인접한 독립 접지전극에 접지전류가 인가된 경우 접지전극 상호간 전위간섭을 일으키게 된다. 상용주파수 접지전류에 대한 전위간섭은 많은 분석이 이루어 졌으나, 뇌서지와 같은 고주파수를 포함하는 접지전류에 대한 전위간섭의 분석은 충분히 수행되지 못하였다. 본 논문에서는 상호간 영향을 줄 수 있는 길이 4 m인 수직 접지전극을 대상으로 주파수에 따른 전위간섭의 영향을 분석하였으며, 수직 접지전극의 주변에 나타나는 대지표면전위와 함께 상호 비교 분석하였다. 그 결과, 전위간섭은 접지임피던스의 변화에 의존하는 경향성을 나타내었으며, 수직 접지전극 길이의 1.5배에 해당하는 이격거리에서 접지전극의 전위와 대지표면전위가 거의 일치하는 것으로 나타났다.
본 논문은 여러 가지 형상의 접지시스템에서 접지전극 상호간의 전위간섭에 대해 다루었다. 접지전극의 일정한 형상과 크기, 접지전극간 이격거리에 따른 전위상승과 전위간섭계수를 수조실험장치를 이용하여 측정하고, CDEGS 프로그램으로 해석하였다. 전위상승과 전위간섭계수는 접지전극의 이격거리, 접지전극의 형상과 크기에 강하게 의존한다. 격자형 접지전극과 격자형 접지전극 사이의 전위간섭은 격자형 접지전극과 봉형 접지전극 사이의 전위간섭보다 낮은 것으로 나타났다.
본 논문에서는 전위강하법을 이용한 접지저항 측정시 전위보조전극의 위치 및 각도의 영향에 대하여 기술하였으며, 측정시 오차를 최소화하는 기법을 제안하였다. 전위강하법은 이론적으로 전위와 전류의 측정원리에 근간을 두고 있으며 측정오차는 주로 보조전극의 위치와 각도에 기인한다. 전위보조전각의 위치에 의한 접지저항 측정값의 상대오차를 분석하기 위해 전류보조전극의 거리를 50[m]로 고정시키고 전위보조전극의 거리를 10[m]에서 50[m]까지 변화시키며 접지저항을 측정하였고 또한 전위보조전극과 전류보조전극 사이의 각도를 30[$^{\circ}$], 45[$^{\circ}$], 60[$^{\circ}$], 90[$^{\circ}$], 180[$^{\circ}$]로 변화시키며 측정하였다. 결과적으로 전위보조전극의 거리 증가 및 전류보조전극과 전위보조전극 사이의 각도가 감소할수록 상대오차가 작게 나타났다. 본 실험결과는 접지시스템의 접지저항을 측정할 때 전위보조전극의 위치를 결정하는데 활용될 수 있다.
본 논문에서는 전위상승에 대한 개별 접지전극과 연접된 접지전극의 비교를 다루었으며, 시험전류가 접지전극에 흐를 때 실시간으로 접지방식에 대한 전위상승이 측정 및 분석되었다. 접지시스템의 전위상승을 분석하기 위해 반구형 수조실험장치가 사용되었고, 이를 이용하여 접지방식 및 거리에 따라 전위상승이 측정되었다. 실험장치는 반구형 수조, 전원공급장치, 이송형 전위계측장치, 시험 접지전극으로 구성되었고 전위계측장치의 프로브가 수평방향으로 이송함에 따라 전위상승이 측정되었고, 접지전극으로는 80 : 1 축척의 봉형 접지전극을 사용하였다. 개별 접지전극의 전위상승이 연접된 접지전극보다 높게 나타났으며 전위분포는 접지전극으로부터의 거리에 의존하는 특성을 나타내었다.
본 논문에서는 전위강하법에 의한 접지저항 측정시 전위보조전극 위치의 영향에 대하여 기술하였다. 전위강하법에서 접지저항은 이론적으로 전위보조전극을 피측정 접지전극과 전류보조전극이 이루는 일직선상에 위치시킬때 61.8[%]법칙을 적용하여 측정한다. 하지만 측정현장의 사정상 전위보조전극의 위치를 피측정 접지전극과 전류 보조전극이 이루는 일직선과 어느 정도의 각도를 가지도록 시설하여 접지저항을 측정하게 될 경우에 측정오차가 발생하게 되고 보정이 필요하다. 본 연구에서의 측정대상 전극은 길이 2.4 [m]의 봉형 접지전극으로 하였으며, 피측정 접지전극, 전위보조전극, 전류보조전극이 일직선상에 놓이지 않은 상태에서 접지저항을 측정하면 측정값은 항상 (-)의 오차를 나타내었고, 이들 전극이 이루는 각도가 증가함에 따라 측정 오차도 증가하였다.
전위차 측정형 바이오 센서는 기준전극에 대한 센서 전극의 전기화학적 전위를 정확하게 측정하여야 하므로 기준전극의 안정성이 매우 중요하다. 기준전극의 전위는 전해질 용액 내의 염소 음이온 농도에 영향을 받으나 다행히도 혈액 내의 염소 음이온 농도는 거의 변화가 없으므로 혈액 속에서의 은/염화은 기준전극의 전위도 거의 변화가 없다. 본 연구에서는, 사진석판 (Photolithography) 공정을 이용하여 실리콘 표면 및 다공질 실리콘 표면에 은/염화은 박막 기준전극을 제작하고 시료 용액에서의 drift, 안정성, 재현성 등에 대한 특성을 고찰하였고, SEM, AES, EDX 스펙트럼 등을 이용하여 전극의 표면을 분석하였다. 시료 용액의 염소 음이온 농도를 $10^{-4}$M에서 1M까지 변화시켜가며 기준 전극의 전위를 측정한 결과 약 50mV/pCl의 기울기를 얻었으며 이것은 Nernst식을 잘 따르는 결과이다.
다중 전극으로 측정한 활동 전위의 분류(Multi-electrode spike sorting)는 단일 전극(single-electrode)보다 더 정확한 결과를 보여준다. 그러나 다중 전극에서 주어지는 활동 전위 크기들의 클러스터는 일반적으로 분류하기 쉴지 않은 문제이다. 이 논문에서는 고전적인 클러스터링 알고리듬 중의 하나인 Mountain method를 수정하여 다중 전극 활동전위의 분류에 적합한 알고리듬을 제안한다. 통상적인 데이터 클러스터링이 아닌 공간 분할을 통해 신경 데이터의 다양한 클러스터에 대해서 적응도가 높아지고 빠른 분류를 하게 된다.
3점 전위 강하법을 이용하여 접지 저항을 측정하는 방법은 접지 전극과 전류 전극 그리고 전위 전극의 이격 거리 영향 관계에 따라 그 정확성이 결정된다. 하지만 실체 접지 시설을 요하는 현장에서 접지 저항을 측정하기 위한 공간 확보가 어려워 각 전극들의 정확한 위치 선정이 여의치 않는 경우가 발생할 수 있다. 이에 본 논문에서는 전위 전극의 이탈 범위와 접지 전극으로부터의 이격 거리에 따른 접지 저항 값의 오차를 측정하여 각각의 경우에 대해 통상적인 접지 저항 측정 방법에 의한 측정값과의 오차 범위를 분석해본다.
고온의 용융염 매질에서 전해 정련 또는 전해제련에 의해 원하는 물질을 회수하기 위한 공정에 있어서 정확한 산화/환원 전위 측정 및 안정된 전위를 인가하기 위해서는 재현성과 내구성이 확보된 기준 전극이 필요하다. 용융염 매질에서 많이 사용되는 기준 전극은 Ag/AgCl 전극으로서 온도 사이클에 대한 전위의 히스테리시스가 작고 고온에서도 전위가 안정하다. Ag/AgCl 기준전극으로 pyrex 봉 하단부를 수 마이크론 두께의 pyrex 박막으로 제작된 것은 고온 용융염에 접촉시 열 충격, 전극류와 충돌에 의한 물리적 취약성 및 고온의 용융염에 의한 부식과 같은 단점이 있다.(중략)
본 논문은 봉상접지전극 주변에서 접지전극간 전위간섭에 대해 다루었다. 접지전극 상호간의 전위간섭을 저감하는 기법을 제안하기 위해서 실규모 접지전각에서 발생될 수 있는 대지전위와 전위간섭을 이론적 해석과 축소모델 실험을 이용하여 실험적으로 분석하였다. 반구형 수조모의접지 실험장치로 접지전극 상호간 이격거리에 따른 전위 상승과 전위간섭계수를 측정하고, CDEGS 소프트웨어를 이용하여 이들 현상을 해석하였다. 그 결과 전위상승과 전위간섭계수는 접지전극의 이격거리에 강하게 의존하였으며, 실측결과는 이론적 계산결과와 잘 일치는 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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