• Title/Summary/Keyword: 마이크로웨이브센서

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The Design of a Sensor for Measuring Partial Discharge Signals in Rotating Machines (부분방전 검출을 위한 저, 고주파용 센서 해석 및 설계)

  • Heo Chang-Geun;Kim Yong-Joo;Kang Dong-Sik;Jung Hyun-Kyo
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 2004.08a
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    • pp.6-10
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    • 2004
  • 회전기기의 운전 상태에서 on-line 부분 방전시험은 고정자 권선의 절연상태를 검사, 평가 할 수 있는 중요한 수단으로서 이러한 부분방전시험을 통하여 회전기기 시스템의 사고예방을 위한 진단을 할 수 있다. 기존의 비접촉식 센서인 SSC는 부분방전 측정을 위하여 권선의 웨지 아래에 설치하는 방식으로 개발되어 [1], 설치가 불편하고 Global VPI 방식으로 제작된 소형 회전기에는 설치할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 소형 회전기에 사용가능한 저, 고주파용 부분방전 센서를 제안하였다. 웨지 위에 설치 가능한 SSC 형태의 마이크로스트립 센서 및 전송선로 이론을 이용한 2선 평행 전송선로 센서는 값이 싸고 소형 회전기에 설치할 수 있을 정도의 크기를 지니며, 기본적으로 센서의 구조가 고주파 웨이브가이드로서 고주파용 센서로 적합하다. 또한 저주파 신호를 검출하기 위한 센서로 로고우스키 코일 형태의 U 타입 센서는 와전류를 검출하는 센서로서 슬롯 외부에 설치 되어야 한다. 이러한 U 타입 센서와 마이크로스트립 센서 또는 2선 평행 전송선로를 동시에 설치할 경우 저, 고주파를 효과적으로 검출할 수 있다.

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Data Terminal for Metal Detection Application in Hazardous Environment (내환경성 금속인식 정보단말기에 관한 연구)

  • Choi, Kyoo-Nam
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.15 no.5
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    • pp.1183-1188
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    • 2011
  • The novel metal position detection method is proposed where conventional techniques, in high temperature, moisture and particle environment, are not able to be applied. It is known that electronic devices, utilizing microwave, ultrasonic or optical technique, are hard to apply for sensing application where temperature is exceeding above 300 degree centigrade. Metal position detection technique, which was consisted with passive elements facing hot sensing surface, utilizing electromagnetic wave was investigated, and the metal detection sensitivity was measured by varying sensor frequency and sensing distance. Measurement result in laboratory test set-up showed position measurement resolution up to 1mm, when distance between two sensing elements were 500mm, and possibility to measure position of hot metal sheet having very high surface temperature.

Fabrication and Characteristics of MMIC Substrate using Oxidation of Porous Silicon (다공질 실리콘 산화법을 이용한 MMIC 기판의 제조 및 그 특성)

  • Kwon, O.J.;Kim, K.J.;Lee, J.S.;Lee, J.H.;Choi, H.C.;Lee, J.H.;Kim, K.W.
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.8 no.2
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    • pp.202-209
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    • 1999
  • Microstrip line was fabricated on the oxidized porous silicon layer which has nearly electrically and chemically identical properties with thermally oxidized silicon layer. Thick oxidized porous silicon layer of few tenth of micrometers was prepared by thermal oxidation of porous silicon layer on silicon substrate. Multi-step thermal oxidation process was used to obtain high Quality and thick oxidized silicon layer and to release thermal stress. Microstrip line was fabricated on the oxidized porous silicon layer. Its microwave characteristics were measured and the availability for MMIC substrate was investigated.

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Preparation and characterization of MFI type Zeolite membranes on porous alumina supports (다공질 알루미나 지지체 위에 코팅한 MFI type제올라이트 분리막의 제조 및 특성 연구)

  • 정상진;김호동;김명훈;김영희;김수룡
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.110-110
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    • 2003
  • 제올라이트는 다양한 유기질 분리의 촉매제 및 광학, 화학 센서, 기체 분리 등의 고기능 소재로서 크게 주목받고 있으며, 그 중 MFI type(ZSM-5, Silicalite-1) 제올라이트는 주로 석유화학공정에 주로 이용되고 있고, 분리막으로서 이산화탄소의 분리/회수 및 물/유기 혼합물의 분리 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 분리막 제조에 유리할 것으로 판단되어지는 적합한 크기와 형상을 갖춘 나노크기의 제올라이트 분말을 수열합성법과 마이크로웨이브 합성법을 이용하여 합성하였으며, 위의 조건으로 다공질 알루미나 지지 체 위에서 알루미나/제올라이트 분리막 제조를 하는데 성공하였다. 또 한 다양한 조건(시간, 온도, 조성)에 따른 막의 두께변화와 균열발생정도를 관찰한 결과 합성시간, 건조온도에 따라서 같은 조건의 분리막 사이에서도 현격한 차이가 나타남을 알 수 있었다. 얻어진 MFI type제올라이트 분말과 분리막은 XRD, SEM, BET, TGA, FT-IR등의 분석수단을 이용하여 물성평가를 실시하였다.

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Development of Energy Saving System Using the Microwave Sensor (마이크로웨이브 센서를 이용한 에너지 절약시스템 개발)

  • Jung, Soon-Won;Lee, Jae-Jin;Koo, Kyung-Wan
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers P
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    • v.57 no.4
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    • pp.404-407
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    • 2008
  • Because of directly receiving the thing in which a microwave is reflected and comparing the frequency, the microwave sensor with doppler effect completely overcomes the problem of the passive infrared sensor. The microwave sensor with doppler effect well operates about a temperature, the dust, and the peripheral noise because of being dull in the most of ambient conditions. The system developed in this research is the electricity saving detection sensor which it senses the real time action of a man as the microwave sensor and automatically turns on the electric lamp and turns off, minimizes the electrical energy consumption. Since the microwave sensor is not influenced in the light, the dust, and the natural element like the ambient temperature, the effectiveness is considered to be superior to the passive infrared sensor being used currently. There was the energy reduction effect more than about 60% in the performed example which established this system. When this was compared with the construction cost, the cost of establishing payback period was about 1-1.5 year. The microwave sensor with doppler effect developed from this research result is convinced in the future to do enough for the electric energy saving.

Assessment of soil moisture-vegetation-carbon flux relationship for agricultural drought using optical multispectral sensor (다중분광광학센서를 활용한 농업가뭄의 토양수분-식생-이산화탄소 플럭스 관계 분석)

  • Sur, Chanyang;Nam, Won-Hob
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.56 no.11
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    • pp.721-728
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    • 2023
  • Agricultural drought is triggered by a depletion of moisture content in the soil, which hinders photosynthesis and thus increases carbon dioxide (CO2) concentrations in the atmosphere. The aim of this study is to analyze the relationship between soil moisture (SM) and vegetation activity toward quantifying CO2 concentration in the atmosphere. To this end, the MODerate resolution imaging spectroradiometer (MODIS), an optical multispectral sensor, was used to evaluate two regions in South Korea for validation. Vegetation activity was analyzed through MOD13A1 vegetation indices products, and MODIS gross primary productivity (GPP) product was used to calculate the CO2 flux based on its relationship with respiration. In the case of SM, it was calculated through the method of applying apparent thermal inertia (ATI) in combination with land surface temperature and albedo. To validate the SM and CO2 flux, flux tower data was used which are the observed measurement values for the extreme drought period of 2014 and 2015 in South Korea. These two variables were analyzed for temporal variation on flux tower data as daily time scale, and the relationship with vegetation index (VI) was synthesized and analyzed on a monthly scale. The highest correlation between SM and VI (correlation coefficient (r) = 0.82) was observed at a time lag of one month, and that between VI and CO2 (r = 0.81) at half month. This regional study suggests a potential capability of MODIS-based SM, VI, and CO2 flux, which can be applied to an assessment of the global view of the agricultural drought by using available satellite remote sensing products.

An inversion algorithm for estimating soil moisture using satellite-based microwave observation (마이크로파 위성관측자료를 이용한 토양수분 산출 알고리즘)

  • Suh, Ae-Sook;Shin, In-Chul;Park, Jong-Seo;Hong, Sung-Wook
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.95-95
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    • 2011
  • 토양수분은 전 지구 및 기후 모델 연구, 전 지구 환경 감시, 기후변화, 대기-지표의 물과 에너지 상호교환 등 중요한 역할을 한다. 최근에는 수동형 마이크로웨이브 센서를 이용하여 토양수분을 탐지하고 있으며, NASA는 공식적인 전구 토양수분을 제공하고 있다. 특히, AMSR-E(Advandced Microwave Scanning Radiometer on EOS)의 6 GHz 영역에서 산출된 토양수분은 지표 토양층(0~5 cm)의 높으 정확도의 토양 수분 정보를 제공하고 있다. 지금까지의 위성관측을 이용한 토양 수분 알고리즘은 복잡한 선행모델과 관측된 경험식을 바탕으로 한다. 이 연구의 제안한 알고리즘은 위성에서 관측된 휘도온도 정보를 이용하여 역변환 방법을 이용하여 토양수분을 산출할 수 있기에, 복잡한 선행모델 사용을 최소화하는 장점이 있다. 본 연구에서 제시한 토양수분 산출 알고리즘은 각 채널(6.9 및 37 GHz)의 특성을 이용하여 거친 표면의 반사도를 산출한 후, 편광비율 특성을 이용한다. 아울러 반사도는 Hong 근사식을 이용하여 지표면 거칠기, 물질의 특성을 나타내는 유전상수를 산출하고 두 변수 사이의 관측된 경험적 관계식를 이용하여 전 지구적인 토양수분이 산출한다. 이 결과는 NASA에서 산출한 토양 수분과 현장관측 (SMEX03)의 오클라호마, 조지아 지역 관측 결과와 비교하였을 때, 사용자들이 요구하는 수준 (<0.06g/$cm^3$)의 정확도를 만족시킨다. 본 연구에서 제시된 토양수분 알고리즘은 단순성, 정확성, 물리적 기반을 바탕으로 하기에 현업용으로 그 활용 가치가 높다. 본 연구 결과는 향후 국외 토양수분산출 전용 위성들인 SMOS(Soil Moisture and Ocean Salinity)와 SMAP(Soil Moisture Active/Passive) 자료들을 생산하는데 활용된다면, 전 지구적 토양수분 정보제공에 기여할 수 있을 것으로 예산된다.

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Super-growth of Carbon Nanotubes by O2-assisted Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition

  • Park, Sang-Eun;Kim, Yu-Seok;Kim, Seong-Hwan;Lee, Su-Il;Jo, Ju-Mi;Park, Jong-Yun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.387-387
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    • 2011
  • 탄소 나노튜브(Carbon nanotubes, CNTs)는 육각형 모양의 구조로서 오직 탄소만으로 이루어진 소재이다. CNT는 열전도율이 다이아몬드보다 약 2배 우수하고, 전기 전도는 구리에 비해 1,000배 높으며, 강도는 강철보다 100배나 뛰어나다. CNT의 이러한 특성을 이용한 트랜지스터, 태양전지, 가스 검출을 위한 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 많은 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 수직으로 성장된 탄소 나노튜브는 일반적인 재료에서는 보기 드물게 힘들게 직경이 나노 크기인 반면 길이는 수 mm까지 합성 되기 때문에 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 나노 섬유, 나노 복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 이러한 이유로 수직 배열된 CNT 합성에 많은 연구가 집중 되고 있다. 여러 합성 방법 중 성장 변수를 비교적 용이하게 조절 가능한 열 화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)을 이용하여 수직 배열된 수 mm의 CNT를 합성한 연구 결과들이 보고된 바 있다. 그러나 앞선 연구결과들은 CNT의 성장속도가 느릴 뿐만 아니라 합성 시간이 길어질수록 성장 속도가 감소하는 경향을 보였다. 반면, 마이크로웨이브 플라즈마 화학 기상 증착법(Microwave plasma CVD, MPCVD)은 기존의 다른 TCVD에 비해 낮은 온도에서 CNT를 합성할 수 있는 장점을 가지며, 고출력(~600 W 이상)의 플라즈마를 사용하기 때문에 성장률이 높고 고밀도의 CNT 합성이 가능하다. 본 연구에서는 철을 촉매금속으로 사용하고 MPCVD을 이용하여 얇은 다중벽 CNT를 합성하였다. 철은 직류 마그네트론 스퍼터(D.C magnetron sputter)를 사용하여 증착하였다. 합성시 가스는 탄소 공급원인 메탄($CH_4$)과 함께 플라즈마 공급원인 수소($H_2$)를 사용하였다. 또한 산소($O_2$)의 주입 여부에 따른 CNT의 성장 속도와 성장 길이를 비교하였다. 산소를 주입하였을 때, CNT의 성장 속도와 길이 모두 크게 향상됨을 확인 할 수 있었다. 이는 촉매금속 표면의 비정질 탄소의 흡착으로 인해 활성화된 촉매금속의 반응시간을 증가시키기 때문이다. 성장된 CNT는 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)과 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 표면형상과 결정성을 분석하였다.

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A Comparison of Observed and Simulated Brightness Temperatures from Two Radiative Transfer Models of RTTOV and CRTM (두 복사전달모델 RTTOV와 CRTM으로부터 산출된 밝기온도와 관측된 밝기온도의 비교)

  • Kim, Ju-Hye;Kang, Jeon-Ho;Lee, Sihye
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.35 no.1
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    • pp.19-28
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    • 2014
  • The radiative transfer for TIROS operational vertical sounder (RTTOV) and the community radiative transfer model (CRTM) are two fast radiative transfer models (RTM) that are used as observation operators in numerical weather prediction (NWP) systems. This study compares the basic structure and input data of the two models. With data from Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A), which has channels of various frequencies, observed brightness temperature ($T_B$) and simulated $T_B$s from the two models are compared over the ocean surface in two cases-one where cloud information is included and the other without it. Regarding AMSU-A sounding channels (5-14), the two models produce no large significant differences in their calculated $T_B$, but RTTOV produces smaller first guess (FG) departures (i.e., better results) in window and near-surface sounding channels than does CRTM. When adding cloud water and ice particles from Unified Model (UM), the $T_B$ bias between observations and simulations are reduced in both models and the bias at 31.4 and 89 GHz is substantially decreased in CRTM compared to those of RTTOV.

CVD를 이용한 수직으로 정렬된 탄소나노튜브의 합성과 성장한계에 관한 메커니즘

  • Park, Sang-Eun;Song, U-Seok;Kim, Yu-Seok;Song, In-Gyeong;Lee, Su-Il;Park, Jong-Yun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.615-615
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    • 2013
  • 탄소나노튜브(carbon nanotubes; CNT)는 강철보다 10~100배 견고할 뿐만 아니라 영률과 탄성률 은 각각 1.8 TPa, 1.3 TPa에 달하는 매우 우수한 기계적 강도를 지니고 있으며, 구리보다 좋은 전기 전도도와 다이아몬드의 2배에 이르는 열전도도를 지닌 물질이다. 이러한 탄소나노튜브의 우수한 특성을 이용하여 나노섬유, 고분자-탄소나노튜브의 고기능 복합체, 나노소자, 전계방출원(field emitter), 가스센서 등 다양한 분야로의 활용을 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, 수백 ${\mu}m$ 이상의 길이로 수직 성장된 탄소나노튜브(VA-CNTs)의 합성은 길이 대 직경의 비(aspect ratio)가 비약적으로 증가하여 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 대량 생산, 나노섬유 및 나노복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 최근에는 열 화학기상증착(thermal chemical vapor deposition; TCVD)법을 이용하여 탄소나노튜브의 구조를 제어하는 연구들이 많이 보고되고 있다. 열 화학기상증착을 이용한 수직 정렬된 탄소나노튜브의 합성에서 합성조건의 변화는 탄소나노튜브의 길이, 벽의 수, 직경, 결정성 등 구조에 큰 영향을 미친다. 탄소나노튜브는 이러한 구조에 따 라 물리적 특성이 달라지기 때문에 다양한 분야로의 응용을 위해서는 합성에 대한 근본적인 이해 가 절실히 요구된다. 본 연구에서는 열 화학기상증착법을 이용한 합성에서 성장압력의 변화에 따른 탄소나노튜브의 구조적 특성을 조사하였다. 성장압력의 변화는 탄소나노튜브의 밀도, 길이, 결정성에 큰 영향을 미치는 것을 주사전자현미경과 라만분광법을 이용하여 확인하였다. 이러한 결과 는 탄소나노튜브 박막(CNT forest)의 가장자리(edge)에 비정질 탄소(amorphous carbon)의 흡착으로 인한 나노튜브사이의 간격(intertube distance)이 좁아짐에 따른 가스공급 차단 효과로 설명이 가능 하다. 또한, 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 탄소나노튜브를 합성하였다. 합성과정 중 산소(O2)를 주입 하였을 경우, 그렇지 않은 경우에 비하여 성장 속도가 증가하여 3시간 합성 시 2 mm가 넘는 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 할 수 있었다. 이러한 결과는 과잉 공급 되어 탄소나노튜브로 합성되지 못하고 촉매금속의 표면과 탄소나노튜브의 벽에 비정질의 형태로 붙어있는 탄소 원자들을 추가 주입해 준 산소에 의하여 CO 또는 CO2 형태로 제거해 줌으로써 활성화된 촉매금속의 반응 시간을 향상 시켜주어 탄소공급이 원활하게 이루어졌기 때문이라 생각된다.

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