• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.429-430
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• 2009

• 대한공업교육학회지
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• 제34권1호
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• pp.274-286
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• 2009

광섬유 센서는 음향이나 진동을 계측하는 곳에 광범위하게 사용된다. 특히 간섭계형 광섬유 센서는 이러한 물리량을 계측하는데 더욱 적합하다.본 연구에서는 페브리-페롯 간섭계형 광섬유 센서를 이용하여 파이프 내에서 발생하는 유체유기진동을 측정하였다. 이러한 진동은 또한 가속도계로도 측정하였고, 두 측정치를 서로 비교하였다. 파이프에서 벤츄리, 노즐, 침출 배럴, 급 확대관 등에 흐르는 유체로 인한 진동을 계측하였다. 유량은 50 L/min에서 150 L/min로 변화시켰고 파이프 내를 흐르는 유체의 평균 유속은 7 m/s정도였다. 실험결과에 근거하여 제안된 광섬유 센서는 유체유기진동을 잘 측정하였고 따라서 이러한 시스템은 파이프라인이나 케이블, 빌딩등에서 발생하는 유체유기진동으로 인한 시스템 모니터링에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권11호
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• pp.138-145
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• 2009

A suspended membrane micro fluidic heat flux sensor that is able to measure the heat flow rate was designed and fabricated by a complementary-metal-oxide-semiconductor-compatible process. The combination of a thirty-junction gold and nickel thermoelectric sensor with an ultralow noise preamplifier, low pass filter, and lock-in amp has enabled the resolution of 50 nW power and provides the sensitivity of $11.4\;mV/{\mu}W$. The heater modulation method was used to eliminate low frequency noises from sensor output. It is measured with various heat flux fluid of DI-water to test as micro fluidic application. In order to estimate the heat generation of samples from the output measurement of a micro fluidic heat-flux sensor, a methodology for modeling and simulating electro-thermal behavior in the micro fluidic heat-flux sensor with integrated electronic circuit is presented and validated. The electro-thermal model was constructed by using system dynamics, particularly the bond graph. The electro-thermal system model in which the thermal and the electrical domain are coupled expresses the heat generation of samples converts thermal input to electrical output. The proposed electro-thermal system model shows good agreement with measured output voltage response in transient state and steady-state.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.51-51
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• 2020

본 연구에서는 기수역에서의 GPS 전자부자를 활용한 계측 데이터와 염분측정 데이터를 비교분석하여 GPS 전자부자의 거동 특성이 담수의 실제 거동특성과 같이 일치하게 나타나는지 확인하고, GPS 전자부자에 대한 활용성을 증명하고자 하였다. 기수역에서의 담수와 해수의 분포를 확인하기 위해서는 많은 인력과 장비를 소모하며 수리량과 염분도에 대한 측정을 통해 분석을 할 수 있는데, 대표적인 수리량 측정장비인 ADCP 또는 ADV는 각종 측정 한계들이 존재한다. 따라서 이러한 기수역에서의 수체 구간별 흐름 특성이 어떻게 나타나는지 확인하기 위해서 GPS 전자부자를 활용하고자 하였으며. GPS 전자부자의 데이터와 수직방향으로 측정한 염분도 데이터와 비교하고자 하였다. 수영강 좌수영교 상류 1km지점에서 주입하였으며 간조 시와 만조 시에 유하시켜 수영강에 위치한 좌수영교와 수영교에서 각각 좌측, 중간, 우측에서 수심방향으로 측정한 염분도를 상층 중층 하층으로 평균하여 비교하였다. 본 연구에서 사용한 GPS 전자부자는 표면부자이기 때문에 만조 시 하류방향으로 더 뻗어 나가는것으로 확인하였고, 간조 시에는 흐름이 더디거나 정체하는 것으로 나타났다. 이러한 계측 결과는 담수의 흐름 특성과 일치하게 나타나는 것을 확인하였고 이러한 GPS Floater를 활용한다면 굳이 각종 수질을 측정하지 않아도 흐름 상황으로 간조인지 만조인지에 대한 상황과 염분 분포를 대략적으로 알 수 있다. 이러한 GPS 전자부자의 위치데이터와 시간을 잘 이용한다면 ADCP의 유속 측정에 대한 단점을 보완할 수 있는 Lagrangian 타입의 유속을 측정 할 수 있다. 이러한 GPS 전자부자를 하천에서 선주입으로 활용한다면 각 구간별로 수체에 대한 흐름과 유속들을 분석할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 GPS 전자부자를 좀더 활용하여 IoT 기반 수질센서 등과 같은 각종 센서가 GPS Floater에 결합이 된다면, 흘러가면서 각종 데이터 정보취득을 통해 수체내 흐름을 분석하는 것뿐만 아니라 수환경 유출오염사고들에 대한 초기대응에 많은 도움이 될 것으로 사료 된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.305-305
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• 2023

수문조사기기 검정은 강수량, 수위, 유량 등과 같은 수문자료를 관측하는 수문조사기기가 대상지역의 수문상황을 정확하게 관측하는지를 검사하는 일련의 과정으로 「수자원의 조사 계획 및 관리에 관한 법률」 제12조에 법적 기반을 두고 있다. 검정 대상은 강수량, 수위, 유속, 유사량, 토양수분량, 증발산량, 증발량 측정기기 총 7종이며, 환경부장관으로부터 한강홍수통제소가 검정업무를 위임받고, 한국건설기술연구원과 한국수자원조사기술원이 위탁받아 운영중에 있다. 최근에는 증발산량, 토양수분량 및 유량 측정기기기 등이 첨단화되어 기존 검정 방식에 대한보완 및 신설에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히, 유량 측정시 기존에 사용하였던 회전식 유속계는 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler) 유량측정기기로 대체되어 활용률이 2013년 24%에서2021년 67%로 약 2.8배 급격히 증가하였다. 하지만 수문조사기기 검정 관련 고시 내 ADCP에 대한검사방법 및 허용오차 등의 규정이 부재하여 수문조사기기의 검정 공백이 발생하는 등의 문제가 존재하고 있다. 이에 본 연구에서는 ADCP 운영 및 기술 현황, 현행 법령, 국외 사례 등을 검토하여 ADCP 유량측정기기의 검사방법 및 허용오차에 대한 방안을 제시하고자 한다. ADCP 검사방법은 총 5단계로 외관검사, 자가진단 검사, 온도센서 검사, 수심측정 검사, 유량비교측정 검사에 따라 검정을 실시한다. 첫 번째 외관검사시에는 기기 외관과 센서 등 물리적 손상을 점검하고, 두 번째 자가진단 검사에서는 센서 변환 매트릭스 값, 수신부 센서 테스트, RAM/ROM 테스트, 통신 테스트 등에 관한 정상값 산출 여부를 확인한다. 세 번째 온도센서 검사에서는 검증용 온도센서를 이용한 값과 ADCP에 부착된 온도센서 값과 차이를 확인하고 ±2℃초과시 재검사 또는 적절한 조치를 취한 후 다음 단계의 검사를 진행한다. 네 번째 수심측정 검사에서는 수조 내 수심 측정을 확인하여 실제 수심과의 오차를 확인하고 ±1% 초과시 재검사 또는 적절한 조치 후 다음 검사를 실시한다. 유량비교 측정검사에서는 각 기기 간의 평균유량의 상대오차를 평가하는 것으로 ±5%미만에는 합격, ±5이상 ±10%미만에서는 재검사, ±10%이상에서는 공장수리를 권고하도록 하고, 1~5 단계의 검사를 통과한 기기를 대상으로 인증서를 발급하도록 한다. 유량비교 측정검사시에는 매년 ADCP를 사용하는 일반기업 및 공공기관 등이 모여 ADCP의 성능을 상호간 비교하는 'ADCP 기술협력 워크숍'을 확장하여 실시할 수 있다. 각 검사 단계의 허용오차는 USGS 또는 제조사 기준과 2022년 ADCP 기술협력 워크숍 성능검사 분석 결과를 토대로 하였다. 본 ADCP 검정 방안은 향후 ADCP 모델별로 단계별 시범 검토를 통해 세부사항에 대한 제시가 필요하며, 온도센서 검사, 수심측정 검사, 유량 비교측정검사에 대한 허용오차에 대한 타당성에대한 검증 및 검토가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권2호
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• pp.109-120
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• 2018

본 연구에서는 직선 개수로 내 설치된 50% 잠긴 수제 모형 주위에서 발생하는 3차원 흐름 현상 연구를 위한 수리모형실험이 수행되었다. 수리모형실험은 두 가지 Froude 수($Fr{\simeq}0.10$와 $Fr{\simeq}0.18$)에서 수행되었다. 그리고 본 실험 결과를 잠기지 않은 수제 실험결과(Jeon and Kang, 2016)와 비교하여 수제의 잠김 흐름 발생에 따른 흐름 변화를 관찰하였다. 시간평균유속과 난류에너지를 구하기 위해 초음파 유속계를 이용해 3차원 실시간 유속을 측정하였고 시간평균 수위를 측정하기 위해 초음파 거리 센서를 이용해 실시간 수위를 측정하였다. 수제의 잠김 흐름 발생은 3차원 유속분포에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 센서학회지
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• 제20권6호
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• pp.393-399
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• 2011

In this paper, we designed and fabricated the novel air flow sensor using air drag force, which can be applied to the low air flow detection. To measure the low air flow, we should enlarge the air drag force and the output signal at the given air flow. The paddle structure is applied to the device, and the device is vertically located against the air flow to magnify the air drag force. We also adapt the corrugation structure to improve the output signals on the given air velocity. The device structure is made up of the silicon nitride layer and the output signal is measured with the piezoresistive layer. The output signals from the corrugated device show the better measurement sensitivity and the response time than that of flat one. The repeated measurement also shows the stabilized signals.

• 센서학회지
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• 제30권1호
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• pp.30-35
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• 2021

To operate an underwater robot in an environment with fluid flow, it is necessary to recognize the speed and direction of the fluid and implement motion control based on these characteristics. Fish have a lateral line that performs this function. In this study, to develop an artificial lateral line sensor that mimics a fish, we developed a method to measure the flow speed and the incident angle of the fluid using a pressure sensor. Several experiments were conducted, and based on the results, the tendency according to the change in the flow speed and the incident angle of the fluid was confirmed. It is believed that additional research can aid in the development of an artificial lateral line sensor.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.282-287
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• 2019

본 연구의 목적은 음파를 이용하는 유속계로부터 관측된 후방산란강도와 실측된 부유사농도의 상관관계를 해석하여, 두 인자 사이의 관련 매개변수를 정량적으로 산정하고 관계식을 도출하는데 있다. 이를 위해 층별 유속계인 Aquadopp Profiler를 사용하여 사질 퇴적물 및 고령토 부유퇴적물 관측센서 검보정 챔버 실험을 수행하였다. 두 인자의 상관관계는 선형회귀분석을 통해 해석하였으며 그 결과로 도출된 접합곡선의 기울기는 각각 안목 A1 이 2.065, 안목 A2가 1.576, 고령토시료일 때 2.588의 값을 갖는데 이러한 차이는 시료 특성으로 설명될 수 있다. 서로 다른 입경을 갖는 시료는 후방산란 민감도에 차이가 있으며 이러한 영향으로 두 시료에서 산정된 계수 값에 차이가 발생한다. 본 연구를 통하여 도출된 측정 결과들은 후방산란강도에 미치는 수층 부유입자들의 영향이 매우 큼을 잘 보여준다. 일반적으로 수층 부유입자는 저면 퇴적물이 부유된 것으로 간주될 수 있으며, 또한 저면 퇴적물은 각 해역별로 site-specific 하다고 할 수 있다.

• 센서학회지
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• 제32권1호
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• pp.44-50
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• 2023

In this study, a polydimethylsiloxane (PDMS)-based drag force-type flowmeter was fabricated using a graphite-carbon nanotube (CNT) composite as a piezoresistive material and evaluated. The device was in the form of a cantilever, which was composed of the soft material, PDMS, and fabricated using a mold manufactured by a three-dimensional printer. The cost-effective graphite was mixed with CNTs to serve as a piezoresistive material. The optimal mixing ratio was investigated, and the piezoresistive material formed using a graphite:PDMS:CNT ratio of 1.5:1:0.01 was adopted, which showed a stable output and a high sensitivity. Various forward and backward air flows in the range of 0-10 m/s were measured using the fabricated flowmeter, and both tensile and compression characteristics were evaluated. The measured results showed a stable output, with the resistance change gradually increasing with the air flow rate. Repeatability characteristics were also tested at a repeated air flow of 10 m/s, and the flowmeter responded to the applied air flow well. Consequently, the fabricated device has a high sensitivity and can be used as a flowmeter.