In this paper, fiber optic sensor using Fabry-Perot interferometer which had benefit of minimize and light-weight was used. The sensor head has 1cm in length, total length of fiber is 9.5 chi and the sensor supported at both ends, simply. To analyze the acoustic characteristic non-directional speaker is used as a sound source. Acoustic applied in lateral direction and detected two signals were compared each other. Below 1㎑ fiber optic sensor has more sensitive than microphone, but in 2㎑ fiber optic sensor has less sensitive than microphone. This characteristic varies to the supporting system of fiber optic sensor. It was confirmed that the Fabry-Perot interferometric sensor detected acoustic signal, effectively. This kind of sensor can be applied to the structural health monitoring field of intellectual structure.
Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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2000.02a
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pp.246-247
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2000
최근에 개발된 광섬유 격자소자(FBG)를 이용한 광섬유 수중 음향센서는 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 지니고 있을 뿐만 아니라, PZT센서가 검출할수 없는 저주파수(30Hz∼300Hz)특성에서도 우수한 신호 감지효과를 지니고 있으며, 특히 군사용으로 사용될 수 있는 저주파 신호 검출에 실용화를 기대 할수 있으며, 센서 어레이(array)를 통하여 고감도 다중화로 발전될 수 있다.
A Mach-Zehnder interferometer using single mode optical fiber was constructed which operates in homodyne detection scheme. Its response to air-borne soun pressure was examined experimentally. A signal stabilizer was developed for maintaining optical fiber interferometer in quadrature condition using a cylindrical piezoelectric stretcher. This maintains the optical fiber sensor at a maximum sensitivity in the presence of the phase drift caused by temperature fluctuation and other types of environmental disturbances.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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1997.04a
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pp.513-517
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1997
수중음향 센서로서 감도가 높고 제작이 비교적 용이한 광섬유 하이드로폰은 근래에 미국 및 유럽 등지에서 활발히 연구 개발되고 있다. 본 논문에서는 알루미늄 맨드릴에 150 m 길이의 광섬유를 감아 광섬유 하이드로폰을 제작하였다. 광섬유 하이드로폰의 음향 감지 성능을 보기 위하여 Mach-Zehnder형 광간섭계를 구성하고 신호 안정화를 위하여 3 * 3 광결합기를 이용하였으며 이것을 음향수조에서 실험을 하였다. 음향신호의 주파수를 2kHz로 구동하였을 때 제작된 광섬유 하이드로폰은 음향신호를 안정적으로 감지함을 확인하였다.
Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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1988.06a
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pp.112-116
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1988
Homodyne 방식으로 동작하는 광섬유 간섭계 센서는 주위 온도의 변화나 진동등에 의하여 시노의 크기가 불규칙하게 변화된다. 따라서 광섬유 간섭계가 직작조건에서 동작하도록 하여 감도를 최대로 유지시켜야 한다. 본연구에서는 원통형 압전자소자에 단일모드 광섬유룰 감아서 변환율 K=1.07$\pi$/V의 위상변조기를 만들고, 이를 이용하여 능동위상추적(active phase tracking)방식의 신호안정화 장치를 제작하고 광섬유 간섭계 센서의 공기중 읍압반응을 조사하였다.
The fiber optic Sagnac interferometer is well established as a sensor for detection of physical perturbations such as acoustic and vibration. In this paper acoustic signals generated in the cylindrical cavity submerged in transformer oil were measured by the fiber optic sensor array in one Sagnac loop. Two different external sound frequencies, $f_1$ and $f_2$, were applied to the sensor array simultaneously by using piezoelectric with frequency range from 5 kHz to 90 kHz. Based on the experimental results, fiber optic sensor detected harmonic series of applied sound frequency such as $f_1$, $f_2$, $2f_1$, $2f_2$, ${\mid}f_1-f_2{\mid}$, ${\mid}f_1+f_2{\mid}$. Suggested fiber optic sensor array can be applied to monitor physical quantities such as internal sound pressure and vibration due to partial discharge in the real electric transformer system.
The low- frequency acoustic sensor using the recently developed FBG has an excellent merits which the existing fiber-optic sensor has and also it has an excellent signal sensing effect in the environment of low-frequency($30Hz{\sim}300Hz$). Furthermore, we can expect the utilization of low-frequency signal defection instead of existing microphones in the environment of electric noise and also it can be developed as the high-sensibility multiplexing through the sensor array system.
Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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1998.06e
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pp.255-258
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1998
본 연구에서는 해석적인 방법을 사용하여 고감도 멘드릴형 광섬유 음향센서를 설계하고자 하였다. 음향감지부의 형상으로 실린더형 멘드릴 및 중공원통형 층상복합체 멘드릴을 선정하고, 음향감도에 대한 이론식을 유도하여 재질변수 및 형상변수 등에 따른 음향감도를 해석하였다. 또한 해석적 방법 및 유한요소법을 이용한 분석결과를 비교하여 해석적인 방법의 타당성을 검증하였다. 그 결과, 멘드릴의 외경변화에 의한 감도변화 경향만이 다소 차이를 보이고 있으나 그 이외의 재질변수 및 형상변수에 의한 음향감도 변화 경향은 서로 잘 일치하는 것으로 분석되었다.
Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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1985.10a
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pp.31-36
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1985
본 논문에서는 그레이더드인덱스 다중모드 광섬유에 압력을 가함으로써 발생되는 마이크로벤딩을 모드 결합 이론으로 분석하고, 그 이론에 의해 모드결합이 최적으로 일어나는 정적벤딩을 통한 주기성을 얻어 시제품 광섬유 음향 트렌스튜서를 설계 및 그것을 이용한 광섬유음향센서를 제작하였다. 제작된 트랜스튜서의 탐지가능한 최소검출압력을 정적벤딩 실험을 통하여 계산하였으며 아울러 제작된 광섬유음향트랜스듀서의 특성을 실험하였다.
To substitute TLS in the hybrid system which is combined with Sagnac interferometer and fiber bragg grating (FBG) it is necessary to investigate how the laser source (TLS and CW) and sensor material variate the response of fiber optic sensor. Two different hollow cylinder type mandrel materials are proposed which are PTFE and PTFE+carbon and 18 m optical fiber is wounded at the mandrel surface. CW laser source experiments had been done in the oil tank which is filled with transformer oil in the 1 kHz~20 kHz frequency range. Also Sagnac interferometer fiber optic sensor is combined with FBG called hybrid system and TLS used as a light source. Based on the experimental results PTFE sensor showed more higher magnitude of detection signal rather than carbon sensor and this result is agreement with the McMahon's theoretical results. Phase variation is inversely proportional to the elastic modulus of the mandrel material. In PTFE fiber sensor, tunable laser source showed more higher performance rather than CW case. Therefore, TLS fiber optic sensor can be applied to the hybrid system which is combined with Sagnac and FBG.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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