• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.31-33
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• 2013

종래의 전구식 등명기의 경우 중량이 많이 나갈 뿐만 아니라 전구의 교체시기가 짧고 전력소모가 심하다는 문제가 있었다. 또한 5mm 포탄형 저휘도 LED램프의 경우에는 수명이 길고 저전력이라는 장점이 있으나, 근래에는 해상의 배후광이 높아져 개당 소비전력이 1W(와트) 이상인 고휘도 파워 LED를 광원으로서 채택하는 등명기가 등장하고 있는 실정이다. 그런데, 이러한 고휘도 파워 LED의 경우 종래의 포탄형 LED에 비하여 광도는 매우 높으나, 소비전력이 상대적으로 매우 높으며, 그에 따라 발열이 심하다는 문제가 있다. 따라서, 고휘도 파워 LED를 채용하여 등명기의 광도를 높이는 경우에는 반드시 방열 문제를 고려해야 한다. 그렇지 않으면, 고휘도 파워 LED의 발열로 인하여 제품이 안정적으로 구동할 수 없으며, 결국에는 관련 부품의 고장이나 파손으로 이어지기 때문이다. 본 연구는 종래의 전구식 램프나 저전력 포탄형 LED램프를 대체하여 고휘도 파워 LED램프를 광원으로 적용함에 있어, 등명기의 중량을 증가시키지 않는 구조로서 보다 효과가 우수한 방열기술을 개발하기 위한 것이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.92-93
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• 2019

항로표지 사용하는 육지초인용 전구식 대형 등명기의 메탈할라이드 램프는 수명이 1,000시간으로 LED 광원과 비교하여 매우 짧은 수명으로 유지관리에 어려움이 발생하고 있으며 전구식 회전형 대형 등명기는 고압방전등 및 AC 모터를 사용하고 있어 고장 발생 빈도가 높고 긴급수리에 장시간이 소용되어 기능 유지가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 회전형 대형등명기의 렌즈를 사용하고 자동절환이 가능한 광원부 기구 개선 및 광원을 고출력 LED로 대체하고 기존 회전형 대형등명기의 렌즈에 적합한 고효율 LED 반사판을 설계·제작하여 광학특성을 측정하고 분석하였다. 또한 광학특성에 적합한 연안등대에 시범설치를 통하여 성능 검증 및 운영 개선을 통한 실용화 연구를 수행하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.317-319
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• 2015

기존 육지초인용으로 사용되는 전구식 회전형 대형등명기는 고압방전등을 사용하고 있어 고장발생 빈도가 높고 긴급수리에 장시간이 소요되어 기능 유지가 어려우며, 제품 가격이 높아 신규 설치 및 등명기 교체 시 비용 부담이 가중되는 문제점이 대두되고 있다. 따라서 기존 광원(메탈할라이드 램프 또는 텅스텐할로겐 램프)의 문제점을 개선하고, IALA에서 권고하는 규격을 만족하는 효율성과 안정성을 확보한 LED 대형등명기 개발이 국 내외에서 활발하게 수행되고 있다. 이러한 LED 대형등명기는 LED 모듈을 안정적으로 구동하는 LED 드라이버와 정확한 등질구현을 위한 모터제어회로가 필요하다. 또한 LED 모듈 및 LED 드라이버 고장 시 예비장치로 절환이 가능한 회로설계 및 교체유지관리가 용이한 제어반 기구개발 및 특성연구가 필요하다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.322-323
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• 2015

육지초인용으로 사용하고 있는 전구식 회전형 대형등명기는 고압방전등을 사용하고 있어 고장발생 빈도가 높고 긴급수리에 장시간이 소요되어 기능 유지가 어려우며, 제품 가격이 높아 신규 설치 시 및 등명기 교체 시 비용 부담이 가증되는 문제점이 대두되고 있다. 따라서 기존 광원(메탈할라이트 램프 또는 텅스텐할로겐 램프)의 문제점을 개선하고, 국제항로표지협회(IALA)에서 권고하는 규격을 만족하는 효율성과 안정성이 뛰어난 대형 LED등명기 기술개발의 필요하게 되었다. 본 연구에서는 대용량 LED 모듈 및 반사경을 적용한 광학계를 설계하고, 광도와 반사경의 회전속도 제어하는 광출력/등질 제어시스템을 개발하여 20M부터 27M까지의 광달거리의 광도 가변형 육지초인용 LED 대형 등명기 개발을 수행하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.167-167
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• 2013

최근에 산화물 형광체는 황화물 형광체에 비해 높은 화학적 안정성을 나타내기 때문에 백색 발광 다이오드, 전계방출 디스플레이와 플라즈마 디스플레이 패널에 그 응용성을 넓히고 있다. 마그네슘 니오베이트(magnesium niobate, MgNb2O6)는 우수한 유전 특성(상대 유전상수=18.4)을 나타내기 때문에 마이크로파 유전체로 응용 가능하며, 단일상 릴랙서 페라브스카이트(relaxor perovskite) Pb(Mg1/3Nb2/3)O3을 합성하기 위한 전구체 (precursor)로 널리 사용되고 있으며, 나이오븀산염 이온에서 다양한 색상을 방출하는 활성제 이온으로 효율적인 에너지 전달이 일어남으로써 Sm3+, Dy3+, Eu3+와 같은 희토류 이온의 좋은 모체 격자로 개발할 수 있다. 본 연구에서는 마그네슘 니오베이트 MgNb2O6 모체 결정에 다양한 활성제 이온, 즉 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+를 선택적으로 주입하여 발광 효율이 높은 천연색 형광체를 합성하고자 한다. 특히, 모체 결정에 주입되는 활성제 이온 주위의 국소적인 환경이 반전 대칭에서 변형되는 척도를 조사하여 활성제의 주 발광 파장의 세기가 최대가 되는 최적의 조건을 결정하고자 한다. Mg1-1.5xNb2O6:REx3+ 형광체 분말 시료는 초기 물질 MgO, Nb2O5와 희토류 이온을 화학 반응식에 맞게 정밀 저울로 측량하여 플라스틱 용기에 ZrO2 볼과 함께 넣고, 소정의 에탄올을 채운 뒤 밀봉하고서, 300 rpm의 속도로 20시간 볼밀 (ball-mill) 작업을 수행하였다. 그 후, 체(sieve)로 ZrO2 볼을 걸러낸 다음에 혼합된 용액을 각 비커에 담아서 $40^{\circ}C$의 건조기에서 24시간 건조하였고, 건조된 시료를 막자 사발에 넣고 잘게 갈고 80 ${\mu}m$의 체로 걸러낸 후에, 알루미나 도가니에 활성제 이온별로 각각 담아, 전기로에 장입하여 매분당 $5^{\circ}C$의 비율로 온도를 상승시켜 $350^{\circ}C$에서 5시간 동안 하소 공정을 실시한 후에, 온도를 계속 일정한 율로 증가시켜 $1,200^{\circ}C$에서 5시간 동안 소성하여 합성하였다. 합성된 형광체 분말의 결정 구조는 $Cu-K{\alpha}$ 복사선(파장: 1.5406)을 사용하여 X-선회절장치로 측정하였으며, 형광체의 표면 형상은 전계형 주사전자현미경으로 관측하였다. 흡광와 발광스펙트럼은 제논 램프를 광원으로 갖는 형광 광도계를 사용하여 측정하였다. 모체 결정에 활성제 이온 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+가 도핑된 형광체 분말은 각각 적색, 주황색, 황색, 녹색 발광이 관측되었다. 각 발광 스펙트럼과 결정 입자의 크기와 형상 사이의 상호 관계를 조사하였다. 실험 결과로부터, 각 형광체의 발광 파장은 활성제 이온의 종류 와 서로 밀접하게 관련되어 있으며, 형광체 시료 합성시 활성제 이온의 농도를 선택적으로 조절함으로써 발광의 세기를 제어할 수 있음을 확인하였다.