• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.65-74
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• 2021

최근 ICT 산업의 기술혁신이 일어남에 따라 생체신호을 인식하고 이에 대해 대응을 하기 위한 웨어러블 센싱 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 단순한 함침과정을 통해 3차원 스페이서(3D spacer)직물을 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)분산용액에 함침공정을 진행해 단일층(monolayer) 압전 저항형 압력 센서(piezoresistive pressure sensor)를 개발하였다. 3D 스페이서 원단에 전기전도성을 부여하기 위해 시료를 SWCNT 분산용액에 함침공정을 진행한 후 건조하는 과정을 거쳤다. 함침된 시료의 전기적 특성을 파악하기 위해 UTM (Universal Testing Machine)과 멀티미터를 이용해서 압력의 변화에 따른 저항의 변화를 측정하였다. 또한 센서의 전기적 특성의 변화를 관찰하기 위해 분산용액의 농도, 함침횟수, 시료의 두께를 다르게 해서 시료의 센서로서의 성능을 평가했다. 그 결과 wt0.1%의 SWCNT 분산용액에 함침공정을 2번 진행한 시료가 센서로서 가장 뛰어난 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 두께별로는 7mm 두께의 센서가 가장 높은 GF를 보이고 13mm 두께의 센서가 작동범위가 가장 넓음을 확인했다. 본 연구를 통해 3D spacer 원단으로 제작한 스마트 텍스타일 센서는 공정과정이 단순하면서도 센서로서 성능이 뛰어나다는 장점을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제18권5호
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• pp.1-8
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• 2005

여러 복합재료 제작기법 중에서 필라멘트 와인딩 제작 기법은 압력탱크, 파이프 등과 같은 실린더 형태의 축대칭 구조물의 제작에 가장 효율적인 방법이다. 또한, 필라멘트 와인딩으로 제작된 복합재료 압력탱크는 운용 중 큰 내압을 받게 되며 복잡한 손상 메커니즘과 파손 모드를 가지고 있다. 그러므로, 필라멘트 와인딩으로 제작된 복합재료 압력탱크는 탱크의 제작 과정과 제작 후 전 과정 동안의 탱크에 대한 건전성 모니터링이 필요하며 이를 위해 탱크의 제작 시부터 탱크 내부의 여러 지점에 센서가 삽입 적용되어야 한다. 여러 센서 중에서 광섬유 센서는 복합재료 내부에 삽입이용이한 센서이며 특히, 광섬유 브래그 격자 센서(fiber Bragg grating Sensors, FBG센서)는 다중화(multiplexing)가 용이한 것을 큰 장점으로 가장 많이 채택되고 있다. 하지만, FBG 센서를 필라멘트 와인딩된 복합재료 압력탱크에 성공적으로 삽입 적용하기 위해서는 극심한 탱크의 삽입 환경에 대한 센서의 삽입 기법의 개발이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 필라멘트 와인딩된 복합재료 압력탱크의 제작 시 FBG 센서를 탱크 내부에 다중화하여 삽입적용하기 위한 기법에 대하여 연구하였다.

• 한국가스학회지
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• 제18권3호
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• pp.53-59
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• 2014

본 연구에서는 비정상상태 운전을 기본으로 하는 CNG 충전소를 대상으로 다변량 통계분석방법 중의 하나인 다차원의 대용량 데이터 처리에 적합한 주성분분석(PCA) 기법을 사용하여 실시간 이상감지 및 진단이 가능한 모니터링 시스템을 제안하였다. CNG 충전소로부터 매초 간격으로 수집되는 7개의 압력센서 데이터와 5개의 온도센서 데이터의 주요 경향을 나타내는 변수들의 조합으로 주성분이라 불리는 새로운 특성변수들을 산출하고, 분산의 분포를 통해 특성변수의 계산으로부터 모델을 구축하였다. 모니터링은 구축된 모델을 통해 운전 중의 실시간 데이터를 반영하여 진행된다. 시스템 검증 및 정확성을 개선하기 위해 모니터링 테스트를 수행한 결과, 정상상태의 모든 데이터를 정상으로 판단하였고, 이상 데이터의 성공적인 검출 시 관련 변수를 추적하여 비정상 원인을 찾아낼 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.207-211
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• 2007

본 논문에서는 단결정$(Al_2O_3)$ 성장을 DC-Motor로 제어하여 양질의 결정을 얻도록 하는 자동 가스 조절용 DC-Motor의 운영 시스템과 실시간 모니터링 시스템을 연구 개발하였다. 인조 보석류나 예물시계의 유리와 고열 내화용 투명유리 등에 사용되는 단결정(單結晶:$Al_2O_3$) 제품은 대부분의 가열 소성제품처럼 결정 성장 중에 로(爐)내의 열 흐름에 의해 제품의 품질과 특성에 결정적인 영향을 받게 된다. 따라서 수소와 산소를 적절히 혼합하여 로(爐) 내에서 연소시킴으로 공정시간 동안 로(爐)의 온도를 최적의 상태로 유지시키는 것이 양질의 단결정$(Al_2O_3)$을 제조하는 핵심 요소가 된다. 본 연구에서 수행한 가스 조정용 전동 밸브는 기존의 수작업으로 수행하던 압력 밸브의 제어를 기기 작동 밸브의 압력을 샘플링 하여 변위 값들을 일련의 명령어로 변환한 후 컴퓨터의 제어 신호로 바꾸어 밸브를 조정하도록 함으로서 직경이 확대된 단결정의 제조를 가능하게 하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권2호
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• pp.403-410
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• 2017

본 논문에서는 스마트 NFC 통신과 실시간 소화기 압력 측정을 이용한 소화기 유지관리 및 모니터링 시스템을 제안하였다. 제안하는 시스템 구성은 소화기를 식별하기 위해 스마트 기기와 소화기용 모듈 간 NFC 통신으로 인식하는 단계, 소화기의 외관 점검과 실시간 소화기 압력 측정 단계 및 소화기 점검 상태 정보를 관리서버로 전송하고 관리 프로그램에서 통합 관리하는 단계로 구성된다. 특히 스마트 기기를 이용한 실시간 소화기 압력 측정은 정상 압력을 의미하는 녹색 영역과 색상 패턴 기반 검출된 지시바늘의 위치 각도간의 거리 계산으로 최종 압력을 검출하였다. 실험 결과, 제안하는 소화기 유지관리 시스템이 설계 규격대로 수행됨을 확인할 수 있었고, 제안하는 시스템은 관리자가 효과적으로 소화기 안전 점검 상태 정보를 통제할 수 있는 결과를 보였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제26권4호
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• pp.315-321
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• 2011

아플라톡신은 Aspergillus flavus와 A. parasiticus.에 의해 생성되는 독소대사산물로 강력한 발암성물질로서 땅콩, 옥수수, 쌀, 보리 등 탄수화물이 주성분인 곡류가 그 기질로 알려져 있으며 생약에서도 검출된 보고가 있다. 본 연구는 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$) 모니터링을 통해 생약의 곰팡이 독소 허용 기준 마련을 위한 기초 자료로 활용하고자 한다. 모니터링을 위해 국내(5개 지역)와 중국(2개 지역)에서 유통 중인 생약 50품목의 558시료를 수거하였다. 수거한 시료는 관능검사를 거쳐 적합한 시료를 선정하여 실험에 사용하였다. 아플라톡신 분석은 시료를 70% 메탄올로 추출하여 면역친화성 칼럼으로 정제한 후, 칼럼 후 유도체화 장치(PHRED)가 장착된 HPLC-FLD로 분석하였다. 아플라톡신 분석을 위해 시험법을 검증하였다. 그 결과 검출한계와 정량한계는 각각 $0.0l5{\sim}0.138\;{\mu}g/kg$, $0.046{\sim}0.418\;{\mu}g/kg$였으며 회수율은 67.4~96.2%로 나타났다. 검증된 시험법으로 국내와 중국에서 유통 중인 생약을 대상으로 모니터링한 결과, 생약 2건(보두, 호미카)에서 아플라톡신($B_1$, $G_1$)이 검출되었다. 보두에서는 아플라톡신 $B_1$이 1.7 ${\mu}g/kg$, $G_1$이 0.9 ${\mu}g/kg$이 검출되었고, 호미카에서는 $G_1$이 0.8 ${\mu}g/kg$ 검출되었다. 또한 생약의 주복용 형태인 탕액으로 조제 하였을 때, 아플라톡신의 이행정도를 알아보고자 생약에 아플라톡신을 오염시키고 무 압력과 압력 조건에서 열수 추출 하였다. 탕액 조제시 아플라톡신의 이행률은 무압력 조건에서 13.6~51.3%였다.

• 응용통계연구
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• 제29권7호
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• pp.1385-1398
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• 2016

원자력 발전소의 가압기는 1차 계통의 냉각재가 고온에서도 기화되지 않도록 압력을 가해주는 장치이다. 즉, 가압기의 고장은 원자력 발전소에 큰 영향을 미칠 수 있으며, 따라서, 가압기의 조기 고장 감지는 원자력 발전소의 안전에 매우 중요하다. 이를 위해, 본 연구에서는 마할라노비스 거리 개념과 다구찌 품질 공학 이론에 기반한 패턴 분류 인식 알고리즘 중 하나인 마할라노비스 다구찌 시스템(MTS)을 가압기 압력 제어 계통의 조기 고장 감지에 적용하였다. MTS의 고장 감지 성능을 검증하기 위해, 실제 원자력 발전소에서 발생하고 있는 가압기 압력전송기 고장 시나리오를 대상으로 하여, Full Scope 시뮬레이터를 통해 모사된 데이터에 적용하였다. 실험 결과, MTS는 단일 센서모니터링 기반의 전통적인 고장 감지에 비하여 매우 빠르게 고장을 감지할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.85-91
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• 2008

배관망 내에서 측정된 압력값이 정상 또는 기준 압력으로부터 벗어나는 정도는 배관망의 운전 상황을 평가하는데 매우 유용한 정보이다. 공급 및 수요 측에서 측정된 조건에 기초하여 배관망 내의 압력변화를 정확히 예측할 수 있다면, 비용면에서 효율적인 배관망 모니터링 및 누출감지가 가능하다. 본 연구에서는 배관에서의 압축성 유체의 일차원 유동방정식에 기초하여 배관망 해석 프로그램을 개발하였다. 직선 배관에서의 유동해석 결과를 이전 연구자의 결과와 비교하여 본 해석의 신뢰성을 검증하였다. 또한 단순한 형상의 도시가스 배관망에 대하여 압력과 유량 변화를 해석하여 본 프로그램의 활용가능성을 보였다.

• 감성과학
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• 제15권4호
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• pp.415-424
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• 2012

1990년대 이후 웰빙 라이프스타일의 도입 및 인구 고령화 사회의 진입으로 인해 언제 어디서나 지속적으로 측정가능한 생체 신호 센싱 모니터링 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 최근 지속적으로 호흡 측정이 가능한 시스템에 대한 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있으나 소비자 수요에 기반한 스마트 의류적용을 위한 호흡 측정 시스템의 연구는 미비하다. 따라서, 본 연구에서는 압전의 원리를 이용하여 호흡시 인체의 체표면이 변화하면서 센서에 가해지는 압력을 전기적 신호로 바꾸어 호흡을 측정하는, 전도성 섬유기반의 전기용량성 섬유 압력 센서(Textile Capacitive Pressure Sensor, TCPS)를 개발하였으며, 이를 실증적 연구를 통해 센서의 유용성을 입증하고자 하였다. 그 결과, Nasal로부터 측정된 호흡율과 TCPS를 통해 측정된 호흡율간의 상관계수는 r＝0.9553 (p< 0.0001)로 TCPS의 신호 측정 정확성을 확인할 수 있었으며, 또한, 사용성 및 착용성 평가의 결과 인지적 변화, 착용성, 운동성, 관리의 용이성 및 유용성에서 모두 만족한다 정도의 평가 결과를 가져와 본 연구에서 개발된 TCPS의 착용성 및 의류 적합성을 입증하였다. 마지막으로 TCPS의 의류 적합 위치 평가 결과는 복부 부위에서 신호의 안정감을 갖으며, 착용감도 높은 것으로 나타났다. 최종적으로, 위의 결과들을 종합하여 호흡 측정 기능의 스마트 의류 개발을 위한 기초 디자인을 제시하였다.

• KSBB Journal
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• 제14권2호
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• pp.230-234
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• 1999

한외여과공정에서 압력구배를 주기적으로 변화시켜 막 표면의 용질층을 불안정화시켜 여과 flux의 총괄적 향상을 유도한 실험을 수행하였다. 일정압력에서의 여과 flux 감소현상을 Hernia 식을 사용하여 모사하였고, 또한 압력구배의 주기적 변화를 Fourer series로 표현하여 압력구배의 변화에 따른 flux 변화를 수학적으로 모사하였고 이 결과를 실제의 실험결과와 비교하여 보았다. 수학적 모사결과 압력변화의 형태, 진폭, 주기 등의 변화에 따른 평균 flux의 변화는 미미하였다. 하지만 실제실험결과 주기적으로 압력구배를 변화시킨 경우 약 11%의 향상을 관찰할 수 있었다. 이는 압력구배가 주기적으로 변하는 과정에서의 응질층의 압축이완속도가 다른 것에 기인하는 것으로 유추된다. 주기적 압력구배변화외에 feed pump interruption을 이용하여 평균총괄 flux를 약 32%까지 향상 시켰다. 역확산에 의한 용질층의 이완에는 일정한 시간이 필요함을 찾아내었고 interruption은 용질층이 형성되기 전부터 시작하는 것이 유리하다고 판단되었다. 본 실험을 위하여 한외여과의 자동제어 시스템을 설계제작하여 다양한 압력함수를 이용할 수 있었고, 공정운영 중 압력구매와 여과 flux를 실시간 모니터링 및 제어할 수 있었다. 자동제어 시스템을 통해 압력구매를 주기적으로 변화시켜 총괄 flux의 극대화를 도모하는 기법은 기존장치를 최소로 변경시키면서 한외여과성능을 극대화시킬 수 있는 방법으로 기대된다.