• Title/Summary/Keyword: 레이저 산란

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A Study on Spectra of Laser Induced Flourescence in Phantom of N-propyl-N,N-dimethylethanolamine (N-propyl-N,N-dimethylethanolamine의 Phantom에서 Laser Induced Fluorescence의 스펙트라에 관한 연구)

  • Kim, Ki-Jun;Lee, Joo-Ho;Lee, Joo-Youb;Sung, Wan-Mo
    • Journal of the Korean Applied Science and Technology
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    • v.32 no.2
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    • pp.330-338
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    • 2015
  • The influences of fluorescence, scattering, and flocculation in turbid material by light scattering of N-propyl-N,N-dimethylethanolamine, fluorescence agent and absorption agent were interpreted for the scattered fluorescence intensity and wavelength. They have been studied the molecular properties by the spectroscopy of laser induced fluorescence (LIF) and flocculation. The effects of optical properties in scattering media have been found by the optical parameters(${\mu}_s$, ${\mu}_a$, ${\mu}_t$). Flocculation is an important step in many solid-liquid separation processes and is widely used. When two particles approach each other, interactions of several colloid particles can come into play which may have major effect on the flocculation and LIF process. The values of scattering coefficient ${\mu}_s$ are large by means of the increasing scattering of scatterer, The values have been found that the slope decays exponentially as a function of concentration from laser source to detector by our experimental result. It may also aid in designing the best model for oil chemistry, bio-pharmaceutical, laser medicine and application of medical engineering on LIF and coagulation in particle transport mode.

Spray Visualization Using Laser Diagnostics (레이저를 이용한 분무 가시화)

  • 윤영빈
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 2005.04a
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    • pp.87-112
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    • 2005
  • 분무를 정량적으로 측정하는 것은 노즐의 설계와 개발을 위해서 뿐만 아니라 연소 시스템 전반의 효율 및 불안정성의 제거, 공해 저감 등의 요구 조건을 만족하기 위해서 중요하다. 이를 위해 이전에는 분무장 내에 수집관을 삽입하는 기계적 패터네이터(Mechanical Patternator)와 같은 삽입식 측정 방식을 이용하여 왔으나, 최근에는 고속카메라, Malvern particle analyzer, PDPA, 광학 패터네이터(Optical Patternator)와 같은 분무장을 교란시키지 않으면서도 빠른 측정이 가능한 가시화 기술들이 적용되고 있다. 특히 광학 패터네이터는 레이저 평면광을 이용하여 분무를 측정하는 비삽입식 기술로 단시간 내에 분무장 내 액체 연료의 질량 및 액적 크기의 단면 분포를 동시에 얻어낼 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 분무 액적들의 수밀도가 증가하는 경우에는 이들 액적에 의한 입사광 및 신호 감쇠, 다중산란 등에 의한 오차가 심하게 발생하여, 기존의 PDPA, PLIF 등의 광학 기법으로는 충분히 신뢰할 만한 결과를 얻기가 어렵게 된다. 이러한 분무를 정량적으로 측정하기 위해서는 입사광의 감쇠뿐만 아니라 분무장 내 액적들에 의한 신호의 감쇠 과정에 대한 고려가 필요하다. 주면 액적들의 영향을 최소한으로 줄이기 위해서는 레이저 평면광을 사용하는 광학 패터네이터와 달리 레이저 광선을 분무장에 조사하여 고압에서 나타날 수 있는 다중 산란에 의한 오차를 최소화할 수 있다. 이러한 이미지 처리 기법을 이용하는 광학 선형 패터네이터(Optical Line Patternator)를 이용하여 기존 레이저 계측기법으로 측정이 곤란하였던 고압 환경 하에서의 스월 동축형 인젝터의 분무 특성을 해석할 수가 있다. 2015(년도) 6,388, 2025(년도) 13,367, 2035(년도) 18,756, 2045(년도) 22,595, 시장점유율 증가로 인한 수출액 증가분 누적(억원) : 2015(년도) 3,411, 2025(년도) 8,847, 2035(년도) 14,433, 2045(년도) 18,005 또한 시나리오 비교평가를 실시하여 본 결과, 본 연구에서 정의한 순편익 누적(Cumulative Net Profit) 변수를 적용하면 현재 연구비 추세 대비 $30\%$ 까지 연구비를 증가 시키는 것이 효율적임을 알 수 있었다.성, 생산 용이성, 제품 디자인의 우수한 정도가 a=0.01 수준 하에서 유의적으로 추정되었다. 이들 변수들 중에서 품질경쟁력에 가장 큰 영향을 미치는 측정변수는 제품의 기본 성능, 수명(내구성), 신뢰성, 제품 디자인의 순서로 추정되었다. 이것은 한국 제조업이 아직 산업 디자인이 품질경쟁력에 크게 영향을 미치는 성숙단계에 이르지 못하였음을 의미한다. (2) 제품 디자인에게 영향을 끼치는 유의적인 변수는 연구개발력, 연구개발투자 수준, 혁신활동 수준(5S, TPM, 6Sigma 운동, QC 등)이며, 제품 디자인은 우선 품질경쟁력을 높여 간접적으로 고객만족과 고객 충성을 유발하는 것으로 추정되었다. 상기의 분석결과로부터, 본 연구는 다음과 같은 정책적 함의를 도출하였다. 첫째, 신상품 개발과 혁신을 위한 포괄적인 연구개발 프로젝트를 품질 경쟁력의 주요 결정요인(제품의 기본성능, 신뢰성, 수명(내구성) 및 제품 디자인)과 연계하여 추진해야 할 것이다. 둘째, 기업은 디자인 경영 마인드 제고와 디자인 전문인력 양성을, 대학은 디자인 현장 업무를 통하여 창의력 증진과 기획 및 마케팅 능력 교육을, 정부는 디자

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Implementation of Particle Measuring Sensor System Using Laser Optical Scattering Method (레이저 광산란식 미세먼지 측정 시스템의 실현)

  • Kim, Gyu-Sik;Na, Hyeong-Uk;Kang, Sang-Hyuk
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2008.10b
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    • pp.365-366
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    • 2008
  • 광학입자 계수기는 실내환경, 대기오염 및 콜린룸 등 입자크기분포 측정장비로 가장 많이 사용된다. 광학입자 계수기에 샘플링된 업자는 관측체적 내로 1개씩 통과 하며 산란된 빚은 집광장치에 의해 광검출기로 전달한다. 이때 산란광의 양에 비례하여 전압 (전류)의 세기로 변환하여 전기적 선호로서 나타나는 Pulse의 높이는 Calibration Data에 따라 업자의 크기로 변환하고 Pulse의 개수는 입자의 개수로 표시된다. 입자의 크기와 개수등 이용하여 부피로 환산 한 후 부유하는 입자의 평균 밀드를 이용하여 질량으로 환산시킨다. 이렇게 측정된 미세먼지 농도는 ZigBee 통신을 사용하여 구축한 시스템을 통해서 중앙부에서 실시간으로 먼지 농도를 알 수 있다. 특히 멀티흡 기능을 이용하여 건물 구조가 복잡하거나 층간의 통신, 꺾인 부분이나 사무실 안과 밖과 같은 무선 통신이 원할 하지 못하는 경우를 극복하여 미세먼지의 농도 값을 측정 할 수도 있다.

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Application of Fluorescence/Scattering Technique to the Measurement of Spray Droplet Size in GDI Injector (직접 분사식 가솔린 인젝터 분무의 입경 측정에 형광/산란광법의 적용)

  • Kwak, Soo-Min;Ryu, Kyeong-Hun;Choi, Bong-Seok;Kim, Duck-Jool
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2000.11b
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    • pp.353-358
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    • 2000
  • To achieve the requirement for high fuel economy and low emissions, the research for GDI engines is recently very brisk in the whole world. This study was performed to measure distribution of average particle size in non-evaporating spray. The 2-D fluorescence/scattering images of fuel spray were captured simultaneously by visualization system composed of a laser sheet, a doubling prism, optical filters, and an ICCD camera. Using the ratio of the two light intensities, particle size distribution was obtained. The SMD measured by fluorescence/scattering technique was compared with it obtained by PDA. The experimental results show that the spray structure of GDI injector and temporal SMD distribution.

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Frequency-domain Diffuse Optical Tomography System Adopting Lock-in Amplifier (Lock-in 증폭기를 채용한 주파수영역 확산 광단층촬영 시스템)

  • Jun, Young-Sik;Baek, Woon-Sik
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.22 no.3
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    • pp.134-140
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    • 2011
  • In this paper, we developed a frequency-domain diffuse optical tomography(DOT) system for non-invasively imaging in vivo. The system uses near-infrared(NIR) light sources and detectors for which the photon propagation in human tissue is dominated by scattering rather than by absorption. We present the experimental reconstruction images of absorption and scattering coefficients using a liquid tissue phantom, and we obtain the location and shape of an anomaly which has different optical properties than the phantom.

Qualitative and Quantitative Analysis of Space Minerals using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy and Raman Spectroscopy (레이저 유도 분해 분광법과 라만 분광법을 이용한 우주 광물의 정성 및 정량 분석 기법)

  • Kim, Dongyoung;Yoh, Jack J.
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.46 no.6
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    • pp.519-526
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    • 2018
  • In order to analyze space resources, it had to be brought to earth. However, using laser-induced breakdown spectroscopy(LIBS) and Raman spectroscopy, it is possible to analyze qualitative and quantitative analysis of space minerals in real time. LIBS is a spectroscopic method in which a high energy laser is concentrated on a material surface to generate a plasma, and the emitted light is acquired through a spectroscope to analyze the atomic composition. Raman spectroscopy is a spectroscopic method that analyzes the molecular structure by measuring scattered light. These two spectroscopic methods are complementary spectroscopic methods for analyzing the atoms and molecules of unknown minerals and have an advantage as space payloads. In this study, data were analyzed qualitatively by using principal component analysis(PCA). In addition, a mixture of two minerals was prepared and a quantitative analysis was performed to predict the concentration of the material.

Laser Speckle Imaging Using Adaptive Windowing Method (적응 윈도우 기법을 사용한 레이저 스펙클 영상의 처리)

  • Jin, Ho-Young;Shin, Hyun-Chool
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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    • v.47 no.1
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    • pp.97-102
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    • 2010
  • A laser speckle is a random pattern that has a granular appearance produced by reflected light when a coherent laser illuminates an irregular course surface. Most important property of laser speckle is detecting micro-vascular. Speckle image needs image processing to detect micro-vascular. This paper proposes a new image processing method for laser speckle, adaptive window method that adaptively processes laser speckle images in the spatial. Conventional fixed window based LASCA has shortcoming in that it uses the same window size regardless of target areas. Inherently laser speckle contains undesired noise. Thus a large window is helpful for removing the noise but it results in low resolution of image. Otherwise a small window may detect micro vascular but it has limits in noise removal. To overcome this trade-off, we newly introduce the concept of adaptive window method to conventional laser speckle image analysis. We have compared conventional LASCA and its variants with the proposed method in terms of image quality and processing complexity.

Bi-Directional Transmission Assessment Study of Angular Solar Selective Panels (프리즘창의 이차원 투과계수 평가에 관한 연구)

  • Hashmi, Masaood;Akhter, P.;Kim, Ki-Se;Kang, Eun-Chul;Lee, Euy-Joon
    • Journal of the Korean Solar Energy Society
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    • v.24 no.3
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    • pp.55-63
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    • 2004
  • 빛이 입사각별로 태양투과율이 제어되어지는 첨단 창과 같은 물체를 통과할 때 투과되는 성분은 직달투과와 산란투과성분으로 볼 수 있다. 직달투과는 물체를 통과하면서 일정한 방향으로 굴절되어 투과되는 성질을 말하고, 산란투과는 직달투과를 제외한 나머지 방향의 성분들의 형태를 말한다. 이러한 첨단 창의 냉난방부하에 미치는 에너지성능을 평가하기 위해서는 산란투과에 대한 정보가 필요하고, 이에 대한 물리적 변수는 입사각, 출력각, 양방향 투과율 분산함수인 BTDF로 정의된다. 본 논문에서는 3개의 서로 나른 첨단 창 (1) $42^{\circ}/5^{\circ}$ 프리즘 창 판넬, (2) 레이저 컷 판넬 (3) $45^{\circ}$ 프리즘 3M 필름의 BTDF 데이터 획득을 위한 실험 방안을 소개하고, 실험을 통해 획득한 정보를 이용하여 계산식과 비교 검증을 하였다. 따라서 이 검증된 방안을 이용하여 지역별 냉난방 부하를 최소화 할 수 있는 입사각별로 태양 투과율 제어 판넬을 선정할 수 있게 되었다.

Estimation of Suspended Sediment Concentration using Acoustic Backscatter (초음파 산란도를 활용한 하천 부유사 농도 측정 기법 개발)

  • Seo, Kang Hyeon;Kim, DongSu;Kim, JongMin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.377-377
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    • 2015
  • 부유사 자료는 유사이송해석에 필수적인 요소로 하천의 흐름 변화 및 하상 변동을 발생시키고, 하천 구조물의 설계, 수자원 개발 및 관리를 위한 하천계획의 전반에 있어 매우 중요한 자료이다. 부유사 농도는 수자원의 이용뿐만 아니라 하천 생태계에까지 피해를 미친다는 점에서 하천의 유지 관리 및 보수와도 밀접한 관련이 있다. 부유사량을 산정하는 방법에는 수리량 및 하상토 특성 자료를 유사량 공식에 대입하여 계산하는 간접적인 방법과 유사량을 직접 측정하는 방법으로 나뉜다. 현재 국내에서는 유사량 채집기를 사용하여 실제 하천의 유사량을 채집하는 방식으로 많이 사용되고 있으나, 많은 인력과 시간이 소모되기 때문에 다지점 계측과 지속적인 계측이 힘들다는 한계점를 보이고 있다. 또한 국내 하천에서는 홍수기를 거치면서 하천의 수리학적 특성이 변화하는 경향을 보여주고 있어 유량-부유사 관계식을 자주 갱신해야 한다는 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 현재 국내에서 사용하고 있는 직접적인 측정 방법의 한계점을 보완하고자 직접적인 측정 방법 중 초음파를 이용하여 횡단면 전체의 유사량 측정을 연속적으로 할 수 있는 수평초음파도플러유속계(H-ADCP)를 활용하여 유사량을 추정할 수 있는 기법을 개발하고자 한다. 본 연구의 연구는 건설기술연구원 하천실험센터의 직선수로에서 수행되었다. H-ADCP (SonTek SL3000, 셀 크기 4 cm)를 사용하여 자연상태 흐름조건 (유속 0.7 m/s)에서 초음파산란도(Backscatter, 혹은 신호대잡음비 SNR) 및 유속자료를 2분 간격으로 확보하였다. 그리고 부유사 농도(SSC)의 측정 정확도가 높다고 평가되고 있는 레이저부유사측정기(LISST-100)를 활용하여 부유사 농도를 실측하여 초음파산란도와 실측 SSC의 관계를 도출하고 그 경향을 분석하였다. 또한 초음파산란도의 흡수 등을 보정하고 실측 부유사자료와의 관계식을 기반으로 H-ADCP를 활용하여 실시간으로 부유사 농도를 산정할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다.

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Raman Spectromter for Detection of Chemicals on a Road (지표면 화학물질 측정을 위한 라만분광장치)

  • Ha, Yeon Chul;Lee, Jae Hwan;Koh, Young Jin;Lee, Seo Kyung;Kim, Yun Ki
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.28 no.3
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    • pp.116-121
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    • 2017
  • In this paper, a Raman spectrometer is designed to detect chemicals contaminating the ground. The system is based on Raman spectroscopy, which is spectral analysis of scattered light from chemicals, induced by a laser. The system consists of a transmitting-optics module with a laser to induce Raman-scattered light from the sample, a receiving-optics module to collect the scattered light, and a spectrograph to separate the collected light into a wavelength spectrum. The telescope, a part of the receiving-optics module, is designed to produce a focal spot in the same position for variable measurement distances using the code V simulator, considering the distance change between the system and the road. The Raman spectra of 12 chemicals on a glass surface and on a concrete sample were measured. Intensity differences between the Raman spectra acquired on a glass surface and on a concrete sample were observed, but the characteristics of the spectra according to the chemicals on them were similar. Additionally, the Raman spectrum of PTFE (polytetrafluoroethylene) was measured at various distances. The measured and simulated optical throughputs were similar. In conclusion, it is confirmed that with this system the Raman spectrum can be measured, irrespective of the distance change.