In order to measure non-intrusively velocity profile in liquid metal flow, a modified electromagnetic flowmeter was designed, which was based on electromagnetic tomography technique. Under the assumption that flow is fully-developed, axisymmetric and rectilinear, the velocity profile was reconstructed after the flowmeter equation, the first kind of Fredholm integration equation, was linearized. In reconstruction process Tikhonov regularization method with regularization parameter was used. The reconstructed velocity profile had the nearly same as turbulent flow profile which was approximately represented as log law. In addition, flowmeter output for a fixed magnet rotation angle was linearly proportional to flow rate. When magnet rotation angle was $54^{\circ}$, axisymmetric weight function was nearly uniform so that the flowmeter gives a constant signal for any fully-developed, axisymmetric and rectilinear profile with a constant flow rate.
In order to investigate the characteristics of electromagnetic flowmeter in two -phase flow, an AC electromagnetic flowmeter was designed and manufactured. In various flow conditions, the signals and noises from the flowmeter were obtained and analyzed by comparison with the observed flow patterns with a high speed CCD camera. The experiment with the void simulators in which rod shaped non-conducting material was used was carried out to investigate the effect of the bubble position and the void fraction on the flowmeter. Based on the results from the void simulator, two -phase flow experiments encompassed from bubbly to slug flow regime were conducted. The simple relation $\Delta$$U_{TP}$ = $\Delta$$U_{SP}$ (l-$\alpha$) was verified with measurements of the potential difference and the void fraction. Due to the lack of homogeneity in a rent two -phase flow, the discrepancy between the relation and the present measurement was slightly increased with void fraction and also liquid volumetric flux jf. Whereas there is no difference in the shape of the raw signal between single-phase flow and bubbly flow, the signal amplitude for bubbly flow is higher than that for single -phase flow at the same water flow rate, since the passage area of the water flow is reduced. In the case of slug flow, the phase and the amplitude of the flowmeter output show dramatically the flow characteristics around each slug bubble and the position of a slug bubble itself. Therefore, the electromagnetic flowmeter shows a good possibility of being useful for identifying the flow regimes.ul for identifying the flow regimes.
전자펌프(Electromagnetic)는 액체금속의 도전성을 이용하는 것으로 종래의 기계식에 비해 회전부가 없고 기밀을 요하는 패킹장치 등이 없어 보수가 필요없을 뿐 아니라 동작시 유도전압 조정기를 이용하여 유량제어를 쉽게 할 수 있는 등 많은 장점이 있다. 따라서 신뢰성과 안전성이 요구되는 고속증식로, 인공위성과 같이 액체금속을 냉각재로 사용한는 시스템의 펌프에는 물론 알루미늄, 납, 수은 등과 같이 산업계에서 많이 쓰이는 용융금속의 수송에도 대단히 중요한 장치이다. 그러나 전자펌프는 구조상 2차측(액체금속)과 펌프닥트등에서의 손실이 대단히 클 뿐 아니라 전자펌프의 이용 특성상 높은 온도에서 사용해야 하므로 절연 및 내열재료 특성에도 아직 연구되어야 할 과제가 많다. 본 난에서는 이러한 관점에 입각하여 전자펌프의 기본원리를 기술하고 국내외의 연구현황 및 전망을 고찰하여 보고자 한다.
이송식 직류 열플라즈마를 이용하여 ZrVFe 합금모재로부터 복합 나노 입자를 제조하여 플라즈마 가스 유량이 제조된 입자의 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 입자의 특성은 전계방출 주사전자 현미경(FE-SEM), 입도 분석기(PSA), X선 분광기(EDS), X선 회절계(XRD), Brunauer-Emmett-Teller (BET) 비표면적 측정기를 사용하여 분석하였다. 플라즈마 가스 유량을 20 L/min에서 40 L/min으로 증가시키면 평균입자크기가 91 nm에서 55 nm로 감소하며 입도분포의 기하학적 편차가 줄어들었고 비표면적은 $200m^2/g$에서 $255m^2/g$으로 증가하였으며 제조된 입자의 조성에는 큰 영향을 미치지 못했지만 결정성이 향상되었다.
본 연구에서는 자동유량측정시설에 의하여 실시간으로 생산되는 자동유량측정 자료의 정상성 여부를 판단하는데 중요한 적정 측정 신뢰구간을 실시간으로 예측할 수 있는 기술을 개발하였다. 전세계적으로, 현대적인 유량측정이 시작된 이래 연속유량 산정을 위한 방법은 수위-유량관계곡선을 이용하는 방법 외에 실무적으로 활용 가능한 방법은 거의 전무한 실정이다. 수위-유량관계곡선을 이용하는 방법은 연속수위를 계측하여 이에 해당하는 연속유량을 산정하는 방법으로 수위와 유량간에 일정한 관계를 가지는 정상적인 흐름을 보이는 자연하천의 경우에 정확도가 매우 높다. 그러나 감조나 구조물 등에 의해 유량이 조절되는 경우에 유량산정의 정확도는 현저히 떨어지게 된다. 따라서 수위에서 유량을 환산하는 방법이 아닌 유량을 직접 연속으로 측정하는 방법이 꾸준히 연구되어 왔고, 이 중 가장 대표적인 방법이 자동유량측정 방법이다. 그러나 자동유량측정 방법은 유량을 연속으로 측정할 수 있다는 장점에 반해 측정된 유량의 정확도를 높이기가 매우 어렵다는 단점도 가지고 있다. 계측 자체의 기술적 한계는 주로 계측기기적인 문제로 이는 전자기, 통신 기술 등 첨단 기술의 발전과 함께 다양한 현장 시험을 통해 폭넓은 개선이 이루어지고 있다. 그러나 아직 기술적 완성도가 완전하지 못한 현실에서, 현재 설치되어 있는 자동유량측정 유량자료의 신뢰도를 높이기 위해서는 각각의 계측 시점에서 자료가 정상적으로 산정되고 있는지에 대한 검정이 필요하고, 이는 자동유량측정 자료의 정확도 확보에 매우 중요한 관건으로 작용할 수밖에 없다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 조석성분과 유출성분을 분리하여 예측하는 방법을 새롭게 개발 적용하였다. 자료는 자료의 시간해상도 증감에 따른 실제 예측의 정확도 증감을 고려하여 가장 적절하다고 판단되는 시자료를 사용하였으며, 자료간 상관을 분석하여 주 입력 자료로 팔당댐 방류량, 한강대교 지점 수위, 전류 수위를 이용하였다. 모형의 예측 능력을 극대화하기 위하여 조석 영향을 받는 자료의 경우는 웨이블릿 변환(wavelet transform)을 이용하여 순수 유출성분과 조위성분을 분리하여 별도로 적용하였다. 그리고 예측을 위한 모형은 실시간 자료기반 모형으로 그 안정성이 인정된 서포트벡터머신(support vector machine)을 이용하였다. 이러한 과정을 통해 한강대교 지점의 순수 유출성분과 조위성분의 유량을 각각 예측한 후 두 결과를 합성하여 최종 한강 대교 지점의 유량을 산정하였다. 조석성분을 분리하여 한강대교 지점의 유량을 예측한 결과 대부분의 예측치가 95% 예측구간에 포함되었다. 그리고 조석성분을 분리하지 않은 모형과 조석성분을 분리한 모형의 예측 능력을 비교한 결과, 조석성분을 분리한 모형이 예측이 정확도가 높았다. RMSE의 경우 분리하지 않은 모형대비 23%의 예측오차가 감소하였고, NSC의 경우 0.92에서 0.95로 예측의 정확도가 증가하였다.
Power steering systems far automobile are becoming ever more popular because they reduce steering efforts of the drivers, especially during parking lot maneuver. In this paper, the controller of the motor driven hydraulic power steering(MDHPS) has been designed and developed. This system uses a power source of DC motor instead of engine power source for power steering drive oil pump. The developed MDHPS system is accomplished a highly sensitive power steering resulted from electronic control under variable driving condition. Furthermore, this system is more improvement than type of engine driving far fuel economy.
전형적인 다변수 화공정시스템을 실제로 구성하고 이 시스템에 대해 종래에 쓰이던 하드웨어 제어기 대신에 마이크로콤퓨터를 써서 제어한 실험연구의 결과를 보고하였다. 특히 시스템에 공급되는 유동의 수압이 강하함으로 인한 시스템특성의 변화에 대해서 유량계를 이용한 적응제어를 시도하여 그 제어성능이 크게 개선되도록 하였다.
대기압 저온 Ar 플라즈마 제트에서 발생되는 플라즈마에 대해 연구하였다. 플라즈마 제트의 본체는 주사기 바늘, 유리관 그리고 테프론 튜브로 구성되어 있다. 바늘의 앞부분은 유리관에 삽입되어 있으며 바늘의 뒷부분은 테프론 튜브와 연결되어 있다. 주사기 바늘에는 수십 kHz의 사인파를 발생시키는 DC-AC 인버터로 수 kV의 고전압을 인가해준다. 기체는 테프론 튜브를 통해 바늘의 안쪽으로 흐른다. 사용 기체는 Ar이며 유량은 3 lpm이다. 주사기 바늘형 전극의 내경은 1.3 mm, 외경은 1.8 mm, 총 길이는 39.0 mm이며 재질은 스테인레스강이다. 유리관의 내경은 2.0 mm, 외경은 2.4 mm, 총 길이는 80.0 mm이다. 자외선-근적외선 분광계를 이용하여 대기압 저온 Ar 플라즈마 제트에서 발생된 플라즈마의 분광 분석을 하였다. 플라즈마 제트에서 발생되는 플라즈마의 휘도는 대략 $10{\sim}30cd/m^2$이다. 플라즈마의 측정 위치, 플라즈마 제트의 입력 전압과 입력 전류, 기체 종류 등의 변수에 따른 분광 실험을 하였으며 이를 통해 얻은 분광 데이터를 일반적인 볼츠만 기울기법에 대입하여 플라즈마의 들뜸 온도를 측정하였다. 또한 Ar 플라즈마 제트의 분광 데이터를 수정된 볼츠만 기울기법에 대입하여 플라즈마의 전자 온도를 측정하였다. 이는 바이오-의료용 플라즈마 및 플라즈마 공정 등의 다양한 응용 분야에서 유용하게 활용할 수 있을 것이다.
최근 계측기의 소형화, 전자화에 따라 차압식 유량계의 경우 기존에 기계가공을 통해 개발하던 센서부를 전자식 MEMS 차압센서로 대체하려는 많은 노력이 있으나, MEMS 차압센서의 경우 고압이 인가시 실리콘 다이아프램의 파괴 및 센서의 접합부의 파괴가 발생하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 proof pressure 이상의 압력에서 센서의 다이아프램이 파괴되지 않는 구조를 제안하였으며, 그에 따른 차압식 압력센서를 설계 및 제작하였다. 센서 동작압력(0-3 bar)의 3배 이상의 압력에서 센서의 동작특성을 평가하였다. 개발된 센서는 $3.0{\times}3.0mm$이며, 0~3 bar 사이의 압력에서 LCR meter (HP 4284a)로 측정한 결과 3.67 pF at 0bar, 5.13 pF at 3 bar를 나타내었으며, 센서의 동작압력(0-3 bar)에서 0.37%의 hysteresis를 나타내는 압력센서를 개발하였다.
본 연구는 임실군 관내 16농가를 선정하여 총 486두에 대한 비유기록을 수집하였으며, 얻어진 결과는 다음과 같다. 평균 비유개시 3분이내 유량(3MG)은 7.44 kg으로 총 유량의 55%가 3분이내에 비유되는 것으로 나타났고 평균 우유속 거품함량(SPL)은 33.93%였으며, 평균 후착유 유량은(MNG)은 0.14 kg으로 총 유량의 1%에 불과하였다. 순간최고유속(HMF), 분당최고유속(HMG)과 주착유시평균유속(DMHG)에 대한 평균치는 각각 3.03 kg/min, 2.94 kg/min과 2.05 kg/min으로 임실군 젖소군의 비유속도는 대체적으로 느린 것으로 조사되었다. 비유개시부터 유속 500 g/min 도달시간(tS500)은 평균 0.23분(약 14초) 이었으며, 총비유 시간(tMGG)의 평균은 7.75분이었다. 평균 과착유소요시간(tMBG)은 0.58분(35초) 이었으며, 후착유소요시간(tMNG)은 평균 0.42분(14초) 걸리는 것으로 조사되었다. 최고유속시 전기전도도(ELHMF)와 비유개시시 최고전기전도도(ELAP)의 평균은 각각 6.81 mS/cm와 7.58 mS/cm로 조사되었고 최고유속이후 최고전기전도도(ELMAX)는 평균 7.48 mS/cm로 나타났으며, 비유초기와 최고유속의 전기전도도 차이(ELAD)는 평균 0.61 mS/cm로 나타났다. 총비유량은 주착유시 평균유속(DMHG), 주착유시간(tMHG), Plateau 비유 소요시간(tPL), 비유하강기 소요시간(tAB)과 총착유 시간(tMGG)에 대하여 0.35~0.54 범위의 정(+)의 상관관계를 나타낸 반면, 과착유시간(tMBG)과 우유속 거품함량(SPL)과는 각각 -0.11과 -0.27의 부(-)의 상관을 나타내었다. 주착유시 평균유속(DMHG)이 증가하면 총비유시간(tMHG), Plateau 비유 소요시간(tPL), 비유하강기 소요시간(tAB), 총비유시간(tMGG)과 우유속 거품함량(SPL)은 감소하는 것으로 나타났다. 비유개시시 전기전도도가 높은 개체의 우유는 체세포 수가 적은 반면 최고 비유기 이후 최고전도도가 높은 개체의 우유는 체세포 수가 높은 것으로 나타났다. 따라서 비유상태를 정기적으로 점검하고 착유 및 비유에 대한 표준안을 바탕으로 착유를 실시하면 유량과 유질의 향상을 기대할 수 있다고 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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