• Smart Structures and Systems
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• 제21권1호
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• pp.53-64
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• 2018

Nondestructive testing methods are required to assess the condition of civil structures and formulate their maintenance programs. Axial force identification is required for several structural members of truss bridges, pipe racks, and space roof trusses. An accurate evaluation of in situ axial forces supports the safety assessment of the entire truss. A considerable redistribution of internal forces may indicate structural damage. In this paper, a novel compressive force identification method for prismatic members implemented using static deflections is applied to steel beams. The procedure uses the Euler-Bernoulli beam model and estimates the compressive load by using the measured displacement along the beam's length. Knowledge of flexural rigidity of the member under investigation is required. In this study, the deflected shape of a compressed steel beam is subjected to an additional vertical load that was short-term measured in several laboratory tests by using fiber Bragg grating-differential settlement measurement (FBG-DSM) sensors at specific cross sections along the beam's length. The accuracy of midspan deflections offered by the FBG-DSM sensors provided excellent force estimations. Compressive load detection accuracy can be improved if substantial second-order effects are induced in the tests. In conclusion, the proposed method can be successfully applied to steel beams with low slenderness under real conditions.

• 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.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권3호
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• pp.207-230
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• 2012

Full-scale shake table seismic experiments and low-amplitude vibration tests on a masonry building are carried out to assess its seismic performance as well as study the effectiveness of a new multifunctional textile material for retrofitting masonry structures against earthquakes. The un-reinforced and the retrofitted with glass fiber reinforced polymer (GFRP) strips masonry building was subjected to a series of earthquake excitations of increasing magnitude in order to progressively induce various small, moderate and severe levels of damage to the masonry walls. The performance of the original and retrofitted building states is evaluated. Changes in the dynamic characteristics (lowest four modal frequencies and damping ratios) of the building are used to assess and quantify the damage states of the masonry walls. For this, the dynamic modal characteristics of the structure states after each earthquake event were estimated by performing low-amplitude impulse hammer and sine-sweep forced vibration tests. Comparisons between the modal results calculated using traditional accelerometers and those using Fiber Bragg Grating (FBG) sensors embedded in the reinforcing textile were carried on to investigate the reliability and accuracy of FBG sensors in tracking the dynamic behaviour of the building. The retrofitting actions restored the stiffness characteristics of the reinforced masonry structure to the levels of the original undamaged un-reinforced structure. The results show that despite a similar dynamic behavior identified, corresponding to reduction of the modal frequencies, the un-reinforced masonry building was severely damaged, while the reinforced masonry building was able to withstand, without visual damage, the induced strong seismic excitations. The applied GFRP reinforcement architecture for one storey buildings was experimentally proven reliable for the most severe earthquake accelerations. It was easily placed in a short time and it is a cost effective solution (covering only 20% of the external wall surfaces) when compared to the cost for full wall coverage by GFRPs.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권7A호
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• pp.433-439
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• 2003

본 논문에서는 광섬유 브래그 격자와 Cr/Au 박막이 단면에 증착된 광섬유를 이용하여 위상 배열 안테나를 광학적으로 구동할 수 있는 새로운 구조의 광 실시간 지연 선로를 제안하였다. 이 구조는 각 안테나 소자에 연결된 광 지연선로에서 금속 박막이 광섬유 브래그 격자 한 개를 대체하기 때문에 광섬유 브래그 격자들로만 구성된 종래의 실시간 지연선로 구조들에 비해 적은 수의 광섬유 브래그 격자를 사용하며, 금속 박막의 반사율이 광범위한 파장대역에서 일정하므로 금속 박막으로부터 반사되는 파장을 선택하기 용이한 장점을 갖고 있다. 0$^{\circ}$와 $\pm$30$^{\circ}$로 빔 주사가 가능한 10 GHz 선형 위상 배열 안테나를 위한 실시간 지연선로를 구현하였으며, 모든 빔 주사각에서 시간 지연 측정 결과는 계산치와 일치하였다. 또한, 제안된 실시간 지연선로로 구동되는 8개의 안테나 소자로 구성된 10 GHz 선형 배열 안테나를 설계하였으며, 이 안테나의 원거리 방사패턴을 시뮬레이션을 통해 구하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.33-40
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• 2020

광섬유를 이용한 구조물 건전도 모니터링은 다양한 연구가 이루어졌다. 광섬유는 다중 및 분포로 변형률을 계측 할 수 있다. 광섬유 센서 중, FBG 센서는 동적 응답 계측과 정밀도가 높은 장점이 있지만, 계측 포인트의 제한이 있다. 분포형 광섬유 센서는 계측 포인트가 1000개가 넘지만, 샘플링 속도가 낮아 동적 계측이 불가능하다. 본 연구에서는 FBG와 브릴루안 상관영역 측정법의 장점만을 이용한 하이브리드 신경망 센서 계측 시스템이 제안하였다. 광섬유 브래그 격자를 포함한 광섬유를 이용하여 정적응답과 동적 응답을 선택적으로 계측 할 수 있는 계측 시스템이다. 제안된 시스템검증을 위하여 실내 실험을 수행하였으며, 기존의 센서와의 비교를 통해 정확도와 재현성을 검증하였다. 제안된 시스템을 활용하여, 동적 응답을 상시 계측하고, 전역적인 구조물의 상태를 평가한다. 이상 상태가 감지 되면, 분포형 계측 시스템을 이용하여 정적 응답을 계측하여, 구조물의 국부적인 상태를 평가한다. 제안된 시스템을 통해 효율적인 구조물 건전도 모니터링에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권5호
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• pp.436-441
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• 2014

We have demonstrated an amplified wavelength-division multiplexed (WDM) passive optical network (PON) by using broadband light source (BLS) seeded optical sources and chirped fiber Bragg gratings (FBGs) based dispersion compensators. Chirped FBGs located at central office (CO) were fabricated and used as channel-by-channel dispersion compensators in order to mitigate the dispersion-induced distortion of both downstream and upstream signals. Owing to a low insertion loss of chirped FBG based dispersion compensator, the optical signal-to-noise ratio (OSNR) of the downstream signal could be improved to be ~28 dB. Thus, we re-confirmed that an error-free transmission of 1.25 Gb/s signals over a 100 km single-mode fiber (SMF) link could be achieved with a proposed amplified WDM-PON architecture. We have also evaluated the impact of various noises on the system's performance, and found that the low OSNR of the downstream signal would be a main limiting factor on the maximum reach of the proposed amplified WDM-PON architecture. From the measured ~13 dB improvement in OSNR of the downstream signal compared to our previously-proposed dispersion compensating module based scheme, we believe that the proposed architecture can accommodate a reach of longer than 100 km SMF link easily.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.395-399
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• 2007

Renewable energy sources such as wind energy is copiously available without any limitation. Wind turbines are used to tap the potential of wind energy which is available in millions of megawatt. Reliability of wind turbine is critical to extract this maximum amount of energy from the wind. We reviewed different techniques, methodologies, and algorithms developed to monitor the performance of wind turbine as well as for an early fault detection to keep away the wind turbines from catastrophic conditions due to sudden breakdowns. To keep the wind turbine in operation, implementation of Condition Monitoring System (CMS) is paramount, and for this purpose ample knowledge of these types of system is mandatory. So, an attempt has been made in this direction to review maximum approaches related to CMS in this piece of writing.

• 한국광학회지
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• 제15권6호
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• pp.495-502
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• 2004

파장가변 필터를 목적으로 plane-concave 거울쌍으로 구성된 Fabry-Perot 공진기에 대한 해석모델을 제안하고, 이를 실제 제작과정에서의 변수 값을 적용하여 해석한 결과를 제시하였다. 공진기의 결합손실과 거울의 손실이 필터의 삽입손실에 가장 큰 변수로 작용하며, plane-concave 거울쌍 구성을 이용하여 finesse가 600, FSR이 57 nm, 삽입손실 (insertion loss)이 3 dB 이하인 필터를 구현하기 위해서는 손실이 0.09% 이하인 거울을 사용하여 공진기의 결합손실이 0.1% 이하가 되도록 오목거울의 곡률반경과 정렬상태를 조절하여야 하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국광학회지
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• 제12권2호
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• pp.129-134
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• 2001

본 논문에서는 일반적인 OTDR 기술로 WDM 전송시스템의 감시를 수행하는 새로운 방법을 제안하였다. 제안된 감시 방법은 전송로에 포함된 EDFA의 구조를 광회전기(optical circulator)와 FBG(Fiber Bragg Grating)를 이용하여 OTDR 광펄스의 파장에서만 양방향 전송이 가능하도록 변경하고, 전송 신호의 역방향으로 OTDR 광펄스를 삽입함으로써 EDFA의 교차이득변조에 의한 신호왜곡을 분산시켜 신호전송과 전송로 감시를 동시에 수행하는 것이다. 이 감시 방법의 타당성을 검증하기 위해 제안된 구조로 변경된 EDFA가 포함된 320km 길이의 8 채널 WDM 광전송 시스템을 구축하고 신호전송과 동시에 전송로 감시를 수행한 결과를 보였으며, 이때 전송로 감시로 인한 전송 신호 채널의 power penalty를 BERT로 측정하여 그 값이 0.3dB이하로 매우 작음을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권4호
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• pp.305-312
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• 2007

여러 종류의 경량전철 중에서, 고무차륜 경량전철은 가 감속 성능과 등판능력이 우수하고 소음과 진동이 적어 많은 국가에서 활발히 채택되고 있다. 하지만, 경량전철 시스템은 일반적으로 고전압의 급전시스템을 이용하기 때문에 높은 수준의 전자기파를 유발한다. 반면, 광섬유 센서는 전자기파의 영향을 받지 않는 장점으로 인해 최근 교량과 같은 토목 구조물에 적용이 확대되고 있으며 특히, 광섬유 브래그 격자 센서는 다중화가 용이하다는 장점으로 가장 활발히 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 한국형 경량전철의 시험선 구간에 설치된 콘크리트 교량에서 차량이 진행할 때 교량의 동적응답을 측정하였다. 측정센서로는 기존의 전기식 센서와 광섬유 브래그 격자 기반의 센서를 이용하였으며 변형률과 가속도를 측정하였다. 이를 바탕으로, 교량의 사용성 평가를 수행하였으며 실험 결과 전기식 센서의 경우 EMI의 영향을 받는 반면, 광섬유 브래그 격자 기반의 센서들은 EMI의 영향을 받지 않아 EMI의 영향이 극심한 경량전철 교량에서 교량의 사용성 평가를 위한 계측 센서로 광섬유 센서가 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.