• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제22권4호
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• pp.195-200
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• 2016

스마트 워치, 스마트 밴드 같은 웨어러블 디바이스가 개발됨에 따라, 웨어러블 디바이스 사용자의 건강상태를 측정할 수 있는 생체신호 모니터링 기술이 각광 받고 있다[1]. 하지만 한 개의 웨어러블 디바이스에서 여러 가지 생체신호를 측정하기 위해 웨어러블 디바이스에 여러 가지 생체신호 센서를 내장하게 되면 디바이스 자체 크기와 같은 제한적인 자원 측면에서 문제가 발생한다. 또한 새로운 생체신호 센서를 추가 할 때 문제가 발생한다. 본 논문에서는 웨어러블 디바이스 사용자의 요청이 있을 때 가속도 센서, ECG 센서, PPG 센서를 Cradle형태의 모듈에서 동작시킨 후 사용한 센서에서 측정되는 생체 신호를 실시간으로 수집하여 다른 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있는 플러그인(Plug-in) 모듈인 Bio-Cradle을 제안한다. Bio-Cradle은 다른 웨어러블 디바이스에 플러그인하면, 디바이스의 종류에 무관하게 동기화 된 다수 생체신호를 전송할 수 있다. 즉 Bio-Cradle을 사용함으로써, 다수 생체신호의 동시 측정이 가능해지고, 웨어러블 디바이스 내부에 생체신호 센서를 내장 할 필요가 없어진다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권3호
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• pp.269-277
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• 2017

Recently, there has been significant interest in structural health monitoring for civil engineering applications. In this research, a specially designed tendon, proposed by embedding FBG sensors into the center king cable of a 7-wire strand tendon, was applied for long-term health monitoring of tensile forces on a ground anchor. To make temperature independent sensors, the effective temperature compensation of FBG sensors must be considered. The temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$ of the FBG sensors embedded tendon was successfully determined to be $2.0{\times}10^{-5}^{\circ}C^{-1}$ through calibrated tests in both a model rock body and a laboratory heat chamber. Furthermore, the obtained result for ${\beta}^{\prime}$ was formally verified through the ground temperature measurement test, expectedly. As a result, the ground temperature measured by a thermometer showed good agreement compared to that measured by the proposed FBG sensor, which was calibrated considering to the temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$. Finally, four prototype ground anchors including two tension ground anchors and two compression ground anchors made by replacing a tendon with the proposed smart tendon were installed into an actual slope at the Yeosu site. Tensile forces, after temperature compensation was taken into account using the verified temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$ and ground temperature obtained from the Korean Meteorological Administration (KMA) have been monitored for over one year, and the results were very consistent to those measured from the load cell, interestingly.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권3호
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• pp.275-281
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• 2014

최근 들어 연근해와 내수면에서 수중 자원의 효과적 개발과 보존을 위해 다양한 수중 응용 시스템 발굴 및 활용의 필요성이 증대되고 있다. 이에 본 논문에서는 근거리 수중 이동통신 시스템, 수중 센서네트워크 시스템 등의 핵심 기술 중의 하나인 초소형 수중 음향통신 모뎀의 디지털 모듈을 연구한다. 고속 연산처리가 가능한 디지털 신호처리 프로세서를 탑재한 수중 모뎀의 디지털 모듈을 설계하고 제작하며, 개발된 하드웨어에 프레임 형성 기능과 채널부호 알고리듬들을 구현하고 실험함으로써 회로의 기능과 성능을 검증한다. 실험 결과에 따르면, 개발된 DSP 기반 디지털 모듈에서 전송속도 1 kbps의 길쌈부호 처리를 위해 필요로 하는 연산량이 DSP의 가용 연산 능력의 1% 이내에 불과하므로 개발된 하드웨어 플랫폼에 다양한 고효율 기저대역 알고리듬을 탑재함으로써 수중 모뎀의 성능 개선을 모색할 수 있다.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권2호
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• pp.125-137
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• 2008

FBG (Fiber Bragg Grating) sensors and optical fibers were embedded into CFRP dry preforms before resin impregnation in VaRTM (Vacuum-assisted Resin Transfer Molding). The embedding location was the interface between the skin and the stringer in a CFRP-stiffened panel. The reflection spectra of the FBG sensors monitored the strain and temperature changes during all the molding processes. The internal residual strains of the CFRP panel could be evaluated during both the curing time and the post-curing time. The temperature changes indicated the differences between the dry preform and the outside of the vacuum bagging. After the molding, four-point bending was applied to the panel for the verification of its structural integrity and the sensor capabilities. The optical fibers were then used for the newly-developed PPP-BOTDA (Pulse-PrePump Brillouin Optical Time Domain Analysis) system. The long-range distributed strain and temperature can be measured by this system, whose spatial resolution is 100 mm. The strain changes from the FBGs and the PPP-BOTDA agreed well with those from the conventional strain gages and FE analysis in the CFRP panel. Therefore, the fiber-optic sensors and its system were very effective for the evaluation of the VaRTM composite structures.

• 감성과학
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• 제22권1호
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• pp.89-100
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• 2019

본 연구에서는 수면무호흡증이 다양한 합병증을 유발하는 질병으로서, 이를 위한 표준화된 수면다원검사가 고가이며 측정이 불편함을 고려하여, 환자가 익숙한 환경에서 검사를 받을 수 있도록 스트레치 섬유센서를 이용한 무구속 상태의 웨어러블 모니터링 시스템을 개발하고자 한다. 또한, 의복과 일체화된 디자인으로 제품화하여 그 유용성을 제안하고자 한다. 성인 남성용 롱 슬리브 티셔츠 형태로 착용형 수면무호흡 모니터링 스마트 의류를 개발하여, 수면무호흡 진단 지표 중 섬유형 센서를 기반으로 측정하는 호흡수(breathing rate)측정용 섬유센서, 산소포화도(oxygen saturation), 호흡기류(airflow)를 실시간 측정하였다. 최적의 조합비 샘플 4가지를 통한 gauge factor를 측정한 결과, gauge factor 20.3을 확인하였고, 3회 숨을 크게 내쉴 때 호흡유량이 최대 2048ml였다. 산소포화도 69.45%로 최소 측정 가능 산소포화도 70% 정도의 결과를 나타내었다. 세탁 후 인장에 따른 센서 성능 평가 결과는 전체적으로 gauge factor 18 수준의 값으로, 세탁에 대한 내구성이 입증되었다. 본 연구를 통하여 수면무호흡증 환자의 수면효율이 떨어지고 여러 합병증을 동반하는 문제에 대해, 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 착용형 수면무호흡 모니터링 스마트 의류를 개발하여 호흡수, 호흡유량, 산소포화도의 3가지 지표를 측정 가능함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.13-25
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• 2012

그라운드 앵커공법은 현재 우리나라에서 가장 일반적으로 사용되는 사면보강공법들 중 하나이다. 앵커로 보강된 사면의 안정성을 장기간 확인하기 위해서는 그라운드 앵커의 긴장력을 측정하는 것이 매우 중요하다. 그러나 현재 현장에서 주로 사용되는 스트레인게이지 및 V/W타입의 로드 셀은 전자기파에 의한 노이즈 발생이 크고 습기 또는 수분의 영향으로 인해 측정값에 오차가 발생할 수 있으며 자기열화 등으로 장기간의 모니터링에 한계가 있다. 또한 앵커의 개별 텐던에 발생하는 미세한 변화를 정확히 감지할 수 없는 단점이 있어 이를 개선할 수 있는 방안으로 광섬유 센서를 이용하여 강연선의 변형률을 측정할 수 있는 광섬유 센서 내장형 텐던이 개발되었다. 이 광섬유 센서 내장형 텐던은 단기간의 앵커 장력 측정에 성공적으로 적용된 사례가 보고되었으나 장기간에 걸친 장력 변화를 측정하기 위해서는 온도에 의한 광섬유 센서의 변형률을 보상하여야 한다. 이 논문에서는 광섬유 센서 내장형 텐던을 이용하여 그라운드 앵커의 장력모니터링 시 지중온도 변화에 의한 영향을 보상하는 실용적인 방안에 대하여 기술하였다. 먼저 실내실험을 통하여 광섬유 센서 내장형 텐던의 온도반응계수(${\beta}^{\prime}$)를 $2.0{\times}10^{-5}/^{\circ}C$로 결정하고 실제 현장에 설치된 광섬유 센서를 이용하여 깊이별 지중온도 변화값을 측정하였다. 연구 대상지역(여수)의 기상청 지중온도 측정 결과 자료와의 비교를 통하여 결정된 온도반응계수(${\beta}^{\prime}$)를 이용한 광섬유 센서 내장형 텐던의 온도반응 성능을 검증하였다. 최종적으로 광섬유 센서 내장형 텐던을 이용하여 실제 사면에 설치된 인장형 앵커와 압축형 앵커의 계절별 긴장력을 모니터링하고 기상청 지중온도 측정자료와 온도반응계수를 이용하여 온도보상을 실시하여 기존 V/W타입의 로드 셀 측정 결과와 비교하였다. 제안된 광섬유 센서 내장형 텐던의 온도반응계수와 기상청 지중온도 측정결과를 이용한 앵커의 온도보상 방법에 의해 측정된 긴장력 모니터링 결과가 계절에 따른 지중온도 변화에 상관없이 로드 셀 결과와 일관성 있게 비교되어 제안된 온도보상 방법이 매우 실용적이며 합리적인 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.75-82
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• 2007

본 연구의 목적은 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여 록볼트의 비파괴시험을 기술하고 비파괴시험의 적용성을 조사하는 것이다. 록볼트 자체와 그라우팅재를 포함한 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여, 수치해석 및 실험적 방법을 이용한 두 가지 방법이 적용되었다. 수치해석적 방법에서는 "DISPERSE" 프로그램을 이용하여 록볼트 시스템에서 유도파 전달시의 분산성분석을 수행하였다. 분산선도 곡선은 지중근입되어 있는 록볼트에 대하여 주변암반과 그라우팅재의 강성에 따라 신호파의 진폭감쇠정도와 주파수변화대비 전파속도의 영향을 보여준다. 이로 부터 록볼트의 건전도시험을 위한 최적의 주파수를 추정할 수 있으며, 그 결과L(1)모드에서$20{\sim}70kHz$가 최적의 주파수대역으로 선정하였다. 실험적 방법에서는 시험체를 제작한 후 현장조건을 모사하여 실내비파괴시험을 실시하였다. 비파괴 실험기법으로는 록볼트 선단부에 가진 센서를 부착, 매입하여 전기신호 가진에 의한 투과법을 적용하였다. 그라우팅과 주변암반에 의해 신호파의 전파속도와 진폭에 영향이 있으며, 그라우팅과 주변암반으로의 leaking 등에 의하여 신호파의 진폭이 감쇠하는 것으로 나타났다. 또한 시험체가 그라우팅으로 피복되어 있을 경우 자유구속 및 지중근입 조건에서 공동결함 크기가 증가함에 따라 무결함부에 비하여 진폭이 증가하였다. 그리고 수진된 신호파의 초동시간이 감소하여 전파속도는 전반적으로 선형적 증가 경향을 보였으며, 진폭변화에 비하여 전파속도가 공동결함비율 변화에 더 민감한 반응을 보였다. 본 연구는 록볼트의 건전도 평가시에 비파괴시험이 매우 유용한 방법임을 확인할 수 있었다.

• 산업융합연구
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• 제22권7호
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• pp.15-21
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• 2024

등산스틱은 일반적으로 산행하는 등산객 등이 보행 시 자신의 신체를 의지하면서 보행이 가능하도록 하는 보행 보조도구의 하나이다. 이러한 보조기구인 등산스틱에 다양한 기능을 수행할 수 있도록 하기 위해 충전용 배터리가 내장되어야 한다. 충전용 배터리를 충전하기 위해 별도의 전원공급장치가 필요하다. 본 연구는 자가발전 전원장치에 대한 것으로 기존의 방식보다 발전효율이 높은 스크루를 이용한 발전장치를 개발한다. 기존의 발전 방식 등과 비교 분석하고 이에 대한 문제점을 파악하여 본 연구에서 제시한 방식과 차별화를 둔다. 스크루 방식의 발전장치는 등산스틱이 지면에 접촉할 때와 지면과 떨어질 때 발전하도록 한다. 발전장치의 내장으로 별도의 전원공급장치가 필요 없고, 휴대폰 보조배터리의 역할과 조명등을 부착하여 사용할 수 있고, GPS 센서 등을 내장하여 위치 추적을 통해 길을 잃었을 때 찾을 수 있고 조명을 이용해 조난 등 위급한 상황에서 사용자의 안전을 지킬 수 있는 효과가 있다. 기존의 등산스틱 내장형 발전장치는 전류가 매우 약해 충전이 어렵고 실용성이 낫다. 본 연구에서 개발한 발전장치는 고효율을 실현하여 충분한 전류를 얻을 수 있어 배터리 충전이 가능하고 실용성이 높다.