The paper studied the climbing structure and magnet selection method of exploration platform utilized for large-scale steel structures such as vessel surface. With respect to wall climbing robots, the study proposed a stable operation structure even in rapid incline change of vessel surface. Since the wheel-based operating method is hard to work flexibly in inclination changes, we employed joints and designed the robot to have a rotation joint in the center. The arrangement of wheels is an important aspect of this structure. Viewed from the side, the robot wheels should overlap with each other to have intersection points. The wheels here are ring-type permanent magnets and serve as a tool of attachment on walls. Based on the conditions identified through formula modeling, we proposed the required magnetic force. Important factors needed for magnetic force setup include platform weight, angle between ground and inclined plane, and friction coefficient. We considered only the required magnetic force for the stable adhesion of circular magnet while making not a separate mention about the necessary force for directional locomotion. The analysis results of ANSYS Maxwell are applied to magnetic attachment. Based on the final analysis results, we built a platform and found it did not slip and stayed attached on steel plate.

드론을 이용한 신뢰성 있는 항공자력탐사 수행을 위해서 자력탐사 시스템과 드론 시스템을 구성하여 철광산 지 역 자력 탐사에 적용하였다. 드론에 실리는 자력탐사 시스템은 Bartington사의 플럭스게이트 자력계 Mag639를 센서로 사용하고, A/D convertor를 이용하여 태블릿PC에 자력값이 저장되도록 구성하였다. 드론의 비행 컨트롤 모듈로는 확장 성이 좋은 Pixhawk를 사용하였고, 적재 중량(Payload) 3 kg, 최대 중량 적재 시 15분 동안 비행이 가능하도록 구성하였 다. 드론의 자기장 간섭 범위 측정 실험을 통해 드론에 의한 자기장 간섭효과를 제거하였고, 정확한 위치 정보 확보를 위해 RTK GPS를 적용하였다. 정확한 위치정보를 토대로 동일한 측선에 대해서 고도를 변경하여 두 번 측정해서 자력 변화율 자료를 확보하였다. 또한 지형 정보를 사용하여 지형을 따라 비행하는 비행경로를 설정함으로써 지형 효과를 없 앨 수 있었다. 드론 기반 항공자력탐사 시스템을 통해 획득된 자력자료는 Geometrics사의 핵자력계 G-858을 이용해 동 일 지역에서 획득한 자료와 양상이 일치함을 확인하였고, 이를 통해 드론 기반 항공자력탐사 시스템을 이용한 탐사 자 료에 대한 신뢰성을 확보할 수 있었다.

This paper studies the repulsion occurring between the permanent magnet by the simulation analysis. Nowadays, there are many cases such as magnetic levitation, safety bumper device and so on using the properties of the permanent magnet. As the neodymium magnet of the powerful ferromagnetic material is less expensive by comparing with the strong magnetic force for industrial, medical areas and etc., it can be used at the various applications. The prediction of the magnetic force is becoming increasingly important in order to be used effectively permanent magnet in various fields. Therefore, the results of the magnetostatics by Ansys and the MAXWELL of commercial electromagnetic analysis software are analyzed and compared. Magnetic force is inversely proportional to the distance and power. In this paper, the permanent magnet was simulated and compared by the two permanent magnets of the small sizes with the diameter of 4mm and the length of 8mm. In addition, the forces between the ferromagnetic iron and permanent magnets are simulated.

한국지질자원연구원은 몽골 광물자원청과 공동으로 우기누르 철-망간 광화대에 대한 공동 연구를 수행하였다. 이의 일환으로 수행된 육상 자력탐사에서 획득한 자료를 바탕으로 3차원 자력 역산을 수행하였으며, 3차원 지질모델링 기술을 이용하여 철-망간 광화대에 대한 3차원 영상화 및 광체 평가를 위한 연구를 수행하였다. 총자력 이상의 분포 특성을 통해 연구지역의 광상에서 지표 노두로부터 수평적으로 연장되는 광체의 부존 가능성을 확인하였다. 또한, Fe 함량과 상관성이 높은 자기감수율 역산 결과를 토대로 연구지역의 제 1광상 및 제 2광상 모두에서 지표에서 드러난 광체가 지하 하부로 연장되어 있는 것으로 해석되어, 지표에 드러나지 않은 광체의 부존 가능성이 높은 것으로 판단된다. 시추 조사를 통해 일부 대표 지역의 광체 품위 자료가 확보되고 이번 연구결과와의 복합 해석을 수행한다면 효과적인 개발 가능성 평가가 가능할 것으로 판단된다.

이 논문에서는 자력 변화율 텐서를 이용하여 자기 쌍극자의 위치 정보를 파악하는 알고리즘에 대하여 기술하였다. 수직으로 자화된 자기 쌍극자에 의한 자력 변화율 텐서에서 출발하여 자기 쌍극자의 위치 벡터를 유도하였다. 그러나 이 경우 자기 쌍극자의 모멘트에 대한 정보가 주어지지 않았으므로 자기 쌍극자의 위치 벡터가 불완전하게 유도된다. 이를 극복하기 위하여 여러 측정점에서 측정된 자력 변화율 텐서값이 있다고 가정하고 이를 이용하여 자동으로 자기 쌍극자의 위치를 찾아내는 알고리즘을 제안하였다. 시추공에서 자력 변화율 텐서가 측정되었다고 가정한 합성 모델 실험에서 자력 변화율 텐서와 자기 쌍극자 자동 탐지 알고리즘을 이용하여 자기 쌍극자의 위치를 정확하게 찾을 수 있음을 확인하였다.

황해 서남부 지역의 지구물리학적 특성을 연구하고 지구조를 분석하기 위하여 한국해양연구원에서는 2003, 2004과 2005년에 이 해역에 대하여 중력 및 자력탐사를 수행하였다. 황해는 몇 개의 분지를 가지고 있으며 연구지역 또한 흑산분지와 동중국해분지 일부분을 포함하고 있다. 연구지역의 해저지형은 남서쪽 중국쪽으로부터 북동쪽 한국쪽으로 가면서 깊어지며 약 -40 m에서 약 -150 m까지의 수심 범위를 나타내고 전반적으로 완만한 기복과 경사를 보인다. 중력이상은 완만한 해저지형의 변화보다는 기반암의 영향을 받는 것으로 판단된다. 해상중력자료 및 인공위성 중력자료를 함께 사용한 중력이상은 연구지역의 북동쪽으로 높은 값을 보이며 흑산분지 남쪽으로 원형의 낮은 이상대가 나타난다. 부게이상의 아날니틱신호는 분지경계면 부근에서 고이상대들이 나타난다. 자기이상과 자기이상의 아날니틱신호에서는 화성암체 관입에 기인한 복잡한 이상들이 북쪽에 분포하고 남쪽은 완만한 변화를 보이는 것으로 보아 화성암체 관입이 연구지역 북쪽에 비해 많이 나타나지 않은 것으로 판단된다. 연구지역의 부게중력이상과 자기이상의 파워스펙트럼 분석은 모호면의 깊이를 약 30.2-28.3 km로 보여주며, 기반암은 약 8.4-8 km이며, 제 3기 에오세의 부정합면은 약 1.5-1.7 km 정도 인 것으로 나타난다. 부게중력이상의 역산에 의한 모호면의 깊이는 연구지역의 서쪽인 중국쪽이 동쪽인 한국쪽에 비해 약간 깊게 나타난다. 2차원 중력모델링에서 지각구조들의 깊이 및 화성암 관입체의 위치 등 결과가 아날니틱신호 분석, 파워스펙트럼 분석 및 역산의 결과와 잘 부합된다.

자료가 부족한 지역에서의 타당성 높은 공간 자료 해석을 위해서는 추정의 기본 자료인 공간 분포 특성에 대한 올바른 분석이 선행되어야 한다. 공간 추정과 관련해서 자료에 내재된 공간적 특성 척도로 이용 가능한 베리오그램은 자료의 공백을 보완하는 여러 추정 기법의 기초 자료로 그 이용 영역이 제한되어 있는 경향이 있었다. 이에 보다 신뢰성 있는 자료 추정을 위해서는 베리오그램 값이 갖는 의미에 대한 보다 심도 있는 분석이 필요하다. 이 연구에서는 베리오그램 값이 공간 분포 상에서 갖는 의미에 대하여 고찰하고, 베리오그램 분석을 통해 얻을 수 있는 자료의 공간 분포 특성에 대해 연구하였다. 베리오그램은 방향과 분리거리에 따른 자료간의 상관관계 정보를 제공하며, 거리에 따른 상관관계의 변화 정도에 대한 특성을 알려줄 수 있다. 이를 이용하여 베리오그램의 문턱값과 상관거리를 분석하고, 자기상관 값을 이용한 유사거리 개념을 도입하여 선형성 분석의 가능성을 검증하였으며, 화산칼데라 지역에서 획득된 중력 자료 및 자력 자료의 공간 분포 특성을 비교 분석하였다. 분석 결과, 자료의 분포 폭과 변동 폭에 따라 나타나는 중력 자료와 자력 자료의 상이한 특성 패턴을 확인할 수 있었으며, 화산칼데라 지역에서 중력 및 자력의 선형성 방향이 지형의 선형성 방향과 유사하게 나타나고 있어 중력 및 자력 이상체의 지표 연장성이 좋은 것으로 나타났다.

면진장치 중에서 최근 많은 연구가 이루어지고 있는 마찰진자 베어링은 적절한 마찰력을 얻기 위해 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 마찰재가 이용되고 있다. 본 연구에서는 자력의 반발력을 이용해 재료의 성질을 대체하여 면진성능을 향상 시킬 수 있는 자력을 이용한 마찰진자 베어링을 제안하였다. 제안된 시스템은 자력에 의한 반발력이 수직력을 줄여줌으로써 재료에 의한 마찰계수의 영향을 줄일 수 있음을 가정하였다. 또한 자력의 영향을 가정하기 위해서 간단한 실험을 구성해 보았으며, 자력이 작용을 할 때 마찰계수(\mu)를 약 20%정도 줄여줄 수 있었다. 실험 결과를 적용한 수치해석을 통해 다양한 지진에 대해서 기존의 마찰진자 베어링보다 향상된 성능을 보여주었고, 특히 지진으로 인해 구조물의 파괴에 작용하는 주된 요소인 최상층의 가속도와 구조물의 상대변위를 비교함으로써 제안된 시스템이 면진장치로서의 기능을 가지고 있음을 확인하였다. 자력을 이용하여 기존의 PTFE 마찰재를 대체할 수 있는 자력을 이용한 마찰진자 베어링의 구조적 설계를 할 수 있다면 마찰진자 베어링의 문제점을 보완한 기초격리장치로서 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

It is realized that the extraterrestrial matter is in ionized state, plasma, so the matter of this kind behaves as not expected because of its sensitiveness to electric and magnetic fields and its ability to carry electric currents. This kind of subtle change can be observed by an instrument for the magnetic field measurement, the magnetometer usually mounted on the rocket and the satellite, and based on the ground observatory. The magnetometer is a useful instrument for the spacecraft attitude control and the Earth's magnetic field measurements for the scientific purpose. In this paper, we present the preliminary design and the test results of the two onboard magnetometers of KARl's (Korea Aerospace Research Institute) sounding rocket, KSR­III, which will be launched during the period of 2001-02. The KSR-III magnetometers consist of the fluxgate magnetometer, MAG/AIM (Attitude Information Magnetometer) for acquiring the rocket flight attitude information, and of the search-coil magnetometer, MAG/SIM (Scientific Investigation Magnetometer) for the observation of the Earth's magnetic field fluctuations. With the MAG/AIM, the 3-axis attitude information can be acquired by the comparison of the resulting dc magnetic vector fields with the IGRF (International Geomagnetic Reference Field). The Earth's magnetic field fluctuations ranging from 10 to 1,000 Hz can also be observed with the MAG/SIM measurement.

A magnetic survey was carried out at the Barton Peninsula in King George Island, Antarctica. To analyze geological features in the study area, several filtering methods in 2-dimensional wavenumber domain were used. The Barton Horst associated with volcanic activities is well revealed on the low-pass filtered anomaly map. Possible existence of small volcanic plugs or, presumably, mineralized zones are apparent at northern parts and south-western part by reduction-to-the-pole and pseudo-gravity filtering. On the 1st vertical derivative and directional filtered anomaly maps, the geological boundaries on the surface are well identified, and fault strikes along E-W or NW-SE direction appeared to be mostly dominant throughout the study area. Density and susceptibility mapping were performed using the inversion method. The apparent densities of tuffaceous rocks distributed in the southern parts and those of quartz-diorite or crystal tuff in the northern parts were computed as values up to about 2.69 g/㎤ and 2.73 g/㎤, respectively, and the apparent susceptibilities of those rocks are appeared to be about 250 × 10^(-6) CGS and 1870 × 10^(-6) CGS, respectively. These results are in accordant with those of samples measured by Garrett(1990). Therefore, it is concluded that the studied area of the Barton peninsula has been influenced by crustal movement associated with active volcanism and the surface lithology is extended to the considerable depth.

The offshore magnetic data were analyzed to determine the depth of magnetic basement of Kyungi-bay. The mean depth to the basement was computed by a power spectral analysis method. To determine the relief of magnetic basement, the total magnetic intensity data were first reduced to the pole and transformed to a pseudo-gravimetric anomaly data using the Poisson's relation. The relief of basement was estimated from the downward continued pseudo-gravimetric anomaly data to the mean depth. In the process of data preparation, Tuckey and Harming filter was used to suppress the near surface effect of short wavelength. A band-pass filter was also applied before downward continuation. From the result of this study, it is appeared that the magnetic basement rock is ccmposed of mainly granite gneiss and depth to the basement rock is varied from 300m to 500m. The relief of magnetic basement is appeared to reflect the general topography in this area.

본 연구에서는 혼합폐전지로부터 자력선별을 통하여 분류된 자성물질을 약산으로 침출하여 비자성 물질을 용해시키고 니켈과 철을 회수하고자 하였다. 실험은 망간-알칼라인 폐전지와 니켈수소폐전지를 2 : 1의 질량비로 혼합하여 안정적 열처리, 파･분쇄 공정 후 3.2 mm 기준입도로 분리를 한 시료를 800, 1000, 1400 Gauss를 기준으로 자력선별을 수행하였다. 자력선별 실험 결과 1000 Gauss의 자력에서 기존 시료 중 97 wt.% Ni, 98 wt.% Fe, 97 wt.% Co, 11.5 wt.% Mn, 10.5 wt.% Zn가 자성체로 회수되었다. 이 자성체 시료를 pH 0, 0.5, 1, 1.5, 2로 조절한 황산 희석용액으로 침출하여 자성체 내에 Ni과 Fe를 제외한 나머지 금속을 용해시키고자하였다. 침출 실험 결과 pH 0.5 황산 희석용액을 활용한 침출에서 Co, Zn, Mn이 99% 이상 용해되었으며 최종 잔사에는 22.4% Fe와 21.4% Ni만 남아있었다.

광액시료와 비-자성광액시료에 포함된 황비철석을 자류철석으로 상변환 시키기 위하여 그리고 비소 함량을 2,000 mg/kg 이하로 제거하기 위하여 마이크로웨이브 장치를 다양한 시간으로 가열하였 고, 습식-자력선별하였다. 마이크로웨이브 가열시간이 증가함에 따라 황비철석 표면의 가장자리부터 자류철석으로 상변환이 일어났고, 열점 현상에 의하여 자류철석 내부에 용융공극과 마이크로-크랙들 이 형성되었다. 마이크로웨이브 가열을 10분간 수행한 광액시료(비소 함량 : 14,732.66 mg/kg)와 비- 자성 광액시료(비소 함량 : 19,970.13 mg/kg)를 습식-자력선별하여 자성광물로 분리시킨 결과, 10분 가열한 자성광물 시료에서 만 비소 함량이 2,000 mg/kg 이하로 나타났다. 따라서 향후 비소 페널티 부과 대상인 복합황화광물을 마이크로웨이브 가열과 습식-자력선별을 효과적으로 활용하면, 비소 함 량을 페널티 부과대상 이하의 광석광물을 얻을 수 있을 것으로 기대한다.

엽납석광석에 Fe-성분이 불순물로 작용하여 엽납석의 최종 산업제품의 품위를 저하시키고 있다. 엽납석광석에 존재하는 불순물을 광물-화학적으로 확인하고 마이크로웨이브와 자력선별을 이용하여 Fe 함량을 건식방법으로 감소시키고자 하였다. 광학현미경, XRD, XRF, SEM/EDS 및 EPMA 분석을 통하여 엽납석에 황철석과 적철석이 포함되어 있는 것을 확인하였다. 엽납석에 포함된 자형의 황철석은 열수용액에 의하여 형성되고, 용해 공동 구조는 황철석이 산성수에 의하여 부분적으로 용해되어 형성되는 것으로 사료된다. 그리고 퇴적 기원 구조를 보이는 동심원 구조의 적철석은 산성수에 포함되어 있는 Fe3+가 침전되어 형성된 것으로 사료된다. 마이크로웨이브 가열과 자력선별 실험을 수행한 결과 Fe 제거율은 성산광산이 96%, 완도광산이 93%로 나타났다. 마이크로웨이브 가열과 자력선별은 저 품위 엽납석을 품위 향상시킬 수 있는 친환경적 방법이라 사료된다.

일반 소형 형광등(Compact Florescent Lamp; CFL)(20W기준)에는 약 10%의 철금속(ferrous metal)이 존재한다. 철금속은 ‘리사이클링에 의한 생산량’ 을 ‘광석에 의한 생산량’ 으로 나눈 값인 리사이클링강도가 0.84로 타소재 알루미늄 0.39, 구리 0.08, 티타늄 0.02인 데 비해 압도적으로 높으며 철금속을 재활용하면 광물로부터 직접 철금속을 만드는 공정에 비해 이산화탄소 82%, 질소산화물 88.9%, 황산화물 94.7%을 줄일 수 있다. 또한 자연을 비교적 적게 파괴하면서도 쓰레기를 거의 남기지 않는 친환경적인 소재로 다른 소재 대신 철금속을 사용하면 사용할수록 환경보존에 도움이 되며 재활용도 용이해 경제성이 매우 뛰어나다. 본 연구는 폐형광등의 재활용 과정의 일부인 자력을 이용하여 자성물질인 철금속을 선별 및 회수 목적으로 자력 선별기를 개발하는 것이다. 수은이 제거된 폐소형 형광등(CFL)을 자력 선별기에 투입한 후 자력을 이용해 물리적으로 철금속을 단시간에 효과적으로 선별 및 회수할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 자력 선별기에 의한 시료의 투입속도에 따른 철금속의 선별 및 회수를 모니터링 하여 자력선별기의 선별효율을 평가하고자 하였다.