• 제목/요약/키워드: Noncontact Method

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초정밀 광학식 변위 측정을 위한 센서 구호 밀 신호 처리 시스템 (Sensor Structure and Signal Processing System for Precision Optical Displacement Measurement)

  • 오세백;김경찬;김수현;곽윤근
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권8호
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    • pp.40-47
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    • 2001
  • Optical measurement methods make it possible to detect object displacements with high resolution and noncontact measurements. Also, they are very robust against EMI noises and have long operation range. An optical triangulation sensor is one of widely used displacement measurement sensors for its sub-micron resolution, fast response, simple structure, and low cost. However. there are several errors caused by inclinations of a surface. speckle effects, power fluctuations of light sources, and noises of detectors. In this paper, in order to minimize error effects, we performed error analysis and proposed a new structure. Then, we setup a new modeling method and verify it through simulations and experiments. Based on the new model. we propose a new sensor structure and establish design criteria. Finally, we design a signal processing system to overcome a resolution-limited problem of light detectors. The resolution of the proposed system is 0.2${\mu}{\textrm}{m}$ in 5mm operating range.

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He-Ne 레이저와 CCD 카메라를 이용한 비접촉 3차원 측정 (Noncontact 3-dimensional measurement using He-Ne laser and CCD camera)

  • 김봉채;전병철;김재도
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권11호
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    • pp.1862-1870
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    • 1997
  • A fast and precise technique to measure 3-dimensional coordinates of an object is proposed. It is essential to take the 3-dimensional measurements of the object in design and inspection. Using this developed system a surface model of a complex shape can be constructed. 3-dimensional world coordinates are projected onto a camera plane by the perspective transformation, which plays an important role in this measurement system. According to the shape of the object two measuring methods are proposed. One is rotation of an object and the other is translation of measuring unit. Measuring speed depending on image processing time is obtained as 200 points per second. Measurement resolution i sexperimented by two parameters among others; the angle between the laser beam plane and the camera, and the distance between the camera and the object. As a result of these experiments, it was found that measurement resolution ranges from 0.3mm to 1.0mm. This constructed surface model could be used in manufacturing tools such as rapid prototyping machine.

두께감육 평가를 위한 SH-EMAT파의 모드특성 분석 (Mode Characteristics Analysis of the SH-EMAT Waves for Evaluating the Thickness Reduction)

  • 박익근;김용권
    • 한국생산제조학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.198-203
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    • 2010
  • In this paper, study on the mode characteristics analysis of the SH-EMAT (shear horizontal, electromagnetic acoustic transducer) waves for evaluating the thickness reduction in plates such as corrosion and friction is presented. Noncontact methods for ultrasonic wave generation and detection have been a great concern and highly demanded due to their capability of wave generation and reception on surface of high temperature or on rough surface. Mode identification of the SH-EMAT wave is carried out in an aluminum plate with thinning defects using time frequency analysis method such as wavelet transform, compared with theoretically calculated group velocity dispersion curve. The changes of various wave features such as the amplitude and the time-of-flight have been observed and the correlations with the thickness reduction have been investigated. Firstly, experiments have been conducted to confirm that it is possible to selectively generate and receive specific desired SH modes. These modes have then been analyzed to select the parameters that are sensitive to the thickness change. The results show that the mode cutoff and the time-of-flight changes are feasible as key parameters to evaluate the thickness reduction.

미소 변위 진동측정을 위한 광학 시스템 설계 및 제작 (Noncontact optical system for measurement of displacement and vibration)

  • 황웅;권진혁
    • 한국광학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.260-265
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    • 2003
  • 미세하게 진동하는 물체의 변위를 비접촉식으로 측정할 수 있는 광학계를 설계하고 제작하였다. 도플러효과에 의한 방법과는 달리, 하나의 볼록렌즈를 이용하여 물체 표면에 비스듬하게 입사하여 물체 표면에서 반사되는 광점의 위치 변화를 PSD(position-sensitive detector)로 검출하였다. 이러한 방법으로 전체적인 장비의 크기를 작게 하였고 빠른 응답 속도를 구현하였다. 본 장비는 $\pm$1.0 $\mu\textrm{m}$의 분해능을 나타내었으며, 스피커의 진동 실험 및 CD-ROM안에서 회전하는 C교의 진동을 측정하였다.

비접촉 화학작용제 검출기의 MCT 광검출기를 위한 적분기 기반의 리드아웃 회로 구현 (Realization of Readout Circuit Through Integrator to Average MCT Photodetector Signals of Noncontact Chemical Agent Detector)

  • 박재현
    • 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.

전자기 음향 공진을 이용한 강선의 표면 미세 결함 탐상 타당성 연구 (Feasibility Study on Surface Microcrack Detection of the Steel Wire Rods Using Electromagnetic Acoustic Resonance)

  • 허태훈;조승현;안봉영;임종수
    • 비파괴검사학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.7-13
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    • 2013
  • 철강 생산 제품 중 강선 (steel wire rod)은 제조 과정 중 종방향으로 미세한 표면 결함이 매우 빈번하게 발생하는데 이중 깊이가 수 십 마이크로미터 이상인 결함들은 최종 생산품의 불량을 유발하는 심각한 원인이 되고 있다. 이와 같은 이유로 강선의 제조 단계에서 표면의 미세 결함의 깊이를 평가하는 방법의 개발이 절실히 요구된다. 표면 미세 결함을 평가할 수 있는 여러 가지 방법 중에서, 본 연구에서는, 전자기 음향공진법의 적용 가능성을 고찰하고자 한다. 전자기 음향 공진 (electromagnetic acoustic resonance, EMAR)은 전자기 음향 트랜스듀서 (electromagnetic acoustic transducer, EMAT)을 이용하여 시편의 공진 특성을 측정하는 방법으로서, 대상의 작은 변화에도 민감하게 반응하고 비접촉 측정이 가능하여 현장 적용에 용이하다는 장점이 있다. 전자기 음향 공진 실험을 통하여 표면 미세결함과 잔향특성의 변화를 관찰하여 깊이 약 100 마이크로미터 내외의 결함은 탐상 가능함을 확인하였다.

철도차량용 영구자석 동기전동기의 열해석 기법 연구 (Investigation of a Thermal Analysis Method for IPMSM in Railway Vehicles)

  • 박찬배;이형우;이병송
    • 한국철도학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.99-103
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    • 2013
  • 본 논문에서는 철도차량 추진용 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)의 운전 중 열 발생 특성 분석을 위한 열해석 기법 연구를 수행하였다. IPMSM의 구동 중에 권선, 코어, 영구자석에서 발생되는 과도한 열은 IPMSM의 장시간 연속운전을 어렵게 만들기 때문에, IPMSM에서 발생된 열의 효율적인 냉각이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 IPMSM의 냉각장치 적용을 위한 선행 연구로써 IPMSM 의 열 발생 특성 분석을 위하여 IPMSM의 각 구성품에 대한 열전달 계수를 도출하고, 열 등가회로를 구성하여 열해석을 수행하는 열해석 기법 연구를 수행하였다. 또한 IPMSM 실 모델의 열 실험 데이터와의 비교를 통한 열해석 기법의 유효성 검증을 수행하였다.

레이저를 이용한 비접촉식 표면거칠기 측정방법에 관한 연구 (A Study on the Noncontact Surface Roughness Measurement Method using LASER)

  • 안인석;최성주;이우영;김국원
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2007년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.256-260
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    • 2007
  • 본 논문에서는 비접촉식 표면거칠기 측정 방법에 관하여 접촉식과 비교 평가함으로 신뢰성을 확인하였으며, 비교측정하기 위하여 시편을 제작하고 접촉식 방법과 비접촉식 방법으로 측정하고 비교 분석하였다. 분석 결과 접촉식에 비해 비접촉식의 측정에서의 값은 신뢰할 수준으로 판단되었다.

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영사식 3차원 형상 측정을 위한 격자무늬 생성장치에 관한 연구 (A study on the grid fringe generator for measurement of 3-D object)

  • 박윤창
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 1999년도 추계학술대회 논문집 - 한국공작기계학회
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    • pp.170-175
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    • 1999
  • Noncontact measuring methodology of 3-dimensional profile using CCD camera are very attractive because of it's high measuring speed and its's high sensitivity. Especially, when projecting a grid pattern over the object the captured image have 3 dimensional information of the object. Projection moire extract 3-D information with another grid pattern in front of CCD camera. However phase measuring profilometry(PMP) obtain similar results without additional grid pattern. In this paper, new method for grid pattern generation system by polygonal mirror and Laser Diode. This system is applied the projection moire and the PMP.

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위상 이동 그림자 무아레 방법을 이용한 3차원 형상의 측정 (Measurement of three dimensional shapes using phase-shifting shadow moire method)

  • 강영준
    • 한국생산제조학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.39-45
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    • 1997
  • Shadow moire topography has been used as a noncontact method for measuring the 3-D shapes of objects. The moire fringes are results from the superposition of a master grating and its shadow projected on the surface of an object. But in case of the classical shadow moire method, in general, the resolution is a few tenths of millimeter. It is difficult to use a phase -shifting method in shadow moire because it is impossible to obtain uniform phase shifts on the whole field. But in this study , We introduce a phase-shifting method to improve the resolution of the classical shadow moire method. This method is based on the fact that if the depth of object is much less than the distance between the observer and the master grating, the phase shifts are almost uniform on the whole field area. Finally, we applied this new phase-shifting method to the measurement of the 3-D shape of a coin.

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