• 제목/요약/키워드: Intensity-Based Optical Fiber Sensor

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광강도형 광섬유 센서를 이용한 복합재 적충판의 피로손상 감시 (Monitoring of Fatigue Damage of Composite Laminates Using Embedded Intensity-Based Optical Fiber Sensors)

  • 이동춘;이정주;서대철
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.124-127
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    • 2000
  • In this study, a technique for monitoring of fatigue damage of composite laminates by measuring the stiffness change using embedded intensity-based optical fiber sensors was investigated. Firstly, the underlying measurement principle and structure of intensity-based sensors and then a simple stiffness conversion process was explained. The monitoring technique was evaluated by fatigue tests of composite laminates with an embedded intensity-based sensor. From the test results, the response of the intensity-based sensor showed good correlation with that of surface mounted extensometer. Therefore, it can be concluded that the intensity-based sensors have good potential for the monitoring of fatigue damage of composite structures under fatigue loading. In addition, it could be confirmed that the intensity-based sensors have higher resistance to fatigue than the commercial electrical strain gauge.

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스텝 인덱스 멀티모드 광섬유를 이용한 광강도 변조방식 변위센서 설계모델 연구 (Design Model of Intensity Modulation Type Displacement sensor Using Step-index Multimode Optical Fiber)

  • 신우철;홍준희
    • 한국광학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.500-506
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    • 2006
  • 본 논문은 광강도 변조방식 광섬유 변위센서의 측정 메커니즘을 수식적으로 모델링하여 측정영역과 감도를 원하는 목적에 따라 유연하게 조정할 수 있는 설계모델을 제안하고 있다. 유도된 모델은 스텝 인덱스 광섬유를 적용한 경우로 제한되고 광섬유 센서의 변위 응답영역 중 front slope 측정영역 해석에 초점을 맞추었다. 또한 광섬유 설계 시 유도된 모델 적용이 용이하도록 수치적분 방식의 해석 프로세스를 소개하고 있다. 제안된 모델과 프로세스는 기본 설계변수 별로 실험결과를 통해 비교검증 되었다. 끝으로 검증된 모델을 통해 기본 설계변수에 따른 광섬유 변위센서의 변위응답 특성 경향을 분석하였다.

광강도형 광섬유센서를 이용한 피로손상 및 진동감지 (Fatigue Damage Detection and Vibration Sensing Using Intensity-Based Optical Fiber Sensors)

  • 양유창;전호찬;한경섭
    • Composites Research
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    • 제13권1호
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    • pp.89-97
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    • 2000
  • 광섬유센서를 이용한 복합적층판의 피로손상 감지 및 진동측정, 그리고 스틸 보에 대한 충격위치 검출에 관한 연구가 수행되었다. 피로과정중의 신호는 복합재료 내에 삽입된 광섬유와 표면에 부착한 광강도형 광섬유센서, 그리고 스트레인게이지로부터 동시에 측정되었다. 진동감지 실험은 복합재료 보의 표면에 광섬유센서를 부착하여 자유진동 및 강제진동 신호를 취득하였다. 충격위치 검출에 관한 실험에서 충격위치는 충격에 의해 발생된 구조물의 진동이 두 센서에 도달하는 시간의 차를 이용하여 구할 수 있다. 광강도형 광섬유센서를 이용하여 반복 피로 신호를 잘 취득할 수 있었으며 스트레인게이지에 비하여 피로저항성이 우수함이 확인되었다. 광섬유센서는 갭센서와 동일하게 진동신호를 감지하였고 구조물에 가해진 충격위치를 비교적 정확히 검출할 수 있었다.

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Analytic Formulation of Transmission Light Intensity of Hole Blockers in Intensity-based Polymer Optical Fiber Sensors

  • Kwon, Il-Bum;Kim, Chi-Yeop;Shim, Chan-Wook;Hwang, Du-Sun;Chung, Yung-Joo
    • 센서학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.221-225
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    • 2011
  • Intensity-based optical fiber sensors are devised using a blocker which is located between two polymer optical fibers(POFs), one fiber is light-in and the other is light-out. This blocker is moved by an external displacement. Therefore, finding a general formulation of the relation between this displacement and transmission light intensity of various blockers is important to help develop intensity-based optical fiber sensors. In this paper, we consider blockers with arbitrary shapes from circular holes to inclined angled blockers. The transmission light intensities of such blockers should be determined by this generalized equation. In order to verify this equation, the calculated intensities of the blockers are compared with the values acquired from experiment. In the comparison, it is shown that the analytic equation can give the exact values of the transmitted light intensities for the assorted blockers. The range of the displacement measurement is also shown to be about 6 times of the radius of the hole in the case of a 9 degree inclined angle blocker.

광섬유 진동센서를 이용한 탄소섬유강화 복합재료의 손상 및 파손검출 (Damage and Failure Detection of CFRP Using Optical Fiber Vibration Sensor)

  • 양유창;한경섭
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2001년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.254-257
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    • 2001
  • An intensity-based optical fiber vibration sensor is applied to detect and evaluate damages and fiber failure of composites. The optical fiber vibration sensor is constructed by placing two cleaved fiber end, one of which is cantilevered in a hollow glass tube. The movement of the cantilevered section lags behind the rest of the sensor in response to an applied vibration and the amount of light coupled between the two fibers is thereby modulated. Vibration characteristics of the optical fiber vibration sensor are investigated. Surface mounted optical fiber vibration sensor is used in tensile and indentation test. Experimental results show that the optical fiber sensor can detect damages and fiber failure of composites correctly.

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광섬유 진동센서를 이용한 복합재료의 손상 및 파손검출 (Damage and Failure Detection of Composites Using Optical Fiber Vibration Sensor)

  • 양유창;한경섭
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.547-552
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    • 2001
  • An intensity-based optical fiber vibration sensor is applied to detect and evaluate damages and fiber failure of composites. The optical fiber vibration sensor is constructed by placing two cleaved fiber end, one of which is cantilevered in a hollow glass tube. The movement of the cantilevered section lags behind the rest of the sensor in response to an applied vibration and the amount of light coupled between the two fibers is thereby modulated. Vibration characteristics of the optical fiber vibration sensor are investigated. Surface mounted optical fiber vibration sensor is used in tensile and indentation test. Experimental results show that the optical fiber sensor can detect damages and fiber failure of composites correctly.

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광 마이크로폰 설계를 위한 경사 절단된 멀티모드 광섬유의 조도분포 해석 (Irradiance Distribution Analysis of Inclined-cut Multi-mode Optical Fiber for Optical Microphone Design)

  • 김경우;제우성;권휴상
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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    • pp.693-698
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    • 2008
  • For designing intensity modulation type optical microphone, the irradiance distribution which can be applied to inclined-cut geometrical configuration is suggested. The model is important in analysis of response characteristics f3r intensity modulation type optical microphone. To overcome low sensitivity problem in intensity modulation type optical microphone, inclined-cut optical fiber is considered here. Based on optical geometry, the inclined-cut optical fiber sensor is designed and fabricated. The experiments are carried out to evaluate sensor performance.

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광 마이크로폰 설계를 위한 경사 절단된 멀티모드 광섬유의 조도분포 해석 (Irradiance Distribution Analysis of Inclined-cut Multi-mode Optical Fiber for Optical Microphone Design)

  • 김경우;제우성;권휴상
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제18권12호
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    • pp.1270-1277
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    • 2008
  • For designing intensity modulation type optical microphone, the irradiance distribution which can be applied to inclined-cut geometrical configuration is suggested. The model is important in analysis of response characteristics for intensity modulation type optical microphone. To overcome low sensitivity problem in intensity modulation type optical microphone, inclined-cut optical fiber is considered here. Based on optical geometry, the inclined-cut optical fiber sensor is designed and fabricated. The experiments are carried out to evaluate sensor performance.

팔라듐이 코팅된 단일모드 광섬유 센서를 이용한 수소 경보 시스템 구현 (Implantation of portable hydrogen alarm system based on palladium coated single mode optical fiber sensor)

  • 문남일;양병철;김광택;김태언
    • 센서학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.269-273
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    • 2009
  • In this paper, a study on a portable hydrogen alarm system based on the palladium coated single mode fiber sensor has been reported. The fabricated hydrogen sensor exhibited 0.14 dB, 0.41 dB and 0.54 dB optical intensity variation when it was exposed by the nitrogen and hydrogen mixed gas containing 0.5 %, 1 % and 4 % of the hydrogen concentration, respectively. The fabricated sensor exhibited 20 second of response time and 120 second of recovery time for 4 % hydrogen containing gas. The fiber optics layout and software algorithm for detection of hydrogen leakage have been presented. The implanted portable hydrogen alarm system successfully generated an alarm signal when a 4 % hydrogen containing gas was leaked out.

광강도형 광섬유 진동센서를 이용한 진동감지 및 충격위치 측정 (Vibration Sensing and Impact Location Measurement Using Intensity-Based Optical Fiber Vibration Sensor)

  • 양유창;황운봉;박현철;한경섭
    • Composites Research
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    • 제13권5호
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    • pp.1-9
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    • 2000
  • 광강도형 광섬유 진동센서를 이용한 구조물의 진동감지 및 판에서의 충격위치 검출에 관한 연구가 수행되었다. 광섬유 진동센서는 유리 모세관의 내부에 광섬유의 클래딩 부분이 서로 마주보게 하여 제작되며 그 중 한 쪽은 외팔보 형태이다. 진동이 센서에 가해지면 센서 내부의 외팔보가 진동하게 되고 그에 따라 맞은편 광섬유로 전해지는 빛의 강도가 변화하게 된다. 진동감지 실험을 위해 광섬유 진동센서를 복합재료 보의 표면에 부착하고 자유 진동 및 강제 진동에 대한 신호를 취득하였다. 충격 위치 검출에 관한 실험은 아크릴 판에 대하여 알려진 위치에 네 개의 센서를 표면에 부착하고 진동의 도달 시간을 FFT를 이용하여 측정하였다. 충격위치는 이러한 시간차이를 이용하여 계산되어졌다. 광섬유 진동센서는 상용센서인 갭센서와 동일하게 구조물의 진동을 감지하였으며 판에서의 충격위치를 비교적 정확히 측정하였다.

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