• 제목/요약/키워드: Fiber-Optic

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외부 음향 주파수 탐지를 위한 분포형 광섬유 센서망 설계 (Design of Distributed Fiber Optic Sensor Net for the Detection of External Sound Frequency)

  • 이종길
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.792-796
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    • 2003
  • In this paper, to detect external sound frequency on the latticed structure, fiber optic sensor net using Sagnac interferometer was fabricated and tested. The latticed structure fabricated with dimension of 50cm in width and 50cm in height, the optical fiber, 50m in length, distributed and fixed on the latticed structure. Single mode fiber, a laser with 1,550nm in wavelength, 2${\times}$2 coupler were used. External sound signal applied to the fiber optic sensor net and the detected optical signals were compared and analyzed to the detected microphone signals against time and frequency domain. Based on the experimental results, fiber optic sensor net using Sagnac interferometer detected external sound frequency, effectively. This system can be expanded to the structural health monitoring system.

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분포형 광섬유 센서망을 이용한 외부 음향 주파수 탐지 (Detection of External Sound Frequency by Using the Distributed Fiber Optic Sensor Net)

  • 이종길
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권7호
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    • pp.569-576
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    • 2004
  • In this paper, to detect external sound frequencies on the latticed structure, fiber optic sensor net using Sagnac interferometer was fabricated and tested. The latticed structure was fabricated with a dimension of 50 cm in width and 50 cm in height. The optical fiber of 50m in length was distributed and fixed on the surface of the latticed structure. Single mode fiber, a laser with 1,550 nm in wavelength, 2 ${\times}$ 2 coupler were used. External sound signal, 240 Hz, 495 Hz, 1.445 kHz, 2k Hz, applied to the fiber optic sensor net and the detected optical signals were compared to the detected microphone signals against time and frequency domains. Based on the experimental results, fiber optic sensor net using Sagnac interferometer detected external sound frequency, effectively. This system can be expanded to the structural health monitoring system.

광섬유센서를 이용한 철도구조물의 모니터링 (Fiber Optic Smart Monitoring of Railway Structures)

  • 김기수;조성규;김명세;김학연;서기원
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.754-760
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    • 2008
  • For monitoring of railway structures, optical fiber sensors are very convenient. The fiber sensors are very small and do not disturb the structural properties. They also have several merits such as electro-magnetic immunity, long signal transmission, good accuracy and multiplicity of one sensor line. Strain measurement technologies with fiber optic sensors have been investigated as a part of smart structure. In this paper, we investigated the possibilities of fiber optic sensor application to the monitoring of railway structures. We expect that the fiber optic sensors have much less noises than electrical strain gauges because of electro-magnetic immunity while railways operate electric power of 22000 volts. Fiber optic sensors showed good durability and long term stability for continuous monitoring of the railway structures as well as good response to the structural behaviors during construction.

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광섬유 BOTDA 센서의 개발 (Development of Fiber Optic BOTDA Sensor)

  • 권일범;최만용;유재왕;백세종
    • 한국광학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.294-299
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    • 2001
  • 최근에 구조물의 안전 감시를 위하여 광섬유 센서를 개발하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 구조물의 넓은 면적에 분포되어있는 변형률을 한 개의 광섬유 라인으로 측정하기 위한 광섬유 BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis) 센서를 개발하는 연구를 수행하였다. 광섬유 BOTDA 센서는 2개의 광전 변조기 (electro-optic modulator)를 사용하여 간단하게 구성하였다. 광섬유의 변형률 측정실험을 통하여 광섬유의 전체길이 4.8km중에 변형률이 가해진 10m 구간의 변형률을 200회 평균화 처리된 신호로부터 브릴루앙 주파수 천이를 측정함에 의하여 정확하게 측정할 수 있음을 보였다. 또한 삼성전자의 단일모드 광섬유의 경우 변형률 측정 실험을 통하여 변형률 감지도가 4.81 MHz/0.01%임을 알 수 있었다.

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격자형 구조물의 외부 진동 주파수 탐지를 위한 분포형 광섬유 센서 설계 및 실험 (Detection of Excited Vibration frequency on the Latticed Fence Structure Using a Distributed Fiber Optic Sensor)

  • 이종길
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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    • pp.234-237
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    • 2002
  • To detect external vibration signals on the latticed fence structure, distributed fiber optic sensor using Sagnac interferometer was fabricated and tested. The latticed structure fabricated with dimension of 170cm in width and 180cm in height, the optical fiber, 50m in length, distributed and fixed on the latticed structure. It was verified the sensitivity of the Sagnac interferometer using the PZT phase modulator. Fiber optic external vibration signal spplied to the latticed fence structure from 100Hz to several kHz. The interferometeric fiber optic sensor detected the excited vibration signal very effectively without any signal processing. The detected optical signals were compared and analyzed to the detected acclerometer signals.

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광섬유 접속기 실습을 통한 공학 교육 연구 (A study of the Engineering Education Method Using Fiber Optic Splicing Experiments)

  • 이승홍;이종길
    • 한국실천공학교육학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.42-46
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    • 2010
  • 공학교육의 한 방법으로 광섬유 센서 제작 시 반드시 필요한 광섬유 접속기 사용은 보다 감도가 높은 센서를 제작하는데 필수적이다. 본 연구에서는 광섬유 접속기를 이용한 광 접속 손실을 실제 실험을 통하여 평가하고 실습에 사용된 방법이 교육적 효과를 거두기 위한 여러 가지 요소들을 분석하였다. 많은 실습을 통하여 광접속기 손실은 실습지들의 학습태도와 실험 환경의 변화에 많이 의존됨을 확인하였다.

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대변위 측정을 위한 다중화된 광섬유 센서 (A multiplexed fiber-optic sensor for measuring large displacement)

  • 유정애;권일범;조재흥;서대철
    • 센서학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.169-179
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    • 2005
  • A multiplexed bend loss type single-mode fiber-optic sensor system was prepared to measure the displacement of several cm of the civil engineering structures such as many bridges, tunnels and various buildings. This bend loss type fiber-optic sensor used the signal difference between two reflection signals due to various bend losses generating at a pair of optical connectors by using OTDR (optical time domain reflectometer) for measuring displacements. And the experiments were conducted for showing the measurement feasibility on the range of 10 cm, and the multiplexing experiments were also performed to measure the displacements of 5 measuring positions of an object by setting these 5 fiber-optic sensors on a single mode fiber simultaneously.

광섬유 간섭계 시뮬레이터 (Fiber Optic Interferometer Simulator)

  • 양문상;정경호;도재철;이영우
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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    • pp.411-414
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    • 2008
  • 본 연구은 광섬유 자이로의 페루프 제어기 보드의 자체 시험 평가를 위한 광학 회로의 모사에 관한 논문이다. 본 시뮬레이터에서는 디지털 신호 처리를 이용하여 입력 레이트에 대한 광섬유 고리의 Cosine응답 특성을 출력으로 내보낸다. 광섬유 고리는 $Vo(t)=K3[1+\cos\{K1(Vm(t)-Vm(t-{\tau}))+K2\}]$의 응답 특성을 갖고 K1, K2, K3값의 입력으로 특정 레이트를 인가하여 출력값의 변화를 확인할 수 있다. 실제 광섬유 고리와 입력 레이트에 대한 같은 Cosine 응답 파형을 내보낼 수 있어 광학회로 없이 광섬유 자이로 폐루프 제어기 보드의 자체 시험 평가가 가능하다.

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Temperature Compensation of a Strain Sensing Signal from a Fiber Optic Brillouin Optical Time Domain Analysis Sensor

  • Kwon, Il-Bum;Kim, Chi-Yeop;Cho, Seok-Beom;Lee, Jung-Ju
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제7권2호
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    • pp.106-112
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    • 2003
  • In order to do continuous health monitoring of large structures, it is necessary that the distributed sensing of strain and temperature of the structures be measured. So, we present the temperature compensation of a signal from a fiber optic BOTDA (Brillouin Optical Time Domain Analysis) sensor. A fiber optic BOTDA sensor has good performance of strain measurement. However, the signal of a fiber optic BOTDA sensor is influenced by strain and temperature. Therefore, we applied an optical fiber on the beam as follows: one part of the fiber, which is sensitive to the strain and the temperature, is bonded on the surface of the beam and another part of the fiber, which is only sensitive to the temperature, is located nearby the strain sensing fiber. Therefore, the strains can be determined from the strain sensing fiber while compensating for the temperature from the temperature sensing fiber. These measured strains were compared with the strains from electrical strain gages. After temperature compensation, it was concluded that the strains from the fiber optic BOTDA sensor had good coincidence with those values of the conventional electrical strain gages.

양단이 지지된 Fabry-Perot 광섬유센서의 음압 감지 특성 연구 (Sound Detection Characteristics Using Fabry-Perot Fiber Optic Sensor which Simply Supported in Structure)

  • 이종길;이진우;이준호
    • 한국음향학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.585-591
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    • 2003
  • 본 연구에서는 소형화 및 경량화의 특성을 가진 Fabry-Perot형 간섭계를 구성하였다. 음향이 광섬유의 횡방향으로 감지되도록 센서 헤드부를 1㎝정도로 제작하고 총 길이가 9.5㎝인 광섬유의 양단을 단순 지지토록 하였다. 센서의 음향 감지특성을 관찰하기 위하여 무지향성 스피커를 이용하여 음향신호를 인가하였다 횡방향으로 입력된 음향 신호를 광섬유 센서와 마이크로폰이 감지한 신호를 비교하였다. 1㎑ 이하의 신호에서는 광섬유 센서가 마이크로폰보다 감지 특성이 좋으나 2 ㎑에서는 광섬유센서의 감지 특성이 감소하였다. 이것은 제작된 광섬유 센서의 지지구조의 특성을 나타낸 것이며 실험을 통하여 Fabry-Perot 간섭계용 센서는 횡방향의 음향을 잘 감지함을 확인하였다. 이러한 형태의 센서는 지능구조물의 건강진단 모니터링 분야에도 적용가능 하리라 판단된다.