• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 E
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• pp.1837-1839
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• 1998

This paper proposes the strain-insensitive temperature sensing in quasi-distributed sensor system using different thermal expension coefficient materials. This system has the high sensitivity and hasn't the necessity of reference signal. We can monitor the condition of the power cable with this system.

• 센서학회지
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• 제4권2호
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• pp.22-28
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• 1995

인가 전압에 의해 수축 팽창하는 원통형 PZT tube와 단일모드 광섬유를 이용하여 마이켈슨 간섭계형 교류 전류센서를 제작하였다. 본 연구에 사용된 신호처리장치는 측정전류의 주파수에 무관하게 전류의 크기를 측정할 수 있었다. 전류의 크기는 교류 전류의 반주기 내에 생기는 간섭무늬의 개수로 측정하였다. 간섭무늬의 개수는 전류의 크기에 따라 선형적으로 변화하였으며, 온도변화($-20^{\circ}C{\sim}\;80^{\circ}C$)에 따른 오차는 5% 이내였다.

• 한국광학회지
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• 제29권6호
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• pp.241-246
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• 2018

본 논문에서는 광섬유 브래그 격자(FBG)를 이용한 광온도센서를 제작하였으며 광원은 출력 파장의 온도 의존성을 가지는 저가형 VCSEL이 사용되며 FBG에서 반사되는 빛의 파장을 분석하는 interrogator는 VCSEL에서 변화되는 출력 파장을 VCSEL의 내부 온도로 확인하는 방법을 적용하여 저가격의 광온도센서를 구현하였다. VCSEL의 내부온도를 $52.2^{\circ}C$에서 $14^{\circ}C$까지 조절하면서 출력 파장을 1519.90 nm에서 1524.25 nm까지 총 4.35 nm 파장을 변화시켰으며 온도 조절에 따른 파장 변화 반복도 오차는 ${\pm}0.003nm$이며 온도 측정 오차는 ${\pm}0.18^{\circ}C$로 측정되었다. 광온도센서를 사용하여 $22.3{\sim}194.2^{\circ}C$의 온도를 측정한 결과 인가한 온도 ${\Delta}T$에 따른 광원 내부 온도 변화 값은 $0.146^{\circ}C/{\Delta}T$이고 인가한 온도 ${\Delta}T$에 따른 온도 프로브 반사 파장 변화 값(${\Delta}{\lambda}_{\beta}T/{\Delta}T$)은 $16.64pm/^{\circ}C$로 측정되었으며 센서의 측정 오차는 ${\pm}1^{\circ}C$로 나타났다. VCSEL의 출력 파장은 온도에 의존성을 가지고 있어 좁은 범위의 출력 파장을 변화시키기 위한 광원으로 사용하기에 매우 적합하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권3호
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• pp.32-38
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• 2005

FBG 센서는 다중화의 큰 장점으로 인해 다른 여러 광섬유 센서에 비해 더욱 활발한 연구가 진행 되어오고 있다. FBG 센서는 센서 피크 신호의 파장 이동량을 감지함으로써 변형률, 온도 등의 물리량을 측정하는 복조기법을 가지고 있다. 하지만, 센서를 구조물에 부착 혹은 삽입 적용하는 과정에서 구조물의 기하학적인 특성이나 결함 등에 의해 구조물에 변형률 구배가 발생할 수 있으며 이는 센서의 격자 부분에 작용할 경우 센서 피크 신호의 안정성에 영향을 미처 측정 오차로 작용하게 된다. 본 연구에서는 FBG 센서의 격자 부분에 변형률 구배가 작용할 경우 변형률 구배에 따른 FBG 센서의 신호 특성을 고찰하였고 또한 격자의 길이와 변형률 구배의 상관관계에 대해 알아보았다. 이를 통해, 변형률 구배가 작용할 경우 FBG 센서의 적절한 사용 영역을 FBG 센서의 격자 길이에 따라 정량적으로 제시하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제9권4호
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• pp.67-76
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• 2004

Diode laser absorption sensors are advantageous because they may provide fast, sensitive, absolute, and selective measurements of species concentration. These systems are very attractive for practical applications owing to its compactness, reasonable cost, robustness, and ease of use. In addition, diode lasers we fiber-optic compatible and thus enable simultaneous measurements of multiple species along a line-of-sight. Recent advances of room-temperature, near-IR and visible diode laser sources for telecommunication, optical data storage applications make it possible to be applied for combustion diagnostics based on diode laser absorption spectroscopy. Therefore, combined with fiber-optics and high sensitive detection strategies, compact and portable sensor systems are now appearing for variety of applications. The objectives of this research are to develop new gas sensing system and to verify feasibility of this system. Wavelength modulation spectroscopy has been demonstrated in these experiments and has a bright prospect to this diode laser system.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권3호
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• pp.225-230
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• 2016

광섬유 브래그 격자센서(FBG)는 다중화가 용이하고 절대측정이 가능한 고유의 장점으로 다양한 구조물의 구조건전성 모니터링(SHM)에 활용도를 넓혀가고 있다. 하지만, 구조건전성 모니터링을 위해 FBG 센서를 온도 변화 환경에서 장기간 사용할 경우 FBG 센서는 계절적 요인에 의한 큰 폭의 주기적 온도 변화 환경에 노출되므로 센서의 신뢰성 확보를 위해 신호 특성에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 패키징된 FBG 센서의 제작에 많이 활용되는 각각 2가지의 모재 및 접착제를 대상으로 시편을 제작한 후 항온항습기 내에서 -$20^{\circ}C{\sim}60^{\circ}C$의 온도 조건에서 300사이클의 반복 열하중시험을 수행하였다. 시험 결과, FBG 센서에 주기적인 반복 열하중이 가해질 경우 일정량의 압축변형이 작용하며 이는 센서로 사용 시 측정 오차로 작용하므로 장기 구조건전성 모니터링을 위해 FBG 센서의 사용 전 안정화 과정을 통한 사전보정이 필요함을 확인하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권3호
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• pp.181-188
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• 2020

본 연구에서는 광섬유를 활용한 온도분포 센싱 방법을 실규모 제방 실험에 적용하여, 제방의 사면과 제체 내부의 변화를 모니터링하는 광역형 제방 모니터링 기술의 적용성을 검토하였다. 실규모 제방에 광섬유를 매립하고 저류지의 수위 변화에 따른 제체 내부의 시간적, 공간적 온도 변화를 측정하였다. 저류지 수위가 증가함에 따라 제방 사면의 온도는 감소하였으며, 침투가 진행되면서는 온도 변화가 나타나는 공간적 위치의 변화가 감지되었다. 제방 침투로 인한 온도 변화는 침투 경과 시간에 따라 차이가 나타났고, 침윤선으로 추정되는 변화를 관찰할 수 있었다. 본 연구를 통해 제방 내부의 온도 변화에 대한 정보는 제방 내부의 상태 변화를 판단하고 상대적으로 취약하다고 판정되는 지점에 대한 정보로 해석될 수 있음을 증명하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.39-43
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• 2015

This study extends the Distributed Temperature Sensing (DTS) application to delineate the saturated zones in shallow sediment and evaluate the groundwater flow in both downward and upward directions. Dry, partially and fully saturated zones and water level in the subsurface can be recognized from this study. High resolution seepage velocity in vertical direction was estimated from the temperature data in the fully saturated zone. By a single profile, water level can be detected and seepage velocity in saturated zone can be estimated. Furthermore, thermal gradient analysis serves as a new technique to verify unsaturated and saturated zones in the subsurface. The vertical seepage velocity distribution in the recognized saturated zone is then analyzed with improvement of Bredehoeft and Papaopulos' model. This new approach provides promising potential in real-time monitoring of groundwater movement.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.86-95
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• 2006

Brillouin backscatter is a type of reflection that occurs when light is shone into an optical fibre. Brillouin reflections are very sensitive to changes in the fibre arising from external effects, such as temperature, strain and pressure. We report here several case studies on the measurement of strain using Brillouin reflections. A mechanical bending test of an I beam, deployed with both fiber optic sensors and conventional strain gauge rosettes, was performed with the aim of evaluating: (1) the capability and technical limit of the DTSS technology for strain profile sensing; (2) the reliability of strain measurement using fiber optic sensor. The average values of strains obtained from both DTSS and strain gauges (corresponding to the deflection of I beam) showed a linear relationship and an excellent one-to-one match. A practical application of DTSS technology as an early warning system for land sliding or subsidence was examined through a field test at a hillside. Extremely strong, lightweight, rugged, survivable tight-buffered cables, designed for optimal strain transfer to the fibre, were used and clamped on the subsurface at a depth of about 50cm. It was proved that DTSS measurements could detect the exact position and the progress of strain changes induced by land sliding and subsidence. We also carried out the first ever distributed dynamic strain measurement (10Hz) on the Korean Train eXpress(KTX) railway track in Daejeon, Korea. The aim was to analyse the integrity of a section of track that had recently been repaired. The Sensornet DTSS was used to monitor this 85m section of track while a KTX train passed over. In the repaired section the strain increases to levels of 90 microstrain, whereas in the section of regular track the strain is in the region of 30-50 microstrain. The results were excellent since they demonstrate that the DTSS is able to measure small, dynamic changes in strain in rails during normal operating conditions. The current 10km range of the DTSS creates a potential to monitor the integrity of large lengths of track, and especially higher risk sections such as bridges, repaired track and areas at risk of subsidence.

• 전자공학회논문지A
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• 제28A권9호
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• pp.721-728
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• 1991

In this paper, a magneto-optic modulator has been designed by using single crystal BSO and polycrystal ZnSe as Faraday cells. And practical core-type optical current sensors using pure iron and permalloy have been prepared and experimented. In order to obtain efficient magnetic field detection, LED(NEC OD08358, 0.87 $\mu$m) was used as optical source, PIN-PD(OD-8454)as optical receiver and multi-mode optical fiber (100/140$\mu$m) as transmission line. The characteristics matrix of the optical element was calculated by Stokes parameter, and optic modulation characteristics equations were derived by Muller matrix. Electromagnetic analysis program (FLUX 2D, micro VAX 3600) by finite element method was used to find the magnetic flux density around the core. The measuring error of the output voltage to input current has been masured below 5% in the range of 50A to 1000A. As the temperature was changed from -20$^{\circ}C$ to 60$^{\circ}C$, the maximum measurement error of the optical output has been found to be 0.5% at 60$^{\circ}C$. These experimental results show good temperature and linearity characteristics. The SNR of the overall system was 47dB in case of 600A (250.2 Oe) conductor current and the system has good noise immunity.