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원전 계측용 광범위 미세전류모듈의 개발 및 성능평가
Development and Performance Estimation of Wide-ranged Fine Current Module for NPP Instrumentation 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.20 no.5 = no.80, 2016년, pp.482 - 489  

김종호 ((주)우진엔텍 기술연구소) ,  장홍기 ((주)우진엔텍 기술연구소) ,  최규식 ((주)우진엔텍 기술연구소)

초록
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방사선 환경에서 광섬유형광체를 이용하면 감마선을 광다이오드로 검출할 수 있다. 이와 같이 감지된 전류를 전압으로 변환하여 신호 처리하는 장치를 전류모듈 또는 TIA라 하며, 선형적으로 변환시키는 것이 아주 중요하다. 본 연구에서는 변환선형성이 우수하고 잡음이나 옵세트 전압을 최소화하는 미세전류모듈을 연구하여 제품을 개발하였다. 또한 본 논문에서는 전류-전압 변환기인 미세전류모듈을 개발 및 제작함에 있어서 정밀도와 정확도를 요하는 전류모듈을 연구, 개발, 제작하는 과정에 많은 노력을 기울였다. 미세전류모듈의 이론을 정립한 후 회로를 개발하고 그 전류모듈을 테스트한 결과 전류-전압 변환의 선형성이 기존의 문헌에 제시된 제품들과 비교하여 광범위에 걸쳐서 크게 향상되었음을 확인하였다. 관계기관의 입회 하에 본 제품을 실제 감마선 존재 환경에서 테스트 및 적용해본 결과 관련 요건에 적합함을 인정받았다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Detection of gamma ray can be available using optical fiber scintillator under radiation environment. It monitors the transfer energies of these ions by photodiodes and then convertes into currents. The module which converts those currents into voltages and processes signals is named fine current mo...

주제어

#Direct current off-set voltage   #Current module   #Current-to-voltage converter   #Instrument amplifier   #Trans-impedance amplifier  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 이 논문에서는 광센서에서 출력되는 미세 전류를 측정하는 모듈로서 특히 정밀도와 정확도가 우수한 광범위 전류모듈 (wide range current module)을 연구, 개발하는 과정에서 발생되는 학문적인, 그리고 기술적인 사항들에 대한 내용을 취급하였다.
  • 2 ㎁ ~ 17 ㎂(최소치와 최대치의 차이는 10의 5승범위)로서 그 취급 범위가 일반계측장비의 측정가능범위를 상당히 초과한다. 본 논문에서는 광범위 미세전류모듈을 개발하여 정밀도와 정확도를 요하는 전류모듈을 연구 개발하는 과정에서 발생되는 학문적인, 그리고 기술적인 사항들에 대한 내용을 취급하려하였다.
  • 모든 계측제어 시스템에서 신호처리 모듈은 측정된 정보를 정확히 전달하는 부분이기 때문에 중요한 역할을 감당하게 된다. 이 연구에서는 광자를 입력하여 미세전류를 출력하는 광센서(PMT)에 적합한 광범위 미세전류측정모듈을 개발하여 특성을 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
감마선을 광다이오드로 검출하는 방법은 무엇인가? 방사선 환경에서 광섬유형광체를 이용하면 감마선을 광다이오드로 검출할 수 있다. 이와 같이 감지된 전류를 전압으로 변환하여 신호 처리하는 장치를 전류모듈 또는 TIA라 하며, 선형적으로 변환시키는 것이 아주 중요하다.
TIA란 무엇인가? 방사선 환경에서 광섬유형광체를 이용하면 감마선을 광다이오드로 검출할 수 있다. 이와 같이 감지된 전류를 전압으로 변환하여 신호 처리하는 장치를 전류모듈 또는 TIA라 하며, 선형적으로 변환시키는 것이 아주 중요하다. 본 연구에서는 변환선형성이 우수하고 잡음이나 옵세트 전압을 최소화하는 미세전류모듈을 연구하여 제품을 개발하였다.
방사선 계측기 광센서중 일반적으로 사용되는 광센서는 무엇인가? 특히 방사선 계측기 중, 에너지를 구별할 수 있어서 가장 중요하게 이용되는 섬광검출기는 발생한 광자를 전기신호로 변환하는 광센서가 필수적으로 사용된다. 일반적으로 이 계측기에는 광센서로 광전자증배관 (PMT: photo multiplier tube)이 사용되는데, 이 광전자증배관은 방사선 에너지에 해당되는 광자를 입력받아 그 크기만큼의 전류신호를 출력하게 된다. 이렇게 변환된 전류를 다시 전압으로 변환하여 신호 처리하는 장치를 전류모듈이라 하며, 이 때 입력되는 광범위한 미세 전류신호를 선형적으로 변환하는것은 매우 중요한 기술이다.
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참고문헌 (6)

  1. IAEA, "Optical fiber radiation probe system for spent fuel verification (OFPS)," Reference Manual, pp.1-35, Aug. 2007. 

  2. G. S. Cho, "Gamma-ray detectors for nuclear medical imaging instruments," The Korean Society of Nuclear Medicine, Vol. 42, No. 2, pp. 88-97, April 2008. 

  3. Texas Instrument, "OPT101 monolithic photodiode and single-supply trans-impedance amplifier," TI datasheet SBBS002A, October, 2003. 

  4. J. M. Becker, "Current to voltage converter for polymer electronics laboratory," Polymer Electronics Laboratory, April 29, 1999. 

  5. P. T. Patil, G. K. Mukherjee, A. K. Sharma, and R. R. Mudholkar, "High -gain transimpedance amplifier (TIA) for night airglow photometer," International Journal of Electronic Engineering Research, Vol. 1, No.2. pp109-116, Research India Publications, 2009. 

  6. L. Orozco, "Programmable-gain transimpedance amplifiers maximize dynamic range in spectroscopy systems," Analog Dialogue, Vol. 47-05, pp. 1-5, May, 2013. 

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