• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.671-678
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• 2020

본 논문에서는 스트레인게이지 센서와 Zigbee 무선 통신 기술을 활용하여 차량 주행 시 타이어의 변형량을 실시간으로 측정할 수 있는 무선 계측시스템을 개발하였다. 차량 타이어의 내부에 스트레인게이지 센서를 장착하고 DSP 모듈을 이용하여 차량이 주행 중 발생하는 타이어의 변형량을 취득하였다. 취득된 센서 값은 무선 통신으로 차량 내부로 전송된다. 차량내부에 장착된 무선 수신 모듈은 타이어의 변형량을 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 구현하였다. 이와 같이 취득된 타이어의 변형량은 각 타이어에 가해지는 하중 또는 타이어의 속도 측정에 이용할 수 있다. 타이어에 가해지는 하중 또는 속도는 자율주행자동차의 안정성 있는 제어를 위해서는 반드시 필요한 파라메타들이다.

• 터널과지하공간
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• 제27권5호
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• pp.253-262
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• 2017

본 연구는 암석 및 콘크리트 시편의 압축실험을 통해 균열 특성을 분석하고자 한다. 길이의 변화를 측정하는 변형률센서와 균열에 의해 발생한 탄성파를 측정하는 AE 센서를 시편에 부착하여 동시 측정함으로써 실험을 수행하였다. 측정된 시편의 변형률로부터 계산된 균열체적변형률은 암석과 콘크리트 시편에서 다른 형상을 보여주고 있다. 이것은 재료의 취성정도에 따른 것으로 추측된다. 하지만, 파괴 및 손상도와 관계되어 있는 균열체적변형률은 두 개의 시편결과가 유사함을 관찰 할 수 있었다. 또한 AE 센서를 통해 측정한 시편의 누적 균열 신호에너지가 변형률센서로 예측한 균열체적변형률과 매우 유사한 것을 관찰할 수 있었다. 이것은 AE 센서로도 구조물의 손상없이 실시간으로 손상도를 예측할 수 있음을 의미한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.607-613
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• 2008

광섬유의 클래딩 부분을 별도의 고정구에 직접 부착하는 방식으로 고정하여, 변형발생 시 광케이블을 구성하는 재료들 사이에서 발생하는 미끄러짐(Slip)현상을 방지하고, 외력에 의해 발생하는 변형을 정확하게 측정이 가능하도록 함과 기존 광섬유격자센서가 자체적으로 압축변형의 측정이 곤란한 점을 개선하기 위해 미리 긴장(Pre-Strain)상태를 유지하기 위하여 두 개의 접점사이를 볼트와 너트로 조절하여 프리스트레인 가변이 가능하도록 하여 인장/압축변형 측정을 가능하게 한 광섬유격자센서 패키지를 사용하는 지하구조물 변위 모니터링시스템이 본 연구에 의해 개발되었다. 이러한 광섬유격자센서 패키지는 콘크리트 라이닝구조물에 콘크리트의 불균일성을 극복하고 대표성을 가지기 위해 1미터 게이지 길이를 갖도록 하여 모니터링시스템에 적용되었으며, 대구 지하철 지하구조물에 현재 운영 중인 이 시스템은 한국전력 공동구 설치공사가 진행되면서 구조물에 미치는 영향을 판단하기 위한 모니터링시스템으로 적용되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.503-514
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• 2006

FBG 센서는 기존의 전기저항식 게이지에 비해 구조물의 변형율 계측이 용이하고, 내구성이 우수하여 구조물의 응답 모니터링이나 비파괴손상평가 분야의 적용성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 구조물 단면의 상 로의 치환이 가능하며, 이 곡률을 이용하여 수직변위를 계산할 수 있다. 본 연구에서는, FBG 센서를 이용하여 I 형의 강재 단순보에서 충격에 의한 동적 변형율을 측정하고, 이를 이용하여 동적 변위를 추정하여 측정된 동적 변위와 비교 평가하였다. 또한, 추정된 변위와 측정된 변위 및 변형율 시간이력을 이용하여 단순보의 동특성( 고유진동수, 감쇠비 및 모드형상)을 추정하여 해석모델의 동특성과 비교하였다. 변형율을 이용한 변위의 추정은 측정 변위보다 최대 약 10% 정도 크게 나타났다. 그러나 추정된 변위 또는 변형율 이력을 사용하여 추정한 동특성은 측정된 변위를 사용하여 추정한 동특성과 거의 일치하였고, FBG 센서를 이용한 동특성 추정 결과는 양호한 것으로 나타났다. 특히, FBG 센서 변형율은 변위에 비해 고주파 특성이 증폭되기 때문에 고차모드의 동특성 추정에 유리하였다.

• 센서학회지
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• 제10권1호
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• pp.16-23
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• 2001

국부적인 측정을 수행하는 일반적인 광섬유 센서에 비해 분포형 광섬유 센서는 광섬유의 길이방향을 따라 모든 위치에서 측정이 가능하며 보다 넓은 영역의 측정을 수행할 수 있다. 브릴루인 산란 분포형 광섬유 센서를 구조물의 건전성 감시에 이용할 때에는 광섬유 센서의 일반적인 부착 방법인 에폭시를 이용한 표면부착 방법을 사용하게 된다. 본 논문에서는 에폭시를 이용하여 브릴루인 분포형 광섬유 센서를 구조물의 표면에 부착하였을 때 구조물의 변형률 변화를 광섬유 센서가 정확히 측정해 낼 수 있는지에 대해 유한요소법을 통한 검증을 수행하였다. 구조물로부터 에폭시, 광섬유 코팅, 클래딩을 통해 코어로 전달되는 변형률의 전달률을 해석을 통해 확인하였으며 변형률 분포로부터 에폭시 끝 단의 자유 경계면이 미치는 영향을 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.35-47
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• 2003

내부를 콘크리트로 속채움한 강관합성말뚝에 대한 기존의 하중전이 측정에서는 강관의 변형률만 측정하고 콘크리트의 변형률은 강관과 동일하다고 가정하였으며, 시방서에 규정한 방법으로 구한 강관과 콘크리트의 탄성계수를 이용하여 말뚝구성부재의 응력 및 축하중을 산정하였다. 그러나 강관의 변형률만 측정하여 강관과 콘크리트가 완전합성 거동하는 것으로 산정한 축하중은 실제 하중값과 상당한 차이를 보이고 있어 강관합성말뚝의 거동을 정확히 분석할 수 없었다. 따라서, 강관합성말뚝의 경우 각 구성부재의 변형률을 측정할 필요성이 제기되었다. 본 연구에서는 강관합성말뚝의 구성부재인 강재와 콘크리트의 변형률을 측정하는데 사용할 수 있도록 개발된 변형봉 센서에 대한 검증실험을 수행하였다 변형봉 센서를 사용하여 말뚝축하중을 산정할 경우 콘크리트의 탄성계수는 현장에서 제작한 콘크리트 공시체의 압축강도 시험에서 구하도록 제안하였다. 즉, (0.2∼0.6)f$_ck$의 응력 범위에 해당하는 평균접선기울기를 탄성계수로 사용하도록 제안하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.416-420
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• 2002

This Paper describes a matched-filter type strain sensor system using optical fiber Bragg grating (FBG) sensor. Matched-filter type uses another wavelength-matched FBG filter to track wavelength shift in the FBG sensor. Filter FBG is attached on a fiber stretcher and stretched by PZT actuator. To overcome the nonlinearity and hysteresis of the PZT actuator that degrades system accuracy, a string resonator which can measure an absolute strain is employed. And the effect of vibration modes on string resonator is investigated particularly regarding its sensitivity and stability.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2009년도 동계학술발표회 논문집
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• pp.297-298
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• 2009

파장 분할 방식의 광섬유 격자 센서의 멀티플렉싱 능력을 향상시키기 위하여 이중 격자의 파장 간격 변조로 구분되는 다중 광섬유 격자 센서 시스템을 제안하였으며, 서로 다른 파장 간격을 가지는 센서의 상태와 위치를 정확히 구별할 수 있는 방법을 연구하고 씨뮬레이션을 통하여 확인하였다. 또한 변형력 하에서 광섬유격자 센서들간의 스펙트럼 중첩으로 불명확한 브래그 피크를 최급 강하법(steepest descent method) 알고리즘을 사용하여 약 3 pm이내의 표준편차로 결정할 수 있었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.22-26
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• 2003

EFPI (extrinsic Fabry-Perot interferometer) 센서를 이용해 복합재료의 파손 신호를 취득하기 위해서는 파손 신호에 비해 상대적으로 낮은 주파수의 열적, 기계적 정적 변형에 의해 발생하는 위상 변화를 보상해 주는 기술이 필요하다. 또한 센서의 민감도를 최적화하기 위해 출력 신호의 위상을 Quadrature 지점에 유지시켜야 한다. 본 논문에서는 EFPI 센서 시스템의 출력 신호위상을 일정하게 유지시킬 수 있는 안정화 제어 시스템을 개발하였다. 안정화 제어 시스템은 광대역 파장 레이저 광원, 가변 F-P (Fabry-Perot) 필터 그리고 필터를 제어한 수 있는 전자 회로시스템으로 구성하였다. 개발된 시스템의 위상 제어 성능을 평가하기 위해 복합재료 시편의 인장 실험을 수행하여 인장 변형에 의해 발생하는 위상 변화를 개발된 시스템을 이용해 Quadrature 지점에 일정하게 유지할 수 있음을 보였다. 또한 연필심 파손 실험을 통해 개발된 시스템이 파손 신호를 잘 취득할 수 있음을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.124-133
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• 2007

본 연구에서는 섬유 광학의 감지 장치 중 하나인 FBG 센서 및 시스템에 관하여 검토하였다. FBG 센서의 문제는 매우 가늘고 약하다는 것이다. 이를 위해 충격과 같은 외부의 요인으로부터 FBG 센서를 보호할 수 있는 방법을 다각적으로 모색하였다. 철근을 대체할 수 있는 FRP 복합재에 FBG 센서를 삽입하여 실험을 실시하여 그 결과를 검토하였으며, 삽입되기 전의 자연스러운 Fiber 상태와 비교 분석하였다. 이 연구에서 철근 대용 복합재료에 삽입된 FBG 센서는 기존의 삽입되지 않은 일반 광섬유센서와 비교 시, 복합재료의 보강효과에 의해 최대 변형률이 기존보다 크게 나타났으며, 내구성 측면에서도 좋은 성능을 발휘할 것으로 예상된다.