• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.7 no.5
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• pp.940-947
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• 2006

A variety of actuators fur an implantable artificial heart have been studied. They, all, however, share the disadvantages of a complicated energy conversion mechanism and of the need to use bearings. A ferrofluidic actuator directly drives magnetic fluids by applying a magnetic field to these fluids; it does not require bearings. In this study, the feasibility of a ferrofluidic actuator for an implantable artificial heart was studied. An way of two Poles of ring solenoids was mounted near the acrylic tube $({\phi}\;7.4mm)$. A rubber sack (volume : $2m{\ell}$ was connected to both ends of the acrylic tube. The sack were encased in a rigid chamber that had inlet and outlet ports. The acrylic tube and the rubber sack were filled with water encased in a rigid chamber magnetic fluid and the iron cylinder were immersed in the water. Two experiment method was conducted. 1) distance between stoppers were 72mm and 2) distance between stoppers were 104mm. A stroke volume was stability and $0.96m{\ell}$ was obtained in the experiment 1 and $1.92m{\ell}$ in the experiment 2. The energy efficiency of Experiment method 2 is about five times than Experiment method 2. A magnetic fluid-driven blood pump could be feasible if the magnetic fluid with high magnetization (3 times yester than the current value) is developed.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.8
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• pp.642-648
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• 2019

This paper presents a fast back-type transfer device for snack food processing that uses the inertia of transferred material. A conventional conveying system is a drive system that uses a belt conveyor and mechanical crank, which generate noise and vibration and cause environmental pollution. Vibration and noise are reduced in the proposed fast back feeding device by using a counterweight. The crank drive unit was replaced with a linear servomotor, and an equilibrium device was designed to balance the force due to acceleration. This makes it is possible to adjust the forward and backward speed and acceleration through PLC control. A vibration damper device offsets the vibration force of the periodic shock form. The main cause of the vibration was identified through vibration analysis, and reduction measures were established. We verified the effectiveness of the vibration by making a prototype and performing about 10 vibration tests. Because no mechanical transducer is needed, energy loss, noise, and vibration do not occur, and the operating speed is not limited.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.7 no.3
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• pp.122-129
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• 2006

We propose the Fizeau-type phase shifting interferometer(FPSI) system for the performance test of high-order aspheric lenses. The proposed system is divided into two parts : optical part and signal processing part. Those two parts are operated by a program for hardware control. We also developed an analysis program adopting the phase shifting algorithm to analyze the obtained interferograms. We can confirm that the proposed system is efficient and adequate by direct comparison with the standard criterion in Mark IV interferometric system of Zygo. The peak-to-valley and RMS values of surface errors which are used to characterize high-order aspheric lenses are 0.845 wave and 0.1871 wave, respectively. The measurement errors between the proposed system and Mark IV are less than ${\lambda}/100$ and the repeatability is also calculated at less than ${\lambda}/100$.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.388-392
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• 2007

지구온단화와 이상기후에 의해 시설물 피해가 나날이 증가하고 있으며, 농촌의 인구감소 및 고령화에 의해 이러한 집중강우등에 대한 대처도 어려운 실정이다. 현재 전국에서 농업용수 공급을 위해 사용하고 있는 농업용 저수지는 17,882개소로서 이 중 축조한지가 35년 이상 경과된 저수지가 15,856개소로서 88.7%나 차지하고 있다. 이러한 현상은 저수지를 구성하고 있는 각종 부대시설의 노후화로 귀결되며 농업용수의 낭비 및 효율적인 운영을 위해서는 시설의 현대화가 필수적이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 저수지에서 물을 직접 공급하는 시설인 사통수문을 대상으로 현대화를 이룩하고 또한 사용동력도 대체에너지를 이용하기 위한 방안을 제시하였다. 사통수문의 수문비는 수중의 압력을 효율적으로 분산시킬 수 있는 원형수문비와 수중에서도 사용동력을 가장 적게 할 수 있는 밸브형을 기준으로 개발을 하였으며, 수문비와 구동부를 연결하는 작동 롯드의 힘전달을 최소화하기 위하여 유니버셜 쪼인트를 볼밸브형으로 개발하였다. 이에 따라서 작동용 롯드의 길이가 길어져도 수문비에 걸리는 작동모멘트를 최소화하여 태양광을 이용한 동력사용이 가능해졌다. 특히 수중에서 움직이는 특성을 감안하여 원형 수문비의 경우에는 수문비와 수문틀 사이에 마찰력을 감소시키기 위하여 수문틀측을 약간 경사지게 가공을 하고 중간에 볼 베이렁을 부착시켜 수문개폐가 원활토록 지수부의 구조변화를 하였다. 또한 농업용수공급시 수류와 함께 유입되는 저수지 내 오물을 차단하기 위하여 수문의 전면에 스크린을 설치하였으며 토사퇴적으로 인하여 수문작동의 방해가 되지 않도록 하기 위하여 토목구조물을 설치하였다. 그리고 동력전달을 효율적으로 하기 위하여 Solar Unit으로부터 나오는 전기를 중전기에서 밧데리로 축전을 시키고 완전 충전 후에는 나머지 전기는 방전이 되도록 회로를 구성하였다. 사통수문 자원조사 결과에 의하면 현재 저수지에 물공급을 하는 수문은 취수탑 형식이 70% 이상을 차지하고 있으며 나머지 30%의 사통수문 중 원형수문비가 98% 이상을 차지하고 있다. 현재 대체에너지를 사용하는 저수지 사통수문은 없는 것으로 조사되었으며 전력을 사용하는 사통도 조사결과에 의하면 20% 이내로 나타났다. 이러한 결과는 향후 수리시설 개보수시 적은 예산으로 사업을 시행하는 경우 사통수문의 설치방향의 지표가 될 것으로 판단되며 수리시설의 운영관리에 대한 새로운 대안으로 제시할 수 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07d
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• pp.3151-3153
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• 2000

현재 국내에서 사용되는 교통신호등용 전구는 전량 해외에서 수입하는 백열전구로써 발열에 의한 낮은 발광 효율과 짧은 수명으로. 전력의 과소비와 과중한 전력요금 부담. 잦은 유지보수로 관리비용의 증가와 교통환경 악화의 원인이 되고 있으며, 국가적으로는 귀중한 에너지의 낭비, 첨두부하 증가에 따른 전력수요관리의 어려움, 발전용 화석연료 사용증가에 따른 환경오염 유발 등의 문제가 발생하고 있다. 그러나 $8{\sim}12$인치의 원형(또는 사각) PCB 기판에 수백개의 고휘도 LED(반도체 발광 다이오드, Light Emitting Diode)와 구동회로로 구성되는 LED 교통신호등은 발열에 의한 열손실이 거의 없고, 특정 파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈 사용에 따른 빛손실이 없어 80% 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하며. 또한 긴 수명으로 유지보수비용의 절감 및 교통환경개선 효과가 크게 기대되어 미국, 일본 등 고휘도 LEB 기술 선진국을 중심으로 경쟁적으로 LED 신호등 기술개발에 심혈을 기울이고 있으며, 일부 시범 보급중에 있다. 교통신호등은 특성상 국민의 안전과 직결된 사안으로 엄격한 규격으로 제한하고 있다. 그러나 LED 신호등은 발광 원리 및 발광 방식이 기존의 전구식과 달라 현재 규정된 시험방법으로 직접 평가가 불가능하다. 따라서 우리나라의 경우 LED 제조 기술은 세계적인 수준이나 LED 신호등에 대한 기술개발 및 보급은 현실적으로 어려운 실정이다. 본 논문에서는 에너지절약형 우리나라 환경 특성에 적합한 LED 교통 신호등의 규격 제정 및 국내 보급환경 구축을 위해 LED 신호등에 대한 시제품의 특성을 장시간의 옥외 시험을 통해 평가하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.343-343
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• 2020

본 연구는 해안 및 도서지역에서 기후변화에 따라 재해위험이 증가되고 있으므로 '해일대비 신개념 침수방어벽 기술 개발'을 통해, 침수방어벽을 ICT와 연계하여 국민의 재산과 생명을 보호할 수 있도록 하는 연구이다. 이를 위해 국내·외 침수방어벽 자료를 조사하여 연구방향을 설정한 후, 국내·외 침수방어장치에 대한 개선방안을 제시하고자 한다. 기존 침수방어벽의 경우 ICT와 연계되어 있지 않아서 침수 예보나 경보 상황에 대응할 수 없는 실정이었다. 본 연구에서는 ICT 연계 방안을 제시하여 침수에 즉각적으로 대응할 수 있도록 함으로써 국민의 재산과 생명을 보호할 수 있도록 하고자 한다. 본 연구에서는 제시된 ICT 연계 침수방어벽에 대한 설치 대상지 검토 및 사업 대상 후보지를 선정하고, 조건별 수치모의(SWMM, 3D flow, FEM 등)를 통해 능력 검토를 수행하고자 한다. 향후 침수방어벽 시제품을 제작하면서 구조적인 안정성을 확보하도록 하였다. 침수센서의 경우 지주식으로 침수방어벽과 일체형으로 하고, 투명 침수방어벽의 경우 유리에 직접 디스플레이가 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 기존에 보유하고 있는 직립형 고무보와 투명 홍수방어벽 기술에 대하여 재질과 구동방식, 시공성, 경제성, 유지관리 용이성 등을 재검토하여 해안 및 도서지역에 적합한 침수방어벽 기술에 대한 시제품과 운영시스템을 개발하고자 하며, 이를 통해 국민의 재산과 생명을 보호하고, 국내 물 시장에서 침수를 방지하여 국민경제에 기여할 수 있으며, 향후 ODA 사업에서 홍수예·경보 및 구조적 대책 분야에 진출하여 수출증대 효과를 얻을 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.53-53
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• 2017

연구목적: 국내 과일 산업의 한 단계 도약과 대외 경쟁력을 높이기 위해서는 수확작업의 기계화가 시급함. 이 연구는 국내외 과일 수확 기계화 현황과 문제점을 분석하고, 향후 수확작업 기계화 방향을 제시하고자 수행 수확기계 실용화 현황 및 고찰 (국내) 과일을 직접 수확이 아닌 수확 작업을 보조해주는 고지 작업기(수동형, 모터 진동형)와 고소 작업차가 대부분임. 수동형은 사과 감 등을 수확하지만, 작업능률이 낮고 작업자가 쉽게 피로하여 장시간 작업이 불가능하므로 실질적인 대안이 되지 못함. 진동형은 자체 동력을 이용하여 나무에 진동을 가하여 주로 대추 매실 등 소과류 수확에 이용되고, 수확능률은 우수하나 충격 손상이 많아 개선이 요구됨. 고소작업차는 동력원에 따라 충전식과 엔진식으로 구분되고, 충전식은 엔진식에 비해 진동 소음이 적어 쾌적하지만, 작업시간이 배터리 용량에 제한을 받음. 또한 작업대 작동방식에 따라 리프트형과 붐형으로 구분함. 리프트형은 리프트를 이용하여 작업대를 상하로 구동하는 방식으로 높은 위치의 과실 수확이 어렵고, 작업대 넓이 만큼의 작업 공간(과수간의 거리)이 필요함. 붐형은 필요한 곳으로 접근성이 우수하나 무거운 무게를 지탱하기 어렵기 때문에 본체를 무겁게 하거나 수시로 수확된 과일을 하차시켜야 함. (국외) 수확 후 가공되는 과일류와 포도 올리브 오렌지 매실 등 소과류 수확이 기계화되었지만, 사과 복숭아 등 신선과일은 아직도 외국의 값싼 노동자들에 의존하여 수확되고 있음. 현재 실용화된 수확 기계는 진동식 수확기계와 터널식 수확기계가 대표적임. 진동식은 집게형의 부착기를 나무 줄기에 고정한 후 트랙터 동력원으로 나무에 진동을 가하여 수확하고, 올리브 대추 등과 같은 소과류와 과피가 두꺼운 오렌지 등에 적용되고, 수확 작업능률이 매우 높으나 과일의 낙하 상처를 피할 수 없는 단점이 있음. 터널형은 규격화(과수 크기 및 형태, 재식거리)된 과수원에 잘 적응하도록 설계 제작되어, 과수 위를 지나가면서 내부에 설치된 진동장치와 컨테이너로 과일을 수확하고, 와인용 포도 수확기가 대표적임. 기계수확이 가능하도록 과수원 조성단계에서부터 재배양식(과수 좌우 및 전후 거리)을 기계의 제원(바퀴 간격, 작업부 간격 등)에 맞추어 재배함. 과일 수확로봇에 관한 연구는 활발하고 일부에서 실증시험단계에 있음. 결론: 구체적인 추진방향을 제시하면, 단기적으로는 과일 수확작업자의 작업편이성과 노동강도를 줄일 수 있도록 소형 저가 범용성이 우수한 보조기구/기계의 보급을 확대하고, 중장기적으로는 수확기계/수확로봇 개발을 위한 연구개발비 투자를 늘리는 동시에, 기계/로봇이 과수원에 잘 적응할 수 있도록 수형 재식거리 등 재배양식의 표준화가 추진되어야 함.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.260-260
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• 2009

초박형 절연막은 현재 다양한 전자소자의 제작과 향상을 위하여 활용되고 있으며, 일반적인 화학 기상 증착 방법으로는 균일도를 확보하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 디스플레이의 구동소자로 활용되는 박막 트랜지스터의 특성 향상과 비휘발성 메모리 소자의 터널링 박막에 응용하기 위하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 증착과 이의 특성을 분석하였다. 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 실리콘 산화막에 질소가 주입되어 있는 형태로 실리콘 산화막과 실리콘 계면상에 존재하는 질소는 터널링 전류와 결함 형성을 감소시키며, bulk 내에 존재하는 질소는 단일 실리콘 산화막에 비해 더 두꺼운 박막을 커패시턴스의 감소없이 이용할 수 있는 장점이 있다. 플라즈마 처리 기법을 이용하였을 경우에는 초박형의 균일한 박막을 얻을 수 있으며, 본 연구에서는 이산화질소 플라즈마를 이용하여 활성화된 질소 및 산소 라디칼들이 실리콘 계면을 개질하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 형성활 수 있다. 플라즈마 처리 시간과 RF power의 변화에 따라 형성된 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 및 광학적 특성은 엘립소미터를 통하여 분석하였으며, 전기적인 특성은 금속-절연막-실리콘의 MIS 구조를 형성하여 커패시턴스-전압 곡선과 전류-전압 곡선을 사용하여 평가하였다. 이산화질소 플라즈마 처리 방법을 사용한 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 log-log 스케일로 시간과 박막 두께의 함수로 전환해보면 선형적인 증가를 나타내며, 이는 초기적으로 증착률이 높고 시간이 지남에 따라 두께 증가가 포화상태에 도달함을 확인할 수 있다. 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 초기적으로 산소의 함유량이 많은 형태의 박막으로 구성되며, 시간의 증가에 따라서 질소의 함유량이 증가하여 굴절률이 높고 더욱 치밀한 형태의 박막이 형성되었으며, 이는 시간의 증가에 따라 플라즈마 챔버 내에 존재하는 활성종들은 실리콘 박막의 개질을 통한 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 증가에 기여하기 보다는 형성된 박막의 내부적인 성분 변화에 기여하게 된다. 이산화질소 플라즈마 처리 시간의 변화에 따라 형성된 박막의 정기적인 특성의 경우, 2.3 nm 이상의 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 가진 MIS 구조에서 accumulation과 inversion의 특성이 명확하게 나타남을 확인할 수 있다. 아산화질소 플라즈마 처리 시간이 짧은 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 경우 전압의 변화에 따라 공핍영역에서의 기울기가 현저히 감소하며 이는 플라즈마에 의한 계면 손상으로 계면결합 전하량이 증가에 기인한 것으로 판단된다. 또한, 전류-전압 곡선을 활용하여 측정한 터널링 메카니즘은 2.3 nm 이하의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 직접 터널링이 주도하며, 2.7 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 F-N 터널링이 주도하고 있음을 확인할 수 있다. 즉, 2.5 nm 두께를 경계로 하여 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 터널링 메카니즘이 변화함을 확인할 수 있다. 결론적으로 2.3 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막에서 전기적인 안정성을 확보할수 있어 박막트랜지스터의 절연막으로 활용이 가능하며 2.5 nm 두께를 경계로 터널링 메커니즘이 변화하는 특성을 이용하여 비휘발성 메모리 소자 제작시 전하 주입 및 기억 유지 특성을 확보를 위한 실리콘 옥시나이트라이드 터널링 박막을 효과적으로 선택하여 활용할 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.19 no.6
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• pp.727-735
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• 2016

Smart transformers are effective at reducing the weight and increasing the efficiency of traction systems for railroad applications. A smart transformer generally consists of rectifier modules and the Dual-Active-Bridge (DAB) converter modules. The efficiency of the smart transformer depends on not only the electrical characteristics, but also on the control method of the converter modules. Especially, a DAB converter has a high order degree of freedom of voltage modulation to control the power transferred through the high frequency transformer, and a voltage modulation method, are very critical for the efficiency of the DAB converter. This paper proposes a new voltage modulation method for the DAB converter to increase the efficiency in the low/medium power transfer condition. The proposed modulation method controls the reactive power in the high frequency transformer, making it zero. And, the switching loss is dramatically reduced by using the received converter module as a diode rectifier. The feasibility of the proposed modulation method is verified by computer simulation of the 900Vdc DAB converter power control.

• Journal of IKEEE
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• v.19 no.3
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• pp.319-326
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• 2015

This paper proposes method about development of conversion software for controller without OPC stack to communicate with OPC DA client. The proposed method is composed of development of OPC server based on OPC DA standard protocol, development of GUI application can be checked the OPC tag and point informations, development of conversion module to convert from OPC protocol to open standard protocol. In the stage of development of OPC server based on OPC DA standard protocol, we develope server in the pc to transmit and receive datum through OPC DA protocol with OPC DA client. In the stage of evelopment of GUI application can be checked the OPC tag and point informations, run the OPC DA server and register to window system registry and check OPC tags, points, transmitting and receiving of data from serial communication. In the stage of development of conversion module to convert from OPC protocol to open standard protocol, convert from OPC tag data which has received from OPC DA client to protocol can be communicated with industrial controller using open standard protocol so that support to transmit and receive data. To evaluate the efficiency of the proposed software, we connected OPC DA server software and OPC client, and 5 sample industrial controller which use open standard protocol, as a result we got 96.98% average communication succeeding rate among entire transmitting and receiving packets. We also confirmed that successfully communicated between industrial building controller which uses modbus protocol and industrial OPC DA client using OPC DA conversion software proposed by this dissertation.