본 연구에서는 Si/$SiO_2$/Si-sub 구조의 SDB (silicon-direct-bonding) 웨어퍼 상에 형성된 다이아프램(diaphragm)에 제조된 전단응력형 압전저항 특성을 분석하였다. 다이아프램은 MEMS (Microelectromechanical System) 기술을 이용해 형성하였다. TMAH 수용액을 이용해 웨이퍼 후면을 식각하여 형성된 다이아프램 구조는 각종 센서제작에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 다이아프램 상에 형성시킨 전단응력형 압전저항의 최적의 형상조건을 ANSYS 시뮬레이션을 통하여 찾고 실제 반도체 미세가공기술을 이용해 다이아프램 구조를 형성시키고 이에 붕소(boron)을 주입하여 형성시킨 전단응력형 압전저항의 특성을 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 압력감지 다이아프램은 정방형으로 제조되었다. 다이아프램의 모서리의 중심부에서 동일한 압력에 대한 최대 전단응력은 구조물이 정방형일 때 발생한다는 것을 실험으로 확인할 수 있었다. 따라서 압전저항은 다이아프램의 가장자리 중앙에 위치시켰다. 제조된 전단응력형 압전저항은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였고 $2200{\mu}m{\times}2200{\mu}m$ 크기의 다이아프램에 형성된 압전저항의 감도는 $183.7{\mu}V/kPa$로 나타났으며 0~100 kPa 범위의 압력에서 1.3%FS의 선형성을 가졌으며 감도의 대칭성 또한 우수하게 나타났다.
본 논문에서는 double boss 구조의 저압용 압력 센서의 다이아프램 브리지 모서리에 홈을 형성함으로서 압력센서의 내압특성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 저압용 실리콘 압력센서에서는 일반적으로 boss구조가 널리 사용되고 있으나 칩에서의 제한된 다이아프램의 사이즈와 두께로 인하여 좋은 감도를 얻을 수는 없다. 특히, double boss구조는 다이아프램의 브리지 모서리 응력이 크게 작용함에 따라서 크랙이 생겨 다이아프램의 파괴가 진행되어 센서의 감도는 우수하지만 동작영역의 범위가 줄어들어 신뢰성에 문제가 있다는 단점을 가진다. 기존 double boss구조 압력센서 다이아프램 브리지에 모서리 홈의 길이를 $0.5{\sim}10{\mu}m$로 변화시키며 ANSYS 시뮬레이션을 시행하여 다이아프램 브리지 모서리와 브리지의 가장자리 그리고 압저항 소자가 위치하는 곳의 최대응력을 확인하였다. 그 결과 브리지 모서리의 길이가 6${\mu}m$이상인 경우, 브리지 모서리에서 발생하는 응력은 압저항 소자에 작용하는 응력보다 적다.
강박스거더교 다이아프램부에 있어서 경제적이고 합리적인 설계가 요망되어 진다. 본 연구에서는 시공중인 4경간 강박스거더교에서 콘크리트 상판 타설 시와 차량재하 시에 응력을 측정한다. 측정 결과는 지점부 다이아프램부와 중앙부에서 응력분배를 연구하기 위하여 분석된다. 다이아프램부 수직보강재의 높이별 응력과 이와 같은 높이의 다이아프램부 응력을 정리하고, 이들 결과를 분석하여 적정 수직보강재 길이의 효율성을 판단한다. 또한 다이아프램부 3조의 수직보강재 각각의 응력을 분석하고, 콘크리트 경화 후 차량 재하 시와 시에 따른 응력비를 산출하여 다이아프램부 설계합리화 연구의 기본 자료로 수립하고자 한다.
PURPOSE: This study was conducted to analyze the effects of virtual reality inspiratory muscle training and conventional inspiratory muscle training on diaphragm movement and pulmonary function in patients with thoracic restriction. METHODS: This study measured diaphragm movement, forced vital capacity (FVC), forced expiratory volume in 1 second (FEV1), peak expiratory flow (PEF), and thoracic mobility (upper, middle, and lower trunk) under two different conditions. Forty young women between 19 and 24 years of age who had no history of orthopedic symptoms for the last 6 months were divided into experimental and control groups. The experimental group performed virtual reality inspiratory muscle training and diaphragm breathing, and the control group performed conventional inspiratory muscle training and diaphragm breathing. RESULTS: The control group showed a significant increase in all dependent variables except for lower trunk mobility and PEF. The experimental group showed a significant increase in all dependent variables except for lower trunk mobility. Particularly, the experimental group showed significant increases in diaphragm movement (p<.05), FVC (p<.05), FEV1 (p<.05), and PEF (p<.05) relative to the control group. CONCLUSION: We recommend inspiratory muscle training with a virtual reality program over conventional training to improve diaphragm movement and pulmonary function in patients with thoracic restriction.
Purpose: This study aimed to confirm the effectiveness of the diaphragm stretching technique as a treatment method for low back pain by evaluating maximum inspiratory pressure, maximum expiratory pressure, and changes in back mobility in patients with low back pain. Methods: Thirty-four patients with low back pain were randomly divided into two groups: an experimental group and a control group. The diaphragm stretching technique was conducted in the experimental group, and the placebo intervention was conducted in the control group. The diaphragm stretching technique was conducted once, maintaining tension for 7 min. The placebo intervention was conducted in the same position as the diaphragm stretching technique, but with only light contact maintained without pressure. Maximum inspiratory pressure, maximum expiratory pressure, and back mobility were measured before and after the intervention, and the changes were compared and analyzed. A paired sample t-test was used to compare measurements within the group before and after the intervention. An independent t-test was used to compare the experimental and control groups. Statistical significance (α) was set at 0.05. Results: In the experimental group, maximum inspiratory pressure, maximum expiratory pressure, and back mobility increased significantly after the intervention (p < 0.05). However, there was no significant difference in the changes in all areas of the control (p > 0.05). As a result of comparative analysis of changes before and after the intervention, there were significant differences in maximum inspiratory pressure, maximum expiratory pressure, and back mobility only in the experimental group (p < 0.05). Conclusion: The diaphragm stretching technique improved maximum inspiratory pressure, maximum expiratory pressure, and back mobility compared to the placebo intervention. Therefore, the diaphragm stretching technique can be recommended as a physical therapy intervention to improve pain in patients with LBP.
본 연구는 3차원 쉘요소를 이용한 유한요소해석을 통해 다이아프램으로 보강된 곡선 강박스거더교의 거동을 분석하였다. 매개변수연구를 통해 기존의 제안식과 비교함으로써 모델링의 타당성을 검증하였고, 뒤틀림 응력에 크게 영향을 미치는 인자는 중심내각, 지간길이, 다이아프램간격임을 확인하였다. 또한, 다이아프램의 간격, 개구율, 형상을 변수로 하여 해석한 결과에서는 지간이 30m, 곡률 반경이 40m인 해석모델에 대한 적정 다이아프램간격은 5m인 것으로 나타났다. 다이아프램의 형상 효과에 대해서는 라멘식 다이아프램의 경우가 개구율 0.4~0.6의 범위에서 개구부가 없는 충복판식 다이아프램보다 휨과 뒤틀림의 응력비가 낮아 거동에 유리한 것으로 나타났으며, 충복판식 다이아프램과 X형 트러스 방식의 다이아프램 비교에서는 동일한 강성을 가지더라도 충복판식 다이아프램이 뒤틀림응력을 보다 효과적으로 제어하였다.
This paper presents the fabrication and test of a micropump with an electromagnetic actuator and a pair of aluminum flap valves. The actuator consists of a solenoid coil, a permanent magnet and an actuator diaphragm. The actuator diaphragm is fabricated by the spin coating of silicone rubber. The valve are passive ones and are fabricated by micromachining. The deflection of the fabricated actuator diaphragm is measured with a laser vibrometer. The deflection of the actuator diaphragm is proportional to the input current. The measured deflection of the fabricated diaphragm is $400 \mum$,/TEX> when the input is 118 mApp, and the cut-off frequency is 50 Hz. The maximum flow rate of the fabricated micropump with the electromagnetic actuator is about 5$0 \muell/min$ at 5 Hz when the input current and the duty ratio of the square was are 118 mApp and 50%, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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