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Magnetic Field Standards Using Magnetic Resonance
박포규,김완섭,주성중,이형규 한국자기공명학회 2017 Journal of the Korean Magnetic Resonance Society Vol.21 No.1
The nuclear magnetic resonance (NMR) and atomic magnetic resonance (AMR) plays a fundamental role in achieving a high accuracy of magnetic field measurements. Magnetic field unit (T) was realized based on the shielded proton gyromagnetic ratio ('P), helium-4 gyromagnetic ratio (4He) and related techniques. The magnetic field standard system has been disseminated by the NMR magnetometer and electromagnet, a Helmholtz coil system, and AMR magnetometer in the nonmagnetic laboratory. A magnetic field standard below 1 mT has been developed by using Cs and Cs- 4He AMR with automatic compensation of an external magnetic field noise. The standards serve for the calibration of magnetometers and support the test of sensors and materials in the range from 5 μT to 2.0 T with (1 to 50) μT/T uncertainty (k=2).
박포규,김영균,김규태 대한전기학회 2009 전기의 세계 Vol.58 No.11
산업이 고도로 발달함에 따라 자기장의 정밀 측정 및 발생 등에 대한 관심이 증대되고 있다. 정밀 자기장측정기를 이용하여 생체.의료공학, 지하광물 및 매설물 탐사, 지진 및 전파방해 예측, 지구물리탐사 및 우주자기장 분포 측정, 항법장치, 국방 및 우주항공분야, 송유관 부식 연구 등에 활용되고 있다. KRISS에서는 첨단 자기분야의 표준/정밀측정 보급 지원을 위해 자기장 범위 20 μT ∼ 1.2 mT에서 비자성 실험실, 지구자기장 상쇄장치 등을 이용하여 불확도 (4 ∼ 21) μT/T, 자기장 범위 1 mT ∼ 2.5 T에서는 헬름홀츠 코일, 전자석, NMR 자기장 측정기 등을 사용하여 불확도 (10 ∼ 80) μT/T의 표준을 유지하고 있다. 자기장는 자속(magnetic flux) 및 자속밀도(magnetic flux density)로 나눌수 있으며, 그 SI 단위는 웨버(Wb, weber)와 테슬러(T, tesla)이다. 그러나 아직까지 자성재료 등의 특성을 측정하는 전문가들은 SI 단위보다는 지금까지 널리 사용되어온 cgs 단위인 맥스월(Mx, maxwell), 가우스(G, gauss), 외르스테드(Oe, oersted) 등에 익숙해져 있다. 앞으로 자기분야 전문가들도 기본 SI 단위로부터 소급이 유지되는 SI 자기단위의 사용을 기대해 본다.
박포규(P. G. Park),손대락(D. Son),우병칠(B. C. Woo),김창석(C. S. Kim) 한국자기학회 1992 韓國磁氣學會誌 Vol.2 No.2
The low magnetic field standard below 1 mT with resolution of 100 nT has been established for the calibration and testing of low field magnetometers. A precision single layered solenoid, which is made of quartz tube and bare copper wire, was constructed in order to generate a precise magnetic field. To improve the field homogeneity in the solenoid, three-current method was employed. The injected current and injection points on the solenoid were optimized by computer simulation. The magnetic field uncertainty in the solenoid was 0.1 % and 0.01 % in the range of ± 5 ㎝ from the center for a single and three-current methods respectively. We also constructed a testing system for the dynamic properties of low field magnetometers.
박포규(Po Gyu Park),김영균(Young Gyun Kim),김완섭(Wan-Seop Kim),기문석(Mun-Seok Kim) 대한전기학회 2009 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.4
교류 자기장의 정밀측정, 자기장 측정기의교정 및 관련 시험 등을 지원하기 위해 교류자기장 표준장치를 개발하였다. 주파수에 따른 확장불확도(expanded uncertainty, 2 ?)는 1 ㎑ 이하에 서 0.16 %, 1 ㎑ ~ 5 ㎑ 에서 0.26 %, 5 ㎑ ~ 20 ㎑ 에서 0.44 % 이었다. 측정결과에 대한 국제적 신뢰성 및 상호인증을 확보하기 위하여 핵심측정표준 국제비교(international key comparison)에 참여하였으며, 또한 측정능력, 교정 및 시험방법 등에 대한 국제적 전문가로부터 평가(peer review)를 수감하였다. 따라서 한국표준과학연구원 (KRISS)에서 교정 및 측정한 결과에 대해서는 국제적 상호인증을 받을 수 있다.
단전류 - 다층 솔레노이드 방법을 사용한 저자장 표준시스템 제작
박포규(Po Gyu Park),김영균(Young Gyun Kim),V. Ya. Shifrin(V. Ya. Shifrin),V. N. Khorev(V. N. Khorev) 한국자기학회 2001 韓國磁氣學會誌 Vol.11 No.1
The magnetic field standard below 1 mT with the resolution of 0.26 nT has been established. Earth magnetic field (EMF) is compensated automatically down to 0.1 nT/10 min. by a closed feedback system with Cs optical pumping magnetometer and 3-axis Helmholtz coils in nonmagnetic facilities. A multi-layer precision solenoid with the optimized single-current method generates the uniform magnetic field better than 1.0×10^(-7) within ±1 ㎝ region at its center. The coil constant of solenoid determined from Helium optical pumping magnetometer is 1.231 0589 mT/A, and temperature coefficient is 0.38 nT/℃. This standard system is used for calibration of low field magnetometers and testing relates to low field.
박포규(Po Gyu Park),김영균(Young Gyun Kim),김완섭(Wan-Seop Kim) 대한전기학회 2009 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.7
본 논문은 자기장을 이용하여 전류를 안정화시켜 정밀전류를 발생 시킬 수 있는 장치에 관한 연구이다. 일반적으로 전류를 안정화 시키는 방법은 전류회로에 직렬로 저항을 연결하여 저항 양단에 유도되는 전압을 측정하여 전류를 제어하는 방법을 많이 사용한다. 그러나 이 방법은 정밀한 전류를 제어하기 위하여 직렬로 연결되는 저항값이 커야하며, 또한 전류에 의해 발생되는 열로 인해 저항값이 증가하기 때문에 정밀한 제어가 어렵다. 이러한 단점을 보완 할 수 있는 방법으로 전류회로에 직렬로 코일을 연결하여 전류가 변화면 코일속에 자기장이 변화는 원리를 이용하여 전류를 안정화시켜 정밀전류를 발생 할 수 있다. 본 연구에서는 저자기장 국가표준 확립 및 물리고유상수인 양성자 자기회전비율 측정을 위해 원자자기공명 방법을 이용하여 직류전류를 1 A 범위에서 0.1 ㎂ 수준으로 안정화 시켰다.
브라운관의 자기장 영향 분석용 저자기장 제어 장치의 설계 및 제작
박포규(Po Gyu Park),김영균(Young Gyun Kim),신석우(Suk Woo Shin),최형호(Hyung Ho Choi),김태익(Tae-Ik Kim),정동근(Dong-Keun Jung) 한국자기학회 2003 韓國磁氣學會誌 Vol.13 No.6
We have developed the quality analysis system for magnetic field effect of cathode-ray tube that is used a monitor, TV, medical appliance. We designed, constructed the large 3-axis square coil (2 m length) system for the generation of 3-component magnetic field using power supply, magnetometer, computer below 0.2 mT range. The coil constant is 30.31 μT, 29.73 μT, 30.51 μT for the X, Y,, Z axis square coil respectively. The magnetic field resolution was 0.01 T. The uniformity of magnetic field was measured within 1 % in the range of 12 ㎝.