• 센서학회지
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• 제13권4호
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• pp.303-308
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• 2004

This paper descibes on the characteristics of Ta-N(tantalum nitride) ceramic thin-film strain gauges which were deposited on Si substrates by DC reactive magnetron sputtering in an argon-nitrogen atmosphere (Ar-$(4{\sim}16%)N_{2}$) for high-temperature applications. These films were annealed in $2{\times}10^{-6}$ Torr vacuum furnace at the range of $500{\sim}1000^{\circ}C$. Optimum deposition atmosphere and annealing temperature were determined at $900^{\circ}C$ for 1 hr. in 8% $N_{2}$ gas flow ratio. Under optimum formation conditions, the Ta-N thin-film for strain gauges was obtained a high-resistivity of $768.93{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$, a low temperature coefficient of resistance (TCR) of -84 ppm/$^{\circ}C$ and a good longitudinal gauge factor (GF) of 4.12.

• 한국레이저가공학회지
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• 제7권3호
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• pp.11-24
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• 2004

In automotive industry, light weight vehicle is one of issues because of the air pollution and the protection of environment. Therefore, automotive manufacturers have tried to apply light materials such as aluminum to car body. Aluminum welding using laser has some advantages high energy density and high productivity. It is very important to understand behavior of plasma and keyhole in order to improve weld quality and monitor the weld state. In this study, spectral analysis was carried out to verify the spectrum for plasma which is generated in laser welding of A 6000 aluminum alloy. Two photodiodes which cover the range of plasma wavelength was used to measure light emission during laser welding according to assist gas flow rate and welding speed. Analysis of relationship between sensor signals of welding variables and formation of keyhole and plasma is performed. To determine the level of significance, analysis of variation (ANOVA) was carried out.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.83-88
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• 2002

본 논문에서는 온도보상과 POS 접속이 가능한 LPG 충전제어시스템을 구현하였다. 이 시스템은 16-bit 80C196 마이크로프로세서와, RAM, ROM, 비디오 driver, 프로그램주변소자 등으로 구성된다. 가스 유량계로부터의 부호화 유량신호와 장치교정 값, 온도센서로부터의 변환된 전압 값을 근거로 정확한 가스 충전량을 계산하고 솔레노이드 밸브를 on/off 함으로 충전량을 제어한다. 온도보상은 LP 가스 온도의 10-bit 아날로그-디지털변환에 의하여 0.5$^{\circ}C$의 분해능으로 이루어지며 온도보상의 범위는 영하 30도에서 영상 70도까지 가능하다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.648-654
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• 2004

반도체 제조 장비에서 가스의 질량 흐름 제어기(Mass Flow Controller: MFC)가 차지하는 비중은 매우 크다. 가스의 흐름 제어가 곧 반도체 소자의 품질 및 수율을 결정하는 중요한 요소이기 때문이다. 따라서 MFC의 고속, 고정밀 제어를 구현하기 위한 요구가 높아지고 있다. MFC의 제어 알고리즘에 관한 연구 선례는 찾아보기가 매우 힘들다. 그러나 일반적으로 PID 제어 알고리즘을 사용되는 것으로 알려지고 있다. MFC 제어의 어려움은 열에 의해 흐름을 감지하는 시스템일 경우 느린 응답 특성과 비선형성을 포함한다는 데 있다. 본 논문에서는 기존의 PID 알고리즘 보다 더 우수한 성능을 보이는 MFC 제어 알고리즘을 제시하고 실험을 통해 그 우수성을 보인다. 비선형성과 느린 응답 특성을 보상하기 위하여 퍼지제어 알고리즘을 적용하였으며 그 성능을 현재 상용화된 제품과 비교하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 PC와 PC에 장착된 데이터 획득 보드를 통하여 제어루프를 형성하였고, PC상에서 LabWindows/CVI 프로그램으로 제어알고리즘을 구현하였다. 또한, 느린 응답 특성이 존재하는 센서출력으로부터 실제의 흐름을 추정하는 하나의 방법도 제시하였다. 실험결과 본 논문에서 제안하는 알고리즘이 기존의 제품보다 더 빠르고, 더 정확한 제어성능을 보였다.

• 에너지공학
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• 제24권1호
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• pp.114-122
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• 2015

수평 성층류 2상 유동에서 기체의 속도가 액체의 속도보다 상대적으로 큰 고유속 유동조건에서는 불규칙한 파형들이 생성되고 이때 상 경계면에서는 액적이탈이 발생한다. 한국원자력연구원(KAERI)에서는 이러한 상 경계면에서의 액적이탈 현상을 기구학적으로 예측하기 위하여 전단력, 표면장력, 그리고 중력 항으로 구성되는 새로운 액적이탈 모델을 제시하였다. 그러나 이 액적이탈 모델 내부에는 아직 결정되지 않은 모델 계수가 존재한다. 모델 계수를 결정하기 위해서는 두 상 사이의 계면파 특성과 관련되는 물리변수들에 대한 실험데이터의 확보가 필요하다. 주요 물리변수들에는 파의 기울기, 파의 빗변길이, 파의 속도, 파의 주파수, 그리고 파장이 있다. 본 연구에서는 계면파 특성과 관련된 주요 물리변수들을 측정하기 위하여 폭 40 mm, 높이 50 mm, 길이 4.2 m의 수평사각유로에서 가시화실험을 수행하였다. 실험은 1기압의 물-공기 성층류 유동에서 액적이탈이 발생되는 조건에서 수행되었다. 본 실험에서 계면 형상을 2차원적으로 가시화하고 계면파에서 국소적인 물속도 분포를 측정하기 위하여 유로 측면에서 PIV기법을 적용하였다. 추가적으로, 가시화실험을 통해 획득한 계면 이미지로부터 측정된 계면 높이를 검증하기 위하여 평행 와이어 전도도 센서를 개발하였다. 가시화방법과 센서를 통해 측정된 수위를 비교한 결과, 두 가지 방법론에 의해 측정된 수위결과가 잘 일치함을 확인하였다. 최종적으로 개발된 측정기법을 적용하여 액적이탈 조건에서 계면파 특성과 관련된 주요 물리변수들을 측정하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권2호
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• pp.64-70
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• 2011

휴대용 인공 전자 후각 시스템 (E-nose)의 가스 측정 환경은 실험실 내의 정교하게 제어되는 환경과 달리 온도, 농도, 기체 시료의 유속 등의 외부 요인의 변동이 매우 심하다. 이런 환경에서도 사용 가능한 단순하고 강인하고 정확한 가스 패턴 인식 알고리듬의 개발은 마이크로 바이오 센서의 발달과 함께 확대되고 있는 휴대용 및 소형 측정 진단 시스템에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 PDA 기반의 휴대용 전자 후각 시스템을 활용해 실제 변화하는 환경에서 다채널 마이크로 센서로부터 감지되는 가스 신호를 수집하고, 여기에 영상 정합 기법을 적용하여 알고리듬의 강인성과 향상된 정확도를 검증하는 것을 목표로 하였다. 제안된 방법을 6종류의 가스 시료에 대한 7채널 마이크로 센서의 휴대 환경 측정 데이터에 적용하고, 기존의 최대 민감도 특징 추출 기법과 비교한 결과, 외부 환경의 변동에 영향 받지 않는 안정된 인식 성능 뿐 아니라 기존의 방법으로 구별하기 어렵던 2 종의 유사한 가스 시료에 대해서도 정확한 구분이 가능함을 보였다. 제안된 방법은 다양한 환경 변화에 노출되는 유비쿼터스 센서 네트워크 (USN)의 데이터 처리에도 쉽게 응용될 수 있을 것이며, 응용 현장에서 높은 안정성과 정확성을 요구하는 휴대용 의료 진단, 환경 감지 기술의 실용화에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권3호
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• pp.372-380
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• 2011

촤-가스화 반응은 반응온도, 반응가스 부분압력, 시스템 총 압력, 입자크기 등 운전조건뿐만 아니라 촤의 화학적 조성 및 물리적 구조의 영향을 받는다. 본 연구에서는 두 종류의 역청탄 촤를 이용하여 반응온도 1,000-$1,400{^{\circ}C}$에서 $CO_{2}$ 가스화시 입자크기의 영향을 관찰하였다. 실험실 규모의 고정식 반응기를 이용하여 대기압 하에서 실험을 수행하였으며 반응가스인 $CO_{2}$(40 vol%)가 반응기에 공급되면 촤와 반응하여 CO를 생성하였다. 촤의 탄소 전환율을 측정하기 위하여 비분산적외선 방식의 CO/$CO_{2}$ 센서가 장착된 실시간 가스분석기를 이용하였다. 실험결과 동일한 온도에서 입자크기가 감소할수록 가스화 반응성은 증가하였으며 온도가 증가할수록 반응성에 미치는 입자크기의 영향은 더욱더 크게 증가하였다. 또한 반응성이 낮은 촤에서 입자크기의 영향은 다소 적게 나타났다. 입자크기와 석탄 종류는 반응모델에도 영향을 주었다. Shrinking core model은 반응성이 낮은 석탄을 잘 묘사했으며 반대로 Volume reaction model은 반응성이 높은 석탄을 잘 묘사하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.111-117
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• 2003

In the design of the split type free displacer Stilting cryocooler the motion of the displacer is very important to decide the cooling capacity, which depends upon the working gas pressure, the swept volume in the compression space and the expansion space, operating frequency, the phase shift between piston and displacer, etc. In this study, Stirling cryocooler actuated by the electric farce of the dual linear motor is designed and manufactured. Cool down characteristics of the cold end with laser displacement sensor in the expander of the Stilting cryocooler is evaluated. The charging pressure was 15kg$_{f}$/$\textrm{cm}^2$ and operating frequency was 50Hz. Input power and the lowest temperature were about 32W and 67K, respectively. And, displacement of the piston is measured by LVDTs (Linear Variable Differential Transformers), displacement of thedisplacer is measured by laser optic method, and phase shift between piston and displacer is discussed. As the peak-to-peak pressure of the compressor was increased, peak-to-peak displacement of the displacer was increased. The peak-to-peak displacement of the displacer increases in the range of 0 - 64.5Hz(resonant frequency of the displacer), but decreases steeply when the operating frequency is bigger than the resonant frequency. Finally when the phase shift between displacements of the Piston and displacer is 45。, operating frequency is optimum and is decided by resonant frequency of the expander, mass and cross section area of the displacer and constant by friction and flow resistance.e.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.95-105
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• 2012

The selective catalytic reduction (SCR) system is a highly-effective aftertreatment device for NOx reduction of diesel engines. Generally, the ammonia ($NH_3$) was generated from reaction mechanism of SCR in the SCR system using the liquid urea as the reluctant. Therefore, the precise urea dosing control is a very important key for NOx and $NH_3$ slip reduction in the SCR system. This paper investigated NOx and $NH_3$ emission characteristics of urea-SCR dosing system based on model-based control algorithm in order to reduce NOx. In the map-based control algorithm, target amount of urea solution was determined by mass flow rate of exhaust gas obtained from engine rpm, torque and $O_2$ for feed-back control NOx concentration should be measured by NOx sensor. Moreover, this algorithm can not estimate $NH_3$ absorbed on the catalyst. Hence, the urea injection can be too rich or too lean. In this study, the model-based control algorithm was developed and evaluated on the numerical model describing physical and chemical phenomena in SCR system. One channel thermo-fluid model coupled with finely tuned chemical reaction model was applied to this control algorithm. The vehicle test was carried out by using map-based and model-based control algorithms in the NEDC mode in order to evaluate the performance of the model based control algorithm.

• 센서학회지
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• 제13권5호
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• pp.329-334
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• 2004

Functional residual capacity (FRC) is an important diagnostic parameter measured using $N_{2}$ analyzer. Since $N_{2}$ analyzer is expensive as well as cumbersome for use of noisy vacuum pump, the FRC measurement becomes possible only in large well-equipped hospitals. The present study introduced a new $TN_{2}$ wash-out technique to measure FRC by $O_{2}/CO_{2}$ analysis, which is relatively cheaper and much simpler to apply. Slower $O_{2}$ response was compensated for high frequency to be coincided with $CO_{2}$ response, thereby enabled indirect, but accurate $N_{2}$ concentration measurement. FRC was estimated by continuous integration of expired $N_{2}$ volume obtained with air flow signal. Experiment with 3 L syringe, a standard calibration device recommended by the American Thoracic Society, demonstrated less than 1% error at 0, 1, and 2 L. Correlation coefficient was almost ideal, guaranteeing linear estimation of FRC. The present technique is inexpensive and simple to apply, thus should he of great convenience.