• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.813-820
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• 2009

본 논문에서는 웨어러블 펄스 옥시미터를 이용하여 IEEE 802.15.4기반의 무선센서네트워크 환경에서 측정에 대한 외부의 자각 없이 자유스러운 생활 속에서 측정 가능한 유비쿼터스 헬스케어 시스템을 구현하고자 하였다. 환자로부터 산소포화도 데이터를 측정하기 위해 반사형 프로브, 산소포화도 모듈, 그리고 무선센서 노드로 구성된 저전력 웨어러블 펄스 옥시 미터를 구현하였다. TinyOS 어플리케이션기의 무선센서 노드는 제작된 프로브로부터 측정 된 데이터를 수집하여 무선통신을 위한 패킷을 구성하며, 무선센서 네트워크를 통해 베이스 스테이션으로 전송된 데이터는 서버 PC에서의 모니터링과 데이터 처리 및 저장이 가능하게 하였다. 서버 PC에서는 LabVIEW소프트웨어 프로그램을 통해 전송된 산소포화도 데이터가 실시간 모니터링 되며, PPG 파형의 2차 미분처리를 통해 동맥혈의 상태를 추정 할 수 있는 가속도 맥파(APG)를 검출하도록 하였다. 또한 실제 연령대별 실험을 통해 가속도 맥파에 의한 혈관 탄성도의 수치를 비교분석 하였다.

• 센서학회지
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• 제1권1호
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• pp.93-100
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• 1992

이트리아 안정화(安定化) 지르코니아(92 mole% $ZrO_{2}$+8 mole% $Y_{2}O_{3}$)에 0.5 mole% $SiO_{2}$와 $0{\sim}2.0{\;}mole%{\;}Al_{2}O_{3}$가 첨가된 소결체의 소결성, 기계적 및 전기적 성질에 대하여 조사하였다. 소결밀도(燒結密度)는 0.5 mole% $Al_{2}O_{3}$가 첨가되었을 때 가장 높게 나타났으며 1.5 mole%이상 $Al_{2}O_{3}$가 첨가됨에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 비커스 경도(硬度)는 소결밀도(燒結密度)에 비례하여 나타났으며, 0.5 mole% $Al_{2}O_{3}$가 첨가되었을 때 가장 높은 전도성을 나타내었다. 일정한 산소분압(酸素分壓)에 따른 기전력 측정에서도 0.5 mole% $Al_{2}O_{3}$가 첨가되었을 매 가장 높았다. 제작된 산소(酸素)센서들의 응답특성(應答特性) 결과에서 $SiO_{2}$와 $Al_{2}O_{3}$가 각각 0.5 mole% 첨가된 센서의 응답특성이 가장 좋았다.

• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.247-252
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• 1999

바이오센서로 이용되는 산소센서에는 효소고정화막과 함께 반투성막이 필요한데, 이러한 두 층의 막은 취급이 쉽지 않아서 상업화하기가 불리하므로, 이 두 막을 하나의 적층막으로 제조하였다. cellulose triacetate/polycarprolactone(CTA/PCL)막에 1,1'-carbonyl diimidazole(CDI) 방법으로 glucose oxidase, ascorbate oxidase, pyrubate oxidase와 alcohole oxidase 등의 효소를 고정화시킨 다음, 그 위에 polyvinylalcohol을 알데하이드와 산과 혼합하여 적층방법으로 단일막을 제조하였다. 고정화된 이 적층막을 산소전극에 부착하여 glucose, ascorbate, pyrubate, ethanol의 농도에 따른 전류변화를 측정한 결과, 각각 5-10mmol 이내의 기질농도에서 $0.38{\sim}0.83{\mu}A$까지 r=0.995의 선형성을 나타내었다. 한편, 고정화된 적층막의 저장중 안정성은 glucose oxidase는 8주 후에도 56% 이상의 활성을 나타내고 있었으나 나머지 효소들은 효소의 안정성이 낮았다.

• 분석과학
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• 제20권1호
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• pp.1-9
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• 2007

용존산소(dissolved oxygen; DO) 전극에 미생물 막과 보호막을 장착하여 BOD(biochemical oxygen demand) 센서를 제작하였다. 토양과 물 그리고 활성슬러지에서 분리한 다양한 미생물들을 BOD 센서에 적용하여 그 감응특성을 조사하여 빠른 산소 호흡력과 회복력을 나타내는 미생물로 Bacillus 종인 HN24와 HN93을 선별하였다. 최종적으로 최적화한 BOD 센서는 Bacillus subtilis, Bacillus sp. HN24 그리고 Bacillus sp. HN93을 혼합한 미생물 막과 DO 전극의 기체투과막을 silicon rubber(SR) 막으로 사용한 것이며, 측정조건으로 완충용액에 50% 산소(질소와의 비율)를 주입하여 감응특성을 향상시켰다. 본 실험에서 제작된 BOD 센서는 100 mg/L BOD 농도 이상까지 우수한 직선감응성($r^2=0.9986$)을 나타냈다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.569-574
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• 2014

오폐수 처리에 있어서 용존산소량을 장기간, 연속측정이 가능한 DO 센서의 개발이 요구되어, 형광검출 특성을 이용한 광학식 DO 센서를 개발하고 특성을 분석하였다 (OS-100, 글로벌광통신주식회사). 형광 센서막은 GA를 이용하여 졸-겔 방법을 이용하여 $Ru(Dpp)_3{^{2+}}$(tris(4,7diphenyl-1, 10-phenanthroline) ruthenium(II)) 형광물질을 제작하였고, 용액과 혼합하여 스프레이 방법으로 석영기판위에 증착하였다. 증착된 형광막은 용존산소 농도 3 mg/L에서 10 mg/L 사이의 넓은 영역에서 ${\pm}1%$ 이하의 오차를 보였다. 제작된 광학식 DO 센서의 성능평가를 위하여 대구염색단지의 오폐수처리장 폐수의 실시간 용존산소를 장기간 측정하였다. 6개월간의 장기간에 걸쳐 실시간 측정된 용존산소의 결과는 염색공단 폐수의 악조건 하에서도 ${\pm}2%$ 이하의 오차를 나타내었다.

• 기계저널
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• 제33권6호
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• pp.515-522
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• 1993

센서는 자연현상을 감지하는 소자로 계측 및 제어시스템의 구성요소로 이용되며, 센서를 이용 하여 Closed-loop System의 구성을 가능케 하며, 지능화된 시스템을 구현 할 수 있다. 센서는 압력, 유량, 온도, 자장, 광 등을 측정하는 물리적 센서, pH, 이온, 산소 등의 구성물을 감지하는 화학센서, 인체의 혈당량, 뇌의 상태, 냄새 등을 측정하는 바이오 센서로 대별될 수 있다. 이중 물리적 센서는 기계적 시스템에 많이 이용되며, 특히 압력, 유량센서는 자동차에 있어서 엔진의 Manifold, 엔진오일, 브레이크 오일, 타이어, 연료 등의 상태를 측정하는데 사용되고 있다. 예를 들어 1980년대에는 미국 Ford와 Motorola사가 공동으로 반도체공정 기술을 이용한 용량 형(capacitive) 압력센서를 개발하여 엔진의 컨트롤시스템에 이용하였다. 이러한 압력센서는 1988년에 15억불의 매출을 기록하였으며, 1955년에는 30억불로 늘어날 전망으로 있어 가장 많이 사용되는 센서로 각광을 받고 있다. 이글에서 압력센서의 원리 및 종류에 대하여 알아보고, 마 이크로머시닝 기술 등의 제작방법과 이의 응용에 대하여 논의하려 한다.

• KSBB Journal
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• 제21권4호
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• pp.241-247
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• 2006

용존산소 센서 및 시스템에서 손실되는 산소량을 보정하기 위해 멸균처리 기법을 도입하였다. 멸균처리 시료의 DO 거동과 비멸균처리 시료의 DO 거동차(${\Delta}$DO)는 시스템의 영향과 무관하게 폐수 자체의 순수한 미생물만이 소모하는 산소변화량을 구하였다. 용존산소 센서로 축산폐수의 시간에 따른 DO거동(-d${\Delta}$DO/dt)을 측정하여 구한 폐수 자체의 미생물에 의한 산소소모속도는 0.00074mg $O_2/{\ell}{\cdot}sec$이었다. 축산폐수의 원액을 희석하여 다양한 BOD값을 갖도록 시료를 제조한 후 DO meter로 측정하여 구한 DO 변화량은 동일한 시료를 5일 BOD 측정방법인 Winkler Azide화 변법으로 구한 BOD값과 선형구간($30{\sim}60$분)에서 97.72%의 높은 상관 선형성을 보였다. 따라서 본 연구의 multi-biosensor 시스템은 축산폐수의 BOD를 짧은 시간에 정확하게 측정할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권6호
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• pp.816-822
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• 1995

본 고에서는 지구환경문제에 관련된 가스와 그들의 검지를 위한 가스센서에 관하여 살펴보고자 한다. 환경오염을 방지하려는 노력과 대책이 전세계적으로 추진되고 있는 시점에서 특히 대기오염의 주범인 환경가스에 대한 고성능 센서의 개발은 필수불가결하다. 그러나 현재에 사용되고 있는 환경가스센서는 차량의 배기계통에 사용되는 산소센서나 연소배출가스를 검지하는 소수의 가스센서외에는 아직 실용화되지 못하고 있다. 따라서 고온, 부식등의 과혹한 조건하에서 안정하고, 고성능의 센서의 개발은 물론 센서를 구동시키는데 필연적인 신호처리 등 주변기술 또한 병행해서 발달되어야 할 것이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권5호
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• pp.187-191
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• 2019

고체전지, 산화물연료전지, 센서, 산화물 분리막 등 에너지 재료로 활용이 무궁한 산소 이온 전도체 중 acceptor가 첨가된 $LaAlO_3$의 전기적 특성과 고온에서의 혼합전도체로 사용 가능성을 연구하였다. Sr과 Mg을 $LaAlO_3$에 동시에 첨가하여 만든 LSAM의 전기적 특성을 교류(a.c.)와 직류(d.c.) 방법을 이용하여 다양한 산소 분압에서 측정하였다. 교류 임피던스 방법을 이용하여 LSAM의 전체 저항에서 입자(grain) 저항과 입계(grain boundary) 저항을 분리한 결과, $550^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 입계 저항이 지배적이나 $800^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 입자 저항이 대부분임을 알 수 있었다. 또 산소분압에 따른 전도도 측정을 물질의 결함모델(defect model)을 이용하여 분석해 전체 전도도를 이온 전도도와 전자 전도도로 분리하였다. 그 결과, $800^{\circ}C$ 이상의 고온에서 LSAM은 낮은 산소분압($Po_2$ < $10^{-10}atm$)에서는 산소이온 전도체이고 높은 산소분압($Po_2$ > $10^{-5}atm$)에서는 혼합전도체의 거동을 보였다. 또 온도가 증가하여도 산소이온 전도가 주도적인 산소분압의 영역은 줄어들지 않았고 낮은 산소분압에서도 안정적인 전기적 특성을 보이는 등으로 보아, LSAM은 고온의 낮은 산소분압(T > $1500^{\circ}C$, $Po_2$ < $10^{-10}atm$) 조건에서 용강에서의 산소이온센서와 같은 산소이온체로의 사용 가능성이 높다.

• 감성과학
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• 제22권1호
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• pp.89-100
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• 2019

본 연구에서는 수면무호흡증이 다양한 합병증을 유발하는 질병으로서, 이를 위한 표준화된 수면다원검사가 고가이며 측정이 불편함을 고려하여, 환자가 익숙한 환경에서 검사를 받을 수 있도록 스트레치 섬유센서를 이용한 무구속 상태의 웨어러블 모니터링 시스템을 개발하고자 한다. 또한, 의복과 일체화된 디자인으로 제품화하여 그 유용성을 제안하고자 한다. 성인 남성용 롱 슬리브 티셔츠 형태로 착용형 수면무호흡 모니터링 스마트 의류를 개발하여, 수면무호흡 진단 지표 중 섬유형 센서를 기반으로 측정하는 호흡수(breathing rate)측정용 섬유센서, 산소포화도(oxygen saturation), 호흡기류(airflow)를 실시간 측정하였다. 최적의 조합비 샘플 4가지를 통한 gauge factor를 측정한 결과, gauge factor 20.3을 확인하였고, 3회 숨을 크게 내쉴 때 호흡유량이 최대 2048ml였다. 산소포화도 69.45%로 최소 측정 가능 산소포화도 70% 정도의 결과를 나타내었다. 세탁 후 인장에 따른 센서 성능 평가 결과는 전체적으로 gauge factor 18 수준의 값으로, 세탁에 대한 내구성이 입증되었다. 본 연구를 통하여 수면무호흡증 환자의 수면효율이 떨어지고 여러 합병증을 동반하는 문제에 대해, 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 착용형 수면무호흡 모니터링 스마트 의류를 개발하여 호흡수, 호흡유량, 산소포화도의 3가지 지표를 측정 가능함을 확인하였다.