보리, 밀 등에서 발생되는 붉은곰팡이병균(Fusarium)은 전세계적으로 분포하고 있으며 작물의 수확량을 감소시키고 품질을 저하시키는 원인이 된다. 특히, 곰팡이병균은 deoxynivalenol(DON), nivalenol(NIV), zearalenone(ZEA) 등과 같은 제2차 대사산물인 곰팡이 독소를 생성하여 사람과 가축에 치명적인 피해를 주기도 한다. 발암물질로 알려진 곰팡이독 소는 조리 및 가공 후에도 분해되지 않는 특성으로 인해 오염된 곡물을 미리 검출하여 폐기해야 그 피해를 막을 수 있다. 기존 곰팡이독소 검출을 위해서는 정확성이 높은 TLC, HPLC, ELISA 등을 사용하고 있지만 고가 장비 및 전문 인력이 요구되고 있으며 분석을 위해 장시간이 소요되는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 1175∼2170 nm의 근적 외선(NIR) 파장대역을 가진 분광센서를 이용하여 곰팡이독소(DON)에 오염된 겉보리 시료의 농도를 예측하고자 하였 다. 겉보리 시료에 적용된 곰팡이독소(DON)의 농도별로 0, 10, 100, 10000 ppm으로 각각 20립씩 총 80립을 조제하였 다. 용매는 아세트나이트릴에 침지하였으며 질소를 이용하여 건조시켜 곰팡이 독소를 조제하였으며 NIR 분광센서를 이용하여 총 3회 반복 측정하였다. 겉보리의 농도별 곰팡이독소를 예측하기 위해서 교정 및 검정 PLSR(Partial least square regression) 모델을 개발하였으며 각각의 반사 스펙트럼 전처리별 R2, SEC, SEP 등의 값을 산출하여 예측성능을 비교하였다.

Thermographic imaging based non-destructive evaluation proceeds measuring the defect or internal condition of civil structures. To demonstrate the feasibility of the method, the infrared camera system is applied to various specimens. The technique described in this paper may allow us to find their numbers, locations, and the extent of damaged steels from the measurement in the long distance. In addition, a reinforced concrete specimens with different penetration depths is tested using the active thermography method, and to study the influence on the detecting internal rebar in cooled and heated conditions. The experimental results demonstrate that thermographic imaging method is useful for detecting the damage of steel structures and the unknown rebar in the concrete.

Infrared thermography provides the colorful images of concerning area where local changes of surface temperature occurs and can be used to measure the fine temperature of human body. Unlike the radiography technique, it is determined by the presence or absence of existing anatomical principles capable of quantitative evaluation and visible to the physiological and functional state of the human body. In this paper, it was studied the characteristics of dynamic motion conditions in the hands due to physiological changes of temperature distribution. The results showed that the difference between the change in temperature characteristics for the left and right hand.

A sintering process for copper based films using a rapid thermal process with infrared lamps is proposed to improve the electrical properties. Compared with films produced by conventional thermal sintering, the microstructure of the copper based films contained fewer internal and interfacial pores and larger grains after the rapid thermal process. This high-density microstructure is due to the high heating rate, which causes the abrupt decomposition of the organic shell at higher temperatures than is the case for the low heating rate; the high heating rate also induces densification of the copper based films. In order to confirm the effect of the rapid thermal process on copper nanoink, copper based films were prepared under varying of conditions such as the sintering temperature, time, and heating rate. As a result, the resistivity of the copper based films showed no significant changes at high temperature (300 oC) according to the sintering conditions. On the other hand, at low temperatures, the resistivity of the copper based films depended on the heating rate of the rapid thermal process.

붉은곰팡이병균(Fusarium)은 맥류의 출수기에 많은 비가 내려 습도가 높거나 기온이 10~25℃ 환경 조건에서 병원균 이 급속하게 증식되어 발생 빈도가 증가하게 되는 특징이 있다. 이러한 붉은곰팡이병균에 감염된 피해 이삭은 껍질이 갈색으로 변색되고 분생포자 형태의 붉은색 곰팡이로 뒤덮이게 된다. 붉은곰팡이병균에 감염된 곡물은 수량이 감소되 고 품질이 저하되어 경제적 손실을 일으키게 되어 이를 사전에 신속하게 판별할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 붉은곰팡이병균에 감염된 겉보리 시료와 정상 겉보리 시료를 가시광선 및 근적외선(visible and near-infrared; VNIR) 초분광 영상 시스템을 이용하여 비파괴적이고 신속하게 판별하기 위해 수행되었다. 붉은곰팡이병균에 감염된 겉보리 시료는 총 298립이고 대조군(control)로 사용한 정상 겉보리 시료는 총 127립을 사용하였다. VNIR 초분광 영상 시스템은 파장대역이 403~998 nm이고 시스템의 구성은 EMCCD 카메라, 영상분광기(imaging spectrograph), 할로겐 램 프, C 마운트 렌즈, 시료대 등으로 구성되었다. 모든 시료는 종구(groove)를 기준으로 앞면과 뒷면을 구분하여 측정하였 으며 획득한 초분광 영상은 배경을 제거하여 겉보리 시료에 대한 관심영역(ROI)을 추출하였다. 정상 및 감염 시료를 판별하기 위한 최적 파장대역의 선발은 분산분석(ANOVA)을 적용하였으며 선발된 최적 파장 대역은 문턱값을 이용하 여 이치화 영상으로 변환하여 오염 겉보리 검출에 대한 판별률을 계산하였다. VNIR 초분광 영상 시스템을 이용하여 붉은곰팡이병균에 감염된 다수의 겉보리 시료를 비파괴적이고 신속하게 검출할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

맥류에서 발생되는 붉은곰팡이병균(Fusarium)의 제2차 대사산물인 deoxynivalenol (DON), nivalenol (NIV), zearalenone (ZEA) 등과 같은 곰팡이 독소는 수확후 처리과정에서 소멸되는 경우도 있지만 이미 생성된 독소들은 농산물에 잔류 하게 된다. 발암물질로 알려진 곰팡이독소는 열에 안정적인 특성으로 인해 조리 및 가공 후에도 분해되지 않기 때문 에 오염된 농산물이나 식품을 사전에 선별하여 폐기하는 것이 중요하다. 기존 곰팡이독소 검출을 위해 사용되는 방법 으로는 Thin layer chromatography (TLC)법과 HPLC법이 있으며 최근 aflatoxin 등을 비롯한 주요 곰팡이독소 분석용으 로 효소면역분석법(ELISA)이 도입되고 있다. 이러한 화학분석법의 경우에 정확성은 높지만 분석에 대한 전체적인 과 정을 수행하기 위해서는 고가의 장비와 전문 인력이 요구되고 있으며 최종 결과를 획득하기 위해서 장시간이 소요되 는 단점이 있으며 다량의 시료를 분석하기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 근적외선 분광 기술을 적용하여 곰팡이독소(DON)에 오염된 겉보리 시료와 정상시료를 신속하게 판별하기 위해 수행되었다. 겉보리 시료에 적용된 곰 팡이독소(DON)의 농도는 0, 1, 10, 100 ppm으로 하였으며 용매는 물을 이용하였고 1, 12, 24시간 동안 초음파, 진탕, 정치의 3가지 방법을 이용하여 독소를 침투시켰다. 각각의 처리조건별로 15립의 겉보리 시료를 조제하였으며 파장대 역이 1,175~2,170 nm 분광센서를 이용하여 3회 반복 측정하였다. 오염됨 시료와 정상시료를 판별하기 위해서 PLS-DA (Partial least square discrimination analysis) 모델을 개발하였으며 물에 정치하여 조제한 100 ppm 곰팡이독소 감염 겉보리 시료와 정상 시료에 있어서 정상에 대한 판별율은 100%였으나 감염 시료에 대한 판별율은 34.6%로서 저 조하였다.

This study was conducted to determine the effect of mathematical transformation on near infrared spectroscopy (NIRS) calibrations for the prediction of chemical composition and fermentation parameters in corn silage. Corn silage samples (n=407) were collected from cattle farms and feed companies in Korea between 2014 and 2015. Samples of silage were scanned at 1 nm intervals over the wavelength range of 680~2,500 nm. The optical data were recorded as log 1/Reflectance (log 1/R) and scanned in intact fresh condition. The spectral data were regressed against a range of chemical parameters using partial least squares (PLS) multivariate analysis in conjunction with several spectral math treatments to reduce the effect of extraneous noise. The optimum calibrations were selected based on the highest coefficients of determination in cross validation (R2 cv) and the lowest standard error of cross validation (SECV). Results of this study revealed that the NIRS method could be used to predict chemical constituents accurately (correlation coefficient of cross validation, R2 cv, ranging from 0.77 to 0.91). The best mathematical treatment for moisture and crude protein (CP) was first-order derivatives (1, 16, 16, and 1, 4, 4), whereas the best mathematical treatment for neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) was 2, 16, 16. The calibration models for fermentation parameters had lower predictive accuracy than chemical constituents. However, pH and lactic acids were predicted with considerable accuracy (R2 cv 0.74 to 0.77). The best mathematical treatment for them was 1, 8, 8 and 2, 16, 16, respectively. Results of this experiment demonstrate that it is possible to use NIRS method to predict the chemical composition and fermentation quality of fresh corn silages as a routine analysis method for feeding value evaluation to give advice to farmers.

PURPOSES : The objective of this study is to propose a quality control and quality assurance method for use during asphalt pavement construction using non-destructive methods, such as ground penetrating radar (GPR) and an infrared (IR) camera. METHODS: A 1.0 GHz air-coupled GPR system was used to measure the thickness and in situ density of asphalt concrete overlay during the placement and compaction of the asphalt layer in two test construction sections. The in situ density of the asphalt layer was estimated based on the dielectric constant of the asphalt concrete, which was measured as the ratio of the amplitude of the surface reflection of the asphalt mat to that of a metal plate. In addition, an IR camera was used to monitor the surface temperature of the asphalt mat to ensure its uniformity, for both conventional asphalt concrete and fiber-reinforced asphalt (FRA) concrete. RESULTS: From the GPR test, the measured in situ air void of the asphalt concrete overlay gradually decreased from 12.6% at placement to 8.1% after five roller passes for conventional asphalt concrete, and from 10.7% to 5.9% for the FRA concrete. The thickness of the asphalt concrete overlay was reduced from 7.0 cm to 6.0 cm for the conventional material, and from 9.2 cm to 6.4 cm for the FRA concrete. From the IR camera measurements, the temperature differences in the asphalt mat ranged from 10℃ to 30 ℃ in the two test sections. CONCLUSIONS: During asphalt concrete construction, GPR and IR tests can be applicable for monitoring the changes in in situ density, thickness, and temperature differences of the overlay, which are the most important factors for quality control. For easier and more reliable quality control of asphalt overlay construction, it is better to use the thickness measurement from the GPR.

본 연구는 근적외선분광법을 이용하여 우리나라에서 재배되고 있는 목초류 중 외형적 특성이 유사한 이탈리안 라이그라스, 페레니얼 라이그라스와 톨 페스큐 종자의 초종 판별 가능성을 검토하고자 수행되었다. 근적외선분광기를 이용하여 목초류 종자를 가시파장 대역대(680~1,099 nm), NIRS 파장 대역대(1,100-2,500 nm) 및 NIRS 전체 파장 대역대(680-2,500 nm)로 구분하여 스펙트라를 얻은 후 1차 미분과 8 nm gap으로 수 처리를 수행하였으며 부분최소자승(PLS) 회귀분석법을 통해 초종판별 검량식을 개발하고 판별 정확성을 검증하였다. 목초류의 초종판별 정확성은 가시파장대역에서 SECV 1.732, R2CV 0.96으로 가장 판별 정확성이 낮았으며 NIRS 전체 파장대역에서 SECV 1.182, R2CV 0.98로 가장 높은 판별 정확성을 나타내었다. 파장대역별 예측 정확성은 NIR 파장대역(1,100-2,500 nm)에서 교차검증오차(SECV) 1.319에서 예측 오차(SEP) 1.288로 낮아졌으며 가시영역대(680~1,099)는 SECV 1.732에서 SEP 1.749로 약간 높아졌다. Discrimination equation 분석법에 의한 NIRS 전체 파장대역별 목초류 초종의 판별 결과는 초종간에 판별 정확성의 차이가 크게 나타났으며 이탈리안 라이그라스의 ‘Hits’는 68%로 가장 낮았으며 페레니얼 라이그라스가 78%의 정확성으로 가장 높게 나타났다. 따라서 NIRS를 이용한 목초류 초종의 판별분석이 가능할 것으로 판단되었다.

Near Infra-red (NIR) analytical method was applied to quantify fat, moisture, protein, and salt in meat products. To ensure an accurate analysis, the NIR analysis method was compared with Korean food standard codex method. Correlation coefficients were 0.961-0.997, and the ratio of standard error of prediction (SEP) with standard error of laboratory (SEL) were 1.01-1.32. Z-score and Q score were −0.02-0.95 and −0.27-0.15, respectively. A control chart was conducted for three meat products. Each control chart data consisted of fat, moisture, protein, and salt, and it was produced by NIR analysis. The control chart of meat products was used for quality control.

First light galaxies have predictable linear clustering, and are expected to produce fluctuations with a characteristic spatial power spectrum, which peaks at an angular scale of ~ 10 arcminutes and in the 1―2 μm spectral regions. The Cosmic Infrared Background ExpeRiment 2 (CIBER2) is a dedicated sounding rocket mission for measuring the fluctuations in the extragalactic infrared background light, following up the previous successful measurements of CIBER1. With a 28.5 cm telescope accompanied with three arms of camera barrels and a dual broadband filter on each H2RG (λc = 2.5 μm) array, CIBER2 can measure 6 bands of wide field (1.1 × 2.2 degrees) up to 3 AB magnitudes deeper than CIBER1. This project is leaded by California Institute of Technology/Jet Propulsion Laboratory, collaborating internationally with Institute of Space and Astronautical Science in Japan, Korea Astronomy and Space Science Institute, Korea Basic Science Institute, and Seoul National University. The Korean team is in charge of 1) one H2RG scientific array, 2) ground station hardware and software, 3) telescope lenses, and 4) flight and test bed electronics fabrication. In this paper, we describe the detailed activities of the Korean participation as well as the current status of the CIBER2 project.

본 연구는 감성의류용 탄화지르코늄 함유 축열 니트의 원적외선 특성을 연구하였다. 탄화지르코늄 함유 축열 PET 원사가 이성분 방사법에 의해 방사되었다. 이 원사의 core부에는 고점도 PET와 탄화지르코늄을 혼합한 용액을, sheath부에는 저점도 PET 용액을 사용하여 콘쥬게이트 방사를 실시하였다. 이들 방사된 원사의 원소분석과 원적외선 특성 분석이 EDS와 FT-IR 계측기기에 의해 분석되었으며 두 가지 조직의 니트 소재를 편직하여 이들의 열적특성을 분석하였다. EDS 분석에서 Zr 피크를 확인하였으며 원사내에 Zr 원소가 19.29% 함유되어 있음을 확인하였다. 또한 원적외선 분석에서 5~20㎛ 파장 영역에서 원적외선 방사에너지가 3.65 x 102 W/m2, 방사율이 0.906 임을 확인하였다. KES-F7 측정기 분석에서 ZrC 함유 편성물의 Qmax 값이 일반 PET 편성물의 값보다 낮은 값을 보였고 보온율 값은 ZrC 함유 편성물이 일반 PET보다 더 높은 값을 보이므로서 ZrC의 축열성을 확인하였다. 열전도도는 Zr의 높은 열전도도 때문에 일반 PET 편물보다 더 높은 값을 보였다. ZrC의 함유가 편물의 촉감에 미치는 영향을 없었으며 편성 조직이 더 큰 영향을 주는 것을 확인하였다.

Numerous experiments have demonstrated that infrared thermographic methods are effective for detection of subsurface defects in the materials. The response of the material to the thermal stimulus is dependent on the existence of subsurface defects and their features. In order to obtain the information about defects, the material’s response to the thermal stimulus is studied. In this study, image processing was applied to infrared thermography images to detect defects in metals that were widely used in industrial fields. When analyzing experimental data from infrared thermographic testing, thermal images were often not appropriate. Thus, four point method was used for processing of every pixel of thermal images using MATLAB program for quantitative evaluation of defect detection and characterization which increased the infrared non-destructive testing capabilities since subtle defects signature became apparent..

In this paper, the gait parameter detection system using an infrared rays elements was developed. This system consist of the transmission unit and receiver of an infrared LED light and the gait parameter were calculated by the non-transmission timing of infrared LED light from user’s leg movement Based on this method, we calculated the velocity of gait and gait stride of the person during the gait motion on the treadmill. To confirm the effectiveness of this system, we analyzed the real velocity of the treadmill using tachometer on treadmill compared with controlled velocity of treadmill.

본 연구에서는 페이즈 필드법을 기반으로 하는 위상 최적설계 방법을 통하여 적외선 스텔스 효과를 위한 적외선 반사층의 설계를 진행하였다. 이를 위하여 수직으로 입사하는 적외선 파를 반사층에서 반사되어 원하는 방향으로 전파되도록 모델링을 하였다. 전파 방향에 측정 영역을 설정하여 해당 영역에서의 목적함수 값을 최대화하도록 설계가 진행되었으며, 이때 목적함수는 전자기파의 에너지 흐름을 나타내는 포인팅 벡터(Poynting vector)로 설정하였다. 페이즈 필드법 기반의 방법에서의 여러 파라미터 값들을 변경해 가며 설계 결과를 도출하였고, 목적함수 값을 최대화하는 모델을 최적 모델로 선정하였다. 선정된 최적 모델에서 gray scale을 cut-off 방법으로 제거한 경우 더 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 또한 중적외선 영역에서의 효과를 고려하기 위하여 입사되는 파장을 바꿔가며 얻은 해석결과를 검토하였다. 본 연구의 유한요소해석 및 최적화 과정은 상용 프로그램인 COMSOL과 Matlab을 연동하여 수행하였다.

Fe2O3 coated plate mica(Fe2O3/mica) for infrared reflectance red pigment was prepared under hydrothermal treatment. Fe2O3 was perfectly coated on mica via the difference of surface charge between Fe2O3 and mica particles at pH 3. Fe2O3/mica was then calcined at 800 oC to stabilize the coated layer on mica. The infrare (IR) reflectance pigments were characterized by X-ray diffraction, FE-SEM, zeta potential, and a UV-Vis-NIR spectrophotometer. In particular, the CIE color coordinate and IR reflectance properties of Fe2O3/mica pigments were investigated in relation to the thickness variation of the Fe2O3 layer coated on mica of various lateral sizes. The isolation-heat red paints containing the pigments were prepared and optimized with a thinner, settling agent, and dispersant. Then, the films were made. The thermal property of isolation-heat on these films was observed through the relationship of the IR reflectance value, which was based on the variation of the Fe2O3 layer’s thickness coated on mica and mica’s lateral size as IR reflectance pigment. With an increase in IR reflectance on these films, the thermal property of isolation-heat was effectively enhanced.

IR camera has been used widely for the temperature measurement and fault detection of the moving bodies and rotating bodies. The high-speed performance of the IR camera and a reliable thermal analysis method are required for the condition monitoring of the railway vehicle running at high speed. The effective fault detection method using a thermal image analysis could make a real time monitoring of the high speed train possible. Therefore the investigation of the performance of the thermal image analysis method was performed to find the effective thermal image data analysis method. The results suggested that the comparison of the characteristics of the temperatures obtained at different conditions and a continuous temperature subtraction method could be used as a useful analysis method for detecting abnormal temperature condition and histogram equalization could also help to enhance the fault detectability by increasing the contrast of the thermal image

본 연구에서는 보리의 취반 적성과 관능성 개선을 위하여 수침처리 및 적외선 가열조건의 영향을 검토하였다. 보리의 수분흡수도는 적외선가열 단독처리 또는 수침과 적외선가열의 병행처리 모두에서 크게 증가하였으며, 취반 후보리의 연화도 또한 증가하였다. 또한 이들 시료를 백미와 혼합하여 취반 후 관능성을 평가한 결과, 식감의 개선에의한 보리의 전체 기호도가 대조구 보다 크게 개선되는 것을 확인하였다. 또한 수침과 적외선가열을 병행 처리하였을 때 적외선가열 단독처리보다 우수한 관능특성을 갖는것으로 조사되어, 보리의 취반성과 관능성 개선을 위한 최적조건은 15분간 상온수침 후 120oC에서 초기 수분함량까지 가열로 설정하였다.