水蔘의 超音波 傳達 速度 計測 自動化 시스템 開發 = Development of automatic system to measure transmitted ultrasonic speed of raw ginseng

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

When sorting raw ginseng by ultrasound, ultrasound speed depends on density, moisture content, inner tissue, etc. of the ginseng. Because force on raw ginseng by two ultrasonic transducers can effect on density and inner tissue of the ginseng, uniform force should be pressured on ginseng when measuring transmitted sltrasonic speed of the ginseng. In this study, automatic system to measure the speed of transmitted ultrasound was developed and the performance test was carried out. The research results is as follows.
1. The developed system consisted of a personal computer to control the whole system, a driving and moving equipment for system, a load transducer, two ultrasonic transducers and PUNDIT(Potable Ultrasonic Non-destructive Digital Indicating Tester).
2. In program for system control and measurement, pressure on ginseng, size of the ginseng, transmitted time of ultrasound and the transmitted speed were calculated sequently. Visual Basic 6.0 was used for control program. Motor driving, A/D converting and RS232C communication part were made in module type.
3. After moving the plate with transducer to 30, 60, 90, 120, 150mm at 15mm/sec and 30mm/sec, the error between command length to move and measured value by digital vernier calipers was shown at the range of 0∼0.04mm, which was much smaller than 0.17mm of allowable error. And there was no big difference between velocity of 15mm/s and 30/s.
4. When the plate with transmitting transducer was moved 10∼40 times in the range of 10∼60mm at velocity of 15mm/sec and 30mm/sec, the repeatability error was smaller than 0.02mm.
5. When the size of aluminum lumps was measured with 2kgf force on them, maximum error was 0.08mm which was smaller than 0.17mm allowable error.
6. The bio-yield point of raw ginseng was 47.8kgf. The transmitted ultrasonic velocity of the original raw ginseng was 356.8m/s and the cut ginseng was 396.4m/s. The transmitted ultrasonic velocity of the potato, carrot and radish cut was respectively 679.8m/s, 326.5m/s, 274.3m/s.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• List of Tables = iv
• List of Figures = v
• I. 서론 = 1
• II. 문헌개요 = 4
• 2.1. 계측 시스템 = 4
• 2.2. 초음파의 응용 = 5
• 2.3. 농산물의 기계적 특성 = 8
• 2.4. 수삼 = 9
• III. 이론적 고찰 = 11
• 3.1. 디지털 서보 제어 = 11
• 3.1.1. 디지털 서보의 구체적 회로구성과 동작 = 11
• 3.1.2. 서보성능 = 13
• 3.2. 신호처리 = 18
• 3.2.1. 부해능과 양자화 = 18
• 3.2.2. 샘플링과 에일리어싱(sampling & aliasing) = 19
• 3.3. 오차의 정도 = 21
• 3.3.1. 오차 = 21
• 3.3.2. 오차의 종류 = 22
• 3.3.3. 정도 = 22
• 3.3.4. 머니퓰레이터의 정확도와 반복정밀도 = 23
• 3.4. 초음파의 기초이론 = 24
• 3.4.1. 음속과 탄성 계수 = 25
• IV. 계측 시스템 개발 = 27
• 4.1. 하드웨어 = 27
• 4.1.1. 설계기준 = 27
• 4.1.2. 시스템의 구성 = 27
• 4.1.2.1. 시스템 구동 및 트랜스듀서 이동 장치 = 30
• 4.1.2.2. 하중변환장치 = 34
• 4.1.2.3. 초음파 발생 및 송수신 장치 = 36
• 4.2. 소프트웨어 = 39
• 4.2.1. 계측 방법 = 39
• 4.2.1.1. 1펄스 당 이동 거리 = 39
• 4.2.1.2. 측정 대상물의 크기 측정 = 39
• 4.2.1.3. 힘의 측정 및 제어 = 40
• 4.2.1.4. 초음파 전달 시간의 측정 = 40
• 4.2.2. 시스템 제어, 계측 알고리즘 및 프로그램 = 40
• 4.3. 시스템의 성능 평가 = 43
• 4.3.1. 시스템의 성능 평가 방법 = 43
• 4.3.1.1. 하중변환기(loadcell)의 측도설정 = 43
• 4.3.1.2. 시스템의 허용 오차 설정 = 44
• 4.3.1.3. 시스템의 정확도 측정 실험 결과 = 44
• 4.3.1.4. 시스템 반복 정밀도 측정 실험 = 44
• 4.3.1.5. 크기 측정 실험 = 46
• 4.3.2. 시스템의 성능평가 결과 = 46
• 4.3.2.1. 하중변환기(loadcell)의 측도설정 결과 = 46
• 4.3.2.2. 시스템의 정확도 측정 실험 결과 = 47
• 4.3.2.3. 시스템의 반복 정밀도 측정 실험 결과 = 48
• 4.3.2.4. 크기 측정 실험 결과 = 49
• V. 수삼의 초음파 전달 속도 = 51
• 5.1. 공시 재료 = 51
• 5.2. 실험 방법 = 51
• 5.2.1. 수삼의 생물체 항복 강도 측정 실험 = 51
• 5.2.2. 수삼의 초음파 전달 속도 측정 실험 = 51
• 5.2.3. 감자, 당근, 무의 초음파 전달 속도 측정 실험 = 52
• 5.3. 실험 결과 = 52
• 5.3.1. 수삼의 생물체 항복점 = 52
• 5.3.2. 수삼의 초음파 전달 속도 = 53
• 5.3.3. 감자, 당근 무의 초음파 전달 속도 = 53
• VI. 결론 = 54
• 참고 문헌 = 56
• ABSTRACT = 61
• 부록 = 64