• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.35 no.2
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• pp.55.2-55.2
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• 2010

한국천문연구원은 과학기술위성 3호의 주탑재체인 다목적 적외선영상시스템(Multipurpose Infra-Red Imaging System, MIRIS)을 개발하고 있다. 이 연구개발 사업은 2007년 교육과학기술부의 과학위성 3호 사업 주탑재체 공모를 통하여 10여개의 후보 탑재체 제안서 중에서 최종적으로 채택되었고, 2011년 발사를 목표로, 3년 동안의 연구개발 기간을 거쳐 현재 비행모델 (FM, Flight Model) 개발이 진행 중이다. MIRIS는 한국천문연구원이 개발하여 2003년 발사에 성공한 과학위성 1호 주탑재체인 원자외선 영상분광기 (FIMS, Far ultra-violet IMaging Spectroscope)에 이어 국내에서 자체 개발되는 두 번째 우주망원경이다. MIRIS는 우주공간에서 0.9~2 micron 사이 적외선 영역의 파쉔 알파 방출선 (Paschen Alpha Emiision Line)과 광대역 I, H 파장영역을 관측할 예정이다. 주요 과학임무로는 아직까지 국제 천문학계에서 잘 알려지지 않은 우리은하 내부에 분포한 고온 플라즈마 (Warm Ionized Medium, WIM)의 기원 연구와 아울러 우리은하 성간난류(Interstellar Turbulence)의 특성 및 적외선 우주배경복사의 (Cosmic Infrared Background; CIB) 거대구조 등을 관측연구할 예정이다. 특히 MIRIS는 저온상태 (절대온도 77K, 약 $-200^{\circ}C$)에서 우주공간 관측을 수행할 예정이므로, 국내에서는 연구기반이 취약한 극저온 광학계 및 기계부 설계기술, 극저온 냉각기술 및 열해석 설계기술과 적외선 센서기술 및 자료처리 기술 등 관련기술을 개발하고 있으며 이러한 기반기술을 바탕으로, 아직까지 국내에서 시도된 바 없는 적외선우주망원경 개발을 통하여, 우리나라의 관련 우주기술 분야의 기초원천 기술로서 크게 활용될 것으로 기대하고 있다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.21 no.2
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• pp.60-64
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• 2011

High sensitivity IR image sensors require materials characteristics with temperature coefficient of resistance (TCR) and IR range absorption. In this study, the metal-dielectric thermo sensitive films (MDTF) based on $(SiO_2)_x-(Ti)_y$ composition were deposited on substrates of germanium and glass by thermal evaporator. The $SiO_2$ : Ti mixture was made from the ratio of 9 : 1, 8 : 2, 7 : 3, 6 : 4, respectively. $(SiO_2)_x-(Ti)_y$ mixture powder was loaded on tungsten boat in evaporator and was 15.5 cm from the substrate. Resistance of $(SiO_2)_x-(Ti)_y$ in the range of 273~333K were measured as a function of temperature. Temperature coefficient of resistance (TCR) was calculated by the resistance variation. Under the various mixture ratios condition, it is possible to obtain $SiO_2$-Ti layers with resistance from units kilo-ohm to hundreds kilo-ohm. Finally, our results showed that Temperature coefficient of resistance (TCR) of these films varies from -1.4 to $-2.6%K^{-1}$.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.15 no.3
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• pp.179-185
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• 2006

We have developed a noncontact temperature sensor using a silver halides infrared optical fiber. An infrared radiation from a heat source is transferred by a silver halides infrared optical fiber and measured by infrared sensors such as a thermopile and a thermal optical power-meter. The relationships between the temperature of a heat source and the output voltage of the thermopile and the optical power of a thermal optical power-meter are determined. The measurable temperature range using a thermopile and a thermal optical power-meter are from 100 to $750^{\circ}C$ and from 30 to $750^{\circ}C$ respectively. It is expected that a noncontact temperature sensor using infrared optical fiber can be developed for medical and industrial usages based on the results of this study.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.25 no.5
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• pp.377-381
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• 2016

NDIR $CO_2$ gas sensor was prototyped with ASIC implemented thermopile sensor which included temperature sensor and White-Cell structure in this paper. The temperature dependency of dual infrared sensors ($CO_2$ and reference IR sensors) has been characterized and their output voltage ratios according to the temperature and gas concentration were presented in this paper for achieving temperature compensation algorithm. The initial output voltages of NDIR $CO_2$ gas and reference IR sensors showed $3^{rd}$ order polynomial and linear output voltages according to the variation of ambient temperatures from 253 K to 333 K, respectively. The output voltages of temperature sensor presented a linear dependency according to the ambient temperature and could be described with V(T) = -3.0069+0.0145T(V). The characteristics of output voltage ratios could be modeled with five parameters which are dependent upon the ambient temperatures and gas concentration. The estimated $CO_2$ concentrations showed relatively high error below 300 ppm (maximum 572 % at 7 ppm $CO_2$ concentration), however, as the concentration increased from 500 ppm to 2,000 ppm, the overall estimated errors of $CO_2$ concentrations were less than ${\pm}10%$ in this research.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.27 no.1
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• pp.47-54
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• 2018

In this paper, we describe the thermal characteristics of the output voltages of ethanol gas sensor according to the amount of radiation incident on the infrared sensors located at each focal point of two elliptical waveguides. In order to verify the output characteristics of the gas sensor according to the amount of incident light on the infrared sensor, two combinations of sensor modules were fabricated. Hydrophobic thin film is deposited on one of the reflectors of sensor modules and one of the two infrared sensors was equipped with a hollow disk (10 Ø), and the temperature characteristics of the infrared sensor equipped with the hollow disk (10 Ø) and the infrared sensor without the disk were tested. The temperature was varied from 253 K to 333 K at 10 K intervals based on 298 K. The properties of ethanol gas sensor have been identified with respect to varying temperature for a range of ethanol concentration from 0 ppm to 500 ppm. In the case of an infrared sensor equipped with a hollow disk (10 Ø), the output voltage of the sensor decreased by 0.8 mV and 1 mV, respectively, as the temperature increased. Conversely, the output voltage of the diskless infrared sensor showed an average increase of 67 mV and 57 mV as the temperature increased. The ethanol concentrations estimated on the basis of results show an error of more than 10 % for less than 100 ppm concentration. However, if the ethanol concentration exceeds 100 ppm, the gas concentration can be estimated within the range of ${\pm}10%$.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.47 no.3
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• pp.342-349
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• 2010

This paper is a foundation work in developing a software for generating infrared images from a scene with various objects. The spectral radiance received by a remote sensor is consisted of the self-emitted, reflected and scattered components. In general, the self-emitted component is the most important part for generating Infrared signatures from the object. In this paper, the infrared image generation considering various surface temperature and optical surface property of a flat plate is demonstrated in MWIR($3{\sim}5{\mu}m$) and LWIR($8{\sim}12{\mu}m$) regions for different spatial resolutions of the images. Resulting spectral radiance values in the MWIR($3{\sim}5{\mu}m$) and LWIR($8{\sim}12{\mu}m$) regions arrived at the infrared sensor are compared numerically and graphically by recognizing that they are strongly dependent on the surface conditions such as the surface temperature and the surface emissivity. And these infrared images are also shown to be strongly dependent on the resolutions of the infrared imaging devices as well. This study reveals that the surface conditions are more dependent on the radiance level from the surface while the resolution of the imaging device is more responsible for identifying the shape of object.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.185-185
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• 2016

아크릴계 수지(resin)에 인조 흑연과 탄소나노튜브(carbon nanotube)를 1:1 비율로 혼합한 충전제(filler)와 용제(solvent) 및 기타 첨가제(additives)를 혼합하여 방열도료를 제조하여 수직방향 열전도도를 상온에서 평가하였다. 충전제의 함량을 1, 2, 5 중량 %로 변화시키며 원료들을 준비하여 교반기로 혼합한 뒤 3단 롤 밀(three roll mill)로 분산공정을 진행하여 3 종류의 도료를 제조하였다. 제조한 도료를 가로 11 mm, 세로 11 mm, 두께 0.4 mm의 Al 5052 알루미늄 기판에 스프레이 코팅 방식으로 도포한 후 $150^{\circ}C$에서 30분 동안 열경화 건조 과정을 거쳐 샘플을 제작하였다. 측정 시료의 형상은 대략적으로 Fig. 1과 같다. 열전도도는 식 $k={\alpha}{\cdot}C_p{\cdot}{\rho}$를 사용해서 계산된다. 여기서 k는 열전도도($W/m{\cdot}K$), ${\alpha}$는 열확산계수($mm^2/s$), $C_p$는 비열($J/kg{\cdot}K$), ${\rho}$는 밀도($g/cm^3$)를 나타낸다. 열확산계수는 독일 NETZSCH 사의 Laser Flash Analysis 장비(모델명 LFA 457)를 사용하여 측정하였는데, 기판 뒤쪽에서 레이저를 조사하고 도료층 전면에서 적외선 온도센서를 통해 시간에 따른 온도 상승곡선을 구한 후, 두 물체의 계면에서의 접촉 열저항(contact thermal resistance)을 감안하여 장비에 내장되어 있는 소프트웨어로 열확산계수가 계산된다. 비열은 같은 회사의 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 200 F3 장비를 사용해 측정했으며, 밀도는 부피와 질량을 측정한 값을 이용하여 계산하였다. 도료를 도포하지 않은 bare Al plate에 대해서는 쉽게 열확산계수, 비열, 밀도를 측정하여 열전도도를 구할 수 있다. 도료가 코팅된 샘플에 대해서는 도료층을 일부 떼어내 비열을 측정하고, 밀도를 구한 후, 도료층의 열전도도가 2-layer 법으로 장비 내장 소프트웨어로 계산된다, 이때 Al 기판의 열확산계수, 비열, 밀도는 미리 측정한 bare Al plate의 값을 적용하였다. 실험 결과를 Table 1에 정리하였다. 흑연과 탄소나노튜브를 혼합한 충전제를 함유한 아크릴 복합체 박막에서 측정된 열전도도는 보통 고분자 재료의 열전도도 값의 상한 영역에 육박하는 값이며, 충전제 함량이 증가할수록 열전도도가 증가하는 경향을 보이고 있다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.95-95
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• 2010

자동차 산업에서 차체를 성형하는 프레스 금형 산업은 꾸준히 증가하고 있는 자동차 생산대수와 함께 성장해가고 있으며, 자동차 산업의 국제 경쟁이 심해지고 소비자들의 요구가 다양해짐에 따라 신제품 개발주기에 발맞추어 금형의 제작에도 단납기 및 비용절감을 위한 노력과 제품의 품질 향상을 위해 신기술, 신공법이 적용되고 있다. 한편 자동차 차체를 제작하는 프레스 금형가공은 박판소재를 원하는 형상으로 제작하는 공정으로써, 프레스의 상 하 운동을 이용하여 강판을 성형한다. 이러한 금형의 형태는 곧 자동차 차체 제품의 형태를 완성하므로 제품을 성형하는 도중에 금형과 소재의 마찰에 의해 금형의 마모나 마멸이 발생하여 제품의 품질을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 금형의 내마모성 및 수명을 향상시키기 위한 방안들 중 표면경화처리가 행해지고 있으며, 그중 공정 속도가 빠르고 국부적인 열처리가 가능한 레이저 표면처리 방법이 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 이러한 금형의 성질을 향상시키기 위해 고출력 다이오드 레이저를 이용하여 프레스 금형공정 중 드로잉(drawing) 공정에의 적용을 위한 표면경화처리를 실시하였다. 최대출력 4.0kW의 다이오드 레이저를 사용하였으며, 6축 외팔보 로봇에 열처리용 광학계를 장착하여 열처리를 실시하였다. 또한 광학계 부근에는 적외선 온도센서가 부착되어있어 열처리시 시험편의 표면온도를 실시간으로 측정할 수 있도록 구성되어져있다. 시험편은 금형재료용 구상흑연 주철인 FCD550 소재를 사용하였으며, 공정변수에 따른 열처리 특성을 파악하고, 그 경화특성을 평가하였다. 실험 결과, FCD550 소재의 표면 열처리시 레이저 출력 3.5kW, 빔 이송속도 3mm/sec에서 최적의 열처리 특성을 나타내었으며, 이때의 최고 경도는 930Hv을 나타내며 모재에 비해 경도가 3배 정도 상승하는 우수한 경화특성을 보였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.5 no.4
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• pp.257-263
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• 2018

This study is to develop a GSTM (Green infrastructure Surface Temperature Measurment) equipment for reducing the surface temperature of GI by using LID Method. The tests were conducted including GI products such as Greening block, Pervious Block, Soil Block and so on. The GSTM equipment developed by considering the literature surveys are characterized as follows. The non-contact infrared temperature sensor was used to measure the surface temperature, and it was improved to measure the overall average temperature including the center and the corner temperature of the specimen. The developed GSTM equipment was used to compare performance of asphalt and GI products. As a result, the Greening Block show a high difference of $18.4^{\circ}C$ and it contributes to the decrease of surface temperature.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.26 no.10
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• pp.731-735
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• 2013

YBCO thin films on $SiO_2$/Si substrate were fabricated by spin-coaing of an alkoxide-derived precursor and heat treatment. The structural and electrical properties of the YBCO films were investigated as functions of annealing temperature at $600{\sim}800^{\circ}C$. Although YBCO single phase was not synthesized, dense films of YBCO matrix phase and minor second phases have been successfully fabricated at the annealing temperatures of $650{\sim}800^{\circ}C$. Thickness and temperature coefficient of resistance (TCR) of YBCO thin films with annealing temperature of $750^{\circ}C$ were 0.31 ${\mu}m$ and $-2.92%/^{\circ}C$, respectively.