• Title/Summary/Keyword: 광 센서

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Development of Non-Contact Fiber Jumper Cord and Evaluation of Light Transmission Performance (비접촉식 광 점퍼 코드 개발 및 광 전송 성능 평가)

  • Kim, Heonyoung;Kang, Donghoon
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.36 no.5
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    • pp.399-405
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    • 2016
  • Recently, fiber optic sensors, which have many advantages are being applied in various fields by replacing conventional electric sensors. To transmit the light signals between an interrogator and a sensor head, optical components such as an optical adaptor and optical jumper cords are generally used. When signals are transmitted using an adaptor, the end surface of each jumper cord is faced together. If alien substances exist on the core surface of an optical fiber, those can cause light transmission loss and signal disappearance. For this reason, non-contact fiber jumper cords are developed to overcome the problems that require continual attention. The light transmission performance of non-contact fiber jumper cords are also evaluated. From the test results, conventional fiber jumper cords are unable to transmit the signals over 2 mm cavity between the ends of both cords. Otherwise, non-contact fiber jumper cords can transmit the signals with stability up to the cavity of 7 mm though they have more transmission loss than the conventional ones. Consequently, non-contact fiber jumper cords that have better signal stability than conventional ones in environments are highly recommended in field applications, especially if they play a role as a cable for signal transmission between fiber optic sensors.

Development of a dispersion coefficient method using a drone-based spatio-temporal hyperspectral image (드론기반 시공간 초분광영상을 활용한 분산계수 산정기법 개발)

  • Gwon, Yeonghwa;Han, Eunjin;Kim, Dongsu;You, Hojun;Kim, Youngdo;Kwon, Siyoone
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.112-113
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    • 2021
  • 하천으로 유입되는 오염물질은 유수의 흐름에 따라 이송되며 혼합된다. 이러한 오염물질의 해석을 위해서는 확산 또는 분산계수 산정이 필요하다. 오염물질의 거동과 관련된 실험적 연구는 방사선 동위원소와 형광성 물질을 이용하여 수행되어 왔으나, 추적자 실험은 많은 비용 및 인력을 요하며, 고정식으로 설치한 계측장비로부터 수집한 시계열 농도자료만을 이용하여 분석하기 때문에 공간적 분포에 대한 자료 취득은 어렵다는 한계가 있다. 하천의 오염물질을 모니터링하기 위해서는 공간을 이동하는 입자의 관점에서 물리량을 표현하는 Lagrangian 방식보다 특정 위치에서 물리량 변화를 표현하는 Eulerian 방식이 적합하다. 그러나 드론을 활용한 하천원격탐사 연구의 대부분은 이동식 플랫폼으로 활용되어 특정 시간에 공간적 분광특성의 분포 파악이 한정적이며, 동일 지점에서 분광특성의 시간적 변화를 파악할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 기존의 면단위를 측정하는 이동식 플랫폼의 한계를 극복하고 하천 모니터링에 적합한 Eulerian 방식을 적용하기 위하여 CCTV 형태의 고정식 초분광촬영 플랫폼을 도입하였다. 본 연구에서는 하천으로 유입되는 오염물질의 거동을 분석하기 위하여 자연하천에서 형광성물질인 Rhodamine WT를 이용하여 추적자 실험을 수행하였으며, 접촉식 센서를 활용한 농도측정과 동시에 드론과 초분광센서를 활용하여 CCTV 형태의 고정식 초분광영상을 획득하였다. 실험결과 도출된 전통적인 방식의 분산계수 산정과 시공간 초분광영상을 활용한 분산계수 산정을 비교하여 오염물질 거동 분석에 초분광영상 활용의 가능성을 검토하였다. 본 연구에서 제시한 드론기반 시공간 초분광영상 기법을 교량이나 기타 하천구조물에 초분광 센서를 설치하여 CCTV형식으로 활용할 경우, 공단이나 하·폐수 처리장 등의 점오염원이 밀집해 있는 지역에 직접 설치하여 화학사고의 감지 및 오염물질의 유출 확인 및 조류, 부유사 등의 다양한 수질항목의 농도 변화 감지가 가능하고, 수심변화 감지로 장기적으로 활용할 경우 특정 지점에서의 하상변동 조사가 가능하다. 또한, 오염물질의 유출 사고 발생 등의 사람이 직접 접근이 불가능한 지역에 드론을 활용하여 초분광센서를 이용한 오염물질 감지가 가능할 것으로 판단된다.

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Thermo-optic Effects of Optical Temperature Sensor (광 온도센서의 열전.광 효과)

  • Lee, Kwang-Seok;Kim, Hyun-Deok
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.10 no.11
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    • pp.2049-2054
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    • 2006
  • This paper demonstrates a comparison of linear and nonlinear analyses for thermo-optic effects of optical temperature sensor based on the etched silica-based planar waveguide Bragg grating. Topics include theoretical analyses and experiment of the etched planar waveguide Bragg grating optical temperature sensor, Theoretical models with nonlinear than linear temperature effect for the grating response based on waveguide and plate deformation theories agree with experiments to within acceptable tolerance.

Flyback PV Micro-inverter without Current Sensor under Discontinue conduction mode (전류센서가 없는 불연속 도통모드 플라이백 태양광 마이크로 인버터)

  • Kim, Hyun-Woo;Jeon, Young-Tae;Park, Joung-hu
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.365-366
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    • 2014
  • 본 논문에서는 플라이백 마이크로 인버터를 통해 전류센서 없이 최대전력 추종(Maximum Power Point)방법을 제안한다. 이 인버터는 태양광 전력을 역률1인 정현파, 낮은 왜곡율(THDs)로 계통연계 할 수 있는 태양광 인버터 이다. MPPT방식은 전류 센서리스로서 PV모듈의 전압과 MPPT제어 출력 값을 곱하여 PV전력의 정보를 비례적인 값으로 간접적으로 얻는 방식으로 태양광 최대 전력점을 찾을 수 있다. 또한, 계통의 전압으로 위상정보를 얻어 이를 정류시켜 MPPT제어와 곱하여 PWM파형을 발생한다. 제안한 태양광 인버터 전력단 회로는 플라이백으로 불연속 모드(DCM)로 동작하였으며, MPPT제어는 디지털(DSP)로 구현하였다. 100W급 하드웨어로 설계하여 실험을 진행 분석하였다.

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Characteristics of a PMOSFET Photodetector for Highly-Sensitive Active Pixel Sensor (고감도 능동픽셀센서를 위한 PMOSFET 광검출기의 특성)

  • Seo, Sang-Ho;Park, Jae-Hyoun;Lee, June-Kyoo;Wang, In-Soo;Shin, Jang-Kyoo;Jo, Young-Chang;Kim, Hoon
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.12 no.4
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    • pp.149-155
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    • 2003
  • A PMOSFET photodetector for highly-sensitive active pixel sensor(APS) is presented. This sensor uses 5V power supply and has been designed and fabricated using I-poly and 2-metal $1.5{\mu}m$ CMOS technology. The feature of a PMOSFET photodetector is that the polysilicon gate of the PMOSFET was connected to n-well, in order to increase the photo sensitivity. The designed MOS photodetector has similar $I_{DS}-V_{DS}$ characteristics with a standard MOSFET. One dimensional image sensor with 16 pixels based on the PMOSFET photodetector has also been designed and fabricated. Unit pixel of the designed sensor consists of a PMOSFET photodetector and 4 NMOSFETs. Unit pixel area is $86{\mu}m{\times}90.5{\mu}m$ and its fill factor is about 12%.

MPPT controller using a single current sensor for multiple module-integrated PV converters (단일 전류센서를 이용한 다중 모듈 컨버터에서의 출력전력 MPPT제어)

  • Jeon, Young-Tae;Choi, Byung-Min;Park, Joung-Hu
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.37-38
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    • 2014
  • 본 논문은 다중 모듈 통합형 태양광 발전 시스템의 발전 단가를 낮추기 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 방법에 관한 것이다. 기존의 다중 모듈 통합형 태양광 발전 시스템에서는 각 모듈마다 MPPT 동작을 필요로 하기 때문에 전류센서와 전압센서를 모두 사용하며, 이는 발전 단가를 상승시키는 원인 중 하나가 된다. 본 논문에서는 시스템의 제작비용을 낮추기 위하여 다중 모듈 통합형 태양광 발전 시스템에서 상대적으로 가격이 비싼 전류센서의 사용을 줄여, 여러 개의 모듈에서도 하나의 전류센서만을 사용하는 MPPT 방법을 제안하고 PSIM 시뮬레이션과 실험을 통해 입증하고자 한다.

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Optical Measurement of Blood Oxygen Saturation for Artificial Heart Using Wavelength of 665nm and 805nm (665nm와 805nm의 파장을 이용한 인공심장용 혈중 산소포화도의 광학적 측정)

  • Park, Se-Kwang;Kwon, Ki-Jin
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.2 no.1
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    • pp.75-80
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    • 1993
  • This study describes a non-invasive optical sensor and system in order to obtain oxygen saturation of blood, in-vitro. The sensor contains LED 665nm and 805nm of wavelength for light source and PIN photodiode for light detector in flat pack. The sensor system for measurement of oxygen saturation has breadboarded, including signal amplifier, filter, displayer, A/D converter, microprocessor and memory. Experimental set-up for non-invasive measurement of oxygen saturation in-vitro was done. When the variation of oxygen saturation is compared with that of each wavelength, the variation of 665nm is more than that of 805nm by five times. As oxygen saturation varies from 100% to 60%, and the reflection ratio (R805/R665) is changed linearly. The oxygen saturation in $100%{\sim}60%$ range can be measured with about 5% resolution by the developed sensor, such that if this sensor connects with the main artery and vein, the artificial heart can be controlled rapidly and precisely from measurement of the sensor.

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Measurement of Dynamic Strain of Structures Using a Gold-deposited EFPI (금 증착된 광섬유 외부 패브리-페로 간섭( EFPI ) 센서를 이용한 구조물의 동적 변형률 측정)

  • Kim, Dae-Hyeon;Gang, Hyeon-Gyu;Hong, Chang-Seon;Kim, Cheon-Gon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.2
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    • pp.52-58
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    • 2002
  • Measurment of dynamic strain is important to monitor structural integrity. In this paper, the new type of EFPI is proposed to measure the dynamic strain. The second reflecting surface of fiber in this new sensor is deposited gold on to increase its reflectivity. So, it is called the gold-deposited EFPI (G-EFPI) in this paper. In order to explain the principle of measurement of the dynamic strain, two models for the loss of intensity are proposed and an experiment is performed. If a cavity between two reflecting surface increases, the loss of the light that passes through the cavity increases, causing a subsequent decrease in the output intensity of the sensor. Conversely, if the cavity decreases, the amount of loss decreases and the output intensity increases. Also the optimal length of the cavity is proposed to manufacture the G-EFPI with high sensitivity. Finally, the dynamic strainof a composite specimen was measured successfully using the G-EFPI.

Development of Prototype Biosensor for The Detection of Organophosporus Compounds (유기인화합물 측정용 광바이오센서 개발)

  • 최정우;김종민;이원홍;김영기
    • KSBB Journal
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    • v.17 no.2
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    • pp.158-161
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    • 2002
  • In this study, a prototype fiber-optic biosensor was fabricated using the inhibition of enzyme reaction by organophosphorus compounds to detect organophosphorus compounds, which is nervous toxic material an? is used as chemical weapon and pesticide. Enzyme, substrate, and inhibitor for enzyme reaction were acetylcholinesterase (key enzyme in nervous cell), acetylthiocholine iodide, and paraoxon (a kind of organophosphorus compounds), respectively. The detection principle of sensor is the detection of enzyme reaction inhibited by organophosphorus compounds by the quantitative measurement of acetic acid, which was achieved by absorbance measurement using litmus solution that maximum absorbance band is changed by pH. To fabricate prototype fiber-optic biosensor, high bright LED and photodiode was used as light source and light intensity detector, respectively. From the experimental results using a prototype biosensor, the linear change of sensor signal was obtained in a range of 0-2 ppm inhibitor concentrations. From these results, it was verified that the quantitative measurement of organophosphorus compounds could be achieved fast (within 2 minutes) and accurately by a prototype fiber-optic biosensor.