Elastic Wave Detection using Fiber Optic FBG Sensor

광섬유 FBG 센서를 이용한 탄성파 검출

Acoustic emission(AE) has emerged as a powerful nondestructive tool to detect or monitor preexisting defects and leaks in the vessel structures. A Bragg grating based acoustic emission sensor system is developed. Various type of fiber Bragg grating sensor including the variable length of sensing part was fabricated and prototype sensor system was tested by using PZT pulser and pencil lead break sources. Two types of sensor attachment were used. First, the fiber Bragg grating sensor was attached fully to the surface using bonding agent. Second one is that one part of fiber was attached to the surface partly by bonding and the other part of fiber will be act as a cantilever. That is, the resonant frequency of the fiber Bragg grating sensor will depend on the length of sensing part. The final goal of the sensor system is to provide on-line monitoring of cracks or leaks in reactor vessel head penetration of nuclear power plants.

음향방출법은 압력용기 구조에서 존재하는 결함이나 누출을 탐지하거나 모니터링하는데 유용한 도구로 부상하였다. 본 연구에서는 브레그 격자에 근거한 음향방출센서 시스템이 개발되었다. 다양한 길이의 센싱부를 포함하는 다양한 형태의 광섬유 브레그 격자센서가 제작되었고 PZT 펄서와 연필심 파괴를 이용하여 시험되었다. 두 가지 형태의 센서부착법이 사용되었다. 첫째는 광섬유 브레그 격자센서가 접착제를 이용하여 표면에 완전히 부착되는 방법이고 둘째는 센서의 한쪽 부분만 표면에 부분적으로 고정하고 다른 쪽은 외팔보와 같이 작동하도록 하는 방법이다. 이렇게 함으로써 센싱부의 길이에 비례하는 고유진동수를 갖는 광섬유 브레그 격자센서를 구성할 수 있다. 본 연구에 사용된 센서 시스템의 최종 목적은 원자력발전소 상부 관통관의 균열이나 누출을 탐지하는 온라인 모니터링 시스템에 사용하는 것이다.