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ESPI법에 의한 스폿 용접부의 비파괴적 응력측정 기술 (Technology of Non-destructive Stress Measurement in Spot Welded Joint using ESPI Method)

  • 김덕중;국정한;오세용;김봉중;유원일;김영호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.23-26
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    • 2000
  • 스폿용접은 겹침판을 끼우고 가압상태의 전극 사이에 단시간의 대전류를 흘려, 전류가 집중하는 전극 직하의 모재 저항발열과 전극 및 모재의 열전도를 이용해서 판과 판의 접촉부에 안정한 용융부를 형성하는 압접법이다. 스폿용접으로 대표되는 저항용접법의 특징은 작업속도가 빠르고. 대량 생산적인 성격이 강하다는 점이다. 그러나, 용접부의 점검이 중요함에도 불구하고 용접부의 직접 감시가 곤란하여 적절한 검사 방법이 확립되지 않은 결점이 있다. 최근 제조공정 중에 실시간으로 스폿 용접부를 비파괴적인 방법을 이용하여 응력 및 변형상태를 체크하고. 결합을 검출할 수 있는 방법이 강력히 요구되고 있는 실정이다. 스폿 용접부페 광학적으로 레이저 빔을 조사하여 렌즈에 의해 결상되면 결상면상에 작은 입자모양의 반점이 생긴다. 이 반점을 스페클이라 하며 이 스페클에 의해 만들어진 불규칙한 반점모양을 스페클 패턴이라 한다. 이러한 현상은 레이저 빔이 가간섭의 성질을 지니고 있으므로 조사영역에서는 랜덤하지만 시간적으로 정상적인 위상관계에 있는 다수의 광파가 간섭함으로서 발생하는데 이와 같은 줄무늬 간격을 PC 프로그램으로 계산하여 응력을 측정한다. 따라서 본 연구에서는 레이저를 이용한 전자처리식 스페클 패턴 간섭법(ESPI)으로 스폿 용접부의 응력 및 변형률을 측정하여 스트레인 게이지법과 비교 고찰한 결과, ESPI법이 유용함을 알 수 있었으며. 이 방법을 생산 공정에 적용함으로서 생산성 및 품질 향상을 기할 수 있다고 판단된다.

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적응 등화를 위한 ISCA와 MSCA 알고리즘의 성능 비교 (The Performance Comparison of the ISCA and MSCA Algorithm for Adaptive Equalization)

  • 임승각;강대수
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.7-13
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    • 2012
  • 본 논문에서는 디지털 전송시 시분산 통신 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 최소화시키기 위한 블라인드 등화 알고리즘인 ISCA (Improved Square Contour Algorithm)과 MSCA (Modified Square Contour Algorithm)의 성능을 비교하였다. 송신 신호는 통신 채널에서 진폭과 위상 전달 특성의 비선형성으로 인하여 대역 제한 및 시분산되어 수신될 것이므로 수신측에서 적응 등화기를 사용하여 찌그러짐을 보상한 후 검출기를 통과시켜 "1"과 "0"을 판정하게 된다. 이때 수신기에서 사용되는 적응 등화기의 알고리즘에서는 Constellation Dependent Constant가 매우 중요한 역할을 하며, 이의 계산을 위하여 ISCA와 MSCA에서는 2차 통계치만 이용하였다. 다른 알고리즘에 비해 비교적 간단한 연산으로 이들 2 가지의 전달 특성을 동시에 보상할 수 있는 알고리즘인 ISCA와 MSCA는 존의 SCA (Square Contour Algorithm) 알고리즘 성능을 더욱 개선시킨 것으로 이들의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 이를 위하여 복원 성상도, 잔류 isi양 및 MSE를 사용하였으며, 성능의 비교 결과 모든 비교 지수에서 ISCA 알고리즘이 MSCA 알고리즘보다 우월함을 확인하였다. 그러나 등화 알고리즘이 정상 상태에서는 MSCA의 CME항에 의하여 성능의 미소 변화량이 ISCA 보다 적어져서 높은 안정성을 얻을 수 있었다.

Ti:LiNbO3 세 도파로형 진행파 광변조기;바깥입사, 반대칭 Detuning (Ti:LiNbO3 three-waveguide type traveling-wave optical modulator; outer fed, anti-symmetrical Detuning)

  • 이우진;정은주;피중호;김창민
    • 한국광학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.375-384
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    • 2004
  • Ti:LiNbO$_3$ 세 도파로형 광도파로와 CPW 진행파 전극으로 구성된 고속 외부 광변조기를 설계, 제작하였다. 결합모드 이론을 이용하여 세 도파로 광결합기의 스위칭 현상을 해석하였으며, 유한차분법을 이용하여 결합길이를 계산하였다. SOR에 의해 위상속도 및 특성 임피던스 정합 조건이 만족되도록 CPW 진행파 전극의 파라미터를 설계하였다. 제작된 소자의 dc 스위칭 및 전극의 RF 특성을 측정하였다. 제작된 세 도파로 광변조기의 삽입손실과 스위칭 전압은 약 4 dB와 15.6 V였다. RF 특성을 얻기 위하여 회로분석기(Network Analyzer)를 이용하여 진행파 전극의 S 파라미터를 측정하였다. 측정 결과 진행파 전극의 특성임피던스 Z$_{c}$=39.2$\Omega$, M/W(Microwave) 유효굴절률 N$_{eff}$=2.48, 그리고 감쇠상수 a$_{m}$ =0.0665/(equation omitted)등의 파라미터를 추출하였다. 추출된 진행파 전극 파라미터를 이용하여 이론적인 주파수 응답 R($\omega$)을 계산하였으며, 광 검출기로 측정된 주파수 응답 R($\omega$)과 비교하였다. 주파수 응답측정 결과, 3 dB 변조대역폭은 13 GHz로 측정되었다.

전도성 고분자 물질이 결합된 하이브리드 커플러를 적용한 RF 가스 센서 (RF Gas Sensor Using 4-Port Hybrid Coupler with Conducting Polymer)

  • 이용주;김병현;이희조;홍윤석;이승환;최향희;육종관
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.39-46
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    • 2015
  • 본 논문에서는 2.4 GHz에서 동작하는 $90^{\circ}$ 하이브리드 커플러 구조에 전도성 고분자 화합물을 적용한 가스 센서를 제안하였다. 가스 센서에서 전도성 고분자 화합물(Conducting Polymer: CP)는 특정 가스를 검출하는 검출 물질로 사용되며, 특정 가스와 반응할 때 대개 물질의 일함수(work function)와 전도도(conductivity) 및 임피던스가 변하게 된다. 이러한 물성변화 특성의 근거로 마이크로파 대역에서 $90^{\circ}$ 하이브리드 커플러 구조에 전도성 고분자를 적용하여 가변 감쇄기 및 가변 위상 천이기 형태의 센서를 제작하였다. 본 연구에서 제안한 센서는 전도성 고분자 화합물의 높은 전도도를 이용하여 기존 전송선로의 일부를 전도성 고분자 물질로 대체하였다. 실험은 온도 $28^{\circ}$와 상대습도 85 % 환경에서 진행되었으며, 센서에 100 ppm 농도의 에탄올 가스를 노출시켰다. 그 결과, $S_{21}$의 진폭 특성이 최대 0.13 dB 변하였고, ${\angle}S_{21}=360^{\circ}$를 만족하는 주파수가 2.875 MHz 이동한 것을 확인하였다.

서울시내 건축물 석면해체·제거 사업장 및 주변에서의 공기 중 석면농도 특성에 관한 연구 (A Study on Characteristics of Airborne Asbestos Concentrations at Demolition Sites and Surrounding Areas of Asbestos Containing Buildings in Seoul)

  • 이진효;이수현;김정연;김지희;정숙녀;김진아;김익수;어수미;정권;이진숙;구자용
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.434-441
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    • 2014
  • 본 연구에서는 석면해체 제거작업에 따른 작업자 및 주변 환경에 미치는 영향 등을 파악하기 위해 서울시내 건축물 석면해체 제거 사업장을 대상으로 공기 중 석면농도를 조사하고, 측정결과가 "석면안전관리법"에서 명시된 사업장 주변의 석면배출허용기준에 적합한지를 살펴보았다. 서울시내 총 37개소 석면해체 제거 사업장에서 총 288개의 공기 중 시료를 분석하였으며, 전체 288개 시료 중 101개 시료에서(35%) 검출한계($7fiber/mm^2$) 이하로 나타났다. 이 때 전체 공기 중 석면농도 평균값은 $0.003{\pm}0.002f/cc$로(최대 0.013 f/cc) 대부분의 공기 중 석면농도는 "석면안전관리법"에서 명시된 사업장 주변의 석면배출허용기준 0.01 f/cc 이하로 나타나 서울시내 건축물 석면해체 제거 사업장에서의 석면 노출가능성은 우려할 수준이 아닌 것으로 판단된다. 채취지점별로 살펴보면, 부지경계선(148개), 위생설비입구(25개), 작업장주변(실내)(7개), 작업장주변(실외)(11개)에 대한 공기 중 석면농도 결과, 각각 53개(36%), 5개(20%), 1개(14%), 4개(36%) 시료에서 검출한계 이하로 나타났으며 평균농도는 각각 $0.002{\pm}0.002f/cc$(최대 0.008 f/cc), $0.004{\pm}0.002f/cc$(최대 0.009 f/cc), $0.004{\pm}0.002f/cc$(최대 0.007 f/cc), $0.004{\pm}0.002f/cc$로(최대 0.008 f/cc) 나타났다. 또한 음압기(13개), 폐기물보관지점(27개), 폐기물반출구(9개), 거주자주거지역(48개)에 대한 공기 중 석면농도 결과, 각각 3개(23%), 8개(30%), 2개(22%), 25개(52%) 시료에서 검출한계 이하로 나타났으며 평균농도는 각각 $0.004{\pm}0.002f/cc$(최대 0.009 f/cc), $0.005{\pm}0.004f/cc$(최대 0.013 f/cc), $0.005{\pm}0.003f/cc$(최대 0.009 f/cc), $0.003{\pm}0.002f/cc$0로(최대 0.009 f/cc) 나타났다.

편각측정을 위한 위한 전자파표면유속계의 성능개편각측정을 성능개선 (Improvement of Microwave Water Surface Current Meter for Oblique Angle Measurements)

  • 김영성;김우구;양재린;고덕구
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1789-1793
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    • 2008
  • 전자파표면유속계는 홍수유속측정을 위하여 개발된 기기로 평 갈수기에는 유속측정이 불가하여 프로펠러 유속계를 이용하고 있다. 현재 보급된 전자파표면유속계는 하천의 흐름방향에 나란하게 설치하였을 때에만 유속을 측정할 수 있는 기기의 구조상의 한계성 때문에 교량이 없는 지점에서는 유속측정이 불가하여 유량산정을 할 수가 없다. 또한 편각측정이 불가능하여 기기를 각 측선마다 이동 설치하여야 하기 때문에 유속측정시 효율성 떨어진다. 이에 홍수시 유량측정의 효율성을 증대시키고 전자파표면유속계의 활용도를 높이고자 편각측정이 가능하도록 전자파표면유속계의 성능을 개선하는 것이 본 연구의 주된 목적이다. 전자파표면 유속계에서의 편각 측정은 하천의 유속방향을 기준으로 정면에서 측정하면 수평 편각이 0도가 되며 좌우로 안테나를 회전하여 움직인 각도가 측정 편각으로 결정된다. 현장에서 전자파표면유속계의 사용시 편의성을 높이고 유량측정을 효율적으로 하기 위해서는 가급적 편각을 크게 해서 측정을 해야 하지만, 편각이 증가하면 전자파의 물리적 특성 때문에 반사된 신호의 수신 크기가 감소하여 측정이 불가능하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 유속 측정시 전자파 출력을 기존의 시스템보다 높게 물표면에 발사하여야 하며 안테나를 포함한 RF 모듈의 수신감도 및 지향성이 개선되어야 한다. 이에 편각측정이 가능하도록 이러한 사항에 주안점을 두어 새로운 시스템을 구성하였다. 수신감도 향상을 위해서는 물표면에 반사되어 돌아오는 신호를 가장 먼저 수신하는 안테나의 특성이 중요하며 그 다음 수신용 증폭기, IF 증폭기 순으로 개선이 필요하다. 본 연구에서는 안테나의 형태를 기존 파라볼릭 안테나에서 위상 배열 평면안테나로 변경하였으며, 이에 따른 이점으로는 송수신부를 분리하여 하나의 평면에 두 개의 안테나를 구성할 수 있다는 사항이다. 즉 외형적으로는 하나의 안테나로 보이지만 두 개의 안테나가 하나로 구성된 것이다. 송수신부를 분리하는 형태는 기존 파라볼릭 안테나에선 불가능한 구조로 변경에 따른 수신감도 향상은 수치적으로 10dB 이상 개선하였다. 송수신부 분리가 수신감도에 영향을 미치는 이유는 물표면으로 발사된 송신 신호의 일부가 수신단으로 유입되는 현상으로 누설되는 송신 신호를 최대한 차단하는 분리도가 수신 신호 검출에 직접적인 양향을 주기 때문에다. 평면 안테나를 적용하면 기존 파라볼릭 안테나에서 사용하던 써큘레이터라는 부품을 삭제할 수 있으며, 안테나의 구조적인 분리를 통해서 수신감도를 개선할 수 있었다. 안테나의 지향성은 발사하는 전자파의 빔폭 성능과 일치하며 각도 단위로 표시한다. 각도 값이 작을수록 전자파의 에너지가 한 곳에 집중된다고 말할 수 있다. 즉 빔폭이 크면 측정시 반사면적이 커져 정확한 지점의 유속을 측정하기 어려운 문제가 발생한다. 본 연구를 통해 빔폭은 기존 안테나 대비2도를 개선하였으며 25%의 개선 효과를 얻었다. 또한 수신감도 및 지향성 개선과 더불어 전자파의 출력을 기존 장비 대비하여 1.6배를 증가하여 편각측정을 위한 전자파표면 유속계의 성능을 개선하였다.

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DPLL을 이용한 능동적 단독운전방지를 위한 무효전력변동법 (Reactive Power Variation Method for Anti-islanding Using Digital Phase-Locked-Loop)

  • 이기옥;유병규;유권종;최주엽;최익
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.64-69
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    • 2008
  • As the grid-connected photovoltaic power conditioning systems (PVPCS) are installed in many residential areas, these have raised potential problems of network protection on electrical power system. One of the numerous problems is an Islanding phenomenon. There has been an argument that it may be a non-issue in practice because the probability of islanding is extremely low. However, there are three counter-arguments: First, the low probability of islanding is based on the assumption of 100% power matching between the PVPCS and the islanded local loads. In fact, an islanding can be easily formed even without 100% power matching (the power mismatch could be up to 30% if only traditional protections are used, e.g. under/over voltage/frequency). The 30% power-mismatch condition will drastically increase the islanding probability. Second, even with a larger power mismatch, the time for voltage or frequency to deviate sufficiently to cause a trip, plus the time required to execute a trip (particularly if conventional switchgear is required to operate), can easily be greater than the typical re-close time on the distribution circuit. Third, the low-probability argument is based on the study of PVPCS. Especially, if the output power of PVPCS equals to power consumption of local loads, it is very difficult for the PVPCS to sustain the voltage and frequency in an islanding. Unintentional islanding of PVPCS may result in power-quality issues, interference to grid-protection devices, equipment damage, and even personnel safety hazards. Therefore the verification of anti-islanding performance is strongly needed. In this paper, improved RPV method is proposed through considering power quality and anti-islanding capacity of grid-connected single-phase PVPCS in IEEE Std 1547 ("Standard for Interconnecting Distributed Resources to Electric Power Systems"). And the simulation results are verified.

계통 연계형 태양광 발전시스템의 전력변환기 제어에 관한 연구 (A Study on the Power Converter Control of Utility Interactive Photovoltaic Generation System)

  • 나승권;구기준;김계국
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.157-168
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    • 2009
  • 본 논문에서는 태양광 발전시스템을 이용한 승압 초퍼와 전압형 PWM(Pulse Width Modulation) 인버터인 전력변환기로 구성하였고, 안정된 변조를 위해서 동기신호와 제어신호를 원칩 마이크로프로세서에 의해서 처리하였다. 전력비교에 따라 시간 비율을 변화시키지만 태양전지는 전형적인 수하특성을 갖고 있어, 일사량과 온도변화에 관계없이 항상 최대 출력점을 추적하도록 승압초퍼를 제어하였다. 또한 PWM 전압형 인버터는 태양전지가 연속 발전할 수 없는 단점을 보완하기 위해 일반 상용전원과 연계함으로써 약 $10{\sim}20[%]$ 전력절감효과를 얻을 수 있는 에너지절약 전원 복합형 전력변환장치로 구성하였다. 그리고 태양광 발전의 효율을 높이기 위하여 센서와 마이크로프로세서를 이용한 태양광위치추적 장치를 설계하여 고정방식의 태양광 발전에 대하여 비교해 보았다. 그 결과, 태양광 위치추적장치는 고정방식의 태양광 발전에 비해 5% 정도 개선됨을 알 수 있었다. 또한, PWM 전압형 인버터와 위상동기를 위해서 계통전압을 검출하여 계통전압과 인버터 출력을 동상 운전하므로 잉여전력을 계통과 연계할 수 있게 하였다. 그리고 고역율과 저고조파 출력을 유지함으로서 부하와 계통에 전력이 안정하게 공급될 수 있도록 제어하였다.

식용유지류 중 벤조피렌의 함량 분석 및 안전성 평가 (Analysis and Risk Assessment of Benzo(a)pyrene in Edible Oils)

  • 장미라;홍미선;정소영;최부철;이경아;금진영;김일영;김정헌;채영주
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.141-145
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    • 2014
  • 식용유지류의 섭취로 인해 발생하는 PAHs의 대표적인 발암물질인 벤조피렌의 안전성을 판단하기 위해 시중에 유통되는 288건의 식용유지제품에 함유된 벤조피렌 함량을 분석한 후 위해성을 평가하였다. 사용된 제품은 옥수수기름, 포도씨유, 올리브유, 들기름, 미강유, 참기름, 콩기름, 해바라기유 등이며 벤조피렌의 검출 범위는 불검출 ${\sim}4.78{\mu}g/kg$이었고 평균 농도는 $0.11{\mu}g/kg$로 나타났다. 국민건강영양조사 5기 2차년도(2011) 자료를 이용하여 전체인구집단과 섭취군의 식용유지류 섭취량을 산출하여 만성 1일 인체노출량을 평가한 결과 식용유지류 섭취로 인한 벤조피렌 노출량은 전체인구집단의 경우 $4.26{\times}10^{-3}ng/kg$ b.w./day, 식용유지류 섭취군의 경우 $7.64{\times}10^{-3}ng/kg$ b.w./day로 나타났다. 인체 위해정도를 파악하기 위해 벤조피렌의 mouse 위상부암에 대한 $BMDL_{10}$값인 0.31~0.74 mg/kg b.w./day와 만성 1일 인체노출량을 이용하여 산출한 MOE 값은 전체인구집단에서는 $7.28{\times}10^7{\sim}1.74{\times}10^8$, 섭취자군에서는 $3.95{\times}10^7{\sim}9.42{\times}10^7$ 수준이었다. 따라서 식용유지류 섭취로 인한 벤조피렌 인체노출의 위해정도는 매우 낮은 것으로 판단된다.

호흡연동 용적변조 회전방사선치료에서 호흡주기에 따른 선량전달 정확성 검증 (Dose verification for Gated Volumetric Modulated Arc Therapy according to Respiratory period)

  • 전수동;배선명;윤인하;강태영;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.137-147
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    • 2014
  • 목 적 : 호흡연동 용적변조 회전방사선치료(Gated Volumetric Modulated Arc Therapy)에서 환자의 호흡주기 변화에 따른 선량전달의 정확성을 검증하고자 한다. 대상 및 방법 : 실험에는 TrueBeam STxTM(Varian Medical Systems, Palo Alto, CA)치료기를 사용하였다. 인체모형등가팬텀(Rando Phantom, Alderson Resarch Laboratories Inc. Stamford. CT, USA)의 전산화단층영상에 전산화치료계획시스템(Eclipse 10.0, Varian, USA)을 이용하여 10 MV FFF(Flatenning Filter Free), 선량률 1200 MU/min으로 1500 cGy/fx(Case1, 2, 3)과 220 cGy/fx(Case4, 5, 6)의 치료계획을 수립하였다. $QUASAR^{TM}$ Respiratory Motion Phantom(Modus Medical Devices Inc)을 이용하여 1.5, 2.5, 3.5, 4.5 sec의 일정한 호흡주기와 평균호흡주기가 2.2, 3.5 sec인 환자의 호흡주기를 재현하였고 위상모드 30~70% 구간에서 방사선이 조사되도록 설정하였다. 각각의 호흡 조건에서 2차원 이온전리함 배열 검출기(I'mRT Matrixx, IBA Dosimetry, Germany)와 MultiCube Phantom(IBA Dosimetry, Germany)을 이용하여 측정하였고 세기변조 방사선치료 분석 프로그램(OmniPro I'mRT, IBA Dosimetry, Germany)을 이용하여 Gamma pass rate(3 mm, 3%)을 비교하였다. 결 과 : Case 1, 2, 3, 4, 5, 6의 Gamma pass rate은 일정한 호흡주기 1.5 sec에서 100.0, 97.6, 98.1, 96.3, 93.0, 94.8%, 2.5 sec에서 98.8, 99.5, 97.5, 99.5, 98.3, 99.6%, 3.5 sec에서 99.6, 96.6, 97.5, 99.2, 97.8, 99.1%, 4.5 sec에서 99.4, 96.3, 97.2, 99.0, 98.0, 99.3%의 결과를 보였다. 환자의 호흡을 재현한 경우 평균 호흡주기 2.2 sec에서는 97.7, 95.4, 96.2, 98.9, 96.2, 98.4%, 3.5 sec에서는 97.3, 97.5, 96.8, 100.0, 99.3 99.8%의 결과를 보였다. 결 론 : 2.5 sec이상의 일정한 호흡주기와 환자의 호흡을 재현한 실험에서 Gamma pass rate 95%이상의 임상적으로 신뢰할 만한 결과를 보였다. 일정한 호흡주기 1.5 sec의 Case 5, 6 에서 93.0, 94.8%의 결과를 보였으나 100명의 환자 호흡주기 분석 결과 1.5 sec의 호흡을 지속했던 경우는 없었던 점으로 보아 대부분의 호흡조건에서 정확한 선량전달이 가능함을 확인 하였다. 다만 극히 짧은 호흡주기로 인한 오차발생 가능성을 배제할 수 없기 때문에 치료전 선량전달 정확성 검증이 선행되어야 하며 모의치료시 환자 교육으로 안정된 호흡을 유지하고 정확한 모니터링을 통해 치료중 환자 호흡변화에 대처한다면 더욱 안정적이고 정확한 치료가 이루어질 것으로 사료된다.