• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권1호
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• pp.159-166
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• 2022

The assembly of the micron-sized Si/CNT/carbon composite wrapped with graphene (SCG composite) is designed and synthesized via a spray drying process. The spherical SCG composite exhibits a high discharge capacity of 1789 mAh g^-1 with an initial coulombic efficiency of 84 %. Moreover, the porous architecture of SCG composite is beneficial for enhancing cycling stability and rate capability. In practice, a blended electrode consisting of spherical SCG composite and natural graphite with a reversible capacity of ~500 mAh g^-1, shows a stable cycle performance with high cycling efficiencies (> 99.5%) during 100 cycles. These superior electrochemical performance are mainly attributed to the robust design and structural stability of the SCG composite during charge and discharge process. It appears that despite the fracture of micro-sized Si particles during repeated cycling, the electrical contact of Si particles can be maintained within the SCG composite by suppressing the direct contact of Si particles with electrolytes.

• Smart Structures and Systems
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• 제30권2호
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• pp.183-193
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• 2022

Structural health monitoring and structural vibration control are multidisciplinary and frontier research directions of civil engineering. As intelligent materials that integrate sensing and actuation capabilities, shape memory alloys (SMAs) exhibit multiple excellent characteristics, such as shape memory effect, superelasticity, corrosion resistance, fatigue resistance, and high energy density. Moreover, SMAs possess excellent resistance sensing properties and large deformation ability. Superfine NiTi SMA wires have potential applications in structural health monitoring and micro-drive system. In this study, the mechanical properties and electrical resistance sensing characteristics of superfine NiTi SMA wires were experimentally investigated. The mechanical parameters such as residual strain, hysteretic energy, secant stiffness, and equivalent damping ratio were analyzed at different training strain amplitudes and numbers of loading-unloading cycles. The results demonstrate that the detwinning process shortened with increasing training amplitude, while austenitic mechanical properties were not affected. In addition, superfine SMA wires showed good strain-resistance linear correlation, and the loading rate had little effect on their mechanical properties and electrical resistance sensing characteristics. This study aims to provide an experimental basis for the application of superfine SMA wires in engineering.

• 센서학회지
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• 제31권2호
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• pp.115-119
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• 2022

A readout circuit for a mercury-cadmium-telluride (MCT)-amplified mid-wave infrared (IR) photodetector was realized and applied to noncontact chemical agent detectors based on a quantum cascade laser (QCL). The QCL emitted 250 times for each wavelength in 0.2-㎛ steps from 8 to 12 ㎛ with a frequency of 100 kHz and duty ratio of 10%. Because of the nonconstant QCL emission power during on-duty, averaging the photodetector signals is essential. Averaging can be performed in digital back-end processing through a high-speed analog-to-digital converter (ADC) or in analog front-end processing through an integrator circuit. In addition, it should be considered that the 250 IR data points should be completely transferred to a PC during each wavelength tuning period of the QCL. To average and minimize the IR data, we designed a readout circuit using the analog front-end processing method. The proposed readout circuit consisted of a switched-capacitor integrator, voltage level shifter, relatively low-speed analog-to-digital converter, and micro-control unit. We confirmed that the MCT photodetector signal according to the QCL source can be accurately read and transferred to the PC without omissions.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.41-45
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• 2010

Miniature Joule-Thomson refrigerators have been widely used for rapid cooling of infrared detectors, optoelectronic device, and integrated circuits of micro electronics. The typical J-T refrigerator consists of the recuperative heat exchanger with the double helical tube and fin configuration, J-T nozzle, a mandrel, Dewar and a compressed gas storage bottle. In this study, to predict the thermodynamic behaviors of the refrigerator with a compressed gas storage bottle during the cool-down time, numerical study of transient characteristics for a J-T refrigerator was developed. A simplified transient one.dimensional model of the momentum and energy equations was simultaneously solved to consider the thermal interactions of the each component of the refrigerator. To account for effects of the thermal mass of the solid, the heat capacities of the tube, fins, mandrel and Dewar are considered. The results show the charged gas pressure of the gas storage bottle has significant effects on the performance of the J-T refrigerator. At the elevated gas pressure of the gas storage bottle, the large capacity of the compressed gas storage does not need to get the fast cool-down performance of the J-T refrigerator in the cool-down stage.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권4호
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• pp.1621-1625
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• 2015

Power quality has always been a concern of power engineers. Certainly an argument can be successfully made that most parts of power engineering have the ultimate objective to improve power quality. AC motors were widely used in industrial and domestic applications. Generally, AC motors were of two types: Induction and Synchronous motors. In motor many parameters like different load cycling, switching, working in hot weather and unbalances creates harmonics which creates major reasons for temperature rise of the motors. Due to high peak value of voltage, harmonics can weaken insulation in cables, windings and capacitors and different electronic components. Higher value of harmonics increase the motor current and decrease the power factor which will reduce the life time of the motor and increase the overall rating of all electrical equipments. Harmonics reduction of all the motors in India will save more power. Coating of windings of the motor with nano fillers will reduce the amount of harmonics in the motor. Based on the previous project works, actions were taken to use the enamel filled with various nano fillers for the coating of the windings of the different AC motors. Ball mill method was used to convert the micro particles of Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, ZrO₂ and ZnO into nano particles. SEM, TEM and XRD were used to augment the particle size of the powder. The synthesized nano powders were mixed with the enamel by using ultrasonic vibrator. Then the enamel mixed with the nano fillers was coated to the windings of the several AC motors. Harmonics were measured in terms of various indices like THD, VHD, CHD and DIN by using Harmonic analyzer. There are many other measures and indices to describe power quality, but none is applicable in all cases and in many instances, these indices may hide more than they show. Sometimes power quality indices were used as a basis of comparison and standardization. The efficiency of the motors was increased by 5 – 10 %. The thermal withstanding capacity of the motor was increased by 5º to 15º C. The harmonics of the motors were reduced by 10 – 50%.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권2호
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• pp.13-21
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• 2000

장파장 적외선 흡수체로 응용하기 위한 Au-black을 질소가스 분위기의 저진공에서 Au를 증발원으로 하여 제조하였고, 증착조건에 따른 Au-black의 미세구조 분석, 적외선 흡수도 측정 및 패턴형성 실험을 통해 Au-black의 특성을 조사하였다. 단위면적당 질량이 약 600 $\mu\textrm{g}$/㎝/sup 2/이고, 챔버압력이 약 1 Torr이상인 증착조건으로 제조된 Au-black에서 적외선이 포획되는 높은 밀도의 미세공동이 존재하였고, 이 Au-black의 적외선 흡수도는 3∼14 $\mu\textrm{g}$의 파장범위에서 대체로 90%정도였다. 약 900 $\mu\textrm{g}$/cm/sup 2/이하의 단위면적당 질량을 갖는 Au-black의 경우 감광액 lift-off 공정에 의한 패턴형성이 가능하였다. 적외선 흡수도, 열용량 및 패턴형성을 고려할 매 적외선 흡수체로서의 Au-black을 제조하기 위해서는 챔버압력이 약 1 Torr이고, 단위면적당 질량이 약 600 $\mu\textrm{g}$/cm/sup 2/인 증착조건이 가장 적합하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권10호
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• pp.694-701
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• 2012

본 연구는 여재를 장착한 수리동역학적 여과분리장치(HSF)와 태양전지 구동형 수중펌프를 조합한 장치의 여재 역세척 가능성에 대하여 분석하였다. 수중펌프는 12볼트 직류모터로 구동되며 태양전지와 축전지로 가동된다. 수리동력학적 분리장치와 펄라이트 여재를 충진한 카트리지에 역세척용 노즐을 장착하였다. 입자물질들은 인공입자들을 이용하여 강우유출수내 입자농도를 모의 실험하였다. 인공입자들을 물에 분산시켜 강우유출수를 재현하였는데 사용한 입자들은 이온교환수지 입자, 실리카젤 입자, 그리고 상업지역 맨홀퇴적물질 입자 등이다. HSF장치는 아크릴 수지를 이용하였는데 여과조의 직경은 250 mm이고 전체적인 높이는 800 mm로 제작하였다. 유입수 SS 농도와 입경, 다양한 수면적 변화를 변화에 대한 역세척 방법별 SS 처리효율을 산정하였다. 전체적인 수면적부하율 범위는 308~$1,250m^3/m^2/day$이다. 태양전지를 이용한 최소한의 전력으로 구동되는 펌프를 이용하여 역세척을 실시한 결과 2대의 수중 펌프를 가동하여 역세척 시 역세척하지 않은 여재와 비교하여 약 18% 처리효율 증가효과를 나타내었다. 비점오염 처리장치에 소규모 태양전지를 활용하여 여재를 역세척할 경우 처리효율을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 센서학회지
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• 제11권6호
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• pp.350-357
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• 2002

센서의 안정도와 감도를 개선시킬 수 있는 단일전극을 가진 열선형 마이크로 가스센서를 제작하였다. 일반적으로, 금속산화물 반도체를 이용한 가스센서는 히터전극과 감지전극의 두 개의 전극을 가지고 있다. 제작된 센서는 히터전극위에 감지물질을 형성하여 단일 전극을 가지는 구조를 가지고 있다. 히터와 감지전극으로 사용되는 Pt는 glass 기판위에 스퍼터링법으로 형성하였으며 $SnO_2$ 감지물질은 제작된 Pt 전극위에 열증착시켜 형성하였다. $SnO_2$ 막은 lift-off 공정을 이용해서 패턴을 형성하고 1시간 동안 산소분위기에서 열산화하였다. 제작된 소자의 크기는 $1.9{\times}2.1\;mm^2$이다. CO 가스에 대한 감지특성을 조사한 결과 1,000 ppm에 대해 100 mV의 출력변화를 나타내었으며, 넓은 농도범위($0{\sim}10,000\;ppm$)에서 선형적인 전압출력을 나타내었다. 또한 가스 반응 전과 반응 후의 전압출력을 비교해 볼 때, 1% 이내의 편차를 나타내는 우수한 회복성을 나타내었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.249-255
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• 2017

지정맥 인식 기술은 손가락에 적외선 광을 조광하여 손가락에 있는 정맥 영상을 획득한 다음, 특징 추출, 매칭 등의 과정을 거쳐 개인을 인증하는 방법이다. 지정맥 인식을 위해 손가락 외각을 검출함에 있어 2차원 마스크(mask)를 기반한 2차원 컨볼루션(2-Dimension convolution) 처리방법은 저가(low cost)의 마이크로프로세서 또는 마이크컨트롤러에 적용할 때 많은 연산시간이 소요된다. 이러한 문제점을 개선하고 인식을 향상시키기 위해 본 연구에서는 2차원 마스크와 2차원 컨볼루션을 사용하지 않고 픽셀들 간의 차의 절대 값과 역치(threshold)를 기반을 둔 이동평균필터링, 가상의 코어점 기반한 ROI 추출법 등을 제안하였고, 제안된 방법의 성능을 평가하기 위해 600개 지정맥 영상을 사용하여 에지 추출속도와 ROI 영역 추출의 정확도 등을 기존의 방법들과 비교 평가 하였다. 그 결과, 제안된 방법의 처리속도가 기존의 방법보다 최소 2배 이상의 빠른 처리속도를 보였으며, ROI 추출의 정확도는 기존의 방법보다 6% 이상의 성능 향상을 보였다, 이러한 결과로부터 제안된 기법을 저가의 마이크로프로세서에 적용한다면, 빠른 처리속도로 높은 인식률을 제공할 것으로 판단된다.

• 한국자기학회지
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• 제20권2호
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• pp.35-40
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• 2010

NiFe/Cu/NiFe/IrMn 스핀밸브 박막소자에 대해 자화 용이축에 의존하는 형상 자기이방성을 조사하였다. Ta(5 nm)/NiFe(8 nm)/Cu(2.3 nm)/NiFe(4 nm)/IrMn(8 nm)/Ta(2.5 nm) 다층박막을 증착할 때 350 Oe의 자기장으로 인가한 자화 용이축을 폭 방향 또는 길이 방향으로 설정하여 $1\;{\mu}m\;{\times}\;18\;{\mu}m$의 소자를 제작하였다. 2단자 방법으로 소자의 자기저항 곡선으로부터 자장감응도를 측정하고 자화 용이축에 따른 형상 자기이방성을 비교하였다. 측정한 소자 길이 방향의 센싱전류와 고정층의 자화 용이축이 소자 폭방향 각도가 GMR-SV 소자를 바이오센서로 활용하는데 중요한 요인임을 확인하였다.