• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권7호
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• pp.23-29
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• 2010

할로우 코어 포토닉 밴드갭 광섬유(hollow core photonic bandgap fiber, HC-PBGF)와 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating, FBG)를 이용하여 새로운 형태의 가스 검출 방식을 제안하였다. 제안하는 가스 측정 방식에서는 할로우 코어 포토닉밴드갭 광섬유에 채워진 가스의 흡수 스펙트럼을 우선 측정하고, 광섬유 브래그 격자를 파장 변조함으로써 얻어진 신호로부터 가스 농도에 대한 정보를 얻을 수 있다. 가스 측정 실험에서는 2m의 할로우 코어 포토닉 밴드갭 광섬유와 중심 파장이 1539.02nm인 광섬유 브래그 격자를 사용하였으며, 광섬유 브래그 격자의 반사파장을 1539.3nm에서 1539.6nm까지 2Hz의 주기로 가변하였다. 제안하는 가스센서는 2.5%, 5%의 아세틸렌가스를 선별적으로 잘 검출할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제8권5호
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• pp.415-419
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• 1997

광섬유 격자는 외부의 가해진 물리량에 대해 선형적인 응답을 하며, 광섬유 격자의 파장 인코딩 특성으로 인해 S/N비가 높은 신호 처리를 할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 편광 유지 광섬유 격자를 이용한 압력 센서에 관한 실험을 수행하였다. 편광 유지 광섬유 격자는 위상 마스크를 이용하여 Bow-Tie형 광섬유에 형성시켰는데, 편광 유지 광섬유는 두 개의 고유 편광 축을 가지므로 두 개의 브래그 peak을 가진다. 종방향 스트레인과 온도 변화에 따른 두 개의 브래그 파장 변화를 측정한 결과 각각 1.2 pm/.mu..epsilon.의 종방향 스트레인에 대한 파장 민감도와 11.4 pm/.deg. C의 온도에 대한 파장 민감도가 관측되어, 단일 모드 광섬유 격자의 보고된 값과 거의 일치하였다. 반면에 편광 유지 광섬유 격자에 횡방향 스트레스를 가하면 두 브래그 파장사이의 간격이 변화함을 관측하였고, 두 브래그 파장 간격에 대하여는 14.6 pm/N의 횡방향 스트레스에 대한 파장 민감도를 얻었다. 편광 유지 광섬유 격자 센서는 온도의 변화에 무관한 횡방향 스트레스 즉, 압력센서로 이용할 수 있음을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권6호
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• pp.460-465
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• 2016

배관 구조물은 긴 길이를 가지며, 일정한 거리에 위치한 고정부에 설치되거나, 지중에 매설된다. 따라서 자중 또는 지반의 움직임으로 변형과 처짐이 발생하기 쉽다. 이러한 배관의 건전성 평가에는 형상 감시 기법이 매우 유용할 수 있다. 광섬유 브래그 격자 센서 (fiber Bragg grating, FBG)는 다중화의 장점이 있어 배관과 같이 긴 길이를 가지는 구조물의 여러 지점에서 변형률 측정에 매우 유용하다. 본 연구에서는 배관의 건전성 평가를 위하여 변형률 기반의 형상추정기법을 제안하였다. 제안된 기법의 유용성을 확인하기 위하여 실험을 통한 검증을 수행하였다. 실험 결과 제안된 FBG를 이용한 형상추정기법이 시험편의 변형에 따라 유사한 형상을 표현할 수 있음을 확인하였다. 또한, 형상추정기법을 통해 도출된 처짐량이 실제 배관에 가해진 처짐과 동일하게 계산됨을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-5
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• 2010

음향방출법은 압력용기 구조에서 존재하는 결함이나 누출을 탐지하거나 모니터링하는데 유용한 도구로 부상하였다. 본 연구에서는 브레그 격자에 근거한 음향방출센서 시스템이 개발되었다. 다양한 길이의 센싱부를 포함하는 다양한 형태의 광섬유 브레그 격자센서가 제작되었고 PZT 펄서와 연필심 파괴를 이용하여 시험되었다. 두 가지 형태의 센서부착법이 사용되었다. 첫째는 광섬유 브레그 격자센서가 접착제를 이용하여 표면에 완전히 부착되는 방법이고 둘째는 센서의 한쪽 부분만 표면에 부분적으로 고정하고 다른 쪽은 외팔보와 같이 작동하도록 하는 방법이다. 이렇게 함으로써 센싱부의 길이에 비례하는 고유진동수를 갖는 광섬유 브레그 격자센서를 구성할 수 있다. 본 연구에 사용된 센서 시스템의 최종 목적은 원자력발전소 상부 관통관의 균열이나 누출을 탐지하는 온라인 모니터링 시스템에 사용하는 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.49-55
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• 2002

광섬유 브래그 격자/외부 패브리-페로 간섭 (FBG/EFPI) 센서를 이용하여 비대칭 적층판의 성형시 및 성형후 변형률과 온도를 동시에 모니터링 하였따. 본 논문에서는 광섬유 센서의 출력에 대한 변형률 및 온도의 관계를 수치적으로 유도하였으며 이를 통해 센서의 특성 행렬을 구하였다. 따라서 각각의 센서에 대해 특성 행렬을 구하기 위해 센서의 보정실험을 수행할 필요가 없다. 광원으로는 파장 이동 광섬유 레이저를 사용하였다. 두 개의 FBG/EFPI 센서를 Gr/Ep 비대칭 직교적층 복합적층판에 방향과 위치를 달리하여 삽입하고 오토클레이브 내에서 성형하는 동안 두 지점에서의 성형변형률과 온도를 실시간으로 모니터링 하였다. 또한 열챔버 내에서 제작된 적층판의 열변형률과 온도를 측정하였다. 이러한 실험들을 통해 복합재료의 효울적인 스마트 프로세싱에 대한 기초를 마련할 수 있으며 비대칭 직교적층 복합적층판의 열적 거동에 대해 알 수 있을 것이다.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권5호
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• pp.393-410
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• 2012

Conventional geotechnical instrumentation techniques available for monitoring of slopes, especially soil-nailed slopes have limitations such as electromagnetic interference, low accuracy, poor longterm reliability and difficulty in mounting a series of strain sensors on a soil nail bar with a small-diameter. This paper presents a slope monitoring system based on fibre Bragg grating (FBG) sensing technology. This monitoring system is designed to perform long-term monitoring of slope movements, strains along soil nails, and other slope reinforcement elements. All these FBG sensors are fabricated and calibrated in laboratory and a trial of this monitoring system has been successfully conducted on a roadside slope in Hong Kong. As part of the slope stability improvement works, soil nails and a toe support soldier-pile wall were constructed. During the slope works, more than 100 FBG sensors were installed on a soil nail, a soldier pile, and an in- place inclinometer. The paper presents the layout and arrangement of the instruments as well as the installation procedures adopted. Monitoring data have been collected since March 2008. This trial has demonstrated the great potential of the optical fibre monitoring system for long-term monitoring of slope performance. The advantages of the slope monitoring system and experience gained in the field implementation are also discussed in the paper.

• 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.

• Composites Research
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• 제16권6호
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• pp.41-47
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• 2003

복합재료는 비강성, 비강도가 높고 열팽창 계수가 낮으며 우수한 내열 특성 등 기계적, 열적 특성이 좋아 항공기, 인공위성을 비롯하여 여러 다른 구조물에 폭넓게 사용되고 있다. 하지만, 복합재료를 고온 환경에 사용하기 위해서는 고온 환경에서의 물성에 대한 검증이 필요하다. 본 연구에서는 FBG 센서가 삽입된 T700/Epoxy 복합재료 시편에 대해 온도에 따른 물성을 측정하였다 실험은 열챔버 내에서 수행하였고 온도 범위는 상온, $100^{\circ}$, $200^{\circ}$, $300^{\circ}$, $300^{\circ}$이다. 삽입된 광섬유의 예비 시험을 통해, 광섬유 센서의 삽입이 물성값에 미치는 영향을 확인하였다. 시험에는 [0/{0}/0]$_{T}$, [$90_2$/{0}/$90_2$] 와 같은 적층각을 갖는 두 종류의 시편을 사용하였다. 실험 결과로부터 온도에 따른 복합재료의 물성 변화를 성공적으로 측정하였으며 FBG 센서가 고온 환경의 변형률 측정 센서로 매우 적합함을 확인하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.67-74
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• 2009

가진력의 영향을 평가하기 위해 이용되는 압전소자와 물체의 변형량을 분석하기 위해 사용되는 광섬유 센서와 변형 게이지는 각종 시험과 실험에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 케이블 시스템에서 발생한 손상을 검토하기 위해 압전소자와 광섬유센서를 이용하였다. 케이블 시스템은 압축이나 휨이 발생하지 않고 막구조에서 단지 인장력을 분담한다. 그러나 기존의 안전진단법을 이용하여 케이블 시스템의 손상을 판단하는 것은 전체구조의 특이한 구조거동 등으로 검토하기 어렵다. 인장부재에서 케이블의 풀림과 할렬이 발생하면 진동을 유발하기 때문에 압전소자를 케이블의 손상을 검토하기 위해 이용하였으며, 이를 광섬유 센서를 이용한 실험의 결과와 비교하였다. 본 연구는 인장응력 하에 케이블 시스템의 손상을 검토하는 방법을 제안하기 위한 실험적 연구이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권5호
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• pp.489-494
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• 2004

Long Period Gratings (LPG) is currently receiving considerable attention because of their consistent measuring results fur pressure, temperature, strain and flow. LPG is easier to prepare and has a high sensitivity compared with Fiber Bragg Gratings (FBG). In addition, this kind of optical fiber sensors could be used for implementations in various structures. In this paper, LPG was used to monitor in situ the resin flow and the curing process in VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer. Molding). In order to demonstrate the effectiveness of the method, FBG is inserted into the glass mat to monitor the resin flow using optical spectrum analyzer (OSA). The curing reactions in VARTM are also observed using the same method. From the results, the attenuation wavelength shift and the loss change of attenuation band can be obtained from the status of the RTM (Resin Transfer Molding) sample owing to the internal variations of the .effective index, temperature, and pressure. It is shown that the proposed LPG is more effective in monitoring the curing reaction than FBG.