• 센서학회지
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• 제25권1호
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• pp.51-56
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• 2016

This study evaluates the performance of an optical sensor and measurement system (CMA-24) which can analyze the fluctuation of dissolved oxygen and pH simultaneously. In the optical sensor system, the fluorescent materials, Rudpp and HPTS which are sensitive to dissolved oxygen and pH, respectively, are coated on the bottom of a 24-well -plate by the sol-gel technology. The detection times of the emission light of the oxygen sensor were $4,186{\pm}13.90{\mu}s$ and $4,452{\pm}36.68{\mu}s$ for the dissolved oxygen of 17% $O_2$ and 7.6% $O_2$, respectively. On the other hand, the detection times of the pH sensor were $6,699.43{\pm}14.64{\mu}s$, $6,722.24{\pm}6.21{\mu}s$, and $6,748.52{\pm}2.63{\mu}s$ using pH 6, 7, and 8, respectively. When we determined cellular respiration levels of C2C12 myocytes with CMA-24, $O_2$/pH measurement system, the ratio of the uncoupled to coupled OCR (oxygen consumption rate) was 1.41. The results mean that this CMA-24 system shows almost the same sensitiveness as the commercial system.

• Environmental Engineering Research
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• 제21권4호
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• pp.427-435
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• 2016

In this study, change in water-dissolved oxygen (DO) was analyzed under various synthetic water qualities and nanobubbles (NBs) application conditions, such as gas type, initial DO as well as water dissolved, suspended and organic matters contents. When oxygen, rather than air, was introduced into nitrogen-desorbed ultra-pure water, the stagnation time was significantly increased. It took ten days for DO concentration to drop back to saturation. The higher the initial DO concentration, the longer particles were observed above saturation due to particle stability improvement. The oxygen mass transfer rate of 0.0482 mg/L/min was found to reach a maximum at an electrolytic concentration of 0.75 g/L, beyond which the transfer rate decreased due to adsorption of negative ions of the electrolyte at the interface. High levels of turbidity caused by suspended solids have become a barrier to dissolution of NBs oxygen into the water solution, and thus affected the transfer performance. On the other hand, by applying NBs for just an hour, up to 7.2% degradation of glucose as representative organic matter was achieved. Thus, NBs technology would maintain a high DO extent for an extended duration, and thus can improve water quality provided that water chemistry is closely monitored during its application.

• 한국해양학회지
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• 제14권2호
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• pp.67-70
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• 1979

해양에 있어 용존산소의 분포는 해양의 생화학적 구조의 특성을 나타내고 수괴의 이동이나 혼합과정을 설명하는데 중요한 인자중의 하나이다. 한국동해는 지형상으로 보아 다른 해역에 비해 특이한 형태를 가지고 있어 해양물리학, 화학, 생물학적인 여러 가지 특성을 가지고 있다. 이중 해양물리학적 및 생물학적인 특성에 관한 연구는 지금가지 많이 이루어져 왔으나 해양화학적인 특성에 관한 연구는 별로 이루어지지 않았다. 동해의 용존산소분포에 관한 연구는 Ichiye(1954) 및 Fukuoka(1962)등의 연구가 있었으나 이들은 주로 동해북부 및 일본서해안에 관한 것이었고 우리 나라 동해안에 인접한 조사연구는 없었다. 그래서 한국동해의 용존산소 분포의 특성을 규명하기 위해 국립수산진흥원 해양관측자료를 이용하여 분석 검토했다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권10호
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• pp.1347-1353
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• 2014

It's possible for a human to breathe under water, if dissolved oxygen is effectively used. Fish can stay under water using the gill which extracts dissolved oxygen from water. Water includes small amounts of oxygen, so a human needs larger amounts of water to acquire oxygen enough for underwater breathing. The exhalation gas from a human is another method to get higher amounts of oxygen under water. It mainly composes of oxygen, nitrogen and carbon dioxide. So, if only carbon dioxide is decreased, the exhalation gas has good characteristics for breathing of a human under water. In this paper, composition of the exhalation gas from a human was analyzed using GC. Based on these results, the synthesized gas was prepared and mixed into water which was used for experimental devices to analyze separation characteristics of dissolved gases from water. Experimental devices included a water pump, a hollow fiber membrane module and a vacuum pump. The effects of pressure and water flow on separation characteristics of synthesized gas were investigated. The compositions of gases separated from water using synthesized gas were investigated using GC. These results expect to be applied to the development of underwater breathing technology for a human.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.637-644
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• 2010

본 연구는 양식장의 수질 환경 인자의 특성을 과학적으로 분석 요약하여 데이터에 의미를 부여하고자 하는 의도와 주기적 교체가 필요한 용존산소 센서에 대한 비용 절감 차원에서 용존 산소 예측을 위한 다중 회귀 모형식을 개발하는데 목적을 두었다. 고흥 거금도에 위치한 두 양식장의 2008.11월~2009.1월 동절기 데이터의 상관성 분석에서 수온은 용존산소와 pH에서는 음의 상관성을 나타냈고 pH는 염도와 용존산소에서 양의 상관성을 나타냈다. 2009년 금호수산 양식장의 수질인자에 대한 월별 통계량 값과 계절별 수질인자 간 차이를 표로 제시하였고 용존산소 예측을 위한 다중회귀 모형식을 개발하여 실제 관측치와 추정치와의 결과를 그래프로 제시하였다. 개발 된 다중 회귀식은 수온이 용존산소에 음의 영향을 주고 pH는 용존산소에 양의 영향을 준다. 또한 수온이 pH에 비해 용존산소 예측에 월등하게 큰 영향을 미치는 걸로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권6호
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• pp.667-681
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• 2013

본 연구에서는 삽교천유역에 위치한 19개 수질관측지점의 16년간(1995~2010) 월별 용존산소(dissolved oxygen: DO)자료를 이용하여 월별 및 계절별 용존산소 추세를 분석하였다. 추세분석을 위해 Mann-Kendall 추세분석과 Sen's slope 방법을 적용하였다. 또한 삽교천 유역을 4개 구역(삽교호, 삽교천본류, 무한천 및 곡교천)으로 구분하여 카이스퀘어 동질성 검정(chi-square homogeneity test)을 실시하여 각 구역의 월별, 그리고 계절별 용존산소추세의 동질성 유무를 분석하였다. 분석결과 대부분 수질관측지점의 월별, 계절별 용존산소는 증가추세를 보이거나 혹은 유의한 추세를 보이지 않았다. 또한 삽교천 유역 수질관측지점들의 계절별 용존산소추세는 서로 동질성을 보인 반면에 월별 용존산소추세는 수질관측지점이 저수지에 위치한 지점의 경우 동질성을 보이지 않았다. 전반적으로 삽교천 유역 수질관측지점의 용존산소 추세는 각 수질관측지점의 위치와 계절에 따라서 다른 양상을 보였다.

• 한국수산과학회지
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• 제16권3호
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• pp.291-297
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• 1983

고온${\cdot}$고염수인 대마난류는 동해에서 하계에 염분 최대층을 형성한다. 또 이 염분최대층의 용존산소($4.0{\sim}5.5\;ml/l$)는 고산소인 동해고유수 ($6.0{\sim}8.5\;ml/l$)에 비해 적은 값을 보이고 있는 것이 특징이다. 하계 동해에서 대마난류가 변동함에 따른 용존산소의 분포특성과 그 변동을 파악하기 위하여, 용존산소의 연직구조에 따라 그 분포역을 구분하고 염분 최대층에서 용존산소를 조사하여 연직단면구조의 변화를 검토하였다. 그 결과는 다음과 같다. 용존산소의 분포역은 해에 따라 다소 변동은 있으나 크게 셋으로 구분되었다. 즉 쿠로시오의 성질을 거의 그대로 보이는 $36^{\circ}N$ 이남해역, 동해 고유수의 성질을 보이는 해역($40^{\circ}N$ 이북해역) 및 그 중간해역인 대마난류역($36^{\circ}N{\sim}40^{\circ}N$)이었다. 염분최대치가 나타나는 층에서의 용존산소 및 ${\delta}_T$(thermosteric anomaly)의 범위는 대체로 $4.9{\sim}6.5\;ml/l,\;210{\sim}240\;cl/t$ 이었으나, 그 최대빈도는 각각 $5.5{\sim}5.7ml/l,\;230{\sim}240\;cl/t$ 이었다. 대마난류가 한국 동해안쪽으로 치우쳐 북상한 해의 경우에는 냉수와의 경계역에서 사행이 심하나 일본 연안쪽으로 주류가 북상한 해의 경우는 냉수와의 경계역이 매우 남하해 있고 비교적 전자에 비해 사행도 적었으며, PM 선상의 단면도로 볼 때 주축이 외해쪽으로 좀 더 이동해 있는 것으로 나타났다. 한편 용존산소의 분포상태로써 대마난류의 복상한계를 파악할 수가 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제28권1호
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• pp.41-50
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• 2023

용존산소 센서는 그 특성상 시간이 지남에 따라 자료의 변형(drift)이 일어난다. 따라서 용존산소 센서를 이용하여 해수 중의 정확한 용존산소 농도를 측정하기 위해서는 반드시 용존산소 센서의 현장 교정이 필요하다. 현장 교정 방법과 교정을 위한 적절한 시료의 개수 및 용존산소 센서의 실험실 교정주기를 제시하고자 약 1년에 걸쳐 인도양, 태평양, 동해에서 수행된 세 번의 서로 다른 항차에서 총 133개의 용존산소 분석을 위한 시료를 획득하였다. 화학 분석을 통해 얻은 용존산소 분석값과 센서값을 비교 분석하였다. 그 결과 제조사에서 제시하는 센서의 출력전압과 용존산소 분석값을 비교하기보다는 센서에서 주는 최종 농도값과 분석값을 직접 비교하여 얻은 직선의 관계식을 이용하여 센서의 측정값을 교정하는 것이 바람직하고, 박막형 용존산소 센서의 경우 정확한 보정을 위해서는 최소한 30개 이상의 시료에 대한 분석값을 이용해야 약 1% 이내의 정확도 범위 내에서 현장 교정이 가능하다. 또한 CTD용 박막형 용존산소 센서가 70% 이상의 성능을 내기 위해서는 1년 이내의 주기로 실험실 또는 제조사에서 이루어지는 실험실 교정을 수행할 것을 권장한다.

• 센서학회지
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• 제32권2호
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• pp.82-87
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• 2023

This study proposes a pH-dissolved-oxygen monitoring system using 8-HydroxyPyrene-1,3,6-trisulfonic acid Trisodium Salt (HPTS) and tris(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)Ruthenium(II) chloride (Ru_dpp). Commercial water-quality sensors are electrochemical devices that require frequent calibration and cleaning, are subject to high maintenance costs, and have difficulties conducting measurements in real-time. The proposed pH-dissolved-oxygen monitoring system selects a thin-film sensing layer to measure the change in fluorescence intensity. This change in fluorescence intensity is based on reactions with hydrogen ions in an aqueous solution at a given pH and specific amount of dissolved oxygen. The change in fluorescence intensity is then measured using light-emitting diodes and photodiodes in response to HPTS and Ru_dpp. This method enables the development of a relatively small, inexpensive, and real-time measureable water-quality measurement system.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권10호
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• pp.916-921
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• 2016

It is possible for humans to breathe underwater using dissolved oxygen. However, unlike fish, humans need large amounts of oxygen to breathe underwater. Water generally contains small amounts of dissolved oxygen. To get enough dissolved oxygen from water, great volumes of it should be supplied into a separation device. If exhalation gases are used, the amounts of water supplied into the membrane can be decreased. However, the characteristics of exhalation gases after passage through the separation device need to be investigated. To reuse the exhalation gases, the concentration of carbon dioxide should be decreased. A compressor is needed to supply the exhalation gases because of the high pressure generated in the membrane inlet. However, compressors require a lot of power and are heavy, so it is not proper to get the portable separation device. A system without the compressor is needed. If the pressure of the position mixed from the exhalation is less than atmosphere, the compressor is not needed. In this thesis, characteristics of the gases which are mixed with exhalation gases and separated from water after passing the membrane are investigated. The compositions of carbon dioxide, oxygen, and nitrogen are measured with the gas chromatography. The effects of water and exhalation gas flow rates on characteristics of gases separated from water after the membrane are showed.