• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.71-78
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• 2007

There have been continuous efforts to automate welding processes. This automation process could be said to fall into two categories, weld seam tracking and weld quality evaluation. Recently, the attempts to achieve these two functions simultaneously are on the increase. For the study presented in this paper, a vision sensor is made, and using this, the 3 dimensional geometry of the bead is measured in real time. For the application in welding, which is the characteristic of nonlinear process, a fuzzy controller is designed. And with this, an adaptive control system is proposed which acquires the bead height and the coordinates of the point on the bead along the horizontal fillet joint, performs seam tracking with those data, and also at the same time, controls the bead geometry to a uniform shape. A communication system, which enables the communication with the industrial robot, is designed to control the bead geometry and to track the weld seam. Experiments are made with varied offset angles from the pre-taught weld path, and they showed the adaptive system works favorable results.

• 한국광학회지
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• 제17권3호
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• pp.223-230
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• 2006

직접 광주파수 변조된 레이저 다이오드를 광원으로 이용하여 공간 선택적 브릴루앙 산란 방식으로 분포형 광섬유 센서를 구성하여 실험하였다. 광주파수가 정현파로 변조된 펌프와 프로브 빛이 광섬유 내로 서로 반대 방향으로 진행하며 중첩되도록 함으로써 광섬유 내 특정 지점에서만 유도 브릴루앙 산란이 발생하도록 하였으며, 변조 주파수를 변화시켜 브릴루앙 이득 피크의 위치를 조절할 수 있었다. 브릴루앙 천이 주파수가 서로 다른 광섬유를 접속한 경우와 광섬유 길이를 따라 온도 분포가 존재하는 경우에 대해 각각 브릴루앙 천이 주파수의 분포를 측정하였다. 브릴루앙 천이 주파수의 온도 변화율은 $1.33MHz/^{\circ}C$로 측정되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권5호
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• pp.499-507
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• 2004

광섬유 ROTDR (Rayleigh optical time domain reflectometry) 센서와 보디 긴 광섬유를 감지광섬유로 사용할 수 있는 광섬유 BOTDA (Brillouin optical time domain analysis) 센서를 구성하고, 이들 각각을 이용하여 중요보안 대상체인 사회기반시설물에 침투하는 침입자를 탐지할 수 있는 기포 연구를 수행하였다 ROTDR 센서의 감지부로는 넓은 면적을 감지할 수 있는 매설형 광섬유 센서 탐지판을 제작하고, 인가된 침입물체의 위치와 무게에 따른 신호특성을 고찰하였다. ROTDR 센서는 펄스 폭이 30ns이고, 광섬유의 길이는 10km 이상이다. 위치탐지오차는 약 2m 이내였으며, 무게에 따른 탐지능력은 20kgf, 40kgf, 60kgf, 80 kgf의 네 단계를 구분할 수 있음을 알 수 있었다. 넓은 지역에 걸친 침입자의 침투를 감시하기 위하며 수십 km의 광섬유 길이 전제를 감지부로 사용할 수 있는 광섬유 BOTDA 센서를 개발하였다. BOTDA 센서는 한 개의 레이저 다이오드와 두 개의 광전 변조기(electro-optic modulator)를 사용하여 간단하게 구성하였다. 침입자에 의한 광섬유의 변형률 벽화를 탐지하는 실험을 수행하기 위하여 광학테이블 위에 광섬유에 변형률을 인가하기 위한 실험 장치를 설치하여 실험을 수행하였다. 이 실험으로부터 시간간격 1.5 초동안 광섬유 약 4.81km의 길이를 거리분해능 3m로 침입자를 탐지할 수 있음을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권4호
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• pp.299-304
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• 2007

구조물의 주요 부재들은 임의의 부분에 과대 하중이 작용하거나 반복 하중을 받아서 재료가 열화되면 균열이 발생한다. 이러한 균열은 구조물의 안전성을 평가할 수 있는 중요한 인자이며 균열의 진전 여부가 구조물의 안전성을 평가하기 위한 중요한 지표로 사용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 구조물의 기존 균열이 진전하는지를 감시하기 위하여 광섬유 브래그 격자 센서를 개발하였다. 이 센서 시스템은 탐촉자, 파장제어 광원부 및 광수신부, 그리고 가진부로 구성된다. 센서 탐촉자 부분은 광섬유 브래그 격자 소자만으로 구성된다. 파장제어 광원부는 전류공급회로와 DFB(distributed feedback) 레이저 다이오드로 구성되고 파장 제어 회로는 레이저 다이오드의 온도를 바꾸어 파장을 제어한다. 또한 가진부는 강체 낙하구에 의하여 구현한다. 이렇게 구성된 센서의 성능은 알루미늄판에 임의의 균열을 만들고 센서를 작동시키면서 출력 신호를 검토하면서 확인하였다. 광섬유 브래그 격자 센서의 출력 신호의 변화는 균열 길이 변화에 따라서 크게 변화되어 나타나므로 균열 진전 탐지 가능성이 충분함을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.293-303
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• 2020

세계보건기구에 따르면 대기오염은 건강에 대한 주요 위험원으로 대기오염으로 인해 매년 약 700만 명의 조기 사망이 발생하고 있다. 이산화황(SO2)은 대표적인 대기오염물질로 황 성분이 포함된 연료의 연소에서 다량 발생한다. SO2 발생량을 감소시키기 위해서는 대형 연소 환경에서 이를 실시간으로 정밀하게 측정하고 측정 값을 바탕으로 저감 설비를 최적화하는 과정이 필요하다. 이 논문에서는 미세먼지 전구물질인 SO2의 농도를 측정하기 위해 파장 가변형 다이오드 레이저 흡수 분광법 중 파장 변조 분광법을 이용하였다. 광원으로는 7.6 ㎛ 양자 폭포 레이저를 사용하였고 7623.7 ~ 7626.0 nm 사이의 64개 다중 광흡수선으로 SO2 농도 측정이 가능함을 증명하였다. 실험은 1 atm, 296 K에서 28, 76 m multi-pass cell을 사용하여 수행되었다. SO2 농도는 고농도(1000 ~ 5000 ppm)와 저농도(10 ppm 이하)로 두 종류로 실험 하였다. 추가적으로 가스 셀 외에 레이저가 지나가는 경로에 질소를 채워 대기 중의 H2O가 SO2 측정에 미치는 영향을 확인하였다. SO2는 3 ppm까지 측정하였고 측정된 SO2 농도는 전기 화학식 센서와 NDIR 센서 측정 결과와 비교되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.130-130
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• 2009

This paper describes the temperature characteristics of polycrystalline 3C-SiC micro resonators. The 1.2 ${\mu}m$ and 0.4 ${\mu}m$ thick polycrystalline 3C-SiC cantilever and doubly clamped beam resonators with 60 ~ 100 ${\mu}m$ lengths were fabricated using a surface micromachining technique. Polycrystalline 3C-SiC micro resonators were actuated by piezoelectric element and their fundamental resonance was measured by a laser vibrometer in vacuum at temperature range of $25{\sim}200^{\circ}C$. The TCF(Temperature Coefficient of Frequency) of 60, 80 and 100 ${\mu}m$ long cantilever resonators were -9.79, -7.72 and -8.0 $ppm/^{\circ}C$. On the other hand, TCF of 60, 80 and 100 ${\mu}m$ long doubly clamped beam resonators were -15.74, -12.55 and -8.35 $ppm/^{\circ}C$. Therefore, polycrystalline 3C-SiC resonators are suitable with RF MEMS devices and bio/chemical sensor applications in harsh environments.

• 센서학회지
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• 제21권3호
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• pp.186-191
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• 2012

In this paper, we present a pH measurement method that uses a microcantilever-array-based biosensor system. It is composed of microcantilever array, liquid cell, micro syringe pump, laser diode array, position sensitive detector, data acquisition device, and data processing software. Four microcantilevers are functionalized with pH-sensitive MHA(mercaptohexadecanoic acid) as a probe, while three microcantilevers are functionalized with HDT(hexadecane thiol) as reference. We prepare PBS(phosphate buffered saline) solutions of different pH and inject them into the liquid cell with a predefined volumetric speed at regular time intervals. The functionalized mircocantilevers in the liquid cell deflect as a self-assembled monolayer on the microcantilever binds with probe molecules in the solution. The difference in deflection between the MHA-covered probe microcantilever and the HDT-covered reference microcantilever was used to compensate for thermal drift. The deflection difference clearly increases with increasing pH in the solution. It was shown that when the pH values of the PBS solutions are high, there were large variations in the deflection of microcantilevers, whereas there were small variations for low pH value. The experimental results show that the microcantilever array functionalized with MHA and HDT can detect pH value with good repeatability.

• 센서학회지
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• 제11권6호
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• pp.358-364
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• 2002

본 논문에서는 백금박막 온도센서의 $0^{\circ}C$, $100{\Omega}$ 세팅을 위해 355nm 파장을 갖는 자외선 레이저를 이용하였다. 국제적으로 온도센서의 A-class 기준오차는 $0^{\circ}C$에서 ${\pm}0.060{\Omega}$이다. 실제적으로 이 값은 $0.15^{\circ}C$이하에 해당하는 오차로 저항체 제작시 고정밀 가공 기술을 필요로 한다. 가공에 이용된 355nm DYP(Diode-Pumped YAG) 레이저는 power : 37mW, rep rate 주파수 : 200Hz 그리고 bite size : $7.5{\mu}m$에서 $1{\sim}1.5{\mu}m$ 두께의 백금박막을 가장 안전하게 가공할 수 있었으며, 가공선폭은 $10{\mu}m$ 안팎임을 확인하였다. 그리고 사진식각 공정기술을 이용하여 제작된 $2"{\times}2"$ 기판내의 96개(4 by 24) 저항체는 상온 $25^{\circ}C$에서 $79{\sim}90{\Omega}$ : 42.7%, $91{\sim}102{\Omega}$ : 57.3%의 비율로 각각 제작되어졌다. $109.73{\Omega}$를 목표 값으로 $25^{\circ}C$에서 자외선 레이저를 이용하여 가공한 결과, 82.3%가 가공오차가 ${\pm}0.03{\Omega}$이하에 들어왔으며 나머지 17.7%도 국제규격 A-Class내인 ${\pm}0.06{\Omega}$내에 포함되었다.

• Composites Research
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• 제14권5호
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• pp.12-19
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• 2001

급격한 과도하중이나 충격 등에 의해서 발생만 복합적층 내부의 손상은 항공기 구조물과 같이 안전성이 중요시되는 구조의 신뢰성을 저하시키며 또한 큰 위험 요인이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 구조의 건전성을 모니터링하고 파손여부를 실시간으로 감지하기 위해 단파장 레이저와 광대역광원을 동시에 적용한 광섬유 센서를 이용하여 변형률 및 파손을 실시간으로 동시에 모니터링 할 수 있는 시스템을 구성하였다 이때 서로 다른 파장대의 두 장원은 파장분할다중 송신기를 이용하여 하나의 광섬유 센서에 적용되었다 파손신호의 특징을 정량적으로 구분하기 위해 STFT와 Wavelet Transform 과 같은 시간 주파수 분석법을 사용하였으며, 광섬유 센서로 취득 긴 파손신호 및 변형률 측정값을 각각 압전 세라믹 센서와 스트레인게이지의 값과 서로로 비교하였다. 장시간동안 파손과 동시에 측정된 변형률의 값은 스트레인게이지의 측정값과 잘 일치하였으며 파손감지 시스템 또만 미세한 파손신호까지 민감하게 감지해 낼 수 있음을 알 수 있었다.