• 한국진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.244-249
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• 2007

분동식압력계는 정밀한 압력 측정의 기준 장비로 널리 사용되고 있다. 그것은 분동압력계가 견고하고 정확하며 이동이 간편하고 압력의 정의를 물리적으로 구현할 수 있기 때문이다. 기본적으로 분동식압력계는 분동과 피스톤/실린더 장치로 구성되며 실린더 안에 직경이 꼭 맞는 피스톤이 수직으로 삽입된 구조를 갖고 있다. 측정하려는 압력은 피스톤 아래에 작용하여 윗방향 힘을 발생시키고 피스톤 위에 얹혀 있는 분동에 의해 발생하는 아랫방향 힘과 평형을 이루게 된다. 이때 피스톤 자체의 하중은 항상 작용하므로 분동식압력계는 보통 10 kPa이상의 압력 범위에서 주로 사용된다. 기존의 방식은 피스톤 아래의 높은 압력을 기준으로 사용하지만 본 방식은 피스톤 주위의 낮은 압력을 기준압력으로 사용하여 보다 더 낮은 압력의 측정이 가능하다. 본 논문에서는 이를 효율적으로 구현한 새로운 장치를 소개하고 실제로 1.33 kPa, 13.3 kPa 두 측정범위를 갖는 정밀한 저진공 게이지(MKS, CDG)를 교정, 평가한 결과에 대해서 기술하였다.

• 한국진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.231-237
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• 2013

본 연구에서는 분동식 기준압력계의 기준분동(reference weight)의 부피를 측정하는 새로운 측정방법인 기체용적계(gas pycnometer) 측정방법을 제안하였다. 제안된 측정방법에 의한 측정결과로서 기준분동 1 kg, 2 kg, 5 kg에 대한 부피 측정불확도는 신뢰수준 95%에서 0.2%를 나타내었다. 기체용적계의 주요 장치는 샘플용기와 팽창용기, 정밀압력계, 정밀온도계, 진공펌프로 구성되며, 측정 원리는 일정한 용기 내에 들어 있는 일정한 양의 기체의 압력과 부피는 서로 반비례한다는 보일(boyle's law)의 법칙을 용용하였다. 본 결과는 현재까지 문헌이나 제조사로부터 기준분동 재질에 대한 밀도값을 적용하여 오던 것을 기준분동의 부피를 직접 측정하여 밀도값을 적용함으로서 압력기준기의 압력 기준값에 대한 국가측정표준의 신뢰도 향상에 기여될 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제12권3호
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• pp.157-161
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• 2003

오늘날 환경 산업의 발달과 함께 수정진동형 기압계 같은 정밀한 기압계가 개발됨에 따라 이를 교정하기 위한 보다 우수한 압력표준기가 필요하게 되었다. 수은압력계는 압력변화에 따른 수은의 높이차를 측정하여 압력을 계산하는 압력표준장비로 지금까지 많이 사용되어 왔으나 정밀 기압 측정의 경우 수은의 높이 측정을 초음파나 레이져를 사용해야 하므로 측정시스템이 복잡해지고 수은의 맹독성으로 인해 그 사용이 제한적이다. 그 대신 기체식 압력저울을 이용한 정밀한 기압계 교정이 오늘날 많이 시도되고 있으나 압력저울은 교정 시 피스톤 주위 공간을 진공으로 만들어 측정해야 하므로 진공중의 분동 교환이 사용의 가장 큰 걸림돌로 지적되어 왔다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 진공을 깨지 않고도 효율적으로 분동을 교환할 수 있는 장치를 고안, 제작하였다. 본 장치를 이용하면 교정 시 측정시간의 단축과 함께 잦은 대기 노출로 인한 피스톤, 실린더, 분동의 오염과 피스톤과 실린더 간격 사이의 불순물 삽입으로 인한 압력표준기 성능저하를 예방할 수 있다. 아울러 이 장치로 실제 상용되고 있는 초정밀 기압계의 특성 검사를 수행하여 그 실험 결과를 기술하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권9호
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• pp.2909-2915
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• 1996

Precise and accurate pressure measurements are obtained using deadweight piston gauges. Pressure distribution and elastic distortion in the piston-cylinder unit are the leading factors in determination of effective area. The distortion depends upon the pressure distribution in the clearance between piston and cylinder and those are coupled each other. Considering the viscosity pressure relation of oil and governing flow equation in the clearance, a new numerical iterative algorithm is developed. The disagreement between the monotonous and sharp pressure profiles is an indication that the pressure profile will be different for each piston and cylinder unit due to material variances.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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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