• 제목/요약/키워드: fiber bragg grating

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광섬유 격자센서를 이용한 철도 판형교의 증속 실험 (Monitoring of a Steel Plate Girder Railroad Bridge with Fiber Bragg Grating Sensors)

  • 정원석;강동훈;최은수;김현민
    • 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.

구조물의 균열 진전 탐지를 위한 광섬유 브래그 격자 센서 (Fiber Optic Bragg Grating Sensor for Crack Growth Detection of Structures)

  • 권일범;서대철;김치엽;윤동진;이승석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.299-304
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    • 2007
  • 구조물의 주요 부재들은 임의의 부분에 과대 하중이 작용하거나 반복 하중을 받아서 재료가 열화되면 균열이 발생한다. 이러한 균열은 구조물의 안전성을 평가할 수 있는 중요한 인자이며 균열의 진전 여부가 구조물의 안전성을 평가하기 위한 중요한 지표로 사용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 구조물의 기존 균열이 진전하는지를 감시하기 위하여 광섬유 브래그 격자 센서를 개발하였다. 이 센서 시스템은 탐촉자, 파장제어 광원부 및 광수신부, 그리고 가진부로 구성된다. 센서 탐촉자 부분은 광섬유 브래그 격자 소자만으로 구성된다. 파장제어 광원부는 전류공급회로와 DFB(distributed feedback) 레이저 다이오드로 구성되고 파장 제어 회로는 레이저 다이오드의 온도를 바꾸어 파장을 제어한다. 또한 가진부는 강체 낙하구에 의하여 구현한다. 이렇게 구성된 센서의 성능은 알루미늄판에 임의의 균열을 만들고 센서를 작동시키면서 출력 신호를 검토하면서 확인하였다. 광섬유 브래그 격자 센서의 출력 신호의 변화는 균열 길이 변화에 따라서 크게 변화되어 나타나므로 균열 진전 탐지 가능성이 충분함을 확인할 수 있었다.

Superstructure 광섬유 브래그격자(SSFBG)를 이용한 광코드분할다중화 부호기 및 복호기 (An Encoder-Decoder for Optical CDMA System by Using an array of Superstructured Fiber Bragg Gratings)

  • 김성철;신서용
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.75-78
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    • 2008
  • 본 논문에서는 SSFBG(superstructured fiber Bragg grating)를 하나가 아니라 다수를 어레이로 배열하여 구성한 광CDMA 부호기 및 복호기에 대해 연구하였고, 이를 광CDMA 시스템으로 구성하여 제대로 동작됨을 보였다. 시스템의 성능을 나타낼 지표로 eye-diagram 및 Q-factor를 이용하여 결과를 보였으며, 부호기와 복호기가 서로 매칭이 될 경우에 Q-factor가 14.53 dB가 나옴을 확인하였다.

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광섬유 브래그 격자를 이용한 촉감감지용 단축 힘 센서 어레이 개발 (Development of Uniaxial Force Sensor Array for Tactile Sensation Using Fiber Bragg Gratings)

  • 허진석;이정주
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권9호
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    • pp.1160-1165
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    • 2006
  • In this paper, the 2-dimensional uniaxial force sensors array is introduced to detect the distributed force using fiber Bragg gratings. Uniaxial force transducer was designed to avoid the chirping and micro bending which degrade the performance of the sensor. The Brags wavelength shift of the sensor was estimated using the finite element analysis. Using this uniaxial force sensor, the uniaxial force sensors array $(3{\times}3)$ was fabricated, and the Performance of this sensors array was evaluated. The Presented sensors may has very simple configuration and its wiring is very simple compared with any other force sensors arrays.

광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 복합재 외팔보의 형상 모니터링 (Shape Monitoring of Composite Cantilever Beam by Using Fiber Bragg Grating Sensors)

  • 이건호;김대현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권7호
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    • pp.833-839
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    • 2013
  • 본 논문에서는 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 외팔보 형태의 복합재 구조물 2차원 형상 모니터링 연구를 수행하였다. 복합재 구조물의 형상을 모니터링하기 위해 NASA에서 개발한 처짐 방정식과 FBG 센서가 부착된 복합재 보를 이용하였으며, 처짐에 따른 복합재 보의 형상을 추정하고 동시에 실제 처짐과 측정된 처짐 크기를 비교하였다. 실험 결과 보의 형상을 성공적으로 추정할 수 있었으나 실제 처짐과 측정된 처짐이 오차가 발생하였다. 하지만 이러한 오차가 선형 관계를 갖고 있어 이를 정량화하여 보정한 후 재 실험한 결과 실제 처짐과 동일한 처짐 크기를 구할 수 있었다. 결과적으로 오차 보상을 잘 활용한다면 외팔보 구조물의 형상 모니터링을 위해 FBG 센서와 처침 방정식이 매우 유용하다는 점을 확인할 수 있었다.