• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.11 no.3
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• pp.18-25
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• 2011

In a manufacturing process of metal coins, surface defects of coins are manually detected. This paper describes an new method for detecting surface defects of metal coins on a moving conveyor belt using image processing. This method consists of multiple procedures: segmentation of a coin from the background, alignment of the coin to the model, projection of the aligned coin to the best eigen image space, and detection of defects by comparison of the projection error with an adaptive threshold. In these procedures, the alignement and the projection are newly developed in this paper for the detection of coin surface defects. For alignment, we use the histogram of the segmented coin, which converts two-dimensional image alignment to one-dimensional alignment. The projection reduces the intensity variation of the coin image caused by illumination and coin rotation change. For projection, we build multiple eigen image spaces and choose the best eigen space using estimated coin direction. Since each eigen space consists of a small number of eigen image vectors, we can implement the projection in real- time.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.193.1-193.1
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• 2015

실리콘 (Si) 기판 위에 고품질의 갈륨질화물 (GaN) 박막을 성장시키기 위한 노력이 계속되고 있다. 실리콘 기판은 사파이어 기판 보다 경제적인 측면에서 유리하고, 실리콘 직접화 공정에 GaN 소자를 쉽게 접목 가능하다는 장점이 있다. GaN 박막은 2차원 전자 가스형성을 통한 고속소자, 직접 천이형 밴드갭을 이용한 발광소자 및 고전압 소자로써 활용 가능한 물질이다. 종래에는 Si(100) 및 Si(111) 기판 위에 GaN 박막 성장에 대한 연구가 주로 진행되었다. 하지만 대칭성과 격자 불일치도 등 결정학적 특성을 고려할 때 Si(100) 기판 위에 고품질의 GaN 박막을 성장시키는 것은 쉽지 않다. Si(111) 기판은 실리콘 소자 직접화 공정에 적합하지 못한 단점을 가지고 있다. 반면, 최근 Si(110) 기판 위에서 비등방적 변형 제어를 통한 고품질 GaN 박막 성장이 보고 되어 실리콘 집적 소자와 결합한 고전압 소자 및 고속소자 구현에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 투과전자현미경 연구를 바탕으로 Si(110) 기판 위에 성장된 GaN의 미세구조에 관한 연구를 소개한다. 열팽창계수의 차이에 의한 GaN 박막 내 결함 생성을 줄이기 위하여 AlN 완충층이 사용되었다. GaN 박막을 암모니아 ($NH_3$) 유량이 다른 조건에서 성장시킴으로써 GaN 박막 미세구조의 암모니아 유량 의존성에 관한 연구를 진행하였다. GaN 박막에서 투과전자현미경 연구와 X-ray 회절 연구를 통하여 결함 거동 및 결정성을 확인하였다. $NH_3$ 유랑이 증가함에 따라 GaN의 성장 거동이 3차원에서 2차원으로 변화됨을 관찰하였다. 또한, 전위밀도의 증가도 확인되었다. $NH_3$ 유량이 낮은 경우 GaN 전위는 AlN와 GaN 경계에 주로 위치하고 GaN 표면 근처에는 전위밀도가 감소하였으나, $NH_3$ 유량이 높을 경우 GaN 박막 표면까지 전위가 관통됨을 확인하였다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.21 no.2
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• pp.169-176
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• 2001

In modern industry, the accuracy and the sulfate-finish requirements for machined parts have been becoming ever more stringent. In addition, the measurement and understanding of surface topography is rapidly attracting the attention of the physicist and chemist as well as the engineer. Optical measuring method is used in vibration measurement, crack and defect detection with the advent of opto-mechatronics, and it is expected to play an important role in surface topography. In this study, the principle of confocal microscope is described, and the advanced 3-D surface measuring system that has better performance than the traditional confocal microscope is developed. Suitable fixtures arc developed and integrated with the computer system for generating 3-D surface and form data. Software for data acquisition and analysis of various parameters in surface geometrical features has been developed.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.162-162
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• 2011

표면파 속도 측정은 근래 토목분야에서는 비파괴 지반조사기법으로 활용되고 있다. 최근에는 디지털 신호처리기술의 발달과 함께, 더욱 정확해진 자료분석 알고리즘을 통하여 표면파 탐사관련 기술이 향상되어 3차원의 공간연속적인 시험이 가능해졌다. 본 연구는 표면파의 분산 특성을 이용하여 콘크리트 구조물의 깊이별 강성평가를 하는 SASW(Spectral Analysis of Surface Waves)기법과 STFT(Short time Fourier Transform)과 HWT(Harmonic Wavelet Transform)를 이용한 주파수영역에서의 공진주파수를 통한 부재평가 기법인 IE(Impact Echo)기법을 이용하여 대상부재의 강도평가를 수행하기 위한 시제품 개발을 수행하였다. 시제품은 메인프레임과 2개의 센서로 이루어져 측정을 수행하며 측정장치와 DAQ장치 및 S/W로 구성되어 있다. 메인프레임의 진동특성영향을 제거하기 위하여 2개의 센서는 프레임과 띄움구조로 설계하였고 센싱하는 위치는 대상 재료의 밀착되어 계측할 수 있도록 설계하였다. 탄성파를 계측하여 대상 재료의 깊이별 측정된 표면파의 속도를 계측하며 개발된 시제품의 구조물별 적용성 평가를 위한 실험을 수행하였고 평균 표면파 속도를 통해 추정한 콘크리트 두께와 결함 및 강도 추정의 적용성을 평가하였다. 시제품을 이용해 시험콘크리트 표면파를 측정한 결과 SASW기법을 이용하여 깊이에 대한 위상속도 분포와 IE기법의 결과로 개발된 시제품의 합리적 적용성이 평가되었다. 그러나 재료의 강도추정에 있어서는 각각 알고리즘의 주파수분석 요소들에 의해 변동되는 경향을 보여 추후 많은 테스트를 통해 속도-강도 추정의 회귀곡선식을 S/W에 탑재시키고 다양한 방법으로 조합하는 알고리즘으로 신뢰성있는 강도추정을 위한 알고리즘을 개발하여야 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.238.1-238.1
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• 2015

2차원 탄소나노재료인 그래핀은 본연의 우수한 물성으로 인하여 전자소자, 에너지 저장매체, 유연성 전도막 등 다양한 분야로의 응용가능성이 제기되었다. 그러나 실제적인 응용을 위해서는 그래핀의 구조적인 결함을 최소화하며, 특성을 자유로이 제어하거나 향상시키는 공정의 개발이 필요하다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑의 방법으로는 그래핀을 특정 가스 분위기에서 고온 열처리하거나 활성종들이 존재하는 플라즈마에 노출시킴으로써, 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 표면에 흡착시켜 기능화 된 그래핀을 얻는 방법 등이 제시되었다. 특히 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 단시간의 처리로 효율적인 도핑이 가능하고, 인가전력, 처리시간 등의 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 플라즈마 내에 존재하는 극성을 띄는 다양한 활성종들로 인하여 그래핀에 구조적인 결함을 형성하여 오히려 특성이 저하될 수 있어 이를 고려한 플라즈마 공정조건의 설정이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마에 노출된 그래핀의 Raman 특성을 고찰함으로써 화학적 도핑과 구조적인 결함의 경계를 확립하고 구조결함의 형성을 최소화한 효율적인 도핑조건을 도출하였다. 고품질 그래핀은 물리적 박리법을 이용하여 300 nm 두께의 실리콘 산화막이 존재하는 실리콘 웨이퍼 위에 제작하였으며, 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 전극의 위치, 인가전력, 처리시간을 변수로 암모니아(NH3) 플라즈마를 방전하여 그래핀의 Raman 특성변화를 관찰하였다. 그래핀의 구조적 결함 및 도핑은 라만 스펙트럼의 D, G, D', 2D밴드의 강도비와 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. 그 결과, 인가전력과 처리시간이 증가함에 따라 그래핀의 도핑레벨이 증가되고, 이후에는 도핑효과가 없어지고 결함의 정도가 상승하는 천이구역이 존재하며, 이를 넘어서는 너무 높은 인가적력의 처리는 그래핀에 결함을 형성하여 구조적인 붕괴를 야기함을 확인하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.6
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• pp.1592-1602
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• 1990

Mixed mode surface crack in finite-width plate subjected to uniform tension and bending has been analyzed in 3-D problem by using boundary element method. The calculations were carried out for the surface crack angles(.a/pha.) of 0.deg., 15.deg., 30.deg., 45.deg., 60.deg., and 75.deg., and for the aspect ratio(a/c) of 0.2, 0.4, 0.6 and 1.0 to get stress intensity factors at the boundary points of the surface crack. For the aspect ratio of 1.0 and the surface crack angles, finite element method was used to check the results in this study. Comparison of the results from both methods showed good agreement.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.24 no.3
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• pp.259-267
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• 2004

A finite element method is used to simulate interaction of laser-based ultrasounds with surface breaking tracks in elastic media. The laser line source focused on the surface of semi-infinite medium is modeled as a shear dipole in 2-D plane strain finite elements. The shear dipole-finite clement model is found to give correct directivity patterns for generated longitudinal and shear waves. The interaction of surface waves with surface breaking cracks (2-D machined slot) is considered in two ways. Both the source and receiver are fixed with respect to the cracks in the first case, while the source is moving in another case. It is shown that the crack depth tested in the range of 0.3-5.0mm $({\lambda}_R/d=0.21{\sim}3.45)$ can be measured using the corner reflected waves produced by the fixed laser source. The moving laser source is found to cause a large amplitude change of reflected waves near crack, and the crack whose depth is one order lower than the wavelength ran be detected from this change.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.3
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• pp.249-257
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• 2015

A fuel assembly consists of fuel rods composed of pellets (UO2) and a cladding tube (Zircaloy). The role of the fuel rods in the reactor is to generate heat by nuclear fission, as well as to retain fission products during operation. A simulation method using a computer program was used to evaluate the safety of the nuclear fuel rods. This computer program has been called the fuel performance code. In the analysis of a light water reactor fuel rod, the gap conductance, which depended on the distance between the pellets and cladding tube, mainly influenced the thermomechanical behavior of the fuel rod. In this work, a 3D gap element was proposed to simulate the thermo-mechanical behavior of the nuclear fuel rod, considering the gap conductance. To implement the proposed 3D gap element, a 3D thermo-mechanical module was also developed using FORTRAN90. The asymmetric characteristics of the nuclear fuel rod, such as the MPS (missing pellet surface) and eccentricity, were simulated to evaluate the proposed 3D gap element.

• The Journal of Information Technology
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• v.7 no.1
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• pp.155-161
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• 2004

During normal machine operation, partial discharge(PD) measurements were performed with turbine generator analyzer(TGA) in imitation stator winding of high voltage motors. The motor was energized to 4.47kV, 6.67, respectively. Applied voltage to Imitation winding was used two voltage level, 4.47[kV] and 6.67[kV]. Motors having imitation stator winding were installed with 80pF capacitive couplers at the terminal box. Case of PD Pattern regarding applied voltage phase angel, the PD patterns were displayed two dimensional and three dimensional. TGA summarizes each plot with two quantities such as the normalized quantity number(NQN) and the peak PD magnitude(Qm). As the result, we could discrimidate using TGA the difference of internal and surface discharge for imitation stator winding. We have used the other technique, in order to feature extraction of faulty signals on stator winding, Daubechies Discrete wavelet transform and Harmonics analysis(FFT) about faulty signals.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.21 no.5
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• pp.485-492
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• 2001

In this paper, electro-magnetic numerical analysis of MFL(magnetic flux leakage) method is presented. For the electromagnetic numerical analysis, 2-D FEM(finite element method) is used. The magnetic vector potential is used as a variable. The analysis of the magnetic field considering the magnetic nonlinearity is performed for the effect of the magnetic salutation. For the verification of the validity of the numerical simulation results, by using the lab-made experimental setup, non-destructive inspection is performed. The SM 45C carbon steel is used as a specimen and the artificial defects are made on the specimen. The non-destructive testing for the detection of the defect is performed. The results according to the variation oi the defect depth and the defect shape are obtained. The experimental results are compared to the numerical ones, and we conclude that the numerical results are similar to the experimental ones. So the possibility of simulation of the MFL by using the numerical analysis is shown in this paper.