• 한국가스학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.48-54
• /
• 2014

본 논문에서는 알코올 측정용 센서의 광학적 특성 향상을 위한 고유한 광학적 구조를 제안하였으며, 모의해석을 실시하였다. 광 도파관은 한쪽에 공통초점을 갖는 두 개의 타원형 광 도파관으로 구성되었으며, 각 광 도파관의 서로 다른 초점에 적외선 광원과 적외선 센서를 갖는다. 두 타원형 광 도파관의 각도가 30도에서 90도로 증가시켰을 때, 단위면적당 최대 입사광량은 $2.23{\times}10^6W/m^2$에서 $5.74{\times}10^5W/m^2$로 감소하였다. 그러나 조사 빔의 반지름은 1.86 mm로 최소값을 나타내었고, 전체 입사 에너지는 90도 각도를 갖는 구조와 비교하여 약 10 % 작은 값을 보였다. 모의해석 결과로부터 본 논문에 제안한 구조는 긴 흡수파장을 갖는 광학적 가스센서의 감도향상에 기여할 것으로 판단된다.

• 지질공학
• /
• 제14권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2004

지형효과를 포함하는 3차원 전기비저항 역산법은 전기비저항 탐사자료의 해석에 있어서 실제 지하구조에 존재하는 3차원 전도성 이상체의 특성을 파악함으로써 원리적으로 정확한 영상을 획득할 수 있는 방법이라고 본다. 본 연구는 수치모델링에서 유한요소법을 이용하였으며, 역산에서 설정된 블록에 대하여 감도 분석을 통하여 자코비안 계산의 효율성을 극대화하였다. 또한 역산과정에서는 라그랑지 곱수의 값을 변화시키면서 최소자승근 오차의 최소가 되는 최적의 값을 선택하는 방법으로 역산의 분해능을 향상 시켰다. 전기비저항 탐사에서 지형효과의 해석으로는 지형 의 기복을 포함하여 얻어진 순차모델링 자료를 가지고 역산 방법에서 지형의 기복을 무시하여 얻어진 결과와 지형의 기복을 포함하여 얻어진 결과를 비교하여 불규칙한 지형효과에 의한 왜곡된 전기장 반응으로 인한 오해석을 파악하는데 있다.

• 한국음향학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.80-86
• /
• 2007

본 연구에서는 압전세라믹과 고분자재료를 사용하여 다이스와 필 방법으로 2-2형 압전복합재료를 제작하고 이것을 이용하며 초음파 센서를 설계하고 제작하여 전기적 및 음향 특성을 조사하였다. 제작된 시편의 공진특성은 유한요소 해석 결과와 임피던스 분석기(HP4194A)를 이용하여 실제로 측정한 결과와 유사하게 나타났다. 2-2형 압전복합재료의 고유음향 임피던스는 PZT의 부피분율이 감소함에 따라 선형적으로 감소하였다. 이것을 이용하여 제작된 초음파 센서의 공진특성 및 전기기계결합계수는 PZT의 부피분율이 0.6일 때 가장 우수하였다. 또한, 이것의 음향특성을 측정한 결과 PZT 부피분율이 0.6일때 진폭, 주파수 대역폭, 울림감쇠 특성 등이 가장 우수하게 나타났으며, 단일 압전세라믹으로 제작된 센서에 비하여 상당히 우수한 감도 특성을 나타내었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제41권3호
• /
• pp.278-286
• /
• 2022

본 연구에서는 압전세라믹 기반의 상용 Free-Flooded Ring(FFR) 트랜스듀서 대비 소형이면서 저주파 고감도 특성을 확보하기 위해, 높은 압전상수와 전기-기계 결합계수를 가지는 압전단결정 PIN-PMN-PT를 적용한 33-모드 FFR 트랜스듀서를 설계하였다. FFR 트랜스듀서의 광대역 특성을 확보하기 위해 비능동소자를 삽입한 링 구조를 적용하였으며, 3종의 비능동소자 소재 별 특성 해석 결과를 비교하여 최적의 소재를 선정하였다. 링 트랜스듀서의 특성 변화를 최소화하기 위해 오일 충진형 FFR 트랜스듀서로 제작하였으며, 음향시험을 통해 송신감도, 수중 임피던스 및 수평/수직 빔패턴이 해석결과와 잘 일치하는지 확인하였다. 해석 및 시험 결과를 비교한 결과, 송신감도는 공동공진 주파수에서 약 1.3 dB, 구조공진 주파수에서는 약 0.3 dB 차이를 보였다. 또한 상용 트랜스듀서 대비 높은 송신감도를 보유하면서도 직경을 약 17 % 축소하여 제작할 수 있었다. 이를 통해 소형이면서 고출력 특성을 가지는 압전단결정적용 FFR 트랜스듀서의 구현 가능성과 해석을 통한 특성 예측 방법의 유효성을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.16-24
• /
• 2008

섭동이론인 형태 섭동과 물질 섭동을 적용하여 도파관 공진기를 사용한 마이크로파 근접장 현미경의 특성에 대해 연구하였다. 먼저, Ansoft사의 HFSS (high frequency structure simulator)를 사용하여 공진기 내부의 모드해석과 함께 공진기에서 선형 및 고리형 탐침에 대해 전력전달이 최대가 되고 탐침의 감도 향상을 기대할 수 있는 위치를 확인하였다. 더불어, 유전율이 서로 다른 유전체 시료 (teflon, glass, $Al_2Q_3,\;LaAlO_3,\;SrTiO_3$)에 대해 마이크로파 반사계수$(S_{11})$를 측정하였다. 측정결과로부터 유전율이 증가함에 따라 마이크로파 반사계수$(S_{11})$는 증가하고 공진주파수는 감소하였다. 이를 통해, 도파관 공진기를 이용한 마이크로파 근접장 현미경에서 선형 및 고리형 탐침의 위치에 따른 공진기의 감도 및 공진특성에 대해 알아보았다.

• 분석과학
• /
• 제16권5호
• /
• pp.349-357
• /
• 2003

유전학적으로 밝혀지지 않은 생물학적 연구에 있어서 작은 분자량의 아미노산 또는 홀몬과 같은 대사체들은 그 변화와 여러 생물학적 데이타와 결합 되어 직접적인 생화학적 의미 해석을 가능하게 한다. 미량의 생체 시료에 존재하는 아미노산을 분석하기 위해서 HPLC/FLD를 사용하였으며, 감도가 우수하고 반응시간이 빠른 유도체화 방법인 OPA/3-MPA로 형광 유도체화 하여 세포 배지를 바탕시료로 하여 아미노산을 분석하였다. 유도체화물의 시간에 대한 불안정성을 개선하기 위하여 다 단계의 injector program을 사용하여 유도체화 반응 후 시료 주입시간을 일정하게 조절하여 유도체화 과정 중 발생할 수 있는 불순물 제거 및 정량성을 개선하였다. 19종 아미노산의 표준 검정 곡선은 0.5 - 100.0 ppb의 범위에서 $r^2=0.99$ 이상의 직선성을 나타냈으며, 검출 한계는 1.70 pmol(GLU) - 23.81 pmol(SER) 범위로 측정되었다. 이를 통해 다량의 세포를 대상으로 하는 대사 프로필을 위해 감도가 우수하고 안정적으로 정량할 수 있는 분석법을 설정하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권2호
• /
• pp.153-160
• /
• 2010

인체의 심장 활동에 의해 발생되는 생체 자기 신호를 심자도(magnetocardio-gram, MCG)라고 부른다. 이러한 생체자기장은 극저온 상태에서 고감도 자장센서인 SQUID(Superconducting QUantum Interference Device)를 사용함으로서 측정할 수 있다. 이 심자도 장비의 냉각장치는 액체 헬륨을 냉매로 사용하며 이 냉매를 보관하는 방법이 장비의 성능을 좌우한다. 액체 저온 듀아가 극저온 4 K에서 초전도 특성을 유지하기 위하여 사용된다. 본 연구에서는 액체 헬륨 듀아의 온도분포 특성이 연구되었다. 본 연구에서 사용된 듀아는 액체헬륨 용량이 30 L이고 5일간 유지된다. 듀아에는 150 K와 40 K의 이중 차폐체가 설치되었다. 열차폐체 끝단에서의 온도가 측정되었으며 전산모델의 해석결과와 비교되었다. 기하 설계 변수에 대한 최적화 기법을 적용하여 냉각장치인 저온 듀아의 열전단율을 최소화하였으며 듀아의 응력분포에 영향을 갖는 설계 기하 변수들의 특성을 연구하였다. 냉각장치의 열해석 및 최적화해석을 위해 유한요소 코드 ANSYS 10을 사용하였다. 저온 듀아에 사용된 전산모델은 열복사에 의한 영향을 최소화 할 수 있는 분야에서 온도 분포를 예측하는데 유용하게 사용될 수 있다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.683-690
• /
• 2021

선박 기관실 통풍 설계조건 및 계산 기준에 관한 국제 표준(ISO 8861)을 만족해야 하는 선박 기관구역의 환기시스템은 일반적으로 내연기관에 필요한 연소공기의 공급과 기관구역에서 발생한 열원을 제거하기 위해 설치되며 화재감지기가 포함된 환기시스템의 응답지연은 구역 내부에 형성된 기류와 화재감지기의 설치 위치에 영향을 받는다. 어선에서 발생하는 화재는 상선과 비교하여 인명피해 가능성이 높으므로 화재 조기 감지가 무엇보다 중요하다. 따라서 본 논문에서는 어선에 설치되는 화재 감지기의 초기 화재감지 응답속도 향상과 설치된 감지기의 감도 유지를 위해 기관구역 내부에서 발생한 정량적 연기량에 따른 공기 유동장, 내연기관 연소 공기량 및 기관 구역 내부 압력을 변수로 연기 거동 시뮬레이션이 가능한 해석모델을 구성하여 선박 기관구역 내부의 연기 거동을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 기관실 내부 압력을 감소시키고 연기커튼 설치를 통해 공기 유동장에서의 유속을 감소시키고 와류를 증가시키면 연기 성분의 천장 상승이 가속화되어 연기감지기 응답속도 및 환기시스템이 개선될 수 있을 것으로 해석되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권4호
• /
• pp.355-364
• /
• 2010

주위 매질의 움직임에 반응하는 섬유상 감지모는 대부분의 생물체에 존재하여 침입자를 감지하는 역할을 한다. 이 기능을 모방한 인공 감지모의 가능한 작동영역 및 응답특성을 파악하기 위하여 인공유동센서의 수학 모델에 대한 매개변수 해석을 수행하고, 각 변수들의 영향을 고찰하였다. 진동성분을 갖는 복합 공기 유동장에서 감지모의 길이 및 직경이 기계적인 감도와 주파수 응답을 결정하는 주요 인자인 것으로 나타났다. 감지모의 길이에 따라 각속도, 각속도, 각가속도를 감지할 수 있는 주파수 영역이 달라질 수 있는 것으로 나타났다. 또한 항력 및 가상 질량에 의한 토크가 매우 작지만 감지모의 움직임에 매우 큰 영향을 나타냈다. 감지모의 길이 및 직경이 증가함에 따라 공진 주파수는 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.155-161
• /
• 2016

본 논문은 광 도움 전기화학적 식각으로 나노갭 트렌치 구조를 형성하고 이를 이용해서 정전 용량형 가속도 센서를 설계하고 제작한 것에 대한 연구이다. 정전 용량형 가속도 센서의 감도를 증가시키기 위해 스프링에 연결된 관성질량과 연결된 전극과 감지전극 사이의 간격을 좁혀 커패시턴스의 변화량을 증가시키고 있다. 이를 실현시키기 위해 광-도움 전기화학적 식각을 이용하였고 ANSYS 프로그램을 이용하여 구조해석을 실시하여 $1mm{\times}mm$ 크기의 초소형 정전 용량형 가속도 센서를 설계하였다. 광-도움 전기화학적 식각의 실험 변수인 빛의 세기, dc 전압, 용액의 조성, 피치 등을 고려하여 가속도 센서는 제작 되었다. 최적 공정 조건은 dc전압 2V, Blue LED 20mA, 49wt%HF:DMF:D.I.Water=1:20:10, 피치 $20{\mu}m$이며, 폭 344nm, 깊이 $11.627{\mu}m$의 나노갭 트렌치가 형성되었다.