본 연구에서는 대기 습도변화에 의한 콘크리트 보수체(기층 콘크리트/보수 모르터)의 파괴현상을 조사하기 위해서 보수체내의 비정상적인 습도분포 및 습도응력을 계산하였다. 이러한 계산은 시멘트 모르터로 보수된 접촉면이 없는 보수체에서 보수층 두께(Do=05-2.5cm)와 보수 작업전 기층 콘크리트 표면의 습윤처리 시간(tc=1-5days) 및 대기습도(Ho=50~80%)를 주요변수로 하여 수행되었다. 계산 및 조사 결과에 의하면 접합면의 응력이 압축상태를 유지하기 위해서는 각 대기 습도마다 일정값 이상의 보수층 두께와 습윤처리 시간이 필요함을 알 수 있다.
본 논문에서는 평판형 광도파로 상에 마하젠더 간섭계를 형성한 습도센서의 특성을 제시하고자 한다. 평판형 광도파로의 마하젠더 간섭계의 한쪽 팔에 PVP를 코팅함으로써 센서 주변의 외부 습도를 측정하였다. 습도를 계측할 간섭계의 한쪽 팔은 10 mm 폭으로 에칭하고, 에칭된 곳에 폴리비닐피롤리돈 (PVP)를 코팅하였다. PVP는 습도변화에 의해서 굴절률의 변화가 일어나므로, PVP로 코팅된 습도 센서는 평판형 광도파로 근처 상대습도의 차이에 따라 광간섭무늬의 변화를 나타내었다. 이에 대한 측정 결과를 통해 30%~80% 상대습도 범위에서 습도센서로써 작동함을 확인할 수 있었다.
반도체 집적회로 공정에서 사용되는 폴리이미드 포토레지스트(P12723, Dupont)를 감습막으로 사용하는 마이크로 습도센서 소자를 제작하였다. 마이크로 습도센서는 실리콘 웨이퍼 기판 위에 $SiO_2$ 박막을 건식열산화 공정으로 제작하고, Al 박막을 포토리소그라피 공정으로 패터닝 한 IDT (Interdigital Transducer)를 전극 위에 폴리이미드 포토레지스트를 공정변수를 다양하게 조절하면서 감습막으로 제작하였다. 폴리이미드 감습막은 스핀코팅법으로 제작하였으며, 회전수를 조절하여 두께를 변화시켰다. 완성된 마이크로 습도센서 소자의 상대습도 변화$(10{\sim}90% RH)$에 따른 정전용량 값 변화를 항온항습조 내에서 다양한 온도에서 HP4192A Impedance Analyzer를 사용하여 조사함으로써, 폴리이미드 포토레지스트를 사용하는 마이크로 정전용량형 습도센서의 제작 가능성을 검토하였다. 폴리이미드 정전용량형 마이크로 습도센서는 다양한 인가 전원 주파수에서 기준 센서로 사용된 상용 Vaisala Hygrometer와 유사한 감습특성 및 응답특성을 보였다.
광학 반사경에서 일어나는 입사광과 반사광의 광로정변화와 분위기변화와의 관계를 조사했다. 분위기 변화요소로는 기압, 온도, 습도 그리고 $CO_2$함유량 등을 예로 들었다. 이들의 변화에 따른 광로정 변화치의 측정기법을 개발하여 실험 결과로부터 광로정 변화치를 정량화할 수 있음을 보였으며. 습도변화가 광로정의 변화에 가장 큰 영향을 미친다는 것을 확인하였다.
온도 및 습도 변화에 따른 라이너원지의 압축강도 열화를 측정한 결과 압축강도는 온도변화에 영향이 없는 것으로 나타났다. 습도변화의 경우 66% RH에서는 IK원지의 강도저하가 가장 낮은 것으로 나타났다. 93% RH에서는 KA원지의 강도저하가 40%로 가장 낮았으며 SK원지가 56%로 가장 높게 나타났다. 비압축강도의 경우 66% RH에서는 SC 마니라와 IK 원지가, 93% RH에서는 IK원지와 KA원지가 가장 우수하였다. 원 단위 압축강도에서는 습도를 무시할 경우 SK원지가 우수하였으나 66% RH와 93% RH에서는 모두 KA원지가 다른 원지보다 우수한 것으로 나타났다. 따라서 농산물 포장용 라이너로 KA원지를 사용할 경우 경제적이면서도 압축강도가 높은 골판지상자를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.
본 실험에서는 Ardisia속 자생식물의 온도 및 습도변화에 따른 온열환경을 조사함으로써 자생식물의 이용에 가능한 기초 자료를 제공하고자 실시하였다. 가로 2m, 세로 1.3m, 높이 1.8m, 총 부피가 $4.68m^3$의 밀폐된 유리 챔버 내에 온도 조건 변화에 따른 실내공간의 온도 및 습도변화를 측정한 결과, Ardisia속 식물에 의한 실내온도의 변화는 $24^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 식물이 없는 상태에 비해 감온 효과가 있었으며 3종의 식물 간 큰 차이는 보이지 않았다. Ardisia속 식물 중에서 백량금이 온도 변화에 따른 습도 변화가 가장 민감하게 일어나 13%의 습도 변화를 보였고 $57.3{\pm}3.1%$로 비교적 높은 습도를 보였는데, 이에 비해 자금우는 8%, 산호수는 9%의 습도 변화를 보였고 자금우와 산호수 모두 대부분의 낮 시간 동안 50~55%의 실내 적정습도 범위를 유지했다. 식물체의 실내 발열체로서의 열성능 평가 결과, 실내 온도를 $28^{\circ}C$에서 $26^{\circ}C$로 감온 시에는 식재에 의한 냉방 효과가 비식재 공간에 비해 7.5~13.6배 높았고, 적정온도 이상의 고온에서는 자금우에 의한 냉방 효과가 백량금과 산호수에 비해 더 좋았으며 적정온도를 유지하는데 효과적이었다. 실내 저온 조건에서는 비식재 공간이 식물을 배치한 경우보다 높은 열량을 나타내 식물이 저온 조건에서 냉방효율을 낮추므로 적정온도를 유지하는데 효과적이었다. 이로서 Ardisia속 식물은 고온의 실내에서 주위의 온도를 저하시키고 적정온도를 유지시키는데 효과적임을 알 수 있었다.
세라믹 애자 건조공정의 유한요소 시뮬레이션으로 건조공정중 애자의 온도분포, 습도분포, 습열응력분포, 그리고 변형형상을 예측하였다. 유한요소 수식화에서 온도구배, 습도구배, 전도, 대류 및 증발을 고려하여 불소성 세라믹의 온도분포와 습도분포를 구하였고, 온도 및 습도변화로 인한 체적 변화로부터 습열응력을 구하였다. 유한요소 수식화를 기초로 컴퓨터 프로그램을 개발하고, 개발된 프로그램을 사용하여 세라믹 애자의 건조공정을 시뮬레이션 하였다.
송전선로에 설취된 애자들은 지속적인 전기적 기계적 스트레스에 노출되어 있기 때문에 여러 환경적 요인으로 인해 애자 표면의 열화가 가속된다. 이와 같은 애자의 표면 열화는 dryband를 형성하게 되고 지속적인 애자 표면상의 dryband와 누설 전류 증가의 상호작용은 애자의 섬락를 일으키는 원인이 된다. 이러한 연구의 결과 고전압용 애자로 유입되는 누설 전류는 애자 열화의 정도를 평가할 수 있는 매우 중요한 parameter임을 알 수 있다. 따라서 고전압용 애자의 누설전류를 분석하고 취득하여 애자의 열화 평가 및 이로 인해 발생할 수 있는 결함 애자의 검출에 대한 연구가 절실히 요구되고 있다. 본 논문에서는 고전압용 애자 중 자기애자의 습도변화에 따른 누설전류 특성을 조사하기 위해 자체 제작한 실험 챔버, power transformer, 전류센서, 오실로스코프, PC등으로 구성된 실험 시스템을 구축하였고, 데이터 분석을 위한 S/W로서 LabView를 사용하였다. 그에 따른 실험결과로서 다양한 습도변화(30%~90%)의 경우 정상 애자련과 결함 애자를 포함한 애자련의 누설전류 데이터를 취득하여 본 연구에서 제시한 알고리즘을 통해 분석함으로써 정상 애자 내의 결함 애자 포함 여부를 판별하고 다양한 습도 변화시에 정상 애자련과 불량 애자련의 특징을 볼 수 있었다.
본 연구는 도심지의 도로 환경을 고려하여, 기능성 포장 재료 중 하나인 이산화티타늄($TiO_2$)을 포함한 시멘트 모르타르의 실질적인 일산화질소(NO) 제거 성능을 평가하고자 하였다. 실험은 크게 두 가지로, 유입되는 기체의 습도에 따른 NO 제거율 변화 실험과 시편의 포화도에 따른 NO 제거율 변화 실험으로 구성되었다. 습도 변화 실험에서는 건조 상태의 시편을 대상으로 유입 기체의 습도를 변화시키며 NO 제거율을 관찰하였다. 습도-NO 제거율 곡선은 로그 정규 분포 형상으로, 특정 습도에서 최대 NO 제거율이 나타났다. 포화도 변화 실험은 강우 및 생활 하수로 인하여 불포화 상태인 도로를 반영하고자 습윤 상태인 시편을 대상으로 하였다. 습윤 상태의 시편은 건조 상태보다 낮은 NO 제거 성능을 보였으며 증발이 진행되면서 $TiO_2$가 노출되어 NO 제거 성능이 증가하였다. 그리고 시편의 특정 깊이 아래에 존재하는 $TiO_2$는 NO 제거 성능에 크게 기여하지 않는 것으로 나타났다.
조사 대상인 유물 진열장은 온도 변화에 대응한 조온기능이 미약한 반면 조습 능력이 비교적 높았다. 유물 진열장 내부의 연평균 온 습도는 $18.8^{\circ}C$, 60.3% 로 전시실에 비해 온도는 낮고 습도는 높은 분포를 나타냈다. 또한 온도는 계절변화에 따라 변동률이 높은 반면 습도는 계절별 평균값이 59~61%로 일정하게 유지되었다. 여름철에는 전시실과 마찬가지로 고온고습 분포를 나타냈고 공조기 가동에 따른 온도의 하강은 습도를 상승시켰으며. 겨울철에는 공조기 가동에 따라 전시실과 유물 진열장 간 온 습도의 차이가 커져 수분 문제가 제기되었다. 유물 진열장 내부 온 습도에 대한 PI는 18.0%로 전시물 보존을 위한 적정 온 습도 조성률이 매우 저조하였다. 특히 여름철과 겨울철은 PI가 1% 미만으로 진열장 내 철저한 온습도 관리가 필요할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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