• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.52-58
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• 2002

구조물의 안정성을 진단하기 위해서는 동적 변형률을 측정하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 동적 변형률을 측정할 수 있는 새로운 형태의 외부 패브리-페로 간섭계를 제안하였다. 본 센서의 두 번째 반사면은 금으로 증착 처리하여 반사율을 증가 시켰으며 센서의 이름을 금증착 EFPI 센서(G-EFPI)라고 표시하였다. 동적 변형률 측정 원리를 설명하기 위해 두 가지 광손실 모델을 제안하였고 실험도 수행하였다. 이들을 통해 두 반사면의 간극이 증가하면 광손실이 증가하여 센서 신호의 광강도가 감소하며 반대로 간극이 감소하면 광손실이 감소하여 광강도는 증가함을 보였다. 또한 변형 방향에 민감한 G-EFPI 센서를 제작하기 위한 최적의 간극을 제안하였다. 마지막으로 G-EFPI 센서를 이용하여 복합재료의 동적 변형률을 측정하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.613-618
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• 2004

CCS was developed and applied to rotating machines because of accurately measuring the spindle error motion without significant efforts. However, researches on the CCS have been focused on ideal cases where circumferential gaps were ignored. This paper presents the effects of circumferential gaps and proposes an optimal CCS considering the circumferential gaps. First, electrostatic analysis of the CCS that includes the circumferential gaps is performed using the FEM, and an additional capacitance due to the circumferential gap can be approximated as an equivalent extended sensor length. Second, a mathematical model of the CCS considering the circumferential gaps is derived, and the optimal CCS is determined through minimization of the weighted error amplification factor. Finally, two CCSs, both considering and ignoring the circumferential gaps, are built, and the effectiveness of the optimal design is verified through simulation and experiment.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제18권3호
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• pp.18-21
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• 2002

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권9호
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• pp.976-981
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• 2009

MEMS capacitive gap sensor is developed for measuring abrasion depth of gun barrel rifling. Measuring abrasion depth of gun barrel rifling is very important because it is related with exactness of firing and life of arms. The method using a gap sensor is not to hurt rifling. And it can measure abrasion depth through minimum shooting, because the developed gap sensor can measure from $1{\mu}m{\sim}12{\mu}m$ using Polydimethylsiloxane(PDMS) material and making a stretchable electrode on PDMS. And it's resolution is 1 ${\mu}m$ using capacitive method and MEMS technology.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.206-211
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• 2011

In this paper, we report a high-precision wireless gap sensor based on a surface acoustic wave (SAW) device. The sensing element is a parallel-plate capacitor whose dimensions are $3{\times}3\;mm^2$, and is attached to the SAW device as an external load. The SAW device, equipped with an RF antenna, serves simultaneously as a signal conditioner and an RF transponder. The center frequency of the SAW device is 450 MHz. The wireless gap sensor prototype exhibits a resolution of 100 nm and a sensing range of $50{\mu}m$. The proposed sensor system can be used for remote, high-precision gap measurement in hard-to-reach environments.

• 정보저장시스템학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.16-21
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• 2012

SAW device is widely used as filters, sensors, actuators in various technologies. And capacitive sensor is tremendously used to measure pressure, gap, etc. The application of SAW device as signal conditioner of capacitive sensor reduces noise level and enables high precision measurement. The response increase of SAW based capacitive sensor is produced just before the two capacitive electrode contacts by the existence of parasitic resistance of capacitive electrode. In this paper, we analyze the effects of parasitic resistance and propose the calibrating method using lumped component and execute the high precision gap measurement using calibrated system. And xx nm resolution and yy ${\mu}m$ stroke was attained.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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• pp.254-255
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• 2000

광섬유 전반사형 외부 패브리-패로(TR-EFPI total reflected extrinsic Fabry-Perot inteferometric) 센서를 개발하여 외부 물리량의 변화 크기와 방향을 간편하게 알아낼 수 있도록 하였다. 이 TR-EFPI 센서 탐촉자는 한 개의 단일모드 광섬유와 한 개의 거울도금 광섬유를 모세 유리관 안에 고정하여 공기간극을 형성함에 의하여 만들어진다. 또한 외부 물리량은 변형률을 측정할 수 있도록 알루미늄 시험편의 표면에 부착하고 만능시험기를 사용하여 하중을 증감시키면서 변형률의 변화를 측정하도록 하였다. (중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.649-653
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• 2012

제방붕괴에 따른 피해발생을 억제하기 위해서는 제방거동 특성을 사전에 충분한 정보를 통하여 파악할 필요가 있으며, 이를 위해 광섬유를 이용한 제방누수감지 센서를 개발하였다. 광섬유는 내구성 및 유지관리가 우수하고 장기간 사용에도 장점을 가지고 있다. 개발된 센서들은 현장에 적용하기 전에 충분한 실험을 통해 성능과 기능에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 개발된 광섬유 센서를 대상으로 제방누수감지 목적으로 설치할 경우 센서의 이행도를 시험하였다. 시험방법은 토조를 설치하여 제체에 작용하는 간극수압, 온도 및 변위 등을 대상으로 하였다. 이를 위해 폭 5m, 길이 7m 및 높이 2m의 토조를 설치하여 가제방의 주요 부위에 기존 계측기기와 광섬유 센서를 같이 매설하고 수위와 시간변화에 따른 주요 특성치에 대하여 실험하였다. 실험결과 광섬유 센서가 연구목적에 부합하는 계측치를 보여주어 제방누수감지 센서로 활용 가능함을 확인하였다. 아울러 광섬유 센서의 기능에 대한 전반적인 실험을 통하여 현장적용에 대한 사용성을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.439-447
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• 2019

본 연구에서는 산사태 축소 모형 장치에 레이저 센서와 진동 센서를 설치하여 강우에 의한 사면 붕괴 시 토사의 미세 변위를 조기에 감지하여 붕괴 위험이 높은 사면에 대한 적절한 대책 마련과 사면 붕괴로 인한 피해를 최소화하기 위한 산사태 발생 시점을 예측하고자 실험을 실시하였다. 또한, 산사태 축소모형 실험을 통해 강우에 의한 토층의 거동 특성 및 간극수압과 수분과 같은 함수비 변화 특성을 분석하였다. 화강암의 풍화토로 인공사면을 조성한 다음 강우 조건을 200mm/hr와 400mm/hr로 달리하여 이에 따른 함수비(수압, 수분) 변화를 측정하고 지표 변위를 분석하기 위해 레이저 센서와 진동 센서를 적용하였으며, 영상분석을 위해 비디오 촬영을 하여 변위 발생시간을 상호 비교 분석하였다. 실험 결과 수분함량은 강우강도가 클수록 한계값 도달시간이 짧게 소요되는 것으로 나타났으며, 간극수압은 강우강도가 클수록 간극수압의 증가 시간이 짧은 것으로 나타났다. 산사태 모형실험은 현장 조건을 충분히 반영하지는 못하지만 진동 센서를 이용한 변위 발생 인지 시간을 측정한 결과 붕괴시점이 레이저 센서를 이용한 방법보다 보다 빠른 것으로 나타났다. 산사태 발생 시 센서를 이용한 지반변위 측정은 지속적인 연구를 수행할 경우 사면붕괴 예측 및 피해 저감 그리고 계측산업 활성화의 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.157-160
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• 2011

본 연구에서는 광섬유 센서 기반 스마트 모니터링 시스템이 지중 열전도도 측정에도 효율적으로 적용될 수 있는지를 분석하였다. 이를 위해 광섬유 온도센서를 이용하여 지반의 열전도도를 측정할 수 있는 열응답 시험기가 개발되었다. 개발된 열응답 시험기는 기존의 RTD(Resistance Temperature Detector) 온도 센서 외에 광섬유 센서의 한 종류인 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서도 실시간적으로 측정할 수 있는 시스템으로 구성되어 있다. 개발된 장비의 적용성 검증을 위하여 주문진 표준사를 이용하여 모형토조 내에 일정한 간극비에 맞추어 시료가 조성되었으며 지중열교환기는 U자형 파이프가 사용되었다. 20시간동안 열응답 시험을 통하여 광섬유 센서와 RTD 센서를 동시에 이용하여 온도값을 측정하여 표준사의 열전도도 값을 산출하였다. 그 결과 모형실험을 통한 열전도도 값은 탐침법을 통해 얻어진 열전도도 값과 선형 열원 모델(line source model) 해석해와 거의 유사하게 나타났으며 광섬유 센서와 RTD 센서와의 온도차는 0.1~0.3$^{\circ}$로써 유사한 값을 나타내었다. 따라서 본 연구에서 개발된 광섬유 기반 열응답 시험기는 지반의 열전도도를 측정하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었으며 향후 지열시스템 가동에 따른 지중열 교환기의 손상도 평가 및 경보시스템 개발을 위해 지중열교환기의 거동을 실시간으로 모니터링 하는데 있어서도 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.