• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.25-28
• /
• 2005

The optical fiber is known for the proper sensor which can accomplish the structural health monitoring, Fiber Bragg Grating sensors are being studied more than any other fiber optic sensors due to good multiplexing capabilities. But because the signal stability of FBG sensors can be influenced by the strain gradient, it needs to analyze signal of FBG sensors. Particularly acoording to strain gradient induced by structural geometry or cracks, the spectrum peak of the FBG sensor signal can be split easily. In this paper, the spectrum analysis of the FBG sensor signal was performed and the region of embedment of FBG sensors was determined in $H_2$ pressure vessel by numerical method.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.235-239
• /
• 2005

In this research, we investigated the frequency characteristic of low-velocity impact induced damage signals on graphite/epoxy composite laminates using high-speed fiber Bragg grating(FBG) sensor system. Appling the FBG sensors to damage assessment, we need to study the response of FBG sensors as the damage signals of the different incident angles because FBG shows different directional sensitivity. In order to discriminate an impact induced damage signal from that of undamaged case, drop impacts with different energies were applied to the composite panel with different incident angle to the FBG sensor. Finally, detected impact signals were compared using frequency distributions of wavelet detail components in order to find distinctive signal characteristics of composites delamination.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
• /
• pp.10-14
• /
• 2006

FBG sensors are able to measure the strain of structures more easily and durable than electronic resistance gages and thus many researches are on the way to apply the FBG sensor for response monitering of infrastructures. This study investigates the deflection estimation technique using FBG sensors. Several FBG sensors are multiplexed in single optical fiber and installed. in parallel pairs along the length of the structure. The measured strains at the top and bottom of a cross section can be transferred to the curvature of the section which can be used to calculate its displacement. It has been demonstrated that the estimated deflections using the FBG sensor are compared well with the readings from displacement transducers. The results show that the proposed instrumentation technique is capable of estimating the vertical deflection of the structures for various loading conditions including impact and dynamic loads, which is crucial in the structural health monitoring.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
• /
• pp.704-707
• /
• 2010

구조 건전성 모니터링에 사용되는 기존 센서들의 문제점을 극복하고 높은 분해능과 동특성 모니터링에 대한 이점을 지닌 FBG센서는 구조물 모니터링에 있어 큰 이점을 지니고 있다. FBG 센서는 점 센서라는 한계 때문에 구조물의 전체적인 변형률 및 응력 평가에 어려움이 있을 수 있다. 본 연구에서는 FBG 센서로부터 계측한 변형률 값들로부터 임의의 하중조건에서 철골 보의 변형률 분포를 추정하는 기법을 제시하였다. 임의의 개별 하중조건에 대해 FBG 센서로 계측된 값을 통해 센서의 부착 위치와 최소 필요 개수를 결정하고 변형률 추정식을 유도함으로써 FBG 센서의 계측 기법에 대한 기준을 세웠다. 나아가 임의의 조합 하중이 작용하는 실제의 경우를 고려하여 철골 보의 변형률 분포를 추정하는 보다 일반화된 수학적 모델을 제시하였다. 그리고 예제를 통하여 본 연구에서 제시한 변형률 분포 추정 모델을 검증하였다.

• 전자공학회논문지D
• /
• 제36D권10호
• /
• pp.45-50
• /
• 1999

본 논문에서는 열팽창 계수가 큰 땜납을 광섬유 격자 (FBG)에 용융 부착시킨 온도센서에 관한 연구 결과를 발표하고자 한다. $110^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 브래그 파장의 변이가 0.04 $nm/^{\circ}C$로써, 땜납이 부착되지 않은 FBG보다 약 4배의 감도가 향상되었다. 그러나 $110^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 파장 변이가 0.01 $nm/^{\circ}C$로써 땜납이 부착되자 않은 FBG와 동일한 감도가 측정되었다. 땜납을 고온에서 용융 부착하기 때문에 $110^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 브래그 파장이 단파장 쪽으로 이동되어 나타났다. 또한, 땡납 부착 후, 땡납과 FBG의 계면에서 발생된 스트레스를 열처리 과정을 통해 이완시켜 안정된 동작을 얻을 수 있었다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권10호
• /
• pp.256-263
• /
• 2014

최근 국내에서 개발된 광섬유 격자소자(FBG: Fiber Bragg Grating)를 이용하여, 3종의 Hopper type WDM FBG Acoustic Transducer를 설계 및 제작 하였다. 제작된 3종류의 Hopper type WDM FBG Acoustic Transducer는 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 지니고 있을 뿐만 아니라, sensor arm 구성이 간단하여 실용화에 큰 장점을 지니고 있다. 제작된 3종류의 Hopper type WDM FBG Acoustic Transducer 는 주파수 특성이 10 Hz~18 kHz 대역에서 음파 검출이 가능하였고, 트랜스듀서의 최적 공진 조건을 이용하여 최대 8.6 m 거리까지 신호 검출이 가능하였다. 특히, 기존의 음향 센서를 대신하여 전기적 잡음이 많고, 열악한 환경에서 저 주파수 신호 검출에 실용화를 기대할 수 있고, 센서 어레이(array)시스템 구성을 통하여 고감도 및 다중점 음파 검출 시스템으로 발전될 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권7호
• /
• pp.613-620
• /
• 2017

금속이 코팅된 FBG(fiber Bragg grating) 센서는 구조물이 과거에 겪은 최대 변형률을 기억하는 기억효과(memory effect)를 가진다. 본 연구에서는 무전해 도금법과 전해 도금법을 이용하여 약 $43{\mu}m$의 두께를 가지는 니켈(nickel)이 코팅된 FBG 센서를 제작하였다. 니켈 코팅된 FBG 센서의 잔류 변형률 생성 성능, 즉, 기억효과를 검증하기 위해 반복하중 실험(잔류 변형률 생성실험)을 수행하였다. 인가한 최대 변형률의 크기가 증가함에 따라 잔류 변형률이 증가함을 확인함으로써 기억효과를 검증하였다. 본 연구에서 수행한 니켈이 코팅된 FBG 센서의 제작 기법과 센서에 대한 반복하중 실험결과는 향후 광섬유 센서를 이용한 구조물 건전성 감시(SHM, structural health monitoring)기법 개발에 기본 데이터로서 활용될 것이다.

• 센서학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.124-129
• /
• 2013

In this paper, we manufactured the regenerated FBG by the thermal annealing of seed FBG based on UV irradiation. The writing conditions of regenerated FBGs were investigated in four types of optical fiber. FBGs written in $H_2$-free fiber were erased and not regenerated during the thermal annealing. FBG written in $H_2$ loaded Boron co-doped fiber was erased at the temperature of about $580^{\circ}C$ and regenerated about $590^{\circ}C$. However, the extinction of regenerated FBG started at the temperature over $900^{\circ}C$ and then FBG disappeared out. FBG written in $H_2$ loaded Ge high doped fiber was erased and regenerated around the temperature of $800^{\circ}C$ and maintained until the end of the thermal annealing. The reflection of the regenerated FBG was decreased about 12 dB and the center wavelength of the regenerated FBG was shifted about 0.7 nm compared with that of the seed FBG. The thermal characteristics of the regenerated FBG were analyzed by reheating from room temperature to $980^{\circ}C$. As results, the regenerated FBG had survived without a decrease of reflection and the thermal sensitivity was $15pm^{\circ}C$.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제25권9B호
• /
• pp.1551-1562
• /
• 2000

국내에서 개발된 광섬유 격자{FBG)를 사용하여 국내 최초로 3종의 FBG 음향 트랜스듀서를 설계 및 제작하였다. 제작된 FBG 트랜스듀서들에 대하여 수중에서 각각 주파수응답특성 설험을 하고, 그 특성을 분석하였다. 주파수 응답특성실험 결과 C형태는 최대 18 kHz대까지 수중음파 검출이 기능하였다. 또한, 수중에서 넓은 영역에 대한 다중점 신호검출을 구현하기 위하여, 파장분활 방법과 Passive band-pass filter system을 이용하여 어레이 시스템을 구축하고 2개의 B형태 FBG 트랜스듀서에서 주파수 1.3 kHz대까지 다중점 수중 음파 신호검출을 성공하였다. 아울러, 음원의 방향과 각도에 따라 검출 신호의 세기가 변화되므로 음원의 물체에 대한 방향성 검출이 가능함으로서, 향후 FBG 하이드로폰의 실용화 연구에 새로운 기틀을 마련하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.436-441
• /
• 2009

광섬유 센서는 구조 건전성 감시 분야에 적용되는 유망한 센서 시스템이다. 특히 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서는 본 분야에 있어 가장 각광받는 센서들 중에 하나이다. 이러한 FBG 센서는 브래그 파장의 이 동량을 알아내는 방법에 따라 다양한 시스템 구성이 가능하다. 또한 센서 시스템의 동특성은 이러한 시스템에 의해 결정된다. 본 논문에서는 FBG 센서의 브래그 파장 스팩트럼 최대 경사부에 단일 파장 레이저의 중심 파장을 맞춰 놓을 경우, 센서의 경사도가 센서 감도로 작용할 수 있다는 측정 원리를 이용하였다. 이러한 원리는 전체 측정 범위의 한계는 있지만 높은 민감도를 보장한다. 본 측정 원리의 적용 예로서, FBG 센서를 삽입한 복합재 평판을 오토클래이브를 이용해 제작하고 앞서 설명한 측정 원리를 적용하였다. 첫째로 삽입된 FBG 센서를 이용해 충격 망치로 가격된 복합재 평판의 고유 진동수를 성공적으로 측정하였다. 둘째로 고출력 스피커를 이용해 앞서 측정된 고유진동수 중 하나의 특정 주파수로 복합재 평판을 강제 가진 시켰다. 이때 발생하는 구조 진동을 FBG 센서로 측정하였고 동시에 ESPI 측정 시스템을 이용해 진동 모드 형상 역시 성공적으로 측정하여 복합재 구조물의 동특성을 파악하였다. 따라서, 이러한 두 실험을 통해 FBG 센서 시스템과 ESPI 측정 시스템이 복합재 구조물의 동특성 측정에 매우 유용한 기술임을 증명하였다.