• 비파괴검사학회지
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• 제26권4호
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• pp.211-219
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• 2006

초음파 서모그라피는 초음파 진동 에너지 여기에 의한 물체의 표면 및 표면 아래에 존재하는 결함부위의 선택적 발열 특성을 적외선 열영상 카메라로 관측하는 것이다. 결함(균열, 박리, 공극 등) 이 존재하는 구조물에 초음파 진동 에너지를 입사시킬 경우 결함 부근에서의 국부적인 발열로 인해 건전 부위와의 급격한 온도차를 드러내는 핫 스폿이 관측된다. 초음파 진동 에너지 여기에 의한 핫 스폿 관측 및 분석을 통해 결함을 진단하는 것이 초음파 서모그라피를 이용한 비파괴 결함 진단 방법이다. 이를 이용한 결함 검출을 위해서는 초음파의 진동에너지를 검사 구조물에 효율적으로 전달하는 것이 중요하다 본 논문에서는 초음파 서모그라피를 이용한 실시간 결함검출에 대해 기술한다. 초음파 진동에너지의 입사 방향에 따른 결함 검출 특성을 평가하기 위해 진동에너지의 전달 방향을 시편과 수직 또는 수평방향으로 각각 입사시켰다. 각각의 입사 방향에 따른 초음파 트랜스듀서 양단에 인가되는 전압을 디지털 오실로스코우프로 계측 비교하였다. 결함 검출에 사용한 시편은 14 mm 두께의 SUS 균열(crack) 시편, PCB 기판(1.8 mm), 인코넬 600 판(1.0 mm) 및 CFRP 판(3.0 mm)의 4종류이다. 4종류의 시편에 대해 280ms 펄스폭의 초음파에너지를 수직 수평으로 각각 입사시켰다. 4종류 모두 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 전달 손실이 적었다. 복합재료인 PCB, CFRP 판은 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 결함 위치에서 열이 크게 발생하였으며 선택적 발열 현상도 3배 이상 지속되었다. 금속재료인 인코넬 600판과 SUS 시편은 수평방향이 수직방향보다 핫 스폿이 빨리 관측되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.63-63
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• 2012

편광분석법(ellipsometry)은 대상 물질의 유전율 함수의 실수부와 허수부를 Kramers-Kronig 관계식의 도움 없이 그 물질상수를 정확히 측정할 수 있는 매우 우수한 기술이다. 이 기술의 큰 장점 중 하나는 빛의 편광상태의 변화를 이용한 비파괴적인 방법으로써 실시간 측정이 가능하며, 박막의 두께측정의 오차범위는 0.1 nm 이하로써 매우 정확하다는 것이다. 본 연구자는 이러한 우수한 측정 기술인 편광분석법을 고진공의 분자살박막증착장치(MBE) 와 결합하여 AlSb, AlP의 유전율 함수를 측정하였다. Al 계열을 포함하는 반도체 화합물은 Al의 산소친화력이 강해 대기 중에서 순수한 유전율 함수를 얻기가 불가능하다. 하지만 본 연구실에서 초고진공 상태의 MBE 챔버에서 시료를 성장시키는 동시에 실시간으로 편광분석기를 이용하여 측정하였고, 지금까지 발표된 결과들 중 가장 순수한 상태의 AlSb 유전율 함수를 얻어낼 수 있었다. 또한 순수한 AlP의 유전함수를 측정할 수 있었고, 이는 편광분석기를 이용한 최초의 실험결과로써 이차미분을 이용한 전이점 분석결과 이론적인 전자밴드구조에서 E1, E1+${\Delta}1$, E2에 해당하는 밴드갭들을 확인할 수 있었다. 또한 표면의 원자배열 구조와 실시간으로 일어나는 그들의 역학적인 현상들에 관한 정보를 얻을 수 있는 surface photoabsorption (SPA)를 metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD)에 장착하여 실시간 모니터링이 가능하도록 하였다. SPA를 이용하여 GaAs/AlGaAs 양자우물구조의 성장을 원자층 수준으로 실시간 모니터링을 할 수 있었다. 그리고 SPA를 이용하여 MOCVD 안에서 InP에 As가 흡착 및 탈착되는 현상을 분석하여, As의 흡착이 두 단계에 의해 이루어짐을 분석하였다. 그리고 편광분석법의 빠르고 정확한 측정 기술을 규칙적인 구조체에서 전자기파의 회절을 구할 수 있는 Rigorous Coupled-Wave Analysis (RCWA) 계산방법과 결합하여 나노구조의 기하학적인 모양을 정확하고 빠르게 구할 수 있었다. 본 연구를 위해 규칙적인 3차원 Si 구조체 제작하여 편광분석기로 측정하고 $SiO_2$와 표면 거칠기를 고려하여 RCWA로 분석한 결과, 규칙적인 Si 구조와 산화막 층까지 정확하게 분석할 수 있음을 확인하였다. 또한 규칙적인 나노구조분석 연구를 넘어 불규칙적인 나노구조에 대한 분석 가능성을 보이기 위해 InAs 양자점을 증착하여 분석하였고, 이를 통해 편광분석법과 RCWA를 이용하여 불규칙적인 나노구조의 모양과 크기, 분포의 분석이 가능함을 보였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.132-132
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• 2017

고품질 농산물을 대량 생산하기 위한 가장 중요한 것은 적절한 관개관리이다. 생육시기별 작물 재배에 있어서 꼭 필요한 만큼의 물을 필요한 때에 준다면, 농업용수를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 작물의 한발 및 습해에 따른 피해를 최소화 할 수 있을 것이다. 기존의 토양 및 증발산량 기반의 자동 물관리 기술의 경우 직접적으로 작물의 상태변화를 실시간으로 확인할 수 없으며, 측정오차가 크고 작물수량이 많을 경우 측정시간 및 소요비용이 크다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 최근 작물의 수분 스트레스를 비파괴적으로 측정하여 관개계획에 활용하는 연구가 해외에서 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 열영상 기술을 활용한 적정 관개계획 수립과 관련된 국내외 연구 사례를 소개하고, 오이를 대상으로 토양수분함량 변화에 따른 엽온 변화를 측정하고, 실시간으로 작물의 수분스트레스 여부를 분석하기 위한 예비실험을 실시하였다. 엽온 측정을 위해 적외선 센서(CT-300-232, DiWell, Korea)를 사용하였으며, 관개조건에 따른 엽온 및 FDR센서를 이용하여 토양수분변화를 모니터링 하였다. 세 가지 토양수분조건, 즉 200% $ET_c$(과다관개), 100% $ET_c$(적정관개), 30% $ET_c$(과소관개),을 시험구에 조성하고, 각각의 처리구에 따른 엽온변화를 측정하였다. 동일한 대기온도하에서 엽온의 변화를 살펴본 결과, 과소관개한 시험구에서의 엽온변화 폭이 가장 컸으며, 적정관개의 엽온 변화폭이 가장 작게 나타났다. 이는 물관리 조건에 따라 많이 줘도, 적게 줘도 스트레스 요인으로 작용함을 확인할 수 있었다. 향후 연구에서는 실시간 엽온자료와 더불어 기상자료를 활용하여 작물 수분스트레스 지수(Crop Water Stress Index, CWSI)을 산정하고, 이를 관개시설 운영 및 제어에 활용하기 위한 모듈 개발을 수행할 계획이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.55-64
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• 2009

콘크리트궤도는 유지보수상의 장점으로 인하여 자갈궤도를 급속히 대체하고 있다. 반면에 보수보강이 어렵기 때문에 매우 엄격한 설계와 시공기술이 필요하며 이러한 기술을 만족하기 위해서는 평가기술 또한 뒷받침이 되어야 한다. 본 논문에서는 이와 같이 시공 및 유지보수의 핀 평가기술을 확보하기 위한 방안으로서 탄성파를 이용하는 비파괴조사기법을 다양하게 적용하였다. 사용된 기법은 SASW시험, 임팩트에코시험, 연속임팩트에코시험이다. 시험은 49개의 프리캐스트 판넬의 강성구조와 충진성능을 평가하는 목적으로 총 5,353회에 걸쳐 수행되었다. 적용 결과, 콘크리트재료 자체의 비균질성으로 인하여 탄성파시험의 적용 및 분석이 제한적이지만 본 논문에서 목적하는 슬래브의 강성구조과 충전성(공극)에 대한 신뢰성 있는 조사 결과를 얻을 수 있을 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.143-147
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• 2015

알루미늄 혹은 플라스틱 라이너에 탄소섬유를 감아서 성형하는 복합재 압력용기가 수소 자동차의 수소연료 탱크로 사용이 확대됨에 따라 사용 시 안전에 대한 규정 제정이 필요하며 그 규정을 뒷바침 할 수 있는 검사장비와 기술 역시 개발되어야 한다. 자동차에 장착하기 전에 제작결함 평가를 통해 수소 자동차에 장착되어야 하고, 취급 중 발생하는 이벤트에 대해서도 고속 자동화 검사를 통해 자동차 정비소의 정비인력, 즉 비파괴평가 전문가가 별도의 교육을 받지 않았어도 즉시 충격과 같은 손상을 평가할 수 있어야 한다. 위 요소는 수소자동차의 대중화를 위해 매우 중요한 기술적 허들이다. 본 연구에서는 수소연료탱크의 충격손상을 검사하는 방법으로 레이저 초음파 기술을 제안하며 충격손상을 탈 부착형 센서헤드를 가진 초음파전파영상화 시스템으로 가시화할 수 있음을 증명한다. 또한 제안한 초음파전파영상화 시스템의 성능은 수소자동차가 대중화되더라도 현장기술로 채택될 수 있음을 뒷받침한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권7호
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• pp.5-14
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• 2019

본 연구는 교각 안전성 평가 기법을 확립하기 위해 실대형 교각을 구축하여 충격하중을 이용해 일련의 비파괴 실험을 수행하였다. 실대형 교각에 상재 하중은 0 tonf에서 2.5 tonf씩 적재하여, 최대 25 tonf 까지 적재하였다. 타격 방향에 따른 교각의 거동을 분석하기위해 교축 방향과 교축직각 방향 그리고 교각의 외측방향으로 타격하였고, 타격 높이도 교각의 상단과 하단으로 실험을 수행하였다. 계측기는 가속도계를 사용하여 타격했을 시의 가속도 응답을 측정하였다. 일련의 실험결과를 바탕으로, 고속 푸리에 변환(FFT)를 이용해 타격 방향 및 상재 하중에 따른 고유진동수를 산정했다. 또한 위상차를 이용해 교각의 1차 모드에서 4차 모드까지 분석이 가능했으며, 세굴에 대한 영향을 수치해석을 통해 분석했다. 그 결과, 2차 모드와 3차 모드를 통해 합리적인 교각의 안정성 평가가 가능한 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.387-394
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• 2009

터널구조물은 지하공간에 건설되며 육안으로 터널 배면상태를 확인하는 것이 불가능하기 때문에 유지 관리하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 재래식 터널의 주 지보재인 콘크리트 라이닝의 장기 내구성 및 성능저하 원인을 규명하기 위하여 준공된 지 약 40~70년이 경과된 7개의 철도 폐터널을 대상으로 현장조사 및 실내실험을 수행하였다. 그 결과, 조사 대상 터널 구조물의 콘크리트 라이닝은 준공년도에 관계없이 모든 구조물에서 다양한 형태의 균열이 조사되었으며 특히 시공이음부에 열화현상이 심각하게 나타났다. 터널 구조물의 콘크리트 라이닝 주변 지하 공간으로부터 유입되는 침출수의 유해이온은 콘크리트 열화에 직접적인 영향을 미치는 농도는 아니었으나 일정한 농도의 유해이온이 장기간 지속적으로 콘크리트 라이닝에 침식작용을 한 것으로 나타났다. 터널 구조물의 콘크리트 라이닝에서 측정한 비파괴 압축강도와 동일한 위치에서 채취한 코어시편을 대상으로 측정한 일축압축강도는 콘크리트 라이닝의 표면의 건전 여부에 따라 상이한 결과를 나타내었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제38권1호
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• pp.39-49
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• 2015

격자 간섭계(grating interferometer)는 방사선 영상분야의 새로운 기술로서, 흡수 영상(absorption imaging)뿐만 아니라 위상차 영상(phase contrast imaging)과 다크필드 영상(dark field imaging)을 제공한다. 격자 간섭계는 크게 탈봇 효과(talbot effect)를 이용하는 탈봇 간섭계와 탈봇-라우 효과(talbot-lau effect)를 이용하는 탈봇-라우 간섭계로 나뉘는데, 일반적인 방사선 영상시스템과 달리 방사선의 간섭을 예측하고 적용하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 현재 부산대학교 중성자 및 방사선 공학 연구실에서 보유하고 있는 엑스선 격자 세트와 중성자 격자 세트를 이용하여 탈봇 간섭 패턴 및 탈봇-라우 간섭 패턴을 제작하였다. 이를 통해 방사선의 파동 거동에 따른 간섭 세기의 변화를 예측하고, 격자 간섭계를 구성하는 각 요소들을 계산했다. 그리고 격자의 종류 및 위상차 물체에 대한 탈봇 간섭 패턴 및 탈봇-라우 간섭 패턴을 예측하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권8호
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• pp.11-17
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• 2018

최근 도심지를 중심으로 도로함몰이 증가하고 있어 시민들의 안전을 위협하고 있다. 도로 하부에는 상하수도관로, 전기통신시설 등 각종 도로시설물이 매설되어 있는데 이 시설물의 노후화가 도로 함몰의 원인으로 작용하고 있다. 특히, 도로함몰의 주된 원인으로 주목받고 있는 노후 하수관의 경우 CCTV 탐사를 통해 간접적인 방법으로 지반함몰 위험도를 산정하고 있다. 현재 GPR 탐사를 통해 공동을 탐사하고 있지만 지표면에서 탐사하기 때문에 관로 배면에 있는 공동을 찾기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 비파괴 공동 탐사 기법에 대해 조사하고, 조사 기술 중 하수 관로 내부에서 관로배면에 존재하는 공동을 탐사할 수 있는 최적 기술 선정하고 각 기술별로 테스트 베드에서 검증했다. 이는 하수관 주변 공동을 확인하기 위한 객관적이고 정량적인 평가 방법으로 판단된다.

• 수산해양기술연구
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• 제25권4호
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• pp.200-208
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• 1989

200MHz ZnO변환기를 이용하여 초음파 현미경을 제작하여, 도미비늘을 화상화하고 광학현미경에 의한 사진과 비교하였다. 그 결과 광학적 반사에 의한 표면의 화상과 초음파의 기계적 탄성적 표면하 반사에 의한 화상에는 다소 차이가 있음을 확인하였다(Fig. 13 및 14). 초음파 현미경은 고체재료 또는 생물조직 상(10(12)등 여러 가지 생물연구 등의 응용이 계획되고 있으며, 특히 초음파 의학의 분야는 그 활용이 눈부실 것으로 예측된다. 초음파 현미경의 제작 그 자체보다, 이것을 도구로 하여 여러 가지 학술적, 기술적 성과가 기대되기 때문에 이 분야의 기초연구가 더욱 중요하게 생각되며 첨단산업분야에서도 비파괴검사 초음파 micro spectroscopy(U.M.S)등과 같은 물질의 탄성적 성질을 micro scale로 계측할 수 있는 등, 많은 활용이 있을 것이 예상된다. 또 초음파 현미경의 방법도 여러 가지이며, 이것을 계측수단으로 일반화하는 문제도 연구할 필요가 있다. 앞으로 광학이나 전자장치 등과 함께 급속한 발전이 기대된다.