• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.36 no.6
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• pp.496-503
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• 2016

Leakages at plant structures of power and petrochemistry plants have led to casualties and economic losses. These leakages are caused by fatigue failure of pipelines and their wall thickness. Vibration measurement methods for plant pipelines mainly use acceleration and laser sensors. These sensors are difficult to install and operate and thus lead to an increase in operational cost especially for wide area surveillance. Recently, measurements of leak and vibration displacements using cameras have attracted the interest of many researchers. This method has advantages such as simple installation, long distance monitoring, and wide area surveillance. Therefore, in this paper, we have developed a system that can measure the leakage and vibrational displacement by using a camera. Furthermore, the developed system was verified with experimental data.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.31 no.5
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• pp.227-234
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• 2018

Researches regarding measurement and control of the dynamic behavior of liquid such as sloshing have been actively on undertaken in various engineering fields. Liquid vibration is being measured in the study of tuned liquid dampers(TLDs), which attenuates wind motion of buildings even in building structures. To overcome the limitations of existing wave height measurement sensors, a method of measuring liquid vibration in a TLD using a laser Doppler vibrometer(LDV) and galvanometer scanner is proposed in this paper: the principle of measuring speed and displacement is discussed; a system of multi-point measurement with a single point of LDV according to the operating principles of the galvanometer scanner is established. 4-point liquid vibration on the TLD is measured, and the time domain data of each point is compared with the conventional video sensing data. It was confirmed that the waveform is transformed into the traveling wave and the standing wave. In addition, the data with measurement delay are cross-correlated to perform singular value decomposition. The natural frequencies and mode shapes are compared using theoretical and video sensing results.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.204-205
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• 2000

본 연구에서는 반도체 레이저 LD 혹은 백색광로부터 조사되는 빔을 CRT 모니터의 측정부에 입사시켜 패널 glass와 섀도우 마스크에서 반사되는 빔을 PSD에 조사하여 섀도우 마스크의 진동을 측정하였으며, CCD를 사용하여 열적변형과 패널 glass의 아랫면과 섀도우 마스크사이의 간격 Q값을 측정하였다. 사용한 PSD는 검출 영역은 12mm, 센서의 위치분해능은 0.2$mu extrm{m}$이며, 실시간적으로 처리할 수 있는 장점을 갖고 있다. CRT의 경우 전자빔의 충돌에 의한 섀도우 마스크의 열적 변형과 진동에 의한 섀도우 마스크의 떨림이 발생하여 화질이 저하된다. Q값의 정확한 계측과 섀도우 마스크의 열적변형 및 진동의 측정을 통하여 이들 현상이 발생되는 근본적인 취약구조를 발견함으로써 우수한 섀도우 마스크를 설계하고 제품의 성능을 향상시킬 수 있다. (중략)

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.22 no.1
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• pp.22-31
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• 2002

A Safety Monitoring System using a laser and 2-D arrayed photo sensors is developed. To monitor of the deformation and small rotation of structure the developed optical system using 2-D photo sensor array was used to detect the variation of optical orbit of laser which was induced by deformation of the structure. Also, an operating program to manage the system and an algorithm for the data acquisition and the database are introduced. In this study, we demonstrated the capabilities of this system by laboratory experiments before applying the system to the field.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.185.1-185.1
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• 2010

원격탐사(remote sensing)란 관측 대상과의 접촉 없이 멀리서 정보를 얻어내는 기술을 말한다. 기상관측분야에는 이미 소다(SODAR) 장비가 폭넓게 사용되거 왔으나 최근 풍력자원평가(wind resource assessment)를 위한 풍황측정에 SODAR와 더불어 라이다(LIDAR)가 적극적으로 활용되기 시작하고 있다. 참고로 SODAR(SOnic Detection And Ranging)는 수직 및 동서 남북 방향으로 음파를 발생시키고 대기유동에 의해 산란 반사된 에코를 수신하여 진동수 변화와 반사에코 강도를 측정하여 각 방향의 에코자료를 벡터 합성함으로써 풍향 및 풍속을 산출하는 원리이다. 반면 LIDAR(Light Detection And Ranging)는 비교적 최근에 풍황측정 용도로 개발된 레이저 탐지에 바탕을 둔 원거리 센서로, 공기입자(먼지, 수증기, 구름, 안개, 오염물질 등)에 의해 산란된 레이저 발산의 도플러 쉬프트(Doppler shift)를 이용하여 풍향 및 풍속을 측정하는 원격탐사 장비이다. 풍력자원평가 측면에서 라이다는 그 정확도가 IEC61400-12에 의거한 풍황탑(met-mast) 측정자료 다수와의 비교검증 실측평가(Albers et al., 2009)를 통하여 입증된 바 있다. 한편 한국에너지기술연구원에서 운용 중인 라이다 시스템은 그림 1의 우측 그림과 같이 1초에 $360^{\circ}$를 스캔하여 50지점에서 반사되는 레이저를 스펙트럼으로 측정하되 설정된 관측높이에서 풍속은 샘플링 부피(sampling volume)의 평균값으로 정의된다. 그런데 샘플링 부피는 설정된 관측높이로부터 상하 12.5m, 총 25m의 높이구간에서 관측한 스펙트럼의 평균값을 그 중앙지점에서의 풍속으로 환산하는 알고리듬(algorithm)을 채택하고 있다. 따라서 비선형적으로 변화하는 풍속연직분포 관측 시 풍속환산 알고리듬에 의한 측정오차가 개입될 가능성이 존재하는 것이다. 이에 본 연구에서는 라이다에 의한 풍속연직분포 측정 시 샘플링 부피의 구간 평균화 과정에서 발생하는 불확도(uncertainty)를 정량적으로 분석함으로써 라이다에 의한 풍속연직분포 관측의 불확도를 정량평가하고자 한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.3A
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• pp.297-307
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• 2010

Recently, maintenance engineering and technology for civil and building structures have begun to draw big attention and actually the number of structures that need to be evaluate on structural safety due to deterioration and performance degradation of structures are rapidly increasing. When stiffness is decreased because of deterioration of structures and member cracks, dynamic characteristics of structures would be changed. And it is important that the damaged areas and extent of the damage are correctly evaluated by analyzing dynamic characteristics from the actual behavior of a structure. In general, typical measurement instruments used for structure monitoring are dynamic instruments. Existing dynamic instruments are not easy to obtain reliable data when the cable connecting measurement sensors and device is long, and have uneconomical for 1 to 1 connection process between each sensor and instrument. Therefore, a method without attaching sensors to measure vibration at a long range is required. The representative applicable non-contact methods to measure the vibration of structures are laser doppler effect, a method using GPS, and image processing technique. The method using laser doppler effect shows relatively high accuracy but uneconomical while the method using GPS requires expensive equipment, and has its signal's own error and limited speed of sampling rate. But the method using image signal is simple and economical, and is proper to get vibration of inaccessible structures and dynamic characteristics. Image signals of camera instead of sensors had been recently used by many researchers. But the existing method, which records a point of a target attached on a structure and then measures vibration using image processing technique, could have relatively the limited objects of measurement. Therefore, this study conducted shaking table test and field load test to verify the validity of the method that can measure multi-point displacement responses of structures using image processing technique.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.44-44
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• 1999

저진공(1 kPa~ 100 kPa)은 대기압 측정, 비행고도, 기체의 온도 측정, 질량의 부력 보정, 레이저의 굴절률 측정등에 사용되는 영역으로 과학적 중요성을 갖고 있다. 또한 대기압 이상의 압력 측정과 고진공 측정의 경계적 역할도 수행하고 있어 압력 표준기의 국제 비교에 필수적으로 권장되는 역역이다. 이 영역에 주로 사용되는 압력 표준기는 수은 압력계(Mercury manometer)와 분동식 압력계(Deadweight piston gauge or Pressure)가 있다. 이들은 이동이 불편하거나 불가능하므로 표준기의 국제 비교에 사용되는 전달 표준기로는 보다 이동이 간편한 탄성 압력계인 CDG(Capacitance diaphragm Gauge)가 있다. 이 게이지는 반도체 산업의 공정 제어용으로도 많이 사용되고 있다. 그러나 게이지와 함께 사용되는 컨트롤러의 부피가 크고 무거우며 영점 이동이 커서 측정때 마다 재조정하여야 하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이 같은 단점을 극복하기 위해 수정빔 진동형 진공 센서를 잔달 표준기로 사용하는 것에 대한 연구를 수행하였다. 수정빔 진동형 압력 센서는 수정빔으 공진주파수가 스트레인에 비례하는 것을 이용하여 제작된 센서로 주로 대기압 이상의 고압 측정에 많이 사용되고 있다. 먼저 수정빔의 압력과 주파수간의 관계를 측정하고 또한 내장된 수정 온도센서의 공진 주파수를 측정하여 온도 보상을 위한 자료로 사용하였다. 규격에 나와 있는 수정빔의 기하학적 형상으로부터 거동에 관한 이론 모델식을 구하고 압력교정 자료로부터 얻어진 데이터를 이 식과 비교 분석하여 적합한 특성식과 인자를 구하였으며 게이지의 불확도를 추정하였다.모델은 길이가 유한한 0-차원 실린더 모델로 가정하였고, 이에 대한 기하학적 성질 및 열역학적 성질은 유효계수를 고려하여 산출하였다. 진공용기 이중 벽 내부로 흐르는 질소가스의 유량과 온도의 계산은 진공용기 내벽과 외벽을 각각 독립적인 열전달 요소로 가정하여 구성한 모델을 이용하였다. 전체 해석에서 각 열전달 요소의 비열 값은 온도에 따라 변화하는 비열의 특성을 반영하였으며. 진공용기와 플라즈마 대향 부품의 방사율(emissivity)은 앞서 가정했던 각 온도 상승 곡선에 대해서 각각 0.1, 0.2, 1.3의 경우를 가정하여 계산하였다. 직선적으로 증가하는 온도 상승 곡선중 2$0^{\circ}C$/hr의 온도상승율을 갖는 경우가 다른 베이킹 시나리오 모델에 비해 효과적이라 생각되며 초대 필요 공급열량은 200kW 정도로 산출되었다. 실질적인 수치를 얻기 위해 보다 고차원 모델로의 해석이 필요하리라 생각된다. 끝으로 장기적인 관점에서 KSTAR 장치의 베이킹 계획도 살펴본다.습파라미터와 더불어, 본 연구에서 새롭게 제시된 주기분할층의 파라미터들이 모형의 학습성과를 높이기 위해 함께 고려된다. 한편, 이러한 학습과정에서 추가적으로 고려해야 할 파라미터 갯수가 증가함에 따라서, 본 모델의 학습성과가 local minimum에 빠지는 문제점이 발생될 수 있다. 즉, 웨이블릿분석과 인공신경망모형을 모두 전역적으로 최적화시켜야 하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서, 최근 local minimum의 가능성을 최소화하여 전역적인 학습성과를 높여 주는 인공지능기법으로서 유전자알고리즘기법을 본 연구이 통합모델에 반영하였다. 이에 대한 실

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.21 no.1
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• pp.36-40
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• 2012

We have developed the detection method of the resonance frequency of micro/nano mechanical resonator using optical method. The optical interferometery method enabled us to detect the displacement change of resonators within several nm scale. The micro mechanical resonator was produced by attaching a micro mechanical cantilever to a piezo ceramic. The mass of cantilever was increased by evaporating Au using electron beam evaporator and the mass variation was estimated by detecting the resonance frequency changes.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.5
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• pp.376-385
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• 2017

In this paper, a method for the estimation of structural displacements using structure's mode shapes and accelerations is suggested to reduce the disadvantages of acceleration time integration method. Acceleration time integration method requires accurate information on initial conditions, and errors caused by noise can be accumulated during time integration. To avoid these problems, the method for the estimation of structural displacements based on mode superposition method is developed and two vibration experiments for cantilever beam are conducted to verify this method. Static displacements and dynamic displacements of beam structure are estimated using measured accelerations from experiments and mode shapes of cantilever beam, and they are compared with measured displacements using laser displacement sensor. From these results, the validity and usefulness of this method are verified.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.13 no.3
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• pp.11-19
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• 2009

Recently, concerns relating to the maintenance of large structures have been increased. In addition, the number of large structures that need to be evaluated for their structural safety due to natural disasters and structural deterioration has been rapidly increasing. It is common for the structural characteristics of an older large structure to differ from the characteristics in the initial design stage, and changes in dynamic characteristics may result from a reduction in stiffness due to cracks on the materials. The process of deterioration of such structures enables the detection of damaged locations, as well as a quantitative evaluation. One of the typical measuring instruments used for the monitoring of bridges and buildings is the dynamic measurement system. Conventional dynamic measurement systems require considerable cabling to facilitate a direct connection between sensor and DAQ logger. For this reason, a method of measuring structural responses from a remote distance without the mounted sensors is needed. In terms of non-contact methods that are applicable to dynamic response measurement, the methods using the doppler effect of a laser or a GPS are commonly used. However, such methods could not be generally applied to bridge structures because of their costs and inaccuracies. Alternatively, a method using a visual image can be economical as well as feasible for measuring vibration signals of inaccessible bridge structures and extracting their dynamic characteristics. Many studies have been conducted using camera visual signals instead of conventional mounted sensors. However, these studies have been focused on measuring displacement response by an image processing technique after recording a position of the target mounted on the structure, in which the number of measurement targets may be limited. Therefore, in this study, a model experiment was carried out to verify the measurement algorithm for measuring multi-point displacement responses by using a DIC (Digital Image Correlation) technique.