KAERI/AR-412/94 : 기술현황보고서 : 압전형 가속도계 센서 개발

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1 KAERI

2 저 I 줄 한국원자력연구소장귀하 이보고서를 압천형가속도계센서개발 의기술현황분석보고서로제출합니 다 겨술총괄부기계화꽁실 { 원자력신소재재발 / 청밀요업재료개발 ) 작성자 : 박지열 오석진김경호김선채강대갑 책엄감수위원 : 정문규 감수위원 : 김영석

3 요약문 원차로의건전성빛안전성을향상시키기위하여조가파손강시기술을활용 하여원자로의결함올사전에탐지하고였다. 실재파편에의한피해사례를분석 한결과에의하면미국에서파편에의한문체발쟁 빈도는 4.8 원자로년당 1 건청 도이고, 프량스에서는 5.8 원자로년탕 l 건정도이었지만전체사고의약 lo%7} 심각한손상올유발하였으며, 증가발생기손상은건당 2 천만달러의 보수비용과 1500 person rem 의방사선피폭올수반하여총보수비용이 3 억 6 천만달러에달 했다. 따라서조기파손갑셔기술은원자로의건천성및안전성향상이라는관점뿐아니라경쩨적인관점에서도그중요성이매우크다. 최근에는감시센서및신호분석기술향상에따른탐지융증가와 USNRC Regulatorγ Guide4- ASMEIANSI 풍의규제요건캉화에따라감셔체계의셜쳐 가중가되는경향아다. 국내에서는조기감시계통에큰비중올두지않았으나, 최근에건셜되는명광 3,4호기나올진 3,4호거에는설치하도록되어었다. 원천 조기파손감셔계통에서사용되는패표적인진동센서의하나가압전형 가속도계이다. 이센서는옴향누설감시계통 (ALMS), 원자로냉각채펌프진동 감시계통 (RCPV MS) 및파면감시계통 (LPMS) 둥에적용되고었고, 또한 2 차 측배관과펌프풍의 대형기기에대한친롱과용력계측올통한안정성검토에도 활용되고었다. 그러나압천센서, 특확 본연구에서개발하고자하는고온형 센서의 개발은 아직도며미한실청이며, 국내에서는개발경험이천혀 없다. 따라서원전조기파 손 감시계통의설치증가추세와더불어그 필요성이증가하리라예상되는고품 질의고온형친통센서의개발은중요하다. 본 기술현황분석보고서에서는고온형 압전센서의개발올위하여 센서의 설 계 / 각구성요소의재료특성및 센서 제작 / 센서와특성분석법에대하여서술하 였고, 아울러진통센서의용용에대하여도정리하였다.

4 목 차 페이치 요약문 목차 그림목차 표목차 제 1 장서론 제 2 장본론 1. 가속도계의설계 가. 가속도계의원리 및 종류 1) 가속도체의원리 2) 가속도계의종류 가 ) 용력천달방식에따른분류 나 ) 출력신호갑지방식에따른분류 나. 압축식가속도계의설계 다. 가속도계의특성과보정법 1) 가속도계의특성 가 ) 나 ) 감도 (sensitivity) 선형성과동적범위 <linearity and dynamic range) 다 ) 횡감도 (σ 강 lsverse sensitivity) 라 ) 마 ) 과도웅답 (transient response) 바 ) 상웅답 (phase response) 과도온도용답 (transient temperature response) 사 } 온도범위 (temperature range) 아 ) 주파수용답 (frequency response) 자 ) 베야스변형감도 (base strain sensitivity) l l U v m 9 m m 펴피mμ 싱m피Mπμmωmωn n

5 차 ) 자기감도 (magnetic sensitivity) 18 차 ) 음향감도 (acoustic sensitivity) 19 타 ) 습도효파 (humidity effect) 19 파 ) 조사효과 (radiation effect) 19 2) 가속도계의 보정 20 가 ) 절대보청볍 20 나 ) 비교보정볍 가속도계센서의제작 21 가. 압전소자 21 1) 압전특성 21 2) 압전채료및제조법 23 가 ) 압전재료 23 나 ) 책조법 24 나. 기타구성소자 33 1) 관성칠량체 33 2) 베이스와뚜껑 34 가 ) 스테언레스캉 34 나 ) 언코넬 36 다 ) 타타늄 36 3) 케이블 37 4) 동축연결단자 38 다. 가속도계의부착 38 1) stud mounting 40 2) wax mounting 40 3) magnet mounting 41 4) self adhesive mounting 41 5) adhesives 41 - ul -

6 6) probes 가속도계센서의용용 42 가. 원자력분야의웅용 42 1) 적용분야 42 2) 상엽용시제풍 45 나. 가타분야의용용 47 제 3 장결론 50 참고문헌 52 - IV -

7 그립목차 페이지 Fig. 1. Undamperl Vibration System consisting of Spring and F 벌. ~ass 55 Fig. 2. Simplified ~odel of an Accelerometer 55 Fig. 3. Relative Sensitivity of an Accelerometer versus Frequency - 56 Fig. 4. Upright Compression Type Accelerometer 57 Fig. 5. Inverted Compression Type Accelerometer 57 Fig. 6. Isola옮d Compression Type Accelerometer 58 Fig. 7. Delta Shear Ty뿔 Accelerometer 58 Fi$!. 8. Planar Shear Type Accelerometer 58 Fig. 9. Flexural Type Accelerometer 59 Fig. 10. Accelerometer Amplitude and Phase Response as a Function of Frequency Fig. 11. The Distortion of a Waveform of a Quasi-static Acceleration Input caused by Leakage Fig. 12. Waveform Distortion due to Ringing Fig. 13. Accelerometer and Preamplifier Output resulting from a Half-sine Pulse of such a High Level that Zero Shift has been int:r,αiuced A Set-up to measure the Frequency Response of an Accelerometer 63 Fig. 15. The Laser Interferometer Set-up for Absolute Calibration of Accelerometer 64 Fig. 16. System for the Back to Back Calibration of Accelerometer 65 - v -

8 Fig. 17. Crys없1 Growth Techniques Fig. 18. Use of Necks in Crystal Pulling Fig. 19. Schematic Diagram of Parameters for Growth Rate Determination Fig. 20. Growth Rate versus D 퍼 meter Ratio of Cryst 외 / crucible for Various Liquid!solid Densi앙 Ratio Fig. 21. Schematic Diagram of Various Afterheaters Fig. 22. Mechanical Properties of Stainless S않els with Temperature Fig. 23. Tensile Strength. Elongation 없ld Yield Strength of Various Inconels with Temperature Fig. 24. Typical Yield Strength of Titanium Alloys with Temperature Fig. 25. Various Kinds of Cables for Accelerometer Fig. 26. Various Kinds of Coaxial Connectors and Adapt 아 S Fig. 27. Recommended. Tolerances for the Mounting Surface and Tapped. Fixing Holes F땅. 28. Notations for Clearence 따ld Allowable Limit of Drawings Fig. 29. Comp따ison of Fr핵uency Response Curves obtain어 using Several Accelerometer Mounting Technique Fig. 30. Accelerometer Mounting Methods Fig. 31. The Frequency Response of a Wax Mounted. Accelerometer Fig. 32. The Frequency Response of a Self-adhesive Disc Mounted. Accelerometer VI -

9 Fig. 33. Accelerometer and AE Sensor Locations of Acoustic Le와 ( Monitoring System 88 Fig. 34. Accelerometer Locations for Vibration Monitoring of Reactor Coolant PumP 89 Fig. 35. Accelerometer Lα::ations of Loose Parts Monitoring System 잊 j - VII -

10 표..Q. -, 차 지Table 1. Calibration Chart of Accelerometer Table 2. Symbols of 32 Point Groups in Crystallography Table 3. Dielecσic, Piezoelectric and Elastic Constants for Barium Titanate Table 4. Dielectric. Piezoelectric 따ld Elastic Constants for Lead Titanate Zirconate 94 Table 5. Dielectric, Piezoelectric and Elastic Constants for Niobate (I) 95 Table 6. Dielectric, Piezoelectric and Elastic Constants for Niobate OI) 96 Table 7. Dielectric, Piezoelectric 킹ld Elastic Constants for Niobate (ill) 97 Table 8. Dielectric and Piezoelectric 판operties of Bismu암 1 Compounds 97 Table 9. Dielectric, Piezoelectric 와ld Elastic Constants for Single Crystal 98 Table 10. Synthe피 c Crystals by the Hydrothennal Growth 99 Table 11. S피gle Crystals grown by Czochralski Method and Their Growth Factors 100 Table 12. Electronic Ceramic Thin Films Manufactured by PVD 암ocess 101 Table 13. Electronic Ceramic Thin Films Manufactured by CVD Process VIll 뼈와잃93

11 Table 14. Electr αlie Ceramic Thin Films Manufactured by Sol-gel Process 102 Table 15. Chemical Composition of Stainless Steels 103 Table 16. Th앙mal Expansion Coefficient of Stainless S않el with Temperature 103 Table 17. Physical and Chemical Properties 0f Stainless Steel 104 Table 18. Chemic 려 Composition of Inconels 105 Table 19. Physical Properties of Inconels 106 Table 20. Chemic 외 Com] sition of Titanium and Titanium Alloys graded for Applicable ASTM Specification 107 Table 21. Design Stress Allowables of Titanium and Titanium Alloys 107 Table 22. Physical Properties of Titanium 없ld Titaniurn Alloys Table 23. Mech원lie려 Properties of Titanium Alloys 108 Table 24. Abbreviated Symbols of Ma.chining Process Table 25. Surface Finishi.ng Symbols 109 Table 26. Kinds and Designations of Screws 110 Table 27. Adhesive Mounting Guidelines for Accelerometers 111 Table 28. Reactor Noise Monitoring Systems in Korean Nuclear Power Plants 112 Table 29. Kinds 없ld Causes of Loose Parts in Nuclear Power Plant IX -

12 1,i 제 1 장서론 일반적으로체어되지못한모든친동은잡음 (noise) 을발생시켜거나기계적인 용력 혹은구조적인파손올유발하는것과같은바람직하지못한현상을발생케 한다. 최근구조몰과기계류의복잡성및정밀성이증가함에따라친동과관련된문제가운전비용이나효융측면에서그중요성이더욱크게증가되었다. 따라서친동의원언이나친동력에대한구조물의동적인반옹에대한이해가필요하게되었으며, 이를위해우수한생농의진동감지기 (vibration πansducer) 의개발이추진되어왔다. 한편, 원자력분야에서는원자로의내부구조물간의체결력저하와상실, 기기내부구조물부품파손및파편화애의한타부품의손상, 노섬유로차단, 핵연료집합체손상, 제어봉구동방해, 구조물의비정상찬통그리고합력경계면내의균열및누설둥의결함을조기파손감시기술올활용하여사전에탐지하여원자로의건전성및안전성을향상시키고있다. 원전조기파손감시기술은원자 로냉각재계통구성기기의구조적및 열수력학적비청장특성과관련된정보를 원자로채어계통선호와합력경쩨면외부에설치된센서의선호퉁올통하여얻고, 이선호들을처리 / 해석 / 평가하므로써원자로의결함올조기에탐지하는기술이며, 이기술에서활용하는진동감져기 ( 센서 ) 의하나가압전형가속도계 (piezoelectric accelerometer) 이다- 원전조기파손감사계통애서압천형가속도계는음향누셜감서계통 (Acoustic Le라ζ Monitoring system), 원자로냉각채펌프 진동감시계통 (Reactor Coolant Pump Vibration Monitoring System) 및 파편 감사계통 (Loose p, 따 t Monitoring System) 둥에적용되고있고, 또환 2 차측배 관과펌프퉁의 대형기기에대한진동과옹력계측을통한안정성검토에도합전 형가속도계가활용되며, 이들에대해서는 USNRC Regulatory Guide나 ASME/ANSI 둥에규제요칸이명시되어었다 rrs1. 본가술현황분석보고서에서는원전조거파손감사계통에적용되는압전형가속도계센서개발에도움을주고자가속도계센서의원리및종류와특성, 설

13 qι계방볍을서술하고, 아울러가속도계센서의각구성요소들의체료및 제조방법 과특성올살펴보며포한가속도계센서의옹용분야를알아보고자한다.

14 제 2 장본론 1. 가속도계의설계 가. 가속도계의원리및종류 진동잡지기는압천형가속도계외에도 proximity probe, capaci 디 ve probe, position potentiometer, piezoresistive transducer 및 moving coil 둥이 있으나진 동의절대측정은압전형가속도계가가장적절한감지거로알려져였다. 압전형가속도계의장점은아래와같다 [6). (1) 아주넓은주파수범위에서사용이가능하다. (2) 션형성을나타내는동적범위가넓다. (3) 측정된가속도신호가적분되면속도빛변위에대한자료를얻올수었다. (4) 다양한측청여건에서도뛰어난정확성올갖고진동올강지할수었다. (5) 외부에서전원공급이필요없는자체발전형이다. (6) 움직어는구성요소가없어내구성올높힐수있다. (7) 매우소형이며, 무게에비하여감도가높다. 1) 가속도계의원리 압전형가속도계는가속도계가진동올받으면관성 질량체 {seismic mass)7} 압전체 (piezoelectric elements) 에외력올전달하고, 압전체로부터이에해당되는 천기적천하가발생되어, 이의 변화를갑지하는원리로작동된다. 따라서압전형 가속도계는외부진동힘올가속도계에전달하는관성질량체, 전달된외력올전 거적인신호로변환시키는압전체관성질량체와압전체를지지하며구조물과 연결되는베이스 (base), 이틀올덮고있는뚜껑 (case or house) 및전기적신 호를분석부에전달하는동축연결단자 (coaxial connector) 와 케이블 (cable) 로 구성된다. 각구성요소의특정에대해서는 3 장에서구체적으로잘펴보기로하고, q u

15 이장에서는압전형가속도계의상세한작동완리를살펴보고자한다. 비감쇠 (un없m많d) 스프링질량계에서자유진동 (free vibration) 하는현상올수식적으로이해하고자그렴 1과같은스프링질량채를설정하였다 [7]. 칠량 m 인물체가정지위치로부터 +x 만큼이동하면스프링에는 k의 힘이 작용하게 되고, 운동방정식에의혜 m x+k x=o 의관계가성립된다. :x{ t) = C e st 라가정하면 (C. s는상수 ), 위식은 C est. (m 52 + k) = 0 이고, 아고, 따라서, m k = 0 5 =,.1. + ( 옳 ) 2 + i α)n 이고,.1. ω n = ( 옳 ) 2 이다. 여기서 ω 을특성방정식이라하며, 5 를고유값혹은특성값이라한다. 마찬가지로합전형가속도계를기계적친통계로보면압전체가관성칠량체와뻐이스사이에서스프량역할올하는스프령질량계의단순모텔로생각할수있으며, 이의도식적인모습올그렴 2에나타내였다 f61. 압전형가속도계는가놓환한감쇠요소가제거되도록셜계되어만들므로감쇠효과는무샤할정도로작다고가정한다. 스프링에가해지는힘은 F = k (x s - Xb - L) 이고, 베이스에가해지는험은 F + Fe = mb Xb - 4 -

16 이며, 질량에가해지는혐은 -F = m s - X s 이다. 여기서, m s 는관성질량체의질량, mb는베이스의질량, X s는관성질량체의변위, Xb는베아스의변위, L은정지시베이스와관성질량체간의거리, k 는합전소자의강성율 (stiffness), Fe는조화가진력 (harmonic excitation force), Fo 는가진력의진폭이다. 운동방정식에의해 X s - Xb k (Xs - Xb - L) μ F C mb 1, 1 이성립된다여기서, i _...- +_...- 이고, y = X s - Xb - L 라고가 m s η 1b 정하면, μ r = - k γ - L Fo Smωt %?h v 이고, 가속도계가외력없이 ( Fa 0) 자유친롱을한다고가청하면 μ r= -k-y 로간단허나타낼수있으며, 찬동이진폭 R로조화진동 (hannonic vibration) 올한다면 의관계가성립된다 - - μ. R ω2. sin ωt= -k R s 피 ωt 2 (0;' k μ 이고, ω 을고유공진주파수 (natural resonance frquency ; rad!s) 라고한다. 즉, ω n - k - ( 초 + 초 ) 인데, 가속도계는 mb~ m s 이므로 ",ι s " b R u

17 mm = k η~s 이고, ωm 올부착공진주파수 <mounted resonance frequency) 라하며, 이값이 압전형가속도계의특성을나타내는주파수가된다. 압전형가속도계겨실제적용되는데는자유친동에의한경우보다는외력이 가해지는캉제진통 (forecd vibration) 의영향하어 I 놓이게된다. 따라서위의자유 진동에서 0 으로간주하였던외력 Fe 를고려한운동방정식은., Fn r+ ω~. r + -ι. SInω t = 0 ηtb 이된다. 관성질량체의변위가 sine 콕선올따라변한다면, - ω2 R. sin ιt + ω:. " R" sin ωt + 프뇨 sinmt = 0.. mb 따라서, R" ( 야 -ω2) + 환 = 0 rr, b R - Fo - - mb ( 따 - 삶 ) 고유공진주파수보다매우낮은주파수에서는변위 R = R 는 R o = - F mh" ωg 이다. 저주파수영역의변위 < Ro ) 와고주파수영역의변위 ( R) 의비를 A라하면. A = --!! = 1 - R o (ω / ω공 - 6 -

18 이다. 따라서 ω 가 ωn 에 접근하면, 즉강제진동수가고유공진진동수에가까와지면 A 값은 에접근하게된다. 이는관성질량체와베이스칸의변위증가와이에따른가속도계에서발쟁되는전기적인출력의증가를의미환다. 즉가속도계의주파수용답곡선과친폭측정오차가위식과관계가었다. 캉제친동수가고유공진진동수부근으로첩근함에따라상대적인감도가중가하는전형적얀주파수용답곡선올그림 3에나타내었다. 2) 가속도계의종류 가속도계의관성 질량체가압전체에용력올전달하는방식에따라크게 압축 식 (compression type) 과전단식 (shear type) 으로구분하며, 측정방향에따라단축식 (uniaxial), 이축식 (biaxial), 삼축식 <triaxial} 및다축식 (multi없 d려 ) 으로 구분한다. 또한출력신호의갑지방식에따라천하 (charge) 신호감지식과천압 (vol 않 ge) 신호갑지식으로나누어진다 f6,s-lol. 압축식은압전체에압축력올가 하며압전체의 <hi 효과를어용하고, 전단식은압전체에천단력올가하고 di5 효 과를이용하는방법이다 ru1. 이들의특정은아래와같다. 가 ) 웅력전달방식에따른분류 (1) 압축식가속도계 ( 가 ) Upright 압축 그렴 4와같이판정찰량쳐l 와베이스간에압전결청이위치하는구조를지니며 [9], 접착제, 스터드혹은나사로합전감지소자를베이스에고정시킨다. 가속도계가가속되면관성칠량체로부터압전체에힘이가하여지고, 이에따른전기적출력이발생한다. 따라서관성질량체가크면용력이커지고, 이에따라출력이커진다. 이방식은공진주파수가높아폭넓고정확한주파수응답범위를나 - 7 -

19 타내며, 매우견고하고큰 g 충격에도견딜수있다. 그러나갑지소자가외부베 이스와직접접촉하기때문에베이스꺾엄변형이나열적전이영향에민감하다. 앓은판상구조물이나열적으로불안정한환경의 저주파수에처사용되면출력선 호의오차가발생된다. ( 나 ) inverted 압축 그림 5 에서볼수었듯이 inveπed 방식은위의 upright 방식에문제가된감 지소차와베이스간의직접접촉에따른열적전이및베이스변형영향올줄이 고차베이스와감지소자가서로격리되도록설계된구조이다 f91. 많은기준보 청가속도계가이설계방삭으로제작된다. ( 다 ) isola옮d 압축이방식도압축식의약점인열적전이와베어스변형으로언한잘못된출력을줄어려고설계되었으며, 개략적언모습은그립 6과같다 f91. 갑지소자를베이스와기계적으로격리시키고 ( 와셔를이용 ), 속이빈관성질량체를단열창벽으로작용하도록사용하여맙축식의약점을보완하도록고안되었다. 이기계적방식은저주파영역에서안청한거통을나타낸다. (2) 전단식가속도계 ( 가 ) 멜타천단 (delta sh않r) 중심의삼각기퉁주변에 3개의관성질량체들과압전소자들야삼각형배열을 하는구조 ( 그립 7 참고 ) 이다 [6]. 이틀온높은인장력이작용하는 clamp ring 으 로유지되며, 볼트나접착제를사용하지않아최적의거동과신뢰성을나타낸다. 이방식은관성칠량쳐1 에대한감도비가매우크고, 비교적높은공진주파수를가지며, 베이스변형및열적전이의영향을감소시칼수었다. 또한 ring이압전소자에미리용력올가하여우수한출력직선성을나타낸다. 전하는뚜껑과 - 8 -

20 clamp ring 사이에모인다. ( 나 ) 평판전단 (planar sh 않 r) 이방식은두 ill 의직사각형압전판올직사각형중심기퉁이부착되고, 압천판 바깥쪽에 두개의관성질량체들이놓이며, 야틀을 clamp ring 으로고정시킨구 조이다 ( 그렴 8 참고 ) [6]. 베이스와압전소자가잘격리되므로베이스변형이나 열척전이효과를줄일수았다. (3) 쏠립식 (flexural mode) 가속도계 l 방식에서는빔모양와감지소자를사용하여가속되었올때변형올증가시 키도록고안되었다. 이방식은가볍고, 우수한열적안정성을나타내며, 경제적으 로도잇점이었다. 일반적으로저주파수, 저중력가속도에사용된다. 개략적언모 습은그림 9 와같다 [9]. 나 ) 출력신호감지방식에따른분류 (1) 전하감지식 압전소자얘서발생한높은엄피던스의전하선호를바로출력신호로받는가 속도계를말하며, 청확한측청올위해서는신호분석기에선호가입력되기전에 낮은엄피던스의천압신호로조청되어야한다. 이를위하여전하중폭기 {charge amplifier> 나동시천하변환기 (in-line charge conv, 하 ter) 를사용하여야한다. 특 히출력신호를먼거리까지천송하려면가속도계부근에동시천하변환기를설 치하여야만한다. 이방식은고온용으로도사용될수았는장점을지닌반면, 높 은 임피던스의신호로언하여환경적인요언에민감하게반응하며, 특별환저참 음통축케이블로가속도계와전하증폭가를연결하여야한다 [6,9]. (2) 전압감지식 - 9 -

21 이방식은가속도계내에압전소자에서발생되는높은임피던스의전하신호 를낮은임피던스의천합신호로바꾸어주며, g 떠 n, filtering 빛 self-test features 기능올지닌신호조절전자회로 (signal conditioning electronics) 를장 착한가속계를말하며, 가속도계에서신호분석기에천압신호가전달된다. 아 방 삭은낮은엄피던스신호를먼 거리까지전송합수있으며, 사용이간단하고, 청 밀도가높으며, 폭넓은주파수영역을지닐수있는장점이았다. 그러나내부 전자회로의사용온도가제한을받기때문에고온용으로는적합하지못하다 [6,9]. 나. 압축식가속도계의셜계 가속도계의감도 (sensitivity) 와부착공전주파수는가속도계의특성을나타 내는중요한값이며, 야에 영향올미칠수있는언자들로는압전체의압전특성과 관성질량체와베이스의무게다. 따라서압전체, 관성질량체빛베이스의적절 한채료의선택과치수의결청하면원하는특성올지닌가속도계를제작할수 있다 r6,121. 앞확가속도껴! 동작원리에대한고찰에서부착공친주파수는 1 f k 용 fn = 장긋 ( 굉 ;) ) (&) 이었다. 여기서 k 는압전체의강성율이다. 치수가같은압전체를극성방향과 i 영 행하거 11 n 개사용했을때총캉성용 ( kp) 은 k - E33 π D p - p. 4 n t p (Njm) 이다. 여기서, n 은합천체의갯수, E33 은압전체의영률, Dp 는압전체의직경, tp는압전체의두쩨이다- 한편압전체가관성 질량체로부터관성력을받아발생되는총전하량 (q) 은 q = n d 33 F (coulomb)

22 이다. 여기서, d33 은압전체의압전상수이고, F 는관성질량체에의한관성력 ( 응력 } 이며, F = m s - i (IV) 야다. 따라서, Q = n - d 33 - m s - i (cηνlomb) 천체압전체의전기용량 ( C e ) 은 Co - n 죠二효.4 E e u 4 t p (farads) 이다. E 는유전상수이다. 부착공진주파수 ( 1m ) 보다매우낮은주파수영역에서발생되는회로전압 e 은 e = 4 - d 33 - m s - i C e (volts) 4 - d 33 - m s - t p - X -7[ -L 갱 4 - g33 - m s - t p - X π o Itp (volts) 이다 - 여기서 g33 = d.sie 이다. 위식들로부터감도와부착공진주파수를구 하면아래와같다. 중력당가속도의전하감도 (charge sensitivity) 는 Sq = n d 33 - m s 0 g 이고, 중력당가속도의전압감도 (voltage sensitivity) 는

23 Sv = 4. g33 m s t p g π. Lip 이다. 한편부착공진주파수 ( 자 ) 는 1 E 33 π. 1 쟁융 = ---( ν ) (Hz) 2π 4. n' m s ' t p 이다. 따라서감도와부착공진주파수가정해지면적절한압전특성을지난압전 재료를선정하여압전체와관성잘량체약치수및무게를설계할수있다. 역으로작철한쳐수와무채를지난특정압전체를이용하여가속도계를만들때얻을수있는가속도계의감도와부착공진주파수를예견할수있게된다. 위의식들을보면압전체의갯수가많거나관성질량체가무거우면감도는좋아져지만부착공진주파수가낮아져사용주파수영역이줄어듬올알수있다. 다. 가속도계의특성과보청법 가속도계의특성과보정법에대한사항은 ISO 당 M7, ANSI 52.11, :MIT-STD-4많J62A 퉁에서술되어있다- 측정되어야할특성은주파수옹답, 상용답, 선형성, 온도의폰성, 압전체의과도온도용답, 횡감도, 베이스변형갑도, 자기감도, 환경영향둥이었다 [3,6,13,141 1) 가속도계의특성 가 ) 감도 (sensitivity) 가속도계의출력과가혜진가속도의벼가감도이다. 압전소자에서나오는선 호는전하이므로감도는단위가속도당전하 (pc/ms- 2 ) 로나타내거나전하신호 를전압으로전환시켜단위가속도당전압 (mv/ms- 2 ) 으로나타낼수있다. 나 ) 선형성과동적범위 (linearity and dynamic range)

24 동적범위란전기적출력이베아스에가해진가속도애비례하는범위를말한다. 동적범위의상한은가속도계에가해져는잔동의유형어l 의폰하며, 가속도계의기계적캉도뿔만아니라압천체의 prestr않s에의폰한다. 가속도계가작을수록사용될수있는진동준위가높아진다. 한편, 동적범위의하한은이론적으로는 이어야하나, 측청시스댐의잡음준위와환경척언요인때문에 0 이되지는못한다. 다 ) 횡감도 (transverse sensitivity) 가속도계가부착축에수칙으로작용하는가속도를받으면약간의 출력이 발 생한다. 이 값을주축감도의 퍼센트로나타낸값올횡감도라고한다. 이상적으 로횡갑도는 O 어어야하나압전체나금속부의 미소환결합때문에 횡감도가나 타난다. 횡감도를줄이려면균일한압전센서션돼, 정멀가공, 적절한취급과 I영 면 설치, 깨끗한표면풍의 조건을갖추어야한다. 일반척으로가속도계의 최대 전하혹은천압 감도측과부착축야 일치하지 않기 때문에 최대와최소횡감도 방향이쟁간다. 황갑도측청은가속도계의 주촉과다른각도에서가속도계를부착시킬수있 으며, 최소 180 를회전시킬수았은치구가달련가진기를이용한다. 횡갑도를 측청하기전에기준친폭과주파수로가속도계의주축감도를측청하고, 이에수 직된방향의횡감도를측쩡한다. 주파수를달리하며측쩡하여최대빛최소값과 방향을결정한다. ISO 에서 척용한주파수는 Hz 이며, 동적범위 는 10-1α)() ms- 2 이다. 횡감도 (S 벼 TIS) 는퍼센트로나타내며, 그값은 StraJJS = 좌쌓 x 100 로부터구한다. 여기서 A 없 ns 는횡옹답진폭여고 A 는측정방향의진동진폭이다. 라 ) 상응답 (phase response)

25 기계적입력과전기적출력간에시간지연에해당되는가속도계상의이동이발생한다. 상이작동범팎내의모든주파수에서일정하지않다면진동산호의다양한주파수성분들간의상관계는서로변하게되어기계적입력혜대혜비틀린전기적출력야발생된다. 가속도계의감도와상용답관계는그립 10과같다. 부착공진주파수이하에서는상의여동이무시될청도로작지만, 부착공친주파수에가까와지면상의비틀림어발생한다. 마 ) 과도응답 (σansient response) 가속도계가유효작동범위를벗어나는과도진동이나충격을측정하게될 때 측정계의전체척인직선성이어긋나발생되는가속도계출력의비틀림현상을과도용답이랴한다. 압전형가속도계웅답은직선성올나타내기때문에이과도용답온전중폭기, 여과기혹은 integration network에서발생되는문제챔이다. Ie 와 cage effect, ringing, zero shift 가과도용답의예이다. k 와 age effect 란부척절한주파수범위에서가속도계와전중폭겨가작동하면 그림 11 과같이유사청척가속펄스 (quasi-static acceleration p 버 se) 의파형이 버틀려는현상을말한다. 가속도계에유사청적가속이가책지면압전소자에전하 가발생되며, 압전소자의청전용량때푼에이 전하는압전소자에처장되고가속 도계의높은누설저항 (1, 않 kage resistance) 으로누전이방지된다. 그러나가속도 계의한청된누설시간상수 (Ie와없ge time constant) 와전중폭기에셜청된하한주파수및입력엄피던스때문에약간의누전이발생된다. 따라서그림의 A와 B 사이처렁음 (-) 의기울기를갖는파형이관찰되며, 가속도가멈춰지면전하가 0점이하까지변하다가다시 0점으로간다. 이현상은천중폭거의하한주파수가잘못셜청된가속도측정계에서나타난다. Ringing 이란그립 12 와같은가속도계출력의바틀렴현상으로유효주파수방위를벗어난진통올측정할때발생된다. 기계식여과기 (mechanical filter) 나 전증폭기에 low pass filter 를부착하여가속도신호를처리하면방지할수있다. Zero shift 란그림 13 과같야가속도계출력신호의 0 점이이동되는현상이다

26 압전체가완전탄성체가아니면압전체에가해친힘이갑져기제거될때분자분역야함을가하기전상태로되톨아가지못하게된다. 따라서험이제거되면시간에따라천천히감손되는천하가발생되어 0점으로도달하게된다. 이현상은기계식여과기를사용하여보완한다. 바 ) 과도온도웅답 (transient temperature response) 이 현상은친동측정시주변온도의빠른오르내림 (rapid fluctuation) 으로발 생되는초천효과 (pyroelectric effect) 와불균일열팽창어 } 의한가속도겨l 의 저주 파수잡음발생을말한다. 초전현상은강유전체에서 온도에 따라 표면전하가변화되는 것을 말하며 [15], 분극된재료에서이 전하는분극방향의수직한면을따라형성된다. 따라서 진동에 의한전하가분극방향에 수직인 면에서 발생되는압축형의 경우에는이 초전전하가명향올미치게 되어 가속도계의 감도에오차가발생된다. 그러나전 단형의 경우에는분극방향에 평행언 면에서 전하가발생확므로 이 오차를줄일 수있다. 압축형 가속도계가전단형에 비해서 약 100 배 정도온도에 더 면감하 다고알려져 었다. 한편가속도계의 구성요소들이 서로다른속도로열팽창과수축을하개 되면 용력이 발생되고, 이용력이 압천체에 가해져 감도에 오차가발쟁하게 된다. 이 과도온도에 따른가속도계 감도의 오차를줄이력면가속도계를 압축형보 다는전단형으로 선택하며, high pass filter를부확하고, 가속도계주변을적당히 단열 / 차폐서켜야환다. ISO 당 W7-18 에제서된과도온도감도측정법에의하면가속도계를무게가 10 배안할루마늄블력에고정시키고온도가 20+1 'c 로 유지된수조에급속하게담 가가속도계에발생된최대출력과이때까친컬린시간을측정한다. 사 ) 온도범위 (temperature range) 가속도계의최대사용온도를나타내는용어로압전소자악압전성이온도에

27 따라변화기때문에제한올받는사용온도범위이다. 압전체의분극이상실되며, 압전체는고유의성질올앓게되므로가속도계로서의출력을못내게된다. 이와관련된압전소자의물리적특성이큐리온도이며, 역으로가속도를활용할온도범위가정해지면, 이에적합한합전채료를선태할수있다. 야외에도분극된압전 체의 압전성이온도에의폰하므로가속도계의엄피펀스와감도도온도의영향을 받게된다. 사용온도범위를늘리는방법으로열전도도가우수한금속스크련을가속도 계 베이스에부착하여열방출을촉친시키거나운모판과같은단열채를이용하여 가속도계로열전달올억제시킨다. 아 ) 주파수용답 (frequency response) 넓은주파수범위에걸쳐일청한진동준위에의해여기된가속도계의전기적 출력변화를말한다. 상대척언감도 (A) 는 A= I 1 - ( 꿇 f 야성립되며, 여기서어는고유주파수, ωm 은부착공진주파수이다. 따라서상대적 인갑도를부착공진주파수의 변화에대하여나타낼수있다. 부착공친주파수가 높으면작동주파수폭이넓어지며, 이를위해서는강성이큰합전책나가벼운관성질량체를이용하여야한다. 그러나관성질량체가가벼우면압전체에주는혐아작아져고주파수영역의감도가약해친다. 주파수용탑의측청은 200 Hz - 50 KHZ 범위에서 sine generator에의해작동하는보정용가진기 (calibration exited와 180 gr의캉으로된 mounting head 를이용하여그립 14 와같야충폭기와 level 기록계를배열하고주파수에따 른출력변화곡선올기록하여행한다. 이방볍으로주파수응답올측정할때는 가진기 head 에가속도계를주와하여부착확여야하며, feedback loop 에서충분한 gain 이없으면가진기 head 의일정한가속이불가능하므로측정하는주파수영 - 16

28 역에대해일정가속올 check 하여야환다.30 KHZ 야상에서는일정활가속올가 할가압기의청확도가급격허감소하나 50 KHZ 까진신화성있는부착공진주 파수를얻을수있다. 자 ) 베이스변형감도 (base strain sensi 디 vity) 베이스가쩍엄용력을받으므로발생되는전하가감도에 미치는영향으로저 주파수범위에대한측청을할때중요하다. 베이스변형효과률줄이려면베이스를두껍고, 매우무겁게설계하여야하며, 아울러맙전체와의사이에헬릴륨원반 (beryllium disc) 올삽입하여줄이기도한다. 베이스변형감도의측정은 ISO 에제시되어었다. 한쪽야고정된보 (beam) 에고정된끝으로부터 40 mm 되는위치에가속도계와동시에변형측정기 (strain gauge) 도설치하고, 보의 반대쪽끝에천천허험용가하여가속도계의베이스에변형이발생하도록한다. 가속도계에대한주화수가너무낮으면기준값보다뎌 큰변형이생기도록혐올 더가한다. 가속도계와변형측정기의출력을측정하여최대출력올결정한다. 시험은 4 개의서로다른가속도계방향에서반복서행한다. ISO 에제시된기준값은가속도계베이스의곡률반경이 25m 일때, 베이스변 형아 2.5 X 10-4 이고, 검사값 {che 야 values> 은곡률반경이 62.5m 일때쩨이스 변형야 l X I0-4, 곡률반청이 12.5m 일때배이스변형이 5 X 10-4 이다. 가해준힘 (F), 변형 (E) 및곡률반정 (R) 간의관계는다음과같다. F= E x E X b X h 2 6 x I R= ~ 2 x E 여가서 E 는영율이고, b 는보의폭, h 는보의두께, 1 은시험점 ( 가속도계부착 점 ) 에서가압점까지의거리아다. 가속도계가부착될측청물의 표면조도는 1 J.lm, 평탄도는 5 J.lm, 부착시킬구 명의수직도는 10 Um 이하이어야한다. 가속도계가부착될측정점은두께가

29 12.5mm + O.lmm, 폭이 76mm + O.lmm 이어야하며, 가속도계로부터보의 함 올가할끝까지의킬아는약 1.5m 면편리하다. 이렇게하여구해진변형감도 (Sb) 는 S J, = - ab b - E [ 쩌 5-2 I με ] 로부타구하며, 이때. ab 는가속도계의출력이다. 차 자기감도 (magnetic sensitivity) 자장에의한감도변화를말한다. 자기감도는자장에의한가속도계자체의운동이유도되므로정확하게측정하기어려운인자이다- 자기감도는가속도계를천자석코일의중섬에놓고코일에전류를흘려자창올유도한상태에서측청되며, ISO 에측정법이제서되고있다. 코일에유도되는자장 (B) 은 B = 0.63 x 10-6 X I x n "J- 과같다. I 는전류이고, n 은코일의감긴수여며, r 온코알내경이고, d 는코일 끝부분에서가속도계중섬까지의거리이다. ISO 에서제시하고있는감도측청올 위한자기장값은 10-3 T 이다. 자기감도를청확하게측쩡하려면가속도계자체의 차장에의한운동효과를 줄이기위해가속도계를무거운지지대위에단단허고청시켜야하며, 이외에도 판성질량체의투자융 (magnetic permeabili 앙 ) 에서비롯되는차장에대한칠량 채의운동과케이블로부터유도되는천류퉁이고려되어야한다. 자기감도 (Sa) 는 S % -B [ ml(s2i T) ] 로부터구해저며, VB 는가속도계의출력이고, B 는걸어준자장이다. 18 -

30 차 ) 음향감도 (acoustic sensitivity) 대부분의진동은음향출력과관련이었다. 친동아비 gh sound pressure level 에서측정되면진동측정이간섭을받게된다. 이를방지하기위해서압전체와 뚜껑사이를고립시키는 rigid mechanically isolated design올채택하기도한다. 음향감도의륙정법온 ISO 많47-15에제시되어있으며 I sound pressure level 이 130 db 까지인 125-8α)() Hz의주파수를지닌무작위잡음을이용하여측 정한다. 음향감도측정올위한가속도계는소리가반사되지않는방가운데에놓인확성기의앞과인접한부분에설치한다. 이때가속도계의매단공진주파수 (surpension resonance frequency) 는 20 Hz 보다작아야한다. 이렇게설치된 가속도계에확성기로부터 130 db 까지의소리가가해지며, 이에대한가속도계 의출력을측청환다. 측정할때가속도계는회전시켜최대의용답출력올측정하며, 소리의스펙트럼은가속도계를마이크론폰올대처하여얻는다. 음향감도는 가해찬 sound pressure level에대한가속도계의출력으로나타낸다. B&K사에서는음향갑도를 T100 Hz 범위에서 150 db 의 sound pressure level 에대하여측정한다. 타 } 습도효과 (humidity effect) 가속도계가습기와만나면누설저항이감소하게되어저 주파수웅답에변화 가생기는현상으로가속도계를사용하는환경에따라베이스와케야스칸에척 절한첩합법이선택되어야만방지할수었다. 파 ) 조사효과 (radiation effect) 방사션에의한조사손상효과로감마선조사에서는 accumula 않 d dose 가 20 KGy면 10% 이하의감도변화가나타나며, 중성자조사에서는 accumulated dose 가 n!cm 2 면약 5% 감도변화가나타난다. 감마션조사시 accumulated dose 가 1 KGy를넘어서면특수한케이블이펼요하다. 이러한가속도계의특성들을고려하여실제로센서를제작할때에는표 1과

31 같은보정표가만틀야찬다. 2) 가속도계의보정 가속도계의보청은감도보정을말하며, 위에서 언급한가속도계의특성들에 대한보청은각항에서서술한특성측정법올적용하면가능하다. 보청방법은절 돼보정법 (absolute method) 과버교보청법 (comparison methocl) 이 었으며, 가속도 계를보정하기전에가속도계의손상여부를확언하기위하여주파수용답을측 정하여분석하는것이바람직하다 l6,131 가 ) 절대보청볍 절대보창법에는레이저간섭계 <laser interferometry) 법, reciprocity technique, 지구중력 ( 않rth s gravity) 법퉁이있으며, 여기서는려 } 이저간섭계를이용한방법에대하여서술한다. 래이저간섭계법은특별한장치가필요하기때문에일반척으로사용되기보다는표준가속도계의보 ; 정둥과같이특별한보정이요구되는경우에적용한다. 이방법으로보청하는순서는다음과같다. a. 그립 15 와같이 Michelson interferometεr 주변에측청기기와가속도계를 중심야얼치하도록배열한다. b. 레이저 빔이 보청하려는가속도계의 윗면올향하케 하고, 이 범이 같은경 로를따라역으로반사되도록한다. c. 간섭계의 beamsplitter를이 경로에놓고가속도계에샤 반사된법의 일부가 광다아오드로향하게한다. d. 광다이오드애도달된일부레아저밤은 beamsplitter와칸섭계의고청거울 에서도오므로광다이오드에서 light fringes가발생된다. e. 광다이오드의중폭된출력이 frequency ratio counter 에보내지고, 이로부터 가속도계의 짧-to-pc짧변위에 비례하는주기당 fringe의 수를알게 된 다

32 이로부터가속도가구해지고, 가속도계의출력올가속도로냐누어감도를구 한다. 나 ) 버교보정법 버교보청법에는기준가속도계를이용한 back to back 법, Fast Fourier Transfonn (FFT) 에기준한 back to back 볍퉁이었다. 여기서는기준가속도계를이용한 back to back 법에대하여서술한다. 그립 16 (a) 와같이보정하려는가속도계를표준가속도계와 back to back 정 렬시켜적당한진동발생기에부착샤킨다. 두가속도계가일청한주파수로가진되고, 발생된출력이천증폭기를통과하여청멀천압계로측정된다. 같은친동발생기에서같은압력올주므로출력비가감소비가될수있으므로두가속도계의값올비교하여감도를구할수었다. 확장된전압기인감도비교겨 (sensitivity comparator) 가이방법의정밀도를높허기위하여이용된다 ( 그립 16 (b». Back to back 정렬된두가속도계의출력올감도비교기로보내 deflection이최소가되도록감도를보청하고자하는가속도계쪽의천증폭기의값을조절하여보청한다. 전압감도를측정할때는가속도계와케이블이한벌이되어보청되어야하며, 케이블이바뀌면채보청하여야환다. 2. 가속도계센서와제작 가. 압천소자 1) 압전특성 [11,15,16] 일반적으로고체에 용력, T이 가해지면 어얘 비례하는 변형, S 이 발생되며, T = YS (Y는탄성율 ) 와같은관계가성립된다. 압전체에서는가해준웅력에비 례하여 천하가발생되며, 이를압전 순효과 (direct piezoelectric effect) 라한다. 가해준용력에대한유전변위 (dielectric displacement: D) 는단위면적당전하

33 (Q/A) 와도관련이있으며, D= α'a = dt Cd : coulombs/newton) 의관계가성립된다. 이와반대로전가장, E가가해지면, 이에비례한변형, S가발쟁하는합전역효과도발생되며, 이는 S = de Cd : metersnolt) 의관계가성립된다. 이때바례상수 d는같은물철에대하여순효과나역효과에대하여같은물칠상수값야며, 압전상수 (piezoelectric constant) 라고부른다. d = D/T = SIE 또다른압전상수로융력에비례하여발생확는전기장을나타내는 g ( (volts/meter)/(newton/mete당 ) = meter*volts/newton» 가었으며, d 와의관계는 g = die = dilζeo 가성립된다. 여기서, E 는 pennittivity (F1m) 이고, E 는자유공간의 pennittivity X F/m 이며 K는비유전상수 (relative dielectric constant) 이다. 이외에도전기창에따른용력변화와변형에따른전기장의변화를각각 e와 h로나 타낸다. 이 4개의 압전장수는경계조건에따라다음과같은미분식으로표현될 수있다. d = (as/ae)t = (ad/a ηe g = (-ae/a η D = (as/ad)t e = (-a T/aE) s = (ad/as)e h = (-a ηad)s = (-ae/as) D 압전효과의강도를나타내는가장단순환척도가전기기계결합계수 (electromecha- 띠C와 coup피19 factor : k) 이다. 이값은전기장야가해졌올때가해친전기적에너지와변환된기계적에너지의비어며, 기계척에너지에대한 변환된천겨적에너지의비로도나타낼수있다. k 2 = 기계적에너지로변환된천기적에너지 가해친전기적 에너지

34 은호k 2 = 전기적에너지로변환된기계적에너지 가해진기계적에너지 기계척에너지와전기적에너지의전환은늘완전할수없으며, 따라서 k < 1 이다. 결정과세라믹스에 대한탄성, 유전 몇 압전특성은결청축에 따라서로다른 값올나타내며, 따라서 이들의 변형은텐서를이용하여냐타낸다. 2) 압천재료및제조법 가 ) 압전재료고체물질의원자나이온야 3 차원으로규칙적으로배멸된것올결정이라하 며, 결정은대칭성 (symmetry) 에따라 32 종으로분류한다 ( 표 2 참고 ) rl71. 이 중 11종은대청의중심이폰채하여극성이없는결정이며, 나머지 21총온비대청컬청구조를갖는다.21 종중, 20총은한개여상의극성촉 (polar axis) 율갖고있으며, 이컬청들은기계척인용력올가했을때용력에벼례하는전하가발생되고, 역으로전기장이가해지면기계적언변형올얼으킨다. 이와같은현상을압전성 (piezoelectricity) 이라하며, 이러한성질을지닌재료가압천채료이다. 압전성올 지닌결청들중에서 10총운전기장이나외력을가하지않은상태에서도분극이확악있는자발분극현상올나타내는극성물질이다. 자발분극이온도변화에비례하여극성촉의수직한표면위에전하가나타냐는현상을초천성 (pyroelectricity) 여라한다. 야초전결정틀중에서외부전계에의하여분극방향올바꿀수았는결정들올캉유전성 (ferroelecπicity) 결정혹온강유전체라한다. 강유전체의자발분극현상은온도에따라변하며, 자발분극야없어져상유전성 (paraelectricity) 올나타대는온도를큐리온도 (c따ie temperature) 라한다 [15]

35 이압전체틀중에서 B&K 사의가속도계엠는대부분 lead zirconate titanate (PZ23, PZ27) 를압천재료로사용하고있으며, PCB electronic 사는 quartz 와다결 청세라믹스를사용하고, Vibrometer 사는환연결정 (VC2) 과세라믹스를사용하 고았다 r8,9,l81. 단결청및다결정압전체의압전특성을표 3-9 까져나타내었다. 냐 ) 제조볍 압전체를제조하는방법에는일반적연세라믹분말로다결정소결체를제조 하는소결법과단결정혹은단, 다결정박막을제조하는방법이었다 r16,l91. (1) 소결법일반척언분말을출발원료로혼합 / 성형 / 소결공청올밟아압전체를제조하는방법이다. 공정의첫단계에서는완하는조성올지나도록산화물분말틀을혼합하거나쉽게산화물로분해될수었는탄산염이나질산영퉁올혼합하고하소 / 분쇄시켜싼화물분말올준비한다. 이렇게준비된분말올성행하고적절한송온파 챙을거쳐 일쩡온도에서소결하여소컬체를만든다. 마지막으로소결체를가공 하고전극을입힌뒤 분극화하여압전체를준비한다. 위의공쩡올간단혀도식화 하여흐름도로나타내면아래와같으며, 실제 공청에서는압전체의성분에따라 각제조공정의변수틀이매우복잡하므로체계척언실협올통하여최척의 제조 조견을확립하도록하여야한다.! 출발원료다좋옳꺼 성형나소결꺼 하소 가공 f-~ 분쇄니조립화 심전극입힘 H 분극 (2) 단결정성장볍 단결정을성장시커는방법은그림 17 에서보는바와같아고상이나기상으로

36 부터성장사카는방법, 용액으로부터성장시키는방법및용용물로부터성장시키는방법으로크게구분될수있다 f2이. 이들중에서단결정압천체를만드는방법은수열성장법, 수용액법빛 Bridgeman법, 고온용융법, Czochra1ski 법 ( 이하 CZ법으로표기 ) 퉁이었다 f191. 본글에서는수열성장법올간략허서술하고, CZ법에대하여상쇄하게기술하기로한다. ( 가 ) 수열성장법수열 (hydrotherma l) 성장법은압력용기 (autoclave) 를이용하여고온고압조건하의용액에온도차를두어용해 / 채석출작용올통하여결청올성장시키는방법 이다 f21 1. 천연암석이나금속광상중에서 산출되는맥석들은대부분수열조건에 서 생성된광물들이다. 이 방법은융첨이 불안정환상, 고온에서 분해 또는중기 압이 높은결정, 수정과같이 저온에서 전이점이 있는결정올성장시키는데 효과 적이며, 용액 중에온도구배가 거의 없는상태에서 결청이 성장되기 때문에 열적 변형이 적고결함이 적은결청을얻을수었다. 수열성장법은 정온법, 냉각법 또는상온법, 온도차볍 둥이 있다. 청온법은 안 청상총자결청과불안청상훤료를일청한온도의 용기 내에 넣고불안청상의 훤 료가용해하여 종자결정올 성창시키는 방법이며, 에떼랄드 합성에 이용된다. 냉 각법은고온의 고화용액올서서혀 냉각하는방법이다. 온도차법은설련더형 합력 용기내에 대류제어판을중심으로고온부와저온부로나누어 고온부에서 원료가 용해되어 저온부에서 종자청에 컬청이 석출되는 방법으로, 석앵을성창시키는데 적용되는방법이다. 수열성장법으로 성장된합성결정들의 예를표 10에 나타내였 다. ( 나 ) Czochra1ski 법 cz법에의한단결정성장완랴는다옴과칼다. 용융액표변에고액계면이형성되고, 이계면주위에온도구배가발생되면융액중의원자가고액계면위에 핵생성빛성장을반복하면서주어진열적물리적환겸에적웅하여규칙적배열

37 을하게된다이때당김축을서서허이동시켜고액계변을차가운쪽으로이동 시키면고화된결정이뱅각되고차가워진고액계변에융액중의원자가새로이 부착되어새로운고액계면이원래위치에생성되어성장을채속하게된다. 따라서 cz 법에의한단결정성장장치는크게가열푸와당김 / 돌림부로구성된다. cz 법으로단결정올성장시킬때고려되어야할인자는 1) 결청당김속도, 2) 결청 돌림수, 3) 결청의직경, 4) 용기의톨립수, 5) 성장로내 온도분포,6> 용융물내 온도분포, 7) 용기직경과모양, 8) 용융물의점성,9) 당김축방위, 10) 분위기 맞 11) 냉각시간퉁이다. 이인자들은각각상호작용올갖고있어정량적인논의는어렵다. cz 법으로성창시킬수있는결청들과성장변수들올표 11 어1 나타내 었다 f221. cz에의한결청성장은다음과같은단계로친행된다 [20, ( 나 )-1 담기 (charging) 용용시키고자하는물질 ( 시료 ) 올도가니에담는단계이다. 시료는보통분말 이나분말의성형체형태로도가니에넣어용융샤키며, 용융물와양이 대략도가 니부파의반이상이될 1 대까지용융, 시료담겨빛채용용을반복환다. ( 나 )-2 용흉 (melting) 시료를녹이는단계로시료의용융온도보다약간높은온도로시료를가열하 여 녹언다. 보통용융을위환시료가갖추어야할요건으로는 (1) congruent 용 융정올지녀야하고, (2) 중거압이낮아야하며, (3) 점도가낮아야하고, (4) 척당한 growth habit를지녀야하고, (5) 성창온도로부터상온까지상변화가일어 나지않아야한다. 이러한용융물을얻기위한가열벌은 R.F 가열, 저항가열, 가스연소가열, 레이저, 아크퉁과같이다양하다. 그러나 R.F가열이나져항가열이 일반적으로많이이용된다. R.F 법은보통 500 잠 Iz 가일반적이나고온에서 Pt 혹 은 h 도가니를쓸경우에는주파수를낮추어야한다. R.F 법에서는 susecptor 의 가장자리충올가열하며, 이가열된층올 skin 이라환다. Skin 의깊이 CD) 는 다음식으로구할수었다 f

38 D= 鍵합em 여기서, p 는재료의버저항 ( ohm-em), μ 는재료어 penneablilty, f 는주파 수다. 따라서낮은주파수를이용하면 skin의두께가두꺼워지고, 이에따라국부적저항변화에따른 hot spot에의한영향이감소되어고온에서도가니의파손올줄일수있다. 한편 용융시료를담을도가니가지녀야할요건으로는 (1) 도가니채료가용 융물에용해확자않아야확며, (2) 불순물이없어야하고, (3) 쉽게세척이가능해표면불순물어제거될수였어야하고, (4) 청상척인 λ} 용조건에서고강도와물리적안청성올유지하여야하며, (5) 용융물내의가스성분이제거되기쉽도록가공율이낮아야하고, (6) 원하는모양으로가공혹은성형하기쉬워야한다 [24J. 이외에도도가니의맡면이곡면이면, 용융물올젓는데유리하고, 도가니의입구를적당허각도를갖도록껄계하면성장하는결정의상태를관측하는데유리하다. 그리고 R.F. 가열의경우도가니의저항이매우중요하여부도체가필요하면 suscepton를이용한다. 대표적인도가니채료로는설리카, 백금 (Pt), 로륨 (Rh), 이리륨 (!r), 폴리료떼늄 (Mo), 혹연퉁이었다.Ir과 Mo온 2OOO"C 아상의고온에서사용할수었으나산화분위기에서는사용이촬가능하다.Pt은 1700'(:; 부근까지산화분위기에서도사용할수있으나고옹에서기계척강도가굽격허떨어지는단첩이었다. Rh올챔가하여합금을딴들므로고온기계적성칠올향상 시킬수있다. 그러나 Rh 은고가이고 pt 보다산화가잘되므로산화분위겨에서 사용하려면청가량올줄이는것이바랍직하다. ( 나 )-3 유지 (so 하 ring) 용융점에서녹여진시료의충분한용용과균일한조성이 이루어지도록시료 의용융온도냐약간높은온도에서일정시간올유지하는단계이다. ( 나 )-4 종자정담그기 (seeding and dipping) 용융물로부터원하는단결정올얻고자종차정올용융물에접촉시켜는단계야다. 여상적언종자정은성창서키려는단결정과같은물질이며, 결함이없고, 배향

39 된탄결정야어야환다. 그러나이상적언종자정을구하기어려우면같은물질의 다결청야나다른물질의 단결청여종자청으로이용될수있다. 다른물질의종자 정들은 (1) 성창서키려는단결청과같은결청구조를지녀야하고, 2) 용융온도가 높아야하며, (3) 비슷한격자상수를지녀야환다. 한편, 튜브나선도종자정으로 이용될수있다. 이 들은새로운채료의다결정체를만들거나다양한조성올지 넌고용체를생성시키기위하여이용된다. 튜브나션은도가니의경우와같은조 칸올만족시켜야하며, 백금이선재료로많이 이용되고, 내화금속과혹연이튜브 재료로이용된다. 종자정의준벼는화학적부식이나적당한열처리를통하여가공손상충이나 변형 동종자정이지닌결함을제거한다. 아울러종자정을용융물에담글때 담 금속도를천천히하여열충격을최소화하며용융물의온도를성장온도보다약칸 높여종차정의표면이약간녹아들어가도록하므로종자정표면결함올제거서 킨다. ( 나 )-5 목만들거 (necking) 종자청에갖고있는내부결함이성장되는결청으로전파되는것올막기위하 여 결청의직경올줄아는단계이다. 그립 18에서보는바와칼이 컬청의 직경올 줄이므로성장하는방향과평행한천위를제외한나머지전위의 전파기 - 불가놓 해지게된다. 따라서필요에따라목만들기를반복하여실행하므로결함이없는 결청올성장시킬수있게되며, 종자청이다컬청이랴도목만들기를척청히하여 단컬정을성창시킬수있게 된다. 목만들기는결청의당검속도를빠르게하거나 성장온도를높허면된다. { 나 )-6 shouldering 목만들기를끝내고원하는결청크기로직정올중가시키는단계이다. 온도를낮추고당김속도를감소서키면서결정의직경올관찰하며수행한다. ( 나 )-7 결정성장 : 돌립과당김 (rotation and pulling) 적당한돌림속도와당김속도를유지하여원하는크가의 양질결정올성장시키 는탄계이다. 이때용융액의온도는결정의용융온도보다약간과냉되어야한

40 다. 용융온도에서는고장과액상이평형에있으므로소량의과냉이있어야고액계면이성장할수있다. 지나친과열은융액의중발, 도가니채료의오염올유발샤킬수았으며, 이미형성된고액계면올채용융시킬수있다. 반면, 과냉이지나치면결정의성장속도가빨라지므로결청의직경이증가하게되고, 결함이발생하게되며, 과냉정도가아주크변다결정이생성될수있다. 성창하는컬정올롤라는이유는용융물약흐름을제어하여용융물의온도구빠를줄이고, 도가니및결청내부온도가대칭을야루게하며, 용용물을휘저어 과냉이 작고균일한용융불로부타명탄한고액계면올유지하며결정을성장시키 기위해서이다. 한편, 당킴은새로운고액계면을계속하여제꽁하는과정여며, 당김속도는성장시키는물질의종류, 결정직경크기와방위, 용융물의온도, 고액계면주위의온도구배풍의영향을받는다. 즉, 돌림속도와당김속도는성창창치내악물질분포빛이동과열흐름에영향올미치기때문에양질의결정을성장시키려면신중혀조절되어야한다. 결정의질에영향올마치는중요환인자중의하나가성장되는결청과액상용융물의계면모양이다. 계면의모양이곡면올이루면불순물의분포가불균일해지므로 i챙면올이루는것이바람직하다. 계면이용융물쪽으로볼록하면 facet 가형성되게되며, 이는톨립속도를빠르게하므로줄일수었다. 주변거체합과 성장된결정의길이도결정과용융물계면의모양에명향용미친다. 압력이중가 하거나결청길이가걸어지면용융몰올향해덜오목해친다 - 성장되는결청이나도가니가회전되므로용융몰내에서는 (1) 열어 l 의한돼 류, (2) 컬청의돌립에의환강제대류, (3) 돌아가는도가니에의한강제대류및 (4) 액상롤렴과열에의한대류의복합흐름과칼은 4가지유형의흐륨이발생하여용융물내의온도빛불순물분포에영향올며친다. 결청의회천여없는자연대류상태에서는기포나게재물이결정의중섬부분에만찬류하게되어결청나f 부결함이생기게되며, 돌림속도가임계값올넘어선캉제대류만있거I 되면계면에서과냉각부분이없어지짜되어직경제어가어렵게된다. 이외에도결정의직경, 도가나내의용융물의양및점도에따라도가니바닥의불순물의흐름이변

41 하며, 흐름이원활치못해불순물의 분포가균일치못한부분을 stagnation 표면 이라하고, 이 안쪽의 정상작인액상흐름이나타나는영역을 taylor-proudman cell 이라한다. 도가니와곁청올동시에돌릴때 이 들의 상대적인돌립속도도용융물내의 흐름에중요한영향을미친다. 도가니의돌립속도가더 빠르면 cell 중심부의흐 름이아래쪽이고, 결청의톨림속도가더빠르면 cell 중섬부의흐름은위쪽이다. 환현컬청과도가니의톨렴방향이같으면한개의 cell 아 생기냐, 서로반대변두 개의 cellol 생긴다. 원하는결정의크겨, 용융온도, 전위가l 재물, 과냉각둥에따라당김속도를조절한다. 당김속도가빨라지면전위밀도가증가하게되고첨가제가많은용융물이냐용액으로부터당킬때과냉각을고려하여당검속도를조절하여야한다. cz법으로결정올성장시키면실제결청성창속도가당김속도보다빠르게된다. 이는결정이성창되면서도가니내의용융몰의높이가낮아지기때문이다. 따라서어를수식적으로전개하면결청의성장속도와직경간의관계를얄수있게되며, 이를고려하여적당환당김속도로변화시켜야한다. 결청화된용액의 무게 ( Wi) 와생성된결장의무게 ( Wc ) 는같으므로그렴 19 에서보는바와같이 WI = Jr- Jil-. L- Pi Wc = A c h PC = π 냥 h Pc = π 당. (P+L). PC 의관계가성립된다. 여겨서 R 은도가니의반경, L 은단위시간당결정화된용 융물의높이, Pr 은용융물의밀도, PC 는성장된곁청의밀도, Ac 는결정계면의 표면적, h는성장된결정의높아, rc는결청와반창이다. 한편, WI = W c 이니, F h p -F -p?πp =

42 야고, h P F 一下 τ IY 이된다. 여기서, P = PI/Pc 이고, D = π /R 이다. 그런태 h / P 와 d 올그래프화하면그림 20 과같은관계를볼수았다. 따라서 D 가 0.5 보다 크면즉, 결정의직경이도가니직경의반보다크면 hip가빠르게중가하므로결정의성장속도와당김속도의차이가때우커져양질의결정올성장시킬수없게된다. 성장하는결정의직경제어는매우중요하다. 실체결청성장장치에는결청이성장하는동안결정의상태를관찰할수있도록외부에서들여다볼수었는창을만들어놓고었다. 실제로눈으로관찰하는방법과함께탤레비천모니터를 이용하는법, x-ray 나 l-ray 를이용하는법, narrow field pyrometer 를이용 하는법몇컬청야나도가니의무거 I 를측쩡하는법과같은자동결청직경체어 시스댐 (automatic eli 와 neter control system) 여별도로부착되어성장되는결청 의 직경을조절해줄수았다. 텔레버견, x-ray, l-ray 법온눈으로관찰하는법 과같이보조장비를이용하여직접관찰하는방법이며, pyrometer 법은성장하는 계면에춧첨융맞추어주변보다강하게방출되는계면부의 면척올비교하여관 찰하는방볍이고, 컬청이나도가니의무게측정법은 load cell옵이용하여무게를감지하는방법이다. ( 나 )-8 분리 (tailing) 분리는성장된결정올용융물로부터꺼내는단계이다. 일반척으로성장된결정의당김속도를빠르게하거나용융액의온도및당검속도를함께증가시켜분리를행환다. ( 나 )-9 냉각 (cooling) 결정올성창온도에서상온까지식히는단계이다. 성장판 결정온냉각시키는 동안전이변형 (transformation st:r 려 n), 화학청량변화로언한큐리온도의국부

43 적변화 [27] 에서바롯되는탄성변형, 혹은고온변형및열충격동에따른내부웅력의생성으로균열이발생될수있다. 따라서냉각속도를잘조절하여야만결함이적은결정올얼게된다. 냉각속도는가놓한한열충격이없을청도로천천히늦추며, 천이온도나큐리온도부근에서는다욱신중허조절되어야환다. 냉각속도의조절이어려우면, after heater를도가니위쪽에절치하여온도구배를조절하므로냉각에의한용력유발올최소화샤킬수있다. Afterheater는그림 21에서볼수있듯이, 원추형이나원통형세라막단열재나백금혹은혹연둥을성장된결정이탕겨지는도가니위쪽에설치하여성장시스댐의온도기울가조절하도록고안된부속품이다. (3) 진공중확박막법 진공중착박막기술은어떤물체의표딴올도포 (coating) 하여내마모성향상이 나 전자기척특성올부여하여원하는특성올지닌일종의복합체를만드는방 법야다. 따라서그응용분야는매우다양하며, 특히강유전성박막의경우는 1955년 Feldman에의하여 BaTi03 유천박막올백금기판위에중확시켜얻은이 래로전자부품의소형화경향에편송하여당lennister, microelectronic capacitor, high frequency transducers 퉁에폭넓게용용이연구되고있다. 진공중착박막법은크게물리척중착법 (Physical Vapor Deposition ; PVD) 과화학적충학법 (Chemical Vapor Depostion ; CVD) 으로나뉘어지며, 몰리적충학법온 evaporation, sputterir핑, ion pia마19법둥이있으며, 화학적중착법은갑1얹mal 망uwth, plasma assisted thermal growth, polymerization법퉁이았다. PVD법이든 CVD 법이든대부분의증착법들은중착물올형성하는데 3가지단계가필요하다 ;1) 중착될몰철의합성 ; 고체혹은액체 ( 용축상 } 로부터중기상으로변환또는화합물의중착을위하여가스나중가상으로유업되는화합물구성성분들간의반웅, 2) source 와 기판사이의 기상의 이동, 3) 가스나증기의 웅축, 핵형성 및 성장 [28]

44 각항법들와상세한가술은본글에서는생략하고, 이방법들에의해얻올수었는전자세라믹박막의종류와제조법을표 12와 13에 PVD법과 CVD법으로분류하여요약하였으며 [29], 아울러이방법들과달리습쇠화학법의하나이며최근많은연구가야루어지고있는졸-켈법에의한전자세라믹박막의제조예 [3이를표 14에나타내었다. 나. 기타구성소자 가속도계는압전소자이외에관성질량체 (mass), 베이스 (base) 와뚜껑 (case), 케이볼 (cable), 동축연결단자 (coaxial connector) 등으로구성되며, 여기 서는각구성요소의 역할과실제 적용되는짜료및그재료의특성에 대하여살 펴보아가속도계를실제로제작할때 적절한재질의 구성요소를선태하는데도 움올주고자한다. 1) 관성질량체관성칠. 량쳐1 는외부진동력올압전쳐l 에전달하는역할올하는구성부품으로질량체의무게와크기는가속도계의감도와부착공전주파수에명향융미치는중요환셜계변수이다. 앞의압축형가속도계의젤계에때하여척용한식에서보았 듯이 관성질량체가무거우면감도는좋아지지만부착공친주파수가낮아져사용 주파수영역이줄어듬올알수있다. 아올러관성찰량체의가콩청도에따른압천 체와의접촉청도는가속도계출력선호에영향을미치게되므로주의깊게조절 되어야만하며, 특허캉체초임식으로조립된전단형가속도계의경우는그중요 성이더크다. 따라서관성 칠량체의무게와크기는가속도계특성에매우큰영향올미치 거 l 되며, 야에따른척정채료의선정은가속도계를설채및제작하는데신중올 기해야한다. 가속도계채료는스테인레스강, 연코넬, 텅스탠, 탄화텅스텐풍이 사용되며, PCB electro- nics 사에서는텅스탠올사용하였다 [9]

45 2) 베이스와뚜껑베이스는가속도계를측정표면에부착시켜측쩡물로부터진동올받아들이는역할을하며, 베이스의크기나무게및측정면과부착될면의가공도둥에따라가속도계의감도빛부착공진주파수에큰영향올미치게된다. 버1 이스와측정표면의고청은아래의가속도계부확에서장세히언급한다. 뚜껑은가속도계집합 체를덮는덮개로집합체를보호하며, 잡음방지, 가속도계를사용환경으로부터 격리퉁의역할을하여가속도계의특성올유지및향상시킨다. 베야스와뚜껑은서로접촉하여고정되는부분이있게되며, 두요소를고정샤키는방법은냐사조임, 접착제를이용환조엄, 용첩퉁의방법이었고, 가속도계가사용되는환경퉁올고려하여적절한방법올선택한다. 베야스나뚜껑으로사용되는재료는주로저온용은스테인레스강 (s떠i띠ess S옮eD 이, 고온용은연코넬 (inconel) 이사용되며, 청우에따라티타늄 (ti않nium) 합금이사용되기도한다. 빼이스책료로 B&K 사에서는티타늄 ASTM grade 2 합금, Steel AISI 316, AISI 303 및배릴륨을시 - 용하였으며, 버 l 릴륨을사용한경우를제확하고는뚜껑채료는베이스채료와칼았다. Vibrometer 사는뚜껑재료로스태인례스강이나인코넬 600올시-용하였고, PCB electronic사 는티타늄이나스테인레스캉올사용하였다 [8,9,18]. 아래에 이 재료들에 대한 특성을간략하요약한다. 가 ) 스테인해스강 r311 스태인레스강은철강의최대결점인산화를방지하기위혜표충부에부동태를형성시켜산화를방지한강으로주성분으로서 Cr올함유한특수강이라고청의하고있다. 그러나넓은의미에서는합금원소량이 5% 이상의내삭, 내산화빛내열성을갖는합금강올총칭하는경우도있다. 또한일반척으로는 13Cr강, 18Cr 캉, 18-8 (Cr-Ni) 캉으로불련다. 스테언래스장은 Cr계와 Cr-Ni계로대별되고, 금속조직적으로는 Cr계는페라이트 (ferrite) 계와마르텐사이트 (m따tensite) 계로구분하고, Cr-Ni계는오스테나이트 (auste- 띠te) 계로구분한다. 페라여트계는돼

46 부분이 C 아 0.10%01 하, Cr 이 14-18% 이고, 마르텐사이트계는 C 이 0.1-1%, Cr 이 12-18%, Ni 은 2.5% 이하인강이며, 오스테나이트계는 C 여 0.1% 이하, Cr 이 18%, Ni 이 8% 인강으로용도에따라약간의성분변화가있다. 가속도계빼여스나뚜껑으로사용되는스테인레스강은 303, 304, 316 빛 420 이다.303과 304는퍼l 라이트계이고, 420은마르탠사여트계이며, 316은오스태나 이트계이다. 이들에대한조성, 열팽창계수및물성, 그리고온도에따른기계 척성칠변화를표 15, 16, 17 및그림 22 에나타내였다. 303 스테인레스강은 155(rl280'c 에서단조를행하고, 마무리온도는 93O'C 이상이어야한다. 가장양 호한내식성을얻기위해서는 1αiQ +20 'C 에서수냉한다 - 가공성과얀발성은양호 하며, 용접성은저수소용접봉계를사용하는것외에는나쁘다. 산화피막이형성 되는온도는연속사용시 870"C 이고, 단속사용시는 790"C 이다. 용력제거온도는 "C 이고, 작거나짧은단면은냉간가공에의해경화된다. 304 스혜언레스 캉온 104Wl150"C 에서단조를행하며마무리온도는 930"C 이상이어야환다. Annealing 온도는 'C 이며, 급냉처리한다. 용접봉온 AlSI 양 pe 308 올 사용하고, ty}: 얻 347 은용컵후지석및광택연마를필요로하는데는사용하지않 는다. 잔화피막이형성되는온도는연속사용시 870'C 이고, 단속 ".: 용시는 790'C 야다. 용력제거온도는 2W4OO'C 이고, 냉간가공에의해서만경화된다. 잃 3 스테 인례스캉은 1 많 )()-1280 'C 에서단조를행하고, 마무리온도는잃 0 'C 이상이어야 한다. 가장양호한내식성올열기위해서는 lα)()+20 'C 에서수 1 흉한다. 가공성과 인발성은양호하며, 용첩성은저수소용첩봉계를사용하는것외에는나쁘다. 산 화피막이형성되는온도는연속사용시 870 "C 여고, 단속 λf 용시는 790 'C 이다. 용력 제거온도는 20(r400 'C 야고, 작거나앓은단면은냉간가공에역해경화된다. 316 스테인레스강은 "C 에서단조를행하고, 마무리온도는 93O"C 이상이악 야한다. 가장양호한내식성올얻기위해서는하 m 않파 19 온도가 1040 "C 를넘어 야하며, 우수한연성올얻으려면 1 아 )()"C 에서수냉혹은공냉한다. 인발성은양 호하며, 용접은 AISI type 316, 317 용접봉올사용한다. 산화피막이형성되는온 도는약 900 G C 이고, 응력제거온도는 'C 이며, 작은컷이나앓은단면은

47 냉간가공에의혜경화샤킨다.420 스테인레스강은 'C엑서단조를행하고, 마무리온도는 774'C 이상이어악한다. Ann않파19은 870 'C에서 2샤간유지후 705 'C까지노냉하고, 이온도에서 4시간유지후공냉하여수행한다. 최고의가공성올얼으려면 760'C 처리후노냉한다. 담금질은앞ID-I 04O'C에서기릅냉각하며, tempe 디 ng 은 6OO'C 이상애서한다. 용접은 AISI 양 pe 420 filler weld metal 올사 용하며, 용접전 316'C에서예열하고, 용접후 705'C 근처에서유치후공냉한다. 산화피막야형성되는온도는연속사용시 605'C 이다. 나 ) 인코넬 r321 니켈과크롬을주성분으로한합금이다. 인코넬 αm은 1180 C 까지내산화성이있고, 우수한내식성을지난다. 또한고강도와가공성이서로이상적인균형올이루고었으며, 냉간가공애의해경화되고, 저온에서도우수한기계적성칠올나타낸다- 엽소이온에의한웅력부식과순수 (pure water) 에대한부식저항성이크다. 인코낼 601은 AI이청가되어우수한고온특성올나타내는고용합금이다. 이합금은 1260'C 까지고온에서내산화성과내스케일박리에우수한장점율갖고있다. 또한 Cr 합유량야많기때문에내산화성, 내침탄성, 내침유황성이있다. 언코넬 625 는져온부터 1αX>'C간에높은캉도와인성올지니고었고, 특혀피로캉도가우수하다. 이합금은 Mo와 Nb이고용된고용캉화형합금이다. 양호한 내산화성과함쩨이 합금은많은부식환경에대해우수한내식성을나타낸다. 염 소이온에의환용력부식균열어천혀없고, 가공성과용첩성이좋다. 인코넬 X-750온 816'C 까지내식성, 내산화성및높은크립파단강도를필요로하는데적합하다.AI과 Ti 이첨가된시효경화형의비자성합금아다. 이인코넬들에대한 조성, 몰리적특성및온도에따른기계적변화를표 18, 19 및그립 23 에나타 내었다. 다 ) 티타늄 r331 티타늄은부식빛침식저항성이뛰어나고, 무게에대한강도비가높으며, 열

48 전달특성이좋은글속이다. 밀도는 lb/in 3 으로인코넬이나스태인레스강에벼하여작고, 용접성이좋다. 순수티타늄은연성 (ductility) 과성형성 (formability) 이우수하며, 티타늄합금은고온까지도강도빛부식저항성이좋다. 티타늄 ( 합금 ) 은조성에따라 ASTM 둥급이젤청되어었으며, 각각의물성여다르다. 표 20에각퉁급의조성을요약하였으며, 이들의허용설계용력치, 몰리적성질및기계적성칠올정려하여표 21, 22, 23에각각나타내었다. ASTM grade 1온성형성과인발성이최대인상업용순수티타늄이다. Grade 2는적당한강도와연성을지닌순수티타늄이며, grade 3은실온및중간온도까지고강도를지닌순수티타늄어며, grade 5는 6%-A1과 4%-V이첨가되어 100 Ksi 어상의 강도를갖는타타늄합금이다. Grade 7 은강도는 grade 2 와같으나 0.15%-Pd 를청가하여환원분위기에서부식저항성올향상시킨티타늄합금이다. Grade 9 는 grade 3 보다강도가크도록 3%-A1 과 2.5%-V 아챔가된티타늄합금 이며, 맑-ade 12는 0.3%-Mo와 0.8%- Ni아첨가되어환훤분위기에서부식저항성을높힌티타늄합금으로 grade 2에벼하여 500얻 강도가두배높다. 각퉁급의티타늄들의은도에따른캉도변화를그림 24에나타내었다. 3) 케이블 케이불은가속도계에서발생한천기적언출력을찬중폭기를통해진동분석 계에전달하는역할을한다. 가속도계로부터천하중폭기 (charge 없 nplifier) 까 지 연결되는케이블용퉁가회로상콘덴서역할올하며, 또한고청상태냐배선상 태에따라잡음올제공하기도하여진동측청의청확성에중요한명향올미치게 된다 f6,91. 케이블에의한악영향으로는동축케이블이쩍엄, 압축, 언장풍의용력올받았을때 screening 이순간적으로압전체와분리되어국부적인정전용량의변화에 의한 tribo- electric 전하가발생되는 triboelectric 효과가있으며, 이는저준위 진동을측정할때문제가된다. 또한케이블에형성된강한자기장도케이블에 전압올유도시켜가속도계에잡음을유도하는원언이된다. 아울러압축형가속 - 37

49 도계의경우에는케야블이찬동하면꺾엄용력이압전체에천달될수도었다. 위와같온케이블에의한영향올방지하확면참음감소처리를한특별한케여불올사용하여야하며, 케이블이굽혀지거나꼬이지말도록하며, 움직이지않도록잘고정샤켜야한다. 아울러가속도계를셜치하는환경에따라척철한케이블올선택하여야케이블에의한가속도계감도에미치는영향을최소화할수있다. 가속도계에이용되는케이블들의일부를그림 25애나타내었다 [9]. 4) 동축연결단자 동축연결단자는앞의 동축케이블과마찬가지로잡음을줄어고정확하고감 도가우수한신호를분석셔스댐에보내거위하여때우중요한역할을한다. 그 종류는매우다양하며, 적절한플러그와잭, 그리고 adaptor 를사용하여야만환 다. BNC 나 TNC 형은사용가능주파수가 4GHz 이하이고, 절연저항은 DC 500 V 에서 500 MQ 이상이며, 접촉저항은 3 mq 이고, 내전압은 AC 1500 V 에서 l 분 간견뎌야하고, 엄피던스는 50 n, 75 Q 이다.M형은절연저항이 DC 500 V야l 서 100 lvm 이상이고, 내전압은 AC 1α)()V에서 l 분간견뎌야하며, 첩촉저항은 3 mq 이하이다.N형은절연저항이 DC 500 V에서 lα)() MQ 이상이고, 내전압은 AC 1500 V에서 l 분간견뎌야하며, 접촉저항온 3 mq 이하이고, 사용가능주파수는 11 GHz 이다 [341 그리고소형의통축연결단자로는 10-32UNF 연컬단자 가있다. 그리고, 각연결단자들의원활한상호연결올팎하여양란이각각의필요한형들로구성된 adaptor도사용된다. 이연결단자들과 adaptors에대한모습 을그림 26 에 나타내였다 r9,341. 다- 가속도계의부착가속도계는친동올측정하려는물체에가능한한올바르게부착되어야만정확한진동올측정할수있다. 따라서가속도계셜치면의상태, 설치하는위치및고정방법퉁이매우중요하다. 설치면은가능한한깨끗하고부드럽게표면마무리가잘되어있어야하고 (ISO 1101올참고 ) 스터드로고청할때는이를위한

50 구멍도나사홈이잘가공되어있어야한다. 설체로적용되고었는스터드를이용 한부착시측챙변의가공정도예를그림 27 에나타내었다 [6,91. 그립에나타낸기계설계기호에대한이해를위하여기호어 1 대한표기법을 요약하면 f351 다음과같다. 표면기호는 X 과같이나타낸다. 여기서, a 는표면거칠기의구분치 ( 상한 ), a 은표면거칠기의 구분 ( 하한 ), c 는 a 에대한기준길이또는커트오프값, c' 은 a' 에대환기준길이 또는커트오프값, X 는가공방법와약호, Y 는가공모양와기호이다. 가공방법의 약호를표 24 에나타내었으며, 표 25 는다듬칠기호의표면거철기구분야고, 그 립 28 은모양및위치에관한청밀도의도시방법과허용역이다. 스터드에내는 나사는용도에따라다를수았으나, 일반용보통나사는지름과피치를 rmn로 표시하고산의각도는 00 언미터나사, 지름을 inch, 25.4 rnm 를산수로나눈 값으로펴치로표시하며나사산의각도는 60 인유나파이나사, 지름과피치는 유니파이나사와칼이표기하고나사산의각도가많언휘트워어드나사가었다. 나사호청은나사의종류에따라다르다. 피치를 rnm 로표시하는나사는 나사의종류를표사하는 ] 긴훌 냐사의지륨율표시하는숫자 l x 멘찰 ] 로나타 낸다. 다만미터보통나사와같이같은지룸에대하여파치가단지한개규정되어 있는나사얘서는피치를생략한다 ( 예, M5 : 지틈이 5 rom 연보통나사 ). 유니파 이 나사가아년피치를산수로표서하는나사는 l 나사의종류률표시하는기호 I I 나사약지륨을표시하는숫자 l 와닫펀 ~ 로나 타낸다. 단관용나사와같이같은지름에대하여산수가단지한개로규정되어 있는나사에서는원칙적으로산수를생략한다. 유니파이나사는 I 나사의지름을표시하는숫자또는번호 1- 필쥔 나사종류표시기호 i 로나타 낸다. 나사의종류를표시하는기호및나사의호칭표시방볍의예를표 26 에요 39 -

51 약하였다. 가속도계의 설치 위치는원하는측정방향이 가속도계의 최대감도축과일치 되도록하는것이 바람직하며 진동이 전달되는경로에 잡쇠요인 ( 예를 들면가 스켓야 있는부분 ) 이 있는곳은피하여야한다. 그립 29애서볼수있듯이 가속 도계를부착하는방법에따라찬동애대한주파수용답은차이를나타낸다. 몇가 지가속도계부착볍 ( 그립 30) 과이들의장단점올살펴보고자한다 [6,9]. 1) stud mounting 측청표면과가속도계의베이스에스터드가들어갈나사구멍을내고, 두접촉 변을깨끗하게가공및세척한뒤척당한스터드로나사조임하여측정변에가속 도계를부착하는방법이다. 이 방법은가능한한높은부착공진주파수가요구되 는고주파수친동측정및영구진동감시에적용되며, 가속도계가최척의거동을 할수있고, 온도에제한을받지않으며, 고진동준위에서도작동올하는장점이 었는반면, 스터드를설치하기위한장소나시간상의제약을발는단점이었다. 고르지못환측청면에이 방법올적용하려면측청면에실려콘그리스의앓온충 융업혀가속도계의고주파수거동올향상시킬수았으며, 스터드를조일때스 터드의크기나종류에따라적당환토오크를가하여야하며, 측정면과가속도계 칸에는적절하게철연올시키는것이바람직하다. 2) wax mounting 스터드를이용하는대선확스를여용하는방법으로측청면어나베야스에구 멍올뚫올필요없이째끗하게세척한뒤 와스를바르고고정시키게되므로매우 빠르게진풍사협을해야할부분야나스터드를고정시킬구멍을뚫올수없는부 분에 적용한다. 빠르고간탄하며, 스터드고정방법에버교하여도부착공진주파 수의감소가적다는창점이있으며, 사용온도가확스가견딜수있는용도로제 한되거나최대진동준위가 100 ms- 1 인단점야있다. 이방법의가장주의할점은 팍스가온도에크게영향을받아결합캉성 (coupling stiffness) 이변하는점과

52 완스의두께에따라부착공진주파수가크게영향을받는첩이다 ( 그립 3D. 3) magnet mounting 측청표면올째끗하게한뒤 윗부분에가속도계가부착될볼트를가공한영구 자석올부착하고, 볼트에가속도계를나사조임하는방법으로영구진동감시첨올찾기위한예비측청용으로이용된다. 빠른시협볍여다. 외견상낮은결합캉성에비하여고주파수거동야좋고, 높은가속도능력올지닌장점이았으나, 측정시편이캉자성이어야하고, 측정점의재연성을절대적으로부여하기어려우며, 부가된자석이여분의질량으로작용하는단점이았다. 이방법은표면야곡면이부분에서도측정가놓하며절연이요구될때절연판을넣을수도있다. 4) self adhesive mounting 측청표면과가속도계베이스면간에양면이접착성을지난부착훤반을끼워 넣어고정시키는방법으로, 신속한진동측청이나스터드를위환구멍을뚫거 어 력운부분에적용한다. 이 방법은장점은간단하고빠르게고주화수용답과높은 가속도놓력올얻올수있는접과천겨적으로절연되는점이며, 반면, 저온파고 온에서체약올받는단점이었다. 확스를아용한고청방식과마찬가지로첩학식 disc 의두째가주파수용랍특성에영향올미친다 ( 그림 32>' 5) adhesives 가 ) direct attachment 째끗한측정표변에빠르게경화되는 cyanoacrylate 형의 첩착제를바르고가속 도계를고청시키는방법으로일반적으로작은가속도계를부착하거나스터드를 사용할수없는영구친동감시에적용된다. 이 방법은고주파수거동과높은가속 도준위에서우수한특성을나타내는장정이있는반면 가속도계의제거나제거 한자리를깨끗이하는데어려움이있고, 전기적절연과정확한위치에대한채

53 연성이낮은단점이었다. 접확제를바를때측청표면이매끄럽지봇하면기포가 형성되어용탑특성에영향올주므로주의하여야한다. 나 ) cemen 않 d stud mounting 쩨끗한측정표변에에폭시계접착제로적당한 cementing 스터드를부착샤키 고, 부착된 cementing 스터드에가속도계를나사조임하는방법으로부착시킨다. 이 방법은스터드조임이어려운부분에가속도계를한점에서다른점으로규 칙적으로이동하며 재연성이요구되는 multi-point 진동감시에적용된다. 이 방 법은여러 곳애서우수한측정특성을나타내는장점이있는반면, 접착제를굳히 는데 시간이 팔요하고, 온도에영향을받으며, 전기적 절연어1 어려움이있는단 정이었다. 상용화된일부 self-a바 lesive 및 adhesives 들의표면상태및 온도에따른사 용혜를표 27에요약하였다. 6) probes Handprobe 에가속도계를부착하여측정표면에 probe 의뾰족한물을대고 압력을가하며친통올측정하는방법으로신속하게첨 측정이나 1000 Hz 이하를 측청하는패척용한다. 가장빼르게측청올할수있는반면부착될때콩친주파 수가낮아지며, 재연성이낮은단점이었다. 실리콘그리스를 probe 의끝혜바르 면측정주파수범위를넓혈수도었다. 3. 가속도계센서의옹용 가. 원자력분야의옹용 1) 적용분야 표 28 에나타낸바와같이원자로의안전성향상을위하여국내원자로에도

54 NSSS 건전성감시계통올셜치하고았다 [1-5]. 음향누설감시계통 (Acoustic Leak Moni- toring System : ALMS) 에서는가압기안전밸브 ( pressurizer safe낀 T valve : PSV) 의개방상태를감시하기위하여밸브 1개당가속도계센서 1개씩올 dicharge line에 3 channel 셜치한다. 적용된가속도계의주파수영역은 15 KHZ - 50 KHZ 이고, 감도는 gpm 이며, 안전풍급은바핵안전퉁급 {non-nuclear safety 망 ade} 이고, 내천퉁급은 I 풍급이다. 옴향누절 갑지를위한 센서의설치위치를그랍 33에나타내었다 ( 규채요건은 reg. guide 1.45에명거 f361). 원자로냉각채펌프진동감시계통 (Reactor Coolant Pump Vibration Monitoring System : RCPVMS) 에서는원자로냉각펌프빛펌프축의진동준위 를감시하여황프의불균형, 균열및파열사고발생올방지하기위하여압전형 가속도계와 proximity probes 센서를이용한감시시스탬올설치한다. 압전형가속도계시스댐은펌프 l대당 3 channel올 thrust와 radial 베어링부근에셜치하 여 ( 그립 34 참고 ) 펌프의친동준위를측청하며, 원자로 l기당 4대의펌프에모두 12 channel이셜치된다 ( 원자로의총류에따라펌프수는다를수있음 ). 표 29에나타댄바와같이훤자력발전설비에서는부식, 친동, 이물칠퉁으로인하 여여러가지파편이발쟁될수있다 f4,51. 금속파편감시계통 (Loose P하t Monitoring System: LPMS) 에서는 NSSS 1차측및 2차측압력청껴l 내에서금 속파편의유무를갑시하고, 금속화편의형태, 위치, 크기, 속도, 절량둥에대한친단올위하여압천형가속도계를설치한다- 압전형가속도겨l 의설치위치는원자 로용기 lower head의 outside ICI 노졸부근 {2 channen. closure head의 outside CEDM 부근 {2 channed, 271 의중기발생기의 1차측 lower head (2 ch하men, 2차측 economizer feedwater 노즐부근동 (2 ch하mel) 이며, 전체 channel 수는 12 이다. 가속도계를설치할개략척인위치릎그림 35 에나타내었다. LPMS 용센서 의안천퉁급은비핵안전통급이고, 내친풍급은 H 퉁급이며, 감도는 0.25 Ibm - 30 Ibm 이다 ( 규제요건은 reg. guide 에 명기 [l]). 실제파편에의한펴해사례 를분석한결과에의하면 f51 미국에서파편에의한문제가발생한빈도는 4.8 원자로년당 1 건정도어고, 프랑스에서는 5.8 원자로년탕 1 건정도이었다. 이로인

55 한피해사례를보면, 전체사고의약 10% 가심각한손상을유발하였으며, 중기 발생기손상은건당 2 천만달러의보수비용과 1500 person rem 의방사선피폭을 수반하여총보수비용이 3 억 6 천만달러에달했다. 최금에 LPMS 은많이개선되 어파편의탐지올이 75% 까지향상되었으며, 이에대한셜치필요성도중가하는 경향올나타내고았다. 이외에도발전소의배관에대한 친동측정에도가속도계가이용된다 [37]. 발 전소의배관은원자로냉각재계통 (Reactor C lant System : RCS) 배관및이에직접적으로부속된배관 (Class D과 Steam Conversion System 배관및여어! 부속된배관 (Class II) 으로구분된다. Class I 배관내에는유체의유량변화 가거의없고단지평균온도의변화만있으므로배관의동적변화량은매우적으며, 시운전탄채에서안전성관련컴증시험올수행한다.R:. 한정상운전중어 } 는야계통의배관툴은방사선준위가높은지역에위치하여작업자의컵근및전 통계측기부착이불가놓하며, 일부발전소에는 ALMS 와 LPMS 를 l 차측주요배 관과기기에설치하여운전중과도상태에서충격진동또는누설올감시한다. 환면 Class IT 와 m 배관인 2 차껴 l 통배관은부하추종운천시동적용탑변화가클 것이며, 시운전뿔약니라책운전시에도안청성검토를위한진동과웅력의계측이필요하다. 이를위하여약 20여점에가속도계가셜치되어배관에대환친동올 계측환다. ASME!ANIS OM-1잃7 p강t 3에는배관진동수준의기준값으로 0.5 inch! sec (zero-to-peak) 를 screening velocity criterion로제시하고있다 [2]. 이외에도 2차계통의펌프를포함한기기류악진동측정도혜우중요하며, 이에대 한기준은 ISO 3945 에서허용기준치 (vibration severity criterion) 로 4.6 rnmisec를제시하고있다 f38l. 원자력분야에서로형별로연구개발올위한시험올위하여가속도계가이용되는경우는다음과같다 [18]. * 경수로및개량형경수로 (pressurized water reactor) 원자로구성요소시협, 증기발생기유동유도진동사험 (flow induced vibration test) C, 220 bar, 물

56 * 벼동수로 (boiling water reactor) 원자로구성요소시험, LOCA 모의시험 'C, 130 bar, 물 * 7 헤량형가스냉각로 (advanced gas c led reactor) 원자로구성요소시험, 보일러열교환기유동유도진동시험 -- 6OO'C, 40 bar, CO 2 * 고온가스냉각로 (high temperature gas cooled reactor) 원자로구성요소시험, 열교환기유동유도친동셔혐 "C -800 C, 70 bar, He * 액체금속냉각로 (liquid metal fast breeder reactor) 원자로구성요소시험, 열교환기, 증가발생기 "C, 80 bar, liq. sodium * 핵연료시햄 (in LOCA 조건 ) C * 핵융합 (fusion) 열교환기둥 (600"C -700 C. 충격시험 600 bar) 2) 상업용시제품 스위스 vibro-meter 사에서만든가속도계의원자력분야에서적용예는다음 과같다. lift (hot functional test) : CVAP (comprehensive vibra 디 on assessment program: Reg. Guide 1.20 [37]) B&W 205 FA nuclear plant Bellefonte 11 CA602, CA952/ 1982/ B&W Doel 4 PWR Belgium! CA952/ 1 잃 41 Westinghouse Electric Corp.(WE) CA952/ 1982-/ KWU CA602, CA Brown Boveri He 라 (tor GmbH Vibration measurement program (flow induced vibration) D3 design steam generator/ CA602/ WE Clinch River fast breeder steam generator prot 얘,pel CA602/'1984/ B&W Palos Verde 1 PWRI CA602. CA Combustion Engineering(CE)

57 AGR2/ CA602, CA952, CA90l/ 않꽁,I CEGB CA602/ KWU CA602/ AECL -- fuel bundle FBR in-core vibration measurement SNR-300/ CA212, CA602, CA907, CA935, CA952/ 1974/ Interatom GmbH Reactor internal vibration monitoring CA952/ 199ν Framatome Coolant pump vibration monitorim CAI36/ 1982-/ KWU CAI34! 1979, CEA Research, qualification progr따 n for PWR fuel rod during LOCA accident Britich Nuclear Fuel LTD (BNFL)/ CA UKAEA CA602, CA606/ 1않웠if Toshiba Co. Research, qualification program for advanced gas cooled reactor AGR2, BNV ζal09, CA901, CA602/ Cenσ머 Electricity Genera마 19 Board (CEGB) Qualification program for liquid sodium application CA901/ 197ν EDF Research program for fuel rod drop CA951/ 1982/ National Nuclear Cor. (NNC) Research program for steam generator tube vibration CA602/ 1982/ Swedish State Power Boar녕 Research program for advanced pressurized water reactor (reactor internal, ste 따 n generators, piping system) CAI09, CAl60, CA602/ 1985/ Mitsubishi Heavy Ind. Research program for advanced boiling water reactor (verification test of reactor internal pump system)

58 CA602/ 1985/ Toshiba Co. CA602/ 1989/ Hitac 피 Loose p 하 1:s monitoring system CA901/ 1982-/ KWU 나. 기타분야의용용 [9] * shear voltage mode accelerometers - g-enerdl purpose measurements - testing- in thermally unstable environments - sturctural testing of rocket booster - analysis of superconductor processes - monitoring of cryogenic pumps * environmental stress screen어 accelerometers - environmental chamber testing- - combl. uxl ther없n외 /vibration 없lalysis - temperature cycling- - Qualification laboratories * flight tes않d accelerometers - structural vibration in payload areas - vibratory response of rocket fuel cells - low frequency "lift-off' analysis - in-flig-ht m여al and vibration an려ysis * high frequency miniature accelerometers - sσuc tura1 testing of printed circuit boards - analysis of high spec: 회 gear boxes - MLD-STD hig-h frequency testing * hig-h temperature voltag-e mode accelerometer

59 - engine vibration studies - exhaust system vibration - analysis of hot forming machinery - high temperature product testing * high temperature charge mode accelerometer - interfaces to existing charge mode systems - engine manifold monitoring - vibration analysis of jet engines - steam turbine testing * industrial ruggedized accelerometers - vibration monitoring of underwater pumps - bearing fault vibration analysi;:; - machinery health monitoring * low cost s하ies accelerometers - n화u않d budget cperation - educational testing - large channel application * low profl1e series voltage mode accelerometer - wind tunnel testing - mounting in confined location - sturctura1 testing of aerospace vehicles * ring shaped accelerometers - mounting in confmed location - airborne vibration monitoring - general purpose vibration testing * seismic voltage mode accelerometer - building vibration monitoring 48 -

60 - earthquake detection - sturctl끄a1 tes피llf~ of bridre - geological formation studies * shock accelerometers - aerospace vehicle separation - ballistic projectile impact testing - explosive forming - form press machinery diagnostics * σiaxial accelerometers - engine vibration studies - bearing vibration monitoring - sturctural testing of aerospace vehicles * compression voltage mode accelerometers - structural vibration measurements - routine laboratory and field testing - machinery health monitoring - 49

61 제 3 장결론 원자로의내부구조물간의체결력저하와상설, 기기내부구조물부품파손및파편화에의한타부품의손상, 노섬유로차단, 핵연료접합체손상, 제어봉구동방해, 구조물의비청장진동그리고압력정계변내의균열빛누설퉁의결함을조기파손감시기술을활용하여사전에탐지하여원자로의건전성맞안전성을향상시키고았다. 설체파편에의한펴해사해를분석한결과혜의하면미국에서파편에의환문채발생빈도는 4.8 원자로년당 1 건정도이고, 프랑스에서는 5.8 원차로년당 1 천정도이었지만전체사고의약 10%7t 섬각한손상올유발하였 으며, 증기발생기손상은건당 2 천만달러의보수비용과 1500 person rem 의 방사 선피폭을수반하여총보수비용이 3 억 6 천만달러에달했다. 따라서조기파손감시기술은원자로의건전성및 안전성향상이라는관접뿐 아니라경제적인관점에서도그중요성이매우크며, 최근에는감시젠서및신호 분석기술향상에따른탐져율증가와 USNRC Regulatory Guide4- ASME/ANSI 둥와규체요건강화퉁에따라설치의필요성여증가되는경향이다. 국내에서는조기감시계통어 } 큰비충을두자않았으나, 최근에건설되는영광 3,4호기나울진 3,4호기에는셜치하도록되어었다. 원전 조기파손감시계통에서사용되는대표적인진동젠서의하나가압천형 가속도계 (piezoelectric accelerometer) 이며, 이샌서는음향누젤감시계통 (Acoustic Leak Monitoring system), 원자로냉각채펌프진동감시계통 (Reactor Coolant Pump Vibration Monitoring System) 및화면감시계통 (Loose Part Monitoring System) 퉁에적용되고있고, 또한 2차측배관과펌프 퉁의대형거기에대한진동과용력계측올통한안정성검토에도활용되고있다. 이 감시계통들에적용할진동센서인압전형가속도계는진동을받으면관성 칠량체 (seismic mass)7l- 압전체 (piezoelectric elements) 에외력올천달하고, 합 전체로부터이에해당되는전기적전하가발생되어, 이의변화를감지하는원리 로작동된다. 압전형가속도계는관성질량체, 압전체, 베이스. 뚜껑및동축연

62 결단자와케이블로구성되며, 실제가속도계가셜치되는환경여건은고온, 방사 선방출퉁혹독하다. 따라셔각구성요소의 특성뿔아니라상호적절한조렵이 가속도껴l 의성놓올컬청하는매우중요한인자가된다. 그러므로원천조기감사채통을위한압전형가속도계를개발하려면셜치여건올고려하여적절한압전성올지난압천쩌11, 기타구성요소의적절한채질및치수의선정, 각구성요소간의척절한조립법선태퉁의문제를해결하억야하며, 개발된가속도계는감도, 선형성과동적범위, 주파수용답, 쌍용답, 온도범위, 과도온도웅답, 횡갑도, 배이스변형감도, 자기감도, 음향감도, 습도효과, 조사효과동의특성올측정 / 분석하여유효한성능올지니도록셜계 / 제작 / 성능시협이수행되어야환다

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66 I +x tη Fig. 1. Undamped Vibration System consisting of Spring 없 ld Mass. x X. l (at rest) Xb F o Fig. 2. Simplified Model of an Accelerometer. 많

67 30 db 20 ~ > U- 일 g?) 1O Useful Frequency ranges 10% limit """ 0.3 f - -@@ o 3 db limit = 0.5 f m Mam Axis Charge or Voltage Sensitivity Proportion of Mounted Resonance Frequency f m Fig. 3. Relative Sensitivity of an Accelerometer versus Frequency. - 5f) -

68 MalenaJ/ d g 원a Acoustic Shield Preload Stud Electrical Connector / Fig. 4. Upright Compression Type Acc~lerorneter Ie? Circuit PrQioad Sleeve SQ s "ic Mass / Housing M ωf m 싸짜m mw Piezoelectrrc Fig. 5. Inver 옮 d Compression Type Accelerometer. [t-서u

69 Housing _ - Crystals Seismic Mass solation Washer Base Fig. 6. Isola 않 d Compression Type Accelerometer. F M H 8 Fig. 7. Delta Shear Type Accelerometer

70 F M H B Fig. 8. Planar Sh 영 r Type Accelerometer. Applied Acceleration Fulcrum Fig. 9. Flexural Type Accelerometer

71 @C agω 밍Phase Response Amplitude (SensitIvIty} Response 30 db 10 o $c <@ ; " lbo" Proportion of Mounted Resonance Frequency In Fig. 10. Accelerometer Amplitude and Phase Response as a Function of Frequency. - ( 헤 -

72 A -@ U Q < _ Applied acce eratlon Accelerome er + preamplifier utput B l l l D Time c Fig. 11. The Distortion of a Wavefonn of a Quasi-static Acceleration Input caused by Leakage. - 61

73 그으그 cl. 그 q Q) E 올 I!J Time Fig. 12. Waveform Distortion due to Ringing.- E QQTime Time 13. Accelerometer and Preamplifier Output resulting from a Half-sine Pulse of such a High Level that Zero Shift has been introduced

74 Voltmeter/ Amplifier Conditioning Amp Ifler (1) Accelerometer under test Conditioning Amplifier (2) Calibration Exciter Sine/Noise Generator Power Amplifier ttiia'jlii _. at r Drive Signal I U - LevelR때띠 er - i L f얻맨쁘앞흐쁘얀연만펀t 연뜨 (C쁘l한 F 핑. 14. A Set-up to measure the Frequency Response of 하 1 Accelerometer,

75 μ$ω딩g띠힘입력} 깅킥여R 밍용를 maj }(를lμpm 뀔일섭 유휩 며늘잉ωm녀ωj.엽 뼈낄 그극is R Q 그 E근-u@a띠i ]Emm () az -a ) X E C E 三 I Q > -g a 3 w 얻@ E g g g z c ()@ -@ t --- g -. ζg

76 (a) Accelerometer to be Calibrated V U V, Reference Accelerometer V Su = 5, 파 Vibration Aos," ωt (b) Control and Balancing Signal Control Signal PrecISion Conditioning Amplifier - Sine/Noise Generator Unknown Accelerometer Standard Accelerometer Type Power Amplifier Vibration Exciter Body + Head 흩짚 τ : 판든관 ;@ :i --@! ; Fig. 16. System for the Back to Back Calibration of Accelerometer; (a) a Simple Arrangement and (b) a Complete High Accuracy Set-up. 65-

77 u 버I- z - z-nω ιq ω z -m 그 띠 ω ω버 그< 잉江 - ω 그ιgμ{> < Z - e u < O Z 그 그ι t z Qωa < 工m i ω> t u o z-υ-i g t E > (]αι-m Z i,i ωm< 工 -그 - 버4 z-z - 씨( < U Zω 그& 그lF aωxa흐ω - z Q z 벼E 그 m -u ω-i XI m 버 Z -LF IIIZ 들으 E 염 L - < - ω-a 그그 s a., 00 <::J<1>~ >- c) 잉Z p 돈 ωx -m < < 그 뉴그동므 Iι-ι버4 -αωe ω - 그υ I ω 띠a m m 버Z u < < I g -ω@ m i < R O I & <ω 띠그 ι<> EZ z - Q ιω< I a > X < -ιωu z -Z --그능i r m m릅ω겸되딩t잉r 쉽 g { {합mkμQ 탑 66 -

78 F 핑 18. Use of Necks in Crystal Pulling

79 ... /L 낀 J 피 p-l I h t 까 -R Fig. 19. Schematic Diagram of Parameters for Growth Rate Detennination - { 잉 -

80 3. I = rc/r F 땅. 20. Growth Rate versus Diameter Ratio of CrystaVcrucible for Various Liquid/solid Density Ratio

81 slotted coniιal graphite s tjscertor suspended platmum disc,.~ji..'ti'.t"'! " :, r -,1l fi ','1 ~J '1 l-: ι ι? ι ~n: ι 다 r ::f "'1 I. ';-2 r ',-' ( 2 ~fr==- 1 C.. " ~.. t1r ι 1 -ι,- / ι. / ι " t l ~;;:~-.J ι ~ ξr eπ 안 ~~~~ι" platinum tube ceramic tubes 괴 comcal ζera l'li c heat shields Fig. 21. Schematic Diagram of Various Afterheaters

82 히께A Temperature (OF) ,-- I I Expected ~2 see for reqnn~led 강 350L 햇 FCdd 많 a;: 짧많않 rc, s 케 50 뚱 300ro:. 짧않암쇄짧 p!g;f 셉 SS 뺑꽉? ;:. ---I producls \ U S~Japanese, and I ~ 1 \J K data) 케 O~ 三 I.J:: ξ l \ I ~ ::2001, 케 30 ~ ;;; I I ξ " ~ J l - l >- 100 애α호 \ ) I '''"::''- - 내 20 "0 50 I- Nuclear sys emsmoten며 S 1/_ \ handbook o lca) 700 E m -= 그o 100,I Elong μ n,n 254 and 50Bmm, o ,=, m 80 ~ 70 C. : 60~ t so " 1.0 -po o \~.~20 능,'.1 E. 앤 10 듣 o -그찌B Temper 이 ure (OF) I j-, -,,.i \--- Expected!.2 see form,li- 350~ ~~ealed m,q!efla - ~ ), o ~ Tube pipe plate products (u D I Japanese.and UK data) ri '- I ;;; 흐 l J,I"\ ~.J:: 25 야 I = 0. I - 1 ~ ~ 200h ---". ;30 ~.:: I - I ~ oh.. _.1 m I r r ~ -_ I I - _ - J ~ ~ 100~ J ~ ::-... I ~ - >- --- l I I 10 SOr [Nuclear systems mote" 이s 1,_\ handbo lca) 똥 ) 응 SOOr, ::-=- 二 :!" I --- ~ 1. 00~ ~----.::, r\ ;;; 300 c 200 트 10 그 O~ N 야때r mm m r 허짧s m LR 90 잊 80.c 70 닫 60 ;;;. so 1.0 ~ gauge length 80 I- -; 드 ~ sci- : cc; I 응 C OL.- cj o ---_ Temperature- (OC) , I Elong.on on and 508mm 90 gaug'e length BO.:: 70 I- c 60 ci SOk P 5 _ 30 얻 u갚 o ε00 BOO Temper ure (Oe) / / Fig. 22. Mechanic 려 Properties of Stainless Steels with Temperature a) 304, b) 316 and c) 420. n

83 c Tempering temperatur-e. of aea Type420 t :@t.mm 150 효c n: 500 o Tempenng temperature. c 250 Z(J(J o ox Tempenng temperatuπof c "'~ 20 U Tempermg temperature. c Temperong tempera ure. of 몇 400 1응 ;J 300 I zoo Tempering temperature.. C)c Fig. 22, continu 어. 꺼ι

84 (a) 120 ~ c: 1 은 m01 g 8Q w eo 홍 g INCONEL alloy 600 (Annei!.l eo) Elor:<;a"O(1 YIeld S:r~" 딩 1:\ (02% O~s 응 rl SOO 따 BOO Temperature. -C (b) 120 ~100 며등 ca g. ; ao 60 iag-r % --~ior.g a 잉 n 띠 o o I I';C C.η::L alloy 6 A., neal~o) m ~ ~ 400 soo ~ ~ BOO ~ 1000 Temperature, -C Fig Tensile Strength, Elongation 따 ld Yield Strength of V 와 ious Inconels with Temperature ; (a) 600, (b) 601, (c) 625 따 ld (d) x-750. 꺼샤

85 옹ζ m g f240 때(0) INCONEL alloy 625 IAnnealeCJ ;여@ζ 뼈- -띠Tens,le Slrengl" y,alc $uengm 흉 60 i0 20/.0 OHsa \ 르 longauon ~ --- ~ 40 o g α) Temperature, "c πx) 느 ~ BOO 900 1αx) (d) $t -잊 O roo lnconel alley X 's (Pr근 CI:)ltatlon i'-' arcet'" 응Ol Tar slle Sir흔 n C; tn -@ g160 -z띠12 -훌 Y'~la SIren 딩 ":'\ i02 -c 낀 H ell ~ 40 o o ~ Temperature. "c 900 1αm Fig. 23, continued

86 lιg ILl - Li--},. 때!l0 파n ;> 피C--ω띠% 씨 a r:ι,-y 꽤 싫띠띠펴갱 l l l L lrll,. ι -.m m e;,);r~"leed V "~1"'Wi1 1h KSII.at 700F. -m J :Al J CA)!.o T, tnp'c,~, ure. F GO BOO Fig. 24. Typical Yield Strength of Titanium Alloys with Temperature [ l 5

87 02 GENERAL PURPOSE WHITE COAXtAL le Teflon Jacket 5h <e 명 (gm nd) '--ζ/' ~_ J::= 그 Conductor (s 영 nal) ωer Jacket (ground) Cαlductα 002 CABLE: General purpose. white coaxial cab e with waterproof. extruded Teflon Jacket: 29 pf/ft. 400 of (204 C) max. temperature. o 071 Inch (1.8 mm) diameter. SUitable for ICP sensor applications BLUE LOW NOISE/H GH TEMPERATURE COAXIAL 5h,eld (grou 뻐 ) Gf8llhlle n._. renon \ Lubncant 익앙..rappe ~ Conductor _. 앓 : I:~r (; ( f ι 없 $ 짧 f 늘그 (5.g 매 003 CABLE: Blue low noise. high temperature axial cable with Teflon wrapped insulation Jacket: 29 pf/ft. 550 OF (288 C) maximum emperature,o 07910ch (2.0 mm.)cable diameter. Re mmendedlor use with either ICP' or charge mode piezoeleεlricsensors INDUSTRIAL HIGH TEMPERATURE COAXIAL Extruded Brown Tenon Jacket Shle닝 (grour녕) Dlel야tne t 3 석, 짜웰 J 짧繼뚫 j 그때매 i2 빼 r.. ~I ι ι r CABLE: ndustna coaxial cable with extruded waterproof, brown Teflon insulation Jacket 15 pf/fl. 392 OF (200 C) max temperature, loch (3.6 mm) diameter. For use with ICP" sensors In high lemperature or corrosive industrial environments RUGGEDIZED 002 TYPE COAXIAL CABLE Ti n-p 녀 led While Shield Clear Copper Bra> d\ TenonJ 념 ekel ~<O<J 뼈 Dlelectnc Heal I. -. γ τr 셋 ~ζ- / Shnnk I,'. ;','1[\,,'\: ] ι ~,~'WI L- Tubing l ' f 싸, } 양 ~ 쳤 ~ 용---강nd야lor (5Ig. 쩌I) 005 CABLE: Ruggedized, 002 cable with tlo plated copperbraid and heat shnnk tubing: 29 pfift. maximum lemperalure 275 of (135 C) loch (2,3 mm) diameter, For use with ICP- sensors RUGGEDIZED 003 TYPE COAXIAL CABLE 잉rHeal r 때생 %d W빼뼈 TellOn Sh...ld Gratlh뼈마toncant Shrink Tubing ~..., uterjacket (around./? /0 / 빠ectne 장 f..r.""_hi\~~~ 노 = 그 Conductor - I ι,.j17.r.r.ι... (s 멍 nal) 006 CABLE: Ruggedized 003 lownoise cable with tin-plated copper braid and heal shnnk tubing, 29 pf/it. maximum temperature 275 of (135 C), 미, (2,62 mm) diameter. Re mmendedforcharge mode or ICp sensors requiring a durable cable.!!o!l C~BLE: Hardllne coaxialcable with Inconel600outeqacketand S.02Dlelec1nc 17 pf/it, max temp 1500 of (816 C) Inch (3.18 mm) diameter Low cost cableforuse with charge modeoricp"' sensorswl\en runnlngcablethrough hightemperature environments TWISTED, SHIELDED 4-CONDUCTOR ~ ~ Black Vinyl Dielectric,t... wter Jacket. 亡그 Co nαjetor SIgnal) 012 CABLE: Standard RG-58IU c 없lal cable with a polyethylene dleleclnc and ack vmyl insulation Jacket 29 pfift. maximum temperature 140of b (60 C) Inch (4,95 mm) cable diameter Foruse as standard extension ca버 e with low Impedance signa s COILED 2-CONDUCTOR ~t2 S잉n에의 conductor 13{SOW 3 conducta< (gmu>-잉 010 CABLE: Twisted. shielded. 4 잉 onduc1or cable with clear Teflon i.nsulallon: 31 pf/ft, 400 OF (204 0 c) maximum temperature. 0.1 inch (2,5 mm) diameter. Use With charge mode or ICP- Inaxi 리 sensors, Terminates 10 three 002 cables WIth user specified connectors STANDARD RG-58IU COAXIAL CABLE sh 써성 (grout 여 } Insulation \ Conductor'l (s앵뻐 I) \ ~ cor녕u혀 r.2 (grou찌 ) 6비erJac뼈 I ab e measurements NEOPRENE COAXIAL Neoprene Jackel Sh 뻐떠 (g 엔 If 녕 ) Ole 생 ctnc Conduct<>r 톨 ~ 똥츠 ==:J:::: 멜뼈, 014 CABLE: COiled2-eonductorcablewith Vinyl outerjacketexlends when slressed' 29 pf, 껴I, 176 OF (80 C) max. lemperalure, 0,15 inch (3,8 mm) diameter. For use with ICP- sensors. Convenient lor por 015 CABLE: Neoprene-jacket어 COaxial cable: 26pFIftcapacitance. 225 of (107 C) maximum temperature, 0.12 in (3.05 mm) diameter. Suitable for long teon underwater tesllng applications W빠 \ ICPsensors LlG 에 TWEIGHT2-CONDUCTOR RIBBON CABLE MINIATURE, LIGHTWEIGHT COAXIAL PVC nsulal'on 늘三클 cor 얘띠뼈 (s 멍때 } cor 얘 uctot #2 ground) g 녀 ck PVCJackel ShIeld (g 멍 und) / 톨상잊 S 쐐 Oleleclnc cor녕야tor ~ (SIgnal) 007 CABLE: LJghtwelghl, flexible, 2-conduc1or nbbon cable (AWG 30) with redlblack PVC Jlatlon 10pFflt.max.temp 176 F(80 C), 0028 to (0.71 mm) stogie Ins strand diameter. Use with solder adaptor plug W SUItable lor use with ICP"sensors Userrepairable 018 CABLE: Ughlwelght. flexible coaxial cable with PVC Insulation jacket 48 pf/ft. 221 F (105 C) maximum temperature, inch 1.3 mm) diameter Generally foruse with 5-44 c( 쩌 x;al nnectorson mlolature ICP sensors Fig. 25. Various Kinds of Cables for Accelerometer

88 020 - HIGH TEMPERATURE, TWISTED SHIELDED PAIR REDIWHITE TWISTED PAIR Tenon Cover :. _-:.::: _ ~t_ -! Fod Shield ar 얘 Grour 얘 strep :..-- Conductor #2 (ground) 020 CABLE: TWisted shielded pair covered with Tenon Insu!aUon )ackel: 78 pffft, maximum temperature 392 of (200 C), 0 16 inch (4,06 mm) diameter. For use with ICP" sensors In high RFI and EMI environments. 100% foi shield. 024-STA 애 DARD INDUSTRIAL, TWISTED SHIELDED PAIR Sh eld / SHIELDED TEFZEL-JACKETED COAXIAL cor 잉 uetor.1 (S gool) Cor 퍼 uctor.2 (Ground) 024 CABLE: Polyurethane-jacketed, twisted shje ded pair 42 pf/ft, 250 OF (121 'Cl ma>umum temperature, 0.25 Inch (6,35 mm) cable diameter For use with Industr떠 I, ruggedized ICP~ sensors In factory environments where RFI and EMI are present To 2el ulerjacket Ground / Dletectnc / Conductor (S'9nar) 025 CABLE: White RG178 coaxial cable with rugged Tefzel outer,"sulatlng jacket. 37 pf/iκ maximum temperature 390 of ( 99 C). 0.' 161nCh (2,95mm) diameter. Forusewlth ICP"sensorsIn industrial r Teflon prohlblljve environments. Outer Jackel (groun 찌 027, 028 & HARDL NECABLES O,e actno cor duclor (signal) 027CABLE:ARI HardlmecoaxiaJ cab ew 에 l'nconel6oo 이 :erjacket. MgO dielectnc: 17 pfin, maximum temperature 1500 of (816 C), o 125mch(3,18mm}dlameler. UsewlthslandardlCP'"sensorswhen running cables through extremely high temperature environment. 028 CABLE: Kaman hardhne coaxla cabla With an Inconel 600outer nductinglacket. 5,0.dieleclnc: 17 pf/iκmax. temperalure 1500 OF (816 C), In. (3.fB mm) diameter. Forrunning high quality low or high impedance signals lhrough 에 gh temperature environments. 029CABLE: Karnanhardllnecoaxralcable, 304stainlesssteelouter Jacket, SI die ectnc' 17 pf/ft nominal, max. temperature 1500 of (816 OC), 0~125 in. (3,l 8mm ) diameter. For running high quality low r high Impedance signals through high tempera ure environments MINIATURE. LOW-NOtSE COAX! AL Lubncant Conductor Tellon Ja앙 et Sill 에d(grou 쩌 \ O,s'eetnc (sign히) \ / 였 r 030 CABLE: Blue low noise, mlnlalure coaxial cable 35 pfift, max temperature 400 OF (204 C), 0031 d,amter (0,79 mm) Use W th ellhercharge oricp"sensorsrequlnng a miniature,hghtwelghtcabre Insula!" 멍 Ja 야 e ls conω<:tor (5 잉 oo/} 즉 cor 녕뼈 r.2 빼쩌 ) 031 CABLE: Red/wMe two- nductor, twisted palr (AWG 30) with,!":.fl_o? 1n.~u~aUon: 7 pfift. maximum temperature 400 OF (204 0 c), o 03 in. (0,8 mm) single diameter. Use WIth the re뻐liable solder connector adaptor W: SUitable for use with ICp sensors TWISTED SHIELDED, GENERAL USE 2ε NDUCTOR Tenon Jackel cor삐 uetor.1 _ (stgooo 옳총훌듣 =,.; cor 녕 ι:10'#2 (ground) 032 CABLE: General purpose. tw.sted, shielded. two conductor c:a~~':wltht~nonjacket: 20 pfin, 400 of (204 C) max. temperature, In 11.9 mm) diameter Use with case.solated sensors POLYURETHANE JACKETED COAXIAL Neoprene Jackel Shield (groun 에 Oleleetnc \ \ 툴윷 ~ 짧 Condudor (s'gnal) 듀그 033 CABLE: Polyurethane-Jacketed coaxial cable: 26 pf/ft. 250 of (121 C) maximum temperature In (2,9 mm diameter. SUltable for long term underwater testing ap 이 lcatlons with ICp sensors White Teflon ulerjackel \I UGH1WEIGHT, TRIAXIAL Shield telectnc (Ground) cor 빼 JC'lOt.1 (s 앵 nal1. \ 슴르 = -Conductor'2 g 빼 2) _Cor tudor 13 (5 얘 ".,) 3) 034 CABLE: TWisted, 4-eonductor cable with white Teflon insulation: 28 pf/ft, 392 of (200 C) mal(. temperature, 0.06 inch (1.52 mm) diameter. Use With charge modeor ICP" tnaxial sensors. Terminates to three 002 cab es with user specified connectors MINIATURE REDIBLACK Tt"iISTED PAIR Insulabng JaεkelS 투걷! 늘른 - 늘 ~ Cor녕uctor.1 (s엄n혀) Conductor.2 (gnound) 035 CABLE: Mlnlaωre, redlblack, twisted pair (AWG 36) with Teflon Insulahon: 10pFIft, maximum temperature 400 OF (204 C), 0012m. (0.3 mm) single strand diameter Use With the user-repairable solder nnector adaptor OW.' SUitable for use with ICP- sens 잉 INDUSTRIAL TWISTED, S헤IELD드 D 4-CONDUCTOR conductor., Olelectnc SIgr빼 l Shield \ /γ,. Conductor.2 -~_.t걷:;; * l 찍 uter ~"'\: K :\.'\: :\."1' 든 ::::: 누- Jack밍 ),.~'Y?).ε---그 -- conductor 13 ι'zll7/u/ν?ν 仁느 - _ (sognei 3) cor 녕 피아 (gn>und) 059 CABLE: TWisted. shielded four-conductor cable with polyurethaneinsulationjacket 38 pf/ft,maximumtemperature2500f(121 C) o 25 in (6,35 mm) outerdiameter. Use with tndustrialtnaxlal sensors Fig. 25, con 디 nued

89 BNC-P -5lK) 띨찢커 BNC - LR 0'--:;.(i;;... "~'A - i J I SNC-TA-.J P.J BNC -.J R 웰헬쫓 흩擊굶률 SNC-A- PP BNC-A-.J.J TNC-Type M-Type 權활 M R RECE,,-TACIE) M-LA (L ADAPTOR) I M-.IC.lACK CAP) CH - 239(0) -톨톰훌황야톨률륨.. 륭홉훌 ":::J' 형훌훌 - A -.J J M - SA - JJ M - PA -.J J M - A - PP M꾀 (HOOD) M 최행Fig. 26. Various Kinds of Coaxial Connector and Adaptors

90 Type I 했驚 ls 灣 τ 폐 { 鍵 w 짧離 靈灣輔홉뼈 l 擊훨뽑 l 훨뿔팎파醫 ".9$J 魔 TW 따싫때 I! 靜 i 繼藝 뤘鐵 l흙뿔훨 TWI-' 써 -2P - Roll TWI-2IN-2P- T) I TWI-3 (N- P-2P I TWI-4 IN- 2-JJ Coaxial Plug (standard or hardline) PIgtail (leads stnpped and tinned) Environmentally Sealed Connector (2-pin MS3106) 鍵 E 二 ~ 등늘 2-pln MIlitary style (MS3106) 4-pin MIlitary style (MS3116) 爛홈團웰훨훌 :2t 옆뿔뿔!gB) 담혈 ; 응44Coaxia Plug (nght angle) 魔띤 2-plO MIlitary Style (MS3106) with strain relief 5-44 Coaxia Plug 團 (standard) Coax, 뻐 SpadeLug (specify lug size) 흥초늘 5-44 Coaxial Jack 짧 (standard or hardllne) Solder Adaptor (user-repairable) 2-pm M.crotech 購표 E 그 CoaxIal Plug (n 익 hi angle) Coa)(Ial Jack lliii:l (standard or hard/me) ~ 4-pln Mlcrolech (for uso with naxlal sensors) Conhex Plug 購묘工그 닮틀경趙 Fig. 26, continuα

91 각종 Adaptor 훌織짧뺏魔聽驚醫훌훌꿇蠻훨짧웰했鍵 A TYPE BNCP - MP BNCP - MJ BNCJ - M P BNCJ - MJ NP- MJ (Convening AdaPtor) 藝뿔훌훌醫철뚫寶聽鍵 CONNECTOR 灣鍵췄 廳편훌훌 BHCP - NP BNCP - NJ BNCJ - N P BNCJ - NJ 에 J. MJ 행廳훨판廳讓뿔 촬斷 F 輯讓훌흩킥훌禮훌織 K BNCP-RCA P ONCP - RCAJ BNCJ - RCAP BNCP - TNCJ BHCJ - THC P TNC-EAR P 옳쫓듣 - 헬률 뿔훌를쨌풀 ; 둔좋끊꾀훌훌횡 FP-RCAP FJ - RCAP FJ - RCA MJ - RCA P BNCJ - SMA P N J - TNC P 혹펠훌 t; 鐵펴 - 초擊찮 G 廳곤훌풀를 F 編 BNCJ - F P BNCJ - F J BNC J - F PU SNe P - F J UHF 꾸 UJG UHF-.JACK 鎭뚫활 짧 070A02! A SCOPE INPUT '1' CONNECTOR: BNC plug to SCOPE INPUT ADAPTOR: axiallack CONNECTOR ADAPTOR: 1ι32 axaal plug two coax.a1 jacks Used for splitting low to SNC plug For adapting SNC connectors lor to SNC Jack Converts t 0-32 connectors for use Impedance signals use wrth 1마32 coroual plugs with BNe plugs 織 070A05 -=- 一...,'.,. 센./ Gmur잉 ~ - I' 양률용옹즘특 X~ 훌훌l 훌훌 ( nn /5'9 며 훌짧훌톨뺑뼈 ~ Power 원싫4행i 한... ~ I~II~ II - - tif1fl1l ~ 영 o-32 Thd a;;' - 070A08 070A09 070B09 \ coax. pωg COAXIAL FEED-THRU CONNECTOR: coaxial jack to coaxlat jack JOinS two cables terminating In axial plugsye r짧r/킹mκ렐snc 'T CONNECTOR: enc plug to two SNC Jacks Used as a cable sphller 했 l 빼 t 070A14 CABLE ADAPTOR: coaxial jack to BNC SOLDER CONNECTOR ADAPTORS: jack JOIns cables terrmnatlng In a SNC plug and coaxial plug to solder terminals. Excellent for ateι32 coaxial plug high shock applications. User repairable 鎭쫓廳 합짧짧繼 BNC COUPLER: BNC Jack to SNG lack JOIns HERMETIC FEED-THRU ADAPTOR: two cables terminating in SNC plugs coaxial Jack to SNG Jack. 에 ermehc. bulkhead connects SNC plug to coaxjallack 짧펴 A20 壘 [ 꾀 G 斷二그 HERMETIC FEED -THRU coax.al COAXIAL RIGHTANGLE CONNECTOR PLASnC PROTECTIVE CAP: Provides strain Jack coaxial Jack Tapped ADAPTOR: coaxial Jack to coax a rella for solder connector adaptors as well as p UQ For use In confined locations protects cable ends Fig. 26, continued

92 10-32 UNF M3. M4 M5 r M8 F 핑. 27. Recommended Tolerances for 삼 le Mounting Surface and TaPl 많화 Fixing Holes. - HI -

93 KSB 홉람도시망업허용역도시앙업허용역? 이 - 일질발항 ( 상각형 } (71 중폈 )~ 사 - l ζi 자 f 흔 r-t 팍 L=- 각 - 한 그 iz- 질연힐 3 얀 J--=-..:: 잣 X 육씨흉 1 원파 ( 기준평면 ) *- E 륜廳 톨핑강 도 도 - 일반의전적도 ( 쥔통 ; ι r i i 盧꿇뚫 i 아 일반의핑먼도...:) 1 흩드 繼, r 輔 :----f 써뱀-L -L 홉댐 ( 기준핑면 카쓰 1"'31',;.1 역 A Ic-J\ 용면 ~ - 흐 ED 口며 도 ζ? --L 청 ~--농. _._--~ 잉 / 띠 / 싼 E/t =r:--r f r--7 L..J 鍵總 햄띠훈밟 - B R! 도 윈 - E (: 많 킥 XI ~ 도 용론픈華훨짧 4 ( 윈룡의죽선일정! 韓 l ( 원통의죽선일반 } 뺨많행 도동 JY I (.. 1 l rij s g=, 축 魔짧 ~ 1 lo i:s+\ A 1 <:> ( 딩면 ) r- a-~- 파 r D.3TA r-- E 허 짧 L 짧 ; 構 ;;j Fig 28. Notations for Clearence and Allowable Limit of Drawings

94 db Stud Probe ementing stud r Wax Magnet r Thin tape 10 o kHz Frequency F 필. 29. Comparison of Frequency Res IX>nse Curves obtained using Several Accelerometer Mounting Technique. - 8.'3 -

95 (a) Mica washer Insulating stud. (b) ThIn layer t beeswax \ l I (C) 를 --Accelerome er Apply grease here Magnel ~~~ Fig. 30. Accelerometer Mounting Methods used by (a) Stud, (b) \Vax, (c) Magnet, (d) Self- adhesive, (e) Cyanoacryate Adhesive, (0 Cementing Stud and (g) Hand probe. -81-

96 (d) - Accelerometer Sell Adhesive Mounting DIsc (e) Cyanoacrylate AdhesIve I I (f) Cementong stud " > 7 ) Fig. 30, continued. - 앙 3 -

97 때 i!--ι 끼 ;ι-;ιιι?/ 72 F 땅. 30, continued. - 원,") -

98 5 o d B 4 o 3 o Thin laver 01 wax Thick laver of wax <Il > ~ O_l:: khz Frequency 50 Fig. 31. The Frequency Response of a Wax Moun 않 d Accelerometer. 50 db !J 30 생얘매e e = 륨섭 섭 다후, f섭4h士ll륨꾀fι±l석ι *圭l 륨H 꾀ι 후 f l다섭*후lf섭r上f냥tf님hfι픽tlf다ι월tlιl t日10 20 다묘잉>@ F - l-+44lttt+ff 그- -l 그 #,- 4-Thic~JO,8m '!'l double~sided tape 4--#d--1 --, 각1 t-= - }-각1---= T3 4---휴- - -l그4j444 = l--- #1-4 - #그 khz T m d 배 각h -10-Frequency Fig. 32. The Frequency Response of a Self-adhesive Disc mounted Accelerometer a #마