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자기 치유되는 구조 건전성 감시장치 및 이를 이용한 감시방법

  • 기술번호 : KST2022015103
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 자가 치유되는 구조 건전성 감시방법에 관한 것으로, 전도성 첨가물질이 수지 매트릭스 내 함침되어 도전성 시트 내 전기적 네트워크를 형성하는 단계; 상기 도전성 시트의 가장자리를 따라 복수의 전극들을 전기적 네트워크에 각각 연결함으로써, 상기 도전성 시트 내 전기적 경로들을 형성하는 단계; 상기 전기적 경로들의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량을 토대로 상기 도전성 시트의 변형 또는 파손되어 손실된 부분의 위치 및 범위를 판별하는 단계; 및 상기 판별된 손실에 따라 상기 전기적 경로들의 일부 또는 전체에 전기를 인가하여 저항열을 상기 도전성 시트에 가함으로써, 상기 수지 매트릭스를 녹여 상기 손실된 부분을 치유하는 단계를 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 구조 건전성 감시장치를 저항열에 의해 자가 치유되도록 함으로써, 감시장치의 수리에 따른 모니터링 과정의 단절 없이 구조물의 건전성을 지속적으로 모니터링 하게 할 수 있음은 물론, 저항열에 의해 변형 또는 파손 부분을 수복시킴으로써, 기존의 수리 방법과는 다르게 변형 또는 파손 부분의 구조적인 물성과 형태를 큰 변화없이 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 나머지 변형 또는 파손되지 않은 부분의 구조적인 물성이나 형태를 그대로 보존할 수 있다.
Int. CL G01B 7/16 (2006.01.01) G01N 27/04 (2006.01.01) G01M 1/00 (2006.01.01)
CPC G01B 7/18(2013.01) G01N 27/041(2013.01) G01M 1/00(2013.01)
출원번호/일자 1020190036952 (2019.03.29)
출원인 울산과학기술원
등록번호/일자 10-2115267-0000 (2020.05.20)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20200526) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2019.03.29)
심사청구항수 22

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 울산과학기술원 대한민국 울산광역시 울주군

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 박영빈 울산광역시 울주군
2 노형도 울산광역시 울주군

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 전용준 대한민국 서울특별시 금천구 가산디지털*로 **, 대륭테크노타운 **차 ***호 (가산동)(이연국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 울산과학기술원 울산광역시 울주군
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2019.03.29 수리 (Accepted) 1-1-2019-0325924-10
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2019.09.09 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2019.10.10 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2020-0015115-91
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2020.02.12 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0105775-69
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2020.02.25 수리 (Accepted) 1-1-2020-0195550-90
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2020.02.25 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-0195551-35
7 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2020.03.03 수리 (Accepted) 1-1-2020-0223627-19
8 등록결정서
Decision to grant		 2020.05.14 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0333209-86
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.07.03 수리 (Accepted) 4-1-2020-5148444-43
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.08.20 수리 (Accepted) 4-1-2020-5186266-03
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
전도성 첨가물질이 수지 매트릭스 내 함침되어 전기적 네트워크가 형성된 도전성 시트;상기 도전성 시트의 가장자리를 따라 서로 이격되어, 상기 도전성 시트의 전기적 네트워크에 전기적으로 각각 연결됨으로써, 상기 도전성 시트 내 전기적 경로들을 형성하는 복수의 전극들; 및상기 전기적 경로들의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량을 토대로 상기 도전성 시트의 변형 또는 파손되어 모니터링 기능이 손실된 부분의 위치 및 범위를 판별하며, 상기 판별된 손실에 따라 상기 전기적 경로들 중 일부 또는 전체에 전기를 인가하여 저항열(Joule Heating)을 상기 도전성 시트에 가함으로써, 상기 수지 매트릭스를 녹여 상기 손실된 부분을 치유하는 제어장치를 포함하며,상기 도전성 시트의 중력 방향을 기준으로 하는 기울어짐을 측정하는 수평 센서를 더 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시장치
2 2
청구항 1에 있어서,상기 도전성 시트의 기울어짐이 설정된 각도 이하일 경우, 상기 손실된 부분에 형성되는 전기적 경로에 전기를 인가하며, 상기 기울어짐이 설정된 각도를 초과할 경우, 상기 전기적 경로에 전기를 인가하지 않는 자기 치유되는 구조 건전성 감시장치
3 3
전도성 첨가물질이 수지 매트릭스 내 함침되어 전기적 네트워크가 형성된 도전성 시트;상기 도전성 시트의 가장자리를 따라 서로 이격되어, 상기 도전성 시트의 전기적 네트워크에 전기적으로 각각 연결됨으로써, 상기 도전성 시트 내 전기적 경로들을 형성하는 복수의 전극들; 및상기 전기적 경로들의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량을 토대로 상기 도전성 시트의 변형 또는 파손되어 모니터링 기능이 손실된 부분의 위치 및 범위를 판별하며, 상기 판별된 손실에 따라 상기 전기적 경로들 중 일부 또는 전체에 전기를 인가하여 저항열(Joule Heating)을 상기 도전성 시트에 가함으로써, 상기 수지 매트릭스를 녹여 상기 손실된 부분을 치유하는 제어장치를 포함하며,상기 제어장치는, 상기 전기적 경로에 설정된 시간 동안 전기를 인가함으로써, 상기 도전성 시트의 손실된 부분의 치유를 완료한 것으로 판정하며, 상기 치유가 완료된 후, 최초 측정되는 상기 도전성 시트의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량를 상기 손실된 부분을 판별하기 위한 기설정된 기준 수치로 재설정하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시장치
4 4
청구항 3에 있어서,상기 제어장치는, 상기 치유가 완료된 후 측정되는 최초 전압, 전류 및 저항의 수치를 기설정된 전압, 전류 및 저항의 기준 수치와 비교하여 편차가 설정된 범위 이하일 경우, 상기 최초 측정된 전압, 전류 및 저항의 수치를 기준 수치로 재설정하며, 설정된 범위를 초과할 경우, 상기 손실된 부분에 전기를 인가하여 상기 도전성 시트가 치유되는 과정이 반복되도록 하는 치유되는 구조 건전성 감시장치
5 5
청구항 1 또는 3에 있어서,상기 전도성 첨가물질은 금속분말, 탄소섬유, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀을 비롯한 탄소물질을 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시장치
6 6
청구항 1 또는 3에 있어서,상기 수지 매트릭스는 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride), 폴리에스터(Polyester), 폴리스틸렌(polystyren), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 아크릴(acrylic), 나일론(nylon)을 포함하는 열가소성 수지인 자기 치유되는 구조 건전성 감시장치
7 7
청구항 1 또는 3에 있어서,상기 전기적 경로는, 상기 복수의 전극들이 x 및 y의 2축 방향으로 설정간격 이격되어 배치됨으로써, 그리드(Grid) 구조로 형성되는 자기 치유되는 구조 건전성 감시장치
8 8
청구항 1 또는 3에 있어서,상기 전기적 경로는, 상기 복수의 전극들이 x, y 및 z의 3축 방향으로 설정간격 이격되어 배치됨으로써 그리드 구조로 형성되는 자기 치유되는 구조 건전성 감시장치
9 9
청구항 1 또는 3에 있어서,상기 전기적 경로는, 상기 복수의 전극들이 x 및 y의 2축 방향의 설정간격 이격되어 배치되는 그리드 구조로 형성되며, 상기 2축의 그리드 구조가 하나의 레이어를 형성하여 z축 방향으로 적층됨으로써 3축의 그리드 구조를 형성하되, 적층되어 인접한 각각의 레이어들은 상기 전기적 경로가 엇갈리게 적층되는 자기 치유되는 구조 건전성 감시장치
10 10
청구항 1 또는 3에 있어서,상기 제어장치는, 상기 전기적 경로들의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량을 각각 상호 비교하여 상기 전기적 경로들의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량의 상대적인 크기를 토대로, 상기 전기적 경로와 상기 도전성 시트의 손실된 부분의 상대적인 거리를 추정함으로써, 상기 도전성 시트의 손실된 부분의 위치 및 범위를 판별하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시장치
11 11
청구항 1 또는 3에 있어서,상기 제어장치는, 상기 손실된 부분의 전기적 경로에 전기를 인가하여, 상기 손실된 부분의 크기에 비례한 저항열을 생성함으로써, 상기 손실된 부분과, 상기 손실된 부분의 주변부를 녹여 상기 손실된 부분을 수복하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시장치
12 12
삭제
13 13
전도성 첨가물질이 수지 매트릭스 내 함침되어 도전성 시트 내 전기적 네트워크를 형성하는 단계;상기 도전성 시트의 가장자리를 따라 복수의 전극들을 전기적 네트워크에 각각 연결함으로써, 상기 도전성 시트 내 전기적 경로들을 형성하는 단계;상기 전기적 경로들의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량을 토대로 상기 도전성 시트의 변형 또는 파손되어 손실된 부분의 위치 및 범위를 판별하는 단계; 및상기 판별된 손실에 따라 상기 전기적 경로들의 일부 또는 전체에 전기를 인가하여 저항열을 상기 도전성 시트에 가함으로써, 상기 수지 매트릭스를 녹여 상기 손실된 부분을 치유하는 단계를 포함하며,상기 도전성 시트의 중력 방향을 기준으로 하는 기울어짐을 측정하는 단계를 더 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
14 14
청구항 13에 있어서,상기 도전성 시트의 기울어짐을 측정하는 단계는,상기 도전성 시트의 기울어짐이 설정된 각도 이하일 경우, 상기 손실된 부분에 형성되는 전기적 경로에 전기를 인가하며, 상기 기울어짐이 설정된 각도를 초과할 경우, 상기 전기적 경로에 전기를 인가하지 않는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
15 15
전도성 첨가물질이 수지 매트릭스 내 함침되어 도전성 시트 내 전기적 네트워크를 형성하는 단계;상기 도전성 시트의 가장자리를 따라 복수의 전극들을 전기적 네트워크에 각각 연결함으로써, 상기 도전성 시트 내 전기적 경로들을 형성하는 단계;상기 전기적 경로들의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량을 토대로 상기 도전성 시트의 변형 또는 파손되어 손실된 부분의 위치 및 범위를 판별하는 단계; 및상기 판별된 손실에 따라 상기 전기적 경로들의 일부 또는 전체에 전기를 인가하여 저항열을 상기 도전성 시트에 가함으로써, 상기 수지 매트릭스를 녹여 상기 손실된 부분을 치유하는 단계를 포함하며,상기 수지 매트릭스를 녹여 상기 손실된 부분을 치유하는 단계 이후,상기 전기적 경로에 설정된 시간 동안 전기를 인가함으로써, 상기 도전성 시트의 손실된 부분의 치유를 완료한 것으로 판정하며, 상기 치유가 완료된 후, 최초 측정되는 상기 도전성 시트의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량를 상기 손실된 부분을 판별하기 위한 기설정된 기준 수치로 재설정하는 단계를 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
16 16
청구항 15에 있어서,상기 최초 측정된 도전성 시트의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량을 기준 수치로 재설정 하는 단계는,상기 치유가 완료된 후 측정되는 최초 전압, 전류 및 저항의 수치를 기설정된 전압, 전류 및 저항의 기준 수치와 비교하여 산출된 편차가 설정된 범위 이하일 경우, 상기 최초 측정된 전압, 전류 및 저항의 수치를 기준 수치로 재설정하는 단계; 및상기 편차가 설정된 범위를 초과할 경우, 상기 손실된 부분에 전기를 인가하여 상기 도전성 시트가 치유되는 과정이 반복되도록 하는 단계를 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
17 17
청구항 13 또는 15에 있어서,상기 전도성 첨가물질은 금속분말, 탄소섬유, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀을 비롯한 탄소물질을 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
18 18
청구항 13 또는 15에 있어서,상기 수지 매트릭스는 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride), 폴리에스터(Polyester), 폴리스틸렌(polystyren), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 아크릴(acrylic), 나일론(nylon)을 포함하는 열가소성 수지인 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
19 19
청구항 13 또는 15에 있어서,상기 도전성 시트 내 전기적 경로들을 형성하는 단계는,상기 전기적 경로가 상기 복수의 전극들이 x 및 y의 2축 방향으로 설정간격 이격되어 배치됨으로써 그리드 구조로 형성되는 단계를 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
20 20
청구항 13 또는 15에 있어서,상기 전기적 경로가 상기 복수의 전극들이 x, y 및 z의 3축 방향으로 설정간격 이격되어 배치됨으로써 그리드 구조로 형성되는 단계를 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
21 21
청구항 13 또는 15에 있어서,상기 전기적 경로가 상기 복수의 전극들이 x, y 및 z의 3축 방향으로 설정간격 이격되어 배치되는 그리드 구조로 형성되며, 상기 2축의 그리드 구조가 하나의 레이어를 형성하여 z축 방향으로 적층됨으로써 3축의 그리드 구조를 형성하되, 적층되어 인접한 각각의 레이어들과 상기 전기적 경로가 엇갈리게 형성되는 단계를 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
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청구항 13 또는 15에 있어서,상기 도전성 시트의 손실된 부분의 위치 및 범위를 판별하는 단계는,상기 전기적 경로들의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량을 각각 상호 비교하여 상기 전기적 경로들의 전압, 전류, 저항의 절대량 또는 변화량의 상대적인 크기를 토대로, 상기 전기적 경로와 상기 도전성 시트의 손실된 부분의 상대적인 거리를 추정함으로써, 상기 도전성 시트의 손실된 부분의 위치 및 범위를 판별하는 단계를 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
23 23
청구항 13 또는 15에 있어서,상기 수지 매트릭스를 녹여 상기 손실된 부분을 치유하는 단계는,상기 손실된 부분의 전기적 경로에 전기를 인가하여, 상기 손실된 부분의 크기에 비례한 저항열을 생성함으로써, 상기 손실된 부분과, 상기 손실된 부분의 주변부를 녹여 상기 손실된 부분을 수복하는 단계를 포함하는 자기 치유되는 구조 건전성 감시방법
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1 과학기술정보통신부 울산과학기술원 개인기초연구(과기정통부)(R＆D) 하이브리드 복합재 기반 자가발전식 대면적 스트레인 센서 및 CFRP 구조진단 응용