스마트 기술연구소
Smart
R&D
Abnormal Behavior Detecting System for BridgesStructural Health Monitoring System using Scalable Carbon Nanotube Sensors
가변형 탄소나노튜브 패치 센서를 이용한 교량 구조물 이상 거동 감지 시스템 개발
일반적으로 구조물의 특정 위치에 부착한 센서를 통해 계측된 국소 거동을 바탕으로 구조물의 전체 거동 또는 국부적인 이상을 예측하는 기존의 계측 방법은
이상 발생 감지 누락과 같은 한계가 나타날 수 있습니다. 이를 극복하기 위해 구조물의 부재 연결부(용접부)나 큰 휨 모멘트 또는 반복하중에 의해 피로균열이
예상되는 주요 위치 등의 표면에 각각의 용도에 맞게 크기 조절이 자유로운 탄소나노튜브 패치 센서를 부착하고, 이를 IoT 기반 이상 거동 모니터링 시스템과
연계하여 실시간으로 구조물에서 발생하는 이상 거동을 감지할 수 있도록 함으로써, 구조물의 피로나 노후화, 자연재해 및 진동 등으로 인해 발생할 수 있는
문제를 조기 발견 및 대응할 수 있도록 할 수 있습니다.
개요
교량에서 발생하는 이상 거동을 감지하기 위한 용도로 목적 및 위치에 따라 맞춤형으로 크기 조절이 가능한 탄소나노튜브 복합소재 패치형 센서와 이와 연계한 IoT 기반의 계측 및 모니터링 시스템입니다.
가변형 탄소나노튜브 패치 센서는 교량의 주요 거동 부위나 부재 연결 부위, 조인트, 용접 부위 등 다양한 위치에 적용할 수 있고, 목적에 맞는 형태와 크기로 표면 부착 형식으로 설치될 수 있어
그 활용 범위가 넓으며, 재료의 특성으로 인해 기존 스트레인 게이지보다 넓은 범위의 거동을 측정할 수 있는 특징이 있어 교량, 철도, 터널 등의 사회기반시설 뿐 만 아니라 건축구조물, 기계 장치,
풍력발전 등 다양한 분야에 응용되어 사용될 수 있습니다.
기대효과
기존 센서의 국소 영역 거동만을 계측하는 한계를 벗어나 필요에 따라 넓은 면적의 영역에 대한 거동 변화를 모니터링하며 이상 거동을 감지할 수 있는 가변형 탄소나노튜브 패치 센서의 특성을 이용하여
다양한 형태와 목적의 계측이 가능할 것이며, 구조물의 이상거동 발생을 조기에 감지하여 구조물의 안전성을 확보할 수 있는 구조물 건전성 모니터링 기술을 향상 시킬 수 있을 뿐 만 아니라 구조물의
적절한 유지보수 및 수명주기를 파악하고 구조물의 피로도를 파악할 수 있어 안전성 확보와 함께 인명·재산상의 피해를 줄일 수 있는 역할을 할 수 있을 것입니다.
연구수행사례