• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.34 no.4
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• pp.290-298
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• 2014

Ultrasonic thickness measurement is a non-destructive method to measure the local thickness of a solid element, based on the time taken for an ultrasound wave to return to the surface. When an element is very thin, it is difficult to measure thickness with the conventional ultrasonic thickness method. This is because the method measures the time delay by using the peak of a pulse, and the pulses overlap. To solve this problem, we propose a method for measuring thickness by using the power cepstrum and the minimum variance cepstrum. Because the cepstrums processing can divides the ultrasound into an impulse train and transfer function, where the period of the impulse train is the traversal time, the thickness can be measured exactly. To verify the proposed method, we performed experiments with steel and, acrylic plates of variable thickness. The conventional method is not able to estimate the thickness, because of the overlapping pulses. However, the cepstrum ultrasonic signal processing that divides a pulse into an impulse and a transfer function can measure the thickness exactly.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.07a
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• pp.298-299
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• 2003

초음파는 일반적으로 물질의 내부결함을 측정하거나 결정입경과 같은 물질의 특성을 측정하는데 사용된다. 현재 초음파를 검지하는 방법으로는 탐촉자를 물질에 접촉시켜서 초음파를 측정하는 접촉식 방법이 널리 사용되고 있다. 따라서, 이러한 접촉식 초음파 검출방법은 원격탐사를 하는데에 어려움이 있다. 이런 문제점을 보완하기 위하여 본 연구에서는 패브리-페로 간섭계(Fabry-Perot interferometer)를 이용하여 비접촉식으로 초음파를 검출하는 방법에 대하여 실험하였다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.52-53
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• 2000

물질 내부에서의 초음파(ultrasonics)의 전파특성을 분석하면 측정대상의 외형적 크기와 성분조성, 내부결함의 분포, 그리고 결정입경(grain size) 등과 같은 물질의 미세조직을 비파괴적으로 평가(NDE; non-destructive evaluation)할 수 있다. 초음파를 이용하는 비파괴 평가에 있어서 기존에는 주로 접촉식 압전변환기(PZT transducer)를 이용하여 초음파를 인가함과 동시에 이를 이용하여 측정대상 내부를 전파한 초음파를 검지하는 방식을 이용하여 왔다. 이와 같은 압전변환기를 이용한 비파괴 평가는 측정방법이 비교적 간단하고 초음파 에너지의 정량화가 용이한 장점이 있으나 측정방식이 접촉식이기 때문에 측정 시편이 고온이거나 움직이는 대상에는 적용이 어렵다. 따라서 비파괴 평가의 궁극적인 활용목표의 하나인 온-라인 평가를 실현하기 위해서는 비접촉식 초음파 평가방법이 정립되어야 한다. 이러한 관점에서 최근 레이저를 이용한 비접촉식 초음파의 생성 및 검지방법에 대한 연구가 진행되고 있다. (중략)

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07g
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• pp.3227-3229
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• 1999

수신된 초음파 파형이 표준 파형과 정합되는 시간을 수신 시점으로 사용함으로써 정확한 거리측정을 가능하게 하는 초음파 센서 거리계의 성능 개선을 제안하였다. 근거리 측정용으로 많이 사용되는 초음파센서는 다른 거리측정 시스템에 비해 하드웨어 구현이 용이하고 가격이 저렴한 장점이 있으나 센서 수신부측 Limit 회로의 threshold level의 선택 문제에 따른 거리 측정의 오차와 소음에 의한 거리 측정 오차가 매우 큰 문제가 되고 있다. 본 논문에서는 수신된 초음파 파형에 표준 파형을 정합하여 최대의 정합값을 가지는 시점을 수신 시간으로 간주하여, 소음환경비서도 거리 측정이 가능한 파형 정합 방법을 제한하였다. 본 논문의 실험을 통하여, 잡음이 심한 소음환경에서도 제안한 파형 정합 방법이 Threshold 방법 보다 초음파센서 거리 측정 성능이 개선됨을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.1198-1202
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• 2004

초음파를 이용한 측정은 하천의 반대편에 흐름방향에 경사지게 초음파를 발사하여 다시 반사되어 오는 시간차를 기록함으로써 주어진 길이에서 유속을 연속적으로 측정하는 것이다. 하류로 내려가는 음파는 음향 측선(acoustic path)과 평행한 유속 성분 때문에 상류로 올라가는 음파보다 빠른 속도를 가진다. 탄천 및 괴산댐에 초음파 유량 측정시스템을 시험 설치하고 운영 결과를 검토하였다. 시험적용결과 연속적인 유량자료 획득이 가능하였으며, 기존 유속면적법 대비 $4.21\%$의 상대오차를 지니고 있어 기존 방법과 비교적 일치하는 측정결과를 나타냈다. 또한 지표유속(Index Velocity)를 활용한 단일회선 유량산정법을 검토한 결과, 다회선에 의해 운영한 결과와 평균 $2.9\%$의 상대오차를 지니고 있었다. 이 방법은 조석구간 및 배수영향을 받는 구간에서 작은 비용으로 연속유량자료를 획득할 수 있는 방법으로 판단된다. 시험적용 결과 개선해야 할 사항으로는 안정적인 자료 획득을 위한 초음파 변환기의 개선, 자료의 필터링 기술의 정밀화, 그리고 유량산정 방법에서 정확도 향상 기술 개발 등이 도출되었다. 초음파 유량 측정시스템은 자료의 연속성을 확보할 수 있는 점에서 매우 중요한 의미를 지니고 있다. 지금까지의 연속 유량 산출법은 연속적인 수위를 측정하고 각 수위에 따른 유량 측정 후 수위-유량관계를 통하여 연속적인 유량을 산출하였다. 그러나 초음파 유량 측정 시스템은 직접 유속과 수위를 측정하여 연속유량이 산출되기 때문에 연속유량 산출에 비교적 간편하다고 할 수 있다. 또한 정확도 면에서 기존 유량 측정법인 유속-면적법의 불확실도 $5\%\~10\%$에 비교하여 $5\%$ 내외의 정확도 수준을 지니고 있어 정확도 향상을 기대할 수 있다. 경제적인 측면에서도 매년 측정사업에 소요되는 비용과 비교하였을 때 장기적으로는 경제적인 방법이 될 수 있다.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 1998.06a
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• pp.255-258
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• 1998

이동로봇이 움직이는 물체를 추적하는 기능을 갖도록 하기 위해서는 움직이는 물체의 존재를 판단하고 위치 및 속도벡터를 측정해야 한다. 본 논문은 단시간에 이동 물체의 위치와 속도벡터 추정하여 실시간 추적이 가능하도록 하기 위해 초음파센서를 이용한 가상의 초음파영상 해석방법을 제안한다. 초음파 영상은 초음파센서의 매회 측정값을 누적하여 구성하며 거리축과 시간축을 갖는 2차원 영상으로 표현된다. 영상에서 측정된 물체가 만드는 선분의 기울기에 따라 이동하는 물체와 정지한 물체를 분리하고 속도를 측정한다. 제안된 방법은 시뮬레이션을 통해 타당성을 입증하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2010.07a
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• pp.413-416
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• 2010

본 논문에서는 요부 영상에서 근육을 추출하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 초음파 영상에서 왜곡이 존재하지 않는 영역을 측정 할 근육 영역을 설정한 후, 초기 초음파 영상에서 불필요한 잡음을 제거하고 Ends-in Search Stretching 기법을 적용하여 근육 영역의 명암 대비를 강조한다. 그리고 형태학적 특징을 이용하여 등뼈 영역과 피하지방을 분리한 후, 4 방향 윤곽선 추적 알고리즘을 적용하여 피하지방의 하단 부분을 추출한다. 또한 최대 및 최소 명암도를 조정하여 얻어진 등뼈의 후보 영역에서 형태학적 특징을 이용하여 잡음을 제거하고 최종적으로 등뼈 영역을 추출한다. 추출된 등뼈 영역에 대해 피하지방층과 등뼈 사이를 근육의 두께로 측정한다. 본 연구에서 제안된 방법을 요부의 초음파 영상에 적용하여 근육 영역을 추출한 결과, 제안된 방법이 초음파 영상에서 근육 영역들의 두께를 측정하는데 기존의 근육 측정 방법보다 효과적인 것을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• autumn
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• pp.325-328
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• 2000

초음파 변환기의 정합을 위해서는 초음파 변환기의 등가회로 구성이 중요하다. 전통적인 등가회로의 경우 비교적 안정적인 등가회로를 예측하게 해 주지만 초음파변환기 구성에서 일어나는 초음파 변환기 외의 구성품 즉 Backing Material, Acoustic Window Material, Radiation Impedance 등에 의한 부가적인 효과를 모델링하는 데는 한계가 있다. 따라서 좀 더 일반적인 방법으로 초음파 변환기를 모델링하는 방법이 필요하다. 그런 방법의 하나로 주파수 영역 측정에 의한 초음파변환기 등가회로 추정법을 제안한다. 이 방법은 초음파 변환기 제작 시 많이 쓰는 임피던스 분석의 결과를 그대로 사용할 수 있고 또 그것이 없어도 일반 함수발생기와 오실로스코프만으로 측정할 수 있어서 랜덤함수를 발생시키고 이에 대한 출력을 저장해야 데이터를 얻을 수 있는 시간영역 추정법에 대해서 장점을 갖는다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.472-477
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• 2010

자동유량측정시설은 연속적인 유량자료를 측정하기 위해 운영되는 실시간-무인화 유량측정 시스템이다. 현재 국내 외에서 유량측정을 위해 설치 및 운영되고 있는 자동유량측정시설은 대부분 초음파유속계를 이용하고 있는는데, 초음파유속계는 유속을 측정하는 방식에 따라 크게 도플러방식 초음파유속계(ADVM, Acoustic Doppler Velocity Meter)와 이동시간차방식 초음파유속계(UVM, Ultrasonic Velocity Meter)로 분류된다. 본 연구에서는 각 방식별로 유량산정방법을 개선하기 위해 설치 운영 중인 자동유량측정시설 중 고령교 지점의 ADVM 방식과 여주, 적성 지점의 UVM 방식을 대상으로 측정성과에 대한 문제점을 분석하고 통계적인 방법을 통해 오측유속을 제거하거나 방식별 또는 지점별 특성을 고려하여 적절한 유량산정방법을 적용하였다. 그 결과 3개 지점에 대한 검증유량과의 평균 상대오차율은 모두 10% 이내로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.23-23
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• 2022

하천의 유량 및 유사량 자료는 하천에서 발생하는 다양한 문제를 분석하기 위한 기초자료로 지속적인 모니터링을 통한 측정자료의 생산이 필요하다. 따라서, 국내에서는 지속적인 유량 측정을 목적으로 전국의 주요 국가하천을 대상으로 약 62개소에서 H-ADCP를 활용하여 지속적인 유량측정을 수행하고 있다. 이때, H-ADCP는 유량을 측정하기 위한 유속자료와 함께 초음파산란도 자료를 부가적으로 제공하고 있어 초음파산란도를 부유사농도의 지표로 활용하여 지속적인 부유사농도를 측정하기 위한 연구가 수행되고 있으며, 기존에 설치된 자동유량관측소의 H-ADCP를 통해서 실시간의 유량자료와 함께 유사량 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이에 본 연구에서는 자동유량관측소를 대상으로 과거 유사량 측정을 수행한 5개 지점을 선정하여 초음파산란도를 활용한 부유사농도 측정 기술의 적용성을 검토하였고, 이를 통해 제시한 부유사농도 측정 방법을 통해 실시간 부유사농도 측정 시스템을 개발하였다. 그리고 실시간 부유사농도 측정 시스템의 적용성을 검토하기 위해 나주시(남평교) 자동유량관측소 지점에 시스템을 구축하여 초음파기반의 부유사농도 측정 기술을 통한 실시간 부유사농도 산정 방법에 대한 보완 사항과 개선방향을 도출하고자 하였다.