• 한국광학회지
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• 제17권3호
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• pp.216-222
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• 2006

전력시스템의 비정상적 동작에 의한 열적 현상을 감지하기 위하여 준분배형 광섬유격자 온도센서를 구현하였다. 2개의 기준격자와 4개의 센서격자를 사용하고, Fabry-Perot 가변파장필터를 사용하여 반사파장의 변화를 측정함으로써 각 센서 위치에서의 온도변화를 관측하였다. 측정의 정밀도를 높이기 위하여 광검출기의 신호를 가우시안 cure-fitting 알고리즘으로 처리한 후 계산된 파형에서 피크를 검출하였다. 실험을 통하여 기존의 피크검출방식에 비하여 높은 정밀도를 얻었으며, 반사 스펙트럼이 왜곡된 광섬유격자 센서의 출력검출에서도 뛰어난 오차보상 특성을 보여주는 것을 확인할 수 있었다. 2 Hz의 대역폭에서 $0.3^{\circ}C$의 정밀도를 얻었고, thermocouple 기준온도계와 비교한 온도측정실험에서 약 0.37 %의 선형화오차를 확인할 수 있었다.

• 대한공간정보학회지
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• 제3권2호
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• pp.213-220
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• 1995

차량 항법 시스템에서 맵 매칭(map matching) 방법은 데드 레코닝(dead reckoning) 기법으로 구한 차량의 위치가 지도상의 도로위에 일치하지 않는 경우에 이를 도로위에 매칭(matching) 시키기 위한 방법이다. 본 논문에서는 교차로 부근에서 차량의 회전을 감지함으로서 센서 및 수치지도자료에 기인하는 위치오류를 보정할 수 있는 새로운 맵 매칭 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 진행거리의 상대오차와 도로거리의 절대오차를 이용하여 교차로 지역의 범위를 설정하고, 설정된 지역에서 차량의 진행각을 감지하여 교차로에 연결된 각 도로에 대한 출발지점을 알아내고, 회전각과 진행각을 비교하여 새로운 위치를 알아내는 방법이다. 제안된 알고리즘의 효율성을 검증하기 위하여 거리센서로 속도센서를, 방향센서로서 광 자이로를 이용하여 휴대용 컴퓨터에 시스템을 구성하고, 대전지역을 시범지역으로 선정하여 알고리즘을 실험한 결과 그 유효성을 입증할 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권1호
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• pp.1-20
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• 2012

In bridge engineering, maintenance strategies and thus budgetary demands are highly influenced by construction type and quality of design. Nowadays bridge owners and planners tend to include life-cycle cost analyses in their decision processes regarding the overall design trying to optimize structural reliability and durability within financial constraints. Smart permanent and short term monitoring can reduce the associated risk of new design concepts by observing the performance of structural components during prescribed time periods. The objectives of this paper are the discussion and analysis of influence line or influence field approaches in terms of (a) an efficient incorporation of monitoring information in the structural performance assessment, (b) an efficient characterization of performance indicators for the assessment of structures, (c) the ability of optimizing the positions of sensors of a monitoring system, and (d) the ability of checking the robustness of the monitoring systems applied to a structure. The proposed influence line- model correction approach has been applied to an integrative monitoring system that has been installed for the performance assessment of an existing three-span jointless bridge.

• 센서학회지
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• 제5권6호
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• pp.43-50
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• 1996

대부분을 수입에 의존하고 있는 연료의 연소효율 증대, thermal NOx의 배출 저감은 화염특성 감지 및 분석을 통해서도 가능하다. 연소시스템에서 화영의 flicker에 대한 정보를 퓨리어 변환을 통해 frequency domain data 로 변환시켜 해석한 결과, 일반적으로 연소 영역의 난류강도가 커질수록 frequency와 강도는 커졌으며, 화염의 강도는 연료 공급 유량이 커질수록 항께 커졌다. 선회도가 $0{\sim}1.16$ 범위에서 커질 때, 화염의 강도는 작아졌다. 시험 연소로의 관찰구를 통하여 얻은 신호는 화염유무에 따라 그 차이가 매우 커서 화염의 존재 유무를 쉽게 알 수 있었다. 발생되는 NOx의 양은 화염강도와 밀접한 관계가 있음을 보여주었다.

• 센서학회지
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• 제6권5호
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• pp.362-368
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• 1997

질소레이저, optode 및 광증배관을 사용하여 우라늄 농도를 원격 실시간으로 측정할 수 있는 방법을 연구하였다. 원격 측정에서 보다 효과적으로 우라늄 형광을 집광할 수 있는 optode를 설계하였으며, optode를 이용하여 우라늄 이온으로부터 나온 형광을 광섬유로 전송하여 광증배관으로 검출하였다. 신호처리에서는 온도 변화와 quencher들의 방해효과가 거의 없는 형광의 초기치를 유도하여 사용하므로 보다 정확한 우라늄 농도를 측정할 수 있었다. 측정 결과 우라늄 농도 변화에 따른 형광 강도의 변화를 쉽게 감지할 수 있었으며, 검출한계는 0.06ppm을 얻었고, $0.1{\sim}2ppm$ 범위에서 직선성이 우수하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.100-105
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• 2017

수질환경에서 구리이온을 검출하기 위하여 광섬유 센서의 구리 이온 감지 물질로 8-Hydroxyquinolin-2carboxaldehyde와 4-Aminoantipyrine으로 합성된 8-Hydroxyquinoline 합성유도체에 대해 광학적 반응 특성을 조사하였다. 실험은 광섬유를 이용한 측정시스템을 이용하여 수용액에 용해된 구리 이온의 농도에 대해 합성유도체에 의한 흡광도와 관계를 평가하기 위하여 수행되었다. 8-Hydroxyquinoline 합성유도체는 수질 환경에서 다양한 금속 이온들 중에서 구리 이온에 대해 노란색에서 붉은색으로 변화되는 높은 발색 현상을 나타냈으며 530 nm의 고유 흡광 파장을 보였다. 제작된 합성유도체의 Cu 이온에 대한 선택성을 평가하기 위하여 Hg 이온의 영향을 조사하였다. Cu와 Hg 이온의 다양한 농도 비 (Cu:Hg ratio 0.05부터 20까지)에서 흡광도를 측정한 결과, Cu 이온의 농도 증가에 따라 530nm에서 흡광도가 증가하는 경향을 보였다. 구리 이온의 고유 흡광 파장인 530 nm에서 합성 유도체에 의한 흡광도 세기는 구리 이온의 로그 농도에 선형으로 비례하였다. 따라서 8-Hydroxyquinoline합성유도체는 광섬유 센서의 구리 이온 감지 물질로 우수한 특성을 보임을 실험적으로 확인할 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.847-860
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• 2022

연구목적: 본 논문은 자가발전기반을 통한 항만구조물의 건전성 모니터링 시스템 개발에 대한 기초연구이다. 연구방법: 자가발전 시스템 개발 및 해수용 광섬유(FBG)센서 개발로 항만구조물 건전성 모니터링 시스템 구축에 대한 기초연구 데이터를 제공한다. 연구결과: 일조량 시뮬레이션 분석을 통해 국내환경에서 4-5시간의 일조량 확보가 가능하며, 이를 통해 해수적용이 가능한 광섬유센서의 Raw 데이터를 수집하는 광분배기(인트로게이터), 수집된 데이터를 연산하는 MCU와 무선 통신기능이 탑재된 IoT 모듈, 모니터링 서버부로 송신하는 Gateway로 구성된 장치에 대한 전원공급이 가능한 시스템을 구축하였다. 결론: 광섬유(FBG)센서를 통한 항만구조물의 직접적인 거동에 대한 센싱 모니터링 구축과 이를 위한 자가발전시스템 적용의 가능성을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.276-281
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• 2015

$TiO_2-SiO_2$ 나노복합소재는 자체가 화학적으로 안정할 뿐만 아니라 광학적, 열적 특성이 매우 우수하여 광화학센서, 촉매 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 이러한 구조를 구현하는 방법으로 티타늄이 첨가된 폴리카보실란(PCS) 혼합용액을 전기방사한 후 이를 적절한 산화분위기에서 열처리하여 부직포상의 $TiO_2-SiO_2$ 나노복합섬유를 만들 수 있는데, 이는 기존의 졸겔공정에 의해 제조되는 섬유보다 더 쉽고 안정적인 방법이다. 공정 중 방사된 섬유를 산화분위기에서 $1200^{\circ}C$ 이상까지 열처리하게 되면 크리스토발라이트 기지조직 내에서 아나타제 나노결정상이 매우 균일하게 형성되었다. 또한, 열처리 후 섬유의 표면과 단면은 매우 치밀하고 매끈하였으며 10~20nm 크기의 아나타제 결정입자들이 내부에 균일하게 분포하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.465-470
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• 2020

복합 소재는 금속보다 가벼운 특성을 가져 경량화가 필수인 항공 산업에 널리 사용되고 있다. 하지만 복합소재는 생산 공정 중 내부 보이드 형성, 접착제 혼합 불량, 미접착 부분 발생 등 결함 요소가 발생할 수 있고, 저 에너지 충격에 의한 미세균열 및 층간분리가 발생할 위험이 있다. 그러므로 구조물 손상검사가 필수적으로 요구된다. 이에 FBG를 이용한 구조 건전성 모니터링이 주목받고 있다. FBG는 기존의 전기적 센서에 비해 전기적 노이즈 영향을 받지 않고 부식에 강하며 멀티플렉싱이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 FBG를 계측하는 인터로게이터는 대형 구조물 계측을 전제로 만들었기 때문에 가격이 고가이며, 크기가 큰 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 광 스위치와 WDM필터, LTF를 이용해 무인항공기나 소형항공기에 사용할 수 있도록 저가형 인터로게이터를 설계하여, 기존의 고가 인터로게이터와 비교를 진행하였다.

• 센서학회지
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• 제6권3호
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• pp.214-220
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• 1997

본 연구에서는 생화학 물질을 정량적으로 분석하기 위하여 소산장(Evanescent field) 흡수를 이용한 박막 광도파로형 칼륨이온센서를 제작하였다. 도파로는 Pyrex glass($26{\times}19{\times}1mm$, $n_{1}=1.485$ at 514nm, Ar laer ; Coherent 사 M532) 기판위에 RF sputtering법으로 Coming-7059 glass($n_{2}=1.588$, at 514nm, Ar laer ; Coherent사 M532) 2 종류의 박막 광도파로를 형성하였으며, 그 두께는 프리즘 결합법으로 측정한 결과 각각 $T_{1}=1.04{\mu}m$ 와 $T_{2}=1.41{\mu}m$ 였다. 칼륨이온 선택성의 이온감지막은 변색성 이온감응물질인 ETH 5294와 중성이온감응물질인 valinomycin을 poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate-co-vinyl alcohol) ( 91 : 3 : 6 ) 공중합체 막내에 포괄법으로 고정화한 후 도파로 위에 스핀코팅법으로 제조하였다. 그리고, 센서의 특성을 평가하기 위해 감지막의 작용길이, 도파로의 두께 및 변색성 이온감응물질의 조성비 변화에 따른 감도 의존성을 조사하였다. 본 센서는 약 $1{\times}10^{-6}M\;{\sim}1.0\;M$의 넓은 측정범위를 가지며, 90%의 응답시간은 약 1분 이내의 빠른 응답특성을 나타내었다. 또한 분광분석법에 의한 투과광도법 및 광섬유를 이용한 optode형 센서를 제작하여 본 센서와 그 특성을 비교한 결과, 본 센서의 우수성을 알 수 있었다. 따라서 본 센서는 생화학 및 의용, 환경감시 분야 등에 응용 가능할 것으로 사료된다.