는, 로봇의 관절과 같이 굽힘(Bending) 운동을 하는 물체에 설치될 수 있다.The base part 11 serves as a substrate, and the crack part 12 , the conductive part 13 , the trigger part 14 , and the suppression part 15 are seated on the upper side. The base part 11 is formed in a film shape of a polyimide material. The polyimide refers to a molecule having an imide functional group in a main chain, and has a structure in which two acyl functional groups are bonded to a nitrogen atom to an imide functional group. Polyimide is characterized by excellent chemical stability, mechanical strength, chemical resistance, heat resistance, and the like. The base unit 11 may be installed on an object performing a bending motion, such as a joint of a robot.

상기 크랙부(12)는, 상기 베이스부(11)의 상측에 배치되며, 크랙(12a)이 형성된다.The crack part 12 is disposed above the base part 11, and a crack 12a is formed.

상기 전도부(13)는, 상기 크랙부(12)의 상측에 배치되며, 전기가 통하도록 전도체 소재로 형성된다. 상기 전도부(13)는, 전기 전도성이 우수한 금(Au) 소재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The conductive part 13 is disposed above the crack part 12 and is formed of a conductive material to conduct electricity. The conductive part 13 may be formed of a gold (Au) material having excellent electrical conductivity, but is not limited thereto.

상기 유발부(14)는, 상기 전도부(13)와 크랙부(12)의 사이에 배치되며, 상기 크랙부(12)에 형성되는 크랙(12a)을 유발한다. 즉, 상기 유발부(14)는, 외부에서 힘이 가해짐에 따라 자체적으로 미세한 크랙(14a)이 발생하게 되며, 이를 통해 상기 크랙부(12)에 크랙(12a)이 유발되어 성장하도록 한다. 상기 유발부(14)는, 크롬(Cr) 소재로 형성될 수 있다. 크롬은 전기 전도성이 우수하며 상온에서 매우 안정적인 특성을 갖는다.The inducing part 14 is disposed between the conductive part 13 and the crack part 12 and induces a crack 12a formed in the crack part 12 . That is, the inducing part 14 itself generates minute cracks 14a as a force is applied from the outside, and through this, cracks 12a are induced in the crack part 12 to grow. The induction part 14 may be formed of a chromium (Cr) material. Chromium has excellent electrical conductivity and is very stable at room temperature.

상기 억제부(15)는, 상기 베이스부(11)와 크랙부(12)의 사이에 배치되며, 상기 크랙부(12)에서 형성되는 크랙(12a)의 성장을 억제한다. 이를 위하여, 상기 억제부(15)는, 복수개의 와이어(Wire) 부재(15a)를 포함한다.The suppression part 15 is disposed between the base part 11 and the crack part 12 , and suppresses the growth of the crack 12a formed in the crack part 12 . To this end, the suppression unit 15 includes a plurality of wire (Wire) members (15a).

상기 크랙부(12)는, 액상(Liquid) 소재가 상기 복수개의 와이어 부재(15a)를 덮어 상기 복수개의 와이어 부재(15a)의 사이로 함침(Impregnation)됨에 따라 형성된다. 이때, 상기 크랙부(12)를 형성하는 액상 소재는, 폴리이미드 수지(Polyimide Resin)일 수 있다. 즉, 상기 크랙부(12)는, 액상의 폴리이미드 수지가 상기 복수개의 와이어 부재(15a)를 덮도록 함침된 후, 응고되는 과정을 통해 형성될 수 있다.The crack part 12 is formed as a liquid material covers the plurality of wire members 15a and is impregnated between the plurality of wire members 15a. In this case, the liquid material forming the crack part 12 may be polyimide resin. That is, the crack portion 12 may be formed through a process in which a liquid polyimide resin is impregnated to cover the plurality of wire members 15a and then solidified.

상기 유발부(14)에서 개시된 크랙(14a)은, 상기 크랙부(12)에 크랙(12a)을 형성한다. 그리고 상기 크랙부(12)에서 형성된 크랙(12a)은, 하측으로 성장된다. 이때, 하측으로 성장되는 상기 크랙부(12)의 크랙(12a)은, 상기 복수개의 와이어 부재(15a)에 도달하면서, 그 성장이 억제된다.The crack 14a initiated by the inducing part 14 forms a crack 12a in the crack part 12 . And the crack 12a formed in the crack part 12 grows downward. At this time, the cracks 12a of the cracks 12 that grow downward reach the plurality of wire members 15a, and their growth is suppressed.

즉, 상기 복수개의 와이어 부재(15a)는, 상기 베이스부(11)와 크랙부(12)의 사이에서, 상기 크랙부(12)에 형성되는 크랙(12a)의 좌우방향의 팽창을 억제한다. 이에 따라 상기 복수개의 와이어 부재(15a)는, 상기 유발부(14)로부터 하측으로 상기 크랙부(12)에 형성되는 크랙(12a)의 깊이를 제한하게 된다.That is, the plurality of wire members 15a suppresses the left-right expansion of the cracks 12a formed in the cracks 12 between the base 11 and the cracks 12 . Accordingly, the plurality of wire members 15a limit the depth of the crack 12a formed in the crack part 12 downward from the trigger part 14 .

만약, 본 발명에서 상기 복수개의 와이어 부재(15a)를 구비하지 않은 경우에는, 상기 크랙(12a)의 하측 단부에 응력이 집중되어, 크랙(12a)의 형성 방향에 굴절 혹은 변형이 발생되거나, 상기 크랙(12a)이 상기 베이스부(11)로 관통될 수 있다.If, in the present invention, the plurality of wire members 15a is not provided, stress is concentrated at the lower end of the crack 12a, so that refraction or deformation occurs in the formation direction of the crack 12a, or A crack 12a may penetrate into the base part 11 .

하지만 이와 같은 본 발명에 따른 크랙 센서(10)와 같이 복수개의 와이어 부재(15a)를 구비하는 경우, 반복적인 사용에도 크랙(12a)의 깊이(즉, 크랙 센서(10)의 성능)가 일정하게 유지되도록 함으로써, 크랙 센서(10)의 감도 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 크랙 센서(10)에 의하면, 상기 복수개의 와이어 부재(15a)를 이용하여 상기 크랙부(12)에 형성되는 크랙(12a)의 깊이를 조절함으로써, 크랙 센서(10)의 감도를 실시자가 목적하는 바에 맞게 최적으로 조절할 수 있다.However, when a plurality of wire members 15a are provided as in the crack sensor 10 according to the present invention, the depth of the crack 12a (ie, the performance of the crack sensor 10) is constant even after repeated use. By maintaining it, it is possible to improve the sensitivity and stability of the crack sensor 10 . In addition, according to the crack sensor 10 according to the present invention, by adjusting the depth of the crack 12a formed in the crack portion 12 using the plurality of wire members 15a, the crack sensor 10 The sensitivity can be optimally adjusted according to the purpose of the practitioner.

상기 와이어 부재(15a)는, 나노(Nano) 또는 마이크로(Micro) 스케일로 설계될 수 있다. 본 발명에 따른 크랙 센서(10)는, 로봇의 관절과 같은 부위에 설치되어 해당 부위의 굽힘 정도(변형률)를 측정하는 역할을 한다. 따라서 크랙 센서(10)는, 전체적으로 소정의 신축성(Stretchability)을 나타내야 한다. 여기서 만약 상기 억제부(15)가 나노 또는 마이크로 스케일의 와이어 부재(15a)를 구비하는 것이 아니라, 나노입자(Nano particle), 흑연(Graphite), 또는 기타 고경도(High hardness)의 경화성 소재로 형성된 부재를 구비하는 경우, 크랙 센서(10) 전체적으로 충분한 신축성을 확보할 수 없어, 크랙 센서(10)가 본연의 측정 역할을 수행하지 못하게 된다. 따라서 상기 억제부(15)는, 크랙 센서(10) 전체로서 충분한 신축성을 나타낼 수 있도록, 나노 또는 마이크로 스케일의 와이어 부재(15a)를 포함하도록 설계된다고 할 수 있다.The wire member 15a may be designed in a nano or micro scale. The crack sensor 10 according to the present invention is installed in the same part as the joint of the robot and serves to measure the degree of bending (strain rate) of the corresponding part. Accordingly, the crack sensor 10 should exhibit predetermined stretchability as a whole. Here, if the suppression part 15 is not provided with the nano- or micro-scale wire member 15a, but is formed of nanoparticles, graphite, or other high-hardness curable material. When the member is provided, sufficient elasticity cannot be secured as a whole for the crack sensor 10 , so that the crack sensor 10 cannot perform its original measurement role. Therefore, it can be said that the suppression part 15 is designed to include a nano- or micro-scale wire member 15a so that the crack sensor 10 as a whole can exhibit sufficient elasticity.

상기 복수개의 와이어 부재(15a)는, 각각 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 탄소나노튜브(CNT; Carbon Nano Tube)와 같은 전도체 중에서 선택된 하나 이상의 소재로 형성될 수 있다. 또는, 상기 복수개의 와이어 부재(15a)는, 각각 섬유질(Fiber)과 같은 비전도체 소재로 형성될 수 있다. 물론, 상기 복수개의 와이어 부재(15a)는, 각각 각각 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 탄소나노튜브(CNT; Carbon Nano Tube)와 같은 전도체와, 섬유질(Fiber)과 같은 비전도체 소재의 혼합 소재로 형성될 수도 있다.Each of the plurality of wire members 15a may be formed of one or more materials selected from conductors such as silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), and carbon nanotubes (CNTs). Alternatively, each of the plurality of wire members 15a may be formed of a non-conductive material such as fiber. Of course, the plurality of wire members 15a are, respectively, a conductor such as silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), and carbon nanotubes (CNT), respectively, and fibers such as It may be formed of a mixed material of non-conductive materials.

도 2는 크랙 센서에 수행된 인장 테스트의 횟수에 따른 게이지 팩터(GF; Gauge factor)의 변화를 나타낸 도면이다. 도 2에서는 크랙 센서가 상기 억제부(15)를 구비하지 않은 경우와, 상기 억제부(15)를 구비한 경우로 나누어 도시하고 있다. 이때, 도 2에서는 상기 억제부(15)가 은 소재의 나노 스케일의 와이어 부재(15a)인 것으로 가정하여, 실버 나노와이어가 구비된 경우(W/ Ag NW)와, 실버 나노와이어가 구비되지 않은 경우(W/O Ag NW)에 관해 도시하고 있으나, 이는 일 예에 불과하며, 도 2에서 도시하는 결과는 상기 억제부(15)가 실버 나노와이어가 아닌 다른 소재, 다른 스케일의 와이어 부재(15a)인 경우에도 마찬가지라 할 것이다.2 is a diagram illustrating a change in a gauge factor (GF) according to the number of tensile tests performed on a crack sensor. In FIG. 2 , the crack sensor is divided into a case in which the suppression unit 15 is not provided and a case in which the suppression unit 15 is provided. At this time, in FIG. 2 , assuming that the suppression part 15 is a silver nano-scale wire member 15a, a case in which silver nanowires are provided (W/ Ag NW) and a case in which silver nanowires are not provided Although illustrated in the case (W/O Ag NW), this is only an example, and the result shown in FIG. 2 is that the restraining part 15 is made of a material other than silver nanowire, and a wire member 15a of a different scale. ) would be the same.

도 2를 참조하면, 실버 나노와이어가 포함되지 않은 일반적인 크랙 센서와, 실버 나노와이어가 포함된 본 발명에 따른 크랙 센서(10)를 0.5% 인장 테스트를 20만 번 반복하였을 때, 일반 크랙 센서의 경우 GF가 증가하다가 감소하는 경향을 보였고, 본 발명에 따른 크랙 센서(10)의 경우 GF가 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다. 이 결과에서, 일반 크랙 센서는 크랙(12a)의 성장이 점차적으로 진행되어 초기에는 GF가 증가하다가 결국에는 파괴, 성능 감소가 된다는 것을 알 수 있고, 본 발명에 따른 크랙 센서(10)는 20만 번의 반복 테스트에도 크랙(12a)이 더 이상 성장하지 않았고 그로 인해 GF가 일정하게 유지된다는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2 , when the 0.5% tensile test is repeated 200,000 times for a general crack sensor that does not contain silver nanowires and the crack sensor 10 according to the present invention containing silver nanowires, In this case, the GF showed a tendency to increase and then decrease, and in the case of the crack sensor 10 according to the present invention, it can be confirmed that the GF is constantly maintained. From this result, it can be seen that in the general crack sensor, the growth of the crack 12a is gradually progressed, and the GF increases at the beginning, and eventually destruction and performance decrease, and the crack sensor 10 according to the present invention is 200,000 It can be confirmed that the crack 12a did not grow any more even after repeated testing, and thus the GF was kept constant.

도 3에서는 크랙 센서의 사용 시간에 따른 크랙 센서의 저항값 변화를 나타낸 그래프를 도시하고 있다. 도 3에서, 그래프 A는 억제부(15)가 실버 “레이어(Layer)"를 구비한 경우이며, 그래프 B는 본 발명과 같이 억제부(15)가 실버 나노"와이어(Wire)"를 구비한 경우를 나타낸 도면이다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 도 3의 A와 B에서 각각 구비되는 레이어와 와이어는, 다른 소재 또는 다른 스케일의 레이어와 와이어일 수 있다.3 shows a graph showing a change in the resistance value of the crack sensor according to the usage time of the crack sensor. In FIG. 3, graph A is a case in which the suppression unit 15 is provided with a silver “Layer”, and graph B is a case in which the suppression unit 15 is provided with silver nano “Wire” as in the present invention. However, this is only an example, and the layers and wires respectively provided in A and B of FIG. 3 may be layers and wires of different materials or different scales.

도 3의 A를 참조하면, 통으로 된 실버 레이어가 포함된 크랙 센서의 경우, 초기에는 매우 깊이가 얕은 크랙(12a)이 형성되어 저항의 변화가 아주 작은 그래프가 나왔지만, 이후에 사이클이 반복되면서 저항의 변화가 미세하게 증가는 했지만 크랙 센서가 망가지면서 신호도 망가지는 것을 확인할 수 있다. 하지만 도 3의 B와 같이, 실버 나노와이어가 포함된 본 발명에 따른 크랙 센서(10)의 경우, 사이클의 반복에도 저항값의 변화가 없으며, 그와 동시에 크랙 센서(10)의 손상 기타 신호의 불량 문제가 발생되지 않음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3A , in the case of a crack sensor including a silver layer as a barrel, a very shallow crack 12a was initially formed, resulting in a graph with a very small change in resistance, but after the cycle was repeated, the resistance Although there is a slight increase in the change of , it can be seen that the signal is also broken as the crack sensor is broken. However, as shown in B of FIG. 3 , in the case of the crack sensor 10 according to the present invention including silver nanowires, there is no change in resistance value even with repeated cycles, and at the same time, damage of the crack sensor 10 and other signals of It can be confirmed that there is no defect problem.

즉, 크랙 센서의 억제부에, 실버 나노와이어 대신에 통으로 된 실버 레이어가 사용되는 경우, 전체적인 크랙 센서의 신축성(Stretchability)이 떨어져, 초기 크랙(12a)의 형성이 제대로 이루어지지 않고 결국엔 통으로 된 실버 레이어에 응력이 집중되어, 실버 레이어 그 자체에도 크랙이 생기면서 크랙 센서가 망가지게 되는 것을 확인할 수 있다.That is, when a silver layer of a barrel is used instead of a silver nanowire for the suppression part of the crack sensor, the overall stretchability of the crack sensor is lowered, and the initial crack 12a is not properly formed and eventually becomes a barrel. It can be seen that the stress is concentrated in the silver layer, and cracks occur in the silver layer itself, and the crack sensor is broken.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 크랙 센서(10)에 의하면, 반복적인 사용에도 크랙(12a)의 깊이(즉, 크랙 센서(10)의 성능)가 일정하게 유지되도록 하여 크랙 센서(10)의 감도 안정성을 향상시킬 수 있으며, 상기 복수개의 와이어 부재(15a)를 이용하여 상기 크랙부(12)에 형성되는 크랙(12a)의 깊이를 조절함으로써 크랙 센서(10)의 감도를 조절할 수 있다.As described above, according to the crack sensor 10 according to the present invention, the depth of the crack 12a (that is, the performance of the crack sensor 10) is constantly maintained even after repeated use, so that the crack sensor 10 is maintained. ) can improve the sensitivity stability, and the sensitivity of the crack sensor 10 can be adjusted by adjusting the depth of the crack 12a formed in the crack part 12 using the plurality of wire members 15a. .

또한, 본 발명에 따른 크랙 센서(10)에 의하면, 동일한 재료와 제조 공정으로 제조되는 동일한 스펙의 서로 다른 크랙 센서(10)가, 각각 동일한 크랙(12a)의 깊이, 즉 동일한 성능을 갖도록 할 수 있다. 따라서 이와 같은 본 발명에 따른 크랙 센서(10)에 의하면, 종래에 동일한 스펙으로 제조되던 서로 다른 크랙 센서가 각각 다른 성능을 갖던 것과 비교하였을 때, 크랙 센서(10) 자체의 재현성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the crack sensor 10 according to the present invention, different crack sensors 10 of the same specification manufactured by the same material and manufacturing process can each have the same depth of the crack 12a, that is, the same performance. have. Therefore, according to the crack sensor 10 according to the present invention as described above, the reproducibility of the crack sensor 10 itself can be improved when compared to that different crack sensors conventionally manufactured with the same specifications have different performances. .

10 : 크랙 센서 11 : 베이스부
12 : 크랙부 12a, 14a : 크랙
13 : 전도부 14 : 유발부
15 : 억제부 15a : 와이어 부재10: crack sensor 11: base part
12: crack part 12a, 14a: crack
13: conduction part 14: induction part
15: restraining part 15a: wire member

Claims (10)

베이스부;
상기 베이스부의 상측에 배치되며, 크랙(Crack)이 형성되는 크랙부; 및
상기 베이스부와 크랙부의 사이에 배치되며, 상기 크랙부에서 형성되는 크랙의 성장을 억제하는 억제부를 포함하되,
상기 억제부는, 복수개의 와이어(Wire) 부재를 포함하며,
상기 크랙부는, 액상(Liquid) 소재가 상기 복수개의 와이어 부재를 덮어 상기 복수개의 와이어 부재의 사이로 함침(Impregnation)됨에 따라 형성된 크랙 센서.base part;
a crack part disposed on the upper side of the base part and having cracks formed therein; and
It is disposed between the base portion and the crack portion, comprising a suppressing portion for suppressing the growth of cracks formed in the crack portion,
The suppression unit includes a plurality of wire (Wire) members,
The crack part is a crack sensor formed as a liquid material covers the plurality of wire members and is impregnated between the plurality of wire members. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 와이어 부재는, 나노(Nano) 또는 마이크로(Mirco) 스케일인 크랙 센서.The method according to claim 1,
The wire member is a nano (Nano) or micro (Mirco) scale crack sensor. 청구항 1에 있어서,
상기 와이어 부재는, 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 탄소나노튜브(CNT; Carbon Nano Tube) 중에서 선택된 하나 이상의 소재로 형성된 크랙 센서.The method according to claim 1,
The wire member is a crack sensor formed of one or more materials selected from silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), and carbon nanotubes (CNTs). 청구항 1에 있어서,
상기 와이어 부재는, 섬유질(Fiber)의 비전도체 소재로 형성된 크랙 센서.The method according to claim 1,
The wire member is a crack sensor formed of a non-conductive material of a fibrous (Fiber). 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 액상 소재는, 폴리이미드 수지(Polyimide Resin)인 크랙 센서.The method according to claim 1,
The liquid material is a crack sensor of polyimide resin. 청구항 1에 있어서,
상기 크랙부의 상측에 배치되며, 전기가 흐르는 전도부와,
상기 전도부와 크랙부의 사이에 배치되며, 상기 크랙부에 형성되는 크랙을 유발하는 유발부를 더 포함하며,
상기 억제부는, 상기 크랙부에 형성되는 크랙의 좌우 팽창을 억제하여, 상기 유발부로부터 하측으로 상기 크랙부에 형성되는 크랙의 깊이를 제한하는 크랙 센서.The method according to claim 1,
a conductive part disposed above the crack part and through which electricity flows;
It is disposed between the conductive part and the crack part, and further comprises an inducing part for causing a crack formed in the crack part,
The suppression part is a crack sensor that suppresses left and right expansion of cracks formed in the crack part, and limits the depth of the crack formed in the crack part downward from the induction part. 청구항 8에 있어서,
상기 유발부는, 크롬(Cr) 소재로 형성된 크랙 센서.9. The method of claim 8,
The inducing part is a crack sensor formed of a chromium (Cr) material. 청구항 1에 있어서,
상기 베이스부는, 폴리이미드 소재의 필름 형상으로 형성된 크랙 센서.The method according to claim 1,
The base part is a crack sensor formed in a film shape of a polyimide material.
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