This study was carried out to develop an automatic mixing system of nutrient solution for closed-loop hydroponics using ion electrodes. The results of the study are summarized as follows: 1. It appeared that ion-electrodes had not to be soaked into nutrient solution for a long time since it was much less durable than EC or PH sensors. Once ion-electrodes were soaked into real nutrient solution for a long time, they became unstable. 2. ion measurement modules, which were able to sample recirculated nutrient solution and easily wash and dry ion-electrodes, were developed in order to use ion-electrodes continuously. 3. The results of calibration tests on three kinds of ion electrodes presented that the time required to read measurement data was over 30 seconds. Using the calibration data the regression equations for the ion electrodes were developed. 4. An automatic nutrient-solution mixing system using the three kinds of ion electrodes was developed and then its accuracy was examined. The control errors of the mixing system using ion electrodes were in the range of 9.8 to 12%.
In particle-in-cell (PIC) simulation studies related to ion-ion two-stream instability, a reduced ion-to-electron mass ratio is often employed to save computation time. But it was not clearly verified how electrons dynamics are coupled with the slower evolution of ion-ion interactions under the external electric field. We have studied the ion beam driven instability using a 1D electrostatic PIC code by comparing different rescaling of parameter with real ion mass from the reference simulation with reduced ion mass. As the external electric field is stronger, the excited unstable mode range was more sensitively affected by the system size with the real mass ratio than the reduced ion mass. The results show that the reduced mass ratio should be used cautiously in PIC code as the electron dynamics can modify the ion instabilities. Additionally we found the formation of electron flat-top distribution in the final saturation stage. Simulation results show that in the early phase electrostatic solitary waves are quasi-periodically formed, but later they are fully dissipated resulting in heated, flat-top distributions. New electron beam components are occasionally formed. These are a consequence of the interaction with solitary wave structures. We parametrically investigate the development of electron phase space distributions for various drift speeds of ion beams and temperature ratios between ions and electrons
Surface roughness of deposited or etched film strongly depends on ion bombardment. Relationships between ion bombardment variables and surface roughness are too complicated to model analytically. To overcome this, an empirical neural network model was constructed and applied to a deposition process of silicon nitride (SiN) films. The films were deposited by using a pulsed plasma enhanced chemical vapor deposition system in $SiH_4$-$NH_4$ plasma. Radio frequency source power and duty ratio were varied in the range of 200-800 W and 40-100%. A total of 20 experiments were conducted. A non-invasive ion energy analyzer was used to collect ion energy distribution. The diagnostic variables examined include high (or) low ion energy and high (or low) ion energy flux. Mean surface roughness was measured by using atomic force microscopy. A neural network model relating the diagnostic variables to the surface roughness was constructed and its prediction performance was optimized by using a genetic algorithm. The optimized model yielded an improved performance of about 58% over statistical regression model. The model revealed very interesting features useful for optimization of surface roughness. This includes a reduction in surface roughness either by an increase in ion energy flux at lower ion energy or by an increase in higher ion energy at lower ion energy flux.
The relative electron density resolution was discussed by the noise power spectrum (NPS) in the heavy ion CT image. The heavy ion beam $\^$12/C accelerated up to 400MeV/u by RIMAC was used in this study. The two-dimensional (2-D) NPS in the CT image was obtained from the one-dimensional (1-D) NPS of the measured residual range distribution of water phantom for single projection, and the noise variance in the CT image was calculated from 2-D NPS. The technique used in the reconstruction was the filtered back-projection method with Shepp-Logan filter. The calculated value suggests the result of our previous works using the density resolution phantom, assuming that the relative electron density resolution is twice the standard deviation. Therefore, the estimation of the noise in CT images by 2-D NPS obtained the measured residual range distribution is the useful method.
A new PVC-membrane electrode for $Ag^+$ ion based on a thia-substituted macrocyclic diamide has been prepared. The electrode exhibited a Nernstian response for $Ag^+$ over a wide concentration range $(1.7{\times}10^{-6}-1.0{\times}10^{-1}M)$. It has a response time <15 s and can be used for at least 3 months without divergence. The proposed membrane sensor revealed good selectivities for $Ag^+$ over a variety of metal ions and can be used in a pH range 3.0-7.5. It has been used successfully for direct determination of $Ag^+$ in different real samples and, as an indicator electrode, in the titration of silver ion.
The dielectric properties of glass ceramics with BaTiO$_3$ crystallites are described. In this study measurements were made over the frequency range 1kHz-10MHz and temperature range $25^{\circ}C$-15$0^{\circ}C$. There are several minor constituents in the glass which needed to obtain the desired properties. The fluorine ion substitutes for oxygen in glass-crystallized BaTiO$_3$. And additions of Mg ion is used to shift the Curie temperature. We show the addition of Mg ion lowers the Curie point to about 323。K.
납이온과 선택적으로 상호작용하는 이온 운반물질(lead ionophore II)과 수소이온과 선택적으로 상호작용하면서 형광을 내는 변색성 이온 운반물질(ETH5294) 및 소수성의 음이온 자리를 포함하는 이온 선택성 광센서를 제조하여 형광분광법으로 수용액 중의 납이온을 정량하는 방법을 연구하였다. 시료용액의 pH,막두께 등이 형광세기에 미치는 영향을 조사하였다. $Na^+$, $K^+$, $Mn^{2+}$ 및 $Zn^{2+}$이온 등의 방해이온이 납이온의 정량에 미치는 영향을 조사하였다.본 연구에서 제작한 납이온 선택성 막을 이용하여 얻은 납이온 검정곡선의 직선범위는 5.0${\times}10^-7$M5.0${\times}10^-3$M이였고 이 범위에서의 상관계수는 -0099107이었다. 바탕용액의 상대표준편차는 3.0%였고 납이온의 검출한계는 5.0${\times}10^-9$M이었다.
We studied the critical pressure characteristics of an anode type ion beam source driven by both charge repulsion and diffusion mechanism. The critical pressure $P_{crit}$ of the diffusion type ion beam source was linearly decreased from 2.5 mTorr to 0.5 mTorr when the gas injection was varied in 3~10 sccm, while the $P_{crit}$ of the charge repulsion ion beam source was remained at 3.5 mTorr. At the gas injection of 10 sccm, the range of having normal beam shape in the charge repulsion ion beam source was about 6.4 times wider than that in the diffusion type ion beam source. An impurity of Fe 2p (KE = 776.68 eV) of 12.88 at. % was observed from the glass surface treated with the abnormal beam of the charge repulsion type ion beam source. The body temperature of the diffusion type ion beam source was observed to increase rapidly at the rate of $1.9^{\circ}C/min$ for 30 minutes and to vary slowly at the rate of $0.1^{\circ}C/min$ for 200 minutes for an abnormal beam and normal beam, respectively.
In this paper, measurements of ion mobility were performed in oxygen at gas pressures of 44.52 - 101.19 kPa using the drift tube method. Over this pressure range, mobility values were within the limits of 1.796 to $3.821cm^2{\cdot}V^{-1}{\cdot}s^{-1}$ were determined and ion mobility shown to decrease non-linearly with increasing gas pressure towards a certain level of saturation. Ion mobility measured in air was lower than that measured in oxygen at the same gas pressure. Finally, a parameter correction method for calibrating the relationship between the ion mobility and gas pressure in oxygen was proposed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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