• 소음진동
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• 제21권4호
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• pp.25-29
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• 2011

자기변형(magnetostriction)에 관한 연재물 3번째로 이번 호부터는 본격적으로 자기변형 현상을 이용한 구동기(actuator)의 이론적인 모델링에 대해서 알아보기로 한다. 아직 필자의 이해의 수준이‘달인’의 경지에 이르지 않은 탓에 대부분의 내용은 기존의 논문의 내용을 요약 정리하거나 여러 논문들 간의 시각의 차이를 드러내는 방식으로 진행할 것임에 대하여 사전에 양해를 구한다. 또한 이 연재에서는 주로 구동기에 대한 내용을 언급하고 있으나 자기변형 물질 역시 피에조 물질과 마찬가지로 센서로 사용하는 것이 가능하기 때문에 이 연재에서 설명하는 내용은 센서를 설명할 때도 많은 경우 그대로 혹은 약간의 변형을 거쳐서 사용할 수 있음을 언급해둔다.

• 한국자기학회지
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• 제6권1호
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• pp.36-39
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• 1996

비정질 리본의 자기변형 측정을 위한 Fabry-Perot 간섭계형 광섬유 변위센서를 구성하였고, 헬름홀쯔 코일로써 교류자기장을 인가하여 자기변형을 측정하였다. 구성한 변위 센서의 출력신호는 구성요소인 index matching optical oil과 optical isolator의 사용에 의하여 잡음과 요동을 개선하였다. 구성한 변위센서의 분해능은 $30{\AA}$이었고, 이를 이용하여 1 Hz의 자화 주파수에서 측정한 비정질 $Fe_{81}B_{13.5}Si_{3.5}C_{2}$ 리본의 최대 자기변형 값은 인가자기장 $1.59{\times}10^{3}A/m$에서 $28{\times}10^{-6}$이였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권7호
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• pp.923-929
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• 2004

A magnetostrictive sensor is a sensor measuring elastic waves. Because of its unique non-contact measurement feature, the sensor receives more attentions in recent years. These sensors have been mainly used to measure longitudinal and torsional waves in ferromagnetic waveguides, but there increases an interest in using the sensor for flexural wave measurement. Since the performance of the sensor is strongly influenced by the applied bias magnetic field distribution, the design of the bias magnetic system providing the desired magnetic field is critical. The motivation of this investigation is to design a bias magnetic system consisting of electromagnets and yokes and the specific objective is to formulate the design problem as a bias yoke topology optimization. For the formulation, we employ linear magnetic behavior and examine the optimized results for electromagnets located at various locations. After completing the design optimization, we fabricate the prototype of the proposed bias magnetic system, and test its performance through flexural wave measurements.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2009년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.207-207
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• 2009

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제6권1호
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• pp.81-89
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• 1999

Micromachining을 이용하여 기존의 전자 물품 감시에 사용되는 자기공명센서의 소형화 공정을 연구하였다. 설계 한 구조는 Free Standing Membrane형 과 Diving Board형의 두 가지이며 각자에 대해 적합한 공정 조건을 수립하고 실제로 그 구조를 형성해 보았다. 멤브레인형의 경우는 센서 모양을 여러 가지 형태로 쉽게 바꿀 수 있는 반면에 그 크기가 실리콘 기판의 두께에 의존하여 소형화하는데 한계가 있었으며 다이빙 보드형의 경우 소형화에도 유리하고 센서의 자기변형이 보다 자유로운 구조였다. 실리콘 질화막은 일반 반도체 공정에서의 조건보다 Si의 함량을 크게 하여 열처리 없이도 저응력의 박막형성이 가능하였으며 탄성계수 값이 크지 않아 센서 부분의 자기변형을 크게 구속하지 않아 센서물질의 지지층으로 유리한 물질이었다. 또한 스퍼터링으로 증착된 텅스텐은 자성 센서 물질로 연구되고 있는 Fe-B-Si물질에 대한 식각 선택도가 높아 구조 형성 공정 중 보호 층으로 사용된 후 제거될 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 지지층으로 실리콘 질화막을 사용하고 보호층으로 텅스텐 박막을 사용한 다이빙 보드형 구조가 전자 물품 감시(EAS)용 센서의 소형화에 유리 할 것으로 생각된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권11호
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• pp.1703-1710
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• 2004

The objective of this investigation is to formulate and carry out the topology optimization of a magnetic system consisting of permanent magnets and yokes. Earlier investigations on magnetic field topology optimization have been limited on the design optimization of yokes or permanent magnets alone. After giving the motivation for the simultaneous design of permanent magnets and yokes, we develop the topology optimization formulation of the coupled system by extending the technique used in structural problems. In the present development, we will also examine the effects of the functional form for permeability penalization on the optimized topology.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권10B호
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• pp.1216-1221
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• 2011

본 논문은 코드 분할 다중방식을 이용하여 외부로부터 선박에 가해지는 변형 및 온도 변화를 모니터링 할 수 있는 광섬유 브라그 격자 (FBG) 기반의 센서 네트워크를 제안하였다. 선박에 변형이 발생 하거나 온도의 변화가 일어날 때 FBG는 본래 가지고 있는 중심 파장이 이동하며 이는 외부 변형 크기에 비례하여 증가된다. 중심파장의 변화량을 측정함으로써 센서에 가해지는 변형이나 온도의 크기를 알 수 있다. 제안된 센서 네트워크는 코드분할 다중방식을 이용하였으며 광원에서 발생되는 신호를 직접 변조하여, 변조된 신호를 센서로 보내고 센서로부터 돌아오는 신호를 검출하여 상태를 모니터링하게 된다. 또한 슬라이딩 자기상관 기법과, 파장-시간 변환 기법을 이용하여 빠른 센싱과 넓은 범위의 센싱이 가능하도록 하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권8호
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• pp.178-184
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• 2014

자기 변형 기술의 거리 측정을 응용하여, 중력과 액체 밀도에 대응하는 부력의 평형 위치를 측정하는 액체 밀도 센서를 개발하였다. 이 시스템의 정밀도 향상을 위해, 액체 밀도변화에 따른 밀도 센서의 이동거리 사이의 관계식을 유도하고, 이를 이용하여, 액체 밀도 센서의 2 점 보정 방법을 마련하였다. 제작된 액체 밀도 센서 시스템과 유도된 관계식을 사용하여 액체의 밀도들을 측정하였다. 측정된 결과들을 U-tube 진동주기 측정방식의 고 정밀 밀도 측정기(Oscillating U-tube density meter: 분해능 0.000001 g/cc)의 측정결과와 비교하였다. 그 결과 두 액체 밀도 측정 시스템간의 측정 편차가 0.001 g/cc 미만임을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권11호
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• pp.71-77
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• 2011

최근 들어 자기이방성센서를 이용한 비파괴응력계측기법은 강교나 강관 등의 건설 분야에서 적용되어지고 있다. 또한 터널건설현장에서 이용되는 강지보재에 대해서도 적용한 사례가 있다. 본 연구에서는 일본에서 개발된 자기이방성센서와 스트레인 게이지를 이용하여 국산 강재인 SS400에 적합한 응력감도곡선을 도출하기 위해 강재하중재하실험을 수행하였다. 또한 자기이방성센서를 이용한 비파괴 응력계측기법의 적용성을 평가하기 위하여 추가 강재하중재하실험과 수치해석을 실시하였다. 본 연구의 결과, 계측위치에 따라 자기이방성센서에서 측정된 출력전압과 스트레인 게이지로 측정된 응력의 평균을 이용하여 국산 강재인 SS400에 적합한 응력감도곡선을 도출하였다. 그리고 추가 강재하중재하실험과 수치해석을 비교한 결과, 자기이방성센서의 오차범위가 약 20MPa 정도임을 알 수 있었다. 자기이방성센서를 강재의 응력상태를 파악할 목적으로 사용할 경우, 강재의 항복응력의 레벨(245MPa)을 고려하면 공학적으로 충분한 정확도를 가지고 있다고 판단된다. 특히 자기이방성센서는 계측 센서가 부착되어 있지 않은 강구조물에서 잔류응력을 고려한 현재상태의 응력을 용이하게 파악할 수 있으며, 강구조물의 유지관리에 편리하게 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.101-109
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• 2009

FBG센서로 변형율을 계측하고 추정 가능한 일부 저차모드를 중첩하여 교량의 동적변위를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 모드별 진동형상은 단순보의 이론식에서 유도하였고, 일반화좌표는 FBG센서에서 계측한 변형율에서 유도하였다. 일반 교량의 저차모드에서 발생하는 휨 및 비틀림모드는 각 거더별 혹은 구간별로 분리하여 단순보의 이론적 휨모드로 고려함으로써 다양한 형식의 교량에 적용할 수 있도록 하였다. 알고리즘의 적용에 고려해야 할 진동모드의 개수 및 변형율 센서의 개수를 결정하는 기준은 이론적으로 제시되었다. 제안된 방법의 효용성을 다양한 형식의 교량에 대한 수치예제, 모형교량에 대한 실내실험 및 자기부상열차용 PC Box 거더교에 대한 현장실험을 통해 검증하였다. 수치예제에서는 교량 진동형상의 오차 및 변형률 측정 오차가 동적변위 추정 결과에 미치는 영향을 분석하였다.