Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.25
no.6
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pp.421-430
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2005
Brillouin time-domain analysis in optical fibres is a novel technique making possible a distributed measurement of temperature and strain over long distance and will deeply modify our view about monitoring large structures, such as dams, bridges, tunnels and pipelines, Optical fibre sensing will certainly be a decisive tool for securing dangerous installations and detecting environmental and industrial threats.
Brillouin Optical Frequency Domain Analysis (BOFDA) is a distributed fiber optic sensing (DFOS) technique that has unique advantages for performance monitoring of piles. However, the complicated production process and harsh operating environment of offshore PHC pipe piles make it difficult to apply this method to pile load testing. In this study, sensing cables were successfully pre-installed into an offshore PHC pipe pile directly for the first time and the BOFDA technique was used for in-situ monitoring of the pile under axial load. High-resolution strain and internal force distributions along the pile were obtained by the BOFDA sensing system. A finite element analysis incorporating the Degradation and Hardening Hyperbolic Model (DHHM) was carried out to evaluate and predict the performance of the pile, which provides an improved insight into the offshore pile-soil interaction mechanism.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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v.12
no.3
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pp.32-38
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2020
The deployment of geographically distributed wireless sensors has greatly elevated the capability of monitoring structural health in social-overhead capital (SOC) public infrastructures. This paper deals with the utilization of a distributed mobility management (DMM) approach for the deployment of wireless sensing devices in a structural health monitoring system (SHM). Then, a wireless sensing mechanism utilizing low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH)-based clustering algorithm for smart sensors has been analyzed to support the seamless data transmission of structural health information which is essentially important to guarantee public safety. The clustering of smart sensors will be able to provide real-time monitoring of structural health and a filtering algorithm to boost the transmission of critical information over heterogeneous wireless and mobile networks.
Huioon, Kim;Joo-young, Lee;Hyoyoung, Jung;Young Ho, Kim;Myoung Jin, Kim
Journal of Sensor Science and Technology
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v.31
no.6
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pp.441-447
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2022
This study describes a novel method for detecting and measuring partial discharge (PD) on an electrical facility such as an insulated power cable or switchgear using fiber optic sensing technology, and a distributed acoustic sensing (DAS) system. This method has distinct advantages over traditional PD sensing techniques based on an electrical method, including immunity to electromagnetic interference (EMI), long range detection, simultaneous detection for multiple points, and exact location. In this study, we present a DAS system for PD detection with performance evaluation and experimental results in a simulated environment. The results show that the system can be applied to PD detection.
Wu, Guan-Zhong;Zhang, Dan;Shan, Tai-Song;Shi, Bin;Fang, Yuan-Jiang;Ren, Kang
Smart Structures and Systems
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v.30
no.1
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pp.63-74
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2022
The deformation coordination between a rock/soil mass and an optical sensing cable is an important issue for accurate deformation monitoring. A stress-controlled triaxial apparatus was retrofitted by introducing an optical fiber into the soil specimen. High spatial resolution optical frequency domain reflectometry (OFDR) was used for monitoring the strain distribution along the axial direction of the specimen. The results were compared with those measured by a displacement meter. The strain measured by the optical sensing cable has a good linear relationship with the strain calculated by the displacement meter for different confining pressures, which indicates that distributed optical fiber sensing technology is feasible for soil deformation monitoring. The performance of deformation coordination between the sensing cable and the soil during unloading is higher than that during loading based on the strain transfer coefficients. Three hypothetical strain distributions of the triaxial specimen are proposed, based on which theoretical models of the strain transfer coefficients are established. It appears that the parabolic distribution of specimen strain should be more reasonable by comparison. Nevertheless, the strain transfer coefficients obtained by the theoretical models are higher than the measured coefficients. On this basis, a strain transfer model considering slippage at the interface of the sensing cable and the soil is discussed.
Lynch, Jerome Peter;Sundararajan, Arvind;Law, Kincho H.;Kiremidjian, Anne S.;Kenny, Thomas;Carryer, Ed
Structural Engineering and Mechanics
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v.15
no.3
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pp.285-297
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2003
Complementing recent advances made in the field of structural health monitoring and damage detection, the concept of a wireless sensing network with distributed computational power is proposed. The fundamental building block of the proposed sensing network is a wireless sensing unit capable of acquiring measurement data, interrogating the data and transmitting the data in real time. The computational core of a prototype wireless sensing unit can potentially be utilized for execution of embedded engineering analyses such as damage detection and system identification. To illustrate the computational capabilities of the proposed wireless sensing unit, the fast Fourier transform and auto-regressive time-series modeling are locally executed by the unit. Fast Fourier transforms and auto-regressive models are two important techniques that have been previously used for the identification of damage in structural systems. Their embedment illustrates the computational capabilities of the prototype wireless sensing unit and suggests strong potential for unit installation in automated structural health monitoring systems.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.25
no.4_2
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pp.673-686
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2022
Recently, as the importance of eco-friendly energy has increased hydrogen gas is in the spotlight as future energy. Due to its special properties, hydrogen gas is more difficult to detect requiring more precise sensing technology. The primary objective of this study is to design a concept of an underground hydrogen pipeline monitoring system. For this, the following research works are conducted sequentially; 1)selection of core technology for conceptual design, 2)state-of-the-art review, 3)design of a concept of the system. As a result, DAS(Distributed Acoustic Sensing), and DTS(Distributed Temperature Sensing) are selected as each core technology. Furthermore, a conceptual design of an underground hydrogen pipeline monitoring system is deducted. It is expected that the impact on the eco-friendly energy industry will be enormous due to the increasing interest in using hydrogen energy.
Loh, Kenneth J.;Tom, Caroline;Benassini, Joseph L.;Bombardelli, Fabian A.
Structural Monitoring and Maintenance
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v.1
no.2
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pp.183-195
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2014
Scour is one of the leading causes of overwater bridge failures worldwide. While monitoring systems have already been implemented or are still being developed, they suffer from limitations such as high costs, inaccuracies, and low reliability, among others. Also, most sensors only measure scour depth at one location and near the pier. Thus, the objective is to design a simple, low cost, scour hole topography monitoring system that could better characterize the entire depth, shape, and size of bridge scour holes. The design is based on burying a robust, waterproofed, piezoelectric sensor strip in the streambed. When scour erodes sediments to expose the sensor, flowing water excites it to cause the generation of time-varying voltage signals. An algorithm then takes the time-domain data and maps it to the frequency-domain for identifying the sensor's resonant frequency, which is used for calculating the exposed sensor length or scour depth. Here, three different sets of tests were conducted to validate this new technique. First, a single sensor was tested in ambient air, and its exposed length was varied. Upon verifying the sensing concept, a waterproofed prototype was buried in soil and tested in a tank filled with water. Sensor performance was characterized as soil was manually eroded away, which simulated various scour depths. The results confirmed that sensor resonant frequencies decreased with increasing scour depths. Finally, a network of 11 sensors was configured to form a distributed monitoring system in the lab. Their exposed lengths were adjusted to simulate scour hole formation and evolution. Results showed promise that the proposed sensing system could be scaled up and used for bridge scour topography monitoring.
Minardo, Aldo;Coscetta, Agnese;Porcaro, Giuseppe;Giannetta, Daniele;Bernini, Romeo;Zeni, Luigi
Structural Monitoring and Maintenance
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v.1
no.2
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pp.173-182
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2014
We describe the application of a distributed optical fiber sensor based on stimulated Brillouin scattering, as an integrated system for safety monitoring of railway infrastructures. The strain distribution was measured statically and dynamically along 60 meters of rail track, as well as along a 3-m stone arch bridge. We show that, gluing an optical fiber along the rail track, traffic monitoring can be performed in order to identify the train passage over the instrumented sector and determine its running conditions. Furthermore, dynamic and static strain measurements on a rail bridge are reported, aimed to detect potential structural defects. The results indicate that distributed sensing technology represents a valuable tool in railway traffic and safety monitoring.
Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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2006.06a
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pp.275-276
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2006
선박 및 해양기자재의 안전 진단을 위한 기존의 기술은 접 센서(point sensor)를 이용한 변형률 측정 기술이 대부분이라 할 수 있다. 본 논문은 기존의 기술보다 효율적으로 응용될 수 있는 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정(DTSS: Distributed Temperature & Strain Sensing) 기술에 대해 소개하고 있다. 이 기술은 선체 응력 모니터링, 해양 구조물 안전진단, subsea flowline 모니터링, platform의 riser 안정성, umbilical 모니터링 등에 활용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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