• Smart Structures and Systems
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• 제6권9호
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• pp.1007-1023
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• 2010

This paper describes the development and evaluation of an innovative TDR distributed moisture sensor. This sensor features advantages of being responsive to the spatial variations of the soil moisture content. The geometry design of the sensor makes it rugged for field installation. Good linear calibration is obtained between the sensor measured dielectric constant and soil physical properties. Simulations by the finite element method (FEM) are conducted to assist the design of this sensor and to determine the effective sampling range. Compared with conventional types of moisture sensor, which only makes point measurement, this sensor possesses distributed moisture sensing capability. This new sensor is not only easy to install, but also measures moisture distribution with much lower cost. This new sensor holds promise to significantly improve the current field instruments. It will be a useful tool to help study the influence of a variety of moisture-related phenomena on infrastructure performance.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권2호
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• pp.85-94
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• 1998

물의 높은 유전율을 이용하여 토양 수분함량을 검정하고저 피복 절연 철봉을 토양에 박아 두 극으로 하는 토양 매질 콘덴서에 RC발진회로를 적용하여 주기를 조사하거나 또는 10 mega Herz Pulse 투여시 최대 저장(貯藏) 전압을 검정하는 방식으로 수분 변화에 따른 토양의 유전율을 조사하였다. 주기식 쎈서에선 토양 콘덴서의 용량이 영점 조정후 표준 콘덴서에 비교된 백분율로 출력되었는데 쎈서봉을 물에 담근 깊이와 선형적 관계에 있었다. 여러 개의 쎈서를 가까운 거리에 설치하면 쎈서봉이 안테나 역할을 하여 RC 발진에 교란이 있었으며 변온에 따른 출력 보정 함수를 제시했다. 토양 수분 함량과 출력사이에 높은 상관성이 있으나 쎈서 붕이 설치된 깊이 및 방향에 따라 출력반응이 변화하므로 사용자가 설치후 출력을 토양수분으로 변환하는 함수를 구하여야 한다. 전압식 쎈서에선 출력이 토양수분 함량과 역함수적 관계에 있어 토양 수분 정밀 계측용으론 적합치 않으나 구성 부품이 적고 노화가 느리어 토양 수분의 간이 검정에 적합하고 출력 전압에 따라 relay를 개폐하되 개폐 전압을 사용자가 설정할 수 있는 회로를 첨부하여 수위 조절 또는 토양수분에 따른 관개 line개폐에 활용한 결과 재현성이 우수하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제14권4호
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• pp.182-186
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• 2013

We studied the possibility that an air capacitor can be used as a humidity sensor by measuring capacitance change. In order to investigate the possibility, the change of capacitance of an air capacitor due to moisture in air was first considered theoretically, and was then experimentally verified. The capacitance was measured by an LCR impedance meter with a 100-kHz and 1-V ac. The results revealed that the changes in the experimentally measured capacitances were greater than those in the theoretically calculated values. Based on this fact, we knew that an air capacitor could be used as part of a humidity sensing device. We expect the humidity sensor with an air capacitor has characteristics of fast response time, high reliability, and high durability compared with other conventional methods.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.29-30
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• 2022

The unit-water content has a very significant effect on the durability of the construction structure and the quality of concrete. Although there are various methods for measuring the unit-water content, there are problems of time required for measurement, precision, and reproducibility. Recently, there is an FDR sensor capable of measuring moisture content in real time through an apparent dielectric constant change of electromagnetic waves. In addition, various artificial intelligence techniques that can non-linearly supplement the accuracy of FDR sensors are being studied. In this study, the accuracy of unit-water content measurement was compared and evaluated using machine learning and deep learning techniques after normalizing the data secured in concrete using frequency domain reflectometry (FDR) sensors used to measure soil moisture at home and abroad. The result of comparing the accuracy of machine learning and deep learning is judged to be excellent in the accuracy of deep learning, which can well express the nonlinear relationship between FDR sensor data and concrete unit-water content.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2006년도 PAN PACIFIC CONFERENCE vol.1
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• pp.161-166
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• 2006

A new fiber orientation sensor has been developed and tested on an actual paper machine to demonstrate its capability to function as a real-time monitoring system. First, we demonstrate the ability of the sensor system to detect the change in the fiber orientation angle while the sensor head, and not the paper, was intentionally rotated from $-90^{\circ}\;to\;+70^{\circ}$ with respect to the paper-traveling direction. Next, we demonstrate that this system can successfully detect the change in the magnitude and angle of fiber orientation in running paper when the direction of material flow on the wire was changed on the paper machine. The angle and magnitude of fiber orientation were independently confirmed by SST and MOA measurements. Furthermore, we found that the system was capable of measuring the basis weight and the moisture content of running paper while detecting the angle and magnitude of fiber orientation.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2004년도 학술대회지
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• pp.130-136
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• 2004

Presence of water in the lubricating oils could be one of the first indicators of potentially expensive and possibly catastrophic failure of the machine as it may cause displace the oil films to prevent the lubrication function of the oil or chemically react with many oil additives resulting in the oil degradation. In order to detect water content quantitatively in lubricating oils many methods and sensors has been developed. Among these, capacitive sensors including sensitive layer, whose dielectric factor changes according to the water content absorbed in the layer, are proposed mainly in the market. But these sensors are not sensitive to a high water content. Besides, the absorbing layer soils in time. In this work, an evaporation of water moisture from oil into air volume above lubricant surface and condensation of water vapor at a cooling surface was used to measure water content quantitatively in an lubricating oil. Laboratory test results of a prototype sensor were presented. Test results showed that the proposed method could be avaliable to measure a low levels of oil moisture.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권1호
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• pp.15-23
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• 2000

비닐 튜브로 절연한 센서 봉을 토양에 박아 콘덴서로 하고, RC 발전식으로 토양의 유전율을 측정하는 수분 센서의 반응 특성을 조사하였다. 출력은 표준 콘덴서에 비교된 상대 카피씨티, C였는데, 이 카파시티의 등가 회로는 병렬로 연결된 기본 카파씨티와 센서 봉 카파씨티인데, 센서봉 카파씨티는 다시 직렬로 연결된 센서봉 절연 튜브 카파씨티와 센서봉 사이 측정 부위 유전율, U에 따라 변하는 카파시티로 구성되어, 아래 반응 수식에 따라 작동하였다. $$\frac{1}{C-B}=\frac{k}{U}+Z$$는 기본 콘덴서에서 유래하는 상대 카파시티로서 불변 값이며, k은 측정부위 유전율에 따라 출력에 관여하는 상수로서, 토양과 접촉하는 센서봉의 외경과 센서봉 간격 및 길이 등의 기하학적 배치로 결정되는 값으로 거의 불변 값이고, Z은 비닐 튜브와 그 안에 금속봉 사이의 공기 층으로 결정되는 값으로 이론상으론 불변 값이나 만약 이 센서를 토양에 설치할 때 토양과 센서봉 사이에 틈이 생기면, 이 값에 변화가 온다. 따라서, 이 토양 수분 측정기는 현장 매설후 Z 값을 보정하여야 하며 그후 Z값이 변화하지 않도록 센서봉이 충격을 받지 않게 관리하여야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.329-336
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• 2013

아스팔트 콘크리트 포장의 하부구조는 보조기층, 동상방지층 및 노상층으로 구성되어 있으며, 노상층의 경우 겨울철을 지나 봄이되면 동상효과에 따른 포장 파손과 여름철 장마 기간 동안의 수분 침투로 인한 지지력 감소와 같은 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 도로하부의 함수비를 계측하기 위하여 시간이력 반사방식(Time Domain Reflectometry, TDR)의 함수센서를 통하여 실시간 함수비를 계측하는 기술이 국내에 도입되었다. TDR 방식의 함수센서는 흙과 물의 유전율을 통하여 함수비를 측정하기 때문에 온도의 영향을 받을 수 있다. 특히 국내는 계절 영향을 받아서 겨울철 대기 온도가 지역적으로 영하 $20^{\circ}C$ 보다 낮은 온도를 보여줄 수 있기 때문에 영하의 측정 온도 범위에 대한 함수센서의 정확도를 파악할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 흙의 온도 범위를 영하 $2^{\circ}C$ 미만까지 확장하여 TDR 방식의 함수비 센서에 대한 온도 민감도 시험을 수행하였다. 체적함수비 20%와 30%에 대한 시험 결과 공시체 표면 온도가 영하로 떨어지면서 센서부근의 수분이 감소하고, 공시체 상부의 함수비가 증가하는 경향을 보여주었다. 그러나 함수센서에 대한 온도의 영향은 함수비가 낮을 경우 미소한 것으로 나타났다.