• 비파괴검사학회지
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• 제36권6호
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• pp.490-495
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• 2016

펄스와전류탐상에서 탐상 신호는 주로 센서코일에 유도되는 기전력의 시간에 따른 변화를 측정하여 사용되었는데, 최근에는 홀센서(Hall sensor)로 측정한 신호를 사용하는 경우도 많아지고 있다. 본 논문에서는 펄스와전류탐상에서 나타나는 홀센서 신호를 수치적으로 모델링하여 예측하였다. 이를 위해 두께 측정을 위한 탐촉자를 설계하고 먼저 계단입력전류를 사용한 수치해석을 수행하여 홀센서를 사용하였을 경우의 신호를 예측하였다. 또한, 코일을 센서로 사용하였을 경우의 신호도 동시에 계산하였다. 수치모델링 결과로 예측된 홀센서 신호들은 실험 연구를 통해 보고된 신호들과 유사한 형태를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 그리고 피검사체의 두께 변화에 따른 두 신호들의 특성을 분석하고 비교해 본 결과, 홀센서 신호에서는 코일센서 신호에 비해 두께 변화를 판별하기 위한 정보가 더 적게 제공된다는 것을 알 수 있었다. 펄스입력전류를 사용한 경우의 탐상 신호들도 계산해 본 결과, 두 신호 모두 사용된 펄스의 폭이 지난 시간에는 계단입력전류를 사용한 경우의 응답이 반대가 되어 감소하는 형태로 나타난다는 것을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.91-98
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• 2013

생체자기신호 측정을 위해 고인덕턴스 코일과 계측 증폭기를 내장한 자기센서칩을 $0.18{\mu}m$ CMOS공정으로 제작하였다. 생체자기신호를 측정하기 적합한 감도와 대역폭을 가지는 고인덕턴스 코일센서를 전자기장 시뮬레이션 프로그램으로 설계하였으며, 온칩에 구현하기 위해 트렌스컨덕턴스 감쇄방법 적용한 low gm OTA를 구현하였다. 자기센서칩의 출력신호 감도는 $3.25fT/{\mu}V$이며, output reference noise는 21.1fT/${\surd}$Hz이다. 계측 증폭기부분은 current feedback 기반으로 설계되었으며, 자기 신호 잡음을 줄이기 위해서 0.5~5kHz의 대역의 BPF를 설계하였다. MPW칩 테스트에서 common mode rejection ratio(CMRR)는 117.5dB로 측정하였으며, input reference noise가 $0.87{\mu}V$ 이하로 유지되도록 설계하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(1)
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• pp.420-423
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• 2003

자기 베어링을 구동하는 코일은 회전축의 위치 정보를 가지고 있다. 따라서 코일의 인덕턴스를 알 수 있으면 위치 센서를 쓰지 않고도 회전축의 위치를 알아낼 수 있다. 본 논문에서는 코일에 고주파 신호를 주입하여 인덕턴스를 알아내고, 이를 통해 회전축의 위치를 추정하는 방법을 제안하고, 그를 이용하여 자기 베어링의 센서리스 제어를 수행한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권6호
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• pp.650-657
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• 2001

본 논문에서는 핵연료 피복재 튜브를 검사하기 위한 차폐된 관통형 원격장와전류 탐촉자의 설계과정을 설명하고, 이 탐촉자에 의한 결함신호의 특성을 조사하였다. 먼저, 자기 에너지가 튜브 내부로 관통될 수 있도록 여자코일 외부를 전기적으로 절연된 얇은 철 박판을 적층시켜 차폐시켰다. 그리고 유한요소 해석을 통하여 차폐의 효과와 탐상 주파수를 연구하였으며, 센서코일의 위치를 결정하였다. 그러나 이렇게 설계된 탐촉자를 사용하여 예측된 결함신호는 센서코일이 결함을 지날 때의 결함지시가 명확하지 않았으며, 여자코일이 결함을 지날 때의 결함지시도 차폐체로부터의 영향이 나타나는 등 여자코일로부터 자속이 직접적으로 센서코일에 영향을 미친다는 사실을 알게 되었다. 따라서 센서코일도 여자코일과 같은 형태로 차폐시켰는데 이 차폐의 효과는 놀라울 정도로 결함신호의 특성을 향상시켰다. 최종적으로 설계된 탐촉자를 사용하여 수치 모델링을 수행한 결과는 관내삽입 원격장와전류 탐촉자를 사용하였을 때의 신호와 매우 흡사한 신호특성을 보였다. 즉, 위상신호는 내부결함과 외부결함에 대하여 거의 동일한 민감도를 보였으며, 위상신호의 세기와 결함의 깊이 사이에 선형적인 관계가 있음이 관찰되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권5호
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• pp.395-400
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• 2008

비자성 및 자성 금속 시편의 표면 결함을 검출하기 위하여 교류자기장을 이용하였다. 비파괴 센서 프로브는 자성 박막 요크와 박막형 코일로 구성된 신호 검출부와 시편에 교류자기장을 인가하기 위한 단일 직선을 이용한 여기 코일로 이루어져 있다. 박막형 유도 코일 센서는 스퍼터, 전기도금, 건식 식각과 사진식각 공정을 이용하여 제작되었다. 시편에 교류자기장을 인가하기 위하여 0.7 MHz-1.8 MHz 주파수 영역에서 0.1A-1.0A의 교류전류를 여기코일에 인가하였다. 센서의 특성은 최소 0.5 mm의 깊이와 폭을 가진 인위적인 슬릿 형태 비자성체 Al과 자성체 FeC 결함 시편을 이용하여 측정하였다. 측정된 신호는 높은 감도를 갖고 결함 시편위의 슬릿결함의 위치와 일치함을 알 수 있었다. 또한 박막형 유도 코일 센서를 이용하여 마이크론 크기의 표면 결함을 가진 자성체 FeC의 시편을 비접촉 스캔하여 측정된 유도전압의 변화를 이미지화 하였으며 그 결과를 광학적 이미지와 비교하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.111-117
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• 2019

전자기 유도형 무선전력전송에서는 송신 코일과 수신 코일의 상대적 위치에 따른 자기장 분포와 동력 전달 효율이 매우 중요하다. 본 연구는 ECG 센서를 사용한 HFSS 시뮬레이션 결과를 실제 측정 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과 송신 코일과 수신 코일 간의 정렬이 어느 정도 변경 되더라도 전송효율은 비교적 안정적으로 유지 될 수 있음이 나타났다. 수신 코일의 중심이 송신 코일의 중심과 완벽하게 일치하면 전송효율이 최대가 되며, 수신 코일의 중심이 송신 코일의 중심으로부터 ± 10mm 내의 이동은 전송효율의 감소가 크지 않음을 확인 하였으며, 무선 전력 전송 시스템의 성능이 크게 저하되지 않는 것으로 확인 되었다. 본 결과는 이식형 센서를 위한 무선 전력의 활용에서 무선 전송의 표준화 된 적용 방법을 제안한다. 이를 통해 이식형 임플란트의 개발에 있어 무선전력전송에 대한 기준을 제시하고, 관련 디바이스의 개발에 적용 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권5호
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• pp.542-548
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• 2001

과전류 보호계전기에 사용할 목적으로 광섬유를 센서헤드로 사용하는 광 전류센서를 구성하였다. 전류측정의 원리는 도체 주변에 감겨진 광섬유 코일을 따라 광신호의 선형편광축이 자기장에 의하여 회전하는 정도를 측정하여 이로부터 전류의 값을 산출하는 편광측정 방법이 사용되었다. 센서코일은 $10/125{\mu}m$ 규격의 일반 통신용 광섬유를 미터당 20회전 이상 비틀어 제작하여 온도나 진동 등의 환경적 영향을 최소화하였다. 코일의 한쪽 끝은 Faraday Rotator Mirror를 장착한 반사형으로 설계하여 계통을 해체하지 않은 상태에서도 센서의 탈 부착이 가능하고 코일의 회전수에 따라 센서의 민감도 조절이 용이하며 폐회로형 구조이므로 인근 신호원에 의한 간섭을 차단할 수 있다. 편광 빛가르개 등을 이용한 광학 신호처리부를 구성하고 표준 전류원을 이용한 전류측정 실험을 수행한 결과로 이론적인 해석과 동일한 형태의 출력을 얻을 수 있었다. 본 논문에서는 구성한 광 전류센서의 이론적 모델을 기술하고 전류측정 실험의 결과와 이론치에 대하여 비교 분석한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권5호
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• pp.291-298
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• 2015

본 논문에서는 외부에서의 탐촉자 스캐닝이 어려운 금속배관의 긴 축방향 결함이나 두께감육 등과 관련된 건전성을 감시하기 위하여 펄스와전류 신호의 피크치와 피크(발생)시간을 이용하는 배열형 탐촉자를 제안하였다. 탐촉자는 관을 따라 외삽형 코일들을 배열하고, 금속배관의 상태를 반영하는 자계는 와전류에 의해 생성되는 자계이므로 원천자계가 직접적으로 센서신호에 영향을 미치는 것을 막기 위하여 코일의 외부를 페라이트로 차폐하였다. 여자코일과 센서코일은 자동적으로 연속해서 위치를 이동하게 되므로 사람이 직접 탐촉자를 주사할 필요는 없다. 두 코일의 위치가 고정되어 있을 때 센서에서 감지되는 펄스와전류 신호에서 피크치와 피크시간을 추출하고, 모든 위치에서 추출되는 이 데이터들을 축적하여 배열형 피크치 신호와 배열형 피크시간 신호를 생성하였다. 수치 모사는 시간영역은 후향차분법으로, 공간은 유한요소법을 사용하여 수행되었다. 모사 결과는 결함의 깊이나 길이가 증가함에 따라 펄스와전류 신호에서 피크치가 증가하며 피크는 더 일찍 나타난다는 것을 보여 주었으며, 이를 활용하여 본 연구에서 제안한 배열신호들은 배열형 탐촉자 내부에서 결함의 깊이나 길이 변화뿐만 아니라 결함의 위치를 반영하는데에도 탁월함을 증명하였다.

• 감성과학
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• 제26권3호
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• pp.149-160
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• 2023

본 연구에서는 뇌혈류 신호를 측정할 수 있는 시변자계 기반의 비접촉식 직물센서를 설계하여 뇌혈류 신호 검출 및 감성평가의 가능성을 탐색하고자 하였다. 직물센서는 40 denier의 은사를 30합사 한 후 컴퓨터 기계 자수하여 코일형 센서로 구현하였다. 뇌혈류 측정 실험을 위해 코일형 센서를 경동맥 부위에 부착하고, ECG (Electrocardiogram) 전극과 RSP (Respiration) 측정 벨트를 부착 및 착용하도록 하였으며, 동시에 초음파 진단기기를 사용해 도플러 초음파 검사(Doppler Ultrasonography)를 수행하여 혈류 속도를 측정하였다. 피험자에게 Meta Quest 2를 착용시키고, 실험을 위해 조작된 영상 시각 자극을 보여주면서 혈류 신호를 측정한 후 시각 자극에 대한 감성평가 설문지를 작성하도록 하였다. 측정 결과, 도플러 초음파 검사를 통해 측정된 혈류 속도 신호에 변화가 생길 때 직물센서로 측정한 신호도 함께 변화하는 것으로 나타났다. 이를 통해 코일형 직물센서를 이용하여 뇌혈류활동 신호를 측정할 수 있다는 것을 검증하였다. 또한, 감성평가를 위하여 ECG 신호와 PLL 신호(직물센서 신호)에서 추출한 HRV를 계산해서 비교한 결과, 시각 자극으로 인한 교감신경계와 부교감신경계의 활성화에 따른 비율의 변화에 대해서는 직물센서로 측정한 신호와 ECG 신호를 이용해 계산한 값이 비슷한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 시변자계 기반의 코일형 직물 센서를 통해 뇌혈류 변화 측정 및 감성 모니터링이 가능할 것으로 사료된다.

• 센서학회지
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• 제8권6호
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• pp.427-433
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• 1999

본 논문은 페라이트 코어, 여자코일과 픽업코일로 구성된 1축 fluxgate 마그네틱 센서를 제안하였다. 본 마그네토미터는 검출소자, 여자코일을 위한 드라이브 회로, 픽업코일 출력으로부터 DC 자장에 비례한 제 2고조파 성분검출을 위한 신호처리 회로로 구성하여 회로를 설계하고 제작하였다. 코어는 82회의 여자코일을 통해 구형파전압으로 여자하였다. 픽업 코일(150 회)의 제 2고조파 출력은 FFT 스펙트럼 분석기로 측정하였으며, 그 결과를 제 2 고조파 성분 검출을 위한 PSD(phase sensitive detector)단의 출력과 비교하였다. 감도는 구동주파수 2 (kHz)에서 약 50 [V/T]의 결과를 얻었으며, fluxgate 마그네틱 센서의 비선형계수는 약 2.0% 정도였다.