• 제목/요약/키워드: Optical fiber

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IN-LINE NIR SPECTROSCOPY AS A TOOL FOR THE CONTROL OF FERMENTATION PROCESSES IN THE FERMENTED MEATS INDUSTRY

  • Tamburini, Elena;Vaccari, Giuseppe;Tosi, Simona;Trilli, Antonio
    • 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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    • 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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    • pp.3104-3104
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    • 2001
  • The research described here was undertaken with the aim of monitoring, optimizing and ultimately controlling the production of heterofermentative microbes used as starters in the salami industry. The use of starter cultures in the fermented meats industry is a well-established technique used to shorten and standardize the ripening process, and to improve and control the organoleptic quality of the final product. Starter cultures are obtained by the submerged cultivation of suitable microorganisms in stirred, and sometimes aerated, fermenters where monitoring of key physiological parameters such as the concentration of biomass, substrates and metabolites suffers from the general lack of real-time measurement techniques applicable to aseptic processes. In this respect, the results of the present work are relevant to all submerged fermentation processes. Previous work on the application of on-line NIR spectroscopy to the lactic acid fermentation (Dosi et al. - Monreal NIR1995) had successfully used a system based on a measuring cell included in a circulation loop external to the fermenter. The fluid handling and sterility problems inherent in an external circulation system prompted us to explore the use of an in-line system where the NIR probe is immersed in the culture and is thus exposed to the hydrodynamic conditions of the stirred and aerated fluid. Aeration was expected to be a potential source of problems in view of the possible interference of air bubbles with the measurement device. The experimental set-up was based on an in-situ sterilizable NIR probe connected to the instrument by means of an optical fiber bundle. Preliminary work was carried out to identify and control potential interferences with the measurement, in particular the varying hydrodynamic conditions prevailing at the probe tip. We were successful in defining the operating conditions of the fermenter and the geometrical parameters of the probe (flow path, positioning, etc.) were the NIR readings were reliable and reproducible. The system thus defined was then used to construct and validate calibration curves for tile concentration of biomass, carbon source and major metabolites of two different microorganisms used as salami starters. Real-time measurement of such parameters coupled with the direct interfacing of the NIR instrument with the PC-based measurement and control system of the fermenter enabled the development of automated strategies for the interactive optimization of the starter production process.

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IoT 기반 산업용 밸브 안전관리 시스템 구성장치의 성능검증 방안 개발 (Development of Performance Verification Method for Components of IoT-based Industrial Valve Safety Management System)

  • 김재옥;유근준;이경식;김정훈
    • 한국가스학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.10-19
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    • 2020
  • 석유화학 플랜트 및 가스 시설물의 밸브 사고는 심각한 인적·물적 피해를 유발하며 이러한 시설에서의 주요사고 원인은 밸브에서의 가스 누출로 인한 흡입, 중독, 화재 및 폭발사고이다. 가스 누출을 예방하기 위한 점검은 인력에 의해 직접 검사가 이루어지는 경우가 많으며, 점검자는 가스 누출사고의 위험에 직접적으로 노출된다. 이러한 사고를 예방하기 위하여 IoT 기반 위험 분석 및 위험성 평가 모니터링 시스템과 자동제어 시스템을 적용하였다. 이를 통하여 산업용 밸브의 내·외부 가스 누출을 검지하고 하이브리드 센서를 통한 국부 및 전역 센싱으로 플랜트 현장에서의 밸브 이상으로 인한 사고를 실시간으로 모니터링 할 수 있다. 이와 같이 새로운 산업용 밸브 안전관리 시스템이 개발됨에 따라 관련 구성장치에 대한 성능 및 현장부합성에 대한 평가방안이 요구되었다. 본 연구에서는 산업용 유무선 통신을 지원하고 가스센서와 광섬유센서를 포함하는 방폭형 하이브리드 센싱 시스템과 자동제어가 가능한 액추에이터 패키지의 성능을 평가하기 위한 시험 항목 및 방법을 제시하였고 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 구성장치의 성능검증 방안을 개발하였다.

인체동작 모니터링 위한 광섬유 기반 의류 소매형 동작센서 연구 (A study on the sleeve-shaped platform of POF-based joint angle sensor for arm movement-monitoring clothing)

  • 강다혜;이영재;이정환;이주현
    • 감성과학
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    • 제14권2호
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    • pp.221-226
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    • 2011
  • 인체의 동작 센싱 방법에 대한 연구가 다양하게 진행되어 왔으나, 기존의 동작 센싱 방식에는 많은 한계점들이 있다. 기존의 동작 센싱 방식의 한계점을 보완하기 위한 일환의 노력으로, 이 논문에서는 비구속적인 동작 센싱이 가능한 광섬유 기반 의류 소매형 동작센서를 탐색적으로 연구하는데 목표를 두었다. 이 논문에서는 광섬유 기반의 의류 소매형 동작 센서를 고안하고, 이를 통하여 일상생활 중에 다양한 동작을 센싱하는 것이 가능한가에 대하여 탐색적 연구를 수행하였다. 또한 본 연구의 범위는 광섬유 기반 동작센서의 가능성 여부와 주요 요건을 탐색하는 것이며, 소매 패턴과 봉제 방식의 특성, 착용자의 체형 특성이 미친 영향은 연구 범위에서 제외되었다. 이러한 방식으로 의복에 적용 가능하도록 고안된 광섬유 기반 의류 소매형 동작센서는, 기존의 동작 센싱 시스템에 비하여 더욱 미세한 인체 동작 측정이 가능하며 시간 공간의 제약 없이 저 비용으로 인체 동작 측정이 가능하다는 장점을 갖는다.

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크레졸-물 용매펄프화의 탈리그닌에 관한 초미세구조적 분석 (Utrastructural Analysis of the Delignification Behaviour in P-Cresol-Water Solvent Pulping)

  • 김창근;조병묵
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제20권1호
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    • pp.60-71
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    • 1992
  • To investigate the delignification behaviour in solvolysis pulping process, Populus alba ${\times}$ glandulosa H. and Pinus Kuraiensis S. et Z. were cooked with p-cresol and vater solvent(2:8, 5:5, 8:2 v/v) at $175^{\circ}C$ for 9 cooking time levels(20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, min). Pulp yield, residual lignin content, de lignification rate, decarborhydration rate were determined. Delignification behaviours were analyzed by TEM. 1. The p-cresol-water solvent cooking of P. alba ${\times}$ glandulosa showed good delignification at the solvent system which the mixture ratio of p-cresol and water were 2:8(v/v), while the cooking of P. koraiensis with the p-cresol and water mixture ratio of 5:5 was no good. 2. P. alba ${\times}$ glandulosa showed three step-delignification phenomena at the solvent system which the mixture ratio of p-cresol and water were 2:8(v/v) anti 5:5(v/v). But P. koraiensis showed a first order delignification reaction at the same mixture ratio of p-cresol and water solvent system. 3. In TEM micrograph obtained for the solvent system which the mixture ratio of p-cresol and water was 5:5(v/v), the partial delignification of the cell corner of P. alba ${\times}$ glandulosa and P. koraiensis were observed at 60min. of cooking time. Complete delignification at the cell corner of P. alba ${\times}$ glandulosa was observed at 160min. and that of P. koraiensis was observed of 180min. of cooking time. 4. In optical microscopic observation, fiber separation of P. alba ${\times}$ glandulosa occured at 120min. and that of P. koraiensis began at 140min. of cooking time. 5. At the solvent system which the mixture ratio of p-cresol and water was 5:5(v/v), middle layer on secondary wall($S_2$) and cell corner of P. alba ${\times}$ glandulosa were more selectively delignified than primary wall(P) and outer layer on secondary wall($S_1$). However P. koraiensis did not showed any difference in delignification between cell wall layers and cell corner.

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광섬유 센서를 이용한 인장형 그라운드 앵커의 장력측정 (Tension Force Monitoring of Tension Type Ground Anchor Using Optical FBG Sensors)

  • 성현종;김영상;김재민;박귀현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.17-26
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    • 2011
  • 그라운드 앵커공법은 현재 우리나라에서 가장 일반적으로 사용되는 사면보강공법들 중 하나이다. 그러므로 앵커로 보강된 사면의 안정성을 장기간 확인하기 위해서는 그라운드 앵커의 긴장력을 측정하는 것이 매우 중요하다. 그러나 전통적인 로드 셀 방식의 측정기술을 제외하고는 특별한 기술이 개발된 것이 없다. 본 논문에서는 지반구조물의 보강을 위해 널리 사용되는 그라운드 앵커의 단기 및 장기 장력을 측정하기 위해 기존에 현장에서 주로 사용되는 스트레인게이지 또는 V/W 타입 로드 셀을 대체할 수 있는 새로운 방법에 대하여 기술하였다. 사용된 센서는 스트레인게이지 또는 V/W타입의 센서에 비해 크기가 작고 내구성이 우수하며 전자기파에 의한 노이즈 발생이 없는 광섬유 브래그격자(Fiber Bragg Grating ; FBG)센서이다. FBG 센서를 내장한 7연 강연선을 이용하여 원하는 위치에서 변형률 감지가 가능한 인장형 앵커를 제작하고 앵커 정착장을 연암과 화강풍화토 지반조건에 각각 2세트(set)씩 시공하여 현장인발실험을 수행하였다. 재하-제하단계를 포함하는 전 하중단계에서 FBG센서로 측정된 변형률로부터 장력 모니터링을 수행하였고 기존 로드 셀로 측정된 결과와 비교하였다. 현장 인발실험 결과, 제안된 광섬유 센서를 이용한 그라운드 앵커의 시공 중 긴장력 측정결과 실내 UTM 결과와 달리 약간의 차이가 있으나 실용적인 차원에서는 충분히 활용 가능한 것으로 확인되었다.

다양한 측정 환경 및 반사 조건에 대한 시각안전 LIDAR 신호 분석 (Analysis of Eye-safe LIDAR Signal under Various Measurement Environments and Reflection Conditions)

  • 한문현;최규동;서홍석;민봉기
    • 한국광학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.204-214
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    • 2018
  • LIDAR는 정밀 측정이 가능한 특성을 기반으로 정확한 정보 획득과 고해상도 3차원 영상 구현에 유리하기 때문에 사용자의 개입 없이 정확한 정보 획득과 판단이 요구되는 자율 주행 시스템에 필수적으로 적용되고 있다. 최근 LIDAR를 접목한 자율 주행 시스템이 인간의 생활권 안에서 활용되면서 시각안전 문제에 대한 해결과 함께 다양한 환경에서 정확한 장애물 인식을 통한 신뢰성 있는 판단이 요구되고 있다. 본 논문에서는 1550 nm 시각안전 광원을 활용한 Single-Shot LIDAR system (SSLs)을 구성하고 다양한 측정 환경, 반사 물질, 물질의 각도에 대한 LIDAR 신호 분석 방법과 결과를 보고한다. 실내, 주간, 야간의 환경에서 25 m 거리에 위치한 5% 알루미늄 반사판과 건물 벽을 활용하여 각 측정 환경에서 반사율이 다른 물질에 대한 신호를 분석하고, 다양한 각도를 갖는 실제 장애물을 고려하여 반사 물질의 각도 변화에 대한 신호 분석도 진행하였다. 이러한 신호 분석은 수신 정보의 신뢰도 판별을 위한 SNR과 거리 정보 정확성의 지표인 타이밍 지터를 활용하여 측정 환경 및 반사 조건과 LIDAR 신호 간의 상관관계 확인이 가능한 장점이 있다.

윤두서필 노승도의 바탕 종이 고찰 (A Study on Paper of Old Monk by Yun Duseo)

  • 천주현;박미선;김예인
    • 박물관보존과학
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    • 제16권
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    • pp.82-95
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    • 2015
  • 윤두서(尹斗緖)필 노승도(老僧圖)는 은지(銀紙)라는 독특한 바탕재료를 사용한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 보존 환경에 따라 변색이 쉬운 은이 지금까지 안정적인 상태로 전해지는 원인을 알아보고자 하였다. 연구방법은 문헌 조사, 육안 관찰 및 광학적 조사, XRF 분석으로 표면가공 재료 및 원료 섬유를 분석하였고, 이를 근거로 재현 실험을 수행하여 윤두서필 노승도 바탕종이의 제작 재료와 표면가공 기법에 대해 접근하였다. 연구 결과 바탕 종이는 표면 평활성 및 밀도를 향상시키기 위하여 다각형의 결정을 가진 무기물에 의한 도침처리를 확인할 수 있었다. 그리고 XRF 분석 결과, 칼슘 함량이 높게 나타나 기존에 알려진 은(銀)이 아니라 전복 등의 패각류를 분쇄하여 표면 처리한 것으로 추정하였다. 따라서 칼슘 함량이 높은 재료인 패각류를 대상 재료로 한정하고, 그 중에서도 현재 가공되지 않은 패 상태의 전복을 대상 시료로 선정하여 재현 실험을 수행하였다. 전복패를 사용한 재현 실험을 통해 노승도 바탕 종이에 사용된 무기질은 패각류일 가능성이 높은 것으로 확인되었다. 다만 유물과 유사한 수준의 평활도와 광택을 재현하는 데는 한계가 있었으며 이에 대해 보다 세밀한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

구조방정식을 이용한 초고속 국가망 서비스의 고객만족도 평가체계 개발 (Structural Equation Model for Korea Internet Infrastructure Customer Satisfaction Index(KIICSI))

  • 신선영;신상철;문태희;손소영
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제32권2호
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    • pp.220-235
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    • 2005
  • 인터넷 서비스에 대한 수요가 양적 팽창에서 서비스의 고품질화 둥에 질적 변화 단계로 전환함에 따라 각 인터넷 서비스 제공 사업자들은 보다 높은 기대 수준을 요구하는 고객들을 유치하기 위해 차별화된 품질서비스를 제공하는 등, 다방면으로 노력하고 있다. 이런 시장 환경에 비추어볼 때, 30,000여 개의 공공기관에 1995년부터 초고속 국가망 서비스를 제공하고 있는 한국전산원에서도 국가망 이용기관에게 보다 높은 품질의 서비스를 제공하여 고객만족도를 제고할 수 있는 방안에 대한 검토가 필요하다. 그러나 초고속 국가망 사업은 한국전산원이 전담기관으로서 사업을 총괄하고 일부 사업자에게 투자하는 방식으로 사업을 이끌어 나가는 NP(Network Provider)와 SP(Service Provider)가 다른 모델을 가지고 있다. 따라서 고객만족도의 개선을 위해서는 서비스 공급자인 한국전산원과 네트워크를 구축하는 사업자가 구현한 네트워크 서비스 품질에 대한 고객만족도와 실제 이용기관에서 받고 있는 서비스 품질에 대한 고객만족도에 대한 명확한 측정과 조사를 바탕으로 한 전략적 방향제시가 필요하다. 본 연구에서는 구조방정식을 이용하여 초고속 국가망을 이용하는 기관 성격별로 구분하여 고객만족지수를 산출하고, 이에 대한 비교를 바탕으로 초고속 국가망 서비스에 대한 고객만족도 지수를 일반화한 KIICSI(Korea Internet Infrastructure Customer Satisfaction Index)를 제시하였다. 더불어 고객 그룹별로 만족도 향상을 위한 전략적 정책방안도 제시함으로 초고속 국가망의 고객만족도 평가체계 발전이 기대된다.

THE NONDESTRUCTIVE MEASUREMENT OF THE SOLUBLE SOLID AND ACID CONTENTS OF INTACT PEACH USING VIS/NIR TRANSMITTANCE SPECTRA

  • Hwang, I.G.;Noh, S.H.;Lee, H.Y.;Yang, S.B.
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2000년도 THE THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON AGRICULTURAL MACHINERY ENGINEERING. V.II
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    • pp.210-218
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    • 2000
  • Since the SSC(soluble solid contents) and titratable acidity of fruit are highly concerned to the taste, the need for measuring them by non-destructive technology such as NIR(Visual and Near-infrared) spectroscopy is increasing. Specially, in order to grade the quality of each fruit with a sorter at sorting and packing facilities, technologies for online measurement satisfying the tolerance in terms of accuracy and speed should be developed. Many researches have been done to develop devices to measure the internal qualities of fruit such as SSC, titratable acidity, firmness, etc. with the VIS(Visual)/NIR(Near Infrared) reflectance spectra. The distributions of the SSC, titratable acidity, firmness, etc. are different with respect to the position and depth of fruit, and generally the VIS/NIR light can interact with fruit in a few millimeters of pathlength, and it is very difficult to measure the qualities of inner flesh of fruit. Therefore, to measure the average concentrations of each quality factor such as SSC and titratable acidity with the reflectance-type NIR devices, the spectra of fruit at several positions should be measured. Recently, the interest about the transmittance-type VIS/NIR devices is increasing. NIR light can penetrate through the fruit about 1/10-1/1,000,000 %. Therefore, very intensive light source and very sensitive sensor should be adopted to measure the transmitted light spectra of intact fruit. The ultimate purpose of this study was to develop a device to measure the transmitted light spectra of intact fruit such as apple, pear, peach, etc. With the transmittance-type VIS/NIR device, the feasibility of measurement of the SSC and titratable acidity in intact fruit cultivated in Korea was tested. The results are summarized as follows; A simple measurement device which can measure the transmitted light spectra of intact fruit was constructed with sample holder, two 500W-tungsten halogen lamps, a real-time spectrometer having a very sensitive CCD array sensor and optical fiber probe. With the device, it was possible to measure the transmitted light spectra of intact fruit such as apple, pear and peach. Main factors affecting the intensity of transmitted light spectra were the size of sample, the radiation intensity of light source and the integration time of the detector. Sample holder should be designed so that direct light leakage to the probe could be protected. Preprocessing method to the raw spectrum data significantly influenced the performance of the nondestructive measurement of SSC and titratable acidity of intact fruit. Representative results of PLS models in predicting the SSC of peach were SEP of 0.558 Brix% and R2 of 0.819, and those in predicting titratable acidity were SEP of 0.056% and R2 of 0.655.

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충전물 선응집체 크기와 나노 바인더에 의한 도공지의 접힘터짐 변화 (Effects of Preflocculated Filler Flocs and Nano-sized Coating Binder on Fold Cracking of Coated Paper)

  • 임완희;서동일;오규덕;정영빈;윤혜정;이학래
    • 펄프종이기술
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    • 제47권5호
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    • pp.91-97
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    • 2015
  • Papermakers wish to increase the filler content of printing and writing grades because it allows saving in production cost through fiber replacement and improving the formation, and optical and printing properties of the paper. However, high filler loading in the base paper has negative side effects. It reduces the mechanical properties of paper and induces cracking at the fold after coating process. Fold cracking is one of the most frequent quality complaints for magazines, high quality books, etc. Two approaches were examined as methods to reduce fold cracking. One approach was to use preflocculated fillers, which was expected to reduce the fold cracking because it would decrease the interfiber bonding. The other approach was to use a new coating binder that gives greater binding power and thereby provides an opportunity of reducing the fold cracking of coated paper. When filler preflocculation was employed in producing the base paper, fold cracking becomes more severe than conventional filler loading condition. On the other hand, use of nano sized binder in coating improved the tensile properties of the coating layer and thereby decreased the crack area. It was shown that tensile properties of coating layer played an important role in fold cracking of coating.