• 한국해양공학회지
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• 제21권3호
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• pp.46-51
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• 2007

A multi-purpose environmental monitoring system has been developed as a commercially available standard using the technique of hetero-core spliced fiber optic sensors, for the purposes of monitoring large-scale structures and preserving natural environments. The monitoring system has been tested and evaluated in a possible outdoor condition, in view of the full-scale operation at actual sites to be monitored. Additionally, the developed system in this work conveniently provides us with various options of sensor modules intended for monitoring such physical quantities as displacement, distortion, pressure, binary states, and liquid adhesion. Two channels of optical fiber line were monitored in each channel, three displacement sensor modules were connected in series, in order to examine the performance to a pseudo-cracking experiment in the outdoor situation and to clarify temperature influences an the system, in terms of the coupling of optical connectors and the OTDR stability. The results from the pseudo-cracking experiment agreed with the actual cracks, by means of calculation, based an the detected displacement values and their geometrical arrangement of the used sensor modules. The temperature change, ranging from 10 to $20^{\circ}C$ resulting from the 10-days free running operation, was found to influence the system stability of ${\pm}10{\mu}m$, primarily due to the coupling instability of the used optical connectors. It was found that fusion splicing, rather than the use of connectors, reduced the fluctuation dawn to ${\pm}2{\mu}m$. The specification and performance of various option modules have been demonstrated to show the capability of inspecting various physical quantities by use of the single system, which would be suitable for multi-purpose environmental monitoring.

• 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.

• 한국재난관리표준학회지
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• 제1권3호
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• pp.77-81
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• 2008

본 논문에서는 기존 광파이버센서가 갖는 문제점을 보완할 수 있는 새로운 형태의 광파이버 센서에 대해 소개한다. 저자 등이 개발한 헤테로코어형 광파이버센서는 비교적 간단하면서도 큰 곡률 반경에 있어서 전달손실이 발생하며 민감한 손실특성을 나타내는 원리를 이용한 것이다. 또한 원리상 온도의존성이 거의 없어 온도보상이 필요 없고, 마크로벤딩에 의한 광량변화를 검출하는 방식이므로 파단우려가 없는 것도 가장 큰 장점 중의 하나이다. 이러한 특징을 갖는 센서에 대한 내환경특성을 분석하고 평가하기 위해, 본 논문에서는 헤테로코어 형 광파이버센서를 이용하여 각종 환경정보를 모니터링하는 광네트워크형 멀티환경 모니터링 시스템을 구성 할 경우 고려해야 할 특성에 대해 검토하였다. 즉, 온도변화에 대한 센싱 시스템의 강인성을 실험을 통해 확인하였다. 이것은 실용적 관점에서 계측시스템 전체의 환경변화에 대한 종합적인 평가를 수행하는 것을 의미하며 그 결과를 본 논문에 소개한다.

• 센서학회지
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• 제23권4호
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• pp.229-233
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• 2014

In this study, a V-grooved single-mode fiber along with optical time domain reflectometry (OTDR) as a quasi-distributed temperature sensor was investigated. The external medium used to fill the V-groove affects the optical mode. The V-groove was filled with ethylene vinyl acetate (EVA) because its transmittance was sensitive to temperature. The experimental results showed that the optical loss of the sensor varies with temperature, and the sensitivity depends on the depth of the V-groove.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2003년도 하계학술대회
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• pp.163-164
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• 2003

현재의 OTDR 기술은 150km 이상의 광선로를 감시하기 어렵다. 이 문제를 해결하기 위하여 라만 증폭기를 사용하여 장거리의 기간 전송망을 감시할 수 있는 바이패스 모듈을 구성하였다. 1625nm 파장에서 11dB 이득을 갖는 라만 증폭기가 포함된 바이패스 모듈을 사용하여 300km의 광전송라인을 감시할 수 있는 기술을 확보하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.896-902
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• 2000

Crack detection technique for concrete structures has been developed in this study,. The technique utilizes OTDR(Optical Time Domain Reflectometer) method that is widely used in the field of optical engineering. At present, some techniques, such as the naked eye inspection, inspection by crack gauge, ultra sonic detection and os on, are used for crack detection. However, these are not economical and are often time-consuming works. This method employs a common optical fiber as a means of crack detection. Th optical fiber is fully attached to concrete surface, and a crack on concrete could be detected to synchronize with the crack on optical fiber. The experimental verification was performed for concrete beams and the intial crack on the beam was detected under cracking force.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2006년도 하계학술대회
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• pp.3-6
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• 2006

초고속 광대역서비스 제공을 위한 FTTH-PON 광선로의 특성을 시험하기 위해 선로구축 단계, 개통단계, 고장처리 단계로 나누어 측정할 수 있는 방법에 대해 고찰해 보았다. 시스템의 허용손실 기준에 따라 구축된 광선로는 대표적으로 광손실, 광반사손실을 측정하여 접속품질을 확인할 수 있는데 OTDR 및 광파워메터를 활용한 구간별 측정방법을 다루었다. 또한 광옥외선의 단말에 현장조립형광커넥터를 사용하는 경우 접속 후 불량여부를 판단하기 위한 실험 결과를 소개하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.208-208
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• 2009

최근 광섬유 센서기술의 수요는 전 산업분야에 걸쳐 높아지고 있으며, 이에 비례하여 기업 간, 국가 간 경쟁이 첨예화되고 있다. 또한 소형화, 경량화, 고성능화 센서에 대한 요구도 높아지고 있어 종래의 각종 센서들의 형태와 개선을 위한 연구개발이 매우 활발하게 전개되고 있으므로 이를 대체할 수 있는 광섬유 센서의 수요가 급격히 늘어날 전망이다. 기존 침입자 감지 시스템은 태풍, 낙뢰, 폭설, 폭우 등의 기상변화나 지반 흔들림, 통행차량 진동 및 전자기 간섭 등에 영향을 받아 오작동, 오경보가 빈번히 발생된다. 이러한 문제의 해결책으로 광섬유 센서 케이블을 이용한 시스템이 대안으로 부각되고 있다. 현재 국내에서 군부대, 공항을 중심으로 펜스와 휴전선 철책에 힘입자 감지를 위하여 도입되고 있다. 광섬유 센서 케이블을 사용하는 광망경비시스템은 광섬유 센서 케이블을 그물망 형태(광망)로 만들어 경계 지역에 설치된다. 광망경비시스템의 원리는 광섬유에 광펄스를 입사시켜 순환시키는데 침입자가 광망을 절단하거나 외력을 가할 경우 발생되는 레일리 산란에 기인하는 후방산란과 접속점과 파단점에서 생기는 반사광을 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)로 검출하여 침입상황 및 침입위치를 탐지한다. 그러나 이러한 침입자 감지를 위한 광망경비시스템의 핵심부품인 광섬유 센서 케이블은 기존에 전량 해외수입에 의존하고 있는 실정이며, 지금까지 국내에서 생산하기 위한 제작 기술과 노하우가 초보단계에 머물러 있다. 이러한 광섬유 센서 케이블 제작에 있어서 중요한 부분이 패키징 기술이라 할 수 있다. 이는 광섬유 센서를 일반적인 피복 구조로 패키징하게 되면, 센서 고유의 특성이 패키징 과정과 운반과정, 포설과정에서 변하게 되고 센서로써의 신뢰성이 크게 저하된다. 본 연구에서는 힘입자 감지용 광섬유 센서 케이블의 설계와 제작을 위한 제조공법을 확립하고, 이를 이용해 제작된 광섬유 센서 케이블의 신뢰성 특성을 평가하였다. 설계 제작된 광섬유 센서 케이블의 구조는 멀티모드광섬유(MMF) 에 0.9 mm Tight buffer를 코팅하고, 광심선 주위에 아라미드 얀을 삽입시킨 후 고문자 수지를 적용하여 외부 피복 (jacket)을 하였다. 제작된 광섬유 센서 케이블의 외경 측정결과 기준치 ($2.95\;{\pm}\;0.03$ mm)를 모두 만족하였고, 850 nm 파장에서의 광 손실 측정 결과 4.0 dB/km 이하였다. 또한 주요 항목의 신뢰성 특성 시험결과, 인장강도는 8~10 kg의 인장력을 갖으며 온도순환시험 ($-30^{\circ}C\;{\sim}\;+75^{\circ}C$)에서의 광 손실은 0.6 dB 이하로 나타나 침입자 감지용 광섬유 센서 케이블로 적합함을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.560-563
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• 2012

향후 대용량 정보 제공 서비스를 위한 크루즈 선박 등의 특수 선박용 광 네트워크 모니터링 시스템의 하드웨어와 소프트웨어를 설계 제작하였고, 개발된 광 네트워크 감시 시스템이 선박이라는 특수 상황과 관련있는 이물질이 부착된 광 커넥터, 오접속된 커넥터에 의한 손실 등 2가지의 이벤트를 정확히 모니터링하는지를 실험을 통해 확인해 보았다. 모니터링 시스템의 하드웨어는 선박의 네트워크 구조에 맞는 chained branch와 dark fiber 병합 방식으로 설계 제작하였고, 2가지 이벤트에 대한 감시 시험 결과 3가지 모두 5 m 이내의 범위로 모니터링하는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.876-879
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• 2004

The buried fiber optic cable as a distributed intrusion sensor for detecting and locating intruders along the long perimeters is proposed. Phase changes resulting from either the pressure of the intruder on the ground immediately above the buried fiber or from seismic disturbances in the vicinity are sensed by a phase-sensitive optical time-domain reflectometer. Light pulses from a Er:fiber cw laser with a narrow, <3kHz-range, spectral width and a frequency drift of < 1 MHz/min are injected into one end of the fiber, and the backscattered light from the fiber is monitored with a photodetector. Results of preliminary studies, measurement of phase changes produced by pressure and seismic disturbances in buried fiber optic cables and simulation of ${\varphi}-OTDR$ response over long fiber paths, to establish the feasibility of the concept are described. The field experiments indicate adequate phase changes, more than 1t-rad, are produced by intruders on foot and vehicle for burial depths in the 0.2 m to 1 m range in sand, clay and fine gravel soils. The simulations predict a range of 10 km with 35 m range resolution and 30 km with 90 m range resolution. This technology could in a cost-effective manner provide enhanced perimeter security.