• Title/Summary/Keyword: 광학계측

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Method of Test for Combustion Instability and Control at Model Combustor of Supersonic Engine (초음속 엔진 모델 연소기에서의 연소불안정 및 제어 시험 기법)

  • Choi, Ho-Jin;Hwang, Yong-Seok;Jin, You-In;Park, Ik-Soo;Yoon, Hyun-Gull;Kang, Sang-Hun;Lee, Yang-Ji
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.111-115
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    • 2009
  • The method of test for observing the combustion instability and controling the instability actively by using secondary injection of fuel through flame stabilizer was studied by constructing model combustor of supersonic engine. The frequency of combustion instability was detected by measuring the pressure of combustor using pressure sensor and by optical sensing of flame intensity. Electro-magnetic valve was adopted as actuator for active control and the characteristics of modulated fuel was studied by measured pressure of valve outlet and scattering signal of spray at secondary fuel injection.

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A New Method of Noncontact Measurement for 3D Microtopography in Semiconductor Wafer Implementing a New Optical Probe based on the Precision Defocus Measurement (비초점 정밀 계측 방식에 의한 새로운 광학 프로브를 이용한 반도체 웨이퍼의 삼차원 미소형상 측정 기술)

  • 박희재;안우정
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.17 no.1
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    • pp.129-137
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    • 2000
  • In this paper, a new method of noncontact measurement has been developed for a 3 dimensional topography in semiconductor wafer, implementing a new optical probe based on the precision defocus measurement. The developed technique consists of the new optical probe, precision stages, and the measurement/control system. The basic principle of the technique is to use the reflected slit beam from the specimen surface, and to measure the deviation of the specimen surface. The defocusing distance can be measured by the reflected slit beam, where the defocused image is measured by the proposed optical probe, giving very high resolution. The distance measuring formula has been proposed for the developed probe, using the laws of geometric optics. The precision calibration technique has been applied, giving about 10 nanometer resolution and 72 nanometer of four sigma uncertainty. In order to quantitize the micro pattern in the specimen surface, some efficient analysis algorithms have been developed to analyse the 3D topography pattern and some parameters of the surface. The developed system has been successfully applied to measure the wafer surface, demonstrating the line scanning feature and excellent 3 dimensional measurement capability.

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Evaluation on real-time multi-point sensing performance of IoT-based hybrid measurement system (IoT 기반 하이브리드 계측시스템 실시간 다점 측정 성능 평가)

  • Kim, Heonyoung;Kang, Donghoon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.4
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    • pp.543-550
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    • 2018
  • The rapid growth of IoT technology induced by the fourth industrial revolution has resulted in research into various types of wireless sensors, and applications based on this technology are prevalent in many areas. However, among the various sites where this technology is used, railway bridges and tunnels with lengths of tens of kilometers have problems with data acquisition, due to the signal noise induced by the long distance measurement and EMI induced by the high voltage power feeding system, when conventional electric sensors are used. To overcome these problems, many studies on fiber optic sensors have been conducted as a substitute for the conventional electric sensors. However, restrictions on the types of fiber optic sensors have limited their application in railways. For this reason, a hybrid measurement system with IoT based wireless data communication, in which both electric and fiber optic sensors can be applied simultaneously, has been developed. In this study, in order to evaluate the applicability of the hybrid measurement system developed in the previous study, a real-time test for 4 types of measurement environments, which reflect possible railway sites, is performed. As a result, it was confirmed that the signals from both the electric and fiber optic sensors, which were acquired at a remote area in real-time, showed good agreement with each other and that this measurement system has the potential to handle sensors with a sampling rate of 2.5 kHz. In the future, it is expected that the IoT-based hybrid measurement system will contribute to the improvement of structural safety by enabling real-time structural health monitoring when applied to various measurement sites.

A Study on the Development of Pulse Oximeter based on Standard Protocol (표준 프로토콜 기반의 산소포화도 계측기(SPo2) 개발에 관한 연구)

  • Kang, Sung-In;Park, Yoon-A;Oh, Am-Suk;Jean, Je-Hwan
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.751-753
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    • 2011
  • Pulse Oximeter is used two different wavelength light sources. Two signals measured by light transmission in the body parts. SPo2 is calculated from the measured signal. These optical methods is have the light absorption properties of oxygen in the blood. SPo2 is to be called vital signs of $5^{th}$and important in modern medical. But, exist pulse oximeter was used just user for viewing the SPo2. That was a lack of used communication Monitoring function. In this paper using the Bluetooth feature on the exist pulse oximeter to communicate with the outside of the Gateway for design medical devices standards protocol IEEE 11073-10404 built-in pulse oximeter. Also user can be monitoring the U-Health Gateway through the pass SPo2 information.

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Collection and Utilization of Hyperspectral Image Based on UAV (드론 기반 초분광 영상의 수집과 활용)

  • You, Ho Jun;Kim, Dong Su;Kim, Seo Jun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.76-76
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    • 2019
  • 최근 기후변화로 인해 퇴적 및 세굴이 심화되었고, 4대강 사업으로 인해 급격한 하천 지형 변화가 발생하였다. 특히, 4대강 사업 이후 하상변동 모니터링에 대한 지속적인 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 개정된 하천법에 따르면 하상변동조사를 기본 10년 주기로 정기적으로 실시하되, 퇴적 및 세굴 발생 구간에 대해서는 기본 2년을 기준으로 하상변동이 큰 곳에 대해서는 1년 주기로, 하상변동이 작은 곳에 대해서는 5년 주기로 실시해야 한다. 하지만 기술 및 예산의 한계로 인해 하상변동조사의 경우 현장 유사량 및 하상토 입도 측정과 유량-총유사량 관계식을 활용하여 모델링을 통해 하상변동을 예측하고 있는 실정이다. 하상변동은 기본적으로 하천 수심을 기본으로 하고 있으며, 사람이 직접 투입하여 임의의 지점에 대한 수심 계측을 실시하고 있다. 하지만 직접 수심 계측의 경우 낮은 자료의 밀도로 인해 많은 인력과 예산, 시간이 소요되며 무엇보다도 관측 대상인 물이라는 작업환경에서는 인명피해가 발생할 수 있는 문제점을 가지고 있다. 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위해 초음파 센서가 탑재된 이동식 보트를 활용하여 경로형 수심 계측을 실시하고 있으나, 초음파 센서가 가지는 기기적 한계로 인해 약 50cm 이하에 대한 수심은 측정이 어려운 실정이다. 특히, 국내 하천의 경우는 홍수기를 제외하면 수심이 얕기 때문에 얕은 수심에 대한 자료 확보가 어려워 공간적 정밀도 확보가 어려운 실정이다. 따라서 기존의 하천계측의 패러다임을 지점, 선형 계측이 아닌 면 측량을 실시를 통해 높은 밀도의 자료를 확보해야 한다. 이러한 측량이 가능한 기술로 하천원격탐사가 대안으로 제시되고 있다. 하천원격탐사는 직접 접촉하지 않고, 대상체의 광학적 특성을 통해 물리적 특성을 파악하는 기술로서 적은 시간에 높은 밀도의 자료의 확보와 저예산의 고효율 방법으로 알려져 있다. 본 연구에서는 기존의 하천원격탐사에서 활용한 고비용, 저해상도의 시공간 스케일에 해당하는 위성 및 유인항공기가 아닌 하천의 흐름방향으로 비행이 가능하고 상대적으로 저비용, 고해상도의 시공간 스케일의 측정이 가능한 드론을 활용하여 하천원격탐사를 수행하는 방법에 대해 논하고자 한다. 특히, 기술적 한계가 존재하는 청색, 녹색, 적색에 해당하는 RGB 영상을 활용한 하천원격탐사를 극복하기 위한 대안으로 초분광 영상을 수집하고 활용하는 방법을 제시하고자 한다.

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Hydraulic experiment for topographical change around a sea dike using 3D laser scanner (3D 지형스캐너를 활용한 방조제 주변의 지형변동 수리모형실험)

  • Lee, Byeong Wook;Yoon, Jae-Seon;Jun, Teak-Ki;Song, Hyun-Gu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.213-213
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    • 2021
  • 한국농어촌공사 농어촌연구원은 하천 및 해안분야의 다양한 수리모형실험을 수행할 수 있는 대형 수리모형실험 시설을 2018년에 구축완료하였다. 국내 최대 규모의 실험장뿐만 아니라 첨단 광학용 계측장비(PIV 및 LDV 시스템)를 연계한 전용실험수로, 대형유사실험수로 등 7종의 기능별 실험수로를 갖추고 있어 다양한 수리현상 분석을 수행할 수 있다. 최근에는 산사태의 주요 원인중 하나인 토석류 실험, 방조제 주변의 침·퇴적 실험 등을 수행하였으며, 본 연구에서는 3D 지형스캐너를 활용한 방조제 주변의 지형변동 수리모형실험에 대하여 소개를 하고자 한다. 방조제는 조수가 육지쪽으로 밀려들어와 내부개발지역이나 농지 등을 해수로부터 보호하기 위해 설치되는 외곽시설이다. 이러한 방조제 전면의 빠른 유속에 의한 침식은 배후지의 안전에 상당히 큰 문제를 야기시킨다. 방조제의 침식을 방지하기 위하여 방조제 전면에 수제공을 설치하여 수제공과 수제공 사이의 느려진 유속에 의해 방조제 전면에 토사를 퇴적시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 방조제 전면에 수제공의 길이를 달리 설치하여 수제공 주변의 침·퇴적현상을 이동상 실험을 수행하여 분석하였다. 일반적으로 토사의 침·퇴적고를 계측하는 방법으로 일정한 격자망을 구성하여 각 지점별로 실험 전·후의 토사의 표고차를 수작업으로 계측한다. 이 경우는 실험자가 직접 측정하는 계측오차가 발생하게 되고 측정할 수 있는 지점의 수가 한계가 있어 전체적인 토사의 변화양상을 분석하기엔 어려움이 있다. 이를 해결하기 위하여 본 연구에서는 농어촌연구원이 보유하고 있는 3D 지형스캐너를 활용하여 토사의 표고차를 측정하였다. 실험에 사용한 3D 지형스캐너의 최대 측정거리는 스캐너가 설치된 중심점으로부터 반경 80m에 해당하며, 해상도는 1.6mm~50mm의 범위로 수작업으로 격자망을 구성하여 측정하는 것보다 상당히 높은 수준의 결과를 취득할 수 있으며 계측시간을 단축할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 펄스레이저에 의한 지형스캔 방식은 수면과 같이 레이저가 투과할 수 없는 경우에는 계측이 불가능하며, 어두운 계열의 색을 스캔하는 경우 결과 분석에 주의할 필요가 있다. 본 연구에서는 이동상 재료로 안트라사이트(검은색)를 포설하였고, 검은색 계열의 실험사에도 3D 지형스캐너가 우수한 결과를 제공하는 것을 확인하였다.

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Scanning Acoustic Microsope System Using 200MHZ ZnO Transducer (ZnO를 이용한 초음파 현미경의 제작과 평가)

  • Jang, Ji-Won;Do, Si-Hong;Lee, Jong-Gyu
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.25 no.4
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    • pp.200-208
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    • 1989
  • To the purpose of preparation for investigating aspect of material that not revealed by the light microscope and extending our knowledge in applicable field, a scanning acoustic microscope system of 200MHz was organized and appraised its performance with experiments. Professor N.CHUBACHI in Tohoku University in Sendai, Japan provided the ZnO transducer with lens. The system for transmitting and receiving ultrasonic pulses of 200nsec was organized with a rectangular audio wave generator for modulation of 200MHz carrier wave, gating system for transmitting and receiving, mixer for converting intermediate frequency, a directional coupler, ZnO transducer, radio frequency amplifiers. detecter and personal computer. The Scanning system was driven in micro steps with three stepping motors in the direction of x, y and z axes. The system was a reflecting type scanning acoustic microscope and the operation program processed graphics data from receiving echo intensities. Photograph of fish scale obtained by optical microscope was compared with its image by the scanning acoustic microscope organized here. The result was satisfiable.

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Development of a Raman Lidar System for Remote Monitoring of Hydrogen Gas (수소 가스 원격 모니터링을 위한 라만 라이다 시스템 개발)

  • Choi, In Young;Baik, Sung Hoon;Park, Nak Gyu;Kang, Hee Young;Kim, Jin Ho;Lee, Na Jong
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.28 no.4
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    • pp.166-171
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    • 2017
  • Hydrogen gas is a green energy sources because it features no emission of pollutants during combustion. But hydrogen gas is very dangerous, being flammable and very explosive. Hydrogen gas detection is very important for the safety of a nuclear power plant. Hydrogen gas is generated by oxidation of nuclear fuel cladding during a critical accident, and leads to serious secondary damage in the containment building. This paper discusses the development of a Raman lidar system for remote detection and measurement of hydrogen gas. A small, portable Raman lidar system was designed, and a measurement algorithm was developed to quantitatively measure hydrogen gas concentration. To verify the capability of measuring hydrogen gas with the developed Raman lidar system, experiments were carried out under daytime outdoor conditions by using a gas chamber that can adjust the hydrogen gas density. As results, our Raman lidar system is able to measure a minimum density of 0.67 vol. % hydrogen gas at a distance of 20 m.

Flying Characteristics of Running Tape above Rotating Head (II) -Experimental Analysis- (회전헤드에 대한 주행테이프의 부상특성 (II) -실험해석-)

  • 민옥기;김수경
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.1
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    • pp.107-119
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    • 1991
  • This dissertation analyzes the running mechanism of flexible and thin tape above rotating head through the experiment. The scope of study is confined to measure the vertical deformation of running tape under hydrodynamic pressure invoking phenomena of elasto-hydrodynamic lubrication between the protruded bump on a rotating cylinder ad the running tape. Experimental system is devised to measure the vertical deflection of the running tape by opto-electronical displacement gauge, which enables to detect microscopic surface deflection of high frequency. Thorough the tests of small specimens of groove and bump, the accuracy and reliability of this experimental method is confirmed and achieved an accuracy within 5%(2.mu.m) error for the microscopic deflection with high frequency. In experimental works, the effects of bump size on flying characteristics of the tape were evaluated and examined. For the vertical deformation of the running tape. the numerical results and its trend agree qualitatively with the experimental ones.

Strain Analysis using Fourier Transform Grid Method and Its Image Processing (퓨리에 변환 격자법과 화상 처리를 이용한 스트레인 해석)

  • Yang, In-Hong
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.9 no.3
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    • pp.165-171
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    • 1992
  • 진동하는 구조물을 설계할 때에는 그 구조물 중의 Strain이나 응력이 최대가 되는 장소나 시각을 알 필요가 있다. 지금까지의 Strain 해석에는 Strain gauge 등과 같은 접촉법이 많이 이용되고 있다. 더우기, 접촉법으로 대변형 진동을 하는 물체의 Strain을 해석하는 것은 곤란하다. 최근에는 비접촉법으로 Strain 분포를 해석하기 위해 화상처리를 이용한 계측이 행하여지고 있다. 이들의 Strain 분포를 측정하는 광학적인 방법으로는 격자법, Moire법, 홀로 그랩픽 간섭법 등이 있다. 특히 대변형이나 대Strain을 해석하는 데에는 격자법이 많이 이용되고 있는데, 종래의 격자법은 Data를 처리하는 데에 많은 시간과 노력이 소요되고 작업도 매우 복잡하며, Data의 수도 제한이 되어서 구조물의 분포의 해석 정도에 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문 에서는 스테레오법을 이용해서 2차원 격자를 붙인 시료표면의 각 점의 3차원 좌표를 계측하고, 또 Fourier 변환 격자법을 적용하여 촬영된 2차원 격자의 화상에서 위상치를 구한다. 그리고 물체의 변형 전후의 대응 관계의 화상에서 3차원 형상과 Strain 분포를 해석하는 방법을 제안한다. 이 방법을 이용하면 진동하는 구조 물의 3차원 변위분포, Strain 분포를 정도 좋게 해석할 수가 있다.

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