• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.754-758
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• 2005

Optimization of process variables such as arc current, welding voltage and welding speed in terms of the weld characteristics desired is the key step in achieving high quality and improving performance characteristics without increasing the cost. Consequently, incorrect settings of those process variables give rise to deviations in the welding characteristics from the desired bead geometry. Therefore, trainee welders are referred to the tabulated information relating different metal types and thickness as to recommend the desired values of process variables. Basically, the bead geometry plays an important role in determining the mechanical properties of the weld. So that it is very important to select the process variables for obtaining optimal bead geometry. However, it is difficult for the traditional identification methods to provide an accurate model because the optimized welding process is non-linear and time-dependent. In this paper, the possibilities of the Infra-red sensor in sensing and control of the bead geometry in the automated welding process are presented. Infra-red sensor is a well-known method to deal with the problems with a high degree of fuzziness so that the sensor is employed to build the relationship between process variables and the quality characteristic the proposed above respectively. Based on several neural networks, the mathematical models are derived from extensive experiments with different welding parameters and complex geometrical features. The developed system enables to select the optimal welding parameters and control the desired weld dimensions during arc welding process.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.983-990
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• 2014

본 연구에서는 등온 벽에서 가까이에 위치한 유동과 같이 온도 구배가 큰 곳에서 발생하는 전도오차를 줄이기 위해 새로운 열전대의 형상 설계 및 제작 방법을 제안하고자 한다. 전도오차를 줄이기 위하여 지름이 $79.9{\mu}m$인 열전대를 이용했으며, 아크 용접을 통해 제작된 상대적으로 접점이 큰 일반 열전대와 다른 butt-welded 열전대를 제작하기 위하여 용접용 5 축 장비가 고안됐다. 열전대의 단면을 맞닿게 하여 용접해 접합부위 크기를 최소화 했다. 온도 보정 실험을 통하여, 일반적인 형상의 열전대와 이 연구에서 제안하는 열전대의 온도 측정 결과가 동일함을 알 수 있었다. 접합부가 $79.9{\mu}m$ 지름을 가지는 butt-welded 열전대를 온도 경계층에 침투시켜서 전도에 의한 오차를 최소화하여 급격히 변하는 온도 경계층의 온도를 효과적으로 측정할 수 있게 되었다. 개발된 센서를 이용하여 선형 터빈 날개가 장착된 풍동에서 온도 경계층을 측정하였고, 측정된 결과를 Nusselt 수로 나타내었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.64-65
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• 2014

신재생에너지원의 급속한 보급, 고신뢰 및 고효율 전원망에 대한 고객의 요구, 디지털부하의 급증 등 기술적 사회적 환경의 변화에 따라 직류배전망에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 직류배전망의 안전성에 대한 문제도 지속적으로 제기되고 있다. 특히 지락, 단락사고, 절연고장, 낙뢰, 아크, 전식 등으로부터 인체 감전과 기기의 소손, 정지 또는 오동작이 발생될 수 있으며 이로 인해 심각한 문제를 야기될 수 있다. 국제표준 IEC 60364에서는 전기설비에 따른 접지시스템을 TT, TN 및 IT접지의 3가지로 분류하고 있다. TN접지방식은 전원선과 설비외함의 노출 도전부를 보호도체를 사용하여 공통으로 접지하는 계통을 말한다. 따라서, 전원선이 외함에 접촉되거나 인체의 감전에 의한 누전사고가 발생하였을 때 전원선 전체를 통하여 흐르는 전류의 차이를 검출함으로서 사고전류의 검출이 즉각 이루어 질 수 있다. 교류계통에서는 영상전류검출기에 의하여 누설전류의 검출이 가능하지만 직류계통에서는 영상전류검출기를 사용할 수 없으므로 새로운 방식의 누전검출장치의 개발이 요구된다. 또한 감전 사고는 인체의 사고와 설비의 사고 두 가지로 구별되며, 효율적인 전력운영과 안전을 위하여 두가지 사고에 대해 통합적으로 구분 동작이 가능한 누설전류 검출기 개발이 요구된다. 본 연구에서는 TN접지계통에서 직류누설전류 검출이 가능한 홀 센서(HCT)를 사용하여 인체 및 설비의 누설전류 패턴에 따라 구분 동작이 가능한 직류용 누설전류 검출기 개발에 관한 연구를 수행하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.936-943
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• 2015

This paper presents arc/line segments-based Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) by updating accumulated laser sensor data with a mobile robot moving in an unknown environment. For each scan, the sensor data in the set are stored by a small constant number of parameters that can recover the necessary information contained in the raw data of the group. The arc and line segments are then extracted according to different limit values, but based on the same parameters. If two segments, whether they are homogenous features or not, from two scans are matched successfully, the new segment is extracted from the union set with combined data information obtained by means of summing the equivalent parameters of these two sets, not combining the features directly. The covariance matrixes of the segments are also updated and calculated synchronously employing the same parameters. The experiment results obtained in an irregular indoor environment show the good performance of the proposed method.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1051-1056
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• 2014

In this paper, we introduce an intelligent robotic arc welding system which exploits sensors like as LVS (Laser Vision Sensor), Hall effect sensor, voltmeter and so on. The use of industrial robot is saturated because of its own limitation, and one of the major limitations is that industrial robot cannot recognize the environment. Lately, sensor-based environmental awareness research of the industrial robot is performed actively to overcome such limitation, and it can expand application field and improve productivity. We classify the sensor-based intelligent arc welding robot system by the goal and the sensing data. The goals can be categorized into detection of a welding start point, tracking of a welding line and correction of a torch deformation. The Sensing data can be categorized into welding data (i.e. current, voltage and short circuit detection) and displacement data (i.e. distance, position). This paper covers not only the explanation of the each category but also its advantage and limitation.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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• pp.515-518
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• 2004

The Piezoelectric ceramics for AE(Acoustic Emission) sensor are desired large electromechanical coupling factor, high mechanical quality factor and good characteristic resonance frequency. In this study, the empirical formula of specimens is used $0.9Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3-0.1Pb(Mn_{1/3}Nb_{1/3}Sb_{1/3})O_3$ (PZT-PMNS). The piezoelectric and dielectric characteristic are investigated by sintering temperature and value of x as functions of $Ti^{2+},\;Zi^{2+}$ mol rate. MPB(morphotropic Phase boundary) is defined in the x=0.522. Because it is appeared to the best piezoelectric and dielectric characteristic in the x=0.522, it can be application by AE sensor. PZT-PMNS ceramics without pre-amplifier and filter are tested for detecting of arc signal. The detection characteristic is evaluated wave form, frequency distribution.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.75-81
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• 2000

본 논문에서는 $SF_6$가스 내에 혼입된 급속이물에 의한 부분방전에 대해 연구하였다. 모의 GIS챔버를 설계.제작하여, 전극 내에 혼입된 금속이물에 의한 부분방전 및 절연파괴과정을 관측하고, 초음파센서를 이용하여 부분방 전올 검출하였다. 또한 전극 내에 혼입된 금속이물의 위치에 따른 전계를 해석하였다. $SF_6$가스 내에서 금속이물의 거동 중 끝단에서 부분방전이 발생하였다 이와 같이 금속이물이 거동중에 발생하는 미소 캡사이의 방전은 아크방전으로 진전되어, 결과적으로는 절연파괴를 유발할 수 있다. 금속이물의 위치에 따른 전계분포는 금속이물이 상부전극에 수직으로 부착되어 있는 경우에 전계의 세기가 가장 크고, 하부전극에 수평으로 부착되어 있는 경우가 가장 낮게 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제22권2호
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• pp.29-33
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• 2018

전통시장, 지하상가 등에서는 많은 유동인구가 있고 가스 전기 설비가 동일구내에 설치되어 두 에너지원의 연관성에 의한 사고 가능성이 증대되고 있으며, 이러한 사고를 예방하고 신속 대응하기 위한 방안이 필요하다. 이 연구에서는 위험인자와 관련된 영향인자 센싱을 통해 사고예측을 하는 것을 목표로 한다. 전기적요인의 누설전류, 아크 등과 폭발사고 위험과 관련된 가스누출에 대해 IOT 센서를 통한 사고예방을 할 수 있는 안전관리 플랫폼 개발의 연구이며 이 논문에서는 가스 사고와 관련된 화재위험인자를 고려한 사고예측에 대한 연구내용이다. 이러한 사고위험을 예방하기 위해서 연소기 주위에서의 온도변화 특성 분석을 수행하였고, 이를 고려하여 화재를 예방할 수 있는 사고전조 알고리듬과 관련된 모듈을 개발하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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• pp.460-464
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• 2001

최근, 아크용접을 하는데 있어서 보다 균일한 용접상태와 용접품질의 향상 및 동일시간에 보다 많은 용접을 함으로써 생산성 향상을 위해 로봇의 이용이 점차로 증가하고 있다. 로봇용접의 과정 중 실제 용접을 실시하기 위해 로봇을 움직이기 이전에 용접할 부위의 검출이 선행되어야 하고, 그 검출방법에 있어서 크게 접촉식과 비접촉식으로 대별된다. 본 논문에서는 비접촉식 중 영상처리센서인 레이저 다이오드와 CCD 카메라를 이용하여 CCD 카메라를 거친 영상을 처리하여 용접선을 추적하고 용접을 하도록 하고 있다. 레이저 다이오드를 용접모재와 어떤 각도를 가지도록 조사하게 되면 모재표면의 형상에 따라 반사되는 굴곡면이 달라지게 되는데 이 형상이 CCD 카메라를 통해 입력되고, 이 입력된 화상을 이미지 보드와 프로그램을 통하여 분석을 하고, 얻어진 용접선의 화상의 좌표 값을 토대로 로봇을 이동시킴으로써 용접을 하도록 하고 있다. 용접은 실시간으로 이루어짐으로써 생산성 향상에 크게 기여할 수 있다. 또한 모재에 따라 굴곡이 다른 1차원 평면의 용접인 경우는 약간의 프로그램 수정으로 대부분 추적 가능하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.273-273
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• 2010

고열부하 환경에 노출되는 핵융합로의 플라즈마 대향부품은 주로 낮은 원자번호 물질-열전도가 좋은 물질-구조체의 순으로 다층 구조를 이루고 있으며, 이들 간의 우수한 접합성은 부품의 성능을 좌우하는 핵심 요소이다. 이러한 플라즈마 대향부품의 건전성을 평가하기 위해서는 고열속의 열부하를 반복적으로 인가하는 시험이 요구되며, 이를 위해 본 연구원에서는 KoHLT-1, 2의 시험시설을 운용하고 있다. 본 시설에서는 열부하원으로서 그라파이터 히터를 사용하며, 히터는 두 개의 시험 대상부품 사이에 설치되고, 히터에 고전류를 인가하여 복사열에 의해 시험 부품에 열부하를 가하게 된다. 고열부하 환경에서 열피로 시험을 위해 히터에 인가되는 전류를 시간에 따라 일정한 패턴으로 반복적으로 ON-OFF 하게 된다. 본 논문에서는 이러한 고열부하시험을 수행함에 있어 고려해야 할 여러 가지 요소에 대해 논의하였다. 우선 인가하는 열유속(heat flux) 값은 일차적으로 시험시설의 최대 출력에 의해 좌우되며, 시험대상물의 운전조건 및 열부하 반복횟수에 의해 결정된다. 열부하 반복횟수는 주어진 열유속 값에 대해 total strain이 파단에 이르는 수준에 의해 결정된다. 열부하를 인가하는 시간은 히터에 전류를 인가했을 때 요구되는 온도로 상승하는 데 걸리는 시간과 시험대상물의 온도가 더 이상 증가하지 않는데 걸리는 시간에 의해 좌우된다. 냉각시간은 길수록 시험대상물의 온도가 냉각수의 온도에 접근하게 되나 너무 길어지면 시험시간이 급격히 증가하게 되므로, 온도 감소 곡선을 검토하여 적절한 시간을 정하게 된다. 열유속 측정은 냉각수의 온도 상승값과 유량으로부터 계산하게 되며, 정확한 측정을 위해서는 열부하를 인가하는 시간이 충분히 길어야 한다. 또한 시험대상 부품에서 열부하가 인가되는 면적을 정확히 정의해야 하며, 냉각관로에 열부하가 인가되어서는 않된다. 또한 시험대상부품을 지지하는 지지구조체를 통한 열손실을 최소화해야 정확한 열유속을 측정할 수 있다. 시험대상부품을 설치할 때 히터와의 간격 또한 결정해야 할 중요한 요소이며, 간격이 좁을수록 최대 열유속 값을 증가시킬 수 있으나, 너무 가까운 경우 히터의 열변형에 의한 접촉 및 아크 방전의 가능성이 있으며, 이 경우 히터와 시험대상부품의 손상을 가져오게 된다. 시험대상물이 국제열핵융합로(ITER)의 일차벽과 같이 베릴륨이 포함되어 있는 경우 방전에 의한 손상은 인체에 유해한 오염의 원인이 될 수 있다. 또한 순간적인 방전은 고가의 고전류전원의 고장을 유발할 수도 있다. 열부하 시험 중 시험대상물의 온도를 정확히 측정하는 것은 필수적이며, 온도 변화 곡선으로부터 시험대상물의 건전성 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해 변화를 가장 잘 탐지 할 수 있는 위치에 온도 센서를 설치하는 것이 관건이며, 이는 사전 분석을 통해 알 수 있다.