• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.11a
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• pp.75-76
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• 2003

본 연구는 ELPI(Electrical Low Pressure Impactor)를 이용하여 소형디젤기관에서 배출되는 입자상물질의 입경분포를 측정하였으며, 희석공기온도, 희석비, 측정위치가 측정에 미치는 영향을 고찰하였다. 본 연구에서는 배기량이 3000 cc인 간접분사식 소형디젤기관에서 발생하는 입자상물질의 입경분포를 고찰하고자 Dekati사의 ELPI를 사용하였다. 다단임팩터의 오염을 막기위해 ejector 형식의 2단 희석장치를 사용하였다.(중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.113-113
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• 2012

플라즈마 내에서 발생하는 입자는 플라즈마 내 전기적 및 화학적 특성으로 인해 응집이 적고 균일한 특성을 가진다. 이에 따라 도포성이 좋으며 낮은 응력을 가지는 박막의 형성이 가능하다. 이러한 특성을 가지는 나노입자는 메모리, 고효율 박막형 태양전지 등에 이용될 수 있다. 특히, PECVD (Plasma enhanced chemical vapor deposition) 공정 중 플라즈마가 켜져있는 동안 수소 가스를 펄스형태로 추가 주입하는 방법은 실리콘 이온 사이의 결합을 통한 표면 성장을 일부 방해하여 이를 통해 최종적으로 생성되는 실리콘 입자의 크기제어를 가능하게 한다. 이러한 과정으로 PECVD내에서 생성된 입자의 입경 분포는 기존의 경우 공정 중 포집을 한 후 전자현미경을 이용하였지만 실시간 측정이 불가능한 한계가 있었고, 레이저를 이용한 실시간 측정은 그 측정범위의 한계로 인해 적용에 어려움이 있었다. 이에 따라 본 연구에서는 저압에서 실시간으로 나노입자 크기분포 측정이 가능한 PBMS (particle beam mass spectrometer)를 이용하여 PECVD 내에서 수소가스 펄스를 이용하여 발생되는 실리콘 입자를 공정 변수별로 측정하여 각 변수에 따른 입자 생성 경향을 분석하였다. 실리콘 나노 입자의 측정은 PBMS 장비의 전단 부분을 PECVD 장치 내부에 연결하여 진행하였다. 수소 가스 펄스를 이용한 실리콘 입자 생성의 주요 변수는 RF pulse, $H_2$ pulse, 가스 유량 (Ar, $SiH_4$, $H_2$), Plasma power, 공정 압력 등이 있다. 이와 같이 주어진 변수들의 제어를 통해 생성된 나노입자의 입경분포를 PBMS에서 실시간으로 측정하고, 동일한 조건에서 포집한 입자를 TEM 분석 결과와 비교하였다. 측정 결과 각각의 변수에 대하여 생성되는 입자의 크기분포 경향을 얻을 수 있었으며, 이는 추후 생성 입자의 응용 분야에 적합한 크기 분포 특성을 가지는 실리콘 입자를 제조하기 위한 조건을 정립하는데 중요한 역할을 할 것을 기대할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.4
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• pp.484-489
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• 2012

The objective of this work presented here was focused on analysis of particulate matter and nitrogen oxide characteristics in ESC test mode from heavy-duty diesel engine installed on-road vehicles applicable to prime propulsion engine for marine vessels. The authors confirmed that a large quantity particulate matter were emitted in high power density condition, nitrogen oxide characteristics were dependent on exhaust gas temperature. Particulate matters were reduced by 1/100~1/1,000 times in post DPF with test modes but filtration efficiency was decreased in the engine power fluctuation. In the case of the high speed and power condition, the exhaust level of particulate matters was increased according to increment of temperature of gas flowing into DPF. The orders of magnitude for particle concentration levels from the analysis of size distribution of particulate matters of test engine was different. Both emitting nano-sized particles below 100nm regardless of DPF and non-DPF.

• 전기의세계
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• v.28 no.12
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• pp.12-18
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• 1979

물질의 양을 계측하는 소위 분석기기는 광, 전기, 자기 및 크로마트 등 많은 물리적 화학적 특성을 이용한 계측기가 있으며 또한 측정목적에 적합한 원리의 계측기가 사용되고 있다. 환경대기나 배가스의 측정기기도 특별한 것이 아니고 보통의 분석기기를 이용하고 있다. 또한 발생원(카드뮴, 연 및 그의 화합물)과 환경에 있어서 배진이나 분진(이하 더스트라고 총칭함)에 의한 공해방지를 위하여 법에 의한 규제와 기준에 대한 적부의 판단을 비롯해서 공해방지장치(집진장치등)의 성능측정 또는 오염예측 등에 각종 측정기기가 사용되고 있다. 이것들은 주로 더스트의 농도, 양, 조성및 입경분포 등을 측정하는 것이나 이외에 필요에 따라서 여러가지 성상(비중, 전기저항율 등)을 측정할 수 있다. 그러나 본고에서는 가장 측정빈도가 높은 농도의 측정을 중심으로해서 가장 적절한 측정기기의 선정요점을 기술하고자 한다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.7 no.1
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• pp.17-23
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• 1998

A simplified experiment was performed to figure out the atomization characteristics of highly viscous liquid of rice-bran oil by applying ultrasonic energy to improve the atomization of spray droplets. A spray system, an ultrasonic system, and three kinds of pintle-type nozzles(pin-edge angle: 5 , 10 , 15 ) were manufactured. To investigate the effects of ultrasonic energy on the atomization of a highly viscous liquid, a phase doppler particle analyzer was used for the measurement and calculation of spray droplets data. Nozzle opening pressures were chosen of 3 levels, i.e, 10, 13, 16 MPa. As a result, it could be concluded that the ultrasonic energy was effective to improve the spray atomization when applied to the fuel by means of 3 different nozzles because of the effects of the liquid fuel cavitation and relaxation between molecules caused by ultrasonic energy. The improvement rate of the spray atomization by the ultrasonic spray atomization by the ultrasonic spray compared with the conventional spray was about 10% increase in the case of pintle type nozzles. With the increase of pin-edge angles the distribution lines by nozzle opening pressures are declined for both conventional and ultrasonic sprays. This means that the increase of the pin-edge angle improves the atomization of sprays.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.146-146
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• 2020

최근 하천의 유사 중 소류사량을 계측하기 위해 사용된 기존의 물리적 소류사 샘플러를 이용한 직접계측방법은 홍수 시에 깊은 수위와 빠른 유속, 계측 절차상의 위험성 때문에 현장관측이 매우 어려운 한계를 극복하기 위해 현업에서는 소류사량을 간접적으로 추정하는 이론식에 의한 방법이 광범위하게 활용되고 있으나 이 방법 또한 추정이론식의 적용지역, 적용방법에 따라 결과가 수십배 이상 큰 차이를 나타나 실제 활용성에 대한 문제점이 있다. 이러한 기존의 소류사량 측정 방법의 문제점을 보완하기 위해 소류사량을 간접계측하는 방법이 활발히 제안되고 있다. 대표적인 방법으로 하상 이동 시 소류사의 충돌음을 음향센서로 계측하여 신호처리를 통해 소류사량을 추정하는 계측기기인 하이드로폰이 있다. 그러나 국외의 소류사량 간접계측 장치는 소류사량의 운송량이 많을 경우 음향신호 중접으로 인해 펄스 수의 감소, 감지 가능한 입경크기의 제한 등의 문제가 있다. 또한 국내의 백무평(2018)이 제안한 소류사 분석 방법인 대역통과방법(B-P Method)는 소류사량 추정에 있어서 기존의 방법과는 달리 주파수 특성을 반영하여 이전 연구들에 비하여 펄스 검출률을 향상시겼지만 이 방법은 극히 낮은 저유속과 작은 입경이라는 실험조건에서 이루어졌다는 제한사항이 있다. 따라서 본 연구는 다양한 입경과 고유속에 대하여 소류사량을 정량화할 수 있는 방법을 제시하기 위해 소류사 입경이 하이드로폰에 충돌할 때 발생하는 단독입자의 충돌음을 계측하기 위한 실외 수로실험장치를 구축하여 계측을 수행하였다. 실험은 현장에서 대표 시료로 분류된 몇 가지 입경에 대해서 유량 변화에 따른 충돌음향과 소류사량 그리고 소류사 입경크기에 따른 하이드로폰에서 인지되는 음향 특성을 계측 및 분석하였다. 연구결과 입경 크기 및 수리조건 변화에 따른 하이드로폰의 충돌음향 특성을 파악하여 단일 입경별 소류사량 추정관계식을 산출하였다. 또한 산출된 추정 관계식의 특성치와 공급 소류사량 간의 관계를 유도해 보았다. 향후 혼합입경에 대한 실험과 추정 관계식 신뢰성 검토 후 추가적으로 다양한 실험조건을 고려하여 실제 하천에 운송되는 소류사량과의 교정관계 확립을 진행한다면 국내 소류사량 데이터 수집을 위한 현장 설치까지 가능할 것으로 사료된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.7
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• pp.737-744
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• 2012

A mobile emission laboratory (MEL) was designed to measure the amount of traffic pollutants, with high temporal and spatial resolution under real conditions. Equipment for the gas-phase measurements of CO, NOx, $CO_2$, and THC and for the measurement of the number, concentration, and size distribution of fine and ultra-fine particles by an FMPS and CPC was placed in a minivan. The exhausts of different types of vehicles can be sampled by an MEL. This paper describes the technical details of the MEL and presents data from the experiment in which a car chases passenger vehicles fuelled by diesel and gasoline. The particle number concentration in the exhaust of the diesel vehicle was higher than that of the gasoline vehicle. However, the diesel vehicle with a DPF emitted fewer particles than the vehicle equipped with a gasoline direct injection engine, with particle diameters over 50 nm.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.39-39
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• 2011

반도체 생산의 주요 공정 중 하나인 세정 공정은 공정 중 발생하는 여러 가지 부산물에 의한오염을 효과적으로 제거하여 수율 향상에 큰 영향을 미친다. 현재 주로 쓰이는 세정 공정은 습식 세정 공정으로 화학 약품을 이용하지만 패턴 손상 및 웨이퍼 대구경화에 따른 문제 등이 대두되어 이를 대체할 세정 공정의 도입이 요구되고 있다. 이에 따라 건식 세정에 대한 관심이 증가하고 있으며 에어로졸 세정이 대표적 공정으로 개발 되었으나 마이크로 단위의 발생 에어로졸 입경으로 인해 패턴 손상 문제를 해결하지 못하였다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 응축에 의해 형성되는 입자 크기를 줄이는 것에 관한 연구가 진행되어 왔고, 대응 방안으로 개발된 것이 가스 클러스터 세정이다. 가스 클러스터란 작동 기체의 분자가 수십, 수백 개 뭉쳐있는 형태 (cluster)를 뜻하며 이 때 형성된 클러스터는 수 nm 크기를 가진다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기까지 성장하게 된다. 즉, 입자로 성장할 수 있는 시간과 환경을 형성하지 않음으로써 작은 크기의 클러스터에 의해 패턴 사이의 오염물질을 물리적으로 제거하고 다시 기체상 물질로 환원되어 부산물을 남기지 않는 공정이다. 이러한 작동 환경을 조성하기 위해서는 진공도와 노즐 출구 속도에 대한 설계 단계부터의 이론적 연구를 통한 입자 크기 예측과 세정 조건에 따라서 발생하는 클러스터의 크기 분포 특성을 측정하는 것이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 실시간 저압 환경에서의 측정이 가능하며, 다양한 크기의 입자를 실시간으로 측정할 수 있는 particle beam mass spectrometer (PBMS)를 이용하여 세정 공정 중 발생하는 클러스터의 크기 분포를 측정하는 연구를 수행하였다. 클러스터의 측정은 노즐에 유입되는 유량과 냉매 온도를 변수로 하여 수행하였다. 각각의 조건에 따라서 최빈값은 오차범위 내에서 일정한 것을 확인하였으며, 50 nm 이하의 값으로 가스 클러스터 공정이 패턴 손상 없이 오염입자를 제거할 수 있음을 실험적으로 확인할 수 있었다. 또한 유량의 증가에 따라 세정에 사용되는 클러스터의 입경이 증가하며, 냉매 온도가 낮아질수록 클러스터 입경이 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 클러스터 크기는 오염 입자와의 충돌에 의해 작용하는 힘으로 오염입자를 제거하는 메커니즘을 사용하는 가스 클러스터 세정 장치에 있어 중요성이 크다 할 수 있으며 추후 지속적 연구에 의한 세정 기술의 최적화가 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.91-91
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• 2015

반도체 공정의 발전에 의해 최근 생산되는 메모리 등은 십 수 나노미터까지 좁아진 선 폭을 갖게 되었다. 이러한 이유로, 기존에는 큰 문제를 발생시키지 않던 나노미터 영역의 입자들이 박막 증착 공정과 같은 반도체 제조공정 수율을 저감시키게 되었다. 따라서 오염입자의 유입을 막거나 제어하기 위해 transmission electron microscopy (TEM)나 scanning electron microscopy (SEM)과 같은 전자현미경을 활용한 비 실시간 입자 측정 방법 및 광원을 이용하는 in-situ particle monitor (ISPM) 및 전기적 이동도를 이용한 scanning mobility particle sizer (SMPS) 등 다양한 원리를 이용한 실시간 입자 측정방법이 현재 사용중에 있다. 이 중 진공 내 입자의 수농도를 측정하기 위해 개발된 particle beam mass spectrometer (PBMS) 기술은 박막 증착 공정 등 chemical vapor deposition (CVD) 방법을 이용하는 진공공정에서 활용 가능하여 개발이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 PBMS의 한계점인 입자 밀도, 형상 등의 특성분석이 용이하도록 PBMS와 scanning electron microscopy (SEM), 그리고 energy dispersive spectroscopy (EDS) 기술을 결합하여 입자의 직경별 개수농도, 각 입자의 형상 및 성분을 함께 측정 가능하도록 하였다. 협소한 반도체 제조공정 내부 공간에 적용 가능하도록 기존 PBMS 대비 크기 또한 소형화 하였다. 각 구성요소인 공기역학 집속렌즈, electron gun, 편향판, 그리고 패러데이 컵의 설치 및 물리적인 교정을 진행한 후 입자발생장치를 통해 발생시킨 sodium chloride 입자를 상압 입자 측정 및 분류장치인 SMPS 장치를 이용하여 크기별로 분류시켜 압력차를 통해 PBMS로 유입시켜 측정을 진행하였다. 나노입자의 입경분포, 형상 및 성분을 측정결과를 토대로 장치의 측정정확도를 교정하였다. 교정된 장치를 이용하여 실제 박막 증착공정 챔버의 배기라인에서 발생하는 입자의 수농도, 형상 및 성분의 복합특성 측정이 가능하였으며, 최종적으로 실제 공정에 적용가능하도록 장치 교정을 완료하였다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.153-159
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• 2007

Nano-Particles are influenced on the environmental protection and human health. The relationships between transient vehicle operation and nano-particle emissions are not well-known, especially for diesel passenger vehicles with DPF. In this study, a diesel passenger vehicle was measured on condition of DPF regeneration and no regeneration on a chassis dynamometer test bench. The particulate matter (PM) emission from this vehicle was measured by its number, size and mass measurement. The mass of the total PM was evaluated with the standard gravimetric measurement method while the total number and size concentrations were measured on a NEDC driving cycle using Condensation Particle Counter (CPC) and EEPS. Total number concentration by CPC was $1.5{\times}10^{1l}N/km$, which was 20% of result by EEPS. This means about 80% of total particle emission is consist of volatile and small-sized particles(<22nm). During regeneration, particle emission was $6.2{\times}10^{12}N/km$, was emitted 400 times compared with the emission before regeneration. As for the particle size of $22{\sim}100nm$ was emitted mainly, showing peak value of near 40nm in size. This means regeneration decreased the mean size of particles. Regarding regeneration, PM showed no change while the particle number showed about 6 times difference between before and after regeneration. It seems that the regeneration influences on particle number emissions are related to DPF-fill state and filtration efficiency.