• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.397-406
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• 2003

사면 내에 설치된 억지말뚝의 보강효과를 평가하고, 사면의 가상 파괴면을 예측하기 위하여 지속적인 계측관리를 통한 사면의 거동을 감지할 필요가 있다. 본 연구는 계측기를 통한 계측자료가 사면과 억지말뚝의 안정성 및 보강효과를 평가할 수 있는 자료로 활용될 수 있도록 하기 위한 것으로, 현장에 설치된 억지말뚝에 광섬유 센서(FBG 센서), V/W 및 경사계를 설치하여, 사면 내 억지말뚝의 거동분석을 하였다. 또한 각 계측기의 데이터를 비교 분석함으로써, 광섬유 센서와 같은 스마트 계측기술을 실제 토목 구조물에 활용할 수 있는 방안을 현장시험을 통해 검증하고자 한다. 이를 위해 각 계측기에서 구하여진, 연구 대상사면의 거동과 억지말뚝의 보강효과 및 변형률 분포의 상관관계를 비교 분석하였다. 그 결과, FBG 센서와 V/W 센서 및 경사계의 계측결과가 잘 일치하며, 억지말뚝에 의한 사면의 보강효과가 충분함을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제29권2호
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• pp.60-65
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• 2016

본 연구에서는 Type IV 수소 압력용기 시제품의 충격하중 조건에 따른 구조 건전성을 분석하고자 유한요소해석과 FBG 센서 삽입을 통한 실시간 모니터링 실험을 수행하여 결과를 분석하였다. 플라이 모델링 기법을 활용한 유한요소해석을 통해 FBG 센서를 삽입할 수소 압력용기의 취약부 선정 및 가압 조건을 제시하였으며, 실험을 진행할 기초 정보를 확보하였다. 실제 용기제작에 앞서 시편 실험을 통해 FBG 센서의 삽입방식 신뢰성을 확보하였으며, 이후 해당 결과를 활용하여 필라멘트 와인딩 공정에 적용하였다. 비충격 가압 피로실험과 총 4회의 충격 피로실험을 수행하였다. 실험결과 비충격 가압 피로실험에서는 해석과 동일한 거동을 보였으며, 4회의 충격 피로실험에서는 용기의 충전 시간이 점진적으로 증가하고 충전률은 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권2호
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• pp.178-185
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• 2014

This paper describes a fabrication multiplexing sensor probe that employs a fiber Bragg grating(FBG) based on multiple measurements to determine the blade deflection of a wind power generator the reliability analysis of this probe is also presented. To diminish the temperature sensitivity of the FBG sensor, we form multiple CFRPs onto the upper and lower layers of the FBG and package it with an epoxy resin. As a result, the depth of the CFRP is 1mm, and the temperature sensitivity is $2.39pm/^{\circ}C$. We construct a sensor network utilizing the fabricated sensor with a blade beam model. As the number of pendulums is increased on the fore-end of the beam, the strain value is measured. The strain variation is calculated from the measurement of the load on the blade beam model by monitoring the strain of the FBG sensor. When the linear equation is applied, the strain error is 0.4% and when the finite difference method is used, the tip deflection error is 3.3%. The displacement error derived from the strain value of the FBG sensor is 4.39%. The calculated result between the measured value of the dead-end of the beam and the strain is less than 2.46% tip distortion error. Therefore, our proposed multiplexing sensor probe is a low-cost and high-reliability solution for a commercial wind power generator.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권3호
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• pp.269-277
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• 2017

Recently, there has been significant interest in structural health monitoring for civil engineering applications. In this research, a specially designed tendon, proposed by embedding FBG sensors into the center king cable of a 7-wire strand tendon, was applied for long-term health monitoring of tensile forces on a ground anchor. To make temperature independent sensors, the effective temperature compensation of FBG sensors must be considered. The temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$ of the FBG sensors embedded tendon was successfully determined to be $2.0{\times}10^{-5}^{\circ}C^{-1}$ through calibrated tests in both a model rock body and a laboratory heat chamber. Furthermore, the obtained result for ${\beta}^{\prime}$ was formally verified through the ground temperature measurement test, expectedly. As a result, the ground temperature measured by a thermometer showed good agreement compared to that measured by the proposed FBG sensor, which was calibrated considering to the temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$. Finally, four prototype ground anchors including two tension ground anchors and two compression ground anchors made by replacing a tendon with the proposed smart tendon were installed into an actual slope at the Yeosu site. Tensile forces, after temperature compensation was taken into account using the verified temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$ and ground temperature obtained from the Korean Meteorological Administration (KMA) have been monitored for over one year, and the results were very consistent to those measured from the load cell, interestingly.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권4호
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• pp.1-8
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• 2012

A Fiber Bragg Grating (FBG) sensor imbedded small wind turbine blade was manufactured to experimentally investigate the feasibility to embed FBG sensors between layers of glass fiber to monitor dynamic strains of the wind turbine blade. The blade which is similar to a commercial 300 W wind turbine blade was manufactured with glass fiber as a reinforcement and epoxy resin as base material. A total of five FBG sensors including one temperature sensor were imbedded in the blade to sense mechanical strain and temperature. While manufacturing the blade, residual strain and temperature that occurred in the small wind turbine blade were monitored using the imbedded FBG sensor array. To examine the sensor performance, an impact test was carried out. The experimental results from the FBG sensors were close to those from electrical strain gages mounted on the blade root surface. The mode shapes of the blade were analyzed also using a commercial Ansys simulation with a model obtained from a three dimensional laser scanning of the blade.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6A호
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• pp.399-408
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• 2011

최근 스마트 센서를 활용한 구조물의 건전성 모니터링 및 손상 탐색 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 광섬유 센서 중 하나인 FBG(fiber Bragg grating) 센서는 경량이고, 내구성이 좋으며, 전자기적 영향이 없을 뿐 아니라 한 가닥으로 여러 지점에서의 계측이 가능한 장점을 가지고 있어 많은 연구와 적용이 시도되고 있다. 이 논문에서는 이러한 FBG 센서를 활용하여 재킷식 해양구조물에 발생하는 손상을 탐색하는 연구를 수행하였으며, 특히 구조물에서 계측된 자료로부터 여러 환경요인을 제거하고 보다 손상에 민감한 특성을 보기 위하여 주성분 분석 기법 적용에 관한 연구를 중점적으로 수행하였다. 제안한 방법의 검증을 위하여 시험조류발전소 구조물의 축소 모델을 활용하여 하중 및 온도 등의 외부 환경이 다른 조건에서 실내 실험을 수행하였고, 이로부터 본 논문에서 제안한 방법이 외부 환경의 영향을 최소화하여 보다 손상을 민감하게 탐색함을 확인하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권2호
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• pp.162-169
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• 2024

This study investigates the temperature sensitivities of fiber Bragg grating (FBG) across a broad temperature spectrum ranging from -196 ℃ to 900 ℃. We developed the FBG temperature measurement system using a high-temperature tubular furnace and liquid nitrogen to supply consistent high and low temperatures, respectively. Our research showed that the FBG temperature sensitivity changed from 1.55 to 10.61 pm/℃ in the range from -196 ℃ to 25 ℃ when the FBG was packaged with a quartz capillary. In the 25-900 ℃ range, the sensitivity varied from 11.26 to 16.62 pm/℃. Contrary to traditional knowledge, the FBG temperature sensitivity was not constant. This inconsistency primarily stems from the nonlinear shifts in the thermo-optic coefficient and thermal expansion coefficient across this temperature spectrum. The theoretically predicted and experimentally determined temperature sensitivities of FBGs encased in quartz capillary were remarkably consistent. The greatest discrepancy, observed at 25 ℃, was approximately 1.3 pm/℃. Furthermore, it was observed that at 900 ℃, the FBG was rapidly thermally erased, exhibiting variable reflected intensity over time. This study focuses on the advancement of precise temperature measurement techniques in environments that experience wide temperature fluctuations, and has considerable potential application value.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.263-269
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• 2013

본 논문에서는 건물의 횡방향 구조반응을 평가하기 위한 변형률 기반의 모니터링 기법이 제시되고, 이에 대한 기초 연구로써, 구조해석을 통해 제안된 기법을 검증한다. 광섬유 격자 센서(fiber Bragg grating, FBG)는 일반 변형률 센서와 비교하여 내구성이 뛰어날 뿐 아니라 높은 샘플링 수와 여러 지점을 동시에 계측할 수 있는 장점이 있다. 이러한 특성 때문에 FBG 센서는 구조 모니터링을 위해 많은 센서가 요구되는 건물의 모니터링에 적합하다. 본 연구에서 FBG 센서는 수직 부재의 변형률을 계측하며, 이는 해당 부재의 곡률을 평가한다. 이러한 곡률은 횡변위와 횡가속도를 평가하는데 사용된다. 추가적으로 횡방향 가속도는 frequency domain decomposition(FDD) 기법을 이용하여 구조물의 고유진동수와 모드형상을 추정하는데 사용된다. 9층 철골모멘트 골조 예제의 적용을 통해, 제시된 기법이 건물의 다양한 횡방향 구조 반응과 동적 특성을 평가하는데 적절함을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권10호
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• pp.1527-1534
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• 2014

Lactobacillus rhamnosus로 발효시킨 흑마늘 발효물의 항염증 효능을 검증하기 위해 LPS로 염증 유도된 RAW 264.7 cells를 이용하여 관련 인자들을 분석하였다. 100, 200, 400 및 $800{\mu}g/mL$ 농도에서 세포독성은 유발되지 않았으며, 오히려 농도 의존적으로 세포 생존율은 증가하였다. LPS에 의해 염증 유도된 RAW 264.7 cells에서 흑마늘 발효물은 농도 의존적으로 NO와 $PGE_2$의 생성 감소와 염증성 사이토카인인 TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$ 및 IL-6의 단백질 생성을 감소시켰다. 또한 iNOS, COX-2, NF-${\kappa}B$ 및 $I{\kappa}B$ 단백질의 발현을 감소시키고 HO-1의 단백질의 발현을 증가시켰다. 이상의 연구 결과를 통해 흑마늘 발효물은 염증에 의한 NF-${\kappa}B$의 활성과 TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$와 IL-6의 생성을 억제시키고, iNOS 및 COX-2의 발현을 억제시키는 메커니즘을 통해 염증성 질환의 예방 및 개선 효능을 나타내는 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제24권1호
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• pp.24-30
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• 2011

복합재 구조물에서 발생하는 저속 충격에 의한 손상은 대부분 복합재의 내부나 충격을 받은 면의 반대 면에서 발생하기 때문에 검출이 쉽지 않아 시간이 지날수록 구조물이 위험에 처할 확률이 높아진다. 하지만 기존의 비파괴검사 방법은 일정한 주기에 따라 수행되기 때문에 즉각적으로 충격 손상을 감지할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하고자 비파괴검사 장비를 구조물 내에 탑재하여 실시간으로 구조물의 건전성을 확인하는 개념인 구조 건전성 모니터링에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중의 하나인 충격 모니터링 시스템은 운용 중에 발생한 충격 이벤트를 감지하고 그 위치 및 손상 정도에 대한 정보를 제공해 주어야 한다. 이를 위한 첫 번째 단계로 본 연구에서는 복합재 평판 및 복잡한 복합재 시편 구조물에 FBG 센서를 부착하여 충격 위치 검출 시험을 수행하였고, 이와 같은 복합재 시편에 대해 충격 파손 시험을 수행하여 손상 발생 유무를 예측하는 시험을 수행하였다. 저속 충격에 의해 발생하는 음향 파는 (주)파어버프로에서 개발한 고속 FBG interrogator를 사용하여 4개의 다중화된 FBG 센서로부터 동시에 취득하였고, 신경회로망을 이용한 학습을 거쳐 충격 발생 위치를 검출하였다. 또한 충격 파손 시험으로부터 취득한 음향 파의 웨이블릿 변환을 통해 충격 손상의 발생 유무 예측 가능성을 확인하였다.