• Smart Structures and Systems
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• 제1권4호
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• pp.355-368
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• 2005

Large and complex structures are being built now-a-days and, they are required to be functional even under extreme loading and environmental conditions. In order to meet the safety and maintenance demands, there is a need to build sensors integrated structural system, which can sense and provide necessary information about the structural response to complex loading and environment. Sophisticated tools have been developed for the design and construction of civil engineering structures. However, very little has been accomplished in the area of monitoring and rehabilitation. The employment of appropriate sensor is therefore crucial, and efforts must be directed towards non-destructive testing techniques that remain functional throughout the life of the structure. Fiber optic sensors are emerging as a superior non-destructive tool for evaluating the health of civil engineering structures. Flexibility, small in size and corrosion resistance of optical fibers allow them to be directly embedded in concrete structures. The inherent advantages of fiber optic sensors over conventional sensors include high resolution, ability to work in difficult environment, immunity from electromagnetic interference, large band width of signal, low noise and high sensitivity. This paper brings out the potential and current status of technology of fiber optic sensors for civil engineering applications. The importance of employing fiber optic sensors for health monitoring of civil engineering structures has been highlighted. Details of laboratory studies carried out on fiber optic strain sensors to assess their suitability for civil engineering applications are also covered.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.15-24
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• 2007

본 연구에서는 여러 지점의 온도를 동시에 측정할 수 있는 두 가지 온도 모니터링 기법을 소개하고 있다. 그 하나는 고유주소를 가지고 있는 온도센서로 구성된 온도센서 배열 케이블을 이용하는 기법이며, 다른 하나는 광섬유 센서를 이용하여 분포 온도를 측정하는 기법이다. 이 두 기법의 차이점은 다음과 같이 요약될 수 있다. 온도센서 배열 케이블은 온도센서가 위치하는 정확한 지점의 온도를 측정하게 된다. 그에 대한 온도 측정의 정밀도 및 분해능은 그 온도 센서의 성능에 따라 결정된다. 한편, 광섬유 센서는 레이저 펄스가 광섬유를 따라 보내질 때 생성되는 Raman 역산란파를 분석함으로써 온도를 측정하기 때문에 분포 개념의 온도를 측정하게 된다. 그에 대한 온도 분해능은 측정거리, 측정시간 및 온도측정 거리분해능에 따라 결정된다. 본 논문은 두 가지 온도 모니터링 시스템의 장단점을 비교함으로써 기술적이고 경제적인 측면에서 그의 응용분야를 면밀히 검토하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 두 기법을 이용한 다양한 실험을 실시하였다. 그 결과를 검토해 보면 온도센서 배열 케이블은 300m 범위 내의 지하수 흐름, 지열 분포 및 그라우팅 효과 검증에 적합할 것으로 판단되며 광섬유 센서는 상대적으로 긴 거리에 걸친 분포 온도에 대한 정보가 필요한 파이프 파인 감시, 터널 화재 감시 및 전력선 모니터링과 같은 분야에서 효율적으로 활용될 것이 기대된다.

• 센서학회지
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• 제26권5호
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• pp.338-341
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• 2017

We have investigated a temperature sensor on a thermal expansion effect of a fused optical fiber coupler. Both side of the fused tapered region of the coupler were fixed on a metal support to induce the high thermal expansion effect. The sensor showed that the peak coupling wavelengths were shifted to shorted wavelength region with increased of environmental temperature. The sensitivity of the sensor was $0.12nm/^{\circ}C$.

• 센서학회지
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• 제18권6호
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• pp.467-474
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• 2009

In this study, we describe the feasibility of developing a fiber-optic temperature sensor using a thermochromic material such as 2,4,5-triphenylimidazole or also called Lophine. A sensor-tip is fabricated by mixing of a Lophine powder, which has a non-toxic and hydrophobic characteristics, and an epoxy resin. The temperature change in the sensor-tip gives rise to a change in the optical absorbance of the Lophine, and the transmittance of a light through the Lophine is also changed. We have measured the intensities of modulated lights due to the change of optical absorbance of the Lophine by using of a photo-multiplier tube(PMT). The relationships between the temperatures and the output voltages of PMT are determined to measure the temperature of water. The measurable temperature range of the fiber-optic sensor is from 5 to $30^{\circ}C$.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.1-6
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• 2010

A new type fiber optic sensing system has been developed as a commercially available standard using the technique of hetero-core spliced fiber optic sensor, for the purposes of monitoring large scaled structures, preserving natural environments and measuring physical phenomenons. The sensing system has been tested and evaluated in a possible outdoor condition in view of the full scaled operation at actual sites to be monitored. Additionally, the developed system in this work conveniently provides us with various options of sensor modules intended to measure such physical quantities as displacement, distortion, pressure, binary states and liquid adhesion. The experiment study has been performed to examine the performance to a pseudo-cracking experiment in the outdoor situation, and to clarify temperature influences to the system in terms of the coupling of optical connectors and the OTDR stability. It has been verified that the sensing system is robust to the temperature change ranging from the general condition to the hard condition. Especially, in this study, the specification and performances of the pressure sensor have been demonstrated to show the capability of inspecting various physical quantities.

• 센서학회지
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• 제25권5호
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• pp.344-348
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• 2016

We developed a 2-channel fiber-optic temperature sensor (FOTS) using a temperature sensing probe, a fiber-optic coupler, transmitting optical fiber, and an optical time domain reflectometer (OTDR). The temperature sensing probe is divided into a sensing probe and a reference probe for accurate thermometry. A sensing probe is composed of a silicon oil, a FC terminator, a brass pipe, and a singlemode optical fiber and the structure of a reference probe is identical with that of the sensing probe excluding a silicon oil. In this study, we measured the modified optical powers of the light signals reflected from the temperature sensing probe placed inside of the water with a thermal variation from 5 to $70^{\circ}C$. Although the optical power of the reference probe was constant regardless of the temperature change, the optical power of the sensing probe decreased linearly as the temperature increased. As experimental results, the FOTS using a subtraction method showed a small difference (i.e., hysteresis) in its response due to heating and cooling. The reversibility and reproducibility of the FOTS were also evaluated.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권8호
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• pp.76-82
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• 2015

A hybrid fiber-optic sensor system which combines fiber Bragg grating sensors and a Michelson interferometer has been constructed and evaluated for condition monitoring of large scale wind turbines. In order to measure multiple stresses applied to wind turbines such as strain, temperature and vibration, the system uses single broadband light source. It addresses both types of sensors, which simplifies the optical setup and enhances the cost-effectiveness of condition monitoring system. An athermal-packaged FBG is used to supply quasi-coherent light, of which coherence length is about 3.28mm, for the Michelson interferometer demodulation. Experimental results demonstrated that the proposed fiber-optic sensor system was capable of measuring strain and temperature with measurement accuracy of 1pm. Also 500~2000Hz vibration signals were successfully analyzed by applying FFT signal processing to interference signals.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1111-1117
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• 1999

EED 내부의 화약을 제거하고 광섬유센서를 발열선에 근접 설치하면 EED의 발열선 온도를 정확하게 측정 할 수 있다 .. EED의 발열 선과 광섬유 센서간의 이격할 수 있는 최적거리 계산을 열전달 이론에 근거하여 구 하였고. 발열선의 온도-이격거리 관계식을 도출하였다. 연구결과는 외부 전자파환경에 의해서 유기된 전류로 인해 발생되는 발열선의 온도를 측정하는 전자파방사 위해도 시험에 활용할 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제13권6호
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• pp.467-472
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• 2002

본 논문에서는 측면연마 광섬유 결합기 구조에서 평면 도파로의 상부와 하부 클래딩의 열광학 효과를 이용하여 온도를 측정할 수 있는 편광 무의존 온도 센서를 제안하고 있다. 평면 도파로는 170$\mu\textrm{m}$ 두께의 현미경용 덮게 유리를 적용함으로서 급격한 온도 변화에 대해 도파로의 변형이 발생하지 않고, 비대칭적 평면 도파로 구조로 인한 편광 의존 손실을 최소화하기 시킬 수 있는 장점을 가진다. 제작된 소자의 편광 의존 손실은 0.3dB 이하로 측정되었다. 피측정체의 온도는 센서의 결합 파장 이동으로부터 계측되어진다. 평면 도파로의 상부와 하부 클래딩의 열광학 계수에 따른 온도 센서의 온도 민감도를 측정하였고, 상ㆍ하부 클래딩의 열광학 계수 변화로 온도 민감도를 제어할 수 있음을 보였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.1-5
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• 1985

본 연구에서는 단일모드 광섬유에서의 온도에 의한 위상변조 현상을 분석하고 단일모드 광섬유 간섭계를 이용한 온도센서를 설계. 제작하여 그 온도특성을 조사하였다. 설계한 fiber-optic온도센서는 Mach-Zehnder 간섭계를 이용한 위상감지형 고감도 센서로서 온도변화는 간섭무의의 이동으로써 측정되어졌다. 간섭계에 의한 측정에서 중요한 문제중의 하나는 온도분만 아니라 모든 피측정 물리량의 변화방향에 따른 간섭무의의 이동갯수와 이동방향을 동시에 측정하는 것이다. 이를 위해 다중모드 광섬유를 이용한 배열 검출기를 제작하여 매우 간편하게 간섭무늬의 이동갯수와 이동방향을 측정하였다.