• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.169-174
• /
• 2006

The outstanding mechanical property of optical fiber and the merits of acoustic emission sensing technique are unified for novel sensor system. The generated ultrasonic wave from piezoelectric generator are propagated along the optical fiber and also sensed. The propagated wave can be influence by external pressure on the optical fiber or environmental circumstance. The optical fiber sensor using ultrasonic wave has advantages compare with existing sensor system. In this study, the sensitivity of the optical fiber sensor is experimentally investigated. As the applications of the optical fiber sensor system using piezoelectric ultrasonic waves, the point load on the optical fiber is measured and the monitoring system for the void fraction of two phase flows is developed. The experimental results show the linear relationship between sensed voltage and void fraction.

• 한국통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국통신학회 1983년도 추계학술발표회논문집
• /
• pp.44-47
• /
• 1983

Through intensity modulation induced by micro bending of an optical fiber, a sensor detects the pressure and frequency of acoustic wave has been implemented. Axial slots on the cylinder suface with a period of 5.5 mm induce efficient microbending of the fiber, and a rubber sleeve covering the fiber enhances the fiber. Compared with a conventional hydrophone, it has a low minimum detectable pressure and can detect acoustic wave in 100Hz - 2KHz range.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제11권2호
• /
• pp.185-197
• /
• 2013

We developed a simultaneous strain measurement and damage detection technique using a pair of surface-mounted piezoelectric transducers and a fiber connecting them. This is a novel sensor configuration of the fiber acoustic wave (FAW) piezoelectric transducer. In this study, lead-zirconate-titanate (PZT) transducers are installed conventionally on a plate's surface, which is a technique used in many structural health monitoring studies. However, our PZTs are also connected with an optical fiber. A FAW and Lamb wave are simultaneously guided in the optical fiber and the structure, respectively. The dependency of the time-of-flight of the FAW on the applied strain is quantified for strain sensing. In our experimental results, the FAW exhibited excellent linear behavior and no hysteresis with respect to the change in strain. On the other hand, the well-known damage detection function of the surface-mounted PZT transducers was still available by monitoring the waveform change in the conventional Lamb wave ultrasonic path.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제18권3호
• /
• pp.471-484
• /
• 2016

Optical fiber sensors have been proven that they have the potential to detect high-frequency ultrasonic signals, in structural health monitoring field which generally refers to acoustic emission signals from active structural damages and guided waves excited by ultrasonic actuators and propagating in waveguide. In this work, the sensing properties of optical fiber sensors based on Mach-Zehnder interferometer were investigated in the metal plate. Analytical formulas were conducted first to explore the parameters affecting its sensing performances. Due to the simple and definable frequency component, the Lamb wave excited by the piezoelectric wafer was employed to study the sensitivity of the proposed optical fiber sensors with respect to the frequency, rather than the acoustic emission signals. In the experiments, according to above investigations, spiral shape optical fiber sensors with different size were selected to increase their sensitivity. Lamb waves were excited by a circular piezoelectric wafer, while another piezoelectric wafer was used to compare their voltage responses. Furthermore, by changing the excitation frequency, the tuning frequency characteristic of the proposed optical fiber sensor was also investigated experimentally.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.57-61
• /
• 2008

광섬유 내의 Depolarized-GAWBS를 이용한 변형율 측정방식에서, 측정부에 2개의 검광자를 배치하는 광학계를 꾸밈으로써 편광조절이 불필요한 간단한 변형율 측정방법을 제안하였다. 또한, 광섬유 재킷의 유무가 측정정확도에 미치는 영향도 함께 알아보았다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권10호
• /
• pp.256-263
• /
• 2014

최근 국내에서 개발된 광섬유 격자소자(FBG: Fiber Bragg Grating)를 이용하여, 3종의 Hopper type WDM FBG Acoustic Transducer를 설계 및 제작 하였다. 제작된 3종류의 Hopper type WDM FBG Acoustic Transducer는 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 지니고 있을 뿐만 아니라, sensor arm 구성이 간단하여 실용화에 큰 장점을 지니고 있다. 제작된 3종류의 Hopper type WDM FBG Acoustic Transducer 는 주파수 특성이 10 Hz~18 kHz 대역에서 음파 검출이 가능하였고, 트랜스듀서의 최적 공진 조건을 이용하여 최대 8.6 m 거리까지 신호 검출이 가능하였다. 특히, 기존의 음향 센서를 대신하여 전기적 잡음이 많고, 열악한 환경에서 저 주파수 신호 검출에 실용화를 기대할 수 있고, 센서 어레이(array)시스템 구성을 통하여 고감도 및 다중점 음파 검출 시스템으로 발전될 수 있다.

• 한국광학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.13-19
• /
• 2020

광섬유 사냑 간섭형 센서를 이용해 수중 음향을 측정하기 위하여 링형 탐촉자를 적용하는 경우 민감도를 이론과 실험을 통하여 조사한다. 링형 탐촉자는 단일 모드 광섬유를 지름 5 cm의 링형으로 감아서 접착제로 패키징하였다. 링형 탐촉자는 감지 광섬유의 길이를 46.84 m로 하여 제작한 A형 탐촉자와 감지 광섬유의 길이를 112.22 m로 한 B형 탐촉자를 준비하였다. 수중 음향 시험은 상용 음향 발생기와 1 m 떨어진 거리에서 링형 탐촉자를 사용하여 50, 70, 90 kHz의 주파수에 대하여 20~100 Pa의 음향 압력 범위에서 음향 민감도를 조사하는 실험을 수행하였다. 실험 결과, 링형 탐촉자는 주파수에 대하여 다른 민감도를 나타내었으며, 이론과 비교하기 위하여 평균값을 구하였다. 세 주파수에 대한 평균 민감도는 A 탐촉자와 B 탐촉자에 대하여 각각 25.48 × 10^-5, 60.79 × 10^-5 rad/Pa으로 측정되었으며, 이로부터 영률 보정 계수 c값을 0.35로 결정할 수 있었다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제52권11호
• /
• pp.156-163
• /
• 2015

국내에서 개발된 단일모드 균일한 단주기형 광섬유 격자소자(FBG: Fiber Bragg Grating)를 이용하여, 수중에서 음파를 검출할 수 있는 FBG 일체형 Transducer를 설계 및 제작하였다. 이를 통하여 신호검출 시스템구성 시, 최근 제작된 Hopper WDM(특허번호 제10-1502954)을 이용하여 수중에서 다중점신호검출과 지향성 연구를 한 결과, 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 모두 지니고 있을 뿐만 아니라, Sensor Arm 구성이 간단하여 실용화에 큰 장점을 지니고 있다. 제작된 FBG 일체형 트랜스듀서는 30 Hz~2.5KHz 범위에서 주파수 검출이 가능하고, 최적의 공진조건 주파수는 1.2KHz로 나타났다. 또한, 이를 이용한 수중에서 넓은 영역에 대한 다중점 신호 검출을 구현하기 위하여, WDM(Wavelength Division Multiplexing) 방법과 Passive band-pass filter system을 이용하여 FBG Hydrophone Arrays System을 구축하고, 2개의 FBG 일체형 Transducers에서 주파수 200Hz~1.3 KHz대까지 다중점 수중 음파 신호 검출을 성공 하였다. 아울러, 음원의 방향과 각도에 따라 검출된 신호의 세기가 변화되므로 음원의 물체에 대한 방향성 검출이 가능함으로서, 향후 FBG Hydrophone의 실용화 연구에 새로운 기틀을 마련하였다.