게시 및 게시 날짜 : 2017/04/11

교량의 변형 분포를 모니터링 할 수있는 개발 된 바카라 하는 법 시트

-브리지의 악화 상태를 단순히 붙여서 붙잡을 수있는 유연성 표면 패턴 바카라 하는 법

포인트

  • 유연한 기판에서 압전 MEMS 기술을 사용하여 제조 된 통합 울트라 층 PZT/SI 스트레인 바카라 하는 법
  • 접착제 필름으로 브리지 구조 표면에 간단히 고착하여 간단한 구조를 달성합니다
  • 변형 분포의 시연 테스트 Constant Monitoring Sensor Network가 Hanshin Expressway에서 시작


요약

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")통합 Microsystems Research Center[Hiroshima Hiroshi의 리서치 센터 디렉터] 사회적으로 구현 된 바카라 하는 법 시스템 연구팀 Kobayashi Ken, Weartable IoT 연구팀 인 Yamashita Takahiro 인 Yamashita Takahiro는 Dai Nippon Printing Co, LTD, LTOMA와의 Bridges의 대통령의 변형 분포를 모니터링하는 바카라 하는 법 시트를 개발했습니다 Yoshitoshi] (이하 "DNP")

최근에는 브리지의 악화 상태를 이해하기 위해 바카라 하는 법를 사용하여 변형 분포를 모니터링하는 방법이 고려되었지만 광섬유 유형은 높은 레이어 비용을 가지고 있으며, 또한포일 스트레인 게이지고출력 소비, 유연한 보드 및 접착제의 야외 내구성이 낮고 복잡한 설치 방법과 같은 문제가 있습니다

이번에는 MEMS 기술을 사용하여 유연한 기판에 초박형 실리콘 바카라 하는 법와 회로 칩을 통합하는 기술을 개발했습니다piezoelectric mems기술이 만든 울트라 층 PZT/SI 스트레인 바카라 하는 법 (길이 5mm, 너비 1mm, 두께 3 µm)를 유연한 기판에 놓고 보호 필름 및 접착 필름과 통합했습니다유연한 표면 패턴 바카라 하는 법만들어졌습니다 또한, 다중 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법가 고속도로 교량에 붙여 넣을 때, 차량이 다리를 통과 할 때 교량의 동적 왜곡의 분포를 모니터링했습니다

이 성과에 대한 자세한 내용은 Flex Japan 2017의 MEMS 및 바카라 하는 법 세션에서 2017 년 4 월 12 일 Kokuyo Hall (Minato-KU)에서 개최 될 예정입니다

(a) 개발 된 바카라 하는 법의 전반적이고 확대 된 시야, (b) (c) 바카라 하는 법를 사용하여 스틸 브리지 용접 근처의 변형 분포 측정 사진
(a) 개발 된 바카라 하는 법의 전반적이고 확대 된 시야, (b) (c) 바카라 하는 법를 사용하여 스틸 브리지 용접 근처의 변형 분포 측정


개발의 사회적 배경

교량 검사는 전문 직원의 직접적인 육안 검사를 기반으로하며 균열이 발견되면에디 전류 감지를 사용한 정밀 검사 등이 수행되고 수리 및 강화가 수행되며 후속 관찰이 수행됩니다 그러나 최근 노화 다리의 수가 증가함에 따라 전문 근로자가 부족했으며 검사 및 후속 관찰이 충분하지 않다는 문제가 발생했습니다 따라서 최근 몇 년 동안 인프라의 악화 및 손상을 지속적으로 모니터링하고 인프라를 효율적으로 유지하고 관리하기 위해 인프라의 상태에 해당하는 건강 평가 및 검사를 수행하기위한 기술의 필요성이 증가하고 있습니다

이 배경에 비해 바카라 하는 법가 교량과 같은 도로 인프라 구조를 유지하고 관리하는 데 사용되었습니다구조 건강 모니터링의 도입 진행 중입니다 이 중 가장 기본적인 방법은 변형 바카라 하는 법를 사용하여 변형 분포를 모니터링하는 것입니다 그러나 광섬유 스트레인 바카라 하는 법는 레이어 비용이 높으며 유선 변형 바카라 하는 법는 많은 바카라 하는 법가 부착되면서 설치 및 배선 처리의 용이성 측면에서 어려움이 있습니다

연구 기록

Aisotech Research Center, 축적 된 마이크로 시스템무선 MEMS 바카라 하는 법를 사용하여 닭 건강 및 전력 소비를 모니터링하는 시스템의 연구 및 개발을 기반으로, 우리는 산사태, 인프라, 에어컨 장비, 가축 동물 및 활력 징후를 포함한 다양한 상황에 맞는 모니터링 시스템을 개발했습니다

이번에는 태양 광 패널 백 시트 및 콘크리트 응급 수리 시트와 같은 기능 필름 사업을 운영하는 DNP와 협력하여 실외 환경에서 내구성이 있고 설치가 쉬운 바카라 하는 법 시트를 개발하고 브리지의 스트레인 분포를 모니터링합니다

또한 NMEMS Technology Research Institute는 국가 연구 개발 기관의 "인프라 유지 보수 및 관리 및 업데이트와 같은 사회적 문제를위한 시스템 개발 프로젝트 (1) 인프라 상태 모니터링을위한 바카라 하는 법 시스템 개발 (2014-2018)을위한 프로젝트에 참여하고있는 NMEMS 기술 연구 연구소 (NMEMS Technology Research Institute)는 프로젝트에 참여하고 있으며,이 프로젝트에 참여하고 있으며,"연구 및 개발을 수행하고 있으며, "이 프로젝트 및 개발에 참여하고있다 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법를 사용하는 브리지 감지 시스템 "

연구 컨텐츠

이번에는 새로운울트라 얇은 실리콘 유연한 보드 장착 기술그리고 우리는 보호 필름과 접착제 필름을 통합하는 기술을 개발하고 현장에 쉽게 부착 할 수있는 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법를 개발했습니다 차량이 부착 된 브리지를 통과하면 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법는 교량과 함께 변형을 위해 작동하며 초박형 PZT/SI 변형 바카라 하는 법는 변형에 비례하여 전압을 출력하여 높은 감도가 동적 왜곡 분포를 측정 할 수있게합니다 다리의 균열과 같은 결함이있는 경우, 차량이 통과 할 때 변형 분포에 이상이 나타나고 다리의 악화 상태를 모니터링 할 수 있습니다

그림 1 (a)는 이번에 개발 된 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법의 제조 공정을 보여줍니다 유연한 회로 보드와 보호 필름은 미리 결합됩니다 Piezoelectric MEMS 기술은 초박형 PZT/SI 스트레인 바카라 하는 법 (길이 5mm, 너비 1mm, 두께 3 µm)를 생산하며 특수 유형의Collette칩 마운터스크린 프린트그리고 그들 모두와 함께 연결하십시오 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법를 형성하기 위해 접착제 필름이이를 적층시킨다 바카라 하는 법 부분과 접착제 부분이 통합되어 있으므로입문서로 코팅 된 브리지 구조의 표면에 붙여 넣어 쉽게 부착 할 수 있습니다

브리지 구조에 부착 된 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법 (그림 1 (b)), 앰프, 통신 모듈 및 수신기바카라 하는 법 네트워크시스템 (그림 1 (c))은 브리지의 악화 상태를 지속적으로 모니터링하도록 구성되어 있습니다 또한 이번에는압전 박막에 사용되지만 유해 물질을 포함하지 않는 ALN 및 SCALN과 같은 압전 박막도 동일한 방식으로 사용할 수 있습니다

직물 표면 패턴 바카라 하는 법 제조 공정, 크랙 스테인레스 스틸 플레이트 시편에 부착 된 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법, 시스템 전체 이미지 사진

그림 1 (a) 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법의 제조 과정, (b) 금이 간 스테인리스 스틸 플레이트 시편에 부착 된 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법, (c) 앰프, 통신 모듈 및 수신기를 포함한 시스템의 전체 뷰

도 1 (c)에 도시 된 바와 같이, 스테인레스 스틸 플레이트 테스트 시편이 자유 진동 또는 리프팅 또는 하강에 의해 구부러질 때, 초박형 PZT/SI 바카라 하는 법의 출력 전압은 균열의 존재 또는 부재에 따라 약 3 ~ 5 배 다릅니다 (그림 2 (a)) 따라서, 각 바카라 하는 법의 출력 전압을 매핑하고 왜곡 표면 패턴으로 표시함으로써, 페이스트 위치에서의 균열과 같은 이상이 있는지 여부를 결정할 수있다 (그림 2 (b))

Hanshin Expressway Co, Ltd의 협력으로, 실제 Expressway Bridge에 다중 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법가 설치되었고 (그림 2 (c)), 앰프 및 통신 모듈을 연결하여 측정을 수행했으며 차량 전달에 따라 브리지의 변형은 변형 분포로 모니터링되었습니다 (그림 2 (d)) 현재 시연 실험에서와 같이, 다리의 동적 변형 분포를 지속적으로 모니터링하고 지속적으로 모니터링 할 수 있다면, 다리의 악화 상태를 파악하고 다리의 건강을 평가하고 효율적인 검사를 수행 할 수 있습니다

균열, 부드러운 표면의 바카라 하는 법에서 (a) 출력 전압 파형의 사진, (b) 피크 출력 전압 값의 (b) 피크 출력 전압 값의 매핑, (c) 접착제 필름을 사용한 간단한 구조, (d) 고속도로 브릿지에 부착 된 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법를 사용하여 스틸 브리지웨어 근처의 변형 분포 측정

그림 2 : 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법가 부착 된 시편이 변형 될 때 (a) 균열 (빨간색) 및 매끄러운 표면 (검은 색)의 바카라 하는 법에서 출력 전압 파형; (b) 피크 출력 전압 값의 매핑 (색상은 수치 값으로 표시된 상대 왜곡 값을 나타냅니다), (c) 접착제 필름을 사용한 간단한 설치 및 (d) 고속도로 브리지에 부착 된 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법를 사용하여 스틸 브리지 용접 근처의 변형 분포 측정


미래 계획

향후, 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법는 Expressway Bridge에 부착되어 변형 분포를 측정하고 실외 내구성을 평가하고 수리 및 강화 다리의 후속 관찰에 대한 데모 테스트를 수행합니다 또한, 이번에 개발 된 울트라 얇은 실리콘 유연성 보드 장착 기술은 앰프 및 마이크로 컴퓨터와 같은 회로 칩에 적용될 것이며 신호 처리 및 통신 모듈을 유연한 보드에 통합하는 하이브리드 전자 기술의 개발을 촉진 할 것입니다 또한 대형 보드를 사용하여 비용 절감을 고려할 것입니다



터미널 설명

◆ 포일 스트레인 게이지
플라스틱 필름 사이에 샌드위치 된 지그재그 모양의 금속 호일이있는 스트레인 바카라 하는 법 변형으로 인한 금속 포일의 전기 저항의 변화는 변형으로 변환된다[참조로 돌아 가기]
◆ Piezoelectric mems
실리콘 웨이퍼를 마이크로 캐비릭하는 반도체 제조 공정을 사용하여 제조 된 바카라 하는 법와 같은 마이크로 전자 역학 시스템은 MIMS (Micro Electro Mechanical Systems)라고합니다 압전 박막은 압전 MEMS라고 불리는 MEMS에 통합됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법
플렉시블 보드에 바카라 하는 법를 통합하고 출력을 매핑하여 페이스트 대상의 상태에 대한 관점을 이해할 수있는 바카라 하는 법 이번에는 Ultra-thin PZT/SI 바카라 하는 법가 관점에서 출력 전압을 이해하고 왜곡 분포의 이상을 모니터링하기 위해 배열됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ Dior Current 오류 테스트
균열과 같은 결함으로 인해 와전류 변화를 유도하는 특성을 사용하여 철강 재료의 결함을 감지하는 검사 방법[참조로 돌아 가기]
◆ 구조 건강 모니터링
구조에 설치된 바카라 하는 법의 정보를 기반으로 구조의 무결성을 진단하는 방법 이번에 개발 된 유연한 표면 패턴 바카라 하는 법는 변형 바카라 하는 법 어레이를 브리지 구조에 부착하여 변형 분포에 기초하여 브리지의 무결성을 진단하는 데 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 무선 MEMS 바카라 하는 법
회로 보드에 MEMS 장치, 아날로그 회로, 마이크로 컨트롤러, 무선 등을 통합하는 바카라 하는 법 터미널 무선 MEMS 바카라 하는 법를 사용하여 바카라 하는 법 네트워크를 통해 빅 데이터를 수집하는 전체 개념은 AI로 분석하여 대상을 모니터링하고 제어하는 데 도움이됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 울트라 얇은 실리콘 유연한 보드 장착 기술
MEMS 기술을 활용하여 유연한 기판에 울트라 얇은 실리콘 바카라 하는 법 및 회로 칩을 통합하는 기술 실리콘 장치와 유연한 기판을 통합하는 하이브리드 전자 기술의 기본 기술 중 하나입니다[참조로 돌아 가기]
◆ Chip Mount, Collet
서킷 보드의 초소형 칩 저항기, 커패시터 및 인덕터와 같은 전자 부품을 장착하는 장치 전자 구성 요소 그립의 끝을 콜렛이라고합니다 이 개발에서, 우리는 몇 µm의 두께로 초박형 실리콘을 처리 할 수있는 특수 콜렛을 개발했습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 스크린 프린트
폴리 에스테르 또는 스테인레스 스틸 스크린 메쉬로 만든 플레이트를 사용한 인쇄 방법 전자 제품 분야에서는 초 미세 배선 인쇄를위한 개발이 진행 중입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 입문서
구조물에 시트를 붙여 넣을 때 접착력을 향상시키기 위해 적용되는베이스[참조로 돌아 가기]
◆ 바카라 하는 법 네트워크
여러 바카라 하는 법 및 데이터 수집 장치로 구성된 시스템 최근 개발 및 광범위한 IoT 사용은 MEMS 기술이 바카라 하는 법 비용을 줄이고 반도체 기술이 회로 칩의 전력 소비를 줄여서 MEMS 장치를 사용하여 무선 바카라 하는 법 터미널의 저렴한 비용 및 저렴한 전력 소비를 줄이기 때문입니다 바카라 하는 법 네트워크를 통해 빅 데이터를 수집하고 인공 지능 (AI)을 사용하여 빅 데이터를 수집하는 전체 개념은 목표를 모니터링하고 제어하는 데 도움이됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 압전 박막
전압을 적용하여 변형되는 재료를 변형으로 인해 전압을 생성하는 재료를 압전 재료라고합니다 이것은 10 µm 미만의 두께로 얇게함으로써 제조 된 압전 박막입니다 전형적인 압전 박막으로서 납 지르코 네이트 티타 네이트 (PZT, PB (ZR, TI) O3), 질화증 (ALN)[참조로 돌아 가기]



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