• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.1641-1647
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• 2006

나노입자 크기를 가진 얇은 $SnO_2$ 박막을 이용하여 CO 및 $H_2S$에 대한 우수한 감도를 가지는 복합 마이크로 가스센서 어레이를 제작하였다. 나노입자의 박막을 만들기 위해서 약 $2500{\AA}$ 두께의 $SnO_2,\;SnO_2(+Pt),\;SnO_2(+CuO)$ 막을 셰도우마스크를 사용하여 형성 한 후, 이를 $600{\sim}800^{\circ}C$의 온도에서 산화하므로서 나노입자의 $SnO_2$ 모물질의 가스감지 박막을 형성하였다. 실리콘 기판의 마이크로센서의 형태로 제작된 $SnO_2(Pt)$ 및 $SnO_2(+CuO)$ 가스센서는 각각 CO 및 $H_2S$ 가스에 대한 매우 우수한 감도를 나타내는 것을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제5권6호
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• pp.7-14
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• 1996

저온에서 동작 가능한 센서를 개발하기 위하여 $Co_{3}O_{4}$ 후막 소자를 제조하였다. $Co_{3}O_{4}$ 분말은 질산코발트 수용액으로부터 침전하여 얻었으며 binder인 ethylene glycol과 혼합하여 알루미나 기판상에 후막을 인쇄하였다. 제조된 후막에 대해 binder 함량 및 열처리 조건에 따른 부탄가스의 감도 및 회복성을 조사하였다. 동작 온도 $250^{\circ}C$에서 15% ethylene glycol을 함유한 $Co_{3}O_{4}$ 분말을 $300^{\circ}C$ 에서 24시간 동안 열처리한 소자가 부탄가스에 대하여 최고의 감도를 나타내었다. 감도는 500ppm 부탄가스에 대하여 1.1 정도로, 동작 온도 $350{\sim}400^{\circ}C$에서 상용 $SnO_{2}$ 가스 감지 소자의 감도 $0.8{\sim}0.85$와 비교할 때 매우 높았다. 응답 특성은 매우 좋았으나 회복성은 나쁜 것으로 나타났다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.208-208
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• 2009

최근 광섬유 센서기술의 수요는 전 산업분야에 걸쳐 높아지고 있으며, 이에 비례하여 기업 간, 국가 간 경쟁이 첨예화되고 있다. 또한 소형화, 경량화, 고성능화 센서에 대한 요구도 높아지고 있어 종래의 각종 센서들의 형태와 개선을 위한 연구개발이 매우 활발하게 전개되고 있으므로 이를 대체할 수 있는 광섬유 센서의 수요가 급격히 늘어날 전망이다. 기존 침입자 감지 시스템은 태풍, 낙뢰, 폭설, 폭우 등의 기상변화나 지반 흔들림, 통행차량 진동 및 전자기 간섭 등에 영향을 받아 오작동, 오경보가 빈번히 발생된다. 이러한 문제의 해결책으로 광섬유 센서 케이블을 이용한 시스템이 대안으로 부각되고 있다. 현재 국내에서 군부대, 공항을 중심으로 펜스와 휴전선 철책에 힘입자 감지를 위하여 도입되고 있다. 광섬유 센서 케이블을 사용하는 광망경비시스템은 광섬유 센서 케이블을 그물망 형태(광망)로 만들어 경계 지역에 설치된다. 광망경비시스템의 원리는 광섬유에 광펄스를 입사시켜 순환시키는데 침입자가 광망을 절단하거나 외력을 가할 경우 발생되는 레일리 산란에 기인하는 후방산란과 접속점과 파단점에서 생기는 반사광을 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)로 검출하여 침입상황 및 침입위치를 탐지한다. 그러나 이러한 침입자 감지를 위한 광망경비시스템의 핵심부품인 광섬유 센서 케이블은 기존에 전량 해외수입에 의존하고 있는 실정이며, 지금까지 국내에서 생산하기 위한 제작 기술과 노하우가 초보단계에 머물러 있다. 이러한 광섬유 센서 케이블 제작에 있어서 중요한 부분이 패키징 기술이라 할 수 있다. 이는 광섬유 센서를 일반적인 피복 구조로 패키징하게 되면, 센서 고유의 특성이 패키징 과정과 운반과정, 포설과정에서 변하게 되고 센서로써의 신뢰성이 크게 저하된다. 본 연구에서는 힘입자 감지용 광섬유 센서 케이블의 설계와 제작을 위한 제조공법을 확립하고, 이를 이용해 제작된 광섬유 센서 케이블의 신뢰성 특성을 평가하였다. 설계 제작된 광섬유 센서 케이블의 구조는 멀티모드광섬유(MMF) 에 0.9 mm Tight buffer를 코팅하고, 광심선 주위에 아라미드 얀을 삽입시킨 후 고문자 수지를 적용하여 외부 피복 (jacket)을 하였다. 제작된 광섬유 센서 케이블의 외경 측정결과 기준치 ($2.95\;{\pm}\;0.03$ mm)를 모두 만족하였고, 850 nm 파장에서의 광 손실 측정 결과 4.0 dB/km 이하였다. 또한 주요 항목의 신뢰성 특성 시험결과, 인장강도는 8~10 kg의 인장력을 갖으며 온도순환시험 ($-30^{\circ}C\;{\sim}\;+75^{\circ}C$)에서의 광 손실은 0.6 dB 이하로 나타나 침입자 감지용 광섬유 센서 케이블로 적합함을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.2048-2049
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• 2007

광섬유 온도센서를 이용하여 밀폐형 폐쇄배전반 내부에 설치된 진공차단기(Vacuum Circuit Breaker: 이하 VCB)의 접촉부 및 부싱부 이상 온도변화를 상시 감시할 수 있는 On-line 온도 감시 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 온도변화를 측정하는 광센서부, 광신호의 이동 통로역할을 하는 Optical Head부, 변환된 전기신호를 신호처리하고 상위 시스템으로 통신을 수행할 신호처리장치의 세 부분으로 구성되어 있다. 구현한 시스템은 측정 범위가 $-25\;{\sim}\;200^{\circ}C$인 희토류 원소가 첨가된 광섬유 온도센서를 사용하였고, 시스템의 측정 범위는 $-20\;{\sim}\;150^{\circ}C$, 측정 정밀도는 Full Scale의 ${\pm}2\;%$, 측정 주파수는 0.1 Hz이었다. 검출된 온도 값은 Modbus Protocol을 이용하여 상위 시스템으로 송신하도록 구현하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.134-134
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• 2003

SnO$_2$를 모물질로 하는 가스센서는 n형 산화물 반도체로서 공기중의 산소의 흡탈착 및 전자의 수수에 의해 전기전도도의 변화로 특정 가스를 감지한다. 지금까지 반도체식 가스센서의 모물질로 가장 많이 연구되어 왔지만 아직도 선택성, 안정성 등 여러 가지 문제를 안고 있다. 그리고 개선방안으로 귀금속 촉매의 첨가 및 입자의 크기의 조절 등이 흔히 연구되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 순수한 SnO$_2$ 를 이용하여 소결 온도 및 입자 크기에 의한 영향을 CO가스 및 수분에 대한 감도, 반응 시간을 통해 알아보았다. 수열 합성 및 침전 법으로 나노 크기의 SnO$_2$ 분말을 합성하여 스크린 인쇄법으로 후막 가스센서를 제조하였다 침전법에서 SnCl$_4$에 암모니아수로 pH=10.5로 적정하여 SnO$_2$ 분말을 얻었다. 그리고 입자 크기를 조절하기 위해 수열 합성 시 autoclave 내의 수열처리 온도를 100, 150, 20$0^{\circ}C$로 조절하여 SnO$_2$ 분말을 제조하고 입자 크기와 성분분석을 위해 XRD, SEM, TEM, BET 측정을 하였다. 그 결과 침전법으로 제조한 입자의 크기는 20nm 정도였으며 수열 처리한 SnO$_2$ 입자는 10nm이하의 미세한 입자를 얻을 수 있었다. 수열 합성 시 온도가 높아질수록 더 작은 입자 크기를 얻을 수 있었고 600, 7()0, 80$0^{\circ}C$ 열처리 후 입자성장이 침전법에 의한 SnO$_2$ 분말보다 더 작게 일어났다. 이렇게 제조한 나노크기의 SnO$_2$ 분말을 이용하여 습도 및 CO 가스에 대한 그 특실을 평가하였다. CO 20ppm에 대하여 40%정도의 감도를 보였으며 입자가 작아질수록 높은 감도를 보이는 것을 확인 할 수 있었다. 반면 CO 가스와 반응 후 회복 시 입자 의기가 작아질수록 회복이 늦어짐을 알 수 있었다. 그리고 15$0^{\circ}C$에서 습도에 대한 반응 후 회복시간을 조사해보니 같은 결과를 얻을 수 있었다. 이것은 입자 필기가 작아질수록 많은 흡착 사이트를 제공함으로써 높은 감도를 가지지만 반면 다량의 흡착된 가스들이 탈착 하는데 더 많은 시간이 소요되었기 때문이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2684-2686
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• 2003

공장, 상용 빌딩, 선박 등의 작업장 내에서 생산성, 품질, 에너지, 안전사고 등의 제반요소들을 종합 관리할 수 있는 개별 센서 및 종합시스템을 개발하였다. 개발된 시스템 사양은 다음과 같다. 입력전압:$12{\sim}24V$, 스캔 간격:100kHz, 펄스 채널: 8, 여기 채널: 8, 여기전압: ${\pm}5000mV$, 입력임피던스: $2.5G{\Omega}$, 사용온도: $-25{\sim}50^{\circ}C$.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제16권3호
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• pp.483-492
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• 2015

최근에 비만을 치료하기 위한 요법 중에 카복시테라피 치료법이 있다. 이 방법은 지방이 과도하게 축적된 부위에 이산화탄소($CO_2$)를 주입하여 치료하는 방법으로 최근 각광받고 있다. 가스통에 담겨 있는 이산화탄소를 피부에 주입하려면 주입기가 필요하며, 건강을 위해 주입량을 정확히 조절할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 국내에서 제작한 CARBO 3000이라는 이산화탄소 주입기의 유량주입 방법을 분석하고 단점을 파악한다. 유량 센서와 일정 유량이 출력되게 고정된 유속 조절기를 추가하여 주입된 정확한 유량을 보여줄 수 있는 모듈을 구현한다. 구현을 위해 하드웨어적으로는 CPU와 LCD, 유속 조절기를 선정하였으며 솔레노이드 밸브와 유량센서를 선정하고 구동을 시킬 수 있는 회로를 설계한다. 소프트웨어적으로는 주입된 이산화탄소의 양을 판별할 수 있는 GUI를 설계하고 유량을 제어할 수 있는 유량 제어 알고리즘을 설계한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.221-229
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• 2022

본 연구는 환경측정용 센서 위치에 따른 온실 환경의 공간·수직적 특성을 조사하고 온실 종류에 따른 온도, 광도 및 CO₂ 농도 간의 상관관계를 구명하고자 수행하였다. 벤로형 온실의 공간적인 5지점을 선정한 후 각 지점에서 대표적 작물의 수직적 높이 4지점과 지면부, 지붕 공간에 온도, 상대습도, CO₂, 엽온 및 광센서를 설치하였다. 벤로형 온실과 반밀폐형 온실에서 온도, 광도 및 CO₂ 농도 변화의 관계성을 Curve Expert Professional 프로그램을 이용하여 비교하였다. 벤로형 온실의 공간적 위치에 따른 편차는 CO₂ 농도가 다른 요인보다 큰 것으로 나타났다. CO₂ 농도는 평균 465-761µmol·mol^-1 범위였고, 편차가 가장 큰 시간대는 오후 5시였으며, 최고 농도는 액화 탄산가스 공급장치의 메인 배관(50Ø)과 가까운 위치인 중앙 후부(Middle End, 4ME)에서 646µmol·mol^-1, 최저농도는 좌측 중앙(Left Middle, 5LM)에서 436µmol·mol^-1이었다. 수직적 위치에 따른 편차는 온도와 상대습도가 다른 요인보다 큰 것으로 나타났다. 평균 기온의 편차가 가장 큰 시간대는 오후 2시대이며, 최고 기온은 작물 위 공기층(Upper Air, UA)에서 26.51℃, 최저 기온은 작물의 하단부(Lower Canopy, LC)에서 25.62℃였다. 평균 상대습도의 편차가 가장 큰 시간대는 오후 1시대로 나타났으며, 최고 습도는 LC에서 76.90%, 최저 습도는 UA에서 71.74%이다. 각 시간대에 평균 CO₂ 농도가 가장 높은 수직적 위치는 지붕 공간 공기층(Roof Air, RF)과 시설 내 지면(Ground, GD)이었다. 온실 내 온도, 광도 및 CO₂ 농도의 관계성은 반밀폐형 온실의 경우 결정계수(r²)가 0.07, 벤로형 온실은 0.66이었다. 결과를 종합하여 볼 때, 온실 내 CO₂ 농도는 공간적 분포, 온도와 습도는 작물의 수직적 분포 차이를 측정하여 분석할 필요가 있고 환기율이 낮은 반밀폐형 온실의 경우 목표 CO₂ 시비 농도가 일반 온실과 다르게 설정해야 할 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권8호
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• pp.817-823
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• 2000

A solid-state electrochemicall cell for sensing CO2 gas was fabricated using a solid electrolyte of Li2CO3-Li3PO4-Al2O3 mixture and a reference electrode of LiMn2O4. The e.m.f. (electromotive force) of sensor showed a good accordance with theoretical Nernst slope (n=2) for CO2 gas concentration range of 100-10000 ppm above 35$0^{\circ}C$. The e.m.f. of sensor was constant regardless of oxygen partial pressure at the high temperature above 0.1 atm. It was, however, a little depended on oxygen partial pressure as the pressure decreased below 0.1 atm. The oxygen-dependency of our sensor gradually disappeared as the operating temperature increased. The sensing behavior of our CO2 sensor was affected by the presence of water vapor, but its effect was small comparing with other sensors.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.413-414
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• 2003

최근의 대기오염과 기후변화는 특정 지역에만 국한되지 않고 전지구 규모로 발생하고 있다. 따라서 인공위성에 탑재된 원격 센서들을 이용한 대기환경 모니터링이 주목을 받고 있다. 일산화탄소 (CO)는 OH 농도와 직접적인 관련이 있는 대류권 화학에서 매우 중요한 미량기체이며, 대기 중 lifetime이 약 2개월이므로 산불이나 대규모 공업단지에서 생성된 CO를 포함한 오염물질들의 추적자로 사용될 수 있다. 이러한 취지에서 MOPITT (Measurement of Pollution in The Troposphere) 기기가 개발되어, 1999년에 지구관측위성인 Terra에 탑재되어 CO 및 CH$_4$ 모니터링을 수행하고 있다. (중략)