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수분을 흡수하여 부피가 변하는 물질을 포함하는 나노선이 일측 말단에 형성된 광섬유를 준비하는 것;상기 나노선을 습도측정대상공간에 배치한 후, 상기 광섬유의 타측에 소정의 입사광을 주입하는 것;상기 광섬유의 타측에서 나오는 반사광들에 의한 간섭패턴(이하, 계측 간섭패턴)을 측정하는 것 - 상기 반사광은, 상기 입사광이 상기 광섬유의 말단에서 및 상기 나노선의 말단에서 반사되어 생성됨 -; 및 상기 계측 간섭패턴을, 소정의 기준 간섭패턴과 비교하여 상기 습도측정대상공간의 습도를 결정하는 것을 포함하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 방법
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제1항에 있어서,상기 기준 간섭패턴은, 상기 나노선을 특정의 기준 습도로 설정된 기준습도공간에 배치하고, 상기 광섬유의 타측에 상기 입사광을 주입하고, 상기 광섬유의 타측에서 나오는 반사광들에 의한 간섭패턴을 측정함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 방법
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제2항에 있어서,상기 계측 간섭패턴을 상기 기준 간섭패턴과 비교하여 상기 습도측정대상공간의 습도를 결정하는 것은: 상기 기준 간섭패턴에서 특정 피크의 파장(λm1)을 결정하는 것, 상기 계측 간섭패턴에서 상기 특정 피크에 대응하는 피크의 파장(λm)을 결정하는 것, 그리고 상기 피크들 간의 파장의 변화량(Δλm)을 결정하고, 상기 변화량에 근거하여 상기 습도측정대상공간의 습도를 결정하는 것을 포함하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 방법
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제2항에 있어서,상기 계측 간섭패턴을 상기 기준 간섭패턴과 비교하여 상기 습도측정대상공간의 습도를 결정하는 것은: 제1 기준습도로 유지되는 상기 기준습도공간에서 측정된 간섭패턴에서 특정 피크의 파장(λm1)을 결정하는 것, 제2 기준습도로 유지되는 상기 기준습도공간에서 측정된 간섭패턴에서 상기 특정 피크에 대응하는 피크의 파장(λm2)을 결정하는 것, 제n 기준습도까지 상기 특정 피크에 대응하는 피크의 파장(λmn) 측정 절차를 수행하는 것(상기 n은 2이상의 자연수), 상기 측정된 파장들을 피팅(fitting)하는 습도계산근사식을 결정하는 것, 그리고 상기 계측 간섭패턴을 상기 습도계산근사식에 적용하여 습도를 계산하는 것을 포함하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 방법
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제4항에 있어서,상기 습도계산근사식은 로서 정의되고, 여기서, λm은 계측 간섭패턴의 상기 특정 피크의 파장이고, a, b, c는 상기 피팅에 의해 결정되는 상수이고, RH는 상기 습도측정대상공간의 상대 습도인 것을 특징으로 하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 방법
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제3항 또는 제4항에 있어서,상기 간섭패턴들에서 각자의 상기 특정 피크의 파장을 결정하는 것은, 간섭패턴의 상기 특정 피크 주변의 측정값들에 가우시안 피팅(Gaussian fitting) 근사식을 적용하여 상기 특정 피크의 중심 파장을 결정하는 것을 더 포함하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 방법
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제1항에 있어서,상기 말단에 나노선이 형성된 광섬유를 준비하는 것은: 상기 나노선을 형성하는 물질의 용액이 채워진, 말단의 내경이 상기 나노선의 직경과 동일한 나노피펫을 준비하고, 상기 광섬유를 말단이 상방을 향하도록 고정하고, 그리고 상기 나노피펫의 상기 말단을 통해 상기 용액을 상기 광섬유의 말단에 접촉시킨 후, 상기 나노피펫을 소정의 임계속도 이하로 상승시킴으로써, 상기 광섬유의 말단에 상기 나노선을 형성하는 것을 더 포함하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 방법
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제7항에 있어서,상기 임계 속도(νc)는, (단, )의 수식으로써 결정되고,여기서, dpt는 상기 나노피펫 말단의 내경, x는 습윤고체 영역의 축방향 길이, E는 상기 용액내 용매의 증발 속도, φwet는 상기 습윤고체 영역내 용질(즉, 상기 나노선을 형성하는 물질)의 부피 분율, φ0는 상기 나노피펫내의 상기 용액에서 상기 용질의 부피 분율인 - 상기 습윤고체 영역은, 상기 용액이 상기 나노피펫 말단으로부터 인출된 후 적어도 일부가 응고되어 상기 나노선의 형상을 유지하고는 있지만 표면에서 상기 용매가 여전히 증발하고 있는 중인 구간을 나타냄 -, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 방법
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수분을 흡수하여 부피가 변하는 물질을 포함하는 나노선이 일측 말단에 형성된 광섬유;상기 광섬유의 타측에 소정의 입사광을 주입하는 광주입기;상기 광섬유의 타측으로부터 나오는 반사광들에 의한 간섭패턴을 측정하는 간섭계; 및 상기 나노선을 습도측정대상공간에 배치한 후 상기 광섬유의 타측에 상기 입사광을 주입하고, 상기 광섬유의 타측에서 나오는 반사광들에 의한 간섭패턴(이하, 계측 간섭패턴)을 측정하고 - 상기 반사광은, 상기 입사광이 상기 광섬유의 말단에서 및 상기 나노선의 말단에서 반사되어 생성됨 -, 상기 계측 간섭패턴을 소정의 기준 간섭패턴과 비교하여 상기 습도측정대상공간의 습도를 결정하는 제어기; 를 포함하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 장치
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제9항에 있어서, 상기 기준 간섭패턴은, 상기 나노선을 특정의 기준 습도로 설정된 기준습도공간에 배치한 후 상기 광섬유에 상기 입사광을 주입하고, 반사광들에 의한 간섭패턴을 측정함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 장치
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제9항에 있어서,상기 나노선은, 상기 광섬유의 말단에 상기 광섬유의 길이방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 장치
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제9항에 있어서,상기 광섬유는, 상기 광섬유의 말단을 향하여 직경이 줄어드는 테이퍼 형상으로 구현되고, 상기 광섬유의 말단의 직경은 상기 나노선의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 장치
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제9항에 있어서,상기 나노선의 말단은, 상기 나노선의 길이방향에 수직한 평탄한 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 장치
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제10항에 있어서,상기 상대 습도 측정 장치는, 상기 기준습도공간을 특정 습도로 제어하기 위한 습기공급장치를 더 포함하고, 상기 습기공급장치는: 상기 기준습도공간의 내부로 임의의 순수 가스를 주입하는 제1 가스 라인; 증류수를 저장하며 증류수의 상부 공간이 상기 기준습도공간에 연결된 저수조; 상기 저수조에 저장된 증류수 내로 상기 순수 가스를 주입하는 제2 가스 라인; 및 상기 제1 가스 라인과 상기 제2 가스 라인의 가스 주입량을 제어하여 상기 기준습도공간 내부의 습도를 제어하는 유량제어기; 로 구성되는 것을 특징으로 하는, 나노선을 이용한 상대 습도 측정 장치
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