• 대한기계학회논문집B
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• 제30권2호
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• pp.110-116
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• 2006

A syringe pump or a device using high electric voltage has been used for controlling flows inside a LOC (lab-on-a-chip). Compared to LOC, however, these microfluidic devices are large and heavy that they are burdensome for a portable ${\mu}-TAS$ (micro total analysis system). In this study, a new flow control technique employing pressure regulators and pressure chambers was developed. This technique utilizes compressed air to control the micro-scale flow inside a LOC, instead of a mechanical actuator or an electric power supply. The pressure regulator controls the output air pressure by adjusting the variable resistor attached. We checked the feasibility of this system by measuring the flow rate inside a capillary tube of $100{\mu}m$ diameter in the Re numbers ranged from 0.5 to 50. In addition, the performance of this flow control system was compared with that of a conventional syringe pump. The developed flow control system was found to show superior performance, compared with the syringe pump. It maintains automatically the: air pressure inside a pressure chamber whether the flow inside the capillary tube is on or off. Since the flow rate is nearly proportional to the resistance, we can control flow in multiple microchannels precisely. However, the syringe pump shows large variation of flow rate when the fluid flow is blocked in the microchannel.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2003년도 춘계총회 및 제22차 학술발표회
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• pp.141-141
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• 2003

신선농산물의 호홉속도를 측정하는 방법 중 하나인 개방계(open system) 호흡속도 측정시스템은 소정의 농도로 조정된 혼합기체를 측정대상시료에 흘려 보내며 측정하는 방법이다. 개방계 측정법의 장점은 혼합 기체조성 영역에서 정확한 호흡속도를 얻을 수 있으며 방치시간이 필요 없으므로 반복 측정이 용이한 것 등이다. 그러나 개방계 측정법은 공급되는 혼합기체의 농도와 유속이 일정하여야 하며 연속으로 호흡속도 측정용 챔버의 혼합기체 공급측과 배기측에서 기체시료를 수집하여 매우 미세한 기체농도의 차이를 측정할 수 있어야 하고 기체 시료 수집에 상당한 주의가 요구된다. 이러한 문제를 개선하기 위하여 개방계 호흡속도 측정 시스템을 자동화하였다. 자동화된 호흡속도 측정 시스템은 혼합기체 발생장치, 온도조절이 가능한 기체기밀용 챔버와 G.C로 구성되어 있다. 환경기체조성을 위한 혼합기체발생장치는 $N_2$, $O_2$, $CO_2$ 압축 실린더에서 공급되는 기체를 압력 조절기를 통해서 일차압력을 조정하고 정밀 압력 조절기를 이용하여 0.1~0.2 kg/$\textrm{cm}^2$의 정압을 유지시켰다. 압력이 일정해진 기체는 metering valve를 이용하여 각 기체의 유량을 소정의 비율로 제어할 수 있도록 하였으며 각각의 기체는 gas mixed cell에서 실험 농도의 환경기체조성으로 혼합되어 항온기내의 호흡속도 측정 챔버($25^{\circ}C$)로 공급될 수 있도록 하였다. 호흡속도 측정용 챔버는 개스킷이 장착된 아크릴 재질이며 온도 조절이 가능한 항온기로 구성되어 있다. 호흡속도 측정용 챔버와 G.C간의 기체흐름은 three way solenoid valve에 의하여 제어되며 전원의 on/off에 따라 공급측의 가스와 배기측의 가스가 선택적으로 G.C에 공급될 수 있도록 구성하였다. 측정 대상 챔버의 기체는 제어된 유로를 따라 multi-position valve를 통과하여 G.C에서 분석되도록 하였다. 본 연구에서 개발된 개방계 호흡속도 자동 측정 시스템의 성능 실험에서 혼합기체발생장치에서 조제된 혼합 기체의 농도를 설정치와 비교한 결과 $O_2$와 $CO_2$의 농도에서 평균오차 0.2%로 정밀한 것으로 나타났으며 호흡속도 측정용 챔버의 혼합기체 공급측과 배기측의 가스 농도를 3회 반복 측정한 결과 재현성에서는 0.1%이하의 편차로 나타났다. 개방계 호흡속도 자동 측정 시스템을 이용하여 환경기체조성하에서 토마토의 호흡속도를 측정하는 실측 실험을 수행한 결과 2$0^{\circ}C$에서 12.7~42.1mg$CO_2$/kg.hr였으며 12$^{\circ}C$에서 2.5~8.2mg$CO_2$/kg.hr로 일반적으로 보고되고 있는 토마토 호흡속도와 일치하는 결과를 나타내었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제38권4호
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• pp.228-239
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• 2013

Purpose: The objectives of this study were to develop an automated disinfectant dilution system, and an automated data management system for spraying amount for resolving uncertainty problem. Methods: Proper diluting rate was made by a controlled volume pump for liquid disinfectant and a screw conveyer pump for solid disinfectant. The water capacity of disinfecting system of 400 L was controlled by two water level sensors. The water quantity of water tank was controlled by the signals which were produced by the water level sensors. Signals were processed by Labview Programming, and ON/OFF of solenoid valve that was used for controlling water supplying to water tank, was controlled by SSR. The operating time of pumps for disinfectant was controlled quantitatively. A turbine flowmeter was used for development of automated measurement system for spraying amount of disinfectant. In order to save the flowmeter data and to control the spraying system, a multi-function data logger was used, and it was processed and saved in Excel file by a program developed in this study. Results: Labview 2010 was used for programming to control the automated measurement system for spraying amount of disinfectant. Results showed that the relationship between flowmeter value and time had a significant linear relationship such as 0.99 of $R^2$. Generally, 6.74 L/s of diluted disinfectant is sprayed for a vehicle passing through the disinfection system (about 15 seconds). Test results showed that average error between the measured spraying amount and the flowmeter data was 50 mL, and the range of error was 1.3%. Since the amount and time of spraying could be saved in real-time by using the spreadsheet files which could not be modified arbitrarily, it made possible to judge objectively whether the disinfection spraying was performed or not. Test results of spraying liquid and solid disinfectant showed that the errors between the measured discharge rate and the theoretical one were ranged within 3-4% for various dilution rates. Conclusions: The disinfection system developed would be working accurately. The automated spraying data base management system satisfied the purpose of this study. The automated dilution process system developed in this study could discharge liquid and solid disinfectant with accurate dilution rate, relatively.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권4호
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• pp.341-348
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• 2013

본 연구에서는 토성에 따른 물의 이용효율을 높이면서 재배 작물의 생산성을 최대화하기 위한 효율적인 자동관개 로직을 개발하고자, 수분장력값을 관수 개시점으로 하여 물 공급 유지와 멈춤을 간헐적으로 수행하는 펄스형 관개방식과 측정한 수분장력값을 이용하여 토양수분량을 예측해 재배작물에 적합한 물량을 추가 투입하는 필요물량계산 관수방식을 적용하여 토성이 다른 실험베드에서 2년간 토마토 작물을 재배하면서 토양수분 함량과 장력의 변화를 측정비교하였다. 물공급 30초와 멈춤 30분 및 15분 조건을 이용한 펄스형 관수방식과 필요물량계산 방식에서 얻어진 수분장력값은 목표한 -20kPa 조건에 비해 각각 -42~-8kPa, -20~-10kPa로 나타나 필요물량 계산방식이 균일한 수분장력을 유지하는 측면에서는 유리하였으나 토양수분상태는 상대적으로 습하였다. 공시 토성 모두에서 수분함량은 수분장력에 비해 시간반응이 빠르면서 물공급에 따라 비례적으로 증가하는 경향이 뚜렷하였다. 수분변화 값은 펄스형 관수와 필요물량계산 관수방식의 경우 사양토 기준으로 각각 17~24%, 19~31%로서 펄스형 관수방식이 수분변화 값이 작으면서 시간에 따라 안정적인 값을 유지한 것으로 나타났는데 이는 물공급에 따른 수분함량의 시간변화가 수분장력에 비해 뚜렷하게 빠름과 관계가 있는 것으로 판단하였다. 이러한 결과로부터 펄스형 관수방식은 수분함량값을 이용하여 수분을 조절하는 것이 유리함을 의미한다.