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초고주파 가열치료를 위한 MR 호환 동축 슬롯 안테나의 개발
김태형,천송이,한용희,김동혁,문치웅,Kim, T.H.,Chun, S.I.,Han, Y.H.,Kim, D.H.,Mun, C.W. 대한의용생체공학회 2009 의공학회지 Vol.30 No.4
MR compatible coaxial-slot antenna for microwave hyperthermia was developed while its structure and size of each part were determined by computer simulation using finite element method(FEM). Its local heating performance was evaluated using tissue-mimic phantom and swine muscles. 2% agarose gel mixed with 6mM/$\ell$ $MnCl_2$ as a biological tissue-mimic phantom was heated by the proposed antenna driven by a 2.45GHz microwave generator. The temperature changes of the phantom were monitored using multi-channel digital thermometer at the distance of 0mm, 5mm, 10mm and 20mm from the tip center of the antenna. Also muscle tissue of swine was heated for 2 and 5minutes with 50W and 30W of microwave generator powers, respectively, to evaluate the local heating performance of the antenna. MRI compatibility was also verified by acquiring MR images and MR temperature map. MR signals were acquired from the agarose gel phantom using $T2^*$ GRE sequence with 1.5T clinical MRI scanner(Signa Echospeed, GE, Milwaukee, WI, U.S.A.) at Pusan Paik Hospital and were transferred to PC in order to reconstruct MR images and temperature map using proton resonance frequency(PRF) method and laboratory-developed phase unwrapping algorithm. Authors found that it has no severe distortion due to the antenna inserted into the phantom. Finally, we can conclude that the suggested coaxial-slot antenna has an excellent local heating performance for both of tissue-mimic phantom and swine muscle, and it is compatible to 1.5T MRI scanner.
강태경 ( T. G. Kang ),이상희 ( S. H. Lee ),최용 ( Y. Choi ),김진구 ( J. G. Kim ),현창식 ( C. S. Hyun ),안세웅 ( S. W. An ),김태형 ( T. H. Kim1 ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1
고추는 국내 양념채소의 22%의 점유율을 가지고 있는 매우 중요한 작물이다. 하지만 고추의 재배면적은 2006년 53,097ha에서 2017년 28,337ha로 약 40% 감소하였으며, 이와 더불어 생산량 또한 2006년 352,977톤에서 2017년 241,946톤으로 30%이상 감소하였다, 이러한 현상의 문제점으로는 국내 농촌 노동력의 부족과 고령화현상이 있다. 또한 밭작물 중 고추의 기계화율은 46%로 타 작물들에 비해 현저하게 떨어지는 상황이다. 그 중 경운 및 정지(97.7%), 비닐 피복작업(58.5%), 방제(90.96%)를 제외하면 거의 기계화가 이뤄지지 않은 실정이며 파종 및 정식작업은 0%로 전혀 기계화가 진행되지 않았다. 고추 작물에 대한 기계화 요구는 높지만 농가의 재배 규모 또한 0.3ha이하가 92%를 차지하고 있어 임대사업에 포함이 가능한 고추 정식기 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 묘 취출, 이송, 공급, 정식, 복토가 동시에 작업이 가능한 2조식 고추 정식기를 설계 및 제작하고 이에 대한 작동 실험을 진행하였다. 고추 정식기의 각 부는 체인 이송방식으로 제작한 육묘 트레이 이송부, 집게형 묘 취출 장치를 사용한 묘 취출부, 공급호퍼에서 1차로 묘를 받아서 수평으로 밀어주는 묘 이송부, 이송부에서 전달된 묘를 마지막으로 포장에 정식하는 식부부로 이루어져 있다. 각 부분에 대한 작동 실험 결과 육묘 트레이 이송부는 기체 주변의 간섭 없이 원활하게 작동되었으며, 묘 취출부에서도 1열에 5개씩을 정확하게 취출하여 이송부에 공급하였다. 하지만 묘 이송부 작동 실험과 식부부 실험에서는 횡 이송 호퍼 사이에 이탈된 묘가 끼는 현상이 발생하여 보완 제작 후 추가 실험을 진행할 예정이다.
토양소독기 살포량 자동제어 시스템 개발을 위한 변수 분석
김태형 ( T. H. Kim ),이상희 ( S. H. Lee ),최용 ( Y. Choi ),전현종 ( H. J. Jun ),강연구 ( Y. K. Kang ),현창식 ( C. S. Hyun ),김영근 ( Y. K. Kim ),최일수 ( I. S. Choi ),유승화 ( S. H. Yu ),우제근 ( J. K. Woo ),강태경 ( T. G. Kang ),고형 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
국내 밭작물 재배 면적은 지속적으로 증가하여 2019년 751.8천 ha로 전체 농경지 면적의 약 46%를 차지하고 있다. 하지만 FTA 등의 시장 개방으로 인해 국내산 밭작물 경쟁력이 감소하고 있기 때문에 경쟁력 확보가 필요하다. 그러나 국내 밭작물의 경우 연작으로 인한 선충 피해에 취약하다. 따라서 본 연구에서는 선충 방제를 위한 토양소독기를 개발하고자 살포량 자동제어 시스템 개발을 위한 변수를 분석하였다. 작업속도 변화에 따라 약제 살포량을 자동으로 제어하기 위해서는 구동륜의 회전속도를 감지하여 작업속도를 제어할 필요가 있고, 구동륜의 회전속도와 살포량을 제어할 수 있는 펌프 구동축의 회전속도와의 관계식을 구할 필요가 있다. 살포간격에 따른 펌프 구동축 회전속도는 잇수(n), 살포간격(d), 1회 살포량(a), 단위 거리 당 살포량(A), 모터 감속비(c)의 설계 변수와 작업속도(v), 구동축 회전속도(w<sub></sub>)의 동역학적 변수와 관계가 있다. 살포간격(d)은 1회당 살포량 및 단위 거리 당 살포량(A)으로 d=a/A 로 표현할 수 있으며, 작업속도(v), 잇수(n), 살포간격(d), 감속비(c), 구동축의 회전속도(w<sub>2</sub>)의 관계는 v = ndw<sub>2</sub>/60c = naw<sub>2</sub>60cA 로 표현할 수 있다. 구동륜의 원주(L)는 구동륜의 직경(D)으로 L = πD로 표현되며, 작업속도(v)는 구동륜의 직경(D) 및 구동륜 회전속도(w<sub>1</sub>)와의 관계로 v = Lw<sub>1</sub>60 = πDw<sub>1</sub>/60으로 표현된다. 앞서 구한 작업속도(v)와 펌프 구동축의 회전속도(w<sub>2</sub>)와의 관계식 및 작업속도(v)와 구동륜 회전속도(w<sub>2</sub>)와의 관계식 및 작업속도(v)와 구동륜 회전속도(w<sub>1</sub>)와의 관계식은 v = naw<sub>2</sub>/60cA = πDw<sub>1</sub>/60이며, 결국 펌프 구동축의 회전속도(w<sub>2</sub>)와 구동륜 회전속도의(w<sub>2</sub>)의 관계는 w<sub>2</sub> = πcADw<sub>1</sub>/na와 같은 관계를 가지게된다. 추후 위 결과를 적용하여 작업 속도에 따른 약제 살포량 자동제어 시스템을 개발하고 성능을 분석할 예정이다.
XPS와 SEM을 이용한 폴리실리콘 표면에 형성된 잔류막에 대한 연구
김태형(T. H. Kim),이종완(J. W. Lee),최상준(S. J. Choi),이창원(C. W. Lee) 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.3
HBr/Cl₂/He-O₂반응 기체를 이용한 반응성 이온 식각후, 폴리실리콘 표면에 형성된 잔류막을 x-선 광전자 분광법(x-ray photoelectron spectroscopy, XFS)과 전자 현미경(scanning electron microscopy, SEM)을 이용하여 관찰하였다. 그 결과 잔류물은 패턴된 폴리실리콘의 맨 윗부분에 잔존하고 있었으며, 화학 결합 상태는 실리콘 산화물임이 밝혀졌다. 잔류물인 실리콘 산화물의 형성 메카니즘을 규명하기 위하여 원래의 혼합 기체 성분중 한가지씩의 반응 기체를 제외시켜 가면서 실험하였다. 비록 플라즈마 성질이 다를지라도, 잔류물은 산소의 존재하에서 잘 형성됨을 알 수 있었는데, 이는 휘발성이 낮은 실리콘-할로겐 화합물이 산소에 의해 산화됨으로써 형성되는 것으로 이해하게 되었다. 또한 반응성 이온 식각후 형성된 잔류층은 소자의 전기적 특성과 후처리 공정에 영향을 미치는 것으로 알려져 있어서, 이를 제거하기 위해 습식과 건식 후처리 공정을 도입하여 비교하였다. 그 결과 건식 공정의 경우 반응 기체에 의해 새로운 잔류물이 형성됨을 XPS를 통하여 관찰하였다. 따라서 잔류물을 제거하고 깨끗한 표면을 얻기 위해서는 습식 공정이 더 적합함을 알았다. The plasma etching of polysilicon was performed with the HBr/Cl₂/He-O₂ gas mixture. The residual layers after photoresist strip were investigated using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM). The etch residue was identified as silicon oxide deposited on the top of the patterned polysilicon. In order to clarify the formation mechanism of the etch residue, the effects of various gas mixtures such as Cl₂/He-O₂, HBr/He-O₂ and HBr/Cl₂ were investigated. We found that the etch residue is well formed in the presence of oxygen, suggesting that the etch residue is caused by the reaction of oxygen and non-volatile silicon halide compounds. Wet cleaning and dry etch cleaning processes were applied to remove the polysilicon etch residue, which can affect the electrical characteristics and further device processes. XPS results show that the wet cleaning is suitable for the removal of the etch residue.
저 NOx 연소환경에 의한 미분탄 연소로의 화염측 부식 연구
김태형(T.H Kim),서상일(S.I. Seo),박호영(H.Y. Park),김영주(Y.J. Kim) 대한기계학회 2006 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2006 No.6
Researches to utilize low quality fossil fuel such as fuel with high sulfur and chlorine content have been pursued worldwide. One of the main issues in using low quality fuel is the wastage of the heat transfer surface inside the furnace due to fireside corrosion. And combustion modifications to reduce NOx emissions have increased the likelihood of fireside corrosion in pulverized coal-fired boilers. The increased fireside corrosion potential from low NOx combustion system may become worse with increasing usage of low quality fuel. As a part of these efforts, KEPRI is conducting development of advanced fireside corrosion model for pulverized coal-fired facility. This paper will discuss the fireside corrosion model.