NDE of Low-Velocity Impact Damage in GFRP Using Infrared Thermography Techniques

Ghiseok Kim,Kye-Sung Lee,Hwan Hur,Sun-Jin Kim,Geon-Hee Kim 한국비파괴검사학회 2015 한국비파괴검사학회지 Vol.35 No.3

In this study, low-velocity impact damage (LVID) in glass fiber reinforced plastic (GFRP) was investigated using pulse thermography (PT) and lock-in thermography (LIT) techniques. The main objective of this study was to evaluate the detection performance of each technique for LVID in GFRP. Unidirectional and cross-ply GFRPs were prepared with four energy levels using a drop weight impact machine and they were inspected from the impact side, which may be common in actual service conditions. When the impacted side was used for both inspection and thermal loading, results showed that the suggested techniques were able to identify the LVID which is barely visible to the naked eye. However, they also include limitations that depend on the GFRP thickness at the location of the delamination produced by the lowest impact energy of five joule.

위상잠금 열영상 현미경의 온도분해능 분석

김기석(Ghiseok Kim),이계승(Kye-Sung Lee),김건희(Geon-Hee Kim),허환(Hwan Hur),김동익(Dong-Ik Kim),장기수(Ki Soo Chang) 한국비파괴검사학회 2015 한국비파괴검사학회지 Vol.35 No.1

본 연구에서는 기존의 열영상 측정 장치에 비해 위상잠금기법을 채용한 열영상 측정 장치의 온도분해능이 얼마나 향상될 수 있는지를 평가하기 위해 흑체시스템과 마이크로 레지스터 시편을 이용한 실험을 수행하여 개선된 온도분해능을 확인하였다. 일반적으로 적외선 열영상 측정 장치의 노이즈 수준 또는 온도분해능은 연속적으로 측정된 열영상의 픽셀별 온도의 평균과 각각의 측정값의 편차에 대한 제곱의 평균으로 정의되는 잡음등가온도차(noise equivalent temperature difference, NETD)라는 척도를 이용하여 평가되고 있다. 하지만 위상잠금 열영상 기법을 적용하면 더욱 편리한 방법을 이용할 수 있는데 이는 측정된 열영상 신호의 위상과는 무관한 온도의 진폭에 관한 정보를 이용하는 것이다. 연구결과를 통해 알 수 있듯이, 위상잠금 기법을 적용하게 되면 측정된 신호의 온도분해능 성능을 보여주는 잡음등가온도차가 크게 향상되었으며 이는 위상잠금기법이 내부적으로 수행하는 평균화 작업과 필터링 기능 때문인 것으로 판단되고 있다. In this study, we analyzed and showed the enhanced thermal resolution of a lock-in infrared thermography system by employing a blackbody system and micro-register sample. The noise level or thermal resolution of an infrared camera system is usually expressed by a noise equivalent temperature difference (NETD), which is the mean square of the deviation of the different values measured for one pixel from its mean values obtained in successive measurements. However, for lock-in thermography, a more convenient quantity in the phase-independent temperature modulation amplitude can be acquired. On the basis of results, it was observed that the NETD or thermal resolution of the lock-in thermography system was significantly enhanced, which we consider to have been caused by the averaging and filtering effects of the lock-in technique.

드론을 활용한 신선물류 사례 연구

김기석(Ghiseok Kim) 한국원예학회 2017 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2017 No.10

NDE of Low-Velocity Impact Damage in GFRP Using Infrared Thermography Techniques

Kim, Ghiseok,Lee, Kye-Sung,Hur, Hwan,Kim, Sun-Jin,Kim, Geon-Hee The Korean Society for Nondestructive Testing 2015 한국비파괴검사학회지 Vol.35 No.3

In this study, low-velocity impact damage (LVID) in glass fiber reinforced plastic (GFRP) was investigated using pulse thermography (PT) and lock-in thermography (LIT) techniques. The main objective of this study was to evaluate the detection performance of each technique for LVID in GFRP. Unidirectional and cross-ply GFRPs were prepared with four energy levels using a drop weight impact machine and they were inspected from the impact side, which may be common in actual service conditions. When the impacted side was used for both inspection and thermal loading, results showed that the suggested techniques were able to identify the LVID which is barely visible to the naked eye. However, they also include limitations that depend on the GFRP thickness at the location of the delamination produced by the lowest impact energy of five joule.

복분자의 품질변화에 관한 기초연구

김기석 ( Ghiseok Kim ),김용노 ( Yong Ro Kim ) 한국농업기계학회 2015 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.20 No.2

Applications of Discrete Wavelet Analysis for Predicting Internal Quality of Cherry Tomatoes using VIS/NIR Spectroscopy

Kim, Ghiseok,Kim, Dae-Yong,Kim, Geon Hee,Cho, Byoung-Kwan Korean Society for Agricultural Machinery 2013 바이오시스템공학 Vol.38 No.1

Purpose: This study evaluated the feasibility of using a discrete wavelet transform (DWT) method as a preprocessing tool for visible/near-infrared spectroscopy (VIS/NIRS) with a spectroscopic transmittance dataset for predicting the internal quality of cherry tomatoes. Methods: VIS/NIRS was used to acquire transmittance spectrum data, to which a DWT was applied to generate new variables in the wavelet domain, which replaced the original spectral signal for subsequent partial least squares (PLS) regression analysis and prediction modeling. The DWT concept and its importance are described with emphasis on the properties that make the DWT a suitable transform for analyzing spectroscopic data. Results: The $R^2$ values and root mean squared errors (RMSEs) of calibration and prediction models for the firmness, sugar content, and titratable acidity of cherry tomatoes obtained by applying the DWT to a PLS regression with a set of spectra showed more enhanced results than those of each model obtained from raw data and mean normalization preprocessing through PLS regression. Conclusions: The developed DWT-incorporated PLS models using the db5 wavelet base and selected approximation coefficients indicate their feasibility as good preprocessing tools by improving the prediction of firmness and titratable acidity for cherry tomatoes with respect to $R^2$ values and RMSEs.

농산가공과 ICT기술의 융합연구

김기석 ( Ghiseok Kim ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

농산가공 및 농산물 물성학분야는 농업기계 및 농식품산업에서 중요한 역할을 담당해왔으며 반드시 필요한 산업 및 연구분야이다. 하지만, 농산가공분야는 일반 제조분야와는 달리 대단위 산업규모를 가지고 있지 않으며 곡물을 제외하고는 대부분 소량의 다품종을 대상으로 하고 있는 탓에 일반적으로 고부가 가치의 산업으로 인식되고 있지 않은 것이 현실이다. 하지만, 농산가공 및 농산물 물성학에 관한 연구는 최근 들어 4차산업혁명에 이용되는 다양한 첨단 기술과 타 영역과의 융복합을 통한 변화를 모색 중에 있으며 이로 인한 농식품산업의 발전과 구조적 변화가 꾀해 질 것이라는 전망을 나오게 하고 있다. 전세계적인 글로벌 농산업 및 식품시장은 기존의 IT시장과 자동차시장을 합한 것 보다 큰 거대한 시장으로 미래 유망산업인 것으로 평가받고 있으며 또한, 농산업 및 농식품산업은 인류의 삶을 영위할 수 있는 기본적인 식량과 안전한 먹거리를 공급하는 산업이라는 기초적인 면을 가지고 있으며 아울러 복지, 건강 및 행복한 노후 등과 같은 기능적 역할과 문화적 충족까지 그 영역이 확대되고 있다. 또한, 농식품에 대한 소비자의 니즈가 다양화됨에 따라 식품산업과 첨단기술, 문화, 관광 등 타 영역과 의 융복합이 가속화되고 부가가치가 높아져 미래유망산업으로 떠오르고 있으며 2018년 농식품 산업은 6조 3,000억 달러 규모로 성장할 것으로 예상되고 있다. 본 발표에서는 이러한 농산업 및 식품산업의 성장 가능성을 위한 농산가공분야의 ICT기술 융합연구들에 대해 최근의 연구사례들을 살펴보고자 한다.

농산물,식품가공공학 분야 : P2-7 ; 식물자원의 방사열에 대한 겉보기 온도의 측정 및 분석

김기석 ( Ghiseok Kim ),이계승 ( Kye Sung Lee ),김건희 ( Geon Hee Kim ),조병관 ( Byoung Kwan Cho ) 한국농업기계학회 2015 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.20 No.1

저온-진공 흑체시스템의 설계 및 성능 평가

김기석(Ghiseok Kim),장기수(Ki Soo Chang),이상용(Sang-Yong Lee),김건희(Geon-Hee Kim),김동익(Geon-Hee Kim) 한국비파괴검사학회 2013 한국비파괴검사학회지 Vol.33 No.4

본 논문에서는 저온-진공 흑체시스템의 설계 및 구성과 함께 흑체시스템의 수학 모델을 이용한 열해석 평가 방법과 그 결과를 제시하였으며 적외선 카메라를 이용한 흑체시스템의 평가 방안 및 결과를 명시하였다. 개발된 흑체시스템은 기존의 시스템에 비해 상대적으로 규모가 소형이며 273 K이하의 저온에서 수증기가 응결될 수 있는 현상을 방지하기 위하여 흑체시스템 내부를 진공 (2.67 × 10<SUP>-2</SUP> ㎩) 상태로 유지되도록 제작되었다. 또한 흑체시스템 내부의 열손실로 인한 성능 저하를 막기 위하여 radiator가 설치되는 부위에는 heat sink, heat shield 및 cold shield를 설계하였다. 흑체시스템의 수학 모델에 대한 열 해석을 위해서 변형된 스테판-볼츠만의 정리를 이용하여 radiator의 성능을 검증하였고 실제 흑체시스템에서 방사되는 적외선 신호에 대해서는 적외선 카메라를 이용하여 신호전달함수 및 온도분해능을 측정, 분석하였다. 제안된 설계와 해석 및 실험 결과에 근거하여, 개발된 저온-진공 흑체시스템은 적용온도범위인 268~333 K 구간에서 적외선 측정장치의 캘리브레이션을 위한 기준장치로서 성능이 안정적이고 적용이 적합한 것으로 확인되었다. In this paper, the design concept of a low-temperature vacuum blackbody was described, and thermophysical model of the blackbody was numerically evaluated. Also the working performance of low-temperature vacuum blackbody was evaluated using infrared camera system. The blackbody system was constructed to operate under high-vacuum conditions (2.67 × 10<SUP>-2</SUP> ㎩) to reduce temperature uncertainty, which is caused by vapor condensation at low temperatures usually below 273 K. In addition, both heat sink and heat shield including cold shield were installed around radiator to prevent heat loss from the blackbody. Simplified mathematical model of blackbody radiator was analyzed using modified Stefan-Boltzmann’s rule. The infrared radiant performance of the blackbody was evaluated using infrared camera. Based on the results of measurements, and simulation, temperature stability of the low-temperature vacuum blackbody demonstrated that the blackbody system can serve as a highly stable reference source for the calibration of an infrared optical system.

Optical Design and Tolerance Analysis of a New Off-Axis Infrared Collimator

Lee, Sang-Yong,Kim, Ghiseok,Lee, Young-Shin,Kim, Geon-Hee 한국정밀공학회 2014 International Journal of Precision Engineering and Vol.15 No.9

In this study, a Cassegrain type infrared collimator capable of being used in the far-infrared wavelength band of $8{\sim}12{\mu}m$ was designed, and its optical tolerance caused by structural deflections was analyzed using finite element analysis (FEA). The entrance pupil diameter (EPD) and focal length of the infrared collimator were set at 200 mm and 2,000 mm, respectively. Through the optical tolerance analysis, it was observed that the deflection related to ${\alpha}$-tilt, ${\beta}$-tilt, despace, and back focal length (BFL) can affect the spot diameter at the focal plane. From the results of FEA of the primary mirror stage and support shaft as well as from the results of analysis of the tolerance of a-tilt due to deflection, it was found that the deflection was caused by the self weight of the primary mirror stage and support shaft. When converted to a-tilt, the deflection reached a $0.0015^{\circ}$. However, it was confirmed that this deflection was extremely small compared to the marginal range of the spot diameter (${\pm}1^{\circ}$), which can adversely affect performance. Therefore it can be affirmed that the optical tolerance caused by deflection in the infrared collimator designed in this study did not significantly affect performance of the optical system.