• 한국재료학회지
• /
• 제27권12호
• /
• pp.658-663
• /
• 2017

Urchin-structured zinc oxide(ZnO) nanorod(NR) gas sensors were successfully demonstrated on a polyimide(PI) substrate, using single wall carbon nanotubes(SWCNTs) as the electrode. The ZnO NRs were grown with ZnO shells arranged at regular intervals to form a network structure with maximized surface area. The high surface area and numerous junctions of the NR network structure was the key to excellent gas sensing performance. Moreover, the SWCNTs formed a junction barrier with the ZnO which further improved sensor characteristics. The fabricated urchin-structured ZnO NR gas sensors exhibited superior performance upon $NO_2$ exposure with a stable response of 110, fast rise and decay times of 38 and 24 sec, respectively. Comparative analyses revealed that the high performance of the sensors was due to a combination of high surface area, numerous active junction points, and the use of the SWCNTs electrode. Furthermore, the urchin-structured ZnO NR gas sensors showed sustainable mechanical stability. Although degradation of the devices progressed during repeated flexibility tests, the sensors were still operational even after 10000 cycles of a bending test with a radius of curvature of 5 mm.

• 센서학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.88-94
• /
• 2023

Recently, piezoelectric tactile sensors have garnered considerable attention in the field of texture recognition owing to their high sensitivity and high-frequency detection capability. Despite their remarkable potential, improving their mechanical flexibility to attach to complex surfaces remains challenging. In this study, we present a flexible piezoelectric sensor that can be bent to an extremely small radius of up to 2.5 mm and still maintain good electrical performance. The proposed sensor was fabricated by controlling the thickness that induces internal stress under external deformation. The fabricated piezoelectric sensor exhibited a high sensitivity of 9.3 nA/kPa ranging from 0 to 10 kPa and a wide frequency range of up to 1 kHz. To demonstrate real-time texture recognition by rubbing the surface of an object with our sensor, nine sets of fabric plates were prepared to reflect their material properties and surface roughness. To extract features of the objects from the detected sensing data, we converted the analog dataset to short-term Fourier transform images. Subsequently, texture recognition was performed using a convolutional neural network with a classification accuracy of 97%.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.93-98
• /
• 2024

본 논문에서는 근거리에 존재하는 타겟의 거리 정보를 탐지할 수 있는 간단한 구조를 제안하고 직관적으로 시영역에서 초광대역 신호를 추출하는 방법에 대해 기술하였다. 제안된 임펄스 레이더 시스템은 임펄스 발생회로, 초광대역 송수신 안테나 및 함수 발생기, 디지털 오실로스코프로 구성된다. 10MHz의 정현파를 입력 신호로 인가하였을 때 발생되는 신호의 펄스폭은 200ps 및 주파수영역에서 0.3GHz에서 4.7GHz의 대역을 점유하는 일차 미분된 가우시안 펄스임을 측정을 통해 확인하였다. 동일한 초광대역 송수신 안테나를 활용하여 수신하였을 때 신호는 펄스폭이 328ps 및 스펙트럼은 0.9GHz에서 4.4GHz의 대역을 점유하는 가우시안 더블릿의 형태의 초광대역 신호로 측정되었다. 반경 4cm 정도의 원형 금속 물질과 코너 리플렉터를 타겟으로하여 일정 거리 만큼 이격하였을 때 실 타겟의 위치정보를 추출함을 실험을 통해 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제21권4호
• /
• pp.417-428
• /
• 2004

광시야 망원경 3호기의 광학계 특성을 조사하고 이를 바탕으로 광학계를 조정하였다. 보정렌즈를 쓰기 때문에 필터는 V, R, I로 제한된다. 광시야 망원경 3호기는 초점비가 작기 때문에 광학계의 정렬 상태에 매우 민감하다. 2도${\times}2$도의 시야각 내에서 성상의 RMS 반경을 $8{\mu}m$ 이내로 맞추려면 다음의 조건을 만족해야 한다: 1) 관측기기는 초점면에 대하여 0.05도 이상 기울어지면 안된다. 2) 주경과 보정렌즈의 축간 거리(decenter)를 1mm 이내로 맞추어야 한다. 3) 주경과 보정렌즈 사이를 최적 거리에서 2.3mm 이내로 맞추어야 한다. 광시야 망원경 3호기는 곡률감지법을 이용한 수차 측정법으로 광학계를 조정하고 있으며 마무리 단계에 있다. 현재 대덕전파천문대 옥상에 임시로 설치되어 시스템 정상화와 인공위성 관측을 수행하고 있다.

• 한국광학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.127-131
• /
• 2008

본 논문에서는 굴절률 감지 방식의 수직 결합형 폴리머 마이크로링 공진기 기반 글루코스 바이오 센서를 제안하고 구현하였다. 이 센서에서 상부 클래딩 역할을 하는 글루코스 분석 대상물의 농도 변화는 링 공진기의 공진파장 이동을 측정함으로써 얻어진다. 특히, 센서의 감도를 향상시키기 위해 다음과 같은 방법을 사용하였다. 첫째로, 분석 대상물에 근접한 유효굴절률을 갖는 폴리머 도파로 구조를 공진기 센서에 도입하였다. 둘째로, 분석 물질의 접촉면적을 확대하기 위해 측면 클래딩층이 충분히 식각된 pedestal 링 도파로 구조를 사용하였다. 제안된 공진기 센서는 빔전파 방법을 사용하여 설계하고 분석하였다. 사용된 코어 및 클래딩용 폴리머의 굴절률은 각각 1.430과 1.375였으며, 링 반경은 $400\;{\mu}m$였다. 이 때 얻어진 도파로의 유효굴절률은 ${\sim}1.390$였으며 글루코스 수용액의 굴절률 1.333와 매우 근접하였다. 제작된 소자의 기본적인 전달특성은 FSR(free spectral range) 0.66 nm, 대역폭 ${\sim}0.15\;nm$, Q 값 10,000 이었다. 1550 nm 광파장 대역에서 얻어진 측정 결과를 살펴보면, 센서 감도는 ${\sim}0.28\;pm$/(mg/dL)였으며, 이에 따른 굴절률 변화 감도는 ${\sim}200\;nm/RIU$였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제46권8호
• /
• pp.857-871
• /
• 2013

최근 국지성 집중호우, 돌발홍수와 같은 급격한 기상변화로 인한 피해가 증가함에 따라, 레이더와 위성영상 등 원격탐측 방법을 사용한 강우 예측 및 관측에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 자료지향형 모형의 하나인 뉴로-퍼지기법(ANFIS : Adaptive Neuro Fuzzy Inference System)을 사용하여 유역 유출량을 산정하였고, 레이더 단기 강우예측 모형인 MAPLE(McGill Algorithm for Precipitation Nowcasting by Lagrangian Extrapolation; Germann et al., 2002, 2004) 강우예측자료를 입력변수의 하나로 사용하였다. 뉴로-퍼지기법 및 레이더 강우예측자료를 사용한 홍수량 산정의 적용성 평가를 위해 충주댐 상류유역의 2010년 및 2011년 홍수기에 발생한 6개의 강우사상을 사용하여 모형 생성 시 사용한 강우자료의 종류에 따른 결과를 비교하고, 입력변수 조합에 따른 15개 모형을 구성하여, 모형 구성과정의 군집화 방법을 변화시키며 이에 따른 결과를 비교 분석하였다. 연구 결과, 기 발생한 홍수사상 중 가장 큰 홍수사상을 사용하여 모형을 생성할 경우 홍수량 산정의 정확도가 높아지는 것으로 나타났고, 모형의 생성이 가능한 범위 안에서 비교적 clustering 반경이 클수록 홍수량 산정의 정확도가 높아지는 것으로 나타났다. 충주댐 유역의 홍수량 예측에서는 t+6~t+16시간의 예측에서 MAPLE 강수예측자료를 사용한 모형의 홍수량 산정 결과의 정확도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제37권6_2호
• /
• pp.1819-1827
• /
• 2021

최근 도시화로 인한 토지피복의 변화로 불투수층이 증가함에 따라, 강수의 자연적인 지하수 함양이 방해되어 도시홍수와 같은 재난 문제가 발생하고 있다. 따라서 토지피복의 변화에 따른 강수와 지하수위 간 상관관계를 규명하기 위해 본 연구는 소규모 도심지역인 부산광역시 연제구를 대상으로 교차상관분석(Cross-correlation function, CCF) 및 이동평균분석(Moving average method, MA)을 통해 강수와 지하수위간 지연시간을 산정하였다. 지연시간을 산정하기 위해 자기상관분석, 교차상관분석, 이동평균분석을 수행하였으며 피어슨 상관함수를 목적함수로 설정하여 강수량과 지하수위 간 가장 높은 상관계수를 가지는 시차 값을 지연시간으로 결정하였다. 관측공 반경 250 m 내 토지피복형태와 지형은 토지피복지도와 수치지형도를 이용하여 Arc-GIS를 통해 분석하였다. 연구결과 토지피복형태가 도심영향이 많은 불투수층으로 이루어진 GW01, GW03, GW05 (Urban: 71-96%)의 경우 지연시간이 길게 나타났으며(CCF: 42-71일, MA: 148-161일) 식생영향이 많은 투수층으로 이루어진 GW04 (Urban: 35%)는 짧은 지연시간(CCF: 4일, MA: 67일)을 보였다. 토지경사도에 따른 지연시간의 차이는 보이지 않았으며 이는 토지피복형태가 강수와 지하수위 간 지연시간에 영향을 강하게 미치는 요소이기 때문에 토지경사도에 따른 영향이 작용하지 못한 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 부산 연제구의 토지 이용에 따른 지하수위와 강수량의 지연시간을 규명함으로써 도시 내 강수의 자연적인 지하수 함양을 위한 도시 녹지공간 조성과 수문학적 재난 예방을 위한 관리계획의 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국조경학회지
• /
• 제40권5호
• /
• pp.8-18
• /
• 2012

도시자연은 물리적 환경개선 기능은 물론 사회적, 정서적 측면에서도 중요한 역할을 한다. 특히, 학교에서 생활하는 시간이 많은 우리나라의 경우 학교 옥외공간을 비롯하여 인근에 조성된 녹지공간은 자연체험의 기회가 적은 도시 아이들이 가장 쉽게 자연을 접할 수 있는 일차적인 장소이다. 본 연구에서는 우리나라 대도시의 녹지현황을 학교 주변을 중심으로 살펴보고자 한다. 서울시 185개 초등학교를 선정하고, 학교 옥외공간을 포함한 반경 300m 이내(본 연구에서 '학교존'으로 정의) 주변 녹지 현황을 RapidEye 다중분광 인공위성 영상을 사용하여 분석하였다. 학교존 평균 녹지율은 약 21%이고, 최고 74%에서 최소 0.7%까지 편차가 매우 큰 것으로 나타났다. 그리고 과반수 이상의 학교존 녹지율이 20% 미만이다. 학교존 녹지율이 높은 학교 대부분이 산기슭에 위치하고 있어 산림면적이 학교존 녹지율을 높이는데 기여한 것으로 분석되며, 산림녹지의 경우 식생활력 또한 기타 도심지에 조성된 조경수목식재지보다 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 반면, 학교존 녹지율이 낮은 학교들 대부분은 고밀 주택지 인근에 위치하고 있으며, 녹지의 식생활력 또한 상대적으로 낮게 나타났다. 도시산림을 제외한 시가화지역에서 학교존 녹지의 많은 부분을 차지하는 것은 아파트단지내 조경녹지시설이며, 그 밖에 친환경적인 학교 옥외공간이나 가로공원 등 도시오픈스페이스가 차지하는 비중은 미미하다. 이러한 현실을 감안하여, 도시계획적인 맥락에서 학교존 녹지율이 낮은 지역을 우선 대상으로 학교숲 조성사업을 지원하거나 주변지역의 옥상녹화를 장려하고, 학교주변 아파트단지내 녹지공간을 학교옥외공간과 유기적으로 연계하여 쉽게 접근할 수 있는 도시오픈스페이스로 개방하는 등의 체계적인 대책 마련이 필요하다고 하겠다.