퇴비 수분 측정을 위한 FDR 센서 보정 및 전처리 장치 개발 (Development of FDR Sensor Calibration and Preprocessing Device for Compost Moisture Measurement)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 25권 / 11호 / 321 ~ 328페이지
· 저자명 : 유현채, 이현동, 김영수, 이예슬

초록

부숙도 검사는 비료공정규격상 퇴비의 수분함량이 50% 내외일 때, 측정하게 되어있다. 하지만, 부숙도를 측정하는 시·군농업기술센터에서는 의뢰받은 퇴비 시료의 수분함량을 측정하고, 보정하는 과정에 개선이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 퇴비의 부숙도를 정확하게 검사하기 위해 퇴비 수분 측정을 위한 전기저항식 센서의 보정과 전처리 장치를 개발하고자 한다. 수분측정은 탐침식으로 측정하는 FDR(Frequency Domain Reflectometry) 방식의 센서를 사용하였고, 퇴비 특성에 맞게 보정이 필요하다. 퇴비는 축종별 구성성분이 다양하고, 수분함량별 공극률에 차이가 발생하여 수분측정 시 밀도 조절이 중요하다. 이에 따라 밀도를 기준으로 퇴비의 수분을 측정하기 위해 전처리 장치를 개발하였다. FDR 센서의 퇴비 수분측정 정확도를 분석하기 위해 센서의 수분 측정값과 상압가열건조법의 수분함량을 통해 선형회귀분석을 수행하였다. 퇴비는 우분, 돈분, 계분이 사용되었으며, R²는 각각 0.981, 0.992, 0.989로 높은 정확도를 나타내었고, RMSE는 1.70, 1.24, 1.41로 낮은 오차범위가 확인되었다. 이와 같은 결과를 통해 퇴비 부숙도의 측정 정확도를 향상시키기 위한 수분 전처리 과정에 FDR 수분센서 및 밀도 조절 장치를 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

영어초록

The maturity test is conducted when the moisture content of compost is approximately 50%, according to fertilizer processing standards. On the other hand, agricultural technology centers at the city and county levels face challenges in measuring and correcting the moisture content of the compost samples they receive. This study developed a calibration and preprocessing device for an electrical resistance sensor to measure the moisture content of compost accurately. A frequency domain reflectometry (FDR) sensor was used for moisture measurements, and a correction was required to suit the characteristics of the compost. Density control is important for compost, and accordingly, a pretreatment device was developed to measure the moisture of compost based on density. Linear regression analysis was performed to analyze the accuracy of the moisture measurements from the FDR sensor, using the moisture values from the sensor and the moisture content from the standard pressure heating drying method. The compost samples included cow manure, pig manure, and chicken manure, with R² values of 0.981, 0.992, and 0.989, respectively, indicating high accuracy, while the RMSE values were 1.70, 1.24, and 1.41, respectively, confirming low error ranges. Accordingly, the FDR moisture sensor will be helpful in measuring compost decomposition.

참고자료

· 없음