• 제목/요약/키워드: 교류자기장측정

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미소 교류 자기장 측정을 위한 Mach-Zehnder 광섬유 간섭계 자기센서 특성분석 (Fiber-optic Mach-Zehnder Interferometer for the Detection of Small AC Magnetic Field)

  • 김대연;안준태;공홍진;김병윤
    • 한국광학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.139-148
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    • 1991
  • 광섬유를 사용하여 미소 교류자기장 (200Hz-2kHz) 감지를 위한 광섬유 간섭계 자기센서시스템을 구성하였다. 자왜효과(magnetostriction effect)가 큰 비정질 metallic glass(2605SC)를 광섬유에 부착하여 자기장 감지부를 제작하고 방향성 결합기 metallic glass(2605SC)를 광섬유에 부착하여 자기장 감지부를 제작하고 방향성 결합기(directional coupler)를 사용한 광섬유 일체식(all-fiber type)으로 Mach-Zehnder 간섭계를 구성하여 외부 자기장의 변화를 간섭계의 위상변화로 변환시켜 그 크기를 측정하였다. 온도변화, 진동 등 주위환경에서 오는 불규칙한 신호에 의한 간섭계의 신호소멸(signal fading) 문제는 능동 위상추적방법(active phase tracking method)으로 간섭계의 기준 광통로(reference arm)에 위치한 위상 변조기에 보상신호를 되먹임으로써, 직각조건(quadrature condition)을 이루어 안정시켰다. 측정 결과 metallic glass의 주파수 반응특성은 900Hz-2kHz 대역에서 거의 비슷한 경향을 보였으며 최대 감도를 나타내는 직류 바이어스 자기장은 3.5 Oe 였다. 미소 교류자기장에 대한 간섭계의 출력은 $\pm$0.5 Oe 범위 안에서 좋은 선형성을 보였다. 1 kHz 교류자기장에 대한 scale factor S는 8.0 rad/Oe 이었으며 최소감지자기장은 $3X10^{-6} Oe/\sqrt{Hz}$(1Hz detection bandwidth)이었다.

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자기 garnet film을 이용한 철단결정의 자구관측법과 응용 (Domain observation for iron whiskers with magnetic garnet film and its appliction)

  • 이재광;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.287-293
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    • 1995
  • 자성물질의 자구를 관측하고, 표면의 자기전하를 측정하는 간단하면서도 정량적인 방법을 제시하였다. 관측방법은 자기 garnet film을 사용하며, 이 방법을 이용하여 {100} 철단결정 표면의 자구를 관측할 수 있었다. garnet film의 자구는 garnet 면과 수직한 자기장에 의해서만 변하고 임계 자기장에서는 사라진다. 그러나, 철단결정의 자구는 단결정 표면에 평행하게 걸어준 자기장에 대하여서는 영향을 받지만 수직하게 가한 자 기장에는 아무런 영향을 받지 않는다. 위와 같이 성질을 이용하여 철단결정과 평행한 자기장을 가할 때 철단결정의 자구에 유도된 전하에 인하여 garnet film의 자구가 변화하며, 이 garnet film의 자구는 편광된 빛을 이용하여 직접 관측할 수 있다. 이 방법으로 철단결정의 표면에 유도 되는 자기전하 분포를 측정할 수 있었고, 또한 단결정에 걸어준 전류가 변할때 단결정 자구의 움직임을 관측할 수 있었다. 이 관측한 결과 를 이용하여 철단결정에 전류를 가할 때의 비대칭적으로 유도되는 교류 자기감수율 실험의 결과를 설명할 수 있었다.

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금속 표면결함 검출용 자기유도 마이크로 박막 센서 (Inductive Micro Thin Film Sensor for Metallic Surface Crack Detection)

  • 김기현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.395-400
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    • 2008
  • 비자성 및 자성 금속 시편의 표면 결함을 검출하기 위하여 교류자기장을 이용하였다. 비파괴 센서 프로브는 자성 박막 요크와 박막형 코일로 구성된 신호 검출부와 시편에 교류자기장을 인가하기 위한 단일 직선을 이용한 여기 코일로 이루어져 있다. 박막형 유도 코일 센서는 스퍼터, 전기도금, 건식 식각과 사진식각 공정을 이용하여 제작되었다. 시편에 교류자기장을 인가하기 위하여 0.7 MHz-1.8 MHz 주파수 영역에서 0.1A-1.0A의 교류전류를 여기코일에 인가하였다. 센서의 특성은 최소 0.5 mm의 깊이와 폭을 가진 인위적인 슬릿 형태 비자성체 Al과 자성체 FeC 결함 시편을 이용하여 측정하였다. 측정된 신호는 높은 감도를 갖고 결함 시편위의 슬릿결함의 위치와 일치함을 알 수 있었다. 또한 박막형 유도 코일 센서를 이용하여 마이크론 크기의 표면 결함을 가진 자성체 FeC의 시편을 비접촉 스캔하여 측정된 유도전압의 변화를 이미지화 하였으며 그 결과를 광학적 이미지와 비교하였다.

비정질 리본의 자기변형 측정용 광섬유 변위센서 (Displacement sensor for Measuring magnetostriction of Amorphous Ribbon)

  • 유권상;김철기;김중복;김현아
    • 한국자기학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.36-39
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    • 1996
  • 비정질 리본의 자기변형 측정을 위한 Fabry-Perot 간섭계형 광섬유 변위센서를 구성하였고, 헬름홀쯔 코일로써 교류자기장을 인가하여 자기변형을 측정하였다. 구성한 변위 센서의 출력신호는 구성요소인 index matching optical oil과 optical isolator의 사용에 의하여 잡음과 요동을 개선하였다. 구성한 변위센서의 분해능은 $30{\AA}$이었고, 이를 이용하여 1 Hz의 자화 주파수에서 측정한 비정질 $Fe_{81}B_{13.5}Si_{3.5}C_{2}$ 리본의 최대 자기변형 값은 인가자기장 $1.59{\times}10^{3}A/m$에서 $28{\times}10^{-6}$이였다.

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산화철 나노입자의 브라운 운동에 대한 자기장 의존성 연구 (Magnetic Field Dependence of Brownian Motion in Iron-oxide Nanoparticles)

  • 정은경;윤석수;김동영
    • 한국자기학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.13-18
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    • 2016
  • 유기 용매에 고르게 분산되어 있는 26 nm 크기의 산화철 나노입자를 사용하여 주파수에 따른 교류 자화율을 측정하였다. 자기장이 없는 조건에서 측정한 나노입자의 자화율은 Debye 완화 모델로 계산한 결과와 일치하였으며, 완화 주파수(relaxation frequency)는 370 Hz였다. 나노입자의 완화 주파수는 용매의 점성에 의한 브라운 운동(Brownian motion)의 완화 시간과 일치하였다. 브라운 운동에 의한 나노입자의 완화 주파수는 자기장의 세기에 따라 선형적으로 증가하는 특성을 보였다.

비정질 와이어를 센서헤드로 이용한 금속의 미세결함 검출 (Flaw Detection in a Conductor Using Sensor Head of Amorphous Wire)

  • 김영학;신광호
    • 한국자기학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.174-178
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    • 2002
  • 미소결함을 가진 금속체에 교류자기장을 인가하면 결함부근에는 와전류의 분포가 달라져 이에 의해 금속체를 관통하는 교류자기장은 결함부근에서 차이를 가진다. 이 교류자기장을 비정질 와이어로 된 센서헤드로 측정하여 센서헤드의 유기전압 크기로부터 결함 유무를 검출하는 방법에 대해 검토하였다. 비정질 와이어는 Co-based재료로 자왜가 거의 0이며 고투자율 자성체이고 비정질 와이어는 길이가 15mm, 직경이 100$\mu\textrm{m}$인 원주형 자성체이다. 실험대상 금속체로 0.5mm의 단일 직선 갭을 가진 두께 1mm의 동판과 0.1mm의 갭이 규칙적으로 배열된 두께 25$\mu\textrm{m}$의 Al 판를 이용하였다. 스파이럴 코일에 인가하는 교류자기장의 주파수는 100KHz~600KHz였다. 본 실험의 결과에서 동판에서는 유기전압의 최대치와 최소치의 차가 약 2.5㎷ 얻어졌고, Al판에서는 500KHz에서 0.4㎷가 얻어져 직선 갭의 유무를 유기전압의 크기만으로 확인할 수 있었다.

자기장 차이 측정용 플럭스게이트 마그네토미터 제작 (Construction of a Fluxgate Magnetometer for the Measurment of Magnetic Field Difference)

  • 최근하;손대락;조육
    • 한국자기학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.304-308
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    • 1995
  • 일차코일에 흐르는 전류에 의하여 코아의 피상 보자력을 측정하여 자기장을 측정 할 수 있는 두개의 플럭스게이트센서로, 두 지점에서 자기장 차이를 측정할 수 있는 플럭스게이트 마그네토미터를 제작하였다. 센서코아는 교류 자기이력곡선상에서 각형성이 좋은 Co-계 비정질리본 $VITROVAC^{\circledR}6030$$2\;mm{\times}30\;mm$의 크기로 에칭하여 사용 하였으며, 일차코일 및 이차코일은 각각 315회 권선하였다. 두 센서의 일차코일은 외 부 자기장의 차이를 측정하기 위해 같은 극성으로 병렬로 연결하였고, 이차코일은 직렬 연결하여 적분하므로서 두 코아의 평균 자속밀도를 얻게 하였다. 본 연구에서 제작 한 자기장 차이 측정용 플럭스게이트 마그네토미터는 $1.6{\times}10^{6}V/T$의 민감도와 1 Hz 주파수 대역폭에서 1nT의 분해능을 얻었다.

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정현파 자속밀도 제어와 디지털 궤환을 이용한 AC 손실 측정방법 (Method of AC Loss Under a Condition of Sinusoidal Flux Density Using Digital Feedback)

  • 장평우
    • 한국자기학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.23-26
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    • 2012
  • 정현파 자속밀도 조건에서 연자성 재료의 교류자기손실을 측정하기 위한 새로운 방법을 제시하였다. 본 방법은 입력전압파형을 결정짓기 위해 통상 이용하는 $H_i(B_i)$곡선대신 $V_{in}$(B)곡선을 이용함으로서 자기장, 자속밀도 그리고 입력전압간의 위상차를 고려할 필요가 없이 직접 입력전압파형을 얻을 수 있어 프로그램이 간편하게 되는 장점을 가지고 있었다. 개발된 측정방법의 유효성을 1 kHz, 10 kHz 주파수에서 페라이트 코어로 확인할 수 있었다.

가역투자율 측정에 의한 터빈로터강의 비파괴적 잔여수명 평가 (Nondestructive Evaluation of Remanent Life of Turbine Rotor Steel by Measuring Reversible Magnetic Permeability)

  • 유권상;남승훈;김용일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.315-321
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    • 2003
  • 고온, 고압에서 운용되고 있는 설비의 안전성을 평가하기 위해서는 사용시간 동안 열화된 물성을 정기적으로 점검하여 설비의 잔여수명을 평가해야 한다. 본 연구에서는 교류 섭동 자기장을 인가하여 구한 가역투자율 값을 이용하여 1Cr-1Mo-0.25V 강의 잔여수명을 평가하기 위한 자기적 방법을 제시하고자 한다. 이 방법은 자기이력곡선의 미분값인 가역투자율이 보자력에서 첨두 값을 갖는 특성을 이용하였으며, 측정원리는 교류 섭동 자기장의 주파수에 동조된 록-인 증폭기를 사용하여 탐지코일에 유도된 제 1 고조파의 전압을 측정하는 것이다. 가역투자율의 첨두값 간격 (peak interval of reversible magnetic permeability: PIRMP)과 비커스 경도는 열화가 진행됨에 따라 감소하였다 따라서 비커스 경도와 PIRMP상관관계에 의해 연화곡선을 구할 수 있고, 이 연화곡선에 의해 터빈로터 강의 잔여수명을 평가할 수 있다.