• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권2호
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• pp.120-127
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• 2019

본 연구에서는 광섬유 온도 분포 센싱을 통한 제체의 침투 및 붕괴와 같은 물리적 변화 현상을 모니터링하기 위해 중규모 제방 수리실험을 수행하였다. 본 실험의 중규모 실험 제방은 바이오폴리머 흙을 제방 전면에 도포하여 강도를 증진시킨 것으로 월류에 의한 침투 및 붕괴 현상이 일반 제방과는 다르게 나타날 수 있으며, 이러한 현상은 광섬유 온도 분포 센싱을 통해 획득한 온도 변화 정보를 통해 분석할 수 있었다. 제체의 위치별 시간에 따른 온도 변화 자료를 통해 제체 내부의 물리적 변화 및 침투가 발생하는 위치와 시간을 판단할 수 있었다. 본 실험에서는 급격한 온도 변화 시점이 제외지 사면보다 제내지 사면에서 먼저 발생하였으며, 이는 실험에서 제내지 사면이 붕괴된 후에 제외지 사면이 붕괴된 순서와 일치하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.334-337
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• 2007

본 연구는 출력특성의 안정성과 정밀성이 우수한 광전류센서의 개발을 위하여 센싱부의 온도변화에 따른 출력신호를 검토하고, 온도변화에 따른 출력특성이 안정된 센싱부를 적용하여 출력특성을 연구하였다. 기존 광전류센서에서 중요시스템인 센싱부의 광섬유의 온도특성과 Verdet 상수의 온도의존도에 따라 출력신호가 불안정하다. 이러한 광전류센서의 온도변화에 따른 오차를 개선하기 위해 센싱부에 대한 온도특성을 분석하고, 온도변화에 내구성이 뛰어난 소재를 적용함으로써 센싱부의 안정된 출력특성을 가지는 광전류센서를 개발하고자한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권3호
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• pp.181-188
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• 2020

본 연구에서는 광섬유를 활용한 온도분포 센싱 방법을 실규모 제방 실험에 적용하여, 제방의 사면과 제체 내부의 변화를 모니터링하는 광역형 제방 모니터링 기술의 적용성을 검토하였다. 실규모 제방에 광섬유를 매립하고 저류지의 수위 변화에 따른 제체 내부의 시간적, 공간적 온도 변화를 측정하였다. 저류지 수위가 증가함에 따라 제방 사면의 온도는 감소하였으며, 침투가 진행되면서는 온도 변화가 나타나는 공간적 위치의 변화가 감지되었다. 제방 침투로 인한 온도 변화는 침투 경과 시간에 따라 차이가 나타났고, 침윤선으로 추정되는 변화를 관찰할 수 있었다. 본 연구를 통해 제방 내부의 온도 변화에 대한 정보는 제방 내부의 상태 변화를 판단하고 상대적으로 취약하다고 판정되는 지점에 대한 정보로 해석될 수 있음을 증명하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.605-606
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• 2000

본 논문에서는 광섬유 장주기 격자쌍과 두 장주기 격자 사이에 삽입된 어븀 첨가 광섬유를 이용하며, 광섬유 브래그 격자 센서 헤드에 가해지는 동적 스트레인을 측정하기 위한 새로운 고분해능 파장 측정 시스템을 제안하였다. 제안된 측정 시스템에 대한 실험을 통해 제안된 시스템이 기존의 비대칭 마하 젠더 간섭계를 이용한 파장 측정 시스템에 비하여 훨씬 높은 분해능을 갖고, 외부 온도 변화에 대한 변동 또한 훨씬 적어진 것을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권10B호
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• pp.1216-1221
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• 2011

본 논문은 코드 분할 다중방식을 이용하여 외부로부터 선박에 가해지는 변형 및 온도 변화를 모니터링 할 수 있는 광섬유 브라그 격자 (FBG) 기반의 센서 네트워크를 제안하였다. 선박에 변형이 발생 하거나 온도의 변화가 일어날 때 FBG는 본래 가지고 있는 중심 파장이 이동하며 이는 외부 변형 크기에 비례하여 증가된다. 중심파장의 변화량을 측정함으로써 센서에 가해지는 변형이나 온도의 크기를 알 수 있다. 제안된 센서 네트워크는 코드분할 다중방식을 이용하였으며 광원에서 발생되는 신호를 직접 변조하여, 변조된 신호를 센서로 보내고 센서로부터 돌아오는 신호를 검출하여 상태를 모니터링하게 된다. 또한 슬라이딩 자기상관 기법과, 파장-시간 변환 기법을 이용하여 빠른 센싱과 넓은 범위의 센싱이 가능하도록 하였다.

• 한국광학회지
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• 제6권1호
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• pp.62-69
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• 1995

레이저 다이오드 구동 전류펄스기간의 발진주파수 변조와 간섭계 출력신호의 시간지연 샘플링을 이용하여 3x3 coupler등과 같은 특수 광부품을 사용하지 않고도 1개씩의 광원과 광검출기를 이용하여 측정신호의 변화방향과 함께 half fringe의 수를 count할 수 있으며 광연결선 주변환경의 변화에 의한 세기변화 에러도 피할 수 있는 간섭형 센서를 위한 새로운 신호처리방식을 제안하고 이 방식을 거울내장형 FP간섭계를 이용한 온도센서에 적용하였다. 온도센서소자로 cavity length가 1cm인 FP간섭계를 이용하여 실온에서 360.deg.C에 걸쳐 분해능 2.7.deg.C로 측정하였으며 이때 최대측정속도는 $ 1.378*10^{5}$.deg.C/sec로 계산되었다. 이 방식에서 분해능과 최대측정속도는 반비례 관계를 가지며 감지 광섬유의 길이에 비례하여 분해능을 높일 수 있다. 또한 6개까지의 센서소자를 한개의 광원과 광검출기로 모니터하는 다중화 센싱 또한 가능한 신호처리 방식으로써 불평형 간섭계를 이용한 모든 종류의 센서에 대해 적용이 가능하다.

• 한국광학회지
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• 제30권6호
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• pp.249-254
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• 2019

광섬유가 지니는 패러데이 효과를 이용하여 전류의 세기를 측정하는 광전류 센서 소자를 설계 및 제작하였다. 센서 소자의 동작 안정성을 향상시키기 위하여 편광회전 반사 간섭계와 사분 파장 위상 간섭계 구조를 도입하였다. 이 복잡한 구조를 구성하는 다양한 광소자들은 하나의 폴리머 광집적회로로 구성하여 작은 크기로 제작되었다. 본 구조를 이용하면 외부에서 별도의 바이어스 피드백 제어가 필요 없는 상태에서 전류를 측정하는 센싱 동작을 수행할 수 있다. 또한 온도변화나 외부진동으로 인한 광센서 특성 변화를 제거하여 안정적인 특성을 유지하는 광전류센서를 구현할 수 있다. 그러나 패러데이 효과를 결정짓는 베르데상수는 온도에 따라 미소한 값의 변화를 가지고 있다. 본 연구에서는 이 변화로 인한 광전류센서의 온도의존성을 극복하기 위한 연구를 수행하였다. 편광회전 반사 간섭계의 부품인 광섬유 사분 파장판의 길이를 최적값으로부터 벗어나는 상태로 맞추어 줌으로써 베르데 상수의 온도의존성에 의해 나타나는 광전류센서의 스케일 팩터 변화를 보상해줄 수 있었다. 온도변화를 보상한 광전류센서는 주변 온도를 상온에서 85℃로 올리는 동안, 센서 측정 신호의 온도 의존성이 0.2% 이내로 유지되는 것을 확인했다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.639-645
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• 2006

FRP(Fiber Reinforced Polymer)는 부식의 저항성, 고강도, 피로저항 능력 및 성형성 등에서 우수한 건설 신소재이다. 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating; FBG) 센서는 전자기 저항, 작은 소재의 크기, 그리고 높은 내구성 등의 이점으로 smart sensor로서 현재 많이 사용되고 있다. 하지만 FBG 센서의 변위 측정 기술 능력의 부족으로 현재까지는 변형률, 온도 등의 물리량 측정센서로서 활용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 FRP와 FBG센서의 기능 복합화(Hybrid)를 통하여 smart FRP Rod를 개발 한 후 인장시험을 실시하였다. 또한, FBG센서에 의해 측정된 변형률 데이터를 신경망(Neural Network) 기법을 이용하여 변위 추정 모형을 개발함으로서 FBG 센서 단점인 변형률 계측만을 위한 센싱 역할을 극복하고자 한다. 인공신경망 모형은 MLP(Multi-layer Perceptron)로, 오차범위 0.001에 수렴 될 수 있도록 학습(training)을 실시하였다. 학습에는 비선형 목적함수와 역전파 학습(Back-propagation) 알고리즘을 적용하였으며 모형의 검증은 UTM에서 측정된 변위 값과 수치해석에 의한 결과 값을 비교함으로서 실시하였다.