• 제목/요약/키워드: 비파괴적분석

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산지토양의 탄소와 질소 예측을 위한 가시 근적외선 분광반사특성 분석의 전처리 방법 비교 (Evaluating Spectral Preprocessing Methods for Visible and Near Infrared Reflectance Spectroscopy to Predict Soil Carbon and Nitrogen in Mountainous Areas)

  • 정관용
    • 대한지리학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.509-523
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    • 2016
  • 토양 예측은 지속가능한 산지관리 측면에서 필요한 토양특성자료를 제공할 수 있다. 이중 가시 근적외선 분광반사 특성을 이용한 토양 예측은 저비용, 빠른 분석과 비파괴 측정, 비교적 높은 정확도로 관심을 받고 있다. 일반적으로 토양 분광반사특성 측정 과정에서 잡음이 나타날 수 있어 전처리 과정이 필요하다. 하지만 이러한 전처리 방법을 비교하고 평가하는 작업이 거의 이루어지지 못 했다. 본 연구에서는 토양 탄소와 질소 예측을 위해 5가지 전처리 방법을 비교하였다. 이는 연속체 제거, Savitzky-Golay 변환, 이산 웨이블렛(wavelet) 변환, 1차와 2차 도함수 변환이다. 토양예측 모델로 부분 최소제곱 회귀모형을 사용하였고, 총 153개 시료 중에서 검증을 위해 122개 훈련자료와 31개의 검증자료로 나누어 평가하였다. 전반적으로 토양시료의 탄소 함량이 높을수록 토양에 대한 입사 에너지의 흡수가 커지는 특성을 보였다. 파장별로는 가시광선 영역(650nm와 700nm)이 토양 탄소 그리고 질소와 가장 높은 상관관계를 보였다. 전처리 비교에서 연속체 제거가 토양 탄소(9.53mg/g)와 질소(0.79mg/g)에 대해 가장 높은 정확도(Root Mean Square Error)를 보였다. 따라서 토양 탄소와 질소 예측을 위해 연속체 제거가 가장 효과적인 분광반사특성 분석의 전처리 방법으로 판단되었다. 시각적인 평가에서 웨이블릿 변환이나 Savitzky-Golay 변환은 차이가 거의 없었고, 평가 결과도 유사했다. 따라서 다소 계산과정이 간단한 Savitzky-Golay 변환이 선호될 수 있다.

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근적외선 분광분석법을 이용한 낙엽송 목분의 함수율 예측 모델 개발 (Development of Moisture Content Prediction Model for Larix kaempferi Sawdust Using Near Infrared Spectroscopy)

  • 장윤성;양상윤;정현우;강규영;최준원;최인규;여환명
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권3호
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    • pp.304-310
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    • 2015
  • 저장 또는 운송단계에서 목분에 포함된 수분의 부적절한 조절은 생물학적 열화로 인한 품질하락 및 손실을 야기할 수 있기 때문에 목분의 함수율은 정확하게 측정되어야 하고 적절하게 조절되어야 한다. 본 연구에서는 근적외선(파장 대역: 1000-2400 nm) 분광분석법을 적용하여 낙엽송(Larix kaempferi) 목분의 함수율을 측정하고자 하였다. 각 상대습도($25^{\circ}C$, RH 30~99%) 단계별로 조습된 목분의 근적외선 반사스펙트럼을 측정하고, 적정 수학적 전처리(smoothing, standard normal variate)와 부분최소자승법을 적용하여 예측모델을 개발하였다. 도출된 함수율 예측모델은 높은 신뢰도를 보였다($R^2$ = 0.94, RMSEP = 1.544). 본 연구에서 개발된 근적외선 분광분석법을 통하여 비파괴적이면서 정확하고 신속한 목분 함수율의 측정과 효율적인 목재이용을 견인할 수 있으리라 기대된다.

비파괴 분석을 이용한 화강암류 석조 문화재의 부재특성과 산지추정: 거돈사 원공국사 승묘탑과 천수사 오층석탑을 중심으로 (Non-destructive Analysis of Material Characteristics and Provenance of Granite Monuments: The Cases of Stupa for National Preceptor Wongong at Geodonsa Temple and Five-story Pagoda at Cheonsusa Temple)

  • 김용휘;최선규;서지은;강정극;이종현;조연태
    • 박물관보존과학
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    • 제19권
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    • pp.19-40
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    • 2018
  • 국내의 석조문화재는 대부분 화강암류가 부재로 사용되었으며, 이러한 화강암류 부재는 전국적으로 광범위하게 분포하고 있다. 석조문화재의 원산지 추정을 위하여 강원지역의 거돈사 원공국사 승묘탑과 천수사 오층석탑을 중심으로 산상, 물성, 광물상 및 화학조성 자료를 종합적으로 적용하였으며, 석조문화재의 소재지와 인접한 지역인 원주 화강암 특성과 비교하였다. 거돈사 원공국사 승묘탑은 단일 부재의 복운모 화강암으로 구분되었으며, 천수사 오층석탑은 복운모 화강암과 흑운모 화강암 두 부재로 구분된다. 해당 석조문화재의 산상 및 자화강도는 원주 화강암 특성과 전반적으로 일치하며, 향후 석조문화재의 복원 과정에서 유사한 부재 선택은 소재지와 인접한 화강암체의 현지 조사를 병행하여 수행할 필요가 있다고 사료된다.

선녹콩 개체간 및 개체내 단백질 함량 변이 (Intra- and Inter-Variation of Protein Content in Soybean Cultivar Seonnogkong)

  • 임무혁;정명근
    • 한국작물학회지
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    • 제53권spc호
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    • pp.78-83
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    • 2008
  • 콩에 함유된 성분 중 가장 많은 양으로 존재하며, 인축의 주요 단백질 공급원으로 이용되고 있는 콩 단백질의 함량을 1립 비파괴 근적외 분광분석법을 이용하여 동일품종의 개체 내에서 콩이 달린 착협 위치에 따라, 또 콩에서 단백질 함량을 분석하기 위해 개체 내에서 분석시료를 취할 때 개체를 대표할 수 있는 최소 양을 실험적으로 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 선녹콩 개체 내 단백질 함량은 정규분포를 보였으며, 개체 간에 단백질 함량의 차이가 인정되었다. 2. 콩의 착협 위치에 따른 단백질 함량은 지표면에 가까울수록 단백질 함량이 높았고, 콩 식물체의 윗부분으로 갈수록 단백질 함량이 낮아지는 경향을 나타내었다. 3. 콩에 함유된 단백질의 함량을 정량적으로 분석하기 위해 필요한 최소 시료량을 추정한 결과 최소 10립 이상 혹은 개체 내 총 종자량의 20% 이상을 취하면 개체를 대표하는 단백질 함량을 얻을 수 있는 것으로 조사되었다.

방사성폐기물드럼 종류별 감쇠보정방법의 결정 (Determination of Attenuation Collection Methods According to the Type of Radioactive Waste Drums)

  • 곽상수;최병일;윤석중;이익환;강덕원;성기방
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제22권4호
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    • pp.309-317
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    • 1997
  • 비파괴적인 방법으로 방사성폐기물드럼에 대한 핵종분석을 수행할 때 드럼내 매질에 의한 방사선의 감쇠에 의해 핵종분석장치로 측정한 계수값은 실제 드럼내 방사능에 의한 계수값보다 작게 나타나 결과적으로 방사능의 측정결과가 과소평가된다. 그러므로 드럼내 매질에 의한 감쇠를 보정해 주어야 하는데 감쇠 보정방법은 드럼내 매질의 분포나 매질의 밀도에 따라 달리 적용해야 한다. 본 연구에서는 원자력발전소에서 발생하는 드럼 종류별로 모델드럼을 제작한 후 모델드럼에 표준감마선원을 넣고 핵종분석장치를 이용해 측정을 하여 드럼내 매질의 밀도를 구하였고, 이 값을 실제 매질의 밀도와 비교해 드럼종류에 따라 매질에 의한 최적의 감쇠 보정방법을 결정하였다. 그 결과 잡고체드럼의 경우에는 전송선원 보정방법과 평균밀도 보정방법, 차폐잡고체드럼의 경우 전송선원 보정방법과 두 감마선피크비교 보정방법이 최적의 감쇠 보정방법임을 알 수 있었고, 고밀도드럼인 폐수지, 농축폐액 및 폐필터드럼의 경우에는 평균밀도 보정방법과 두 감마선피크비교 보정방법을 사용해 드럼내 매질의 감쇠를 보정할 수 있다.

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분광된 빛의 주사가 원유내 성분에 미치는 영향 (Effect of Light Transmission on Composition and Somatic Cell count of Raw Milk)

  • 고한종;김기연;민영봉;西津貴久;윤용철;김현태
    • 농업생명과학연구
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    • 제46권1호
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    • pp.189-194
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    • 2012
  • 농산물의 안전성 확보와 품질평가를 위해서 신속하고 경제적인 비파괴 검사법에 대한 연구 및 기술개발이 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 분광된 빛을 이용하여 내부 품질평가 과정에서 발생할 수 있는 분석 대상체의 성분 변화에 미치는 영향에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 분광분석을 이용하여 원유의 성분분석 과정에서 분광된 빛이 원유의 성분 및 체세포에 미치는 영향을 구명하고자 수행 되었다. 본 연구에 사용된 원유는 일본 시가현 소재 낙농가에서 채취된 것으로 유지방, 유단백질, 유당, 무지고형분, 총고형분, 유요소, 구연산 및 체세포수를 화학적 방법에 의해 측정하였다. 또한 인위적으로 분광된 빛은 5가지 영역대로 구분하여 원유에 각각 1분, 5분, 10분간 주사하였다. 연구결과, 400 nm이하 파장대인 자외선 영역에서 유지방이 2.6% 증가되는 경향이 있었고, 체세포수도 9.0% 증가된 것으로 분석되었다. 그러나 다른 원유 성분에는 변화가 없는 것으로 나타났다. 따라서 자외선 영역의 빛을 원유 품질 평가에 적용하기 위해서는 보다 다양한 원유 시료에 대한 추가 검증이 필요할 것으로 사료된다.

후방산란법(RBS)/양성자 여기 X-선 방출법(PIXE)을 이용한 다층자성박막의 두께 및 조성 정량분석 (Analysis of Magnetic Multi-layers by RBS and PIXE)

  • 송종한;김태곤;전기영;황정남;신윤하;김영만;장성호;김광윤
    • 한국자기학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.272-277
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    • 2001
  • FeMr에 의해 교환 바이어스된 synthetic antiferromagnet(CoFe/Ru/CoFe)을 가진 Top Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/Ru/CoFe/FeMn/Ta 스핀 밸브 구조를 마그네트론 스퍼터링법에 의해 증착하였다. 이러한 스핀 밸브에서는 자유층, 구속층등의 두께 및 조성이 층간 결합력의 세기를 비롯한 자성특성에 영향을 미치게 된다 후방산란법은 두께 및 조성에 대한 절대정량이 가능하며 비파괴 분석법이라는 장점을 지니고 있으나, 원자번호가 20번 이상인 주기율표상의 인접원소로 이루어진 자성박막을 분석하는데 있어서 신호의 중첩현상으로 인해 분석이 불가능하였다 본 연구에서는 element-specific 한 분석기술인 양성자 여기 X선 검출법과, 절대 정량이 가능하고 깊이분해능을 현저히 향상시킨 grazing-exit 후방산란법 (RBS : Rutherford Backscattering Spectrometry)을 동시에 사용하여 상호 보완적인 분석을 함으로써 스핀밸브에 대한 성분 및 두께에 대한 정량분석을 수행하였다. 이를 위하여 먼저 spin valve 구조에서 자성층인 NiFe, CoFe, FeMn 단일층이 증착된 시료에 대한 표준화를 수행함으로써 spin valve 구조에서 grazing-exit 후방산란 스펙트럼 상의 중첩된 신호를 Simulation을 통하여 분리가 가능하였으며, 특히 Ru층의 두께는 단위의 정확도로 측정이 가능 하였다

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터널 덕트슬래브의 종방향 균열에 대한 원인 분석 사례 연구 (A Case Study on Cause Analysis for Longitudinal Crack of Duct Slab in Tunnel)

  • 박성우;박승수;황인백;차철준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.19-28
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    • 2012
  • 본 연구에서는 반횡류식 터널 덕트슬래브 하면 중앙부에 발생한 종방향 균열의 발생 원인을 분석하였다. 분석을 수행하기 위하여 균열이 발생 부위에 대한 상세한 외관조사, 비파괴조사 및 덕트슬래브의 처짐 측량을 실시하였고, 그 결과와 수치해석결과와의 상관관계 분석을 수행하여 균열 발생 원인에 대한 상세한 분석을 실시하였다. 균열 발생 원인의 주요 인자로 단부구속조건, 철근의 위치, 온도의 변화 및 건조수축 등으로 분류하였고, 콘크리트 라이닝을 우선적으로 타설하고 덕트슬래브를 철근 커플러로 강결하여 수개월 후에 별도 타설한 시공여건에 따라 발생할 가능성이 있는 요소들을 고려하여 수치해석을 실시하였다. 특히, 건조수축에 대한 분석을 위하여 ACI209 및 콘크리트 구조설계기준의 예측식과 기존 연구의 실험결과를 비교하여 시공당시의 건조수축 발생량을 예측하였고 구조해석을 수행하여 건조수축이 균열발생의 주요한 원인 중에 하나라는 결과를 도출하였다. 이에 따라 기존에 수행한 도로터널의 안전진단 결과를 덕트슬래브의 시공 방법에 따라 분류하고 균열발생 패턴을 분석하여 덕트슬래브가 있는 터널의 시공방법의 개선에 대한 제언을 하였다.

에너지분산형 X-선 형광분석기를 이용한 한약재의 무기질 분석 및 이에 의한 원산지 판별 (Discrimination of Geographical Origin for Herbal Medicine by Mineral Content Analysis with Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Spectrometer)

  • 정명실;이수복
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.135-140
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    • 2008
  • 방풍, 시호, 천궁, 황기, 한약재 국산과 수입산 307점을 대상으로 분석과정에서 특별한 전처리 과정이 필요없는 간편하고 신속한 비파괴 분석법을 사용하여 식물 생장에 필수 원소인 다량 무기질 P, S, K, Ca의 함량을 EDXRF로 측정하고 정준판별분석을 실시한 후 원산지 판별 가능성을 검토하였다. 국산 방풍의 P, S, K, Ca 함량은 평균 12.67%, 7.51%, 60.21%, 19.61%이었고 수입산은 평균 9.72%, 20.66%, 50.29%, 19.33%였으며 국산 방풍에는 P, K 함량이 수입산에 비하여 높게 존재하였고 S는 수입산에 많았으며 Ca는 유사하였고 전체 75점의 시료 중 70점의 원산지를 정확히 판별하여 93.3%의 매우 높은 판별정확도를 나타냈다.국산 시호의 P, S, K, Ca 함량은 평균 8.91%, 6.42%, 50.18%, 34.48%였고 수입산 시호는 평균 4.35%, 12.16%, 43.40%, 40.09%이었다. 국산 시호에는 P, K 함량이 수입산보다 높았으며 S와 Ca는 수입산에서 더 높은 함량을 보였다. 국산과 수입산의 판별 정확도는 전체 70점의 분석 시료 중 67점의 원산지를 정확히 판별하여 95.7%의 높은 정확도를 나타냈다. 국산 천궁 P, S, K, Ca 함량은 평균 8.71%, 7.04%, 65.91%,18.33%이었고 수입산 천궁은 평균 11.05%, 13.79%, 51.48%, 23.69%의 함량을 나타내었다. K 함량은 국산 천궁에서 수입산보다 높은 함량을 나타냈고 P, S, Ca는 수입산에서 더 높은 함량을 보여 전체 82점의 시료 중 81점의 원산지를 정확히 판별하여 98.8%의 가장 높은 판별정확도를 나타냈다. 국산 황기의 P, S, K, Ca 함량은 평균 15.52%, 17.38%, 54.74%, 12.36%이고 수입산은 14.20%, 25.59%, 45.16%, 15.05%이었다. 국산에서 K함량이 수입산보다 높은 함량을 보였으며 S, Ca는 수입산 에서 국산보다 높은 함량을 나타내었고 P는 큰 차이가 없이 유사하였다. 전체 80점의 황기를 분석하여 70점의 원산지를 정확하게 판별하여 87.5%의 판별정확도를 보였다. 결론적으로 방풍, 시호, 천궁, 황기 모두에서 국산과 수입산간에 높은 판별정확도를 나타내 원산지 판별이 가능함을 알 수 있었다.

공학적방벽재로서 벤토나이트 거동의 X선 단층촬영 기반 비파괴 특성화 현황 (Current Status of X-ray CT Based Non Destructive Characterization of Bentonite as an Engineered Barrier Material)

  • 멜빈;김주연;김광염;이창수;김진섭
    • 터널과지하공간
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    • 제31권6호
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    • pp.400-414
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    • 2021
  • 고준위방사성폐기물 처분장에서 벤토나이트는 공학적방벽재로서 주로 사용되어지는 재료로서 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 보고에서는 이러한 벤토나이트에 대한 X선 단층촬영 기반의 분석 및 특성화와 관련된 최근 연구 및 기술동향을 고찰하였다. X선 단층촬영 기반 벤토나이트의 평가는 분말형태와 펠렛형태에 대해 적용된 내용을 다루었다. X선 이미징을 통해 마이크로스케일에서 입자의 정보를 추출할 수 있으며 벤토나이트의 불균질성을 야기할 수 있는 펠렛 내부의 균열을 검출할 수 있다. 수화조건하에서 분말과 펠렛이 혼합된 벤토나이트에 대한 X선 분석을 통해 실험과정에서 발생하는 불균질 영역을 특정하고 모니터링이 가능하다. 펠렛으로만 구성된 벤토나이트가 펠렛과 파우더의 혼합으로 이루어진 벤토나이트보다 더 빨리 팽윤되는 특성이 보고되기도 하였다. 벤토나이트의 입자와 블록에 존재하는 작은 균열들이 건조-수화 조건하에서 각각 균열의 닫힘과 열림이 발생하는 것도 확인되었다. 전문 소프트웨어를 이용하여 시공간 단층 이미지로부터 변형률분포를 추출한 경우도 있었다. 최근의 연구들에서는 X선 단층촬영 기술을 이용하여 시간경과에 따른 벤토나이트의 건조밀도, 함수비, 입자의 이동 등을 평가하기도 하였다. 또한, 수화과정에 온도 조건을 고려하여 시간에 따른 재료의 전체 밀도 및 국부적 밀도 변화를 관찰하는 연구도 진행되고 있다.