• Journal of Biosystems Engineering
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• 제13권3호
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• pp.32-43
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• 1988

This study was attempted to investigate the pneumatic separation on separating unit of a combine harvester. The aerodynamic characteristics of threshed materials were analyzed by experiments. The air velocity distribution within the separation chamber was measured for various speeds of the winnower and suction fans to find out the operational and design conditions of the separating unit which would serve for reducing the grain loss from chaff outlet. The results of study arc summarized as follows: 1. Based on the separation curve of threshed materials analyzed, it was shown that three different kind. of materials-kernels, straw chaff, and leaf chaff were as a whole able to be separated pneumatically, regardless of varieties. However, a small amount of the separation grain loss may be expected to occur if the complete separation between kernels and straw chaff would be undertaken because some portion of their separation curve were overlapping. 2. The analysis of air velocity distribution showed that the separation chamber may be divided into two regions, the discharging and separating. The air velocity of the discharging region was 5-15 m/s and that of the separating region 2-5 m/s. 3. The air movement of the separation chamber may be a turbulence flow, being its speed became greater as it moves from the left to the right section of the separation chamber. The equi-speed line. of air flow had a steep gradient in between the discharging and the separation regions. The air velocity in the discharging region was much higher than the terminal velocity of kernels, because of which those kernels appearing in the region could be possibly exhausted as the grain loss from the chaff outlet. 4. The motion trajectory of threshed material in the separating region was dominantly affected by the winnower fan, on the other hand, its motion in the discharging region was affected by suction fan. 5. The grain loss from the chaff outlet was affected greatly by the winnower fan and the trace of kernel movement. It was observed that the optimum working speed to give minimum grain loss from chaff outlet for the combine tested should be maintained at 950~1,150 rpm for the winnower fan and 1,850 rpm for the suction fan. 6. It was shown that a large portion of grain loss from chaff outlet may occur when the kernels may bump against a portion of separation chamber wall and those kernels thus scattered into the discharging region were sucked by the suction fan. It was accordingly recommended that a new design of the wall of separation chamber so as to bump down kernels may be necessary to reduce grain loss from the chaff outlet.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권3호
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• pp.210-216
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• 2015

본 연구에서는 파프리카 수확기 개발의 일환으로 엔드이펙터의 정확한 제어를 위하여 스테레오 영상으로 파프리카를 인식하고 인식된 파프리카의 공간 좌표를 획득하기 위하여 영상처리 알고리즘을 개발하고자 하였다. 먼저, 색상 정보를 이용하여 파프리카 영상을 추출하기 위하여 히스토그램 분석을 수행하였고 결과에 따른 임계값을 설정하였다. 임계값에 의해 추출된 파프리카 영역에 대해 스테레오 대응을 수행하기 위해 실험에 사용된 스테레오 영상의 F 행렬을 구하였고 이를 이용하여 에피폴라 선을 구하여 대응을 수행하였다. 대응을 수행 할 때는 색상 영상을 이용하여 강조 마스크와 컨벌루션을 통해 중심 픽셀과 수직, 수평방향 이웃 픽셀에 가중치를 적용하여 강조한 후 최소 자승 오차를 갖는 점을 대응점으로 추출하였다. 추출 된 대응 점간의 거리를 스테레오 영상의 기하학적인 관계를 이용하여 실제 거리를 계산하였고, 계산된 거리(Z)값을 이용하여 수평(X), 수직(Y) 방향 공간 좌표를 획득하였다. 그 결과 수평 방향 오차 평균 5.3mm, 수직 방향 오차 평균 18.8mm, 거리 오차 평균 5.4mm로 나타났으며, 거리 400~450mm 구간과 영상의 모서리 부분의 왜곡이 발생하는 부분에서 오차가 다른 구간에 비해 크게 나타나는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권5호
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• pp.46-51
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• 2013

본 논문에서는 RF 에너지 충전 시스템 기능이 가능한 이중대역 RFID 태그 안테나(Tag antenna)를 제안한다. 제안된 안테나는 UHF 대역과 Microwave 대역에서 각각 수동형과 능동형의 RFID 태그 안테나로 동작을 한다. 또한 능동형으로 동작하는 Microwave 대역 RFID 태그의 제한된 배터리 용량을 보충하기 위하여 수동형 태그로 동작하는 UHF 대역의 RFID 태그를 위한 RF 신호를 충전 회로에 적용 가능한 이중대역 RFID 태그 안테나의 특징을 가진다. 제안된 안테나는 UHF 대역 (917~923.5 MHz)과 Microwave 대역 (2.4~2.45 GHz)에서 동작을 위한 $50{\Omega}$의 단일급전이 이용된 다이폴(Dipole) 구조와 미앤더(Meander) 기생 소자들을 이용한 ${\lambda}/2$ 다이폴과 $1{\lambda}$ 다이폴로 각각 동작하는 이중대역 안테나의 특징을 가진다. 다이폴 구조는 Microwave 대역에서 동작을 하며, 다이폴 구조에 추가된 미앤더 기생 소자와 함께 UHF 대역에서 동작을 한다. 즉, Microwave 대역에 대하여 동작하는 다이폴 구조는 UHF 대역에서 동작을 위한 기생 소자들의 간접급전의 역할을 한다. 제작된 안테나는 UHF 대역의 917~923.5 MHz와 Microwave 대역의 2.4~2.45 GHz의 대역에 대하여 VSWR 2:1 이하를 만족하며, 또한 전방향적인 방사패턴 (Omni-directional radiation pattern)을 가진다. 안테나의 효율은 UHF 대역에서 45 % 이상, Microwave 대역에서 70 % 이상이며, 각각의 대역에서 0.18 dBi, 2.8 dBi 이상의 최대 이득을 가진다.

• 한국약용작물학회지
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• 제5권4호
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• pp.284-288
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• 1997

농가(農家)에 보급(普及)된 수도용(水稻用) 콤바인의 이용효율(利用效率)을 높이고 농가소득 증대(農家所得 增大)에 기여(寄與)하기 위해 율무의 콤바인 수확적기(收穫適期)를 구명(究明)하고자 수확시기(收穫時期)를 개화기후(開花期後) 40일, 50일, 00일, 70일에 실시(實施)하시여 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 작업효율(作業效率)은 개화기후(開花期後) 50일 이후(以後)에는 2조 수확(收穫)) 가능(可能)하였고, 작업속도(作業速度)는 개화기후(開花期後) 50일 이후(以後)에는 0.26m/s였고 이론상의 작업능력(作業能力)은 개화기후(開花期後) 60日 이후(以後)는 11.23a/hr였다. 2. 수분함량(水分含量)은 수확시기(收穫時期)가 늦어질수록 낮아져 경엽(莖葉)의 수분함량(水分含量)은 $69.7{\sim}55.3%$ 였고, 종실(種實)의 수분함량은 개화기후(開花期後) 60일 이후(以後)에는 34.2%정도로 안정 되었다. 3. 수확시기(收穫時期)가 늦어질수록 등숙립(登熟粒)은 증가(增加)하였고, 미숙립(未熟粒)과 검불은 감소(減少)하였는데, 개화기후(開花期後) 60일 이후(以後)에는 검불의 혼입율이 1.8%미만이었다. 4. 개화기후 40일부터 70일까지 10일 간격으로 조사한 결과, l 중은 수확시기(收穫時期) 가 늦어질수록 무거워졌으나, 10a당(當) 종실수량(種實收量)은 개화기후(開花期後) 60일에서 가장 무거웠다. 5. 율무의 수도용(水稻用) 콤바인을 이용한 수확적기(收穫適期)는 회귀분석(回歸分析) 결과(結果) 개화기후(開花期後) 68 일경(日頃)이었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.216-220
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• 2018

The piezoelectric properties of $0.65Pb(Zr_{1-x}Ti_x)O_3-0.35Pb(Zn_{1/6}Ni_{1/6}Nb_{2/3})O_3$ ($PZT_x-PZNN$) ceramics with $0.530{\leq}x{\leq}0.555$ were investigated for application to piezoelectric energy harvesters. Although a morphotropic phase boundary (MPB) was found at approximately x = 0.545, the ceramic with the highest figure of merit (FOM) ($d_{33}{\times}g_{33}$) was observed at a composition of x = 0.540. Values of this figure of merit, $d_{33}{\times}g_{33}$, of $19.6pm^2/N$ and $20.2pm^2/N$ were obtained from $PZT_{0.540}-PZNN$ ceramics sintered at $920^{\circ}C$ and $950^{\circ}C$, respectively. A high output power of $937{\mu}W$ and a high power density of $3.3mW/cm^3$ were obtained from unimorph-type piezoelectric energy harvesters fabricated using $PZT_{0.540}-PZNN$ ceramic sintered at $920^{\circ}C$ for 4h.

• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.25-38
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• 2021

본 연구의 목적은 형광직물과 재귀반사 소재만으로 제작, 보급되고 있는 현 안전의복에, 광섬유 적용으로 시인성을 높여 야간이나 기상악화 시 안전사고로부터 작업자나 보행자를 보호하는데 있다. 이를 위하여 LED를 촉매로 한 광섬유와, 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 설계·제작한 안전조끼를 개발하였다. 안전조끼는 필름에 일체화된 자동 점멸 광섬유에 의해 빛을 방출하도록 설계되었고 이 조끼를 착용한 작업자의 움직임으로, 버려지는 에너지를 수확하여 광섬유의 발광을 더 지속적으로 구동시키기 위해 에너지 하베스터를 제작하여 부착하였다. 그 결과, 첫째로 조끼 착용자의 신체는 광섬유(optical fiber)와 재귀반사 테이프를 통해 멀리서 인식 가능하도록 시인성이 높아져 사고예방에 도움이 된다. 즉 야간에 실시하는 도로변이나 고지대에서의 작업, 구조대원의 활동, 스포츠 활동 시 사고를 예방하거나, 비상상황이 발생할 경우 광섬유 발광을 변화시키는 신호로 사고 지점을 빨리 발견할 수 있어 인명구조에도 도움이 될 것이다. 둘째, 생활 속 버려지는 에너지를 활용하기 위하여 압전소자 발전 시스템을 개발하여 압전 에너지 하베스팅 장치를 탑재한 결과, 배터리부의 유효 충전량을 활성화하고 보조 충전을 함으로써 에너지를 소량일지라도 효율적으로 생산할 수 있었다. 동시에 안전조끼에 내장하여 제작함으로써 탈착이 용이하도록 하여 활용도를 높였다. 기존 안전 조끼의 경우 야간에 주변 조명이 없을 때는 조끼를 착용한 사람을 인식하는 것이 거의 불가능하지만, 본 연구에서는 안전조끼의 빛 신호로 주변 조명이 없을 때에도 100m 이내에서 착용자를 식별할 수 있었다. 또한 광섬유적용 안전조끼는 측면에서의 시인성 향상뿐만 아니라 가볍고 (물)세탁이 가능하여 실용적 측면에서 현존하는 LED적용 안전의류보다 우수하다. 그러므로 본 연구에서 개발한, 광섬유와 에너지 하베스터를 장착한 안전조끼는 실용도가 높고 안전사고 발생 예방과 감소, 나아가 인명구조에 이바지할 것으로 추정된다.

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.357-372
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• 2021

에너지 수확장치는 석유자원의 고갈로 인한 자원난을 해결할 수 있는 대안으로 유망하다고 알려져 있다. 기계적 움직임을 전기 에너지로 전환할 수 있는 압전 소자들의 한계(환경오염 및 낮은 기계적 특성)를 극복하기 위하여, 고분자 기지재 기반 복합재료 압전 에너지 수확장치에 대한 많은 연구들이 수행되었다. 본 논문에서는 사용된 재료 및 공정에 기초하여, 보고된 압전 복합재료의 출력 성능 및 관련된 응용 분야를 검토하였다. 압전 필러는 티탄산 지르콘산 연 및 티탄산바륨 기반의 세라믹 필러뿐만 아니라, 친환경, 생체적합성 및 유연성 측면에서 유리한 산화아연을 검토하였다. 기지재는 폴리비닐리덴플로오라이드 및 공중합체로 구성된 압전 고분자 및 에폭시 및 폴리디메틸실록산 기반의 유연한 고분자로 분류하여 복합재료의 압전 시너지 및 높은 외력 적용에 의한 압전 출력 향상을 논의하였다. 또한, 금속 혹은 탄소 소재 기반 2차 필러의 적용에 의한 복합재료의 전도성 혹은 기계적 특성의 향상이 압전 수확장치의 출력 성능에 미치는 영향을 복합재료의 구조 측면에서 검토하였다. 향상된 성능으로 소형 전자기기, 스마트 센서, 의학 분야 등에 응용 가능한 복합재료 기반 압전 수확장치는 미래의 일상에서 접할 수 있는 무선 전자 장치의 전원으로써 잠재적인 통찰을 제공할 수 있다.

• 한국분말재료학회지
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• 제31권1호
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• pp.16-22
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• 2024

Composite-based piezoelectric devices are extensively studied to develop sustainable power supply and self-powered devices owing to their excellent mechanical durability and output performance. In this study, we design a lead-free piezoelectric nanocomposite utilizing (Ba_0.85 Ca_0.15)(Ti_0.9Zr_0.1)O₃ (BCTZ) nanomaterials for realizing highly flexible energy harvesters. To improve the output performance of the devices, we incorporate porous BCTZ nanowires (NWs) into the nanoparticle (NP)-based piezoelectric nanocomposite. BCTZ NPs and NWs are synthesized through the solid-state reaction and sol-gel-based electrospinning, respectively; subsequently, they are dispersed inside a polyimide matrix. The output performance of the energy harvesters is measured using an optimized measurement system during repetitive mechanical deformation by varying the composition of the NPs and NWs. A nanocomposite-based energy harvester with 4:1 weight ratio generates the maximum open-circuit voltage and short-circuit current of 0.83 V and 0.28 ㎂, respectively. In this study, self-powered devices are constructed with enhanced output performance by using piezoelectric energy harvesting for application in flexible and wearable devices.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권4호
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• pp.427-432
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• 2024

The polymer crystallization process, promoting the formation of ferroelectric β-phase, is essential for developing polyvinylidene fluoride (PVDF)-based high-performance piezoelectric energy harvesters. However, traditional high-temperature annealing is unsuitable for the manufacture of flexible piezoelectric devices due to the thermal damage to plastic components that occurs during the long processing times. In this study, we investigated the feasibility of introducing a flash lamp annealing that can rapidly induce the β-phase in the PVDF layer while avoiding device damage through selective heating. The flash light-irradiated PVDF films achieved a maximum β-phase content of 76.52% under an applied voltage of 300 V and an on-time of 1.5 ms, a higher fraction than that obtained through thermal annealing. The PVDF-based piezoelectric energy harvester with the optimized irradiation condition generates a stable output voltage of 0.23 V and a current of 102 nA under repeated bendings. These results demonstrate that flash lamp annealing can be an effective process for realizing the mass production of PVDF-based flexible electronics.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.601-604
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• 2010

In this study, the piezoelectric energy harvester was investigated employing the pillar structure with the diameter size of 50~500 um. Usually, the aspect ratio between the height and diameter was related with the piezoelectric performance. High aspect ratio was showed the low electric noise and high piezoelectric properties than low aspect ratio. Therefore, we have selected the Su-8 photo-resist and modified lithography process to manufacture the pillar structure with height above the 250 ${\mu}m$. In this presentation, we will report the process and properties of micro pillar structure based on the PMN-PZT (Pb$(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3$-PbZrTiO$_3$) materials.