• 한국도시철도학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.269-278
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• 2018

철도용 지장물검지장치는 2004년 고속철도와 함께 도입되어 산사태, 낙석 및 과선교로 부터의 낙하물과 같은 장애물에 의한 사고를 예방하고 있다. 다만 기존의 시스템은 검지선의 단선 여부에 대한 사항밖에 검지가 불가능 하여 산사태나 과선교 위로의 물체 낙하 등에 대한 검지에 제약이 있는 것이 사실이다. 이에 이번 연구에서는 OTDR, 광펜스 및 검지용 카메라로 구성되어 개선된 지장물검지시스템을 제안한다. 이 연구에서 제안하는 시스템은 단선 상태에 대한 검지 이외에도 광펜스에 대한 가압 및 특정지역에 대한 영상 검지가 가능하도록 구성된다. 개발 시스템의 핵심부인 광펜스 및 OTDR에 대한 프로토타입 시작품을 제작하고 기능시험을 실시하였으며, 개선된 검지 능력을 입증하기 위한 결과들을 획득하였다. 추후 연구에서는 현장함 설계 및 환경시험을 실시할 예정이며 이후 현장 시험을 진행할 예정이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권12B호
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• pp.1236-1243
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• 2010

광통신 네트워크 유지보수에 사용되는 광섬유 선로 감시 장치인 OTDR 방식으로 구성된 광섬유 센서장치를 이용하여 광섬유 외곽 경비 시스템을 제작하고 특성을 평가하였다. OTDR 하나로 400m의 광 펜스를 감지하기 위하여 중심파장은 1310nm이며, 출력전력이 +15dBm인 펄스 레이저를 사용하였다. MPU 보드에 고속의 32비트 프로세서인 S3C2440을 탑재하여 알고리즘 처리에 따른 성능 향상을 도모하였다. 제작결과 최대 오차는 최대거리인 10km 구간 시험에서 0.84m이었고, 모든 구간에서 합격기준인 ${\pm}1m$를 만족하였다. 광 펜스 이상 감지 후 경보시간은 3초 이내로 확인하였다. 1차 침입 후에 2차 침입이 발생했을 경우 이를 효과적으로 감시하기 위한 2차 침입감지와 다중점 측정을 위하여 광스위치를 OTDR안에 내장시켰다. 광스위치를 이용하여 효과적으로 2차 침입감지와 다중점 측정이 가능함을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1861-1863
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• 2001

본 연구에서는 국내에서도 아직 초기단계 기술이라고 할 수 있는 간섭계를 이용한 주요 시설물(변전소등) 안전 감시 혹은 항만 감시 및 방어용 광섬유 격자 그물망 구현을 위한 광섬유 시스템 적용성을 연구한 것이다. 연구에서는 마흐젠더 간섭계의 구성에 비해 구성이 용이한 Sagnac간섭계를 구성 실험하였다. 이 간섭계의 성능 검증을 위하여 1550nm의 중심파장을 방사하는 레이저, 싱글모드 광섬유, 3${\times}$3 커플러 등의 광소자를 사용하였고, 광섬유의 길이의 변화를 주기 위하여 PZT 위상 변조기에 교류 전원을 인가하여 PZT 위상 변조기의 진동을 유도하였다. 또한, 전체 길이 약 180cm, 17${\times}$7, 철봉의 직경 6m의 철망 구조물을 제작후, 센서 부분의 역할을 담당한 광섬유 케이블을 일정한 간격으로 철망 구조물에 케이블 타이로 고정하였다. 철망 구조물에서 발생할 수 있는 각종 외부 가진에 대해, 철망 구조물에 가속도계를 설치하여, Sagnac 간섭계에서의 광 간섭 신호와 가속도계의 신호를 비교 검증 하였다. 본 실험결과를 통하여 광섬유 펜스는 주요 시설물(변전소등) 안전 감시 혹은 항만 감시 및 방어용 경보 시스템에 적합하다고 판단된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.208-208
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• 2009

최근 광섬유 센서기술의 수요는 전 산업분야에 걸쳐 높아지고 있으며, 이에 비례하여 기업 간, 국가 간 경쟁이 첨예화되고 있다. 또한 소형화, 경량화, 고성능화 센서에 대한 요구도 높아지고 있어 종래의 각종 센서들의 형태와 개선을 위한 연구개발이 매우 활발하게 전개되고 있으므로 이를 대체할 수 있는 광섬유 센서의 수요가 급격히 늘어날 전망이다. 기존 침입자 감지 시스템은 태풍, 낙뢰, 폭설, 폭우 등의 기상변화나 지반 흔들림, 통행차량 진동 및 전자기 간섭 등에 영향을 받아 오작동, 오경보가 빈번히 발생된다. 이러한 문제의 해결책으로 광섬유 센서 케이블을 이용한 시스템이 대안으로 부각되고 있다. 현재 국내에서 군부대, 공항을 중심으로 펜스와 휴전선 철책에 힘입자 감지를 위하여 도입되고 있다. 광섬유 센서 케이블을 사용하는 광망경비시스템은 광섬유 센서 케이블을 그물망 형태(광망)로 만들어 경계 지역에 설치된다. 광망경비시스템의 원리는 광섬유에 광펄스를 입사시켜 순환시키는데 침입자가 광망을 절단하거나 외력을 가할 경우 발생되는 레일리 산란에 기인하는 후방산란과 접속점과 파단점에서 생기는 반사광을 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)로 검출하여 침입상황 및 침입위치를 탐지한다. 그러나 이러한 침입자 감지를 위한 광망경비시스템의 핵심부품인 광섬유 센서 케이블은 기존에 전량 해외수입에 의존하고 있는 실정이며, 지금까지 국내에서 생산하기 위한 제작 기술과 노하우가 초보단계에 머물러 있다. 이러한 광섬유 센서 케이블 제작에 있어서 중요한 부분이 패키징 기술이라 할 수 있다. 이는 광섬유 센서를 일반적인 피복 구조로 패키징하게 되면, 센서 고유의 특성이 패키징 과정과 운반과정, 포설과정에서 변하게 되고 센서로써의 신뢰성이 크게 저하된다. 본 연구에서는 힘입자 감지용 광섬유 센서 케이블의 설계와 제작을 위한 제조공법을 확립하고, 이를 이용해 제작된 광섬유 센서 케이블의 신뢰성 특성을 평가하였다. 설계 제작된 광섬유 센서 케이블의 구조는 멀티모드광섬유(MMF) 에 0.9 mm Tight buffer를 코팅하고, 광심선 주위에 아라미드 얀을 삽입시킨 후 고문자 수지를 적용하여 외부 피복 (jacket)을 하였다. 제작된 광섬유 센서 케이블의 외경 측정결과 기준치 ($2.95\;{\pm}\;0.03$ mm)를 모두 만족하였고, 850 nm 파장에서의 광 손실 측정 결과 4.0 dB/km 이하였다. 또한 주요 항목의 신뢰성 특성 시험결과, 인장강도는 8~10 kg의 인장력을 갖으며 온도순환시험 ($-30^{\circ}C\;{\sim}\;+75^{\circ}C$)에서의 광 손실은 0.6 dB 이하로 나타나 침입자 감지용 광섬유 센서 케이블로 적합함을 확인할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.38-41
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• 2008

본 연구에서는 독성가스 중 가장 널리 이용되는 염소와 암모니아 가스 누출에 대한 누출속도 추정 방법을 제안하고자 한다. 우선, 독성 가스 누출이 자주 발생하는 위험 지역 주변에 펜스 형태의 광센서 네트워크를 설치한다. 센서가 규정 농도 이상의 위험물질을 감지하게 되면, 자동적으로 물질을 분석하고 그 물질의 농도정보를 얻게 된다. 기존의 역추적 모델들은 3개 이상의 센서 정보로부터 결과물을 요구하기 때문에, 하나의 센서정보로 누출속도를 구해야 하는 이 시스템에는 적합하지 않다. 이 연구에서 제안한 신경망을 기반으로 한 역추적 알고리즘과 농도정보 및 기상정보를 이용하여 누출원에서 누출속도를 구하게 된다. 관련 위험물 저장 설비의 공정정보, 물질정보, 기상정보 그리고 센서로부터 얻은 농도데이터 등 14개의 입력 데이터를 넣어 출력값인 누출속도를 구하게 된다. 이는 독성가스 저장시설 주변에 사는 주민들에게 위험시설에 대한 신뢰감을 향상시키며, 독성 가스 누출시 주변 지역 주민들에게 긴급상황을 신속히 전달할 수 있는 비상대응의 일환으로 활용 할 수 있을 것이다.