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[숭실대학교] 수평 방향의 인장력을 센싱하는 스트레인 센서 및 이의 제조 방법

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

분야 : 전자~전기 개발상태 5 9

수평 방향의 인장력을 센싱하는 스트레인 센서 및 이의 제조 방법

보유기관 및 연구자 : 숭실대학교 / 김주용

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개발배경: ○ 기존의 스트레인 센서는 최소 감지 인장력 및 최대 감지 인장력이 모두 낮거나 최소 감지 인장력 및 최대 감지 인장력이 모두 높기 때문에, 감지 인장력의 범위가 한정

시장동향: ○ 피에조 저항 압력센서는 2017년 30억 4,510만 달러에서 연평균 성장률 6.08%로 증가하여, 2023년에는 43억 3,860만 달러에 이를 것으로 전망

○ 용량 압력센서는 2017년 23억 6,150만 달러에서 연평균 성장률 5.38%로 증가하여, 2023년에는 32억 3,350만 달러에 이를 것으로 전망

글로벌 압력센서 시장의 제품 종류별 시장 규모 및 전망 (단위 : 백만 달러)

기술구현: ○ 스트레인 센서의 제조 방법
- 다수의 열로 서로 접하여 연결되는 텍스타일을 일체로 생성
- 각 열 마다 다른밀도로 섬유실 생성
- 섬유실이 전도성 섬유실인 경우, 스트레인 센서의 제조 방법이 완료. 섬유질이 절연성 섬유실인 경우, 다음 단계 수행
- 다음 단계에서는 연결된 텍스타일에 전도성 입자를 함침하거나 프린팅

주요도면, 사진: 기술설명 설명6

좌 : N개의 스트레인 센서부를 서로 연결하는 스트레인 센서 / 우 : 2개의 열로 접하여 연결된 텍스타일을 일체로 생성하는 모습

특장점

기존기술 한계: ○ 스트레인 센서가 텍스타일 또는 고분자 재질로 이루어져 스트레인 센서에 인장력이 가해지면 전도성 입자의 위치 등이 변화됨에 따라 저항이 변화하고, 상기한 저항을 측정하여 인장력을 센싱하는 특성 보유
○ 낮은 인장 탄성 계수를 가지는 스트레인 센서는 낮은 인장력에는 반응할 수 있지만 높은 인장력에는 반응할 수 없음

개발기술 특성: ○ 여러 스트레인 센서 각각의 단위 면적당 전도성 입자의 양 중 최소 하나는 서로 다른 스트레인 센서 제공
○ 여러 스트레인 센서부 각각의 인장 탄성 계수는 밀도 차이로 인해 서로 다른 스트레인 센서의 제조 방법 제공
○ 스트레인 센서의 감지 인장력의 범위가 한정되지 않고 다양한 감지 성능 보유