본 연구에서는 광섬유를 이용한 탄소섬유복합재료(CFRP) 긴장재 개발을 목표로 다양한 성능실험을 수행하였다. 광섬 유 센서를 활용한 탄소섬유 긴장재의 계측성능은 부착된 변형률 게이지의 계측 값과 비교한 결과, 3.7% 이내로 동일한 계측을 하는 것으로 나타났고, 탄소섬유 긴장재 파단까지 계측이 가능하기 때문에, 센싱용 긴장재로 활용이 가능함을 확인하였다. 현장 적용을 위한 장기성능 실험결과, 릴렉세이션의 경우 저릴렉세이션 강연선 기준 값인 2.5%를 만족하였고 피로시험의 경우 도로 교설계기준을 준용하여 200만회 이후 인장성능의 변화가 없는 것을 확인되어, 탄소섬유 긴장재 뿐만 아니라 정착구도 장기성능 을 확보한 것으로 판단된다

중·저층 구조물의 구조물 건전도 모니터링을 위해 아두이노 기반 가속도 센서를 적용하기 앞서 아두이노 기반의 저가형 가속도 센서의 진동 계측 성능을 확인하고, 그 한계를 명확히 하고자 한다. 가진 장치에 상용 가속도 센서와 저가형 가속도 센서를 설치 하고 다양한 Case의 Sin파를 가진하여 그 응답을 계측하였다. 응답 결과는 상용 가속도 센서를 기준으로 저가형 센서의 계측 정확성을 비교하였다. 가진 진동수 추정에 있어서 대부분의 Case에서 유사한 결과를 나타내었으나 Magnitude 추정 결과에 있어서 가진 진폭이 낮은 1Hz/100mm이하의 경우 Magnitude 추정값이 부정확하게 나타났다. 이후 모든 Case에서는 저가형 가속도 센서와 상용 가속도 센서의 Magnitude 추정 결과가 유사하게 나타났다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 아두이노 기반 저가형 가속도센서는 대체적으로 동적 계측의 유효성이 있다고 판단된다.

국내 고도성장기 이후 본격 건설되기 시작한 사회 기반 시설물은 노후화가 빠르게 진행되고 있다. 특히 사고 발생 시 대량 인명 피해로 직결될 수 있는 교량, 터널 등의 대형 구조물에 대한 안전성 평가가 필요하다. 하지만 기존의 유선 센서 기반의 Structural Health Monitoring(SHM)을 개선한 무선 스마트 센서 네트워크는 짧은 신호 도달거리로 인해 경제적이고 효율적인 시스템 구축이 힘들다. 따라서 LoRa LPWAN 시스템은 사물인터넷의 확산과 더불어 저전력 장거리 통신이 각광을 받고 있으며, 이를 구조 건전성 모니터링에 응용함으로써 경제적이면서도 효율적인 모니터링 시스템 구축이 가능하다. 본 연구에서는 LoRa LPWAN 기반의 무선 계측센서 기술 동향을 조사하였으며, LoRa LPWAN 기반의 무선 계측센서 설치 및 유지관리 방안을 제안한다.

본 연구는 헤테로코어 광파이버 센서를 활용하여 콘크리트 내부에서 발생되는 변형률의 측정을 통해 콘크리트의 프리스트레스를 직접 평가할 수 있는 새로운 매립형 센서모듈 개발을 최종 목표로 하고 있다. 이를 위하여 노출형 센서모듈을 이용한 성능발현 실험결과는 가력속도 0.12, 1.80mm/min일 때 52.1, 2.6sec로 최대 약 19배의 계측 지연현상이 발생하였다. 계측 지연현상은 구조물의 실시간 변화 상태를 계측하지 못하는 경우로 실시간 계측이 가능한 센서모듈의 개발을 위해서 추가실험이 필요한 것으로 판단하였다. 계측 지연현상 원인규명 실험은 3가지의 실험을 계획하였으며, 실험결과는 마찰저항에 의한 계측 지연이 지배적으로 확인되었다. 마찰이 제거된 장치를 이용한 센서모듈의 실험결과에서는 계측 지연현상이 나타나지 않은 것으로 확인되었다.

Recently, measuring instruments for SHM of structures has been developed. In general, the wireless transmission of sensor signals, compared to its wired counterpart, is preferable due to the absence of triboelectric noise and elimination of the requirement of a cumbersome cable. However, the low-cost wireless MEMS sensor has high noise density and transmits the signal wirelessly, so data transmission delay occurs during measurement. Therefore, the footbridges that was previously measured by a mobile phone in 2014 was remeasured using G-Link-200, iPad and iPhone to compare their performance.

Recently, measuring instruments for SHM of structures has been developed. In general, the wireless transmission of sensor signals, compared to its wired counterpart, is preferable due to the absence of triboelectric noise and elimination of the requirement of a cumbersome cable. However, in extreme environments, the sensor may be less sensitive to temperature changes and to the distance between the sensor and data logger. This may compromise on the performance of the sensor and instrumentation. Therefore, in this paper, free vibration experiments were conducted using wireless MEMS sensors at an actual site. Measurement was assessed in time and frequency domain by changing the temperature variation at(- 8℃, - 12℃ and - 16℃) and the communication distance (20m, 40m, 60m, 80m).

Recently, measuring instruments for SHM of structures had being developed. In general, the wireless transmission of sensor signals, compared to its wired counterpart, is preferable due to its absence of triboelectric noise and elimination of the requirement for cumbersome cable. However, the research on the tall buildings with relatively small vibration levels is insufficient. Therefore, in this paper, we used the wireless MEMS sensor and iPad to compare and analyze the vibration measurements of three tall buildings and two towers.

Recently, measuring instruments for SHM of structures had being developed. In general, the wireless transmission of sensor signals, compared to its wired counterpart, is preferable due to its absence of triboelectric noise and elimination of the requirement for cumbersome cable. Preliminary studies on the continuous vibration measurement of high-rise buildings using MEMS sensors have been carried out. However, the research on the low-rise buildings with relatively small vibration levels is insufficient. Therefore, in this paper, we used the wireless MEMS sensor to compare and analyze the vibration measurements of three low-rise buildings.

With increasing number construction of high-rise building which has about 40 to 60 floors there have been many kinds of problem which related with usage from vibration. To predict response acceleration, it is important to assess correct natural frequency. However, due to the noise of MEMS sensor, it is difficult to measure dynamic characteristic such as natural frequency when measuring ambient vibration using MEMS sensor within cell phone. Therefore, a comparative analysis on vibration measuring applications was performed after measuring ambient vibration of 2 skyscrappers which have height between 133.5~244.3m that are located in Seoul and Observation tower using I-jishin APP with noise reduction function of MEMS sensor in order to verify the effectiveness of low noise type vibration measurement APP.

프리스트레스(PS) 긴장재의 긴장력 관리는 거더 성능관리에 있어 매우 중요한 항목이나 현재는 시공시 설계 긴장력의 도입 여부만을 검증한 후 공용시에는 그 관리가 이루어지지 않는 실정이다. 이에 본 연구에서는 PSC 거더의 제작단계에서부터 공용시까지 생애주기 동안의 긴장력 관리가 가능한 PSC 거더를 제안하기 위한 기초 연구로서, 현재의 기술수준으로 사용 가능한 센서들을 이용하여 PS 긴장력을 측정하는 실험 연구를 수행하였다. 소규모 거더를 제작하여 4종류의 센서를 설치하였고, 긴장력을 도입하면서 각 센서들의 적용성과 정확성을 평가하였다. 실험결과에 따르면, 중공로드셀은 편심하중이 작용하는 경우 기준값보다 하중을 높게 평가하는 경향이 있었다. EM 센서는 실용이 가능한 정확도를 보여주었으며, 콘크리트 내부의 긴장재를 따라 어느 위치에서도 설치할 수 있다.

본 논문에서는 PSC 거더 내부 긴장재의 Prestress 변화를 계측하고, 그 손실을 관리하기 위하여 PSC 거더 내부에 매립이 가능한 매립형 EM 센서를 연구 및 제작하였다. 현재까지의 PSC 내부 긴장재의 긴장력 손실관리는 시공 시 설계 긴장력 도입 여부 검증에 머물러 있으며, 시공 후에는 관리가 제대로 이루어지고 있지 않다. 이에 본 논문에서는 강자성체에 자기장이 작용하면 비투자율인 강자성체 고유의 특성이 변화한다는 탄성-자기 이론을 기초로, PSC 거더의 정착구와 쉬스관 외관의 특성을 반영하여 PSC 거더 내부에 매립이 가능한 매립형 EM 센서를 설계하여 제작하였다. 제작 후에는 그 성능을 검증하기 위하여 소형 PSC 거더 모형에 제작된 매립형 EM 센서를 설치한 후 콘크리트를 타설하였다. 양생이 종료된 후 7가닥의 PS 텐던을 삽입한 후 텐던에 200, 710, 1070, 1300kN의 긴장력을 도입하면서 매립형 EM센서를 통해 비투자율의 변화를 계측하였다. 계측 결과 도입한 긴장력이 커질수록 PS 텐던의 비투자율이 낮아지는 변화가 있음을 확인하였으며, 도입 긴장력에 따른 투자율이 도입 긴장력을 충분히 추정할 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 제안한 매립형 EM 센서는 PSC교량 내부로 매립이 가능함을 확인하였으며 매립형 EM 센서를 통한 비투자율 변화 계측을 통하여 PS 텐던의 긴장력 변화를 추정할 수 있음을 확인하였다.

본 연구는 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 텐서그리티 구조물의 실시간 모니터링 결과를 보고한다. 기존의 간접적인 계측방식에서 탈피하여 케이블에 직접적으로 센서를 부착하여 케이블의 변형율을 측정하였다. 우선, 텐서그리티 구조모형을 시험체를 제작하고, 시험체에 광섬유 브래그 격자 센서를 부착하여 외력을 가하였다. 그 결과 하중의 증가에 따라 광섬유 브래그 격자센서는 케이블의 변형을 정밀히 측정할 수 있었으며, 계측의 안정성 측면에서 탁월함을 알 수 있었다. 또한 텐서그리티 구조물과 같이 케이블로 구성된 구조물의 변형측정 및 상시모니터링에는 광섬유 브래그 격자 센서가 유용함을 확인하였다.

차량의 동적하중이 도로상에 작용하는 위치를 계측하기 위한 원더링 계측용 사선센서의 적정 설치각도를 제안하였다. 이를 위해서 테이프스위치 센서를 이용하여 원더링 계측용 장비를 개발하였고, 개발된 장비와 실험차량을 이용하여 평가용 자료를 수집하였다. 수집자료 분석 결과, 사선센서의 설치각도가 커질수록 원더링 수집자료의 오차가 감소하였고, 이러한 오차의 감소는 통계적으로도 의미가 있는 것으로 분석되었다. 그러나 사선센서를 30˚ 이상으로 설치할 경우, 탠덤축의 제원상의 이유로 인해 오류자료가 수집되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 국내 차량제원 등을 종합하여 원더링 계측용 사선센서의 적정 설치각도를 20˚~25˚로 제안하였다.

We have studied the optimum location of the sensor to evaluate the condition of the structure by performing the structural analysis on the landing pier. It is judged that it is appropriate to place the strain sensor of the landing pier at the upper part, the middle part and the upper part of the pile at 30% below the pile.

PSC girder bridges, widely applied to bridge and railroad bridge (25 ~ 50 m), are a type of bridge that introduces compressive force in advance to the part where tensile force of concrete is generated. The tension force for introducing the compressive force by inserting the tendon into the concrete is a key element of the structural performance in the PSC. At present, however, measurement and verification of this is indirectly managed through deflection and cracking. However, it has become more necessary to develop practical evaluation methods of prestress force of PSC bridges. In this experiment, a small scale PSC beam with various curvature radii was made. Tension force monitoring with FBG sensor and EM sensor was performed on test members using 3 point flexural loading test. The measured values of the FBG sensors and the EM sensors used in the experiment were analyzed and compared with the measured values of the load cell.

In this study, the effect of electromagnetic wave from an electronic device on electric sensor system and optic sensor were analyzed to verify the reduction effect of a optic sensor and applicability to marin structure. Test revealed that optic sensor system was not occurred the noise by electromagnetic waves also had the low range of fluctuation.