• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.115-118
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• 2004

In this paper, a Fiber Bragg Grating (FBG) sensor system for smart structures is described. FBGs are well-suited for long term and extremely severe experiments, where traditional strain gauges fail. In the system, a reflect wave-length measurement method which employs a tunable light source to find out the center wave-length of FBG sensor is used. We applied the FBG system to composite repairing structures and beam column joint of building structure. We also applied the system to nuclear energy power plant for structural integrity test to measure the displacement of the structure under designed pressure and to check the elasticity of the structure by measuring the residual strain. The system works very well and it is expected that it can be used for a real-time strain, temperature and vibration detectors as parts of smart structures.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권1호
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• pp.21-28
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• 2004

본 논문에서는 전기 잡음과 장기 계측이 어려운 스트레인 게이지 센서의 단점을 보완하기 위하여 FBG 광섬유 센서를 사용하여 저속용 축중기를 개발하였고 현장에 축중 시스템에 적용하여 실험하였다. 각기 다른 브라그 파장을 갖는 FBG 센서로부터 반사되는 파장 변화를 이 센서들과 동일한 FBG 필터들을 사용하여 빛의 강도로 변화시켜 차량의 무게를 측정하였다. 광원의 광전력과 온도 변화를 보상을 하였으며 잡음의 영향을 감소시키기 위해 위해 lock-in 증폭기를 사용하였다. 모의 실험을 통해서 차량의 하중인가 위치에 관계없이 동일하게 축중이 측정되는 구조의 설계가 가능하였다. 현장 실험을 통하여 실제차량 축중 측정에 대한 선형성과 재현성을 확인하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권4호
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• pp.1-8
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• 2012

A Fiber Bragg Grating (FBG) sensor imbedded small wind turbine blade was manufactured to experimentally investigate the feasibility to embed FBG sensors between layers of glass fiber to monitor dynamic strains of the wind turbine blade. The blade which is similar to a commercial 300 W wind turbine blade was manufactured with glass fiber as a reinforcement and epoxy resin as base material. A total of five FBG sensors including one temperature sensor were imbedded in the blade to sense mechanical strain and temperature. While manufacturing the blade, residual strain and temperature that occurred in the small wind turbine blade were monitored using the imbedded FBG sensor array. To examine the sensor performance, an impact test was carried out. The experimental results from the FBG sensors were close to those from electrical strain gages mounted on the blade root surface. The mode shapes of the blade were analyzed also using a commercial Ansys simulation with a model obtained from a three dimensional laser scanning of the blade.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.95-100
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• 2008

본 연구는 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 텐서그리티 구조물의 실시간 모니터링 결과를 보고한다. 기존의 간접적인 계측방식에서 탈피하여 케이블에 직접적으로 센서를 부착하여 케이블의 변형율을 측정하였다. 우선, 텐서그리티 구조모형을 시험체를 제작하고, 시험체에 광섬유 브래그 격자 센서를 부착하여 외력을 가하였다. 그 결과 하중의 증가에 따라 광섬유 브래그 격자센서는 케이블의 변형을 정밀히 측정할 수 있었으며, 계측의 안정성 측면에서 탁월함을 알 수 있었다. 또한 텐서그리티 구조물과 같이 케이블로 구성된 구조물의 변형측정 및 상시모니터링에는 광섬유 브래그 격자 센서가 유용함을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.593-598
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• 2009

This paper presents a preliminary study to monitor the lateral behavior of pile foundation using multiplexed fiber Bragg grating (FBG) sensors. In the preliminary study, an 1.7 meter long cantilever beam with the shape of square hollow box was fabricated and tested under the static loading. Four FBG sensors were multiplexed in a single optical fiber and installed into the top and bottom of the cantilever beam. The strains are directly measured from FBG sensors followed by curvature calculations based on the plane section assumption. Vertical deflections are then estimated using the regression analyses based on the geometric relationships. It has been found that excellent correlation with conventional sensing system was observed. The success of the test encourages the use of the FBG sensing system as a monitoring system for pile foundations. However, further consideration should be given in the case of the sensor malfunction for the practical purpose.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권9호
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• pp.717-722
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• 2008

We have proposed and demonstrated an gas-flow sensor using optical fiber bragg grating(FEG). The flow sensor has no electronics and no mechanical parts in its sensing part and the structure is th11s simple and immune to electromagnetic interference(EMI). The FEG sensor was consisted qf the sensing element and a coil heater. The metal coil was used to supply the current to the FEG. While some currents supply to the coil, the refractive index of the FEG under the coil is changed and thus the wavelength shift of fiber optic sensor was induced In this work, the wavelength shift according to flow-rate was experimentally studied and was used to evaluate the gas flow-rate in a gas tube. As a result, it was possible to measure the flow-rate in a linear range from 5 to $20{\ell}/min$ with a resolution of approximately $1{\ell}/min$ at the applied currents of 100 mA and 120 mA. The measured sensitivities were $15.3\;pm/\ell/min$ for 100 mA and $20.2\;pm/\ell/min$ for 120 mA.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.316-322
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• 2009

본 연구는 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating, FBG)센서를 이용하여 캔틸레버의 수직 처짐을 산정하고 이를 통하여 횡방향 하중을 받는 말뚝기초 거동 분석을 위한 사전연구를 수행하는데 목적이 있다. 말뚝기초를 모형화한 길이 1.7 m의 정방 중공 형강 내민보를 실험실에 설치하고 실험체 측면의 상하부 표면에 4개의 센서로 다중화 된 2쌍의 FBG 센서를 설치하였다. 결과 비교를 위해 FBG 센서가 설치된 동일 위치에 전기식 게이지를 설치하였다. 하중은 고정 단에서 1.47m 지점에 엑츄에이터를 통한 변위 제어 방법으로 재하 하였다. 실험을 통해 측정된 FBG 센서의 파장변화로부터 변형률과 곡률을 산정하였고 기하학적 처짐-곡률관계와 회귀분석을 통하여 처짐을 유추하였다. FBG 센서를 통해 산정된 변형률과 처짐을 각각 전기식 게이지의 변형률 측정값, 이론 처짐값과 비교분석 하였다. 측정된 FBG 센서와 전기식 게이지의 변형률은 근사한 결과를 나타내었으며, 이론적으로 산출한 처짐과 FBG 센서로부터 도출한 처짐도 우수한 상관관계를 보였다. 실험결과를 통하여 FBG 센서를 도입한 말뚝 기초 거동분석을 성공적으로 이루어내기 위해서는 FBG 센서로 측정 가능한 한계 변위의 산정 및 증대 방안이 필요하며, 센서 오작동시 대처 방법에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.513-516
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• 2011

소형 풍력발전기 날개의 동적 거동에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 날개를 따라 배열된 광 브레그 격자 (Fiber Bragg Grating) 센서를 이용하여 날개 표면에서의 변형률(strain)을 측정하였다. 충격 햄머 실험 (Impact Hammer Test)을 통하여, 1차 및 고차 모드의 공진주파수를 측정하였다. 광섬유 센서를 이용한 실험결과를 스트레인 게이지를 이용한 실험 결과와 비교한 결과 모드 주파수는 매우 유사하였다. 하지만, 광섬유 센서의 경우 스트레인 게이지에서 감지하지 못하는 모드를 감지할 수 있었다. 또한, 실험으로부터 얻은 변형률 모드를 이용하여 근사적으로 날개의 변위 모드를 추정하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권3호
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• pp.297-303
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• 2022

Multiple fiber Bragg gratings (FBGs) have been proposed and demonstrated for gas-flow measurements in a flow channel, using the temperature-difference method. This sensor consists of two FBG temperature sensors and two coil heaters. Coil heaters are used to heat the FBGs. The flow rate of the gas can be obtained by monitoring the difference in the Bragg-wavelength shifts of the two FBGs, which has features that exclude the effect of temperature fluctuations. In this study, experiments are conducted to measure the wavelength shift based on the flow rate, and to evaluate the gas-flow rate in a gas tube. Experimental results show that the sensor has a linear characteristic over a flow-rate range from 0 to 25 ℓ/min. The measured sensitivity of the sensor is 3.2 pm/(ℓ/min) at a coil current of 120 mA.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1227-1230
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• 2008

This paper reports on measurement method for the fiber optic strain monitoring of overhead contact line systems of trains. We used fiber Bragg grating (FBG) sensors to measure the strain variation of overhead contact line. FBG sensors were attached on the contact line and connected to the monitering system with optical fibers. The monitering system with FBG sensors showed very good sensitivity to measuring strain variation and this system could be applied to the overhead contact line of KTX.