• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.41-45
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• 1996

비접촉방법데 의한 변위 측정기술은 공작물의 가공중(in-process)형상치수의 측정 또는 각종 계 측에 대한 자동화기술의 필요성이 증대됨에 따라 다양한 원리를 응용하여 발전되고 있다. 전통적인 방법으로는 가변 리럭턴스(variable reluctance)형, 와전류(eddy current)형, 콘덴서(capacitance)형 등의 전기적 센서들이 주를 이루고 있으나 최근에 들어서는 광전자기술의 발달에 힘입어 여러 광학 측정법들이 연구되어 실용화 되고 있다. 본 연구에서는 측정자동화 용도로 사용될 수있는 광삼각법에 의한 비접촉방식의 광학센서에 대한 기본 연구 결과를 서술하였다. 광삼각 비접촉 측정의 기본 원리와 측정 범위 및 분해능 관점에서의 센서 설계의 기본 방법을 제시하며 또한, 실제적인 센서의 설계 및 제작을 위해 응용될 수 있는 기본광학소자의 현 기술적 수준과 성능을 기술하였다. 최종적으로는 실제적인 센서의 설계제작 과정과 시제품의 성능 실험을 통한 응용 가능성이 검토되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.6
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• pp.1030-1035
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• 1992

This paper presents a non-contact type displacement sensor designed based on optical triangulation method. The optical principles of the sensor are described in detail with aids of paraxial geometric optics. A prototype sensor is designed and fabricated by using modern optoelectronic hardware. Its measuring performances are evaluated and discussed through a series of calibration processes.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.22-27
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• 1993

산업기술의 발달에 따라 각 분야마다 정밀한 부품을 요구하고 있다. 이는 이들 부품이 시스템의 성능에 영향을 미치고 있기 때문이다. 부품의 정도는 길이정도와 표면의 정도를 모두 의미한다. 길이정도는 부품의 상대적 크기정도를, 표면정도는 3차원 형상정도를 나타낸다. 이들 부품의 정도를 평가하기 위해서는 반드시 측정이라는 방법이 수행되어야 하며, 측정은 요구되는 측정정도에 따라 이에 상용되는 방법으로 행해지게 된다. 요구되는 측정정도는 시간이 지남에 따라 점차 증가되고 있다. 이 러한 경향은 그림1의 시대에 따른 측정정도를 보면 확인할 수 있다. 시대에 따라 측정정도는 급격히 증가하고 있고 현재의 측정은 초정밀측정이라 말하는 약 0.1nm의 정밀도를 갖고 있다. 측정정도에 따라 표면측정기술도 여러가지 방법이 행해지고 있는데 이들 측정방법은 크게 접촉식 측정방법과 비접촉 측정 방법으로 나눌 수 있다. 대표적인 접촉식 측정방법으로는 촉침식 측정방법을 들 수 있다. 이 방법은 다이아몬드 촉침을 표면상에 접촉하여 주사이동하게 하고 이때 표면의 요철에 따른 촉침의 상하운동을 고성능 변위센서를 이용하여 표면형상을 측정하는 것이다. 이는1nm의 수직분해능을 갖고 측정이 가능 하다. 이 방법은 표면에 접촉함으로 인해 신뢰성이 높지만, 표면의 접촉압력으로 인해 표면의 손상 우려가 있다. 이런 이유로 현재 비접촉 측정방법이 주목받고 있다. 표면측정을 실현하는 데에는 광학 기술이 적극적으로 활용되고 있으며, 최근에는 물리학의 원리들이 도입되고 있다. 본 글에서는 이러한 측정기술의 기본원리를 소개하고 각 기술이 응용되는 예를 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.223-223
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• 2023

토양수분은 지표면과 지하 영역 사이에 존재하는 수분 및 열에너지의 분배를 제어하거나, 토양 영양분, 식물 성장 및 미생물 활동과 같은 다양한 환경 과정에 영향을 미치는 핵심 구성요소이다. 토양수분은 생태수문학 및 생지화학적 역학, 저수지 관리, 가뭄 및 홍수의 경고, 토양 수분 변화에 따른 작물 수확량 등을 이해하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 따라서, 토양 수분의 정확한 측정은 필수적이며, 이러한 필요성에 따라 중력 측정법, 장력 측정법, 전기 저항법 및 시간-주파수 영역반사측정법 등의 다양한 측정 방법들이 다년간 개발되어 사용되었다. 다만, 앞선 방법들은 철저한 실험을 통해 높은 정확성을 확보하였지만, 토양 교란이 발생하는 단점이 존재하며 실험 현장 토양의 물리적, 생물학적, 그리고 화학적 특성의 보존은 매우 어려운 한계점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 레일리파를 이용한 비접촉식 비교란 토양수분 센서 개발을 목표로 한다. 모래, 실트, 점토와 같은 세 가지 특징적인 토양 유형에 따른 파동을 측정하고, 측정된 파동으로부터 토양 수분을 추정하기 위해 기존에 개발된 시간-주파수 방법을 활용하여 토양수분을 함께 측정하였다. 비접촉 파동신호를 토양수분으로 변환하기 위하여, fully convolutional network을 개발하였다. 개발한 모델의 결과 검증은 RMSE(Root Mean Square Error)를 활용하여 검증하였으며, 모래, 실트, 점토에서 각각 0.0131, 0.0021, 0.0034 m³ m^-3으로 상대적으로 높은 정확성을 보였다. 즉, 본 연구에서 제시한 누출 레일리파를 사용한 비교란-비접촉 토양수분 측정 방법으로, 토양을 교란하지 않고 토양수분을 측정 할 수 있는 높은 가능성을 제시하였다.

• Journal of the KSME
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• v.29 no.3
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• pp.317-325
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• 1989

광학시 비접촉 미소 변위 계측 장치의 응용예는 앞서 소개한 응용 외에도 여러 분야에서 많이 활용되고 있다. 즉, 주행 중인 차량 바퀴의 얼라이먼트(alignment) 계측에 이용되기도 하며, 파괴 역학 분야에서 크랙 개구단부(COD)의 변위량 측정에도 이용되며, 충격 역학 분야에서는 변위의 출력 응답 특성이 경시적으로 대단히 복잡하게 변하는 동적 파괴 현상의 원인 규명의 목적으 로도 많이 활용되고 있다. 더욱이 눈부신 발전을 거듭하고 있는 재료 요소 기술 및 센서 기술의 도움으로 앞으로는 이러한 비접촉식 미소 변위 측정 시스템이 보다 더욱 다양하게 사용되어질 것으로 기대되며, 또한 점차 성능 및 가격적 측면에서도 고성능의 계측 시스템을 손쉽게 큰 부 담이 없이 구입 가능할 수 있으리라 믿는다. 그러나 한편으로는 고정도의 물리량의 계측은 꼭 최신의 고가의 장비로만 되는 것이 아니라는 점과, 이러한 계측 시스템의 활용 시에는 기본 검출 원리 및 특성의 이해와 더불어 각 시험 경우에 따른 측정치에 대한 검증 작업을 게을리 하지 말아야 된다는 점도 아울러 당부하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.810-811
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• 2008

현재 고온 초전도전력기기를 실용화하는데 교류손실이 문제가 되고 있다. 이러한 교류손실을 저감하기위해서 선재를 분할하는 방법에 대한 연구가 진행중이다. 분할된 초전도선재의 각 필라멘트의 전류분류가 일정하지 않을 경우 필라멘트의 임계전류 이상이 인가될 수 있다. 따라서 각 필라멘트에 흐르는 전류를 측정하여야 한다. 그러나 초전도선재의 필라멘트 각각의 전류를 측정하기는 어렵다. 본 연구에서는 초전도선재의 필라멘트의 각각의 전류를 비접촉 방식으로 측정할 수 있는 서치코일을 이용한 방법을 제안하였고 실험을 통해 이를 확인하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.24 no.3
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• pp.70-79
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• 2020

The main objective of this research to develop an IoT based wireless contactless ultrasonic system (ICUS) and its application to concrete structure. The developed system consists of 16 mems, 2Mhz digitizer, amplifying circuit, FPGA, and wifi module, enabling to measure leaky surface waves from concrete specimens without physical coupling process and wires. Multi-channel analysis is performed to improve the accuracy of data analysis, and the velocity of leaky surface waves and acoustics are derived. Field inspection of railroad concrete sleepers is conducted to evaluate the performance of the system and to compare the results with conventional ultrasonic pulse velocity (UPV). As a result of the field inspection, UPV was limited to evaluate damages. This is because crack pattern of railroad sleepers is parallel to ultrasonic ray path and accessibility of the railroad at the field is disadvantageous to contact-based UPV. On the other hand, ICUS possibly detect the damages as reduction of dynamic modulus by up to 59% compared to non-damaged specimen.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2012.07a
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• pp.407-408
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• 2012

본 논문에서는 코일을 이용한 비접촉 방식의 맥박 측정 시스템의 효율적인 설계 방안을 제시한다. 인덕턴스와 커패시턴스의 값에 따라 발진 주파수가 변동되는 콜피츠 발진기를 사용함으로써 혈류의 흐름에 따른 인덕턴스의 변화를 측정하였다. 실험은 2가지로 구성되며 첫 번째는 코일 위에 손가락을 올려놓은 상태로 측정하는 방식이며 두 번째는 반지 형식으로 감겨진 코일을 손가락 끝에 착용하였을 때이다. 코일 내부에서 가장 높은 자력선 밀도를 가지므로 첫 번째 방식보다 두 번째 방식에서 더 높은 투자율의 변화를 감지할 수 있다. 결과적으로 광용적맥파 신호와의 비교 실험을 통하여 맥파로서의 유의성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2001.04a
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• pp.261-264
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• 2001

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.15 no.3
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• pp.171-177
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• 2011

The feasibility of using low cost, unpowered, unshielded dynamic microphones is investigated for cost effective contactless sensing of impact-echo signals in concrete structures. Impact-echo tests on a delaminated concrete slab specimen were conducted and the results were used to assess the damage detection capability of the low cost system. Results showed that the dynamic microphone successfully captured impact-echo signals with a contactless manner and the delaminations in concrete structures were clearly detected as good as expensive high-end air pressure sensor based non-contact impact-echo testing.