• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권6호통권79호
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• pp.681-688
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• 2005

본 연구는 광섬유 브래그 격자 (fiber Bragg grating, FBG) 센서를 이용하여 보강이 실시된 철도판형교의 수직처짐을 산정하고 이를 통해 교량의 정적 및 동적 거동을 모니터링 하는데 목적이 있다. 7개의 센서로 다중화(multiplexing)된 FBG 센서 2쌍을 지간 12.9 m인 철도 판형교의 상부와 하부 플랜지의 표면에 부착하였다. 이렇게 수평 배치된 FBG 센서로부터 직접 곡률을 측정하고 기하학적인 처짐-곡률관계와 회귀분석을 통해 교량의 처짐을 유추하였다. FBG 센서의 정확도를 검증하기 위해 교량의 중앙 지점에 기존의 전기식 변형률 센서와 처짐계를 설치하였다. 교량의 거동을 측정하기 위해 열차 재하실험과 증속실험을 실시하였다. 증속실험은 열차의 속도를 10 km/h 에서 90 km/h까지 10 km/h 씩 증가시키며 교량의 동적 거동을 분석하였다. 측정 변형률을 비교한 결과 FBG 센서와 전기식 센서가 최대오차 7%이내의 우수한 상관관계를 보였으며, 본 연구에서 제안된 실험법으로 유추된 최대처짐을 처짐계를 이용한 결과와 비교하였을 때 5% 이내의 오차를 보였다. 따라서 철도판형교의 안전성 평가를 위한 처짐 모니터링 시 FBG 센서의 적용성이 우수하다고 판단된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.937-939
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• 2016

본 논문에서는 배열형 센서로 제작된 광섬유 브래그 격자(FBG)의 감마방사선 영향을 분석하였다. 배열형 FBG는 동일한 상용 광섬유를 이용하여 서로다른 브래그 파장으로 제작되었다. 제작된 FBG는 $Co^{60}$ 감마선원을 이용하여 약 113 Gy/min의 선량률로 총선량 약 100 kGy 감마선에 노출되었으며 방사선 조사 후 FBG 센서의 브래그 파장 변화, 온도감도 변화를 측정하여 방사선 영향을 분석하였다.

• 센서학회지
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• 제30권6호
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• pp.420-428
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• 2021

In this study, linearized sweeping of a wavelength sweeping laser was realized. This technique was used to measure the strain on a fiber Bragg grating(FBG) sensor. For linear sweeping, PID control over the wavelength difference between linear and nonlinear sweeping was employed. The performance test showed that linear sweeping with a 46 nm range and a 1 kHz frequency held up well with a 99.5 % decrement in nonlinearity after the 120th feedback. When attached to a strain gage, the FBG sensor registered strain that matched the data sheet within a difference of 4.5[με]. Altogether, linear sweeping can play a leading role in monitoring a safety of large SOC structures as well as in other wavelength sweeping laser related fields.

• 전자공학회논문지
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• 제51권10호
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• pp.256-263
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• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권4호
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• pp.313-319
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• 2017

광섬유 센서는 전자기 간섭에 독립적이고 원거리 계측이 가능하여 다양한 분야에 적용되고 있다. 특히, 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서는 다중화, 절대측정이 가능하여 구조 건전성 모니터링(SHM)을 위해 널리 사용되고 있다. 일반적으로, FBG 센서는 에폭시와 같은 접착제를 이용하여 구조물에 직접 부착 및 모듈 제작을 통해 적용한다. 하지만, 에폭시로 부착된 FBG 센서 기반의 장시간 모니터링 과정에서 신호 변화가 발생하여 보정이 요구된다. 이는 계절적 요인으로써 장시간 온도 변화 환경에 노출되어 센서의 접착구조 변형에 의한 결과이며, 센서 접착제의 열경화 과정에 대한 규명이 필요하다. 본 연구에서는, 패키징 방식 4가지 경우의 FBG 센서 시편을 제작하고, 반복 열하중 시험을 수행하였다. 시험 결과, 상온경화 과정에서 미소한 잔류 압축 변형률이 발생하였고, 반복 열하중 초기단계에서 수백 ${\mu}{\varepsilon}$의 압축 변형률이 인가되어 유지되었다. 이를 통해 FBG를 이용한 장시간 SHM을 위해서는 FBG 센서의 신호에 대한 안정화 과정이 필요함을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제9권4호
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• pp.307-315
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• 2000

FBG (Fiber Bragg Grating) hydrophone sensor의 arrays system을 구축하고, 수중에서 넓은 영역에 대한 다중점 신호 검출을 구현하기 위하여, WDM(Wavelength Division Multiplexing) 방법과 passive band-pass filter system을 이용하여, 설계 및 제작된 2개의 FBG transducers의 수중 음향파 신호 검출을 실행하였다. 실험 결과 수중에서 주파수 1.3 KHz대까지 다중점에 대하여, 주파수 신호가 각각 다른신호의 검출이 가능하였다. 따라서, 제작된 FBG transducers을 이용한 hydrophone sensor arrays의 시스템 설계가 가능함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권3호
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• pp.39-44
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• 2004

광섬유 브래그 격자 센서는 광섬유의 코어의 굴절률 변조에 의해서 제작되며, 이 센서는 외부의 스트레인에 따라 브래그 파장이 변화하게 된다. 본 논문에서는 광섬유 브래그 격자 센서를 파장 영역에서 신호처리 할 수 있는 방법에 대하여 연구하였다. SLD와 F-P 필터로 구성된 sweep 반도체 광원과 F P 필터내의 PZT의 히스테리시스 특성을 보상하기 위한 에탈론 필터와 장기 계측을 위해 절대 파장 기준으로 온도 안정된 광섬유 브래그 격자를 사용하였다. 콘크리트 흄관에서 FBG 센서의 스트레인 응답 특성을 전기저항 센서와 비교하였다. 그리고 광섬유 격자 센서를 이용하여 장거리 변위의 측정 가능성을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제21권4호
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• pp.276-282
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• 2012

Vessels receive stress during their navigations as well as during their cargo operations. This stress may cause damages to the hull and may result in accidents. So the hull stress monitoring system(HSMS) is recommended in order to prevent these accidents. In this paper, we manufactured fiber Bragg grating(FBG) sensor and the model ship for towing tank experiments. The strain characteristics of the model ship on the water wave were measured through the towing tank experiment. The FBG sensors and electric strain gauges were attached on the connection jig, and then the characteristics of the FBG sensor were compared with those of the electric strain gauge. The strain of model ship was increased according to the increment of the amplitude of water wave. In particular, the largest strain was measured in the center of the model ship. As the wave period increased, the strain of model ship was decreased.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제12권4호
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• pp.346-353
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• 2011

In this study, the structural performance tests, i.e., static tests and dynamic tests of the composite wind turbine blade, were carried out by using the embedded fiber Bragg grating (FBG) sensors. The composite wind turbine blade used in the test is the 1/23 scale of the 750 kW composite blade. In static tests, the deflections along the blade were evaluated. Evaluations were carried out with simple beam theory and quadratic fitting method by using the embedded FBG sensors to predict the structural behavior with respect to the load. The deflections were compared to those obtained from the laser displacement sensor and electric strain gauges. They showed good agreement. Modal tests were performed to investigate the dynamic characteristics using the embedded FBG sensors. The natural frequencies obtained from the FBG sensors corresponding to the nine mode shapes of the blade were compared to those from the laser Doppler vibrometer. They were found to be consistent with each other. Therefore, it is concluded that the embedded FBG sensors have a great capability for measuring the structural performances of the composite wind turbine blade when structural performance tests are carried out.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.107-110
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• 2004

In this paper, a new structural health monitoring technique for composite laminates through the use of embedded fiber Bragg grating (FBG) sensors is presented. The method traces the ply stress states of a laminate and compares them with failure criteria during the service time of structures. The ply stress state of every ply composing the composite laminate can be obtained using classical lamination theory by embedded FBG sensors in the laminate. Graphite/epoxy laminate specimens, embedded with three FBG sensors, were fabricated. Tension tests were performed to evaluate the ply stress states tracing technique. Experimental results show that laminates experience fracture when the ply stress states are over the boundaries of failure criteria. In this method, critical damage can be detected by the ply stress states which are close to the boundaries of the failure criteria.