최근 배전계통의 전기품질 관련으로 문제가 발생하거나 고객의 민원발생시 원인규명에 어려움이 있어, 효율적인 전기품질 관리의 필요성이 대두됨에 따라 전기품질을 측정하고 이를 분석하기 위한 측정시스템이 다양하게 개발, 보급되고 있다. 이에 본 논문에서는 전기품질 관리측면에서 전기품질측정시스템을 정의하고 해외의 측정시스템 구축현황 및 기술동향을 분석하여 향후 국내 배전계통에 맞는 전기품질측정시스템 구축방안에 대해 제시하였다.
본 연구에서는 일반 산업현장에서 동력원으로 가장 편리하게 사용하고 있는 장치인 모터의 결함을 사전에 모니터링하기위한 연구를 수행하였다. 기존의 EOCR(electronic over Current relays)을 통해 모터의 전기적 결함에 따른 모터보호 및 전기적 결함측정뿐만 아니라 모터의 절연저항, 구동시간, MC(magnet contactor) 접점횟수, 베어링온도측정, 모터회전수 측정 등 전기적 결함과 기계적 결함을 동시에 모니터링 할 수 있는 다기능 모터보호장치를 구현하고자 하였다. 이를 위하여 다기능 모터보호장치의 데이터입력 및 제어장치, 디스플레이 및 인터페이스 장치를 구현하였고, 실제 MCC시스템과의 연동을 통해 동작특성평가를 수행하였다. 인위적인 전기적 결함 및 기계적 결함을 유발시키고 이를 검출하는 모의실험을 수행한 결과 전기적 결함과 기계적 결함 각각에 대해 100% 검출 가능함을 확인하였다.
임피던스 혈량 측정법(impedance plethysmography)은 인체의 어느 특정부위에서의 혈량의 변화를 환자에게 전혀 고통을 주지않고(noninvasive) 안전하고 간편하게 측정하는 방법으로서, 특히 심장의 빅동량(stroke volume)를 측정하는 분야를 임피던스 카디오그라피(impedance cardiography)라고 한다. 혈량 측정법은 인체의 어느 부위에서 박동하는 혈량은 그 부위로 유입되는 혈량과 유출하는 혈량의 차이 만큼 유발한다는데 근거를 두고 있다. 한편 심전도는 주로 심장의 전기적인 면을 측정하는 반면 임피던스 카디오그라피는 박동량과 심장 근육의 수축능력(contractility)등 심장의 기계적인 면을 측정할 수 있다.
본 논문에서는 안정화 층이 없는 YBCO CC(Coated Conductor)의 YBCO층을 임의의 수로 분할한 경우에 대하여 전기적인 특성을 알아보기 위해 각 소선의 임계전류 값을 측정하는 방법을 제안하였다. 안정화 층이 없음으로 통전 중 주울 열에 의한 선재의 소손을 막기 위해 전류를 펄스파 형태로 인가하여 측정하였으며, 선형적으로 전류를 인가하는 측정 방법에 의한 결과와 비교하였다. 결과적으로 안정화층이 없는 경우의 전기적 특성 측정을 위해서는 본 논문에서 제안한 방법이 우수함을 보였다.
생체 조직은 세포 배열이나 조직 형태 등 다양한 차이에 의해 각각 고유의 전기적 특성을 가지며, 생물학적 변화가 일어나면 고유의 전기적 특성이 변한다. 본 연구는 방사선 피폭에 따른 생체 조직의 전기적 특성 변화를 측정하기 위한 선행연구로 측정 과정에서 방사선 피폭 우려가 있으므로, 실험자의 방사선 장애를 방지하기 위해 LabVIEW를 이용하여 자동제어 측정 시스템을 개발한 후 생체 조직의 특성을 평가하고자 하였다. 생체 조직의 전기적 특성 측정전 후 형태학적 변화를 관찰한 결과 조직 변화는 관찰되지 않았으며, 유사한 양상이었다. Impedance/Gain-phase analyzer로 생체 조직의 임피던스를 반복 측정한 결과 변동계수가 10% 미만으로 측정값은 재현성이 있었다. 주파수 변화에 따른 생체 조직의 전기적 특성 중에서 위상차 변화는 거의 없었으며, 조직은 저항성을 나타내었고, 임피던스 크기는 주파수에 비례하여 일정하게 감소하였다. 본 연구를 통해 생체 조직의 전기적 특성 변화를 측정할 수 있는 자동제어 시스템을 개발하였으며, 생체 조직의 전기적 특성을 이해할 수 있었다.
대전 입자의 거동은 입자의 제어 측면뿐만 아니라 입자의 측정에서 중요한 요소 중 하나이다. 특히, 입자를 실시간으로 측정하는 경우 입자의 대전량을 정밀하고 정확하게 측정하는 것은 측정 대상이 심하게 변할 때 매우 중요하다. 입자의 전기적 특성(대전량)을 이용하여 입경분포를 측정하는 장비로는 EAA(electrical aerosol analyzer), SMPS(scanning mobility particle sizer), ELPI(electrical low pressure impactor) 등이 있다. (중략)
일반적으로 GaN-based light emitting diodes(LEDs)는 Top layer위에 금속박막으로 contact을 형성하고 있으며 광소자 구성에 있어 빛은 이러한 금속 contact을 통과할 수 없다. 그러나 만약 이러한 contact이 투명전도막으로 구성될 수 있다면 보다 효율적인 광소자의 구성이 기대되어진다. 특히 GaN photodetector, GaN-based LEDs, GaN vertical cavity surface emitting lasers(VCSELs)등의 소자형성에 있어 투명전도막 contact은 매우 중요하며 그 응용에 앞서 기본적인 구조적, 전기적, 광학적 특성에 대한 연구가 반드시 선행되어져야 한다. 따라서 본 실험에서는 이러한 투명전도막으로써 Indium Tin Oxide(ITO)를 사용하였으며 박막형태의 contact으로 제조하여 n-GaN, p-GaN와 corning glass위에 e-beam evaporation법로써 제조하였다. 또한 각 n-, p-type과 corning glass위에 증착된 ITO박막의 구조적 특성을 분석하기 위하여 x-ray diffractometry(XRD)와 Auger electron spectroscopy(AES)등을 사용하였으며 전기적 특성을 측정하기 위하여 four point probe를 사용하였고 그들의 I-V 곡선을 측정하였다. 또한 UV spectrometry를 사용하여 그들의 광학적 특성을 측정하고자 하였다. ITO 박막의 제조에 있어 기판은 초음파 유기세정 후 HCl과 H2O2(1:1)의 혼합용액을 사용하여 GaO2를 제거하고자 하였으며 이후 초순수로 세척하여 사용하였다. 초기 진공도는 3$\times$10-5 Torr이하였으며 기판온도 50$0^{\circ}C$에서 0.6 /s의 증착속도로 약 2000 증착하였다. 이렇게 제조된 ITO 박막은 5$\times$10-5 Torr이하의 진공분위기에서 $600^{\circ}C$로 열처리를 실시하였으며 열처리 시간의 변화에 따른 그들의 전기적, 구조적, 광학적 특성을 측정하였다. 열처리 과정을 통한 ITO박막은 투과도는 420nm의 영역에서 80%이상을 나타내었으며 이때의 면저항은 약 50ohm/ 이었다. 또한 I-V 곡선 측정에 의한 contact특성의 측정결과 열처리 전의 ITO contact은 n-GaN와 n-GaN에 대해 각각 ohmic과 schottky contact의 일반적인 contact 특성을 나타내었다. 그러나 이러한 contact 특성은 열처리 시간의 변화에 따라 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
물질의 양을 계측하는 소위 분석기기는 광, 전기, 자기 및 크로마트 등 많은 물리적 화학적 특성을 이용한 계측기가 있으며 또한 측정목적에 적합한 원리의 계측기가 사용되고 있다. 환경대기나 배가스의 측정기기도 특별한 것이 아니고 보통의 분석기기를 이용하고 있다. 또한 발생원(카드뮴, 연 및 그의 화합물)과 환경에 있어서 배진이나 분진(이하 더스트라고 총칭함)에 의한 공해방지를 위하여 법에 의한 규제와 기준에 대한 적부의 판단을 비롯해서 공해방지장치(집진장치등)의 성능측정 또는 오염예측 등에 각종 측정기기가 사용되고 있다. 이것들은 주로 더스트의 농도, 양, 조성및 입경분포 등을 측정하는 것이나 이외에 필요에 따라서 여러가지 성상(비중, 전기저항율 등)을 측정할 수 있다. 그러나 본고에서는 가장 측정빈도가 높은 농도의 측정을 중심으로해서 가장 적절한 측정기기의 선정요점을 기술하고자 한다.
ITO (indium tin oxide)는 스마트폰을 비롯한 여러전자제품의 터치패널 투명전극으로 가장 많이 쓰이고 있는 물질이다. 산화 인듐(In2O3)과 산화 주석(SnO2)의 화합물로 우수한 전기적 특성과 광학적 특성을 지녀 태양전지 분야에서도 그 활용가능성이 높다. 또한 최근 고효율 태양전지인 HIT (heterojunction with intrinsic thin layer) solar cell의 경우 Si 기판의 두께가 얇고, 소자의 양면에서 태양광을 흡수하여 효율을 증가 시키데, 특히 투명 전극의 물리적 특성들과 계면의 트랩의 상태가 효율에 영향을 미친다. 본 연구에서는 HIT Si 기판의 태양전지 구조에 전극으로 쓰일 ITO 박막을 sputtering 방법으로 증착하여 물리적 특성을 연구하였다. ITO 타겟을 활용한 radio frequency magnetron sputtering 방법으로 Si 기판에 ITO 박막을 증착하였다. 50W의 방전전력과 Ar 10 sccm 분위기에서 성장시킨 ITO 박막을 Transmission Electron Microscope 로 측정하였다. X-ray Diffraction 측정으로 ITO 결정의 방향성을 확인하고 Photoluminescence 측정으로 성장된 ITO 박막의 밴드갭 에너지를 확인하였다. $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$에서 후열처리한박막의 광 투과율, 비저항, 이동도를 측정 비교하여 적절한 후열처리 온도를 찾는 연구를 진행하였다. Sputtering 방법으로 성장시킨 ITO 박막의 전기적, 광학적 특성을 측정하여 HIT solar cell에 활용될 가능성을 확인하였다.
재료의 상변태 현상을 규명하기 위한 목적으로 이용되는 전기저항 측정법은 "비열측정", "선팽창율 변화 측정"등의 주요 분석방법에 비해 상대적으로 우수한 정밀성과 편이성으로 많은 연구자들에 의해 이용되고 있다. 그러나 전기저항 측정법은 전기저항의 온도민감성, 크기효과(size effect) 등으로 인해 실험결과에 대한 폭넓은 응용과 해석에 제한을 받고 있다. 최근 전기저항 변화율을 미분한 "DVRC 측정법"을 통해 보다 정밀하게 상변태 현상을 규명하고자 하는 노력들이 진행 중에 있다. 본 연구에서는 Al-Mg합금을 대상으로 수행된 전기저항 측정결과와 DVRC측정결과를 비교 분석함으로서 미시적 상변태 해석을 위한 기초적 해석 자료를 도출하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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