DOI QR코드

DOI QR Code

광커넥터의 반사를 이용한 다중화된 굽힘 손실형 단일모드 광섬유 변위센서

Multiplexed Bend Loss Type Single-Mode Fiber-Optic Displacement Sensor Using Reflection Signals Generated at Optical Connectors

  • 유정애 (한남대학교 자연과학부 광·전자물리학 전공) ;
  • 조재흥 (한남대학교 자연과학부 광·전자물리학 전공) ;
  • 권일범 (한국표준과학연구원 스마트계측그룹)
  • Yoo Jung-Ae (Applied Optics and Electromagnetics, School of Natural Sciences, Hannam University) ;
  • Jo Jae Heung (Applied Optics and Electromagnetics, School of Natural Sciences, Hannam University) ;
  • Kwon Il-Bum (Smart Measurement Group, Korea Research Institute of Standards and Science)
  • 발행 : 2004.10.01

초록

교량과 각종 건물을 비롯한 대형 토목 구조물에서 발생하는 수 mm의 변위를 한 개의 광섬유로 간편하게 측정하기 위하여 광커넥터에서 반사가 굽힘 손실에 의하여 변하는 현상을 이용한 새로운 다중화된 광섬유 변위센서를 제안하고 실험하였다. 한 쌍의 광커넥터 양끝에서 반사광의 신호차이가 두 광커넥터 사이에서 발생한 굽힘 변위에 의해서 달라지는 것을 Optical Time Domain Reflectometer로 측정하여 선형으로 그 변화가 측정되는 변위센서를 만들고, 이 센서 4개를 직렬형으로 배열하여 여러 지점의 변위를 동사에 측정이 가능한 다중화 센서 시스템을 구성하고 실험하였다. 그 결과 이 변위센서를 이용하면 4개 지점에서 각각 최대 6 mm까지의 변위를 6%의 오차범위 내에서 0.9942의 선형성을 가지고 변위를 측정할 수 있음을 확인하였다.

We propose and present a new multiplexed bend loss type single-mode fiber-optic sensor system for displacement measurement in order to measure the displacement of several mm of civil engineering structures such as bridges and buildings. We make a bend loss type fiber-optic sensor for measuring displacements using the signal difference between two reflection signals due to various bend losses generating at a pair of optical connectors by using the optical time domain reflectometer. And we fabricate a multiplexed bend loss type fiber-optic sensor detecting linear displacements of 4 measuring positions of an object by setting these new 4 fiber-optic sensors on a single mode fiber simultaneously. We find that the multiplexed fiber-optics displacement sensor has linearity of 0.9942, maximum displacement of 6 mm, and accuracy of 6% for 4 measuring points.

키워드

참고문헌

  1. Eric Udd, Fiber Optic Smart Structure(John Wiley & Sons, Inc. New York USA, 1995) p.1-21
  2. Dietrich Marcuse, Theory of Dielectric Optical Waveguides (ACADEMIC PRESS, INC. Boston 1991)
  3. J. N Fields et. al., 'Fiber Optic Pressure Sensor,' J. Acoust. Soc. Am. vol. 67, no. 3, pp. 816-818, 1980 https://doi.org/10.1121/1.383957
  4. Eric Udd, Fiber Optic Smart Structure (John Wiley & Sons, Inc. New York USA, 1995) pp. 319-360
  5. John W. Berthold, 'Historical Review of Microbend Fiber-Optic Sensors,' J. Lightwave Technol. vol.13 no.7 1995 https://doi.org/10.1109/50.400697
  6. D. J. Bak, Optical Fiber Sensor Pressure(Des, News, March 1986)
  7. C. K Asawa et. al., 'High-Sensitivity Fiber-Optic Strain Sensors for Measuring Structural Distortion,' Electron, Lett. vol. 18, no. 9, pp. 362-364, 1982 https://doi.org/10.1049/el:19820248
  8. R. C. Gauthuer and C. Ross, 'Theoretical and experimental considerations for a single-mode fiber-optic bend-type sensor,' Applied Optics, vol. 36, no. 25, 1997 https://doi.org/10.1364/AO.36.006264
  9. J. S Schoenwald et. al., 'Evaluation of an OTDR Microbend Distributed Sensor,' Proc. SPIE, vol. 986, pp. 150-157, 1988
  10. D. Marcuse, 'Curvature loss fomula for optical fibers,' J. Opt. Soc. Am. 66, pp. 216-220, 1976 https://doi.org/10.1364/JOSA.66.000216
  11. Allan W. Snyder and John D. Love. Optical wavegiude Theory (Chapman and Hall, London, 1983) pp. 250-290

피인용 문헌

  1. Sensor System for Multi-Point Monitoring Using Bending Loss of Single Mode Optical Fiber vol.35, pp.1, 2015, https://doi.org/10.7779/JKSNT.2015.35.1.39