• 대한기계학회논문집A
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• 제36권2호
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• pp.231-236
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• 2012

본 논문에서는 홀 효과(Hall effect) 기반 회전형 위치 센서의 출력 전압에 대한 선형성 및 민감도를 최적화하기 위해 DFSS(Design for Six Sigma) 방법을 적용하였다. 이를 위해 영구 자석의 치수 및 홀센서에 대한 상대 위치 등을 설계 인자로 하여 완전 요인 배치법을 사용하였다. 설계 인자의 수준별 센서 출력 전압값은 자속 밀도에 대한 Biot-Savart 해석해 및 홀 센서 고유의 자속 밀도-출력 전압에 대한 관계식을 이용하여 구하였다. 최적화된 설계 인자들을 반영하여 제작된 회전형 위치 센서의 개선된 출력 전압 측정 결과를 통해 제안된 방법은 간편하면서 실용적으로도 매우 유용한 방법임을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.183-183
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• 2011

Multiferroic materials have been widely studied in recent years, because of their abundant physics and potential applications in the sensors, data storage, and spintronics. $BiFeO_3$ is one of the well-known single-phase multiferroic materials with $ABO_3$ structure and G-type antiferromagnetic behavior below the Neel temperature $T_N$ ~ 643 K, but the ferroelectric behavior below the Curie temperature $T_c$~1,103 K. In this study, the $BiFe_{1-x}Ni_xO_3$ (x=0 and 0.05) bulk ceramics were prepared by solid-state reaction and rapid sintering with high-purity $Bi_2O_32$, $Fe_3O_4$ and NiO powders. The powders of stoichiometric proportions were mixed, as in the previous investigations, and calcined at 450$^{\circ}C$ for $BiFe_{1-x}Ni_xO_3$ for 24 h. The obtained powders were grinded, and pressed into 5-mm-thick disks of 1/2-inch diameter. The disks were directly put into the oven, which has been heated up to 800$^{\circ}C$ and sintered in air for 20 min. The sintered disks were taken out from the oven and cooled to room temperature within several min. The phase of samples was checked at room temperature by powder x-ray diffraction using a Rigaku Miniflex diffractometer with Cu K${\alpha}$ radiation. The Raman measurements were carried out by employing a hand-made Raman spectrometer with 514.5-nm-excitation $Ar^+$ laser source under air ambient condition on a focused area of 1-${\mu}m$ diameter. The field-dependent magnetization measurements were performed with a superconducting quantum-interference-device magnetometer.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권3호
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• pp.303-307
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• 2022

Magnetoelectric (ME) properties of 3-0 type particulate composites have been investigated with respect to application features for reliable magnetic sensitivity and magnetically-induced output voltage. In order to figure out the magnetoelectric characteristics in the ME composites, frequency dependent ME responses were studied from [0.948 Na_0.5K_0.5NbO₃-0.052 LiSbO₃]-[Co_1-xZn_xFe₂O₄] (NKNLS)/Co_1-xZn_xFe₂O₄ (CZFO, x=0, 0.1, and 0.2). As a result, the maximal α_ME of 23.15 mV/cm·Oe was achieved from the NKNLS-CZFO (x_Zn = 0.1) composites at resonance frequency of 315 kHz and H_dc = 0 Oe. From the frequency dependent ME responses, it is clearly described that the self-biased ME composites can be used for applications as both magnetic sensors and energy harvesters, respectively.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제54권1호
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• pp.206-219
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• 2021

기후 온난화는 흰개미에 의한 목조건축문화재 및 가옥 등에 대한 피해를 증가시키고 있다. 현재 흰개미 피해 예방을 위해 건물 주변에 군체 제거 시스템을 설치하여 탐지와 제거를 진행하는 방법이 활용되고 있다. 그러나 1~2개월 단위로 현장을 주기적으로 방문해야 흰개미 유입 여부를 확인할 수 있어 신속한 조치를 취하기 어렵다. 또한 시스템이 장기간 노출된 상태로 설치·운영되기 때문에 결실되거나 훼손되어 기능 손상이 발생하고 있으며 문화재 주변에 설치된 경우 관람 환경을 저해하기도 한다. 본 연구는 목재, 셀룰로오스, 자석, 자력센서를 사용하여 흰개미 유입 여부를 판단하는 탐지 시스템을 제작하여 실험하였다. 그리고 현장을 방문하지 않고 결과를 확인하기 위해 적은 전력으로 작동되는 LoRa Network로 데이터를 전송받았다. 목재는 말목 형태로 제작되었고, 상부에서 하부로 구멍을 내어 유입된 흰개미가 셀룰로오스 시료로 이동이 용이하도록 하였다. 셀룰로오스 시료는 자석을 셀룰로오스로 감싸 원통형으로 만들었으며 목재의 구멍 상부에 삽입하였다. 그리고 목재 말목 상부를 마개로 덮어 이물질 등이 유입되지 않도록 하였으며, 빛·빗물 등 환경적 요인을 차단하여흰개미가 셀룰로오스 시료를 가해할 수 있는 환경을 조성하였다. 셀룰로오스가 흰개미에 의해 가해되면 자석 주위에 공간이 생기고 자석이 낙하하거나 기우는 등의 움직임이 발생하였다. 마개 내에 있는 자력센서는 셀룰로오스 시료 위쪽에 고정하여 자석의 움직임에 따라 자석과 센서 사이의 간격 변화를 측정하였다. 야외 현장 실험은 목재 탐지 시스템에 셀룰로오스 시료를 11개 삽입 후, 5~17일 사이에 현장 방문 없이 자석의 움직임을 통해 흰개미 유입을 확인하였다. 향후 추가적으로 기능을 개선하여 운영한다면 현장 방문 없이 흰개미의 침입 여부를 확인할 수 있고 제품 노출로 인한 훼손과 결실을 줄이며 이에 따라 문화재에 대한 관람 환경이 개선될 것으로 기대된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.667-672
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• 2011

본 논문은 AGV(automatic guided vehicle)의 위치측정 정밀도 향상을 위해 UKF(unscented Kalman filter)를 이용한 위치 측정 센서의 융합 방법에 관한 연구이다. 기존의 AGV를 위한 유도 방법에는 유선 유도 방식과 마그네틱 유도 방식이 있었다. 이들은 정밀도가 높고 반응속도가 빠르기 때문에 대부분의 유연 생산 시스템에서 사용되어지고 있었다. 하지만 이러한 방법들은 유지 보수에 대한 지속적인 노력과 비용의 문제가 발생되었고 완성된 경로의 변경이 어렵다는 단점이 있었다. 이러한 문제들을 해결하기 위해, 최근에는 레이저 내비게이션을 이용한 유도방식으로 변경되고 있는 추세이다. 레이저 내비게이션은 벽면에 설치된 반사체를 측정하여 전역위치를 측정하는 장치로써 정밀도가 높고 경로 변경에 유연하다는 장점이 있다. 하지만 이 또한, 응답속도가 느리고 AGV의 주행 중 발생되는 반사체 계측 오차에 따라 위치측정 정밀도가 낮아진다는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 UKF를 이용하여 응답속도가 빠른 지역위치센서와 레이저 내비게이션의 센서융합 방법을 제안한다. 제안된 방법은 주행 중 발생되는 센서들의 오차를 분석하고 이에 따른 모델을 설계하여 위치측정 정밀도를 향상 시키는 방법이다. 본 논문에서는 실험을 위해서 직접 설계한 차축구동 방식의 지게차 AGV를 이용하여 제안한 방법의 결과와 레이저 내비게이션의 위치측정 결과를 비교하였다. 실험 결과, 제안된 방법이 레이저 내비게이션의 위치 측정 결과보다 16% 만큼 정밀도가 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권6호
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• pp.575-580
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• 2013

IMU(Inertial Measurement Unit)는 선박, 잠수함, 항공기 및 군용장비 응용분야에서 적용되어 자세 측정 영역에 주로 사용되고 있지만, 이런 IMU는 고가의 장비이기 때문에 특수 분야에서만 한정적으로 이용되어 왔다. 그러나 MEMS AHRS(MEMS : Micro Electro Mechanical System, AHRS : Attitude and Heading Reference System)의 현 기술 상황은 지능형 MEMS AHRS가 채택된 응용분야에서 가격이 높은 IMU를 대체 할 수 있는 수준에 이르고 있다. 본 논문에서는 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서를 사용한 AHRS를 이용하여 선박의 주요 운동 요소인 횡동요, 종동요, 선수동요 값을 측정할 수 있는 무선 선체 운동 측정 시스템을 개발하였다. 또한 AHRS 센서가 발생시키는 오차인 순간 가속도, 지자기의 영향 및 진동에 대응하기 위하여 칼만 필터링 기능이 탑재된 센서를 적용함으로서 최적의 성능을 실현하고자 하였다. 본 연구에서 구현한 AHRS 센서를 이용한 무선 선체 운동 측정 시스템을 이용하여 실선 실험을 실행하였으며, 선박의 제한적인 설치 상황에서도 편리하게 적용할 수 있을 것으로 보여진다. 향후 이 시스템이 선박에서 INS(Integrated Navigation System) 및 VDR(Voyage Data Recorder)과 같은 선박 장비와 호환되어 활용될 경우 항해 안전과 해양사고 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권9호
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• pp.850-856
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• 2013

Torsional interaction between electrical network phenomena and turbine-generator shaft cause torsional stress on turbine-generator shaft and torsional fatigue fracture on vulnerable component, but the prediction of the torsional stress is difficult because the torsional stress is occurred instantly and randomly. Therefore continuous monitoring of the torsional stress on turbine-generator shaft is necessary to predict the torsional fatigue, but installing the sensors on the surface of the shaft directly to monitor the stress is impossible practically. In this study torsional vibration was measured using magnetic sensor at a point of turbine-generator rotor kit, the torsional stress of whole train of rotor kit was calculated using rotor kit's stress model and the calculated results were verified in comparison with the measured results using strain gauge at several point of turbine-generator rotor kit. It is expected that these experiment results will be used effectively to calculate the torsional stress of whole train of turbine-generator rotor in power plants.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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• pp.982-987
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• 2006

고전의 관현악기에서부터 현대의 각종 전자악기까지, 인류는 그 문화와 시대의 변화에 따라 다양한 형태의 악기를 개발하고 활용하였다. 최근에는 전기전자 기술의 발달로 다양한 센서와 프로그램을 활용해서 여러 가지 음색과 효과를 내는 악기가 개발되고 있다. 그 중에서 사람의 움직임을 직접 감지해서 음악적 도구로 활용하는 기술이 주목 받고 있다. 이를 위해 터치 센서(touch sensor), 비젼 센서(vision sensor), 자기장 센서(magnetic sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor) 등이 응용되고 있다. 그러나 지금까지의 센서 기술로는 사람의 움직임과 관련된 위치, 속도, 가속도 등에 대한 정보를 직접 추출하기가 어렵고, 구현된 시스템도 공간의 제약을 받거나 혹은 구현된 부피가 크거나 복잡한 구성형태를 지니고 있는 문제점이 있었다. 그래서 본 논문에서는 사람의 움직임과 관련된 가속도 정보를 직접 감지해서 새로운 형태의 악기로 활용될 수 있는 시스템을 연구하고 개발하였다. 이를 위해 6개의 가속도 정보를 처리하는 기술과 DSP(Digital Signal Processor) 활용 기술, Max/MSP 활용 기술이 응용 되었으며, 소형의 시스템을 개발하기 위해 시그널 컨디셔닝(signal conditioning) 회로와 DSP 보드를 자체 개발하였다. 실험을 통해 사람의 움직임과 관련된 각종 정보가 적절한 소프트웨어의 활용으로 다양한 음색의 변화는 물론 음높이, 음량의 변화까지도 제어할 수 있음을 확인하였고, 새로운 형태의 악기로써 무대 공연이나 노래방 등에 폭넓게 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.165-171
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• 2016

A prosthetic knee for above-knee (AK) amputee is categorized into passive and active type. The passive prosthetic knee is generally made by elastic material. Although AK amputee can easily walk by using passive prosthetic leg, knee joint motions are not similar to ordinary persons. The active prosthetic leg can control the knee angle owing to the actuator and microprocessor. However, the active type is not cost-effective and the stability may be lost due to the malfunction of sensors. In order to resolve these disadvantages of passive and active type, a semi-active prosthetic knee which can control the knee angle is proposed in this work. The proposed semi-active one requires a less input energy but provides active type performance. In order to achieve this goal, in this work, a semi-active prosthetic knee using magneto-rheological (MR) damper for AK amputees is designed. The MR damper can support the weight of body by using less energy than actuator of active prosthetic. It can control knee angle by inducing the magnetic field at the time of stance phase. This salient characteristic is evaluated and presented in this work.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.55-60
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• 2016

We present an experimental setup for measuring the mechanical performance of centrifugal blood pumps. Using a 3D printer to construct supporting parts and magnetic couplings, we developed the measurement setup that can be used for various types of blood pumps. The experimental setup is equipped with sensors to measure a variety of mechanical characteristics of blood pumps including pressure, flow rate, torque, temperature, and rotating speed. Our experimental measurements for two commercial blood pumps are consistent with data provided by manufacturers, which indicates that the our setup offers the accurate measurements of blood pump performance. Utilizing the experimental setup, we tested aqueous glycerin solutions mimicking the density and viscosity of blood, which enabled us to predict the difference in operations using water and blood.