The pressure sensor had been widely used to effectively monitor the flow status of the water distribution system for ensuring the reliable water supply to urban residents for providing the prompt response to potential issues such as burst and leakage. This study aims to present a method for evaluating the performance of pressure sensors in an existing water distribution system using transient data from a field pipeline system. The water distribution system in Y District, D Metropolitan City, was selected for this research. The pressure data was collected using low-accuracy pressure sensors, capturing two types of data: daily data with 1Hz and high-frequency recording data (200 Hz) according to specific transient events. The analysis of these data was grounded in the information theory, introducing entropy as a measure of the information content within the signal. This method makes it possible to evaluate the performance of pressure sensors, including identifying the most sensitive point from daily data and determining the possible errors in data collected from designated pressure sensors.

Wearable sensors with highly flexible and sensitive characteristics have attracted research interests in the promising field of electronic skin, health monitoring, and soft robotics. However, the developing of high-performance piezoresistive sensor is full of challenges due to the expensive equipment and complex procedures. Herein, we fabricate a reduced graphene oxide/ polyurethane composite sponge (GPCS) pressure sensor combining with dual-templates. The polyurethane (PU) sponge provides an elastic structure as solid template. Meanwhile, air bubbles as gas template are used to uniformly disperse graphene oxide (GO) sheets. The burst of air bubbles in the process of thermal treatment makes GO coating on the surface of PU skeleton, avoiding the aggregation of reduced graphene oxide. Therefore, the GPCS exhibits excellent compressibility and uniform coating structure. As a result, it also possesses high sensitivity (Gauge Factor = 3.00 in the range of 0–10% strain), fast response time (35 ms), and excellent cyclic piezoresistive stability (5000 loading–unloading cycles) when applied in the pressure sensor field. Moreover, the flexible wearable stress–strain sensor assembled by the GPCS can be easily adhered on the surface of human skin and precisely detect human movements such as elbow bending and finger bending. Such low-cost procedure and excellent sensing performance enable GPCS sensor to demonstrate tremendous application potential in the field of advanced wearable devices.

We present a practical vacuum pressure sensor based on the Schottky junction using graphene anchored on a vertically aligned zinc oxide nanorod (ZnO-NR). The constructed heterosystem of the Schottky junction showed characteristic rectifying behavior with a Schottky barrier height of 0.64 eV. The current–voltage (I–V) features of the Schottky junction were measured under various pressures between 1.0 × 103 and 1.0 × 10− 3 mbar. The maximum current of 38.17 mA for the Schottky junction was measured at – 4 V under 1.0 × 10− 3 mbar. The high current responses are larger than those of the previously reported vacuum pressure sensors based on ZnO nanobelt film, ZnO nanowires, and vertically aligned ZnO nanorod devices. The pressure-sensitive current increases with the vacuum pressure and reaches maximum sensitivity (78.76%) at 1.0 × 10− 3 mbar. The sensitivity and repeatability of the Schottky junction were studied by the current–time (I–T) behavior under variation of vacuum pressure. The sensing mechanism is debated from the surface charge transfer doping effect by oxygen chemisorption. The results suggest that this simple graphene/ZnO-NR Schottky junction device may have potential in the fabrication of vacuum pressure sensor with high sensitivity.

목적 : 본 연구는 휠체어 사용자의 욕창 예방을 위한 센서 기반 방석에 대한 선행 문헌을 분석하여 센서의 위치, 개수, 적 용 대상자를 알아보고자 하였다. 연구방법 : PRISMA(Preferred Reporting Items for Systematic Review and Meta-Analysis) 연구방법을 통해 IEEE Xplore, PubMed, Embase 등 데이터베이스에서 2010년부터 2021년까지 게재된 논문을 선정기준을 근거로 논문을 선정 하였다. 최종적으로 총 9편의 문헌이 선정되었으며, 각 문헌을 분석하였다. 결과 : 연구 대상자의 특성은 척수 손상 환자에 관한 연구가 4편으로 가장 많았으며, 비장애인은 3편, 다발성 경화증 환자 는 1편으로 보고되었다. 대상자의 수는 비장애인의 경우 8명에서 32명으로, 장애인의 경우 1명에서 17명으로 조사되었 다. 센서의 개수는 3개에서 1,024개로 다양하게 보고되었다. 센서는 주로 방석에만 삽입된 연구들이 조사됐지만, 등판에 도 센서를 삽입한 연구가 2편이 있었다. 센서의 위치를 쉽게 파악할 수 있도록 시각화된 자료도 함께 제시하였다. 앉은 자세 또는 활동 수준을 분류하는 연구가 가장 많았으며, 사용된 기기들의 정확도는 높은 것으로 조사되었다. 결론 : 센서 기반 방석을 설계할 때 센서의 위치는 욕창이 주로 발생하는 부위를 고려해야 하며, 압력 측정 외에도 알람 시스템을 통해 욕창 위험성에 관한 정보를 제공해야 한다고 사료된다. 클라이언트의 특성을 고려한 요인들을 제품에 반 영해야 하며, 임상가의 전문적인 서비스도 함께 이루어져야 한다. 클라이언트 중심의 접근과 근거 기반의 접근은 센서 기 반의 방석 개발과 중재에서도 중요한 요소이다. 본 연구는 센서 기반의 방석 개발에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것 으로 사료된다.

목적 : 본 연구는 척수손상 환자들에게 압력 이미지 센서를 활용한 휠체어 방석의 압력분포 조정이 척수손 상 환자들의 주요 합병증인 욕창의 예방에 있어서 실제로 얼마나 영향을 미치는지를 알아보기 위한 후 향적 연구이다. 연구방법 : 본 연구는, 발병 기간이 1년 미만인 척수손상 환자들 132명을 대상으로 진행한 연구이다. 실험 군은 휠체어 방석 압력분포 조정 당시 본인 소유의 휠체어 방석으로 진행하여 본인에게 맞추어 압력 치 가 조정된 휠체어 방석을 계속하여 사용할 수 있는 66명의 환자로 분류하였고, 대조군은 다양한 이유로 조정된 휠체어 방석을 지속하여 사용할 수 없는 66명의 환자로 분류하였다. 모든 연구대상자는 휠체어 방석 압력분포 조정 이후 1년과 2년 뒤에 한 차례씩의 욕창 발생과 시기에 대한 조사를 진행하였으며 이 조사결과에 따른 두 군 간의 욕창 발생률과 발생 시기를 비교 분석하여 휠체어 방석의 압력분포 조 정평가가 척수손상 환자들의 욕창 예방에 미치는지 영향을 확인하였다. 자료의 모든 통계학적 유의수준 은 p < .05로 정하였다. 결과 : 실험군과 대조군 두 군 간에 욕창이 발생 된 확률의 차이 결과는 모두 유의하지는 않은 것으로 나타 났으나(p > .05), 욕창의 발생 시기에 대한 두 군 간의 비교 결과는 유의한 차이를 보여주었다(p < .05) 결론 : 한 번의 휠체어 방석의 압력분포 조정만으로는 욕창 예방효과의 지속적인 유지가 어려웠다. 하지만 시기에 맞는 유지 관리를 지속할 수 있다면 향후 척수손상 환자들의 욕창 예방 관리에 매우 좋은 방안 으로 제시될 수 있을 것이다.

본 연구의 목적은 생체 신호 측정 압력 및 인장 직물 센서의 전극을 자수 공정을 이용하여 제작할 때 전도사의 필요 물성을 파악하는 것이다. 스마트 웨어러블 제품의 전극을 전도사를 이용한 자수 공정을 통해 전극 및 회로 등을 제작하면 불필요한 재료 손실이 없고 복잡한 전극 모양이나 회로 디자인을 컴퓨터 자수기를 이용하여 추가 공정 없이 제작할 수 있다. 하지만 보통의 전도사는 자수 공정 내의 부하를 못 이기고 사절 현상이 발생하기에 본 연구에서는 silver coated multifilament yarn 3종류의 기계적 물성인 S-S curve, 두께, 꼬임 구조 등을 분석하고 동시에 자수기의 실의 부하를 측정하여 자수 공정 내 전도사의 필요 물성을 분석하였다. 실제 샘플 제작에서 S-S curve의 측정 결과가 가장 낮은 silver coated polyamide/polyester가 아닌 silver coated multifilament의 사절이 발생하였으며 그 차이는 실의 꼬임 구조와 사절이 일어난 부분을 관찰한 결과 수직으로 반복적인 부하가 일어나는 자수 공정에서 꼬임이 풀리면서 사절이 일어나는 것을 알 수 있었다. 추가적으로 압저항 압력/인장 센서를 제작하여 생체 신호 측정용 지표인 gauge factor를 측정하였으며 스마트 웨어러블 제품의 대량 생산화에 중요한 부분인 자수 전극 제작으로의 적용 가능성을 확인하였다.

트랙터의 보급이 늘어나는 만큼 올바른 사용법 및 점검이 중요하다. 특히 타이어 공기압에 따른 토양다짐 현상, 연료의 과소비, 안전사고를 예방하기 위해 간편한 측정기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 대중적 모바일 영상 취득 장치인 스마트폰 카메라를 활용해 획득한 이미지 데이터로 타이어 압력을 예측하였다. 전통적 캘리브레이션을 응용하여 왜곡률을 보정하였다. 트랙터 타이어에 공기압을 0 kPa에서 300 kPa까지 주입하면서 구간별 타이어 촬영을 하였으며, 타이어 중심을 기준으로 상, 하, 좌, 우의 픽셀을 측정하였다. 하중을 받는 타이어의 기하학적 특성을 고려하여 중심과 바닥의 픽셀을 보정식을 통해 보정한 뒤 압력에 따른 픽셀의 변화를 도출하였다.

Pressure monitoring is expected to be expanded in a water distribution system according to accelerated development of smart water network management technologies caused by appearances of affordable digital infrastructures like computing, storage and bandwidth. However, the placement of pressure sensors has been determined by engineer’s technical decisions since there is no well-defined criteria for deciding a suitable location of pressure sensor. This study presents a placement method of pressure sensors based on the consideration of allowable error in calibrating water network analysis modeling. The proposed method is to find a minimum set of pressure sensors for achieving a reliable management of water transmissions main and increasing the efficiency of their real-time operation. In the case study in Y area’s transmission main, the proposed method shows equally distributed pressure sensors in terms of hydraulics. It is expected that the proposed method can be used to manage transmission mains stably and construct a robust real-time network analysis system as a minimal criteria.

막 여과는 막을 통해 물을 통과시켜 수중의 오염 물질이나 불순물을 제거하는 기술이며 고도수처리 및 하수 처리와 같은 다양한 분야에서 사용된다. 하지만, 우발적인 수질 오염이나 막 손상의 경우에는 대응하기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 여과 과정을 거친 후 식수의 오염을 막기 위해 막의 손상을 모니터링 해야 한다. 본 연구에서는, 압전 센서를 사용하여 고주파 기반 전기역학적 임피던스(EMI)를 측정하여 막 완결성 시험을 수행하였다. 외부 배관에 부착된 압전 센서는 배관 내부 압력 변화로 인한 막의 물리적 특성의 변화를 검출 할 수 있다. 압력 감쇠 시험을 진행하는 동안, 부착된 압전 센서를 통해 EMI 를 측정함으로써 막 손상으로 인한 압력 강하를 측정 할 수 있다. 본 기술을 검증하기 위하여 실제 수원지에서 현장 테스트가 수행되었다. 신뢰성을 높이기 위해 각 측정 단계에서 20 회 실험을 수행 하였고 그 결과, 미세한 압력 강하를 검출함으로써 막의 손상을 모니터링 할 수 있음을 확인하였다.

수중 방파제 피복작업은 사석의 유실을 방지하기 위해 방파제 겉면에 2-3ton의 돌을 쌓는 작업으로 현재 잠수부에 의해 수작업으로 시공을 하고 있다. 수중에서의 사야문제와 작업의 특성상 잠수부의 육감에 의해 공사가 시행되며 작업 과정에서 산업재해가 빈번히 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 수중 방파제 피복작업을 위한 수중항만공사 로봇을 개발하였다. 로봇의 유압 실린더 제어를 위해 위치 센서가 필요한데 기존 센서는 구동축에 부착되어 방수가 어렵고 건설현장에서 사용하기에는 내구성이 좋지 못하다. 하지만 압력센서는 유압라인상의 임의의 위치에 부착이 가능하므로 방수박스 내부에 설치할 수 있어 방수가 용이하고 내구성을 높일 수 있다. 따라서 본 논문에서는 압력센서를 이용하여 수중항만공사 로봇의 유압 실린더 변위를 간접적으로 측정하는 관측기를 설명한다.

기존의 기계적인 센서들보다 높은 민감도와 선형성을 가지는 반도체 압력 센서들은 크기가 작고 일괄공정에 의해 제작될 수 있는 반도체 공정 기술로 제작되므로 다양한 산업에서 적용되고 있다. 하지만 열과 반복적인 외부 하중은 센서의 수명에 치명적인 영향을 미치고 있고, 특히 외부에서 가해지는 열은 센서를 구성하는 구조물보다 신호를 전달하는 금속 배선의 피로 수명에 지대한 영향을 미치고 있으므로 이에 대한 영향성을 분석할 수 있는 프로세스를 확립하고, 이후 다양한 재료의 반복적인 열하중에 대한 피로 수명을 Manson & Coffin식에 따라서 평가하였다. 금속 배선의 밑단에서 피로수명이 가장 낮고, 굽힘하중은 피로 수명보다는 응력분포에 큰 영향을 미치고 있다.