• 제목/요약/키워드: Non-destructive Analysis

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인체보건 환경평가를 위한 모발의 중성자방사화분석 (Neutron Activation Analysis of Human Hair for Human Health Assessment)

  • 정용삼;강상훈;문종화;강영환;조승연
    • 분석과학
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    • 제14권2호
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    • pp.131-139
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    • 2001
  • 인체모발중의 각종 미량원소의 함량에는 개인차가 있으며, 개인의 성장환경, 음식물의 섭취, 혈통, 성별, 나이, 직업 등에 의해 함량의 차이를 보이고 있으므로 생활환경으로부터의 외부오염과 음식섭취 및 대사작용을 통한 모발조직내 축적의 정도를 비교하기 위해 인체 모발시료를 채취하여 IAEA의 추천 방법을 이용하여 세척 전후로 나눠 중성자방사화분석법을 이용하여 비파괴 분석하였다. 분석정도관리는 인증표준시료를 이용하였고 Cu, Cr, Na, Co, Mg, As, Se, Zn 등의 상대오차는 ${\pm}5%$ 이내, Mn, Ca, Fe, Sr 등의 원소들은 ${\pm}10%$ 이내였으며, 상대표준편차는 대부분 ${\pm}10%$ 이내였다. 일반인 그룹의 모발을 전두부, 후두부, 좌우두부, 정두부 등 5개 부위에서 채취, 분석하여 개인편차와 부위편차를 추정하였다. 측정원소의 개인편차가 부위편차보다 컸으며, 최대 7배 까지인 것으로 나타났다. 정해진 분석조건에서 사무원과 공장근로자 그룹을 대상으로 두 그룹간의 함량 편차, 생활환경과 모발내 우소의 함량수준간의 연관성을 비교하여 인체 보건환경 평가를 위한 기초 자료로 이용할 수 있음을 확인하였다.

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보물 제326호 이순신 장검 혈조 내 안료의 규명 및 제거 (Identification and Removal of Pigments in Blood-colored Grooves of Long Sword, Admiral Yi Sun-sin (Treasure No. 326))

  • 권혁남;윤혜성;유동완;이정원;이장존;한민수
    • 보존과학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.499-506
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    • 2015
  • 보물 제326호 이순신 유물 일괄은 장검 2점, 옥로 1점, 요대 1점, 도배 구배 2점 등 총 6점으로 구성되어 있다. 이들 유물들은 2011년 4월 28일 "충무공이순신기념관" 개관을 위해 2011년 초에 보존처리를 완료하였다. 이 때 장검 2점의 혈조 내 안료에 대한 비파괴 표면 분석을 실시한 결과 합성수지도료로 추정되었다. 본고에서는 이 합성수지도료로 추정되는 안료의 정확한 조사 및 제거에 대해 논하였다. 혈조 내 안료를 규명하기 위해 광학현미경, 전자현미경, Micro-XRF, XRD, FT-IR을 이용하여 분석하였다. 분석 결과 두께는 $10{\sim}90{\mu}m$의 단일층으로 확인되었고 성분분석 결과 Pb, Cr이 주성분을 이루고 있으며 XRD 분석을 통해 납 크로뮴 몰리브데넘 산화물로 확인되었다. 또한 접착제 성분을 확인하기 위해 FT-IR 분석을 실시한 결과 알키드 수지로 판단되었다. 이를 통해 근래에 합성수지도료로 채색한 것으로 추정된다. 이 합성수지도료는 대부분의 유기용제에 쉽게 반응하여 사용이 용이하고 금속에 영향이 없으며 쉽게 제거 가능한 아세톤을 사용하여 제거하였다. 합성수지도료 제거 과정에서 전통안료의 유무를 확인하기 위해 도료 전체를 수집하였으나 확인되지 않았다.

콘크리트 내부결함 탐지를 위한 초음파 전파 해석 (Ultrasonic Wave Propagation Analysis for Damage Detection in Heterogeneous Concrete Materials)

  • 정휘권;이인규;김재민
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.225-235
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    • 2020
  • 초음파 탐상은 다양한 콘크리트 구조물의 비파괴검사에서 활용된다. 본 연구에서는 골재형상을 고려한 골재-모르타르 모델 생성과 초음파 전파 해석을 수행하였다. 실제 골재형상을 반영하기 위해 이미지처리를 통한 골재-모르타르 단면으로부터 모르타르와 골재 영역을 파악하고, 영역 경계형상을 보존하면서 격자를 생성하는 기법을 개발하였다. 개발된 기법에서는 모든 격자가 4각형으로 생성된다. 골재-모르타르 모델을 통해 초음파 전파 해석을 수행하였고 모델을 반무한체로 간주하기 위해 CALM 기반 경계흡수 조건을 적용하였다. 골재 및 결함을 포함한 이미지로부터 격자를 생성한 뒤, 결함 영역에 포함된 격자를 제거하여 공극결함을 모사하였다. 본격적인 결함탐지 전 선행 해석을 통해 모델 동특성을 고려한 적절한 가진 주파수를 결정 및 가진 신호형상을 설계하였다. 이후 case 별초음파 전파 해석을 통해 신호를 획득하고 신호 에너지 맵핑 작업을 통해 내부 결함을 가시화 하였다. 가시화 결과, 골재에 의한 다수반사 및 산란현상이 관찰되지만 결함부에서 신호 에너지는 가장 높게 나타났으며 모든 해석 case에서 결함위치 추정이 가능하였다. 또한 균열의 경우 형상파악도 가능하였다.

슈미트 해머 시험에 의한 고강도 콘크리트의 강도 추정식 (Strength Prediction Equations for High Strength Concrete by Schmidt Hammer Test)

  • 권영웅;박송철;김민수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.389-395
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    • 2006
  • 실존하는 콘크리트 구조체를 평가할 때, 그 콘크리트의 강도를 알아내는 것이 매우 중요하다. 콘크리트의 강도를 알아내기 위하여 재하시험이나 코어시험을 하는 것은 시험비용, 편의성, 시간, 구조체에 대한 손상, 신뢰성등 많은 문제점이 있다. 그러므로 이러한 문제점들을 극복하기 위하여 여러 가지 비파괴 시험과 통게적 해석을 통한 구조해석법이 발전해 오고 있다. 본 연구에서는 재령 3, 7, 14, 28, 90, 180, 365, 730일에 대하여 28일 표준실린더 압축강도 65.0MPa인 고강도 콘크리트 구조체의 실제강도를 알기 위한 일련의 실험을 하였고, 각 실험결과를 SPSS 프로그램으로 회귀분석 하였다. 회귀분석에 의한 강도추정식과 코어강도값을 비교하여 오차율을 계산하고, 기존식과 비교하여 추정식의 유의성을 검토한 결과 기존식들은 보통강도 콘크리트에는 적용할 수 있지만 고강도 콘크리트에는 적용에 한계가 있음이 밝혀졌다. 따라서 40MPa 이상의 고강도 콘크리트의 슈미트 해머 시험에 의한 강도 추정을 위해 다음과 같은 강도식을 제안하였다.

초분광 영상기술을 이용한 수박종자 발아여부 비파괴 선별기술 개발 (Development of Non-Destructive Sorting Technique for Viability of Watermelon Seed by Using Hyperspectral Image Processing)

  • 배형진;서영욱;김대용;;박은수;조병관
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.35-44
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    • 2016
  • 본 연구에서는 발아여부를 고속 대량으로 측정 가능한 초분광 영상 시스템 기반의 비파괴 선별기술을 개발하고자 하였다. 수박의 건전종자 96립과 퇴화종자 96립을 초분광 단파적외선 시스템을 이용하여 측정하였으며, 종자발아검증은 국제종자검정협회(ISTA)규정에 맞추어 5~14일 동안 $25^{\circ}C$에서 BP(between paper)법을 이용하여 실시하였다. 스펙트럼 데이터는 초분광 영상 시스템을 이용하여 데이터를 획득하였으며, 종자 판별모델 개발에는 PLS-DA(partial least square - discriminant analysis)를 적용하였다. PLS-DA분석법을 이용한 종자의 발아여부 판별 결과는 mean normalization을 이용하여 데이터 전처리를 이용할 경우가 가장 우수했으며, calibration의 경우 94.7%의 분류 정확도를 보였으며, validation의 경우 84.2%의 분류 정확도를 나타내어 평균적으로 90.8%의 정확도를 보였다. 이러한 결과는 종자가 퇴화하면서 야기되는 구성성분물질의 차이로 인한 것으로 사료되며, 두 그룹의 분류에 주요한 영향을 끼친 요인의 파악 및 적용을 통해 종자선별기의 개발이 가능함을 보였다.

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.

목판인쇄 재현실험을 통한 한지상의 인출특성에 관한 연구 (An Experimental Reproduction Study on Characteristics of Woodblock Printing on Traditional Korean Paper (Hanji))

  • 유우식;김정곤;안은주
    • 보존과학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.590-605
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    • 2021
  • 우리나라의 인쇄기술사의 연구는 현존하는 고문헌, 전적류의 조사와 축적되어온 자료와의 비교를 통하여 이루어진다. 문화재 연구의 특성상 비파괴 검사가 요구되어 육안 또는 현미경에 의한 관찰과 연구자의 경험과 지식에 의존하는 경우가 많다. 목판인쇄, 목활자인쇄, 금속활자인쇄 또는 그 조합으로 이루어진 것으로 추정되는 고문헌과 전적류의 경우, 연구자마다 다양한 견해와 결론을 도출하게 되어 혼란이 가중되기도 하고 사회적 비용이 증가하기도 한다. 그중에서도 목판본과 금속활자본에 대한 판단 기준이 모호하여 우리나라의 인쇄기술 발달사에 대한 학술적 연구의 정체뿐만 아니라 연구자들 간의 갈등이 분출되기도 하고 문화재 분야의 전문기관이 아닌 국가의 수사기관까지 가세하여 상황이 더욱 복잡하게 전개되는 경우가 적지 않았다. 본 연구에서는 복각된 훈민정음(訓民正音) 목판을 사용하여 여러 장의 한지에 직접 인출하는 재현성 실험과 인출된 결과물의 이미지를 정량적으로 분석하여 보다 객관적인 판단 기준으로 활용될 수 있는 인출특성은 무엇인지 조사하였다. 또한 현재까지 목판인쇄본과 금속활자본의 구별방법으로 제시되고 있는 기준의 타당성과 의문점을 살펴보았다. 목판인쇄의 재현실험을 통한 한지상의 인출특성의 조사와 이미지분석법을 활용한 다양한 특징의 정량화를 시도하고 정량분석에 의한 객관성 있는 새로운 판단 기준확보의 가능성을 조사하였다.

누설자속 기반 강판 두께별 국부 손상 진단 감도 분석 (Analysis of Magnetic Flux Leakage based Local Damage Detection Sensitivity According to Thickness of Steel Plate)

  • 김주원;유병준;박세환;박승희
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.53-60
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    • 2018
  • 본 연구에서는 강판에 발생한 국부적인 손상의 진단을 위해 강자성의 연속체 구조물에 적합한 비파괴진단 기법인 누설자속 기법을 적용하였다. 강판시편의 두께 변화에 따른 누설자속 기반 진단 기법의 민감도를 분석하기 위해 각각 다른 두께를 가지는 몇 가지의 강판시편을 준비하였고, 각각의 시편에 3가지 깊이의 인공결함을 가공하였다. 홀센서와 자화요크를 이용하여 일정한 자화밀도를 가지는 누설자속 센서헤드를 제작하여 강판시편으로부터 누설자속 신호를 계측하였다. 센서헤드로부터 수집된 자속신호의 품질향상을 위해 일련의 신호처리 과정을 거쳤으며, 각 손상지점으로부터 계측된 누설자속 신호의 확인을 통해 국부손상 감지의 가능성을 확인하였다. 강판두께에 따른 누설자속 기법의 손상감지 민감도의 분석을 위해 각각 다른 두께의 강판시편으로부터 검출된 MFL 신호에서 P-P value를 정량적으로 추출하였고 그 값을 비교 분석 하였다.

부여 능산리 사지 출토 백제 면직물연구 (Study on the Baekje's Cotton Fabrics Excavated in Neungsan-ri Temple Site)

  • 심연옥;정용재;유지아;남궁승
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제44권3호
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    • pp.4-17
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    • 2011
  • 능산리 사지 출토 백제 면직물은 1999년 9월부터 2000년 4월까지 실시된 부여 능산리 사지 6차 발굴조사에서 출토된 후 보존 처리를 마치고 국립부여박물관에 소장된 유물이다. 본 연구에서는 섬유의 과학적 동정을 위해 비파괴적 화학적 형태적 분석을 실시하였으며 삼국시대 '백첩포'와 고려 말 '목면'의 유입경로와 특징 등을 밝히고자 백제 면직물의 역사적 가치와 의의를 규명하였다. 연구 결과, 적외선 흡광 영역 및 정색 반응 등에서 식물성 셀룰로오스 섬유의 특징이 나타났으며 형태학적 분석에서 면 섬유의 특징인 천연 꼬임과 중공이 뚜렷이 발견됨에 따라 면직물로 분석되었다. 백제 면직물은 축면의 면직물로 이제까지 면직물의 축면직물이 발견된 것은 처음이며 이러한 면직물이 백제지역에서 제직되었는지는 아직 정확히 밝힐 수 없으나, 백제지역은 마한시대부터 견솜으로 실을 자아 직물을 제직했다는 기록이 있어 오랜 세월 축적된 제사기술이 있음을 알 수 있다. 본 연구결과는 현재까지 삼국시대 면직물이 만들어지고 사용되었다는 문헌의 기록은 있으나 실증적 자료가 국내에 출토된 적이 없는 상황에서 백제 면직물의 가설을 실증적으로 확인시켜주는 자료로써 그 역사적 가치와 의의가 매우 크다. 향후 각 지역의 고대 목화종자와의 비교 분석 연구 등을 통해 백제 면직물의 품종과 고대 한반도 유입경로를 밝힐 수 있을 것으로 기대된다.

금관가야 유리구슬의 특성 분석 (I) (A Characteristic Analysis of Glass Beads in Geumgwan Gaya, Korea (I))

  • 김은아;이제현;김규호
    • 보존과학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.232-244
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    • 2021
  • 본 연구는 금관가야가 위치한 김해지역에서 출토된 유리구슬을 중심으로 색상, 크기 및 형태, 열처리 등 외형적 특징과 비파괴 분석을 통하여 화학 조성을 융제, 안정제, 착색제 특성으로 분류해 보았다. 금관가야 유리구슬 129점은 8가지 색상 계통으로 분류되며 이 중에서 67% 점유하는 감청색이 대표적인 색상이다. 크기는 외경을 기준으로 3가지로 구분한 결과, 시기가 지남에 따라 대형화하는 양상을 보인다. 형태는 내경과 직경을 기준으로 대롱형, 둥근형, 도넛형으로 구분되며 둥근형이 대표적이다. 늘린기법으로 제작된 유리구슬 단면은 열처리 정도에 3가지 유형이 확인된다. 구슬 양끝이 모두 열처리된 HT-III형이 주류이고 다른 유형에 비하여 열처리 기술이 높은 단계로 추정된다. 비파괴분석에서 확인되는 화학 조성은 포타쉬유리군 63점과 소다유리군 9점이다. 고찰 결과, 금관가야 유리구슬은 색상, 크기, 형태, 제작기법을 포함한 외형적 특징은 화학 조성과 상관성을 보이며 시기별, 지역별에 따른 특징이 나타난다.