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[국내논문] 개인 맞춤형 국소부위 질소 냉각 장비 개발
Development of Nitrogen Cooling Equipment for Personalized Local Area 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.24 no.3, 2020년, pp.913 - 916  

이영지 (Dept. Electronics Engineering, Hanbat National University) ,  이주현 (M1 INTERNATIONAL INC.) ,  이승호 (Dept. Electronics&Control Engineering, Hanbat National University)

초록
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본 논문에서는 개인 맞춤형 국소부위 질소 냉각 장비 개발을 제안한다. 제안하는 장비는 크게 냉기공급모듈과 본체, 그리고 질소분사(건)으로 구성되며, 다음과 같은 특징들을 가진다. 첫 번째로 부피온도 감지센서로 피부온도를 측정한 정보를 활용하여 냉기의 공급량과 시간을 자동으로 제어하므로 완벽한 안전성 확보를 통한 기능상의 경쟁력을 가질 수 있다. 두 번째로 거리측정 센서를 적용함으로써 일정거리 이상 피부에 근접하게 되면, 제어 GUI와 연동하여 냉기를 차단하거나 질소의 배출을 조절하여 보다 높은 냉각요법의 효율을 높이면서도 안전한 관리가 가능하다. 세 번째로 질소의 공급을 조절할 수 있는 제어모듈을 설치하여 질소의 손실을 최소화하여 유지관리 비용을 최소화할 수 있다. 제안된 장비의 성능을 평가하기 위하여 외부시험기관에서 실험한 결과, 온도센서 정확도는 세계 최고 수준(±5%)보다 정확한 ±3.8%의 범위에서 측정이 되었고, 온도범위는 세계 최고 수준과 비슷한 110℃~-160℃의 범위가 측정되었다. 거리 정확도는 세계 최고 수준(±5%)보다 낮은 ±3.0%의 범위에서 측정이 되었고, 무게 정확도는 세계 최고 수준(±5%)보다 정확한 ±0.1%의 범위에서 측정이 되었다. 또한, 토출 제어는 세계 최고 수준(1단계)보다 높은 4단계가 측정되었고, 질소 사용량은 세계 최고 수준(6L/min) 이하인 0.8L/min로 측정되었다. 따라서 본 본문에서 제안한 개인 맞춤형 국소부위 질소 냉각 장비개발의 성능의 그 효용성이 입증되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose the development of nitrogen cooling equipment for personalized local area. The proposed equipment consists of a cold air supply module, a body, and nitrogen injection with the following characteristics. First, it automatically controls the amount and time of cold air supply...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 현재 국내·외에서 유통되는 개인 맞춤형 국소부위 질소 냉각 장비는 안전장치가 제대로 설치되어 있지 않아 사고의 위험성이 높으며, 종종 국내외에서 동상의 사고가 발생하는 등의 냉각용 냉매인 액화질소 사용의 안전성 문제가 대두되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 피부 온도와 거리를 자동으로 측정하여 냉기의 분출량을 제어함으로써 안전하고 경제적인 개인 맞춤형 국소부위 질소 냉각 장비 개발을 제안한다.
  • 본 논문에서는 피부 온도와 거리를 자동으로 측정하여 냉기의 분출량을 제어함으로써 안전하고 경제성이 높은 개인 맞춤형 국소부위 질소 냉각 장비를 제안하였다. 제안된 장비의 성능을 평가하기 위하여 외부시험기관에서 실험한 결과, 온도센서 정확도는 세계 최고 수준(±5%)보다 낮은 ±3.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
헬스 및 뷰티 케어 산업의 패러다임이 소비자 중심으로 변화한 배경은? 소득수준의 향상과 고령화 사회로의 진입에 따라 젊음을 유지하고자 하는 사회적 욕구 등으로 헬스 및 뷰티 케어 산업의 패러다임이 치료·병원 중심에서 예방·소비자 중심으로 변화하면서 주요 소비산업으로 급부상하고 있다. 냉각요법(Cryotherapy)[1]은 냉기를 국소에 적용하는 치료법으로 의료분야에서 관절염 및 염증완화를 목적으로 활용되고 있으며[2][3], 뷰티분야에서도 주름개선 및 피부탄력, 체지방 감소 등 여러 효과로 활용되고 있다[4].
개인 맞춤형 국소부위 질소 냉각 안전장치의 구성은? 개인 맞춤형 국소부위 질소 냉각 안전장치는 피부 온도 감지센서, 질소분사 거리센서, 컨트롤 버튼, 비상정지 버튼 등으로 구성되어있다. 피부 온도 감지센서는 토출되는 액체질소의 냉기가 피부에 분사될 때, 피부의 온도 변화를 측정하고 피부와의 거리를 측정한다.
제안하는 장비는 크게 냉기공급모듈과 본체, 질소분사로 구성되는데 이들의 특징은? 제안하는 장비는 크게 냉기공급모듈과 본체, 그리고 질소분사(건)으로 구성되며, 다음과 같은 특징들을 가진다. 첫 번째로 부피온도 감지센서로 피부온도를 측정한 정보를 활용하여 냉기의 공급량과 시간을 자동으로 제어하므로 완벽한 안전성 확보를 통한 기능상의 경쟁력을 가질 수 있다. 두 번째로 거리측정 센서를 적용함으로써 일정거리 이상 피부에 근접하게 되면, 제어 GUI와 연동하여 냉기를 차단하거나 질소의 배출을 조절하여 보다 높은 냉각요법의 효율을 높이면서도 안전한 관리가 가능하다. 세 번째로 질소의 공급을 조절할 수 있는 제어모듈을 설치하여 질소의 손실을 최소화하여 유지관리 비용을 최소화할 수 있다. 제안된 장비의 성능을 평가하기 위하여 외부시험기관에서 실험한 결과, 온도센서 정확도는 세계 최고 수준(±5%)보다 정확한 ±3.
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참고문헌 (4)

  1. Kim, Joo-Ho, Joo-Hyun Lee, and Seung-Ho Lee. "Whole-body Management System using Ultra-Low Temperature Cyclical Cooling Method Combined with IT Technology," Journal of IKEEE, Vol24, No.2 pp.673-676, 2020. DOI: 0.7471/ikeee.2020.24.2.673 

  2. Swenson, C., L. Sward, and J. Karlsson. "Cryotherapy in sports medicine," Scandinavian journal of medicine &science in sports, Vol.6, no.4, pp.193-200, 1996. DOI: 10.1111/j.1600-0838.1996.tb00090.x 

  3. Banfi, Giuseppe, et al. "Whole-body cryotherapy in athletes," Sports medicine, Vol40, No.6, pp.509-517, 2010. 

  4. WESTERLUND, Tarja, et al, "Thermal responses during and after whole-body cryotherapy (- 110 C)," Journal of thermal biology, vol.28, no.8, pp.601-608, 2003. DOI: 10.1016/j.jtherbio.2003.08.006 

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