• Title/Summary/Keyword: 측정원리

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Development of the Image Stage Gauge using the Image Process Technique (영상처리기술을 이용한 영상수위계 개발)

  • Kim, Won;Kim, Chi-Young;Kim, Dong-Gu;Lee, Chan-Joo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.500-504
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    • 2006
  • 하천 수위 측정을 위해서 우물통을 기본으로 하는 부자식, 초음파식, 기포식, 압력식, 레이다식 등 다양한 장비가 사용되고 있다. 이와 같은 장비는 모두 간접적인 방법으로 수위를 측정하기 때문에 기준값을 바탕으로 보정이 필요하며, 장비의 특성에 따라 여러 가지 장단점을 지니고 있다. 부자식의 경우 오래 전부터 사용되어 안정적으로 수위를 측정할 수 있는 것으로 평가되고는 있으나 우물통 막힘 등으로 인해 오측 혹은 결측이 발생하는 경우가 있다. 최근에 많이 사용되고 있는 센서식 장비의 경우에는 센서에 대한 정기적인 보정이 필요하며, 일부 장비의 경우 온도에 따라 측정값이 변화하는 단점이 있다. 수위 측정 방식은 접촉식과 비접촉식으로 나누어 볼 수 있다. 접촉식의 경우 물속에 센서가 위치하고 있기 때문에 홍수시 센서 유실 및 고장의 우려가 있으며, 잦은 고장의 원인이 되기도 한다. 비접촉 방식인 초음파나 레이다 수위계의 경우 온도에 따라 보정이 필요하거나 수면과의 거리에 커지면 오차가 커지는 경향을 지니고 있다. 또한 이와 같은 간접방식에 의한 수위측정 방법은 수위가 많이 변화하는 경우 실제 수위와 측정되는 수위가 일치하는지를 확인하는 것이 불가능한 단점도 있다. 본 연구에서는 최근에 많이 일반화되고 있는 영상처리기술을 이용하여 자동적으로 수위를 측정하는 장비인 영상수위계를 개발하였다. 또한 개발한 영상수위계를 하천 현장에 적용하여 정확성을 평가하고 그 특징을 분석하였다. 영상수위계는 카메라에 의해서 수위표를 촬영하여 직접 수위값으로 변환하는 원리를 사용하고 있어서 기존 수위측정 시설과는 달리 수위표를 직접 눈으로 확인할 수 있는 장점이 있다. 이로 인해 수위표를 육안으로 확인할 수 있기 때문에 측정된 수위를 검증할 수 있어 수위측정의 정확성을 한층 높일 수 있다. 그리고 수위표 영상과 더불어 수위표 주변의 전체 영상을 동시에 촬영하여 실시간으로 전송하기 때문에 홍수시 하천 상황에 대한 모니터링 목적으로 사용될 수 있다. 영상수위계는 우물통 등을 이용하는 기존 방법과 비교하여 구조물이 필요 없어 설치 비용이 저렴하고, 영상에 의한 하천 모니터링 기능을 자체적으로 가지고 있기 때문에 효율적이라고 할 수 있다.

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Accurate Measurement of the Thermal Conductivity of Electronic Materials Using the Flash Method (섬광법을 이용한 전자재료의 열전도율 정밀측정)

  • Kim, Seog-Kwang
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.9-9
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    • 2008
  • 일반적으로 섬광법으로 열전도율을 구하기 위해서는 섬광법으로 열확산계수를 측정하고, 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimetry, DSC)로 비열측정을 하며 아르키메데스의 원리를 이용한 용적밀도를 구하여 이들 각각의 값을 사용하여 열전도율을 얻는다. 따라서 열전도율을 정밀하게 측정하기 위해서는 이 세 가지 물성치를 측정할 때 수반되는 오차요인을 종합적으로 검토하여 개선하는 것이 매우 중요하다. 섬광법으로 열확산계수를 측정할 때 시료의 전면에 조사되는 빛의 흡수율을 향상시키고 배면에서의 온도상승의 감지를 증대할 목적으로 시료 양면에 흑연코팅을 하게 된다. 이때 코팅된 흑연이 시료에 부가적으로 열저항을 증가시켜서 열확산계수를 측정하는데 가장 큰 오차요인이 되고 있다. 한편 비열은 대부분 DSC로 측정하는데, 시료와 용기의 열접촉 정도에 따라 큰 오차요인이 되기도 한다. 본 연구에서는 열확산계수를 정밀하게 측정하기 위해서 시료에 부가적인 열저항으로 작용하는 흑연코팅의 두께와 시료배면에서의 온도상승곡선 간의 상관관계를 실험식으로 도출하였으며 이방법은 열확산계수를 정밀하게 측정하는데 매우 유효한 방법임이 입증되었다. 또한 DSC의 접촉에서의 문제점을 해결하기 위해서 시료배면에서의 무차원 시간축(t/$t_{max}$)을 도입하였으며. 무차원 시간축에 따른 온도상승 곡선에서 표준시료와 측정시료의 half time($t_{1/2}$)의 0.5 배와 1.5배 사이 구간을 적분한 뒤 비교하여 열량계산으로부터 비열을 구하는 방법을 새롭게 개발하였으며 기존의 DSC에 비하여 정밀도를 향상시킬 수 있었다. 결론적으로 새롭게 제안된 측정기법들은 열확산계수 및 비열 혹정 시의 근본적인 오차요인을 혁신적으로 해결함으로써 정밀하고 신뢰성 있는 열전도율을 측정할 수 있음을 입증할 수 있었다.

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저압 광산란 입자측정센서 개발 및 성능 평가

  • Mun, Ji-Hun;U, Dae-Gwang;Kim, Myeong-Jun;Yun, Jin-Uk;Jeong, Hyeok;Gwon, Yong-Taek;Gang, Sang-U;Yun, Ju-Yeong;Sin, Yong-Hyeon;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.327-327
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    • 2010
  • 디스플레이 및 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 줄어들고 있으며, 이에 따라서 대표적인 오염원이 되는 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법은 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아 있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 저압 환경에서 실시간으로 입자를 모니터링 할 수 있는 장비를 입자의 광산란 원리를 이용하여 개발하였다. 빛이 입자에 조사되면 크게 산란 및 흡수현상이 일어나게 되는데, 이 때 발생하는 산란광은 입자의 크기와 관계가 있으며 Mie 이론으로 널리 알려져 있다. 현재 이를 이용한 연구가 국내 및 국외에서 진행되고 있다. 수 백 nm 대의 입자를 측정하기 위해서는 빛의 강도가일정 수준 이상 되어야 하며, 이를 측정할 수 있는 수신부의 감도 또한 중요하다. 본 연구에서는 빛의 직경을 100 um 이하까지 집속할 수 있는 광학계를 상용 프로그램을 이용하여 설계하였으며, 강도가 약한 산란광 측정을 위하여 노이즈 제거 필터링 기술 등이 적용된 수신부 센서를 개발하여 전체 시스템에 적용하였다. 교정은 상압과 저압에서 수행 하였으며 약 5%의 측정효율로 최소 300 nm 이하의 입자까지 측정이 가능함을 확인 하였다. 또한, 타사의 실시간 입자 측정 센서와의 비교 실험을 통하여 성능평가를 수행하였다. 기존 광산란 방식 센서보다 높은 성능의 센서를 개발하기 위하여 추후 연구를 진행할 계획이며, 약 200 nm 이하의 입자까지 측정이 가능할 것으로 기대된다.

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Practical Application of Image Stage Gauge (영상수위계 실용화)

  • Kim, Won;Kim, Chi-Young;Lee, Chan-Joo;Kim, Dong-Gu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.560-564
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    • 2007
  • 하천 수위 측정을 위해서 우물통을 기본으로 하는 부자식, 초음파식, 기포식, 압력식, 레이다식 등 다양한 장비가 사용되고 있다. 이와 같은 장비는 모두 간접적인 방법으로 수위를 측정하기 때문에 기준값을 바탕으로 보정이 필요하며, 장비의 특성에 따라 여러 가지 장단점을 지니고 있다. 부자식의 경우 오래 전부터 사용되어 안정적으로 수위를 측정할 수 있는 것으로 평가되고는 있으나 우물통 막힘 등으로 인해 오측 혹은 결측이 발생하는 경우가 있다. 최근에 많이 사용되고 있는 센서식 장비의 경우에는 센서에 대한 정기적인 보정이 필요하며, 일부 장비의 경우 온도에 따라 측정값이 변화하는 단점이 있다. 수위 측정 방식은 접촉식과 비접촉식으로 나누어 볼 수 있다. 접촉식의 경우 물속에 센서가 위치하고 있기 때문에 홍수시 센서 유실 및 고장의 우려가 있으며, 잦은 고장의 원인이 되기도 한다. 비접촉 방식인 초음파나 레이다 수위계의 경우 온도에 따라 보정이 필요하거나 수면과의 거리에 커지면 오차가 커지는 경향을 지니고 있다. 또한 이와 같은 간접방식에 의한 수위측정 방법은 수위가 많이 변화하는 경우 실제 수위와 측정되는 수위가 일치하는지를 확인하는 것이 불가능한 단점도 있다. 본 연구에서는 최근에 많이 일반화되고 있는 영상처리 기술을 이용하여 자동적으로 수위를 측정하는 장비인 영상수위계를 개발하였다. 영상수위계는 카메라(CCTV 포함)에 의해서 수위표를 촬영하여 직접 수위값으로 변환하는 원리를 사용하고 있어서 기존 수위측정 시설과는 달리 수위표를 직접 눈으로 확인할 수 있는 장점이 있다. 이로 인해 수위표를 육안으로 확인할 수 있기 때문에 측정된 수위를 검증할 수 있어 수위측정의 정확성을 한층 높일 수 있다. 그리고 수위표 영상과 더불어 수위표 주변의 전체 영상을 동시에 촬영하여 실시간으로 전송하기 때문에 홍수시 하천 상황에 대한 모니터링 목적으로 사용될 수 있다. 본 연구에서 개발한 영상수위계는 한강홍수통제소 관할의 전류, 청담대교 등 4개소 낙동강 홍수통제소 2개소, 지자체 등에 적용되었으며, 적용 결과 비교적 안정적이면서 정확하게 수위를 측정하는 것으로 나타났다. 한편 기존 CCD 카메라 이외에 CCTV를 이용한 영상수위계를 개발하여 영상의 화질 개선뿐 아니라 하천화상 감시 기능을 강화하였다.

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THE PRINCIPLE AND STRUCTURE OF THE GYUPYO (GNOMON) OF KING SEJONG'S REIGN TN CHOSON DYNASTY (조선의 세종시대 규표(圭表)의 원리와 구조)

  • Lee Yong-Sam;Jeong Jang-Hae;Kim Chun-Hwey;Kim Sang-Hyuk
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • v.23 no.3
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    • pp.289-302
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    • 2006
  • For a reconstruct draft of the Gyupyo (Gnomon) in King Sejong Era, we collected a lot of documents of the Chosen Dynasty. With the result we made a reduced model by 1/10 and drawing set for the Gnomon in Sejong Era. It is composed of the Gyu, Yongpyo, Hoengryang (a beam), Yeongbu and granitic prop. You can read the scale where the shadow of vertically-standing stick touches the horizontal Gyu. A Shadow-Define. (Yeongbu) was used to focus the shadow cast by the sun's center, measuring the (gnomon) shadow length precisely. A Yeongbu is made of a leaf of copper in the middle of which is pierced a pin-hole for the tiny optical image of the sun which tilted to face the incident sunlight, used the principle of the a pin-hole camera and Scheimplug principle.

A Meaning of Construction of Mathematical Knowledge in Dewey Epistemology (Dewey에게 있어서 수학적 지식의 구성의 의미)

  • 강흥규
    • Journal of Educational Research in Mathematics
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    • v.14 no.1
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    • pp.129-142
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    • 2004
  • These days, constructivism has become a central theory in mathematics education. A essential concept in constructivism is 'construction' and the meaning of construction of mathematical knowledge is a core issue in mathematics educational field. In the basis of Dewey's epistemology, this article is trying to explicate the meaning of construction of mathematical knowledge. Dewey, Kant and Piaget coincide in construction of knowledge from the viewpoint of the interaction between mind and environment. However, unlike Dewey's concept, Kant and Piaget are still in the line of traditional realistic epistemology. Dewey's concept of construction logically implies teaching-learn learning principles. This can be named as a principle of genetic construction and a principle of progressive consciousness.

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Development of Multiplexing Model for Moire-Fringe-Based Fiber Optic Sensor (무아레 프린지 기법 적용 광섬유 센서를 위한 다점 측정 모델의 개발)

  • Kim, Dae-Hyun;Lee, Yeon-Gwan;Kim, Chun-Gon
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.30 no.1
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    • pp.36-45
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    • 2010
  • This paper shows a multiplexing technique to maximize the application of a moire-fringe based fiber optic sensor to lots of structure. Especially, a novel fringe-based fiber optic sensor was proposed to overcome the difficulty of multiplexing of a previous moire-fringe-based fiber optic sensor. The novel fringe-based fiber optic sensor is composed of a single reflective fringe and two optical fibers. Therefore, the multiplexing is easily realized because of the simplicity of optic structure inside the sensor. This paper also proposed four models of the multiplexing techniques. The models are based on a wavelength division multiplexing(WDM) technique and a time division multiplexing(TDM) one. Basically, the models would be profitable for a general extrinsic fiber optic sensor such as the fringe-based fiber optic sensor. Finally, the real optic system was manufactured by using the proposed model and successfully examined to prove the feasibility of the model for the application.

Design of a New RF Buit-In Self-Test Circuit for Measuring 5GHz Low Noise Amplifier Specifications (5GHz 저잡음 증폭기의 성능검사를 위한 새로운 고주파 Built-In Self-Test 회로 설계)

  • Ryu Jee-Youl;Noh Seok-Ho;Park Se-Hyun
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.8 no.8
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    • pp.1705-1712
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    • 2004
  • This paper presents a new low-cost RF Built-In Self-Test (BIST) circuit for measuring transducer voltage gain, noise figure and input impedance of 5.25GHz low noise amplifier (LNA). The BIST circuit is designed using 0.18${\mu}{\textrm}{m}$ SiGe technology. The test technique utilizes input impedance matching and output transient voltage measurements. The technique is simple and inexpensive. Total chip size has additional area of about 18% for BIST circuit.

The Study of Mixing Characteristics for the cavity sizes in SCRamjet Combustor using PSP (PSP를 적용한 스크램제트 연소기 내부의 cavity 크기 변화에 따른 혼합특성에 관한 연구)

  • Jeong, Hui;Seo, Hyung-Seok;Choi, Won-Hyeok;Byun, Yung-Hwan;Lee, Jae-Woo
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.339-342
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    • 2008
  • The PSP(Pressure Sensitive Paint) is a technique to measure continuous pressure distribution on medel surface by oxygen quenching. The objective of this study is to apply PSP which is measured pressure for analyzing that air-fuel mixing characteristics in SCRamjet combustor. Experimentation is performed at freestream Mach number of 2.5 and used fuel jet injection. The result shows that growing air-fuel mixed proportions by increasing in cavity size. Also, PSP results compared with conventional pressure tap and CFD. They are coincided with qualitative and the inclination.

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Systematic error calibration of 2-axis lateral shearing interferometer (2축 층밀리기 간섭계의 계통오차 보정)

  • 김승우;이혁교
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.13 no.2
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    • pp.98-104
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    • 2002
  • We present a new self-calibration method to remove the systematic error of a 2-axis lateral shearing interferometer that has been specially designed for optical testing of aspheric optics. The method takes multiple measurements by rotating the test optics and extracts the systematic error by fitting the measured wavefronts into the Zernike polynomials. The method works with arbitrary azimuthal angles for test optics rotation, which offers an advantage of correcting the error induced by the non-orthogonality of the two axes of wavefront shearing as well as the error caused by the optical components of the interferometer system itself.