• Tribology and Lubricants
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• 제28권3호
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• pp.130-135
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• 2012

This study presents a new methodology for realtime tool breakage detection by sensor fusion concept of two hall sensor and an acoustic emission (AE) sensor. Spindle induction motor torque of CNC Lathe during machining is estimated by two hall sensor. Estimated motor torque instead of a tool dynamometer was used to measure the cutting torque and tool breakage detection. A burst of AE signal was used as a triggering signal to inspect the cutting torque. A significant drop of cutting torque was utilized to detect tool breakage. The algorithm was implemented on a NI DAQ (Data Acquisition) board for in-process tool breakage detection. The result of experiment showed an excellent monitoring capability of the proposed tool breakage detection system. This system is available tool breakage monitoring through internet also provides this system's user with current cutting torque of induction motor.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.555-562
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• 2007

CMOS 이미지 센서로부터 수신한 베이어 입력 스트림을 디스플레이 장치로 보기위해서는 영상 신호처리를 수행해야 한다. 즉, 이러한 영상 신호처리를 수행한 부분을 ISP(Image Signal Processor)라 한다. ISP 처리를 통해서 실제 원본 이미지를 볼 수 있다. ISP는 감마교정, 인터폴레이션, 공간적 변환, 이미지 효과, 이미지 스케일, AWB, AE, AF 등과 같은 기능을 수행한다. 본 논문에서는 CMOS 카메라 이미지 센서용 ISP를 모델링하여 최적화 알고리즘을 소프트웨어 검증을 통해 도출하였으며, VHDL 언어를 이용하여 설계하고 ModelSim6.0a 시뮬레이터를 이용하여 검증하였다. 또한 보드 레벨의 검증을 위해 PCI 인터페이스를 이용하여 설계한 ISP 모듈을 자일링스 XCV-1000e에 다운로드하여 결과를 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권5호
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• pp.95-102
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• 2002

The grinding operation is an important machining process for machining of final surface. However, grinding process has inevitable troubles such as loading and glazing for grinding wheel. It is, therefore, an essential research theme to determine the wheel life and the dressing time for efficient grinding. In this study, AE signals (AEavg) generated in the grinding operation were measured and the dressing time was determined from the analysis of the AEavg value. To verify the propriety of the obtained result, the AE signals measured on the grinding and the dressing operation were compared with the grinding force signals and the dressing force which were measured at same time. From the obtained result, it was confirmed that the determination of the wheel life and the dressing tilde by the AE measurement technique proposed in this study can be practically used.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.44-48
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• 2010

Acoustic emission (AE) signal from an HTS tape has a low signal to noise ratio, due to the large amount of noise caused by the boiling of the liquid cryogen or mechanical vibration from the cryo-cooler. In an attempt to improve the sensitivity of the AE sensor, $Pb(Zr_{0.54}Ti_{0.46})O_3$ + 0.2 wt% $Cr_2O_3$ + 1.0 wt.% $Nb_2O_5$ ceramics sintered at $1200^{\circ}C$ was synthesized. In addition, the resonance ($f_r$) and anti-resonance frequencies ($f_a$) were measured using the specimens with various thicknesses (1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0 mm). According to the test results, large AE signals with high frequencies were obtained from the AE sensor fabricated using a piezoelectric disc with a thinner thickness.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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• pp.103-107
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• 1994

본 연구에서는 원통 프런지 연삭에서 비가공시간을 줄이기 위해, 공연삭시간 단축과 드레싱 신호를 이용한 숫돌 손상상태 검출에 관한 연구를 수행하였다. 연삭기의 심압대에 설치한 AE센터와 숫돌 덮개에 설치한 초음파센서를 이용해 공연삭, 공작물과 숫돌의 근접, 접촉상태를 감시하고 이에 대응해 적절히 이송속도를 제어했다. 그리고 드리싱시 나타나는 AE 신호의 표준편차를 이용해 숫돌의 손상상태를 검출해서, 드레싱 기회에 대한 효과적인 정보를 제공합으로써 비가공 시간을 단축했다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권8호
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• pp.780-788
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• 2009

복합재 날개 구조물에 대한 구조 건전성 및 손상을 평가하기 위하여 정적 구조강도시험에 음향방출(AE)법이 응용되었다. 시험중 스트레인과 변위측정기법을 통하여 정적구조강도를 확인하였고, 음향방출요소 분석과 위치표정기법을 통하여 구조물의 내부 손상을 평가하고 손상위치를 찾을 수 있었다. 시험은 설계제한하중시험, 2차에 걸친 설계극한 하중시험, 파단시험이 수행되었다. 주요한 AE신호는 front lug근처의 표면에 부착된 센서에 의하여 감지되었다. 특히 1차 설계극한하중시험에서 스트레인 및 변위결과는 내부 손상을 보이지 않았으나 AE신호는 내부 손상이 이미 형성된 현상을 나타내었다. 파단시험에서는 AE활성도가 매우 활발하였고, 스트레인 및 변위의 결과는 심한 손상에 의하여 하중경로가 바뀌는 경향을 나타내었다. 음향방출법을 적용하여 정적 구조시험이 진행되는 동안 내부손상이 발생되는 하중과 위치를 정확하게 평가할 수 있었다. 본 연구로부터 음향방출법은 정적 구조강도시험에 있어 내부 손상을 평가하는데 유용한 기법임이 확인되었다.

• Composites Research
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• 제31권4호
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• pp.145-150
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• 2018

항공우주산업에서 구조물의 수명연장과 경제적 측면에서의 효율적인 운용을 위해 다양한 구조건전성모니터링(Structural Health Monitoring, SHM) 기법들이 제시되어왔다. 금속재 구조물의 경우, 수분이나 염분 등에 의한 부식이나 쉽게 응력집중이 발생하는 타공, 노치, 볼트 등과 같은 위치에서의 균열이 주된 관심사였으나, 항공우주산업에서의 복합재 사용비율이 증가함에 따라 손상 메커니즘이 더욱 복잡한 복합재 구조물에 적용이 가능한 고도화된 SHM 시스템의 필요성이 강조되고 있다. 본 논문에서는 Q-switched 레이저와 다수의 압전센서를 이용한 복합재에서의 AE(Acoustic emission) 위치탐지 기법을 제시한다. 제시되는 기법은 10 mm 이내의 거리오차로 방출위치 탐지를 목표로 하며 복합재 구조에서 수행된 AE 모사실험 및 위치탐지 시도 결과를 제시하여 기법이 유효함을 증명한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.433-442
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• 2013

이 논문에는 길이가 50m인 프리스트레스트 콘크리트 박스거더를 이용한 1차원, 2차원 음원위치 산정을 위한 실험연구 내용을 수록하였다. 슈미트 햄머를 이용하여 콘크리트 표면에 타격하여 충격음파를 발생시켰으며 PSC박스거더 복부판에 평균 9.34m 간격으로 부착한 AE센서를 통해 충격 음파를 감지하였다. 공용중인 PSC박스거더 교량에 발생할 수 있는 잡음을 고려하여 음파의 도달시간을 음파의 세기가 0Volt, 0.5Volt, 그리고 1.0Volt일 때를 기준으로 산정하였다. 음파의 도달시간들에 대한 측정결과를 토대로 충격음파의 음원위치를 최소제곱법을 이용해 산정하였다. 실험결과를 토대로 2차원 음원위치 산정시 오차를 최소화하기 위해 필요한 음향센서 간격과 음향센서의 네트워크에 대해 고찰하였다.

• 한국빅데이터학회지
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• 제6권1호
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• pp.23-35
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• 2021

제4차 산업혁명 선언 이후 생산 제조 기술과 정보통신기술(ICT)이 융합된 스마트 팩토리가 큰 주목을 받고 사물인터넷(IoT) 기술 및 빅데이터 기술 등이 발전하면서 생산 시스템의 자동화가 가능해졌다. 고도화된 제조 산업에서 생산 시스템에는 예정되지 않은 성능 저하 및 가동 중지 발생 가능성이 존재하며, 가능한 한 빨리 잠재적인 오류를 감지하여 이를 복구해 안전 위험을 줄여나가야 한다는 요구가 있다. 본 연구는 유압 시스템에 부착된 다중 센서 데이터를 기반으로 장비의 고장 예측과 이상 발생 시점 예측을 결합하여 제조 설비 이상탐지를 위한 지도학습 및 비지도학습 모델을 설계한다. 지도학습 분석 방법으로 XGBoost, LightGBM, CNN 모델의 정확도를 비교하였다. 혼동행렬 기반의 평가지표를 통해 LightGBM의 예측력이 97%로 가장 우수한 것을 확인하였다. 또한 비지도 학습 분석 방법으로 MD, AE, LSTM-AE 모델을 구축하여 각 모델을 비교 분석한 결과 LSTM-AE 모델이 이상패턴을 75% 감지하여 가장 우수한 성능을 보였다. 본 연구는 지도학습과 비지도학습 기법을 종합하여 설비의 고장여부를 정확하게 진단하고 이상상황이 발생하는 시점을 예측함으로써 이상상황에 대한 선제대응을 할 수 있는 기반을 마련하여 스마트 팩토리 고도화에 기여하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.213.1-213.1
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• 2015

Field effect transistors (FETs)를 기반으로 한 바이오센서는 빠른 응답속도, 저비용, label-free 등을 이유로 각광받고 있다. 그러나 3D 구조를 기반으로 한 FETs 바이오센서의 낮은 sensitivity의 한계점을 지니며, 이를 극복하기 위해 1D 구조의 나노튜브 등을 활용하였으나 여전히 높은 sensitivity의 확보는 힘들다. 최근에는 이러한 문제점을 극복하기 위해 이차원 반도체 물질 중 하나인 Transition metal dichalcogenide (TMD)를 이용하여, 700 이상의 sensitivity를 지니는 pH센서 및 100 이상의 sensitivity를 지니는 바이오센서가 보고되었다. 하지만 이보다 더 높은 정확성 및 반응성을 높이기 위한 연구는 부족한 실정이다. 우리는 DNA 템플릿을 이용하여, TMD FET 기반 pH 및 바이오센서의 반응성을 극대화시키는 연구를 선보인다. DNA는 7~8정도의 유전상수 (K)를 가지는 물질로 기존 $SiO_2$(K=3.9)보다 높은 유전상수를 가지며 두께를 0.7 nm로 매우 얇게 형성할 수 있는 장점이 있다. 이는 FET 기반 바이오센서의 표면 캐패시턴스를 높여 sensitivity를 극대화할 수 있으며, 기존에 사용된 high-k 기반 바이오센서와 비교하여도 약 10배 이상의 sensitivity 향상을 노릴 수 있다. 또한, TMD 물질로 우리는 $WSe_2$를 선택하였으며, pH 용액의 receptor로써 우리는 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES)를 활용하였고, 템플릿으로 사용된 DNA는 DX tile 및 Ring type의 두 가지를 사용하였다. 추가로, DNA의 phosphate backbone을 중성화시키고 DNA의 base pairing의 charge 안정화를 위해 구리 이온($Cu^{2+}$) 및 란타넘족($Tb^{3+}$)을 추가하였다. 완성된 바이오센서의 pH 센싱을 위해 우리는 pH 6,7,8의 표준 용액을 사용하였으며, 재현성 및 반복성의 확인하였다.