KR20210119708A - Piezocomposite damage detecting sensor, non-destructive inspection apparatus and non-destructive inspection method - Google Patents

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KR20210119708A
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Abstract

The present invention relates to a piezocomposite damage detection sensor, a non-destructive inspection device, and a non-destructive inspection method. More specifically, the present invention relates to the flexible piezocomposite damage detection sensor of high reliability, a non-destructive inspection device, and a non-destructive inspection method using the same. According to an embodiment of the present invention, the piezocomposite damage detection sensor comprises: a plurality of piezoelectric elements; a base unit storing each of the plurality of piezoelectric elements to be spaced; and a support film supporting the base unit and the plurality of piezoelectric elements.

Description

압전 복합체 손상 감지 센서, 비파괴 검사 장치 및 비파괴 검사 방법{Piezocomposite damage detecting sensor, non-destructive inspection apparatus and non-destructive inspection method}Piezocomposite damage detecting sensor, non-destructive inspection apparatus and non-destructive inspection method

본 발명은 압전 복합체 손상 감지 센서, 비파괴 검사 장치 및 비파괴 검사 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고신뢰성의 유연한 압전 복합체 손상 감지 센서, 이를 이용한 비파괴 검사 장치 및 비파괴 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a piezoelectric composite damage detection sensor, a non-destructive testing apparatus, and a non-destructive testing method, and more particularly, to a highly reliable and flexible piezoelectric composite damage detection sensor, a non-destructive testing device and a non-destructive testing method using the same.

종래의 비파괴 검사 기술은 구조물 표면의 국부적인 위치의 손상만을 검사할 수 있었으나, 최근의 비파괴 검사 기술은, 예를 들어, 초음파 두께 탐지 등을 이용하여 구조물의 건전성 상태를 평가하여, 그 구조물의 잔류 수명을 예측할 수 있도록 도와줄 수 있고, 기존의 스케줄에 따른 검사(Schedule-driven inspections)가 아닌 조건 기반의 유지보수(Condition-based maintanece)가 가능할 수 있다.The conventional non-destructive testing technology can only inspect the damage at a local location on the surface of the structure, but the recent non-destructive testing technology evaluates the integrity of the structure using, for example, ultrasonic thickness detection, and the residual of the structure It can help predict the lifespan, and condition-based maintenance rather than the existing Schedule-driven inspections may be possible.

이러한, 비파괴 검사 기술은 관련 센서 기술과 밀접한 관계가 있다. 센서는 구조물을 모니터링하고, 안전성과 건전성을 평가하기 위한 기본적인 도구로 사용되고 있다. 각종 센서 개발 및 센싱 기술은 현대의 모든 산업과 연구 분야에 사용되는 핵심 기술로서 구조물의 건전성 및 손상 탐지 분야에 적극적으로 활용되고 있으며, 비파괴검사 기술의 발전을 위해서는 새롭고 효율적인 센서의 개발이 병행되어야 한다.This non-destructive inspection technology is closely related to the related sensor technology. Sensors are being used as basic tools to monitor structures and evaluate their safety and health. Various sensor development and sensing technologies are core technologies used in all modern industries and research fields, and are being actively used in the field of structural integrity and damage detection. .

이에, 최근의 요구 사항을 반영하여 Lamb wave와 같은 Guided wave를 활용한 비파괴 검사 기술이 크게 주목받고 있다. Lamb wave는 얇은 벽으로 이루어진 구조물 내에서 먼 거리까지 전파가 가능한 탄성파이다. Lamb wave 사용시 기존에 비하여 손상 탐지에 필요한 센서의 수를 대폭 줄일 수 있으며, 특히 PWAS(Piezoelectric Wafer Active Sensors)는 소형, 경량, 저가격, 다양한 형상 등의 장점과 함께 구조물 건전성 모니터링, 손상 감지, 비파괴 검사 등에 유용한 기술로 부각되고 있다.Accordingly, a non-destructive inspection technology using a guided wave such as a lamb wave is receiving great attention in consideration of recent requirements. Lamb waves are elastic waves that can propagate over long distances within thin-walled structures. When using the lamb wave, the number of sensors required for damage detection can be significantly reduced compared to the conventional one. In particular, PWAS (Piezoelectric Wafer Active Sensors) has advantages such as small size, light weight, low price, and various shapes as well as structural health monitoring, damage detection, and non-destructive testing. It is emerging as a useful technology.

Lamb wave를 포함한 초음파 방식 비파괴 검사에서는 주로 디스크 형상의 압전 세라믹을 활용한 트랜스듀서와 센서가 사용되고 있다. 이러한, 압전 세라믹을 이용한 비파괴 검사에는 대표적으로 파동의 전파, 주파수 응답특성, 임피던스 변화를 활용하는 방법 등이 있다. In ultrasonic non-destructive testing including lamb wave, transducers and sensors using disk-shaped piezoelectric ceramics are mainly used. Such non-destructive testing using piezoelectric ceramics typically includes a method of utilizing wave propagation, frequency response characteristics, and impedance changes.

그러나, 압전 세라믹은 세라믹이 가지는 전형적인 특성인 높은 취성으로 인하여 외부의 큰 충격으로 깨지기 쉽다는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 압전센서에 사용되는 압전 세라믹의 높은 취성 문제를 해결하는 기술이 요구된다. However, the piezoelectric ceramic may be easily broken by a large external impact due to high brittleness, which is a typical characteristic of ceramics. Accordingly, there is a need for a technique for solving the high brittleness problem of the piezoelectric ceramic used in the piezoelectric sensor.

한국등록특허공보 제10-1346557호Korean Patent Publication No. 10-1346557

본 발명은 고신뢰성의 유연한 압전 복합체 손상 감지 센서, 이를 이용한 비파괴 검사 장치 및 비파괴 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a highly reliable flexible piezoelectric composite damage detection sensor, a non-destructive testing apparatus using the same, and a non-destructive testing method.

본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서는 복수의 압전소자; 상기 복수의 압전소자 각각을 이격되도록 수용하는 기지부; 및 상기 기지부와 상기 복수의 압전소자를 지지하는 지지필름;을 포함할 수 있다.A piezoelectric composite damage detection sensor according to an embodiment of the present invention includes a plurality of piezoelectric elements; a base for accommodating each of the plurality of piezoelectric elements to be spaced apart; and a support film supporting the base part and the plurality of piezoelectric elements.

상기 복수의 압전소자는 각각 펠렛 형상으로 제공되며, 상기 기지부는 판상일 수 있다.Each of the plurality of piezoelectric elements is provided in a pellet shape, and the base portion may have a plate shape.

상기 기지부의 두께는 상기 복수의 압전소자 평균 두께의 90% 내지 110%일 수 있다.A thickness of the base portion may be 90% to 110% of an average thickness of the plurality of piezoelectric elements.

상기 압전소자는 세라믹 물질로 이루어진 압전 세라믹스를 포함할 수 있다.The piezoelectric element may include piezoelectric ceramics made of a ceramic material.

상기 기지부는 유연할 수 있다.The base may be flexible.

상기 기지부는 상기 지지필름보다 높은 탄성률을 나타낼 수 있다.The base portion may exhibit a higher modulus of elasticity than the support film.

상기 기지부는 상기 압전소자보다 낮은 탄성률을 나타낼 수 있다.The base portion may exhibit a lower elastic modulus than the piezoelectric element.

상기 기지부는 이격된 복수의 관통홀;을 포함하고, 상기 복수의 압전소자는 각각 상기 복수의 관통홀 각각에 수용될 수 있다.The base portion may include a plurality of spaced apart through-holes, and the plurality of piezoelectric elements may be accommodated in each of the plurality of through-holes, respectively.

상기 압전소자는 측면 일부가 돌출된 형태로 제공되는 돌출부;를 포함하고, 상기 돌출부의 단부는 상기 관통홀의 내벽 일부와 접할 수 있다.The piezoelectric element may include a protrusion provided in a form in which a part of the side protrudes, and an end of the protrusion may be in contact with a portion of an inner wall of the through hole.

상기 복수의 압전소자는 각각 일정한 간격으로 이격되어 제공될 수 있다.The plurality of piezoelectric elements may be provided to be spaced apart from each other at regular intervals.

상기 기지부는 일방향으로 연장된 스트립 형태이고, 상기 복수의 압전소자가 상기 일방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다.The base portion may have a strip shape extending in one direction, and the plurality of piezoelectric elements may be arranged in a line along the one direction.

본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 장치는, 복수의 압전소자; 상기 복수의 압전소자 각각을 이격되도록 수용하는 기지부; 및 상기 기지부와 상기 복수의 압전소자를 지지하는 지지필름;을 포함하는 압전 복합체 손상 감지 센서; 상기 복수의 압전소자 중 선택된 적어도 어느 하나의 압전소자가 탄성파를 발생시키도록 전압을 인가하는 전원부; 발생된 상기 탄성파가 선택된 상기 압전소자에 인접한 주변의 압전소자에 도달하여 출력된 전기 신호를 측정하는 신호 측정부; 및 상기 복수의 압전소자를 각각 상기 전원부 또는 상기 신호 측정부에 선택적으로 연결시키는 스위치부;를 포함할 수 있다.Non-destructive testing apparatus according to another embodiment of the present invention, a plurality of piezoelectric elements; a base for accommodating each of the plurality of piezoelectric elements to be spaced apart; and a support film supporting the base part and the plurality of piezoelectric elements; a piezoelectric composite damage detection sensor comprising; a power supply unit for applying a voltage so that at least one selected piezoelectric element among the plurality of piezoelectric elements generates an elastic wave; a signal measuring unit for measuring an electric signal output by the generated acoustic wave reaching a piezoelectric element adjacent to the selected piezoelectric element; and a switch unit selectively connecting the plurality of piezoelectric elements to the power supply unit or the signal measuring unit, respectively.

상기 신호 측정부에서 측정된 데이터를 전달받으며, 상기 측정된 데이터를 기준 데이터와 비교하여 미리 설정된 범위를 벗어날 경우 손상이 존재하는 것으로 판단하는 손상 판단부;를 더 포함할 수 있다.A damage determination unit receiving the data measured by the signal measuring unit, comparing the measured data with reference data, and determining that damage exists when out of a preset range; may further include.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 방법은, 복수의 압전소자; 상기 복수의 압전소자 각각을 이격되도록 수용하는 기지부; 및 상기 기지부와 상기 복수의 압전소자를 지지하는 지지필름;을 포함하는 압전 복합체 손상 감지 센서; 상기 압전 복합체 손상 감지 센서를 사용하는 비파괴 검사 방법에 있어서, 상기 복수의 압전소자 중 적어도 어느 하나의 압전소자를 선택하는 과정; 선택된 상기 압전소자에 전압을 인가하여 탄성파를 발생시키는 과정; 및 선택된 상기 압전소자에 인접한 압전소자에서 상기 탄성파에 의해 출력된 전기신호를 측정하는 과정;을 포함할 수 있다.Non-destructive testing method according to another embodiment of the present invention, a plurality of piezoelectric elements; a base for accommodating each of the plurality of piezoelectric elements to be spaced apart; and a support film supporting the base part and the plurality of piezoelectric elements; a piezoelectric composite damage detection sensor comprising; In the non-destructive inspection method using the piezoelectric composite damage detection sensor, the process of selecting at least one piezoelectric element from among the plurality of piezoelectric elements; generating an acoustic wave by applying a voltage to the selected piezoelectric element; and measuring an electrical signal output by the acoustic wave from a piezoelectric element adjacent to the selected piezoelectric element.

선택된 상기 압전소자와 상이한 위치의 압전소자 중 적어도 어느 하나의 압전소자를 다시 선택하는 과정;을 더 포함하고, 상기 탄성파를 발생시키는 과정, 및 상기 전기 신호를 측정하는 과정을 반복할 수 있다.The method may further include a process of re-selecting at least one piezoelectric element from among the selected piezoelectric elements at a different position from the selected piezoelectric element, and the process of generating the acoustic wave and measuring the electrical signal may be repeated.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 방법은, 복수의 압전소자; 상기 복수의 압전소자 각각을 이격되도록 수용하는 기지부; 및 상기 기지부와 상기 복수의 압전소자를 지지하는 지지필름;을 포함할 수 있고, 상기 기지부는 일방향으로 연장된 스트립 형태이고, 상기 복수의 압전소자가 상기 일방향을 따라 일렬로 배치되는 압전 복합체 손상 감지 센서; 상기 압전 복합체 손상 감지 센서를 사용하는 비파괴 검사 방법에 있어서, 서로 평행하도록 복수개의 상기 압전 복합체 손상 감지 센서를 배치하는 과정; 복수의 압전소자 중 적어도 어느 하나를 선택하는 과정; 선택된 상기 압전소자에 전압을 인가하여 탄성파를 발생시키는 과정; 및 선택된 상기 압전소자를 포함하는 압전 복합체 손상 감지 센서 및 그에 이웃한 압전 복합체 손상 감지 센서에 구비되는 복수의 압전소자 중, 상기 선택된 압전소자와 인접한 압전소자에서 상기 탄성파에 의해 출력된 전기 신호를 측정하는 과정;을 포함하는 비파괴 검사 방법.Non-destructive testing method according to another embodiment of the present invention, a plurality of piezoelectric elements; a base for accommodating each of the plurality of piezoelectric elements to be spaced apart; and a support film for supporting the base part and the plurality of piezoelectric elements, wherein the base part is in the form of a strip extending in one direction, and the plurality of piezoelectric elements are arranged in a line along the one direction. Damage to the piezoelectric composite detection sensor; In the non-destructive inspection method using the piezoelectric composite damage detection sensor, the step of disposing a plurality of the piezoelectric composite damage detection sensor so as to be parallel to each other; selecting at least one of the plurality of piezoelectric elements; generating an acoustic wave by applying a voltage to the selected piezoelectric element; and a piezoelectric composite damage detection sensor including the selected piezoelectric element and a plurality of piezoelectric elements provided in a piezoelectric composite damage detection sensor adjacent to the selected piezoelectric element. Measuring an electrical signal output by the elastic wave from a piezoelectric element adjacent to the selected piezoelectric element A non-destructive testing method comprising a process.

본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서는 복수의 압전소자를 이격되도록 수용하는 기지부를 제공하여 압전 복합체를 형성함으로써, 압전 세라믹스의 취성이 보완된 손상 감지 센서를 제공할 수 있으며, 각 압전소자 사이의 거리는 기지부에의해 이격된 상태로 유지되므로, 손상 감지를 위한 별도의 거리측정 절차가 불필요할 수 있고, 편리한 손상 감지를 제공할 수 있다.The piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention provides a base for accommodating a plurality of piezoelectric elements to be spaced apart to form a piezoelectric composite, thereby providing a damage detection sensor supplemented by the brittleness of piezoelectric ceramics, and between each piezoelectric element Since the distance is kept separated by the base, a separate distance measurement procedure for damage detection may be unnecessary, and convenient damage detection may be provided.

이때, 기지부의 탄성률은 압전소자보다 낮게 함으로써, 탄성파를 이용한 대상물의 손상 감지 시 압전소자와 맞닿아 있는 지지부를 통해 탄성파가 주변의 다른 압전소자로 직접 전파되는 것을 방지할 수 있고, 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.At this time, by setting the elastic modulus of the base to be lower than that of the piezoelectric element, it is possible to prevent the elastic wave from directly propagating to other piezoelectric elements in the vicinity through the support part in contact with the piezoelectric element when the damage to the object is detected using the elastic wave, and the reliability of the sensor can improve

또한, 본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서는 유연할 수 있도록 제공됨으로써, 곡면의 대상물 표면에도 부착될 수 있으며, 다양한 형상의 대상물에서 손상을 감지할 수 있다.In addition, the piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention is provided to be flexible, so that it can be attached to the surface of a curved object, and can detect damage in objects of various shapes.

한편, 본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서를 이용한 비파괴 검사 장치는, 각각의 압전소자가 탄성파를 발생시키는 액추에이팅 또는 탄성파에 의해 전기 신호를 출력하는 센싱 중 선택적으로 기능을 변경할 수 있고, 하나의 압전소자가 액추에이터 및 센서로서 기능할 수 있으므로, 복잡한 설계를 축소시킬 수 있고, 장치를 경량화할 수 있다.On the other hand, the non-destructive testing apparatus using the piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention can selectively change the function of each piezoelectric element by actuating to generate an elastic wave or sensing to output an electrical signal by an elastic wave, Since the piezoelectric element of can function as an actuator and a sensor, a complex design can be reduced, and the device can be lightened.

그리고, 본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서를 이용한 비파괴 검사 방법은 복수의 압전소자에서 액추에이팅 및 센싱 상태를 순차적으로 교번함으로써, 넓은 면적의 대상물의 손상감지 시에도 손상 발생 여부와 손상이 발생한 위치를 편리하게 확인할 수 있다.In addition, the non-destructive inspection method using the piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention sequentially alternates the actuating and sensing states in a plurality of piezoelectric elements, thereby determining whether damage occurs and whether damage occurs even when damage to a large-area object is detected. You can check the location conveniently.

또한, 본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서를 이용한 비파괴 검사 방법은 복수개로 사용할 수 있는 압전 복합체 손상 감지 센서를 스트립 형상으로 제공함으로써, 압전 복합체 손상 감지 센서와 규격이 맞지 않는 대상물에서도 손상 감지가 제공되지 못하는 영역을 최소화할 수 있으므로, 편리한 손상 감지 방법을 제공할 수 있다.In addition, the non-destructive inspection method using the piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention provides a plurality of piezoelectric composite damage detection sensors in the form of a strip, so that damage detection is provided even in objects that do not meet the specifications of the piezoelectric composite damage detection sensor Since it is possible to minimize the area that cannot be reached, it is possible to provide a convenient damage detection method.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지지필름을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서의 분해사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서의 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 장치를 나타낸 구성도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 장치에서 시간에 따라 측정된 전기 신호를 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 장치의 손상 데이터 생성 방법을 나타낸 개념도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 방법을 나타낸 개념도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 방법을 나타낸 개념도.1 is a view showing a piezoelectric composite damage detection sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a support film according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a piezoelectric composite damage detection sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view of a piezoelectric composite damage detection sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a piezoelectric composite damage detection sensor according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing a non-destructive testing apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a graph showing an electrical signal measured over time in a non-destructive testing apparatus according to another embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram illustrating a method of generating damage data of a non-destructive testing apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram showing a non-destructive testing method according to another embodiment of the present invention.
10 is a conceptual diagram illustrating a non-destructive testing method according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art will be completely It is provided to inform you. In the description, the same reference numerals are assigned to the same components, and the sizes of the drawings may be partially exaggerated in order to accurately describe the embodiments of the present invention, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서의 도면이고, 1 is a view of a piezoelectric composite damage detection sensor according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지지필름의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a support film according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서는, 복수의 압전소자; 상기 복수의 압전소자 각각을 이격되도록 수용하는 기지부; 및 상기 기지부와 상기 복수의 압전소자를 지지하는 지지필름;을 포함할 수 있다.1 and 2, the piezoelectric composite damage detection sensor according to an embodiment of the present invention, a plurality of piezoelectric elements; a base for accommodating each of the plurality of piezoelectric elements to be spaced apart; and a support film supporting the base part and the plurality of piezoelectric elements.

압전소자는 전기에너지가 기계적 에너지로 또는 그 반대로 기계적 에너지가 전기적 에너지로 변환되는 특성을 나타내는 재료이며, 압전효과는 압전소자에 외부로부터 전압을 걸어주면 상기 압전소자가 기계적 변위를 일으키는 현상을 말한다. 이러한 압전효과에는 압전소자에 외부 응력, 진동 변위 등을 주면 그 출력단자에서 전기 신호가 발생하는 압전직접효과와, 압전소자에 외부로부터 전압을 걸어주면 소자가 기계적 변위를 일으키는 역압전효과가 있다.The piezoelectric element is a material that exhibits the property of converting electrical energy into mechanical energy or vice versa, mechanical energy into electrical energy, and the piezoelectric effect refers to a phenomenon in which the piezoelectric element causes mechanical displacement when a voltage is applied to the piezoelectric element from the outside. The piezoelectric effect includes a piezoelectric direct effect in which an electric signal is generated at an output terminal of the piezoelectric element when an external stress, vibrational displacement, etc. is applied to the piezoelectric element, and a reverse piezoelectric effect in which a mechanical displacement of the element occurs when a voltage is applied to the piezoelectric element from the outside.

이와 같은, 압전효과에 의해 압전소자는 전압을 걸어주면 기계적 변위를 일으키며 탄성파를 발생시킬 수 있고, 예를 들어, Lamb Wave와 같은 두 개의 평행하고 근접한 자유 경계면을 나타내는 얇은 플레이트 등의 고체 내에서, 먼 거리까지 전파가 가능한 탄성파를 이용하여, 상기 탄성파를 대상물에 전파하고, 상기 탄성파의 변화를 측정하는 방법으로 비파괴 검사가 진행될 수 있다.By such a piezoelectric effect, when a voltage is applied, a piezoelectric element can generate mechanical displacement and generate an elastic wave. For example, in a solid such as a thin plate showing two parallel and adjacent free interfaces such as Lamb Wave, Non-destructive testing may be performed by using an elastic wave capable of propagating a long distance, propagating the elastic wave to an object, and measuring a change in the elastic wave.

이러한, 압전체의 종류에는 Quartz, 로셀염, 티탄산바륨(PbTiO3), PZT, Non-Pb계 압전 세라믹스 등이 있으며, 이 중 PZT 및 Non-Pb계 압전 세라믹스 등의 압전 세라믹스는 전기기계 변환효율이 매우 높고, 정밀제어가 가능한 재료이므로, 정밀함이 요구되는 센서 기술에 사용하기 적합할 수 있다.These types of piezoelectric materials include Quartz, Rossel salt, barium titanate (PbTiO 3 ), PZT, and Non-Pb-based piezoelectric ceramics. Among them, PZT and Non-Pb-based piezoelectric ceramics have high electromechanical conversion efficiency. Since it is a very high and precisely controllable material, it may be suitable for use in sensor technology requiring precision.

이에, 상기 압전소자를 손상을 감지하고자 하는 대상물의 표면에 이격되도록 복수개 부착하여, 상기 압전소자에 전압을 인가하여 탄성파를 발생시킬 수 있고, 상기 탄성파가 상기 대상물의 표면을 따라 전파되어 이격된 다른 압전소자에서 전기 신호를 발생시킬 수 있으며, 상기 전기 신호를 분석하여 상기 대상물의 손상을 감지할 수 있다.Accordingly, by attaching a plurality of the piezoelectric elements to be spaced apart from the surface of the object to be damaged, applying a voltage to the piezoelectric element to generate an elastic wave, the elastic wave propagates along the surface of the object and is spaced apart from other The piezoelectric element may generate an electrical signal, and the damage to the object may be detected by analyzing the electrical signal.

하지만, 이와 같은 손상 감지 센서에서는 각각의 압전소자 사이의 거리를 직접 측정하여 데이터를 분석해야 하는 번잡한 절차가 필요할 수 있으며, 압전 세라믹스는 취성이 있는 재료이므로, 상기 압전소자가 외부환경에 그대로 노출되며, 쉽게 파괴될 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.However, such a damage detection sensor may require a complicated procedure to analyze data by directly measuring the distance between each piezoelectric element, and since piezoelectric ceramics is a brittle material, the piezoelectric element is exposed to the external environment as it is and can be easily destroyed.

위와 같은 문제점을 해결하기 위해 복수의 압전소자의 적어도 일면 상에 부착될 수 있는 얇은 두께의 필름 등을 사용하여, 상기 복수의 압전소자 사이의 간격을 일정하게 배치시킴으로써, 각각의 압전소자 사이의 거리를 매번 측정해야 하는 번잡한 작업절차를 축소시키려는 시도가 있을 수 있다.In order to solve the above problems, by using a thin film that can be attached on at least one surface of the plurality of piezoelectric elements, the distance between the plurality of piezoelectric elements is uniformly arranged, so that the distance between each piezoelectric element Attempts may be made to reduce the cumbersome work procedure that requires measurement of .

그러나, 상기 필름 등을 이용한 압전소자의 배치만으로는 압전 세라믹스의 취성 문제는 해결되기 어려울 수 있고, 센서의 수명이 감소할 수 있으며, 신뢰성 또한 떨어질 수 있다. 또한, 상기 필름이 대상물의 형태에 따라 연신될 수 있으므로, 상기 압전소자 사이의 간격은 일정하게 유지되기 어려울 수 있다.However, the brittleness problem of the piezoelectric ceramics may be difficult to solve only by disposing the piezoelectric element using the film, etc., the lifespan of the sensor may be reduced, and reliability may also be reduced. In addition, since the film may be stretched according to the shape of the object, it may be difficult to maintain a constant distance between the piezoelectric elements.

따라서, 상기 압전 세라믹스의 취성을 보완해줄 수 있는 기술과 상기 압전소자 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있는 기술이 추가적으로 요구될 수 있다.Accordingly, a technology capable of compensating for the brittleness of the piezoelectric ceramics and a technology capable of maintaining a constant distance between the piezoelectric elements may be additionally required.

반면, 본 발명의 압전 복합체 손상 감지 센서(100)는 이러한 압전소자의 취성을 보완할 수 있도록, 우수한 기계적 특성을 갖는 재료를 기지상으로 제공하고, 압전소자를 상기 기지상 내부에 배치함으로써, 상기 압전소자와 상기 기지상이 압전 복합체를 형성할 수 있으며, 압전소자의 취성이 보완된 센서 기술을 제공할 수 있다. 또한, 상기 기지상에 의해 상기 복수의 압전소자의 간격이 일정하게 유지될 수 있으므로, 상기 복수의 압전소자 사이의 거리 측정이 불필요할 수 있으며, 편리한 센서 기술을 제공할 수 있다.On the other hand, the piezoelectric composite damage detection sensor 100 of the present invention provides a material having excellent mechanical properties as a matrix phase to compensate for the brittleness of the piezoelectric element, and by placing the piezoelectric element inside the matrix phase, the piezoelectric element And the matrix phase can form a piezoelectric composite, and it is possible to provide a sensor technology in which the brittleness of the piezoelectric element is supplemented. In addition, since the distance between the plurality of piezoelectric elements may be kept constant by the base phase, it may be unnecessary to measure a distance between the plurality of piezoelectric elements, and convenient sensor technology may be provided.

압전소자(110)는 복수로 제공되며 기지부(120)에 의해 이격되어 수용될 수 있고, 상기 압전소자(110)와 상기 기지부(120) 각각의 상부면과 대향하는 하부면은 각각 지지필름(130)으로 지지되어, 상기 압전소자(110)가 외부로부터 절연될 수 있다. 상기 지지필름(130)은 손상을 감지하고자 하는 대상물의 표면에 부착될 수 있으며, 상기 압전소자(110)의 양단에는 전극(111)이 연결되고, 상기 전극(111)은 상기 지지필름(130)에 형성된 전극패턴(141)과 연결된다. 상기 전극패턴(141)은 배선(142)에 의해 단자(143)로 연결되어, 상기 단자(143)를 통해 상기 압전소자(110)는 외부 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 압전소자(110)는 상기 단자(143)에 연결된 외부 장치로부터 상기 배선(142)을 통해 전압을 인가받아 탄성파를 발생시킬 수 있다.The piezoelectric element 110 is provided in plurality and can be accommodated while being spaced apart by the base part 120 , and the piezoelectric element 110 and the lower surface opposite to the upper surface of each of the base part 120 are each a support film. Supported by 130, the piezoelectric element 110 may be insulated from the outside. The support film 130 may be attached to the surface of an object to be damaged, and electrodes 111 are connected to both ends of the piezoelectric element 110 , and the electrode 111 is the support film 130 . It is connected to the electrode pattern 141 formed on the . The electrode pattern 141 may be connected to a terminal 143 by a wiring 142 , and the piezoelectric element 110 may be electrically connected to an external device through the terminal 143 . In addition, the piezoelectric element 110 may generate an acoustic wave by receiving a voltage from an external device connected to the terminal 143 through the wiring 142 .

이에, 상기 탄성파는 손상을 감지하고자 하는 대상물과 상기 지지필름(130)의 접촉면을 따라 전파될 수 있고, 상기 탄성파의 발생 지점으로부터 인접한 주변의 다른 압전소자(110)는 상기 탄성파에 의해 전기 신호를 출력할 수 있다. 상기 전기 신호는 상기 배선(142) 및 단자(143)를 통해 외부 장치에 전달될 수 있고, 상기 전기 신호를 분석하여 상기 대상물의 손상을 감지할 수 있다.Accordingly, the elastic wave may be propagated along the contact surface between the object to be damaged and the support film 130 , and other piezoelectric elements 110 adjacent from the generating point of the elastic wave transmit an electrical signal by the elastic wave. can be printed out. The electrical signal may be transmitted to an external device through the wiring 142 and the terminal 143 , and damage to the object may be detected by analyzing the electrical signal.

상기 기지부(120)와 상기 다수의 압전소자(110)는 동일한 평면을 공유하는 일면 상에 각각 배치될 수 있고, 상기 배치되는 형태는 상기 기지부(120) 내부에 상기 압전소자(110)가 분산되며 삽입되는 형태일 수 있으며, 상기 기지부(120)와 상기 다수의 압전소자(110)는 동일한 평면인 상기 일면 상에서 압전 복합체를 형성할 수 있다.The base part 120 and the plurality of piezoelectric elements 110 may be respectively disposed on one surface sharing the same plane, and the arrangement is such that the piezoelectric element 110 is disposed inside the base part 120 . It may be in a dispersed and inserted form, and the base part 120 and the plurality of piezoelectric elements 110 may form a piezoelectric composite on the same plane surface.

이때, 상기 기지부(120)는 유연성(Flexibility)이 있는 물질일 수 있고, 상기 기지부(120)의 구조적 지지에 의해 상기 압전소자(110)에 가해지는 응력이 분산됨으로서, 상기 압전소자(110)의 취성이 보완될 수 있고, 외부의 충격에 의해 상기 압전소자(110)가 깨지는 것을 방지할 수 있으며, 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.At this time, the base part 120 may be a material having flexibility, and the stress applied to the piezoelectric element 110 is dispersed by the structural support of the base part 120 , so that the piezoelectric element 110 . ) can be supplemented, the piezoelectric element 110 can be prevented from being broken by an external impact, and the reliability of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 can be improved.

이러한, 기지부(120)는 유연성이 우수한 폴리머 또는 폴리머를 포함하는 복합체를 사용할 수 있고, 예를 들어, FRP(Fiber reinforced plastics) 등의 외부충격에 강하고 유연성이 있는 물질을 사용할 수 있으며, 특히, FR4(Flame retardant 4) 등의 글라스 에폭시(Glass epoxy)를 이용하면, 높은 기계적 강도뿐만 아니라 전기 절연성을 나타내므로 본 발명에 더욱 적합할 수 있다. Such, the base unit 120 may use a polymer or a composite containing a polymer having excellent flexibility, for example, may use a material strong and flexible to external impact, such as FRP (Fiber reinforced plastics), in particular, If a glass epoxy such as FR4 (Flame retardant 4) is used, it may be more suitable for the present invention because it exhibits high mechanical strength as well as electrical insulation.

또한, 상기 기지부(120)에 의해 상기 복수의 압전소자(110)가 이격된 거리를 일정하게 유지할 수 있으므로, 각각의 상기 압전소자(110) 사이의 거리를 매번 측정해야 하는 번잡한 작업절차를 축소 시킬 수 있다. In addition, since the distance between the plurality of piezoelectric elements 110 can be kept constant by the base unit 120 , the complicated operation procedure of measuring the distance between each of the piezoelectric elements 110 each time is eliminated. can be reduced

그리고, 상기 기지부(120)와 상기 다수의 압전소자(110)가 공유하는 동일한 평면인 상기 일면과 대향하는 이면에는 상기 압전소자(110) 및 기지부(120)를 구조적으로 지지하고, 외부로부터 보호할 수 있는 지지필름(130)이 각각 부착될 수 있으며, 상기 지지필름(130)은 상기 압전소자(110) 및 기지부(120)의 상기 일면 및 이면이 외부에 직접 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 압전소자(110) 및 기지부(120)가 결합된 압전 복합체가 굴곡 되더라도 상기 기지부(120)에서 상기 압전소자(110)가 이탈하지 않도록 구조적으로 보호할 수 있으며, 압전 복합체 손상 감지 센서의 외형을 안정적으로 유지할 수 있다.In addition, the piezoelectric element 110 and the base part 120 are structurally supported on the back surface opposite to the one surface, which is the same plane shared by the base part 120 and the plurality of piezoelectric elements 110 , and are supported from the outside. A protective film 130 may be attached to each, and the support film 130 may prevent the one surface and the back surface of the piezoelectric element 110 and the base part 120 from being directly exposed to the outside. In addition, even if the piezoelectric composite to which the piezoelectric element 110 and the base part 120 are combined is bent, it is possible to structurally protect the piezoelectric element 110 from being separated from the base part 120, and to detect damage to the piezoelectric composite. The external shape of the sensor can be maintained stably.

또한, 상기 지지필름(130)은 절연성이 있는 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 압전소자(110)의 전기적 연결을 유지시킬 수 있고, 상기 압전소자(110) 및 기지부(120)를 외부로부터 보호할 수 있다. 이러한 지지필름(130)으로는 예를 들어, PI(Polyimide)필름 등을 이용할 수 있으나, 이에 특별히 한정하지 않는다.In addition, the support film 130 may be made of an insulating material, may maintain the electrical connection of the piezoelectric element 110 , and protect the piezoelectric element 110 and the base part 120 from the outside. can The support film 130 may be, for example, a polyimide (PI) film, but is not particularly limited thereto.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 단면도로, 도 3의 (a)는 시트 형상의 압전 복합체 손상 감지 센서(100)를 나타내고, 도 3의 (b)는 스트립 형상의 압전 복합체 손상 감지 센서(100)를 나타낸다.Figure 3 is a cross-sectional view of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 according to an embodiment of the present invention, Figure 3 (a) shows the sheet-shaped piezoelectric composite damage detection sensor 100, Figure 3 (b) is A strip-shaped piezoelectric composite damage detection sensor 100 is shown.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서(100)는, 감지하고자 하는 대상물의 형태에 따라 상기 압전소자(110)를 배치하는 형태를 다양하게 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 (a)와 같은 시트 형상의 압전 복합체 손상 감지 센서(100)는 넓은 면적의 대상물에 사용할 수 있으며, 도 3의 (b)와 같은 스트립 형상의 압전 복합체 손상 감지 센서(100)는 폭이 좁고 길이 방향으로 연장된 형태의 대상물에 사용할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the piezoelectric composite damage detection sensor 100 according to an embodiment of the present invention may provide various forms of disposing the piezoelectric element 110 according to the shape of an object to be sensed. For example, the sheet-shaped piezoelectric composite damage detection sensor 100 as shown in (a) of FIG. 3 can be used for a large area object, and a strip-shaped piezoelectric composite damage detection sensor as shown in FIG. 3 (b) ( 100) can be used for an object having a narrow width and extending in the longitudinal direction.

이러한, 기지부(120)는 예를 들어, 상기 복수의 압전소자(110)를 몰드에 배열하고 상기 기지부(120)를 상기 몰드에 사출하여 성형하는 방법으로 제공될 수 있고, 상기 압전소자(110)의 액추에이팅 및 센싱 기능을 방해하지 않으며, 복수로 제공되는 압전소자(110) 사이에 오차공간이 발생하지 않도록 제공될 수 있고, 손상을 감지하고자 하는 대상물의 표면에 부착시키기에 방해되지 않는 형태로 제공될 수 있으면 족하다.Such a base part 120 may be provided by, for example, arranging the plurality of piezoelectric elements 110 in a mold and injecting the base part 120 into the mold and molding the piezoelectric element ( It does not interfere with the actuating and sensing function of 110), and it can be provided so that an error space does not occur between the piezoelectric elements 110 provided in plurality, and does not interfere with attaching to the surface of the object to be damaged. It suffices if it can be provided in a non-existent form.

예를 들어, 상기 압전소자(110) 및 상기 지지필름(130)만으로 구성된 센서를 사용할 경우, 복수로 제공되는 각각의 압전소자(110) 사이 빈 공간은 상기 압전소자(110)의 상부면에 부착된 지지필름(130)과 상기 압전소자(110)의 하부면에 부착된 지지필름(130)이 서로 맞닿는 형태로 제공될 수 있으며, 상기 압전소자(110)의 주위에는 상기 압전소자(110)의 두께에 의해 지지필름(130)들이 맞닿지 않으며 공기를 포함하는 공간이 발생할 수 있다.For example, when using a sensor composed of only the piezoelectric element 110 and the support film 130 , an empty space between each piezoelectric element 110 provided in plurality is attached to the upper surface of the piezoelectric element 110 . The supported film 130 and the support film 130 attached to the lower surface of the piezoelectric element 110 may be provided in abutting form, and around the piezoelectric element 110, the piezoelectric element 110 is formed. Due to the thickness, the support films 130 do not come into contact with each other and a space containing air may be generated.

이러한, 공기를 포함하는 공간에 의해 대상물과 부착되는 접촉면의 형태가 왜곡(예를 들어, 지지필름(130)이 대상물의 표면과 접촉하지 못하고 들뜨는 등)될 수 있으며, 이에, 상기 대상물과 상기 지지필름(130) 사이의 접촉면 일부에 공기에 노출되는 면이 형성될 수 있으며, 상기 대상물의 손상을 감지하기 위해 상기 압전소자(110)에서 발생되는 탄성파의 형태가 변형되거나 전파 속도가 감소할 수 있고, 센서의 신뢰성이 저하될 수 있다.The shape of the contact surface attached to the object may be distorted (eg, the support film 130 does not come into contact with the surface of the object and floats, etc.) by the space containing the air, and thus, the object and the support A surface exposed to air may be formed on a portion of the contact surface between the films 130, and the shape of the elastic wave generated from the piezoelectric element 110 may be deformed or the propagation speed may be reduced in order to detect damage to the object. , the reliability of the sensor may be reduced.

한편, 낙뢰시험 등의 가혹한 외부 환경에서의 센서 사용 시 상기 공기를 포함하는 공간이 존재할 경우, 낙뢰 전기에 의해 상기 공간의 공기가 급속히 팽창하며 충격파가 발생할 수 있고, 이러한 충격파에 의해 센서의 성능이 저하될 수 있다.On the other hand, when the sensor is used in a harsh external environment such as a lightning test, if there is a space containing the air, the air in the space rapidly expands by lightning electricity and a shock wave may be generated, and the performance of the sensor is reduced by the shock wave. may be lowered.

이에, 상기 기지부(120)가 상기 복수의 압전소자(110)를 수용하도록 제공함으로써, 상기 압전소자(110)의 주변에 공기를 포함하는 상기 공간이 발생하지 않을 수 있으며, 대상물과의 접촉면 일부에 공기에 노출되는 면이 형성되지 않을 수 있고, 가혹한 외부 환경에서 이용 시 센서의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 센서의 신뢰성이 증가할 수 있다. Accordingly, by providing the base unit 120 to accommodate the plurality of piezoelectric elements 110 , the space containing air may not occur around the piezoelectric element 110 , and a part of the contact surface with the object The surface exposed to the air may not be formed, and the performance of the sensor may be prevented from being deteriorated when used in a harsh external environment, and the reliability of the sensor may be increased.

이때, 상기 복수의 압전소자(110)는 각각 펠렛 형상으로 제공되며, 상기 기지부(120)는 판상일 수 있다. 또한, 상기 압전소자(110)는 하나의 압전소자(110) 자체에서는 동일한 두께를 나타내는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 상부면과 하부면이 편평한 형태인, 예를 들어, 펠렛 형상일 수 있으나, 이에 특별히 한정하지 않는다.In this case, each of the plurality of piezoelectric elements 110 is provided in a pellet shape, and the base part 120 may have a plate shape. In addition, the piezoelectric element 110 may be provided in a form showing the same thickness in one piezoelectric element 110 itself. That is, the upper surface and the lower surface may have a flat shape, for example, a pellet shape, but is not particularly limited thereto.

압전효과에 의한 압전소자(110)의 변위량은 압전소자의 두께에 비례할 수 있고, 압전소자(110)의 두께가 일정하지 않은 경우, 변위량이 일정하지 못할 수 있고, 이때 발생하는 탄성파의 형태 또한 균질하지 못할 수 있다. 따라서, 하나의 압전소자(110)에서 압전효과에 의한 상기 압전소자(110)의 두께 방향으로의 변위량이 일정하도록 제공함으로써, 하나의 압전소자(110) 내에서 두께방향의 변위량은 일정하게 제공될 수 있고, 상기 압전소자(110)에 전압이 인가되며 발생하는 탄성파의 세기 또한 일정할 수 있으며, 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 신뢰성이 향상될 수 있다. The amount of displacement of the piezoelectric element 110 due to the piezoelectric effect may be proportional to the thickness of the piezoelectric element, and when the thickness of the piezoelectric element 110 is not constant, the amount of displacement may not be constant, and the shape of the generated elastic wave also may not be homogeneous. Therefore, by providing a constant amount of displacement in the thickness direction of the piezoelectric element 110 by the piezoelectric effect in one piezoelectric element 110, the amount of displacement in the thickness direction within one piezoelectric element 110 is to be provided constant. In addition, the intensity of the elastic wave generated when a voltage is applied to the piezoelectric element 110 may also be constant, and the reliability of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 may be improved.

따라서, 상기 기지부(120)도 상기 압전소자(110)와 동일한 평면상에 존재할 수 있도록 판상의 형태로 제공될 수 있으며, 이에, 상기 지지필름(130)이 지지하기 용이할 수 있고, 감지하려는 대상물의 표면에 부착되기 용이하도록 제공될 수 있다.Therefore, the base part 120 may also be provided in a plate shape so that it can exist on the same plane as the piezoelectric element 110 , and thus, the support film 130 may be easily supported and to be detected. It may be provided so as to be easily attached to the surface of the object.

이때, 상기 기지부(120)의 두께는 상기 복수의 압전소자(110)의 평균 두께의 90% 내지 110%일 수 있다. 다수의 압전소자(110) 각각은 동일한 두께로 제공될 수 있으며, 상기 동일의 의미는 물리적 동일만을 의미하는 것이 아니고, -5% 내지 +5%의 오차범위에서는 기능적으로 동일하다는 것을 의미할 수 있다.In this case, the thickness of the base part 120 may be 90% to 110% of the average thickness of the plurality of piezoelectric elements 110 . Each of the plurality of piezoelectric elements 110 may be provided with the same thickness, and the same meaning does not mean only the physical same, but may mean that they are functionally the same in an error range of -5% to +5%. .

상기 복수의 압전소자(110)와 기지부(120) 사이에 두께 차이가 발생할 경우, 지지필름(130)이 상기 압전소자(110) 및 기지부(120) 각각의 상부면과 하부면에 각각 부착되었을 때, 상기 지지필름(130)은 상기 압전소자(110) 및 기지부(120)의 두께 차에 의해 휘어지게 될 수 있고, 공기를 포함하는 공간이 발생하여 탄성파의 전달에 오류가 발생할 수 있다.When a thickness difference occurs between the plurality of piezoelectric elements 110 and the base part 120 , the support film 130 is attached to the upper and lower surfaces of the piezoelectric elements 110 and the base part 120 , respectively. In this case, the support film 130 may be bent due to the thickness difference between the piezoelectric element 110 and the base part 120 , and a space containing air may be generated, thereby causing an error in the transmission of elastic waves. .

이에, 상기 기지부(120)의 두께는 상기 복수의 압전소자(110)의 평균 두께와 기능적으로 동일할 수 있도록 상기 압전소자(110)의 평균두께의 90% 내지 110%로 제공될 수 있고, 상기 압전소자(110) 및 기지부(120)의 높이 차이에 의해 상기 지지필름(130)이 휘어지는 것을 방지할 수 있으며, 공기를 포함하는 공간이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 탄성파 전달의 오류를 방지하여 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the thickness of the base portion 120 may be provided as 90% to 110% of the average thickness of the piezoelectric element 110 so as to be functionally the same as the average thickness of the plurality of piezoelectric elements 110, It is possible to prevent the support film 130 from being bent due to the difference in height between the piezoelectric element 110 and the base part 120, it is possible to prevent a space containing air from being generated, and it is possible to prevent an error in the transmission of elastic waves. This may improve the reliability of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 .

그리고, 상기 압전소자(110)는 세라믹 물질로 이루어진 압전 세라믹스를 포함할 수 있다. 압전체의 종류에는 Quartz, 로셀염, 티탄산바륨(PbTiO3), PZT, Non-Pb계 압전 세라믹스 등이 있으며, 이 중 PZT 및 Non-Pb계 압전 세라믹스 등의 압전 세라믹스는 전기기계 결합계수가 높고, 압전성이 우수하여 본 발명에 사용하기 적합할 수 있다.In addition, the piezoelectric element 110 may include piezoelectric ceramics made of a ceramic material. Types of piezoelectric materials include Quartz, Rossel salt, barium titanate (PbTiO 3 ), PZT, and Non-Pb type piezoelectric ceramics. Among them, PZT and Non-Pb type piezoelectric ceramics have high electromechanical coupling coefficient, It may be suitable for use in the present invention due to its excellent piezoelectricity.

그러나, 상기 압전 세라믹스는 세라믹이 가지는 전형적인 특성인 높은 취성으로 인하여, 외부의 충격에 의해 깨지기 쉬울 수 있으며, 센서로서 사용 시 센서장치의 내구성을 감소시키는 문제점이 발생할 수 있다.However, the piezoelectric ceramics may be easily broken by an external impact due to high brittleness, which is a typical characteristic of ceramics, and may have a problem of reducing durability of the sensor device when used as a sensor.

따라서, 상기 기지부(120)는 유연할 수 있다. 본 발명의 기지부(120)는 유연성(Flexibility)이 있도록 제공될 수 있고, 상기 압전소자(110)와 압전 복합체를 형성하여, 상기 압전소자(110)에 작용하는 응력을 분산시킬 수 있으며, 압전 세라믹의 취성을 보완할 수 있고, 외부의 충격으로부터 상기 압전소자(110)가 깨지는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the base part 120 may be flexible. The base portion 120 of the present invention may be provided to have flexibility, and may form a piezoelectric composite with the piezoelectric element 110 to disperse the stress acting on the piezoelectric element 110 , It is possible to compensate for the brittleness of the ceramic and to prevent the piezoelectric element 110 from being broken from an external impact.

이러한, 기지부(120)는 유연성이 우수한 폴리머 또는 폴리머를 포함하는 복합체를 사용할 수 있고, 예를 들어, FRP(Fiber reinforced plastics) 등의 외부충격에 강하고 유연성이 있는 물질을 사용할 수 있으며, 특히, FR4(Flame retardant 4) 등의 글라스 에폭시(Glass epoxy)를 이용하면, 높은 기계적 강도뿐만 아니라 전기 절연성을 나타내므로 본 발명에 더욱 적합할 수 있다.Such, the base unit 120 may use a polymer or a composite containing a polymer having excellent flexibility, for example, may use a material strong and flexible to external impact, such as FRP (Fiber reinforced plastics), in particular, If a glass epoxy such as FR4 (Flame retardant 4) is used, it may be more suitable for the present invention because it exhibits high mechanical strength as well as electrical insulation.

이때, 상기 기지부(120)는 상기 지지필름(130)보다 높은 탄성률을 나타낼 수 있다. 상기 지지필름(130)은 다양한 형상의 대상물의 표면에 밀착하며 부착될 수 있도록 굴곡 내지는 연신할 수 있는 재료로 제공될 수 있으며, 상기 대상물이 곡면을 나타내더라도 상기 지지필름(130)이 굴곡되며 상기 대상물에 부착될 수 있다.In this case, the base part 120 may exhibit a higher modulus of elasticity than the support film 130 . The support film 130 may be provided with a material that can be bent or stretched so that it can be attached to and adhere to the surface of an object having various shapes, and the support film 130 is bent even if the object has a curved surface. It can be attached to an object.

반면, 상기 기지부(120)는 대상물의 손상을 감지하기 위해 상기 복수의 압전소자(110) 사이의 거리를 측정해야 하는 번잡한 절차가 발생하지 않도록, 상기 복수의 압전소자(110)가 일정한 거리를 유지하도록 수용할 수 있으며, 또한 센서 전체 부품 중 가장 큰 비중을 차지할 수 있으므로, 형태가 지나치게 연신되면 일정하게 유지되어야 하는 상기 거리가 유지되지 못할 수 있고, 상기 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 오작동을 일으킬 수 있다.On the other hand, in the base unit 120, the plurality of piezoelectric elements 110 are set at a certain distance so that a complicated procedure of measuring the distance between the plurality of piezoelectric elements 110 does not occur in order to detect damage to the object. can be accommodated to maintain, and can also occupy the largest proportion of the entire sensor parts, so if the shape is excessively stretched, the distance that should be kept constant may not be maintained, and the piezoelectric composite damage detection sensor 100 It may cause malfunction.

이에, 상기 기지부(120)는 상기 지지필름(130)보다는 높은 탄성률을 나타낼 수 있으며, 상기 지지필름(130)이 연신되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 전체 구조를 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 상기 복수의 압전소자(110) 사이의 거리가 일정하게 유지할 수 있고, 상기 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 오류가 발생하는 것을 감소시킬 수 있고, 상기 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the base part 120 may exhibit a higher elastic modulus than the support film 130 , and may prevent the support film 130 from being stretched, and the overall structure of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 . can be kept stable. In addition, the distance between the plurality of piezoelectric elements 110 can be maintained constant, the occurrence of an error of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 can be reduced, and the piezoelectric composite damage detection sensor 100 can be reliability can be improved.

한편, 상기 지지필름(130)은 손상을 감지하고자 하는 대상물과 직접적으로 접촉할 수 있으며, 이때, 상기 압전소자(110)로부터 발생한 탄성파가 상기 대상물에 전달되기 위해 상기 지지필름(130)을 통과할 수 있다. On the other hand, the support film 130 may be in direct contact with the object to be damaged, and at this time, the elastic wave generated from the piezoelectric element 110 may pass through the support film 130 in order to be transmitted to the object. can

상기 압전소자(110)에서 발생하는 탄성파는, 매질에 변형을 가했을 경우 원래의 상태로 되돌아가려는 복원력에 의해 전파되므로, 매질의 탄성률이 작을 경우 변형에 대한 회복속도가 감소하며 탄성파의 전달되기 어려워질 수 있다.Since the elastic wave generated by the piezoelectric element 110 is propagated by the restoring force to return to its original state when deformation is applied to the medium, when the elastic modulus of the medium is small, the recovery rate for deformation decreases and the transmission of the elastic wave becomes difficult. can

상기 지지필름(130)은 다양한 형상의 대상물 표면에 부착될 수 있도록 변형이 쉬운 물질로 제공될 수 있어야 하므로, 즉, 낮은 탄성률을 나타내는 물질을 사용할 수 있으며, 따라서, 상기 지지필름(130)의 낮은 탄성률에 의해 상기 탄성파가 통과하기 어려울 수 있으며, 상기 대상물로의 상기 탄성파 전파에 방해가 되는 문제가 발생할 수 있고, 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 신뢰성이 감소할 수 있다.The support film 130 should be provided with a material that is easy to deform so that it can be attached to the surface of an object having various shapes, that is, a material having a low modulus of elasticity can be used, and thus, the low elastic modulus of the support film 130 is provided. Due to the elastic modulus, it may be difficult for the elastic wave to pass through, and a problem that interferes with the propagation of the elastic wave to the object may occur, and the reliability of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 may be reduced.

이에, 상기 지지필름(130)의 두께를 얇게 제공할 수 있으며, 상기 지지필름(130)의 탄성률에 의한 영향을 최소화하여, 상기 탄성파가 상기 지지필름(130)을 통과하기 어려워지는 것을 방지할 수 있고, 상기 대상물로 상기 탄성파가 원활히 전파될 수 있으며, 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 성능을 향상시킬 수 있다.Accordingly, it is possible to provide a thin thickness of the support film 130 , and minimize the influence of the elastic modulus of the support film 130 , thereby preventing the elastic waves from being difficult to pass through the support film 130 . In addition, the elastic wave may be smoothly propagated to the object, and the performance of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 may be improved.

한편, 상기 기지부(120)는 상기 압전소자(110)보다 낮은 탄성률을 나타낼 수 있다. 압전소자(110)에 전압을 인가하여 탄성파가 발생할 때, 손상을 감지하고자 하는 대상물과의 접촉면이 아닌, 상기 압전소자(110)와 접촉하고 있는 상기 기지부(120)를 통해 상기 탄성파가 전파될 수 있고, 상기 대상물에 손상정보를 측정하지 못할 수 있으며, 전파의 간섭이 발생할 수 있으므로, 인접한 주변의 다른 압전소자(110)에서 출력되는 전기 신호가 왜곡될 수 있고, 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 신뢰성이 감소할 수 있다.Meanwhile, the base part 120 may exhibit a lower elastic modulus than the piezoelectric element 110 . When an elastic wave is generated by applying a voltage to the piezoelectric element 110 , the elastic wave is propagated through the base unit 120 in contact with the piezoelectric element 110 , rather than the contact surface with the object to be damaged. In addition, since damage information may not be measured on the object, and radio wave interference may occur, electrical signals output from other piezoelectric elements 110 adjacent to each other may be distorted, and the piezoelectric composite damage detection sensor 100 ) may decrease the reliability of

이에, 상기 기지부(120)는 상기 압전소자(110)보다 낮은 탄성률을 나타내도록 제공될 수 있으며, 전술한 바와 같이 탄성파는 탄성률이 낮을수록 전파되기 어려워질 수 있으므로, 상기 압전소자(110)에서 발생한 탄성파는 낮은 탄성률을 나타내는 상기 기지부(120)에서는 전파되기 어려워지며, 다른 압전소자(110)에서 출력되는 전기신호가 왜곡되는 것을 최소화할 수 있으며, 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the base part 120 may be provided to exhibit a lower elastic modulus than that of the piezoelectric element 110, and as described above, the lower the elastic modulus, the more difficult it may be to propagate the elastic wave, so that in the piezoelectric element 110, The generated elastic wave is difficult to propagate in the base part 120 showing a low modulus of elasticity, and it is possible to minimize distortion of the electric signal output from the other piezoelectric element 110, and the reliability of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 is improved. can be improved

그러므로, 상기 기지부(120)의 탄성률은 상기 지지필름(130) 및 압전소자(110)의 탄성률에 의해 결정될 수 있고, 상기 지지필름(130)보다는 높은 탄성률을 나타내며, 상기 압전소자(110)보다는 낮은 탄성률을 나타내는 범위에서 결정될 수 있다.Therefore, the elastic modulus of the base part 120 may be determined by the elastic modulus of the support film 130 and the piezoelectric element 110 , and exhibit a higher elastic modulus than the support film 130 , and rather than the piezoelectric element 110 . It may be determined in a range showing a low modulus of elasticity.

이때, 본 발명의 지지필름(130)으로 쓰일 수 있는 물질의 바람직한 탄성률은 수GPa의 탄성률을 나타낼 수 있으며, 예를 들어, PI필름 등을 사용할 수 있고, 이에, 적합하게는 1 내지 5 GPa의 탄성률을 나타낼 수 있다.At this time, the preferable elastic modulus of the material that can be used as the support film 130 of the present invention may represent an elastic modulus of several GPa, for example, a PI film may be used, and thus, suitably 1 to 5 GPa. It can show the modulus of elasticity.

또한, 본 발명의 압전소자(110)의 탄성률은 바람직하게는 수 백GPa의 높은 탄성률일 수 있으며, 이러한 높은 탄성률에 의해, 상기 탄성파의 발생이 용이할 수 있으며, 손상을 감지하고자 하는 대상물로 상기 탄성파가 전달되기 수월할 수 있고, 이에, 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 신뢰성이 향상될 수 있다.In addition, the elastic modulus of the piezoelectric element 110 of the present invention may preferably be a high elastic modulus of several hundred GPa, and by such a high elastic modulus, the generation of the elastic wave may be facilitated, and it is a target for detecting damage. The elastic wave may be easily transmitted, and thus, the reliability of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 may be improved.

따라서, 상기 기지부(120)는 상기 지지필름(130) 및 압전소자(110)의 탄성률을 고려하여, 바람직하게는 10GPa 내지 50GPA 의 탄성률을 나타낼 수 있으며, 상기 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 내부구조를 지지하여 상기 압전 복합체 손상 감지 센서(100)가 기능하지 못할 정도로 변형되는 것을 방지할 수 있고, 상기 압전소자(110)에서 발생한 탄성파가 상기 기지부(120)를 통해 전달되는 것을 방지할 수 있으며, 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, in consideration of the elastic modulus of the support film 130 and the piezoelectric element 110 , the base part 120 may preferably exhibit an elastic modulus of 10 GPa to 50 GPA, and the piezoelectric composite damage detection sensor 100 . By supporting the internal structure, it is possible to prevent the piezoelectric composite damage detection sensor 100 from being deformed to the extent that it cannot function, and to prevent the elastic wave generated from the piezoelectric element 110 from being transmitted through the base unit 120 . and may improve the reliability of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서의 분해사시도이다.4 is an exploded perspective view of a piezoelectric composite damage detection sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서(100)는, 상기 기지부(120)는 이격된 복수의 관통홀(121);을 포함하고, 상기 복수의 압전소자(110)는 각각 상기 복수의 관통홀(121) 각각에 수용될 수 있다.Referring to FIG. 4 , in the piezoelectric composite damage detection sensor 100 according to an embodiment of the present invention, the base portion 120 includes a plurality of through-holes 121 spaced apart from each other, and the plurality of piezoelectric elements 110 ) may be accommodated in each of the plurality of through-holes 121, respectively.

상기 기지부(120)는 상기 압전소자(110)를 수용하기 위한 복수의 관통홀(121)을 구비할 수 있으며, 상기 관통홀(121)에 의해 상기 압전소자(110)의 상부면과 대향하는 하부면이 상기 기지부(120)에서 노출되도록 제공될 수 있다. 이에, 상기 기지부(120)에 의해 탄성파가 전파되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 기지부(120)를 통과하는 탄성파에 의해 신호의 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 압전 복합체 손상 감지 센서(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The base part 120 may have a plurality of through-holes 121 for accommodating the piezoelectric element 110 , and the top surface of the piezoelectric element 110 is opposed by the through-holes 121 . A lower surface may be provided to be exposed from the base part 120 . Accordingly, the propagation of the elastic wave by the base unit 120 can be prevented, and signal interference caused by the elastic wave passing through the base unit 120 can be prevented from occurring, and the piezoelectric composite damage detection sensor ( 100) can improve the reliability.

상기 지지필름(120)은 전극패턴(141)을 포함할 수 있다.The support film 120 may include an electrode pattern 141 .

이때, 상기 지지필름(130)의 일면에는 예를 들어, 금속성 물질이 프린팅되어 제공될 수 있는 전극패턴(141) 및 배선(142)이 형성될 수 있고, 상기 압전소자(110)와 외부 장치가 전기 신호를 주고받을 수 있다. 이러한 지지필름(130)의 상기 전극패턴(141) 및 배선(142)은 상기 압전소자(110)의 상부면 및 하부면에 각각 제공될 수 있으며, 각각 서로 대칭하는 형태로 형성되어, 압전 복합체 손상 감지 센서(100) 내부에 복수의 압전소자(110)가 배치되더라도 상기 압전소자(110)를 외부장치로 연결 시키기 위한 단자(143)까지의 전기적 연결을 편리하게 제공할 수 있다.At this time, an electrode pattern 141 and a wiring 142 that may be provided by printing a metallic material, for example, may be formed on one surface of the support film 130 , and the piezoelectric element 110 and an external device may be formed therein. It can send and receive electrical signals. The electrode pattern 141 and the wiring 142 of the support film 130 may be provided on the upper surface and the lower surface of the piezoelectric element 110, respectively, and are respectively formed in a symmetrical shape to damage the piezoelectric composite. Even if a plurality of piezoelectric elements 110 are disposed inside the detection sensor 100, an electrical connection to the terminal 143 for connecting the piezoelectric elements 110 to an external device can be conveniently provided.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a piezoelectric composite damage detection sensor according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서(100)는 상기 압전소자는 측면 일부가 돌출된 형태로 제공되는 돌출부(112);를 포함하고, 상기 돌출부(112)의 단부는 상기 관통홀(121)의 내벽 일부와 접할 수 있다.5, the piezoelectric composite damage detection sensor 100 according to an embodiment of the present invention includes a protrusion 112 in which the piezoelectric element is provided in a form in which a part of the side protrudes; The end may be in contact with a portion of the inner wall of the through hole 121 .

상기 압전소자(110)는 전압을 인가받아 탄성파를 발생시킬 수 있으며, 이러한 탄성파가 상기 압전소자(110)와 접촉되어있는 상기 기지부(120)를 통해 직접 주변의 다른 압전소자(110)로 전파되지 않도록, 상기 압전소자(110)에 돌출부(112)를 제공할 수 있으며, 상기 돌출부(112)의 단부에 의해서만 상기 기지부(120)와 압전소자(110)가 접촉할 수 있고, 상기 기지부(120)를 통해 상기 탄성파가 전달되는 것을 최소화할 수 있다.The piezoelectric element 110 may generate an elastic wave by being applied with a voltage, and this elastic wave propagates directly to another piezoelectric element 110 in the vicinity through the base unit 120 in contact with the piezoelectric element 110 . A protrusion 112 may be provided on the piezoelectric element 110 so that the piezoelectric element 110 is not in contact, and the base portion 120 and the piezoelectric element 110 may contact only by the end of the protrusion 112 , and the base portion Transmission of the acoustic wave through 120 may be minimized.

상기 복수의 압전소자(110)는 각각 일정한 간격으로 이격되어 제공될 수 있다. 상기 복수의 압전소자(110)는 각각이 액추에이터 및 센서로서 기능해야하므로 복수의 압전소자(110)들이 일정한 간격으로 이격됨으로써, 상기 액추에이터 및 센서로서의 기능이 상호 전환되더라도 액추에이터와 센서 사이는 동일한 거리를 유지할 수 있다. 이에, 상기 탄성파의 변화를 판단하기 위한 기준 데이터로서 동일한 거리 값을 사용할 수 있고, 대상물의 손상을 감지하기 위한 데이터 처리를 편리하게 제공할 수 있다.The plurality of piezoelectric elements 110 may be provided to be spaced apart from each other at regular intervals. Since the plurality of piezoelectric elements 110 each have to function as an actuator and a sensor, the plurality of piezoelectric elements 110 are spaced apart at regular intervals, so that even if the functions as the actuator and the sensor are switched, the same distance between the actuator and the sensor is can keep Accordingly, the same distance value can be used as reference data for determining the change in the elastic wave, and data processing for detecting damage to an object can be conveniently provided.

상기 기지부(120)는 일방향으로 연장된 스트립 형태이고, 상기 복수의 압전소자(110)가 상기 일방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 상기 기지부(120)의 형태는 손상 감지하고자 하는 대상물에 의해 적합한 형태로 제공될 수 있으나, 도 3의 (b)와 같이 스트립 형상의 기지부(120)는 폭이 좁고 길이 방향으로 연장된 형태의 대상물에 사용할 수 있다. 이러한 스트립형태의 기지부(120)로 이루어진 압전 복합체 손상 감지 센서(100)는 다양한 곡면에 부착되기 용이할 수 있고, 수평방향으로 복수개 사용할 수 있도록 제공되어, 손상을 감지하고자 하는 대상물이 규격에 맞지 않더라도 압전 복합체 손상 감지 센서(100)를 빈틈없이 부착할 수 있고, 손상을 감지하지 못하는 면적을 최소화할 수 있다.The base part 120 may have a strip shape extending in one direction, and the plurality of piezoelectric elements 110 may be arranged in a line along the one direction. The shape of the base part 120 may be provided in a suitable shape by the object to be damaged, but the strip-shaped base part 120 has a narrow width and extends in the longitudinal direction as shown in FIG. 3B. can be used for objects of The piezoelectric composite damage detection sensor 100 made of such a strip-shaped base part 120 can be easily attached to various curved surfaces and is provided so that a plurality of them can be used in the horizontal direction, so that the object to be damaged meets the standard. Even if it is not, the piezoelectric composite damage detection sensor 100 can be tightly attached, and the area in which damage cannot be detected can be minimized.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 장치를 나타낸 구성도이다.6 is a block diagram showing a non-destructive testing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 장치는 본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서를 사용할 수 있으며, 상기 압전 복합체 손상 감지 센서에 관한 상세한 내용은 전술한 내용과 동일하게 적용될 수 있으므로 이에, 생략한다. 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서(100); 상기 복수의 압전소자(110) 중 선택된 적어도 어느 하나의 압전소자(110)가 탄성파를 발생시키도록 전압을 인가하는 전원부(300); 발생된 상기 탄성파가 선택된 상기 압전소자(110)에 인접한 주변의 압전소자(110)에 도달하여 출력된 전기 신호를 측정하는 신호 측정부(400); 및 상기 복수의 압전소자(110)를 각각 상기 전원부(300) 또는 상기 신호 측정부(400)에 선택적으로 연결시키는 스위치부(500);를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the non-destructive testing apparatus according to another embodiment of the present invention may use the piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention, and the details of the piezoelectric composite damage detection sensor are the same as those described above. Therefore, it is omitted here. A piezoelectric composite damage detection sensor 100 according to an embodiment of the present invention; a power supply unit 300 for applying a voltage so that at least one selected piezoelectric element 110 among the plurality of piezoelectric elements 110 generates an elastic wave; a signal measuring unit 400 for measuring an electric signal output by the generated acoustic wave reaching the piezoelectric element 110 adjacent to the selected piezoelectric element 110; and a switch unit 500 selectively connecting the plurality of piezoelectric elements 110 to the power supply unit 300 or the signal measuring unit 400, respectively.

상기 신호 측정부(400)에서 측정된 데이터를 전달받으며, 상기 측정된 데이터가 손상을 의미하는 범위의 값을 나타낼 경우 손상이 존재하는 것으로 판단하는 손상 판단부(210);를 더 포함할 수 있다.A damage determination unit 210 that receives the data measured by the signal measurement unit 400 and determines that damage exists when the measured data represents a value in a range indicating damage; may further include .

압전소자(110)는 복수로 제공되며 기지부(120)에 의해 이격되어 수용될 수 있고, 상기 압전소자(110)와 상기 기지부(120) 각각의 상부면과 대향하는 하부면은 각각 지지필름(130)으로 지지되어, 상기 압전소자(110)가 외부로부터 절연될 수 있다. 상기 지지필름(130)은 손상을 감지하고자 하는 대상물의 표면에 부착될 수 있으며, 상기 압전소자(110)의 양단에는 전극(111)이 연결되고, 상기 전극(111)은 상기 지지필름(130)에 형성된 전극패턴(141))과 연결되고, 상기 전극패턴(141)은 전선(142)에 의해 단자(143)로 연결되어, 상기 단자(143)를 통해 상기 압전소자(110)는 외부 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 압전소자(110)는 상기 단자(143)에 연결된 외부 장치로부터 상기 전선(142)을 통해 전압을 인가받아 탄성파를 발생시킬 수 있다.The piezoelectric element 110 is provided in plurality and can be accommodated while being spaced apart by the base part 120 , and the piezoelectric element 110 and the lower surface opposite to the upper surface of each of the base part 120 are each a support film. Supported by 130, the piezoelectric element 110 may be insulated from the outside. The support film 130 may be attached to the surface of an object to be damaged, and electrodes 111 are connected to both ends of the piezoelectric element 110 , and the electrode 111 is the support film 130 . is connected to the electrode pattern 141) formed in), the electrode pattern 141 is connected to a terminal 143 by a wire 142, and the piezoelectric element 110 is connected to an external device through the terminal 143. can be electrically connected. In addition, the piezoelectric element 110 may generate an elastic wave by receiving a voltage from an external device connected to the terminal 143 through the electric wire 142 .

이에, 상기 탄성파는 상기 대상물과 상기 지지필름(130)의 접촉면을 따라 전파될 수 있고, 상기 탄성파의 발생 지점으로부터 인접한 주변의 다른 압전소자(110)는 상기 탄성파에 의해 전기 신호를 출력할 수 있다. 상기 전기 신호는 상기 전극패턴(141)을 통해 신호 측정부(400)에 전달될 수 있고, 상기 신호 측정부(400)에서 상기 전기 신호의 세기를 측정된 데이터를 손상 판단부(210) 및 손상 정보부(220)를 포함하는 제어부(200)로 전달할 수 있다. 상기 손상 판단부(210)는 상기 측정된 데이터를 기준값과 비교하여 상기 대상물의 손상 여부를 감지할 수 있으며, 상기 손상 정보부(220)는 상기 데이터를 분석하여 손상위치 손상크기 등을 파악할 수 있다. 또한, 상기 압전소자(110)는 스위치부(500)에 의해 상기 전원부(300) 또는 상기 신호 측정부(400)에 선택적으로 연결될 수 있다.Accordingly, the elastic wave may be propagated along a contact surface between the object and the support film 130 , and other piezoelectric elements 110 adjacent from the generating point of the elastic wave may output an electrical signal by the elastic wave. . The electric signal may be transmitted to the signal measuring unit 400 through the electrode pattern 141 , and the data measured by the signal measuring unit 400 measuring the strength of the electric signal is transmitted to the damage determining unit 210 and the damage. It can be transmitted to the control unit 200 including the information unit 220 . The damage determination unit 210 may detect whether the object is damaged by comparing the measured data with a reference value, and the damage information unit 220 may analyze the data to determine a damage location, damage size, and the like. In addition, the piezoelectric element 110 may be selectively connected to the power supply unit 300 or the signal measurement unit 400 by the switch unit 500 .

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 장치에서 시간에 따라 측정된 탄성파를 나타낸 그래프이다.7 is a graph illustrating seismic waves measured over time in a non-destructive testing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참고하면, 탄성파에 의한 손상 감지는, 손상이 없을 경우의 기준 데이터를 축적하고 손상이 발생하였을 경우 상기 기준 데이터와 비교하여 발생된 차이를 분석하는 방법 등이 있을 수 있다.Referring to FIG. 7 , there may be a method of accumulating reference data when there is no damage and analyzing a difference generated by comparing the reference data with the reference data when damage occurs.

이러한, 기준 데이터는 예를 들어, 탄성파가 도달하는데 걸린 시간일 수 있다. 이에, 상기 탄성파가 상기 손상을 거쳐 도달되는 시간을 측정하고, 측정하고자 하는 대상물에 손상이 있는 경우, 상기 기준데이터와 비교하여 상기 탄성파가 도달하는 시간이 증가한 것을 확인하는 방법으로 손상이 발생하였음을 감지할 수 있다.Such reference data may be, for example, a time taken for an elastic wave to arrive. Accordingly, by measuring the time that the elastic wave arrives through the damage, and if there is damage to the object to be measured, it is determined that the damage has occurred in a way that confirms that the arrival time of the elastic wave is increased compared with the reference data. can detect

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

이때, 액추에이팅된 압전소자(A)로부터 센싱하는 압전소자(S)까지의 거리는 이미 알고 있기 때문에, 액추에이팅된 압전소자(A)에서 발생한 신호가 센싱하는 압전소자(S)에 신호가 도달하는 시간을 측정하면 위의 수식과 같이 탄성파의 속도(Vg , Group Velocity)를 구할 수 있고, 이와 같이 구해진 상기 탄성파의 속도를 이용하여 손상까지의 거리(dd)를 계산할 수 있다.At this time, since the distance from the actuated piezoelectric element (A) to the sensing piezoelectric element (S) is already known, the signal generated by the actuated piezoelectric element (A) is sensed by the signal to the piezoelectric element (S). When the arrival time is measured, the velocity (V g , Group Velocity) of the elastic wave can be obtained as shown in the above equation, and the distance to damage (d d ) can be calculated using the velocity of the elastic wave thus obtained.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 장치의 손상 데이터 생성 방법을 나타낸 이미지이다.8 is an image illustrating a method of generating damage data of a non-destructive testing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참고하면, 액추에이팅된 압전소자(A)와 센싱하는 압전소자(S)를 두 초점으로 하는 타원 방정식을 구성할 수 있다.Referring to FIG. 8 , an elliptic equation may be constructed with the actuated piezoelectric element A and the sensing piezoelectric element S as two focal points.

Figure pat00003
Figure pat00003

이러한 액추에이팅된 압전소자(A)와 센싱하는 압전소자(S)로 이루어진 최소3개의 실험 데이터를 측정하면 3개의 타원 방정식을 구할 수 있고, 타원의 중첩된 중심점으로 손상 위치를 추정할 수 있다. By measuring at least three experimental data consisting of the actuated piezoelectric element (A) and the sensing piezoelectric element (S), three elliptic equations can be obtained, and the damage location can be estimated with the overlapping center point of the ellipse. .

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 방법을 나타낸 개념도이다.9 is a conceptual diagram illustrating a non-destructive testing method according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 방법은 상기 복수의 압전소자 중 적어도 어느 하나의 압전소자를 선택하는 과정; 선택된 상기 압전소자에 전압을 인가하여 탄성파를 발생시키는 과정; 및 선택된 상기 압전소자에 인접한 압전소자에서 상기 탄성파에 의해 출력된 전기신호를 측정하는 과정;을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , a non-destructive testing method according to another embodiment of the present invention includes the steps of selecting at least one piezoelectric element from among the plurality of piezoelectric elements; generating an acoustic wave by applying a voltage to the selected piezoelectric element; and measuring an electrical signal output by the acoustic wave from a piezoelectric element adjacent to the selected piezoelectric element.

선택된 상기 압전소자와 상이한 위치의 압전소자 중 적어도 어느 하나의 압전소자를 다시 선택하는 과정;을 더 포함하고, 상기 탄성파를 발생시키는 과정, 및 상기 전기 신호를 측정하는 과정을 반복할 수 있다.The method may further include a process of re-selecting at least one piezoelectric element from among the selected piezoelectric elements at a different position from the selected piezoelectric element, and the process of generating the acoustic wave and measuring the electrical signal may be repeated.

본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서(100)에 포함되는 복수의 압전소자(110)는 각각 탄성파를 발생시키는 액추에이팅과 상기 탄성파에 의해 전기 신호를 출력하는 센싱의 두 가지 기능을 수행할 수 있도록 제공될 수 있고, 상기 복수의 압전소자(110)를 순차적으로 액추에이팅 및 센싱하도록 제공함으로써, 넓은 면적의 대상물에 발생한 손상의 구체적인 위치를 감지할 수 있다.The plurality of piezoelectric elements 110 included in the piezoelectric composite damage detection sensor 100 according to an embodiment of the present invention have two functions: actuating to generate an elastic wave, respectively, and sensing to output an electrical signal by the elastic wave. It may be provided to perform, and by providing to sequentially actuate and sense the plurality of piezoelectric elements 110 , it is possible to detect a specific location of damage occurring on a large-area object.

이에, 가장 선단의 압전소자(110)에 전압을 인가하여 탄성파를 발생시킬 수 있고, 상기 탄성파는 감지하고자 하는 대상물을 통해 주변에 인접한 다른 압전소자(110)에 도달하여 상기 다른 압전소자(110)는 전기 신호를 출력시킬 수 있고, 상기 전기 신호를 측정하여 상기 대상물의 손상을 감지할 수 있다.Accordingly, an elastic wave may be generated by applying a voltage to the most distal piezoelectric element 110, and the elastic wave reaches another piezoelectric element 110 adjacent to the periphery through an object to be sensed, and the other piezoelectric element 110) may output an electrical signal, and may detect damage to the object by measuring the electrical signal.

또한, 상기 전압을 해제하고, 상기 전압이 해제된 압전소자(110)로부터 인접한 다른 압전소자(110)에 전압을 인가함으로써 순차적으로 액추에이팅하는 압전소자(A)의 위치를 변경할 수 있고, 대상물에 발생한 손상의 구체적인 위치를 감지할 수 있다.In addition, the position of the piezoelectric element A that is sequentially actuated by releasing the voltage and applying a voltage from the voltage released piezoelectric element 110 to another adjacent piezoelectric element 110 can be changed, and the target object It is possible to detect the specific location of the damage in the

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 방법을 나타낸 개념도이다.10 is a conceptual diagram illustrating a non-destructive testing method according to another embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비파괴 검사 방법은, 서로 평행하도록 복수개의 상기 압전 복합체 손상 감지 센서(100)를 배치하는 과정; 복수의 압전소자(110) 중 적어도 어느 하나를 선택하는 과정; 선택된 상기 압전소자(110)에 전압을 인가하여 탄성파를 발생시키는 과정; 및 선택된 상기 압전소자(110)를 포함하는 압전 복합체 손상 감지 센서(100) 및 그에 이웃한 압전 복합체 손상 감지 센서(100)에 구비되는 복수의 압전소자(110) 중, 상기 선택된 압전소자(110)와 인접한 압전소자(110)에서 상기 탄성파에 의해 출력된 전기 신호를 측정하는 과정;을 포함할 수 있다.Referring to Figure 10, the non-destructive inspection method according to another embodiment of the present invention, the process of disposing a plurality of the piezoelectric composite damage detection sensor 100 so as to be parallel to each other; selecting at least one of the plurality of piezoelectric elements 110; generating an elastic wave by applying a voltage to the selected piezoelectric element 110 ; And the selected piezoelectric element 110 among the plurality of piezoelectric elements 110 provided in the piezoelectric composite damage detection sensor 100 and the piezoelectric composite damage detection sensor 100 adjacent thereto, including the selected piezoelectric element 110 ) and measuring the electrical signal output by the acoustic wave from the piezoelectric element 110 adjacent to the .

본 발명의 실시예에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서(100)는 스트립 형태일 수 있으며, 상기 스트립 형태의 압전 복합체 손상 감지 센서(100)를 수평방향으로 복수개 사용할 수 있도록 제공될 수 있다.The piezoelectric composite damage detection sensor 100 according to an embodiment of the present invention may be in the form of a strip, and a plurality of the piezoelectric composite damage detection sensors 100 in the strip shape may be used in a horizontal direction.

상기 스트립 형태의 압전 복합체 손상 감지 센서(100)는 하나의 압전 복합체 손상 감지 센서(100)에 포함된 압전소자(110)로부터 발생한 탄성파를 이웃한 다른 압전 복합체 손상 감지 센서(100)에 구비된 압전소자(110)에서 감지할 수 있으며, 예를 들어, 상기 복수개의 스트립 형태의 압전 복합체 손상 감지 센서(100) 사이의 거리를 측정하여 기준 데이터를 입력하는 등으로 복수개의 스트립 형태의 압전 복합체 손상 감지 센서(100)를 사용하여 대상물의 손상을 감지할 수 있다.The piezoelectric composite damage detection sensor 100 in the form of a strip generates an acoustic wave generated from the piezoelectric element 110 included in one piezoelectric composite damage detection sensor 100, and the piezoelectric composite damage detection sensor 100 provided in another adjacent piezoelectric composite damage detection sensor 100 . It can be detected by the device 110, for example, by measuring the distance between the plurality of strip-shaped piezoelectric composite damage detection sensors 100 and inputting reference data, etc., detecting damage to the plurality of strip-shaped piezoelectric composites. Damage to the object may be detected using the sensor 100 .

이에, 손상을 감지하고자 하는 대상물이 규격에 맞지 않더라도 상기 압전 복합체 손상 감지 센서(100)를 빈틈없이 부착할 수 있고, 손상을 감지하지 못하는 면적을 최소화할 수 있다.Accordingly, even if an object to detect damage does not conform to the standard, the piezoelectric composite damage detection sensor 100 can be tightly attached, and the area in which damage cannot be detected can be minimized.

본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서는 복수의 압전소자를 이격되도록 수용하는 기지부를 제공하여 압전 복합체를 형성함으로써, 압전 세라믹스의 취성이 보완된 손상 감지 센서를 제공할 수 있으며, 각 압전소자 사이의 거리는 기지부에의해 이격된 상태로 유지되므로, 손상 감지를 위한 별도의 거리측정 절차가 불필요할 수 있고, 편리한 손상 감지를 제공할 수 있다.The piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention provides a base for accommodating a plurality of piezoelectric elements to be spaced apart to form a piezoelectric composite, thereby providing a damage detection sensor supplemented by the brittleness of piezoelectric ceramics, and between each piezoelectric element Since the distance is kept separated by the base, a separate distance measurement procedure for damage detection may be unnecessary, and convenient damage detection may be provided.

이때, 기지부의 탄성률은 압전소자보다 낮게 함으로써, 탄성파를 이용한 대상물의 손상 감지 시 압전소자와 맞닿아 있는 지지부를 통해 탄성파가 주변의 다른 압전소자로 직접 전파되는 것을 방지할 수 있고, 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.At this time, by setting the elastic modulus of the base to be lower than that of the piezoelectric element, it is possible to prevent the elastic wave from directly propagating to other piezoelectric elements in the vicinity through the support part in contact with the piezoelectric element when the damage to the object is detected using the elastic wave, and the reliability of the sensor can improve

또한, 본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서는 유연할 수 있도록 제공됨으로써, 곡면의 대상물 표면에도 부착될 수 있으며, 다양한 형상의 대상물에서 손상을 감지할 수 있다.In addition, the piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention is provided to be flexible, so that it can be attached to the surface of a curved object, and can detect damage in objects of various shapes.

한편, 본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서를 이용한 비파괴 검사 장치는, 각각의 압전소자가 탄성파를 발생시키는 액추에이팅 또는 탄성파에 의해 전기 신호를 출력하는 센싱 중 선택적으로 기능을 변경할 수 있고, 하나의 압전소자가 액추에이터 및 센서로서 기능할 수 있으므로, 복잡한 설계를 축소시킬 수 있고, 장치를 경량화할 수 있다.On the other hand, the non-destructive testing apparatus using the piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention can selectively change the function of each piezoelectric element by actuating to generate an elastic wave or sensing to output an electrical signal by an elastic wave, Since the piezoelectric element of can function as an actuator and a sensor, a complex design can be reduced, and the device can be lightened.

그리고, 본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서를 이용한 비파괴 검사 방법은 복수의 압전소자에서 액추에이팅 및 센싱 상태를 순차적으로 교번함으로써, 넓은 면적의 대상물의 손상감지 시에도 손상 발생 여부와 손상이 발생한 위치를 편리하게 확인할 수 있다.In addition, the non-destructive inspection method using the piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention sequentially alternates the actuating and sensing states in a plurality of piezoelectric elements, thereby determining whether damage occurs and whether damage occurs even when damage to a large-area object is detected. You can check the location conveniently.

또한, 본 발명에 따른 압전 복합체 손상 감지 센서를 이용한 비파괴 검사 방법은 복수개로 사용할 수 있는 압전 복합체 손상 감지 센서를 스트립 형상으로 제공함으로써, 압전 복합체 손상 감지 센서와 규격이 맞지 않는 대상물에서도 손상 감지가 제공되지 못하는 영역을 최소화할 수 있으므로, 편리한 손상 감지 방법을 제공할 수 있다.In addition, the non-destructive inspection method using the piezoelectric composite damage detection sensor according to the present invention provides a plurality of piezoelectric composite damage detection sensors in the form of a strip, so that damage detection is provided even in objects that do not meet the specifications of the piezoelectric composite damage detection sensor Since it is possible to minimize the area that cannot be reached, it is possible to provide a convenient damage detection method.

상기 설명에서 사용한 “~ 상에”라는 의미는 직접 접촉하는 경우와 직접 접촉하지는 않지만 상부 또는 하부에 대향하여 위치하는 경우를 포함하고, 상부면 또는 하부면 전체에 대향하여 위치하는 것뿐만 아니라 부분적으로 대향하여 위치하는 것도 가능하며, 위치상 떨어져 대향하거나 상부면 또는 하부면에 직접 접촉한다는 의미로 사용하였다.The meaning of “on” used in the above description includes cases in direct contact and cases in which direct contact is not made, but is located opposite to the upper or lower surface, and partially as well as located opposite to the entire upper surface or lower surface. It is also possible to be positioned to face each other, and it is used to mean that they face away from each other or directly contact the upper surface or the lower surface.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and common knowledge in the field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims It will be understood by those having the above that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

100 : 압전 복합체 손상 감지 센서 110 : 압전소자
111 : 전극 112 : 돌출부
120 : 기지부 121 : 관통홀
130 : 지지필름 141 : 전극패턴
142 : 전선 143 : 단자
200 : 제어부 210 : 손상 판단부
220 : 손상 정보부 300 : 전원부
400 : 신호 측정부 500 : 스위치부
A : 액추에이팅된 압전소자 S : 센싱하는 압전소자100: piezoelectric composite damage detection sensor 110: piezoelectric element
111: electrode 112: protrusion
120: base 121: through hole
130: support film 141: electrode pattern
142: wire 143: terminal
200: control unit 210: damage determination unit
220: damage information unit 300: power unit
400: signal measuring unit 500: switch unit
A: Actuated piezoelectric element S: Sensing piezoelectric element

Claims (16)

복수의 압전소자;
상기 복수의 압전소자 각각을 이격되도록 수용하는 기지부; 및
상기 기지부와 상기 복수의 압전소자를 지지하는 지지필름;을 포함하는 압전 복합체 손상 감지 센서.a plurality of piezoelectric elements;
a base for accommodating each of the plurality of piezoelectric elements to be spaced apart; and
A piezoelectric composite damage detection sensor comprising a; a support film for supporting the base portion and the plurality of piezoelectric elements. 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 압전소자는 각각 펠렛 형상으로 제공되며, 상기 기지부는 판상인 압전 복합체 손상 감지 센서.The method according to claim 1,
The plurality of piezoelectric elements are each provided in a pellet shape, and the base portion is a plate-shaped piezoelectric composite damage detection sensor. 청구항 1에 있어서,
상기 기지부의 두께는 상기 복수의 압전소자 평균 두께의 90% 내지 110%인 압전 복합체 손상 감지 센서.The method according to claim 1,
The thickness of the base portion is a piezoelectric composite damage detection sensor that is 90% to 110% of the average thickness of the plurality of piezoelectric elements. 청구항 1에 있어서,
상기 압전소자는 세라믹 물질로 이루어진 압전 세라믹스를 포함하는 압전 복합체 손상 감지 센서.The method according to claim 1,
The piezoelectric element is a piezoelectric composite damage detection sensor including a piezoelectric ceramic made of a ceramic material. 청구항 1에 있어서,
상기 기지부는 유연한 압전 복합체 손상 감지 센서.The method according to claim 1,
The base is a flexible piezoelectric composite damage detection sensor. 청구항 1에 있어서,
상기 기지부는 상기 지지필름보다 높은 탄성률을 나타내는 압전 복합체 손상 감지 센서.The method according to claim 1,
The base portion is a piezoelectric composite damage detection sensor exhibiting a higher elastic modulus than the support film. 청구항 1에 있어서,
상기 기지부는 상기 압전소자보다 낮은 탄성률을 나타내는 압전 복합체 손상 감지 센서.The method according to claim 1,
The base portion is a piezoelectric composite damage detection sensor exhibiting a lower elastic modulus than the piezoelectric element. 청구항 1에 있어서,
상기 기지부는 이격된 복수의 관통홀;을 포함하고,
상기 복수의 압전소자는 각각 상기 복수의 관통홀 각각에 수용되는 압전 복합체 손상 감지 센서.The method according to claim 1,
The base portion includes a plurality of spaced apart through-holes;
The plurality of piezoelectric elements are each received in each of the plurality of through-holes piezoelectric composite damage detection sensor. 청구항 8에 있어서,
상기 압전소자는 측면 일부가 돌출된 형태로 제공되는 돌출부;를 포함하고,
상기 돌출부의 단부는 상기 관통홀의 내벽 일부와 접하는 압전 복합체 손상 감지 센서.9. The method of claim 8,
The piezoelectric element includes a protrusion provided in a form in which a part of the side protrudes,
The end of the protrusion is a piezoelectric composite damage detection sensor in contact with a portion of the inner wall of the through hole. 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 압전소자는 각각 일정한 간격으로 이격되어 제공되는 압전 복합체 손상 감지 센서.The method according to claim 1,
The plurality of piezoelectric elements are each provided spaced apart from each other at regular intervals, a piezoelectric composite damage detection sensor. 청구항 1에 있어서,
상기 기지부는 일방향으로 연장된 스트립 형태이고,
상기 복수의 압전소자가 상기 일방향을 따라 일렬로 배치되는 압전 복합체 손상 감지 센서.The method according to claim 1,
The base portion is in the form of a strip extending in one direction,
A piezoelectric composite damage detection sensor in which the plurality of piezoelectric elements are arranged in a line along the one direction. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 압전 복합체 손상 감지 센서;
상기 복수의 압전소자 중 선택된 적어도 어느 하나의 압전소자가 탄성파를 발생시키도록 전압을 인가하는 전원부;
발생된 상기 탄성파가 선택된 상기 압전소자에 인접한 주변의 압전소자에 도달하여 출력된 전기 신호를 측정하는 신호 측정부; 및
상기 복수의 압전소자를 각각 상기 전원부 또는 상기 신호 측정부에 선택적으로 연결시키는 스위치부;를 포함하는 비파괴 검사 장치.The piezoelectric composite damage detection sensor of any one of claims 1 to 11;
a power supply unit for applying a voltage so that at least one selected piezoelectric element among the plurality of piezoelectric elements generates an elastic wave;
a signal measuring unit for measuring an electric signal output by the generated acoustic wave reaching a piezoelectric element adjacent to the selected piezoelectric element; and
and a switch unit selectively connecting the plurality of piezoelectric elements to the power supply unit or the signal measuring unit, respectively. 청구항 12에 있어서,
상기 신호 측정부에서 측정된 데이터를 전달받으며, 상기 측정된 데이터를 기준 데이터와 비교하여 미리 설정된 범위를 벗어날 경우 손상이 존재하는 것으로 판단하는 손상 판단부;를 더 포함하는 비파괴 검사 장치. 13. The method of claim 12,
and a damage determination unit receiving the data measured by the signal measuring unit, comparing the measured data with reference data, and determining that damage is present when out of a preset range. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항의 압전 복합체 손상 감지 센서를 사용하는 비파괴 검사 방법에 있어서,
상기 복수의 압전소자 중 적어도 어느 하나의 압전소자를 선택하는 과정;
선택된 상기 압전소자에 전압을 인가하여 탄성파를 발생시키는 과정; 및
선택된 상기 압전소자에 인접한 압전소자에서 상기 탄성파에 의해 출력된 전기신호를 측정하는 과정;을 포함하는 비파괴 검사 방법.In the non-destructive inspection method using the piezoelectric composite damage detection sensor of any one of claims 1 to 11,
selecting at least one piezoelectric element from among the plurality of piezoelectric elements;
generating an acoustic wave by applying a voltage to the selected piezoelectric element; and
and measuring an electrical signal output by the acoustic wave from a piezoelectric element adjacent to the selected piezoelectric element. 청구항 14에 있어서,
선택된 상기 압전소자와 상이한 위치의 압전소자 중 적어도 어느 하나의 압전소자를 다시 선택하는 과정;을 더 포함하고,
상기 탄성파를 발생시키는 과정, 및 상기 전기 신호를 측정하는 과정을 반복하는 비파괴 검사 방법.15. The method of claim 14,
The method further includes; again selecting at least one piezoelectric element from among the selected piezoelectric elements in a position different from that of the selected piezoelectric element;
A non-destructive testing method comprising repeating the process of generating the acoustic wave and measuring the electrical signal. 청구항 11의 압전 복합체 손상 감지 센서를 사용하는 비파괴 검사 방법에 있어서,
서로 평행하도록 복수개의 상기 압전 복합체 손상 감지 센서를 배치하는 과정;
복수의 압전소자 중 적어도 어느 하나를 선택하는 과정;
선택된 상기 압전소자에 전압을 인가하여 탄성파를 발생시키는 과정; 및
선택된 상기 압전소자를 포함하는 압전 복합체 손상 감지 센서 및 그에 이웃한 압전 복합체 손상 감지 센서에 구비되는 복수의 압전소자 중, 상기 선택된 압전소자와 인접한 압전소자에서 상기 탄성파에 의해 출력된 전기 신호를 측정하는 과정;을 포함하는 비파괴 검사 방법.In the non-destructive inspection method using the piezoelectric composite damage detection sensor of claim 11,
disposing a plurality of the piezoelectric composite damage detection sensors so as to be parallel to each other;
selecting at least one of the plurality of piezoelectric elements;
generating an acoustic wave by applying a voltage to the selected piezoelectric element; and
Measuring an electrical signal output by the elastic wave from a piezoelectric element adjacent to the selected piezoelectric element among a plurality of piezoelectric elements provided in a piezoelectric composite damage detection sensor including the selected piezoelectric element and a piezoelectric composite damage detection sensor adjacent thereto A non-destructive testing method comprising a process;
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