• 비파괴검사학회지
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• 제25권1호
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• pp.27-35
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• 2005

초음파 검사 방법은 여러 가지 물질들의 흠집이나 틈새, 티끌 등을 감지해내는데 널리 쓰이고 있다. 그 중 초음파 신호를 분석하는 절차는 전체의 신호처리 과정에서 아주 중요한 역할을 담당하고 있다. 이 논문은 최소평균 제곱 (LMS) 알고리즘을 이용하여 핵 전력 발전소에서 쓰이는 증기 발생기 튜브로부터 감지된 초음파 비파괴검사 신호를 분류 해내는 것에 관한 것이다. 이 초음파 신호는 튜브내의 흠집이나 틈새로부터 감지된 신호일수도 있고 또는 튜브 내의 침전물에 의해서 발생된 신호일 수도 있는데 이 두 가지 신호는 매우 유사하기 때문에 반드시 분류를 해내어 침전물에 의한 신호일 경우는 무방하지만 흠집이나 갈라진 틈새에서 나오는 신호일 경우는 더 이상의 오염이나 사고 등을 방지하기 위해 수리 또는 교체 등의 후속 조치로 이어져야 한다. 이러한 절차를 밟기 위하여 증기 발생기 튜브의 내부에서의 초음파 센서로부터 증기 발생기 튜브 사이의 거리를 측정하는데 모델링 기법에 기반한 deconvolution 방법이 제시되었으며 이 방법은 space alternating generalized expectation maximization (SAGE) 알고리즘을 이차원 미분 파라미터인 Hessian의 사용으로 인하여 수렴 속도가 빠른 Newton-Raphson 알고리즘과 함께 병행 사용하여 초음파 신호의 초점 도달 시간과 그 크기를 측정하여 초점 도달 거리에 따라 두 종류의 신호를 분류, 차별화 하는 기법이다. 이 알고리즘을 이용하여 흠집이나 틈새로부터 나온 신호일 경우와 퇴적물에 의해 나온 신호일 경우로 분류되었고 그 결과가 이 논문에 제시되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.250-250
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• 2012

Recently, multiferroic materials have attracted much attention due to their fascinating fundamental physical properties and potential technological applications in magnetic/ferroelectric data storage systems, quantum electromagnets, spintronics, and sensor devices. Among single-phase multiferroic materials, $BiFeO_3$, in particular, has received considerable attention because of its very interesting magnetoelectric properties for application to spintronics. Enhanced ferromagnetism was found by Fe-site ion substitution with magnetic ions. In this study, $BiFe_{1-x}Ni_xO_3$ (x=0 and 0.05) bulk ceramic compounds were prepared by solid-state reaction and rapid sintering. High-purity $Bi_2O_3$, $Fe_3O_4$ and NiO powders were mixed with the stoichiometric proportions, and calcined at $450^{\circ}C$ for 24 h to produce $BiFe_{1-x}Ni_xO_3$. Then, the samples were directly put into the oven, which was heated up to $800^{\circ}C$ and sintered in air for 20 min. The crystalline structure of samples was investigated at room temperature by using a Rigaku Miniflex powder diffractometer. The Raman measurements were carried out with a 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 and the temperature-dependent magnetization measurements were performed with a vibrating-sample magnetometer. The x-ray diffraction study demonstrates the compressive stress due to Ni substitution at the Fe site. $BiFe_{0.95}Ni_{0.05}O_3$ exhibits the rhombohedral perovskite structure R3c, similar to $BiFeO_3$. The lattice constant of $BiFe_{0.95}Ni_{0.05}O_3$ is smaller than of $BiFeO_3$ because of the smaller ionic radius of Ni3+ than that of Fe3+. The field-dependent magnetization of $BiFe_{0.95}Ni_{0.05}O_3$ exhibits a clear hysteresis loop at 300 K. The magnetic properties of $BiFe_{0.95}Ni_{0.05}O_3$ were improved at room temperature because of the existence of structurally compressive stress.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제42권4호
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• pp.350-357
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• 2017

Purpose: In-situ monitoring of water quality is fundamental to most environmental applications. The high cost and long delays of conventional laboratory methods used to determine water quality, including on-site sampling and chemical analysis, have limited their use in efficiently managing water sources while preventing environmental pollution. The objective of this study was to develop an on-site water monitoring system consisting mainly of an Arduino board and a sensor array of multiple ion selective electrodes (ISEs) to measure the concentration of $NO_3$ ions. Methods: The developed system includes a combination of three ISEs, double-junction reference electrode, solution container, sampling system consisting of three pumps and solenoid valves, signal processing circuit, and an Arduino board for data acquisition and system control. Prior to each sample measurement, a two-point normalization method was applied for a sensitivity adjustment followed by an offset adjustment to minimize the potential drift that could occur during continuous measurement and standardize the response of multiple electrodes. To investigate its utility in on-site nitrate monitoring, the prototype was tested in a facility where drinking water was collected from a water supply source. Results: Differences in the electric potentials of the $NO_3$ ISEs between 10 and $100mg{\cdot}L^{-1}$ $NO_3$ concentration levels were nearly constant with negative sensitivities of 58 to 62 mV during the period of sample measurement, which is representative of a stable electrode response. The $NO_3$ concentrations determined by the ISEs were almost comparable to those obtained with standard instruments within 15% relative errors. Conclusions: The use of the developed on-site nitrate monitoring system based on automatic sampling and two-point normalization was feasible for detecting abrupt changes in nitrate concentration at various water supply sites, showing a maximum difference of $4.2mg{\cdot}L^{-1}$ from an actual concentration of $14mg{\cdot}L^{-1}$.

• 센서학회지
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• 제10권5호
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• pp.304-313
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• 2001

본 연구에서는 $NH_4OH-H_2O_2-H_2O$ 식각액을 이용하여 GaAs의 식각 특성을 파악하였으며, (001) GaAs 기판을 이용한 사각형 단면을 가지는 GaAs 미세구조물의 제작방법을 개발하였다. 먼저 결정방향별 습식식각 특성을 파악하기 위해 16가지 조성에 대한 $NH_4OH-H_2O_2-H_2O$ 식각액의 식각률 및 식각 단면 형상과 5가지 조성에 대한 언더컷률에 관한 자료를 구하였다. 본 실험을 통해 얻어진 데이터를 이용하여 새로운 GaAs 마이크로머시닝 방법을 제시하고, 이를 이용하여 사각형 단면을 가지는 브리지 형태의 부유된 구조물을 제작하였다. 개발된 빔 부유 공정은 RF 구성요소인 저 손실 및 고가변 정전용량기 제작에 유용하며, 또한 광송수신부와 미러 집적화에도 적용가능성을 지닌다.

• 공업화학
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• 제19권2호
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• pp.145-150
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• 2008

온실가스로 인해 발생한 지구 온난화 현상은 최근 몇 년 동안 심각한 환경문제를 야기했다. 온실가스 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 이산화탄소이다. 이산화탄소의 처리 방법 중 하나인 미세조류의 광합성을 통한 이산화탄소 고정화는 화력발전소로부터 화석연료의 사용을 통해 나오는 이산화탄소 감소를 도와준다. 이러한 미세조류는 빠른 성장력을 지니고 있고, 다양한 환경에서 성장이 가능하다는 장점이 있다. 따라서 미세조류의 이용에 있어 고농도의 이산화탄소, 낮은 pH, 산성 가스 등에 강한 내성을 지닌 미세조류에 대한 연구와 미세조류의 대량배양을 통해 효율성을 높일 수 있는 생물반응기의 연구가 선행되어야 한다. 앞으로 생물공학기술의 발달로 미세조류의 대량배양에 의한 이산화탄소 저감과 동시에 미세조류로부터 고부가 가치의 자원을 생산한다면 생물 산업의 발전을 촉진할 수 있다.

• 공업화학
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• 제19권2호
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• pp.222-227
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• 2008

본 연구에서는 광학센서의 응용을 위해 소수성 졸-겔로 개질된 고분자 막의 미생물 비점착 특성과 광학특성을 조사하였다. DiMe-DMOS (Dimethoxy-dimethylsilane)와 TMOS (Tetramethyl-orthosilicate)를 이용하여 제조한 소수성 졸-겔로 코팅된 컨퍼컬디쉬 표면과 유리표면에 E. coli JM109, B. cereus 318 그리고 P. pastoris X-33을 배양하였다. 배양 후, 부유세포를 증류수를 이용하여 제거하고 그람 염색법에 의해서 점착된 미생물을 염색하였다. 점착된 미생물의 수는 SEM을 이용하여 정량적으로 분석하였다. 유리표면에는 $2{\sim}3{\times}10^4$개/$mm^2$의 미생물이 점착되었으나 소수성 졸-겔 표면에는 200~300개/$mm^2$의 미생물이 점착됨으로써 소수성 졸-겔의 비점착 효과를 알 수 있었다. 또한, 소수성 졸-겔과 절광물질인 흑연을 혼합하여 제조한 절광층(Light insulating layer)을 pH나 용존산소 검출막 위에 재코팅한 후, pH나 용존산소의 검출막의 성능이 향상되었음을 알 수 있었다.

• 대한공간정보학회지
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• 제22권3호
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• pp.145-154
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• 2014

현재 우리나라의 도로망은 매우 복잡하고 방대하여 도로에 대한 유지보수가 지속적으로 요청된다. 하지만 도로노면의 파손정보 수집에 한계가 있으며 파손된 도로의 복구시점이 지연됨에 따른 문제가 제기되고 있다. 최근에는 도로를 중심으로 노면 및 주변시설물의 정보를 취득하기 위해 도로조사용 차량기반 멀티센서시스템을 사용하고 있지만 고가의 MMS(Mobile Mapping System) 장비를 운영할 경우 도입부터 유지관리까지 많은 비용이 소요되고 데이터 처리에도 많은 시간이 걸리는 단점이 있다. 이에 저가의 차량기반 카메라시스템을 이용하여 도로의 파손정보를 수집하고, 파손된 정보를 지도위에 표시하여 지속적인 유지관리가 가능하도록 여러 장의 영상을 집성하여 더 많은 정보를 얻을 수 있는 연구가 필요하며 차량기반 경사카메라에서 취득된 연속된 영상의 집성을 통해 일정한 지상해상도의 집성사진을 생성함으로 도로 노면 정보를 수집할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 고해상도 경사사진에서 호모그래피(Homography)를 정확하게 추정함으로 집성사진을 제작하고, 집성된 영상의 촬영간격에 따른 지상 해상도 및 적정 데이터 취득간격을 분석하기 위해 공간해상도 분석용 타깃이 촬영된 고해상도 항공 경사사진의 촬영간격을 구분하여 집성영상을 분석하였고, 저가의 차량기반 도로조사시스템에 적용하는 방안을 제시하였다.

• 센서학회지
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• 제11권2호
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• pp.84-92
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• 2002

국소 광적응 기능을 가지는 윤곽검출용 시각칩을 픽셀수 $32{\times}32$의 방사형 구조로 CMOS 공정기술을 이용하여 설계 및 제조하였다. 생체의 망막은 넓은 범위의 입력 광강도에 대해서 물체의 윤곽을 검출할 수 있다. 본 연구에서는 시세포, 수평세포, 쌍극세포로 이루어진 망막의 윤곽검출 기능을 모델링하여 윤곽검출용 인공시각칩을 설계하였다 국소 광적응을 위해 입력 광강도에 따라 수용야의 크기를 국소적으로 바뀌게 하였다. 아울러 단위셀을 방사형으로 배치함으로써 영상데이터의 양을 감소시킴과 동시에 칩의 중심부분으로 갈수록 해상도가 높아지도록 설계하였다. 설계된 칩은 $0.6\;{\mu}m$ double-poly triple-metal 표준 CMOS 공정기술을 이용하여 제조되었으며, HSPICE 시뮬레이션으로 성능을 최적화 시켰다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2015

본 논문에서는 초광각 무선 내시경을 제안하고 구현하였다. 내시경은 초광각 카메라 모듈과 무선전송 모듈로 구성된다. 162도의 초광광 렌즈와 이미지 센서 및 카메라 프로세서가 $3{\times}3{\times}9cm3$ 크기의 케이스에 함께 패키지 된다. 무선전송 모듈로 UWB 기반 및 WiFi 기반의 플랫폼을 각각 구현한다. UWB 기반 모듈은 의 고화질 영상을 MJPEG로 압축하여, $2048{\times}1536$ (QXGA)의 해상도에서 15 fps의 속도로 영상을 전송하며, 최대 데이터 전송속도는 41.2 Mbps에 달한다. 구현된 내시경은 의료용 내시경의 화각과 해상도 수준을 가지며, 상용 고성능 WiFi 내시경과 비교할 때 ~3X의 화각과 16X의 해상도를 갖는다. WiFi 기반의 모듈은 $640{\times}480$ (VGA)의 해상도에서 30 fps의 속도로 영상을 스마트 기기로 스트리밍 하며, 최대 1.5 Mbps의 데이터 전송속도를 보여준다. 구현된 모듈은 저가격의 의료용 무선 전자 내시경의 구현 가능성을 보여주며, U-헬스케어, 응급처치, 가정의료, 원격진료 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제50권3호
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• pp.227-236
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• 2020

Purpose: Image artifacts caused by patient motion cause problems in cone-beam computed tomography (CBCT) because they lead to distortion of the 3-dimensional reconstruction. This prospective study was performed to quantify patient movement during CBCT acquisition and its influence on image quality. Materials and Methods: In total, 412 patients receiving CBCT imaging were equipped with a wireless head sensor system that detected inertial, gyroscopic, and magnetometric movements with 6 dimensions of freedom. The type and amplitude of movements during CBCT acquisition were evaluated and image quality was rated in 7 different anatomical regions of interest. For continuous variables, significance was calculated using the Student t-test. A linear regression model was applied to identify associations of the type and extent of motion with image quality scores. Kappa statistics were used to assess intra- and inter-rater agreement. Chi-square testing was used to analyze the impact of age and sex on head movement. Results: All CBCT images were acquired in a 10-month period. In 24% of the investigations, movement was recorded (acceleration: >0.10 [m/s²]; angular velocity: >0.018 [°/s]). In all examined regions of interest, head motion during CBCT acquisition resulted in significant impairment of image quality (P<0.001). Movement in the horizontal and vertical axes was most relevant for image quality (R²>0.7). Conclusion: Relevant head motions during CBCT imaging were frequently detected, leading to image quality loss and potentially impairing diagnosis and therapy planning. The presented data illustrate the need for digital correction algorithms and hardware to minimize motion artefacts in CBCT imaging.