• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.72-72
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• 2017

하천의 유량 측정 자료는 수자원 개발 및 하천 방재의 중요한 기초 자료로 이용되며 정확한 유량 측정자료를 얻기 위해 많은 수자원 전문가들이 노력하고 있다. 그 결과 국내 하천 유량측정 기술들이 선진화되고 있으며 유량 측정 성과의 양적 측면에서의 개선이 이루어졌다. 하지만 유량 측정 결과에 대한 질적 평가 즉, 측정 불확도 평가에 대한 기준이 미흡하기 때문에 유량 측정 성과의 신뢰도 개선을 위한 연구가 필요한 실정이다. 일반적인 홍수 시 하천 유량측정 방법으로 가장 많이 사용하고 있는 부자법의 경우 유량 측정 불확도 평가방법이 ISO 748:2007 지침에 제시되어 있다. 구체적으로 ISO 748:2007 지침에서는 측선 수에 대한 불확도, 하폭 측정의 불확도, 수심 측정의 불확도 그리고 부자 유속계수, 유하경로 이탈, 유하시간 측정 등으로 발생하는 평균유속 측정 불확도를 고려하여 부자를 이용한 유량 측정 불확도를 평가한다. 하지만, 부자유속계수의 불확도, 유하경로 이탈에 따른 불확도, 유하시간 측정의 불확도를 평가할 수 있는 방법이나 정량적인 불확도에 대한 기준이 포함되어 있지 않아 실무에서는 이와 같은 불확도 인자들의 표준불확도를 무시하고 유량 측정 불확도를 제시하고 있어 실제 발생할 수 있는 유량 측정 불확도 보다 작게 제시하고 있는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 부자를 이용한 유량 측정 시 평균유속 불확도에 영향을 미치는 요인들 중 기여도가 크다고 판단되는 부자 유속계수에 대한 표준불확도를 실규모 실험을 통해 산정하였으며, 이 결과는 향후 부자를 이용한 유량 측정 불확도 평가를 위한 기준 마련에 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.71-71
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• 2017

하천에서 평수기 유량측정은 도섭법을 이용하기 위한 지점식 측정보다는 초음파 도플러 유속계(ADCP, Acoustic Doppler Current Profiler)를 보트에 탑재하여 운용하는 측정 방식이 점차 일반화되고 있다. ADCP는 초음파의 도플러효과를 이용하여 수심이나 횡방향의 유속 분포를 측정할 수 있는 측정 장비로 일반적으로 사용되는 down-looking ADCP는 수심방향의 유속분포와 수심을 측정하여 보트의 이동속도와의 벡터 내적을 이용하여 유량을 산정하게 된다. 그러나, 이동식 ADCP 유량 측정 성과의 불확도는 제공되지 않고 있는 상황인데, 이는 불확도 산정 표준안 미비, 유속 및 수심 등 측정 요소의 관측 환경 별 불확도 정보 부족, 불확도를 산정할 수 있는 툴의 부재 등에 기인한다. 본 연구에서는 이동식 ADCP 불확도 산정 표준안을 개발하고 현장 실험을 통해 불확도 요인에 대한 규명, 불확도를 편리하게 산정할 수 있는 툴을 개발하고자 하였다. 불확도 산정 표준안으로 최근 WMO를 위시한 국제적으로 하천 유량 측정 불확도 표준안으로 채택되고 있는 GUM(Guide to the Expression of Uncertainty Measurement)을 기반으로 이동식 ADCP 유량 산정 알고리즘을 적용하여 불확도 적용 기법을 개발하였다. GUM 표준안을 기반으로 유량 측정불확도를 산정하기 위한 불확도 요인분석은 실규모 하천의 특성을 대부분 모의할 수 있는 한국건설기술연구원의 안동하천실험센터에서 수행된 실험자료를 기반으로 다양한 인자들에 대한 요소 별 불확도 분석을 수행하였다. GUM 표준안에 의하면 불확도 요인들은 오차전파의 법칙에 기반하여 전체 불확도에 전파되며, 이렇게 합성된 불확도는 t-분포의 신뢰수준 95%일 경우의 보정계수 2를 곱하여 최종적으로 확장불확도를 산정하게 된다. 이동측정방식의 ADCP의 경우 GUM 표준안에 적용하여 불확도를 평가하기 위해서 사용되는 수식이 방대하고, 매우 복잡하기 때문에 이를 실무자가 평가하기에는 한계가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 ADCP의 유량 측정불확도를 보다 편리하게 평가하기 위하여 ADCP 유량 측정불확도 평가 소프트웨어인 AQUA(ADCP Discharge Uncertainty Assesment)를 개발하였으며, 이를 통해 실무자나 연구자들이 ADCP의 불확도 평가에 보다 편리하게 접근할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.7-15
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• 2003

스피닝 로터 게이지는 표준기관의 고진공 국제비교에 전달표준기로 상용되고 있으며, 고진공 국가표준기인 동적교정장치를 이용하여 스피닝 로터 게이지를 교정하였다. 교정 결과의 불확도를 국제표준화기구에서 권고한 A형 불확도, B형 불확도, 합성표준불확도, 확장불확도 등으로 구분하여 평가하는 방법을 제시하였다. 이 방법에 따라 평가한 스피닝 로터 게이지의 합성표준불확도는 $1.8007\times10^{-5}$ Pa ~$4.8422\times10^{-5}$ Pa 이었다.

• 한국진공학회지
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• 제10권2호
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• pp.173-181
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• 2001

1,333 Pa 용량의 용량형진공계를 저진공 국가표준기인 초음파간섭 수은주압력계(ultrasonic interferometer manometer)를 이용하여 교정하였다. 이 결과의 불확도를 국제표준화기구의 권고안의 A형 불확도, B형 불확도, 합성표준불확도, 확장불확도 등으로 구분하여 평가하였다. 표준압력 1.76 Pa~1.31$\times$$10^3$Pa에서의 합성표준불확도는 $1.38 \times10^{-2}\; Pa\sim3.03 \times10^{-1} $Pa이었으며, 상대불확도(합성표준불확도/표준압력)는 $2.3 \times 10^{-4}\;Pa\sim7.9 X\times10^{-3} $Pa 이었다.

• 식품과학과 산업
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• 제40권1호
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• pp.27-35
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• 2007

측정불확도란 시험결과에 대하여 측정량을 합리적으로 추정한 값들의 분산 특성을 나타내는 파라미터(parameter)로써 ILAC(국제시험소인정협력체) 등의 국제기구와의 측정결과에 대한상호인정 및 신뢰성 확보에 필수적인 요소이다. 국제표준(ISO/IEC 17025)에 맞는 시험분석 결과의 도출을 위해서는 먼저 소급성을 유지하고 그에 따른 불확도를 산출하여야 한다. 소급성은 실험의 모든 과정에 불확도를 가지고 끊기지 않는 비교연결을 통한 국제(국가)표준과 연관시키는 시스템으로, sampling에서 측정결과의 도출까지 소급성을 유지하는 것만이 측정결과의 신뢰성(정확 및 정밀)을 유지하는 최상의 시스템이다. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurements(GUM)에 의한 불확도 계산 절차는 측정량(measurand)의 함수 표현, 입력량의 표준불확도(standard uncertainty)의 계산(표준편차, 평균의 표준편차), 합성표준불확도(combined uncertainty)의 계산, 확장불확도(expanded uncertainty)의 계산을 통한 통계적 추정을 하는 것이다. 오렌지 쥬스 중 카드뮴을 분석함에 있어서, 실험실에 대해서는 국제표준화(ISO17025) 시스템을 도입하고 분석시약 및 기기에 대하여 소급성을 유지하여, 분석결과의 신뢰성을 확보하기 위한 측정불확도를 산출하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.102-102
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• 2016

일반적으로 수자원분야에서 사용되는 기초 자료 중 하나인 유량측정 성과는 설계홍수량 산정, 지점의 수위-유량 관계곡선식 산정 등 유역의 이 치수를 위한 설계나 장 단기 계획을 수립하기 위한 기초자료로서 사용되어지고 있으며, 2차원 및 3차원 수치해석을 위한 입력 자료로 사용되고 있다. 유량측정의 성과는 이렇듯 다양한 방면으로 활용되어지고 있는 반면 현재 국내에서는 측정의 성과에 대한 신뢰성을 나타낼 수 있는 지표가 제시되고 있지 않은 상황이다. ISO(International Organization for Standardization) 및 BIPM, IFCC 등 6개 기구는 공동으로 측정 불확도 산정 지침서(GUM, Guide to the expression of Uncertainty in Measurement, 1993)을 제시하였고, 최근 WMO에서는 GUM 표준안을 하천 유량 측정 불확도 산정방법으로 공인하고 있다(JCGM 100, 2008). 이에 따라 본 연구에서는 최근 유량 측정에 활발하게 사용되고 있는 ADCP의 유량 측정 성과에 대한 불확도를 GUM 표준안 기반으로 평가하고자 한다. ADCP의 측정 방법은 고정측정 방식이고, 유속-면적법으로 계산된 유량에 대한 측정 불확도를 평가하였다. 실험은 실규모에서 유량을 제어할 수 있는 건설기술연구원 하천실험센터에서 수행되었고, 사용된 유속 측정 장비는 SonTek사의 micro-ADV와 ADCP M9을 사용하였으며, ADV로 측정된 결과를 참값으로 가정한 후 실험 및 분석을 수행하였다. GUM 표준안 기반의 불확도 평가를 위해 사용된 관계식 및 불확도 요인들은 선행 연구들을 기반으로 하되, 본 실험을 통해 분석된 수치로 변경하여 최종적인 ADCP 유량 산정 불확도를 평가하였다. 본 연구에서는 고정측정 방식 ADCP의 유량 측정 결과를 GUM 표준안에 적용하여 불확도를 평가하였으며, 추가적인 연구를 진행하여 일반적으로 사용하고 있는 이동측정 방식 ADCP의 유량 측정 결과에 대한 불확도를 평가할 수 있을 것으로 기대되며, 이러한 결과는 설계 홍수량 산정이나 수위-유량 관계 곡선식 산정 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 분석과학
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• 제19권6호
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• pp.490-497
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• 2006

액화 천연가스(LNG) 공정 분석 결과의 불확도 요인을 평가하였다. 평가된 불확도 요인은 측정 반복성, 사용된 GC의 비 직선성, 사용된 표준가스의 불확도, 시료 채취 방법에 따른 농도 변화 그리고 교정 후의 기기 변동이었으며, 이 중에서 중요한 불확도 요인은 사용된 GC의 비 직선성, 사용된 표준가스의 불확도 그리고 교정 후의 기기 변동이었다. 주요 성분인 메탄 및 에탄의 경우, 각각 $90.0{\pm}0.9%mol/mol$(확장불확도, 95% 신뢰 수준) 및 $6.26{\pm}0.08%mol/mol$(확장불확도, 95% 신뢰 수준)이었다. 가스 성분원소별로 각 불확도 요소의 기여 정도는 차이가 있었고, 메탄 분석의 경우 사용된 GC의 비 직선성의 상대 표준불확도가 0.28%, 사용된 표준가스의 상대 표준불확도가 0.25%, 그리고 교정 후의 기기 변동에 의한 상대 표준불확도가 0.24%이었다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 2007년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.42-49
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• 2007

가스크로마토그래피 불꽃이온화검출기(FID)에서, 천연가스 표준물질만을 사용하여 분석할 때 발생할 수 있는 분석 불확도에 대하여 연구하였다. 일반적으로 $10^5$ 범위 농도까지 직선성이 확보된 것으로 알려진 FID 검출기에 대하여 실제 분석에서 동일한 직선성이 확보되는지를 확인하였다. 본 연구에서 7성분으로 조성된 천연가스용 표준가스를 샘프링 loop의 크기를 1.0mL, 0.50mL, 0.25mL로 변환시키면서 GC/FID를 사용하여 분석한 상대표준불확도 결과는 다음과 같다. 메탄은, 0.458 %, 에탄은 0.20247%, 프로판은 0.1497%, i-부탄은 0.1854 %, n-부탄은 0.2977%, i-펜탄은 0.263%, n-펜탄은 0.383%이었다. 각 경우에서 직선성 상대표준불확도값이 $0.15%{\sim}0.45 %$까지 이른다. 일반적으로 농도가 높은 메탄의 경우에 직선성 불확도값이 큰 값을 보여 주었고 농도범위가 1-5%인 $C2{\sim}C5$의 경우는 작은 직선성 표준불확도를 나타내었다.

• 분석과학
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• 제16권3호
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• pp.185-190
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• 2003

회귀식 사용에 따른 불확도 계산의 정확성을 조사하기 위하여, 수정된 방법의 최소제곱법(Modified Least Square Method, MLS)과 회귀식에서 일반적으로 적용되는 불확도 처리 과정을 각각 1차 식에 적용하고 비교하였다. 회귀식에서 일반적으로 적용되는 불확도 처리 과정에서, 대부분의 경우 불확도 값이 크게 계산되고 있어 확률적으로 안전한 범위를 표기할 수 있는 것으로 평가되었다. 그러나, 표준시료 농도의 상대 표준불확도가 클 때 (교정점이 우발적으로 흩어지는 정도의 표준 편차가 5% 수준, 표준시료 농도의 상대 표준불확도가 7% 수준) 회귀식에서 일반적으로 적용되는 불확도 계산 방법으로 얻은 값이 고 농도 측정에서 매우 작게 평가되고 있어 확률적으로 매우 위험한 것으로 평가되었다. 이 경우, 통계학적으로 불확도를 정확히 계산하기 위하여, 수정된 방법의 최소제곱법이 유리하다고 판단하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.18-18
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• 2021

초음파 도플러 유속계(ADCP)는 초음파를 이용하여 하천의 유속 및 수심을 측정하는 장비로 기존의 지점식 유속계와는 다르게 수심방향 유속분포와 수심을 한번에 측정하게 되며, 보트를 이용하여 하천을 횡단하게 되면 기존의 유속-면적법을 이용하는 방식보다 간편하고 빠르게 한 단면의 유량을 측정할 수 있다. 이와 같은 이점으로 인해 국내뿐만 아니라 해외에서도 대하천에서부터 중·소규모의 하천까지 다양한 범위에서 유량을 측정하는 장비로서 사용되어지고 있다. ADCP의 측정 유량은 유량관측소에서 수위-유량관계식을 구축할 때 사용하고 있으며, 이렇게 제공되는 유량은 하천의 중·장기 계획 수립, 수공구조물의 설계 및 수문·수리분야의 연구에 활용되고 있다. 하지만 ADCP의 유량측정은 ADCP의 미측정 영역의 유량 추정, ADCP 잠김깊이의 정확도, 하안에서의 고정 측정시간 등 ADCP의 측정 과정이나, 유량 추정 방법에 따라 영향을 받게 되며. 이외에도 하천의 수심, 하상의 상태와 같은 측정 조건에 따라서도 정확도의 변화가 발생할 수 있다. 측정결과의 정확성을 향상시키고, 신뢰도가 높은 자료를 제공하기 위해서는 ADCP의 유량 측정결과에 대한 불확도를 발생시키는 요인들에 대한 분석과 이를 감소시킬 수 있는 방법을 찾는 것이 중요하다. 1993년 ISO, BIPM, IFCC 등 6개 기구에서는 측정불확도를 산정하기 위한 측정불확도 산정 지침서(GUM, Guide to the expression of Uncertainty of Measurement)를 제시하였다. GUM 표준안은 측정과정에서 발생하는 다양한 불확도 요인들을 불확도 전파법칙을 통해 전체 불확도를 산정하는 방식으로 WMO와 ISO의 유량 측정분야에서도 GUM 표준안을 측정불확도 산정 기준으로 공인하여 사용하고 있다(JCGM 100, 2008; ISO 25377, 2020). 이에 본 연구에서는 GUM 표준안을 이용하여 ADCP로 측정된 유량의 측정불확도를 산정하는 방법을 개발하고 각 요인들에 대한 실험 및 분석을 진행하였다. ADCP의 측정 정확도를 분석하기 위한 실험은 자연에 가까운 형상을 모의하고 있고, 소하천 규모를 갖고 있는 하천연구센터에서 수행하였으며, 요인들에 대한 분석 방법 및 총 불확도를 계산하는 방법에 대하여 제시하였다.