이번 기초강좌 코너에서는 앞으로 4회 혹은 5회에 걸쳐서 소위 영어로 'magnetostriction' 한국말로는 '자기변형 혹은 자왜현상'(이하 자기변형 현상으로 통일하여 지칭함)이라고 불리는 현상에 대한 연재를 진행할 예정이다. 지능형 물질에 대한 관심이 어느 때보다 높아진 요즘에 독자들의 요구에 부합하는 시의적절한 연재물이 되기를 기대하며 때때로 필자의 근거 없는 사견이 포함되더라도 독자 여러분들의 많은 양해를 부탁드린다.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.25
no.1
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pp.108-114
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2008
Recently, there have been several instances that the nuclear power plants were shut down due to the mechanical faults in the main transformer of the plants. These mechanical faults are primarily originated from the electromagnetically induced mechanical vibrations. Magnetostriction is identified to be the main cause of the mechanical vibration after analyzing the vibration data of the main transformers in nuclear power plants. In this study, we derived a mathematical model of the magnetostriction based on the Jiles-Atherton hysteresis model. The validity of the model is checked by matching the simulations with the experimental observations. The magnetostriction model used in this study will be the first step toward developing a design tool far the transformers that have minimal mechanical vibrations and are robust to mechanical faults.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2005.05a
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pp.587-592
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2005
Main transformer's integrity assessment in nuclear power plant is estimated by the electrical test of electrical core and wire and the chemical analysis of insulating oil. Mechanical test or analysis has not been so far. So this study makes it with the vibration velocity rating. The vibration velocity rating in main transformer which is based on the real data of vibration velocity measurement under operating and other machinery vibration code such as ISO code is renewed.
본 논문은 길이방향으로 조화함수 형태로 변화하는 단면적을 가진 원형단면의 탄성 막대에서 전파하는 비틂 탄성파의 전파속도에 대한 이론적 및 실험적 결과를 제시한다. 주 기적인 미소한 반경 변화를 섭동법에 의해 다루어 전파속도의 이론적 근사해를 구하였다. 그결과 전파속도는 반경 변화 폭의 제곱에 비례하는 양 만큼 감소하는 경향이 나타났다. 이 론적 경향을 검증하기 위한 실험은 자왜현상으로 비틂파를 전파시키고 나사면을 가진 탄성 도파관에서 전파속도를 측정하는 방법으로 행하였다.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2019.05a
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pp.199-199
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2019
친환경적인 산업기술인 초미세기포(Ultra Fine Bubble, 이하 UFB) 제조 기술은 농업, 수처리, 그리고 환경재생 등 다양한 분야에서 적용되고 있다. UFB는 1,000nm 이하의 크기를 가진 기포로서 용존산소를 통한 농작물 성장 촉진 및 수중의 대장균 및 세균제거 등 다양한 성질을 지니고 있다. 본 연구는 기존의 방식과는 다르게 자왜현상을 메카니즘으로 갖는 타격식으로 제조된 UFB 생성장치를 통해 생성된 200nm이하의 크기를 가진 UFB를 실제 딸기 농장에 적용하여 딸기의 성장을 모니터링하고 살균 성능을 가진 화학제품과 UFB를 대장균에 적용하여 대장균 제거효율을 비교하였다. 딸기농장에 기존에 사용되던 지하수 대신 UFB를 주입하여 딸기성장 초기단계의 DO농도를 측정하고 딸기 생식단계에 산소포화도에 대한 질산염의 농도를 측정하여 상관관계를 분석하였으며 각각의 딸기 열매를 수확하여 무게를 비교하였다. 또한 대장균이 함유되어있는 대변을 채취하여 살균 성능을 가진 화학제품과 UFB수를 각각 대장균이 포함된 실험원수와 반응시켜 배양하고 검출된 대장균 개체 수에 확인하여 제거효율을 비교분석 하였다. 딸기성장 초기단계의 DO농도 측정결과 DO농도가 6~9ml/L로 높게 유지되고 있음을 확인하였고 딸기 생식단계에서 산소포화도가 일정하게 유지되고 있음에 따라 질산염의 농도가 점차 감소하는 것을 확인하였다. 또한 수확한 열매의 무게는 각각 37g, 19g으로 UFB수를 통해 재배된 딸기가 약 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 수중의 용존산소가 딸기 성장 초기에 뿌리의 발육에 긍정적인 영향을 미치고 질산염을 원활하게 섭취하게 하여 딸기의 성장이 촉진되었고 열매의 무게가 증가하였다고 판단된다. 또한 대장균이 함유된 원수, 원수+화학제품, 원수+UFB를 접종하여 대장균과 반응시켜 배양하여 대장균 개체 수를 확인한 결과, 원수의 경우 약 600개의 대장균의 개체수가 나타났고, 원수+화학제품의 경우 검출된 대장균의 개체 수는 약 300개 정도로 나타났다. 이를 희석한 비율을 계산하여 대장균 개체 수를 나타내면 원수 약 6000개/ml, 원수+화학제품 약 6000개/ml로 비슷하게 나타난다. 반면, 원수+UFB 경우 검출된 대장균의 개체 수는 1개로 희석한 비율을 계산하여 대장균 개체 수를 나타내면 약 20개/ml로 나타난다. 이와 같은 결과를 통해 UFB는 99.9%의 대장균 제거효율을 보였으며, 화학제품은 대장균 제거효율을 보이지 않았다. 따라서 화학제품은 항균기능은 작용하지만 살균기능은 거의 없다고 판단하였고, UFB의 경우 기포가 소멸하면서 발생되는 초고온, 초고압을 형성하여 주변에 존재하는 대장균을 제거하였거나, 기포가 소멸할 때 발생되는 OH 라디칼을 통해 대장균의 세포를 화학적으로 분해시켜 대장균을 제거하였다고 보인다.
Kim, Yi-Gon;Park, Kyung-Jo;Moon, Hong-Sik;Kim, Jae-Hyun;Ahn, Hyun-Jin;Kang, Woo-Seok;Oh, Un-Kyung
Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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2008.04a
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pp.205-208
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2008
This paper propose a advanced technique for exciting and receiving the guided torsional wave to detect flaws in pipe systems. There are some difficulties in selecting and exciting of modes by using the nickel strip attached on pipe systems, such as qualification of residual magnetic field and multi-exciting of the unwanted modes etc. In order to there difficulties we propose the new sensor, so called Crossed-coils sensor. We will prove that it is possible to select the modes to be excited and to find a optimal excitation condition for torsional mode by using the proposed sensor.
Kim, Yi-Gon;Park, Kyung-Jo;Moon, Hong-Sik;Kim, Jae-Hyun;Ahn, Hyun-Jin;Kang, Woo-Seok;Oh, Un-Kyung
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.18
no.6
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pp.856-862
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2008
This paper propose a advanced technique for exciting and receiving the guided torsional wave to detect flaws in pipe systems. There are some difficulties in selecting and exciting of modes by using the nickel strip attached on pipe systems, such as qualification of residual magnetic field and multi-exciting of the unwanted modes etc. In order to there difficulties we propose the new sensor, so called Crossed-coils sensor. We will prove that it is possible to select the modes to be excited and to find a optimal excitation condition for torsional mode by using the proposed sensor.
Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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spring
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pp.257-262
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2004
본 논문에서는 초음파 웨이브렛 지연시간을 이용한 초고온 온도 측정법을 기초로 하여, 이 기술을 바탕으로 두 번째 단계인 용융물 온도에서 내구성을 갖는 초음파 센서(UTS : Ultrasonic Temperature Sense)를 설계하여 약 $2300^{\circ}C$까지 실험로 내부의 온도를 측정하고자 한다. 이때 UTS 설계의 중요 인수는 센서 봉 외부 표면과 시스(sheath) 내부 표면의 두 텅스텐 재료가 비접촉 상태로 요구된다. 만약 이들 두 재료가 고온의 상태에서 접촉되면 음향적 분로인 Shunting 현상이 발생한다. 이 현상을 물리적으로 억제하기 위한 센서 설계가 필요하게 되며, 이 센서 설계의 성공 여부의 첫째 요구 조건으로서 센서 내부의 구조적으로 음향 Shunting 현상을 억제하는 기술이 필요로 하게 된다. 이들 센서의 내부 구조에 상호 접촉을 피하기 위해서 작은 공간에 새롭게 구조적 분리가 가능한 텅스텐 재료인 Standoff를 제작하여 설치하였다. 그러나 본 실험에서는 제안된 Standoff적용한 출력 신호의 신호 대 잡음 비는 소량의 개선 가능성을 확인하였으나, 다양한 Standoff의 설계와 제작이 지속적으로 진행되어야 할 것이다.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2001.11a
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pp.365-370
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2001
The purpose of this work is to suggest a new non-contact measurement method applicable to the diagnosis of rotating shafts. Longitudinal elastic waves propagating along the shafts are measured by magnetostrictive sensors that make use of the coupling phenomena between strains and magnetic induction in ferromagnetic shafts. These sensors have been successfully applied in pipes and others, but it appears that the present application of them to rotating shafts is made here for the first time. Several isssues appearing in the present application are carefully investigated and several experimental results are presented to address the usefulness of the present method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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