• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.604-609
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• 2019

본 논문에서는 열경화성 폴리이미드를 정전용량형 습도센서의 감습재료로 사용하여 공정이 간단한 IDT(Interdigitated) 전극을 갖는 정전용량형 습도센서를 제작하고 특성을 측정 및 분석하였다. 먼저 일정한 용량값을 얻기 위하여 용량형 센서의 전극 수, 전극의 두께와 간격 및 폴리이미드 감습막의 두께 등을 최적화하여 마스크 설계 및 제작을 했으며, 실리콘 기판 상에 반도체 공정 장비를 이용하여 정전용량형 습도센서를 제작하였다. 제작된 센서의 면적은 $1.56{\times}1.66mm^2$ 이며, 전극의 넓이와 전극간 폭은 동일하게 각각 $3{\mu}m$, 센서의 감도를 위해 전극 수를 166개, 전극의 길이는 1.294mm로 제작하였다. 그런 다음 센서 특성을 측정하기 위해 PCB상에 패키징 하였다. $25^{\circ}C$ 챔버 환경에 센서를 삽입하고 LCR Meter에 연결하여 1V, 20kHz를 인가한 상태에서 20%RH에서 90%RH까지 습도변화에 대한 용량값 변화를 측정하였다. 제작된 정전용량형 습도센서의 측정 결과 감도는 26fF/%RH, 선형 특성 < ${\pm}2%RH$ 그리고 히스테리시스는 < ${\pm}2.5%RH$를 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.439-447
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• 2019

본 연구에서는 산사태 축소 모형 장치에 레이저 센서와 진동 센서를 설치하여 강우에 의한 사면 붕괴 시 토사의 미세 변위를 조기에 감지하여 붕괴 위험이 높은 사면에 대한 적절한 대책 마련과 사면 붕괴로 인한 피해를 최소화하기 위한 산사태 발생 시점을 예측하고자 실험을 실시하였다. 또한, 산사태 축소모형 실험을 통해 강우에 의한 토층의 거동 특성 및 간극수압과 수분과 같은 함수비 변화 특성을 분석하였다. 화강암의 풍화토로 인공사면을 조성한 다음 강우 조건을 200mm/hr와 400mm/hr로 달리하여 이에 따른 함수비(수압, 수분) 변화를 측정하고 지표 변위를 분석하기 위해 레이저 센서와 진동 센서를 적용하였으며, 영상분석을 위해 비디오 촬영을 하여 변위 발생시간을 상호 비교 분석하였다. 실험 결과 수분함량은 강우강도가 클수록 한계값 도달시간이 짧게 소요되는 것으로 나타났으며, 간극수압은 강우강도가 클수록 간극수압의 증가 시간이 짧은 것으로 나타났다. 산사태 모형실험은 현장 조건을 충분히 반영하지는 못하지만 진동 센서를 이용한 변위 발생 인지 시간을 측정한 결과 붕괴시점이 레이저 센서를 이용한 방법보다 보다 빠른 것으로 나타났다. 산사태 발생 시 센서를 이용한 지반변위 측정은 지속적인 연구를 수행할 경우 사면붕괴 예측 및 피해 저감 그리고 계측산업 활성화의 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권2호
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• pp.107-113
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• 2019

본 논문에서는 대기 속도 센서가 없는 항공기에서의 강인 필터 기반의 바람 추정 기법을 제안한다. 바람 속도(wind velocity)는 항공기의 유도 및 제어를 더욱 정밀하게 수행하기 위해 사용되는 정보이다. 일반적으로 바람 속도는, 대기 속도와 지면 속도의 차이를 계산하여 얻을 수 있다. 이때 대기 속도는 피토 튜브와 같은 항공기와 대기의 상대 속도를 측정하는 대기 속도 측정 센서에서 얻을 수 있고, 지면 속도는 항법 시스템으로부터 얻을 수 있다. 그러나 항공기의 구성을 간단하게하기 위하여 대기 속도 측정 센서를 장착하지 않는 경우, 바람 속도를 직접적으로 얻을 수 없기 때문에 필터를 이용한 바람 추정 기법이 필수이다. 이때 난류에 의해 항공기의 공력 계수가 변하게 되는데, 이는 바람 추정 필터의 시스템 모델의 불확실성을 유발하게 되고, 결국 바람 추정 성능이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 공력계수 불확실성에 강인함을 확보하기 위해 $H{\infty}$ 필터를 적용한 바람 추정 기법을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법이 공력계수의 불확실성이 있는 상황에서 성능을 개선하는 것을 확인하였다.

• 재활복지
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• 제21권3호
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• pp.147-163
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• 2017

본 연구의 목적은 승마기구운동이 뇌졸중환자의 하지 골격근 두께에 미치는 영향을 알아보기 위해서 시행되었다. 연구대상자는 G 광역시에 위치한 A병원에 입원중인 뇌졸중환자 30명을 대상으로 선정하였다. 본 연구의 대상자들은 두 그룹으로 승마기구운동군 15명, 대조군 15명으로 무작위 배치되었다. 승마기구운동군은 실험 기간 총 6주 동안 주 3회, 회당 20분 운동을 실시하였다. 넙다리곧은근, 앞정강근, 안쪽 장딴지근, 중간볼기근의 두께 변화를 측정하기 위해서 초음파 영상촬영 장치를 사용하였다. 30명의 연구대상자들에 대한 측정은 운동 전, 운동 6주 후에 수행되었다. 데이터의 분석은 통계적 유의수준을 결정하기 위해서 독립 t-검정과 대응표본 t-검정을 이용하였다. 각 그룹 간 중재 전 후 차이값에 대한 근 두께의 비교에서는 네 근육 모두 유의한 차이가 나타났다. 승마 운동군은 근육 두께에 대한 운동 전과 후의 비교에서 네 근육 모두 유의한 증가를 보였다. 대조군은 운동 전과 후의 비교에서 RF, GM, TA에서 유의한 증가가 있었다. 결과적으로 승마기구운동은 무릎의 안정화와 하지 폄근의 활성으로 인해 하지 근두께의 향상이 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권2호
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• pp.198-204
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• 2019

화학공정에서 발생되는 이산화탄소의 제거를 위하여 대표적으로 화학적흡수법이 산업적으로 사용된다. 화학적흡수법에 의한 이산화탄소의 제거를 위한 신공정의 개발을 위하여 다양한 흡수제를 복합적으로 사용하는 신흡수제가 개발되고 있다. 하이브리드 형태의 신흡수제를 이용한 신공정설계에 흡수제 혼합물의 열역학적 데이터는 공정의 설비비용과 운전비용 절감에 필수적이다. 본 연구에서는 Diisopropanolamine (DIPA)와 N-Methyldiethanolamine (MDEA)을 혼합한 Water+DIPA, DIPA+MDEA 이성분계와 Water+DIPA+MDEA 삼성분계 혼합물의 밀도를 측정하였다. Anton Paar DMA 4500 M를 이용하여 303.15 K~333.15 K의 온도에서 혼합물의 전체 조성범위에 대한 밀도를 측정하였다. 측정된 혼합물의 밀도를 이용하여 과잉부피를 계산하였다. 측정된 과잉부피는 Redich-Kister-Muggianu식으로 상관하여 이성분계에 대한 Redlich-Kister-Muggianu 매개변수를 얻었으며, 삼성분계에서는 한 개의 추가적인 매개변수를 이용하여 삼성분계의 과잉부피를 상관하였다. 측정된 모든 계의 전체 조성에서 과잉부피는 음의 값을 가졌으며 이는 모든 계에서 잘 혼합됨을 의미한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.464-469
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• 2019

본 논문에서는 화생방 방호시설에 사용되는 가스 차단밸브를 비롯한 각종 밸브 및 출입통제 챔버를 제어할 수 있는 원격 감시패널과 제어시스템을 개발하였다. 원격 감시패널은 화생방 통제실에 설치되는 메인 패널과 청정 기계실에 설치되는 보조 패널로 구성하였으며, 그 크기를 순수 제어용과 CCTV를 포함한 제어용으로 구분하여 개발하였다. 본 시스템은 방폭문 및 가스 차단문이 전시 및 평시에 발생할 수 있는 상황별 상태에 따라 원격 감시 및 제어가 가능하며, 평시모드와 전시모드로 구분하여 각 모드 작동시 추가적인 활성창을 통하여 제어 정보를 표시한다. 특히, 화생방 방호시설 내부의 각종 밸브 및 센서 그리고 각종 여과기의 동작상태를 주기적으로 센싱하여 각각의 기구 및 기기들의 정상동작 여부를 파악하며, 수리 및 교체가 필요할 경우 이를 원격으로 상황 근무자에게 경보함으로써 위급상황에서 각각의 기기들의 동작이상으로 인한 피해를 미연에 방지한다. 이를 통하여 화생방 상황 발생시 차단밸브 및 양압밸브의 상태에 따른 송풍기, 급기 및 배기 댐퍼의 작동, 비상 발전기 및 냉각수 펌프 등의 제어가 가능하여 재래식 무기 및 핵폭발에 의한 폭풍압의 급격한 유입으로 인한 피해를 예방할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1062-1067
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• 2018

본 연구에서는 화학센서의 개발에 있어서 감지 대상 물질을 정확히 선택적으로 인식하고 그 결과를 물리적 신호로서 발산할 수 있는 분자시스템이 화학센서의 감지부에 도입되고 이러한 기술을 바탕으로 효율적인 감지기술의 개발이 요청되고 있어 미량의 중금속 이온 측정용 화학센서의 연구를 하였다. 본 연구에서는 감지 대상 물질로서 저 농도의 $Ag^+$, $Cu^{2+}$ 이온들을 통하여 이들에 대한 선택적인 감지 결과를 SPR 센서를 응용한 인식 기능성 감지 막 제조를 하여 측정대상 금속이온들에 대한 선택적인 측정을 하여 저 농도에서 매우 정밀 하게 감지 가능한 센서시스템을 구현하였다. 이 결과 DTSQ-dye를 이용한 감지 막 측정 결과의 경우 저 농도 $Ag^+$이온에 따른 공명각의 변화는 $Ag^+$ 이온의 최고농도인 $10^{-4}M$ 까지 공명각의 변화는 $2.17[^{\circ}]$이며, 다른 금속과 비교 시 약 4.3배나 되는 큰 공명각의 변화를 보였고, SQ-dye를 이용한 감지막 측정 결과의 경우 저 농도 $Cu^{2+}$ 이온에 따른 공명각의 변화는 $Cu^{2+}$의 최고농도인 $10^{-4}M$ 까지 공명각의 변화는 $2.3[^{\circ}]$이며 다른 금속과의 비교시 약 4.5배나 되는 큰 공명각의 변화를 보였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권7호
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• pp.820-828
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• 2017

익수자의 부력을 지원할 수 있는 도구나 장비는 익수자의 생명 연장에 중요하다. 본 연구의 목적은, 최소 1분의 시간 동안 사람의 머리가 수면위로 부상하여 호흡할 수 있는 것으로 가정한 최소 부력의 형성에 필요한 가스의 양과 뉴턴(newton) 단위의 부력을 추정함에 있다. 부력 실험 장치는 이산화탄소 가스를 주입한 긴 고무풍선을 이용하였고, 6명의 대학생을 대상으로 부력측정 실험을 하였다. 부력의 정도는 5점 척도를 이용하여 측정하였고, 측정한 데이터의 통계 값을 분석하여 최소 부력에 필요한 이산화탄소의 양을 추정하였다. 실험 결과, 이산화탄소 8 그램은 72 %의 신뢰수준에서 최소부력 조건을 만족하고, 부력은 44.66 뉴턴으로 계산되었다. 이산화탄소 12 그램은 100 %의 신뢰수준에서 최소부력 조건을 만족하고, 부력은 66.99 뉴턴으로 계산되었다. 본 연구를 통해서 저가이면서 휴대가 간편한 최소부력지원 장치의 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.75-80
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• 2019

학교에서 의료용 초음파 실습 시 초음파 장치의 Freeze 및 Print Button, 프로브의 Lens, 손잡이, Line 부분 그리고 복부 Phantom에서 가장 접촉이 많은 부위를 임의로 선정하여 프로브에 상제하고 있는 세균을 검출하여 병원균의 수를 알아보고자 한다. 실험 방법으로는 실험 대상 위치에 균채집용 멸균된 면봉으로 검사 대상 부위를 20번 문지른 후 Lysogeny broth(LB) agar에 도말을 실시한 후 배양기에 넣어 48시간 동안 배양하고 colony forming unit (CFU) 수를 평가하여 프로브 손잡이, 복부 Phantom의 세균 분포정도를 알아보았다. 그 결과 CFU 값은 Lens는 $3.0{\pm}0.87$, Print button는 $5.5{\pm}1.06$, Freeze button은 $8.0{\pm}4.95$, Phantom은 $20.0{\pm}2.78$, Line은 $23.5{\pm}2.50$, 그리고 Probe handle의 값은 $35.3{\pm}10.75$로 측정되었다. 본 연구에서는 의료용 초음파 실습 시 실습 시 장비의 감염관리에 대한 주의를 부각시키고, 나아가서 초음파 장치의 세균 감염률 감소에 확실하게 기여 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.734-739
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• 2018

우리나라의 국가산림조사는 제1차(1972년~1974년) 전국산림실태조사를 시작으로 현재 제7차(2016년~2020년) 조사가 실시되고 있다. 제1차부터 최근 제7차까지의 진행된 우리나라의 국가산림자원조사에서 흉고직경은 직경테이프를 이용하고, 수고는 측고기를 사용하여 측정하고 있다. 그러나 직경테이프의 경우 불규칙한 형태의 임목에서는 다소 큰 오차가 발생될 수 있고, 측고기의 경우 입목의 정단부까지 높이를 10cm 단위로 간접 측정하고 있어 정확도가 낮아질 수 있다. 이에 본 연구에서는 산림조사의 정확도 향상 및 고도화를 위해 SLAM의 활용 가능성을 제시하고자 하였다. 이를 위해 흉고직경 및 수고 측정을 위한 테스트베드를 설정하고, SLAM장비를 이용하여 스캔데이터를 직접 획득한 후 흉고직경 및 수고 측정 정확도를 분석하였다. 그 결과 흉고직경 및 수고를 1mm 단위까지 직접 산출 가능하였으며, 2cm 이하의 흉고직경 정확도와 1.3cm 이하의 수고 정확도를 나타냄으로써, 실무에서 충분히 활용 가능함을 제시하였다. 향후 본 연구결과를 바탕으로 표본점에 대한 스캔 데이터를 획득하고 분석을 진행할 예정이다.