• 비파괴검사학회지
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• 제34권5호
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• pp.362-368
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• 2014

광섬유센서는 전자파 무간섭, 부식 방지, 다중화 등의 장점들을 갖고 있어 다양한 상태 감시 시스템을 위한 연구에 많이 활용되고 있다. 본 논문에서는 광섬유센서 기반의 인체 근육 상태 감시 시스템을 제안한다. 상용화되어 있는 인체 상태 감시 센서는 전자기 기반의 센서가 대부분이다. 이는 전자기 간섭 및 왜곡의 우려가 있어, 이를 보완하고 장치의 간소화 및 사용자 편의성을 위해 광섬유 브래그 격자센서를 사용하였다. 근육 상태의 지표가 되는 근육 수축 및 이완을 측정하기 위해 원주방향으로의 운동 감시가 가능한 밴드형태의 광섬유 브래그 격자센서 모듈을 제작하였다. 그리고 광섬유 브래그 격자센서 모듈의 적용성 평가를 위해 단축 인장시험을 수행하였다. 실험 결과 인장 크기에 따른 브래그 파장 변화가 상호 연관성을 보였으며, 이를 통해 브래그 격자센서 기반의 근육 상태 감시 시스템 개발의 가능성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.639-645
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• 2006

FRP(Fiber Reinforced Polymer)는 부식의 저항성, 고강도, 피로저항 능력 및 성형성 등에서 우수한 건설 신소재이다. 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating; FBG) 센서는 전자기 저항, 작은 소재의 크기, 그리고 높은 내구성 등의 이점으로 smart sensor로서 현재 많이 사용되고 있다. 하지만 FBG 센서의 변위 측정 기술 능력의 부족으로 현재까지는 변형률, 온도 등의 물리량 측정센서로서 활용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 FRP와 FBG센서의 기능 복합화(Hybrid)를 통하여 smart FRP Rod를 개발 한 후 인장시험을 실시하였다. 또한, FBG센서에 의해 측정된 변형률 데이터를 신경망(Neural Network) 기법을 이용하여 변위 추정 모형을 개발함으로서 FBG 센서 단점인 변형률 계측만을 위한 센싱 역할을 극복하고자 한다. 인공신경망 모형은 MLP(Multi-layer Perceptron)로, 오차범위 0.001에 수렴 될 수 있도록 학습(training)을 실시하였다. 학습에는 비선형 목적함수와 역전파 학습(Back-propagation) 알고리즘을 적용하였으며 모형의 검증은 UTM에서 측정된 변위 값과 수치해석에 의한 결과 값을 비교함으로서 실시하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권11호
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• pp.1172-1178
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• 2006

Measurement of blade strain with sensors directly installed on the blade has one critical issue, how to send the sensor signal to the ground. Strain-gauges have been dominantly used to directly measure stress of a blade and either a slip ring or a telemetry system has to be used to send measured signal to the ground. However, both systems have many inherent problems and sometimes very severe limitations to be practically used. In this paper, new on-line strain monitoring method using. FBG(Fiber Bragg Grating) sensors and a beam coupler is introduced. Measurement of rotor stress using FBG sensors is nothing new, but unlike other system which installs all necessary instruments on the rotor and use telemetry system to send data to the ground, this system makes use of light's unique characteristic - light travels through space. In this new approach, single optical fiber with many FBG sensors is installed on the blade and all other necessary instruments can be installed at ground thereby giving tremendous advantages over slip ring or telemetry system. A reference sensor is also introduced to compensate the beam coupler's transmission loss change due to rotation. The suggested system's good performance is demonstrated with experiments.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제65권2호
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• pp.155-162
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• 2018

A smart glass fiber reinforced polymer (SMFRP) reinforcing bar with a fiber Bragg grating (FBG) sensor was fabricated using a pultrusion technique, while ribs were formed to improve bonding between concrete and SMFRP. Then, strain of SMFRP bars were measured for a uniaxial tension test of an SMFRP bar, and a four-point bending test of concrete beams reinforced with SMFRP bars. The results of a uniaxial tension test illustrate that the strain obtained from an FBG sensor agrees well with that obtained from electrical resistance strain gauge (ERSG). Additionally, concrete beams reinforced with SMFRP bars were fabricated, and actual flexural test were performed while the strain of with an FBG sensor was compared with that of ERSG. The experimental results demonstrate that SMFRP bars can be used as reinforcement of concrete member while providing deformation information. Furthermore, SMFRP bars may provide stronger durability and smart monitoring to reinforced concrete members under corrosive environments during a service life.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권8호
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• pp.1257-1262
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• 2008

A long-distance remote sensing of temperature and current based on a fiber Bragg grating (FBG) is proposed and demonstrated. The thermal expanding effect of the epoxy and the Er-doped fiber ring laser (EFRL) are applied to the sensor system to enhance the temperature and current sensitivity. An EFRL with a 5 km-single-mode fiber and a FBG shows a high extinction ratio of more than 60 dB and a low power fluctuation of less than 1 dB. The metal wires are used to supply the current to the sensors. When the NOA65 puts on the FBG as a thermal expanding material, the temperature and current sensitivity of the lasing wavelength shift are about $30\;pm/^{\circ}C$ and 3pm/mA, respectively. The proposed sensing scheme is useful for measurement of current or temperature at a distant object of more than several km.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.102-109
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• 2008

본 논문에서는 파장가변 형 전광 FBG 필터의 온도 특성을 수치해석을 통하여 고찰 하였다. 수치해석 결과로부터, FBG에 가해지는 온도에 따라 브래그 중심파장이 선형적으로 이동함으로 중심 파장을 가변 시킬 수 있음을 알 수 있으나, 브래그 중심파장의 반사도는 고온의 영역에서 감소하게 된다. 따라서, $600^{\circ}C$ 까지는 안정성을 가지나, 그 이상의 온도에서는 브래그 중심 파장을 가변하기 어려움을 알 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.711-713
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• 2017

본 논문에서는 800nm급 펨토초 레이저와 위상마스크를 이용하여 게르마늄이 첨가된 일반 광섬유(Corning SMF-28)에 FBG 센서를 가공하였다. 제작된 FBG 센서는 누적방사선 100 kGy급 감마선에 조사하여 방사선 영향을 평가하였다. fs-FBG-2 센서는 방사선 조사 중에 불완전한 광특성을 보였지만, fs-FBG-1 센서는 누적선량 100kGy에서 Bragg 파장변화가 10pm 이하로 나타나 뛰어난 내방사선 특성을 보였다.

• Composites Research
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• 제18권4호
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• pp.1-7
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• 2005

삽입된 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating, FBG) 센서를 이용하여 수압시험 동안에 필라멘트 와인딩 된 복합재료 압력탱크의 실시간 구조 건전성 모니터링을 수행하였다. 일반적으로 압력탱크의 내부와 외부의 유한요소해석 결과는 변형률과 응력 모두 큰 차이를 보인다. 그러므로, 압력탱크의 건전성을 검증하기 위해서는 운용 중 탱크 내부의 변형률 값을 정확하게 측정해야 한다. 여러 광섬유 센서 중 FBG 센서는 변형률 게이지에 비해 구조물에 삽입이 용이하고 많은 수의 센서를 한 가닥의 광섬유에 파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing, WDM) 기법을 통해 쉽게 다중화 할 수 있다. 본 연구에서는 다중화 된 FBG 센서를 삽입한 표준압력용기(standard testing and evaluation bottle, STEB)를 제작하고 수압시험을 수행하였다. 삽입된 센서의 생존율을 높이기 위해 격자 부분에 대한 보강법을 포함한 새로운 삽입 적용 기법을 고안하였다. 제작된 탱크에 대한 수압 시험을 통해 FBG 센서가 필라멘트 와인딩 된 복합재 압력탱크의 건전성 모니터링을 위해 성공적으로 삽입 적용될 수 있음을 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.

• 한국광학회지
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• 제19권1호
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• pp.68-72
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• 2008

광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating: FBG)를 이용한 스트레인 센서는 출력 값으로 브래그 반사 파장의 변화를 제공하게 된다. 본 논문에서는 브래그 격자 스트레인 센서에서 출력되는 빛을 도파로 어레이 격자(arrayed waveguide grating: AWG)에 입력시켜서 파장의 변화를 측정하는 방법을 제안한다. FBG에 스트레인이 가해지게 되면 브래그 반사 파장이 이동하게 되어 AWG를 지나서 출력되는 채널별 광 파워가 변하게 되며, 이 값들의 조합으로 구해지는 centroid 값을 계산하면 브래그 반사 파장과 인가된 스트레인 값을 얻을 수 있다. 브래그 격자의 반사 스펙트럼의 대역폭이 centroid 값에 미치는 영향을 고려하여 3-dB 대역폭이 5.4 nm인 chirped FBG를 사용하였으며, 저항 측정방식의 기존 스트레인 센서와 비교하여 오차범위가 2% 이내인 결과를 확인 하였다. FBG 센서를 외팔보에 부착하여 진동에 따른 스트레인 값을 실시간으로 측정한 결과 진동 주파수 17.8 Hz, damping 시상수 0.96 초를 얻을 수 있었다.