호퍼형 구조와 로터리 이송 방식을 적용한 곡물수분 측정기의 개발 및 성능평가에 관한 연구
A Study on the Development and Performance Evaluation of a Grain Moisture Meter Using Hopper-Type Structure and Rotary Transfer Method
- 주제(키워드) 도움말 곡물수분측정기 , 전기저항식 수분 측정 , 호퍼형 로터리 이송 구조 , 함수율 성능평가 , 검량선 및 오차 분석 , Grain Moisture Meter , Electrical Resistance Method
- 발행기관 국립강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 허성필
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 의료기기융복합학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000012394
- UCI I804:42001-000000012394
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
본 연구에서는 국내 재배 곡물의 특성과 측정 환경을 고려한 호퍼형 로터리 이송 기반 전기저항식 곡물수분 측정기(KM-30)를 개발하고, 상용 장비(KETT PT-2700)와의 비교를 통해 성능을 평가하였다. KM-30은 안정적인 시료 투입 구조, 단일 낱알 이송, 전극 압착 방식 저항 측정 및 자동 온도 보정 기능을 적용하여 기존 장비의 측정 편차 문제를 개선하도록 설계되었다. 오대쌀과 오대벼를 대상으로 한 실험 결과, KM-30은 KETT와 유사한 ADC–함수율 곡선 형태를 나타냈으며, 오대쌀에서는 약 0.6–1.0% 수준의 일정한 편차가 확인되었다. 이는 장치 구조적 오류보다는 검량선 기준 차이에 따른 체계적 오프셋으로 해석된다. 오대벼의 경우 고·저함수율 영역에서 비선형적 편차가 관찰되었으며, 회귀모델 및 민감도 분석을 통해 중간 함수율 구간에서의 높은 민감도와 저함수율 영역에서의 예측 한계를 확인하였다. 본 연구는 국산 곡물수분측정기의 성능평가 및 보정 알고리즘 개선을 위한 기초 자료를 제시한다.
more초록/요약 도움말
This study developed a hopper-type rotary feeding electrical resistance grain moisture meter (KM-30) reflecting the characteristics of domestically cultivated grains and evaluated its performance through comparison with a commercial device (KETT PT-2700). The KM-30 integrates stable sample feeding, single-kernel rotary transfer, electrode compression-based resistance measurement, and automatic temperature compensation to address measurement variability in existing systems. Experimental results using Odae rice and Odae paddy showed that the KM-30 exhibited ADC–moisture content curves similar to those of the commercial device, with a consistent offset of approximately 0.6–1.0% for Odae rice, attributed to calibration differences rather than structural errors. In the case of Odae paddy, nonlinear deviations were observed in high- and low-moisture regions. Regression and sensitivity analyses confirmed high sensitivity in the intermediate moisture range and prediction limitations in low-moisture conditions. The results demonstrate the applicability of the KM-30 as a domestically developed grain moisture meter and provide a basis for further performance evaluation and calibration refinement.
more목차 도움말
Ⅰ. 서론 1
1. 연구 배경 및 필요성 1
2. 연구 목적 4
3. 연구 범위 및 방법 5
Ⅱ. 이론적 배경 및 선행연구 6
1. 곡물 수분의 정의와 중요성 6
2. 함수율의 개념 7
1) 습량 기준 함수율(Wet basis) 8
2) 건량 기준 함수율(Dry basis) 9
3. 수분 측정 방법의 종류 10
1) 전건법 (Oven-dry method) 10
2) 전기저항법 (Electrical Resistance Method) 13
3) 근적외선법 (Near-Infrared Spectroscopy, NIR) 15
4) 고주파(High-Frequency) 16
4. 감모율 및 중량환산지수 18
5. 선행연구 고찰 21
Ⅲ. 장치 설계 및 기계적 구성 23
1. 장치 설계 개요 23
2. 호퍼형 구조의 설계 24
3. 로터리 이송부의 설계 25
4. 측정부의 구성 27
5. 제어 및 표시부 29
6. 설계의 기대 효과 30
Ⅳ. 연구 방법 및 실험 절차 31
1. 실험 장치 및 측정 절차 31
2. 비교 및 검증 방법 32
3. KTL 교정 시험 결과 34
1) 교정 시험 개요 34
2) 교정 결과 34
3) 해석 및 연구 활용 35
Ⅴ. 결과 및 분석 36
1. 오대쌀 표준곡선 분석 36
2. 오대벼 표준곡선 분석 38
3. 장치 간 오차(Error) 특성 분석 40
1) 오대쌀 오차 곡선 해석 40
2) 오대벼 오차 곡선 해석 41
4. 회귀모델 기반 KM-30 함수율 추정 43
5. 민감도(dM/dADC) 분석 45
Ⅵ. 결론 47
참고문헌 49
Abstract 52
