• 한국광학회지
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• 제12권2호
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• pp.91-97
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• 2001

광섬유 브래그 격자는 코어의 굴절률이 주기적으로 변하는 특성으로 인하여 브래그 조건을 만족하는 파장은 반사시키고 다른 파장은 통과시키는 소자이다. 본 논문에서는 광섬유 격자를 이용한 동적 스트레인 센서시스템을 구현하였다. 4-채널 동적 센서 시스템에 사용된 필터의 선형성을 보상하여 필터의 전 구간에서 동적 신호를 측정하였으며 실시간 동적 신호의 측정을 위하여 LabView를 이용한 신호처리 및 인터페이스를 하였다. 이러한 센서시스템의 분해능은 $5\mu$strain이며 동적 스트레인 측정 범위는 필터의 전 구간 약 $1200\mu$strain에 해당한다. 센서시스템을 이용하여 외팔보(steel-bar)의 4지점에서의 스트레인의 변화량을 측정하였으며 콘크리트 시험 보에 적용하여 하중 인가시 시험보가 받는 스트레인의 변화량을 실시간 측정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4C호
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• pp.163-174
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• 2009

온도 변화에 의하여 로드셀이나 스트레인 게이지의 결과값이 변하기 때문에 로드셀이나 전기저항식 변형율계를 이용하는 기계적 장치는 주변 온도의 변화에 의하여 영향을 받는다. 본 연구에서는 기존의 전기저항식 변형율계 타입의 콘이 가지는 문제점과 한계를 극복하고 관입과 동시에 연속적으로 온도보상이 가능한 직경 1~7mm의 초소형 광섬유 마이크로콘을 개발하였다. 광섬유는 머리카락 굵기의 작은 직경을 가지고 있어 원하는 크기의 센서를 구성할 수 있고 전기적 신호인 전압을 측정하는 것이 아니라 빛의 파장변화를 감지하여 변형율로 변환하게 되므로 주변 조건에 의한 간섭 영향이 거의 없다. 개발된 콘의 온도보상 효과를 검증하기 위해 외력이 없는 상태에서 콘 주변의 온도를 변화시키는 온도시험을 실시하였다. 주변 온도에 따라 측정전압이 변화되는 전기저항식 변형률계 콘과는 달리 광섬유 센서를 적용한 콘은 일정한 값을 유지하는 것으로 나타났으며 관입과 동시에 지중의 온도변화를 연속적으로 확인할 수 있었다. 또한, 다층지반 콘관입시험에서는 관입되는 동안 교란영역이 적고 분해능이 뛰어나 선단지지력의 변화만으로도 다층지반의 경계를 명확하게 탐지할 수 있는 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 광섬유 센서를 이용한 초소형 마이크로콘으로 다층지반을 효과적으로 탐지할 수 있으며 지중의 온도 영향이 고려된 순수한 선단저항력을 획득할 수 있음을 보여준다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제7권1호
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• pp.1-12
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• 2020

Railway tracks are the direct supporting structures of the trains, which are vulnerable to produce large deformation under the temperature stress or subgrade settlement. The health status of track is critical, and the track should be routinely monitored to improve safety, lower the risk of excess deformation and provide reliable maintenance strategy. In this paper, the distributed optical fiber sensor was proposed to monitor the continuous deformation of the track. In order to validate the feasibility of the monitoring method, two deformation monitoring tests on one steel rail model in laboratory and on one real railway tack in outdoor were conducted respectively. In the model test, the working conditions of simply supported beam and continuous beam in the rail model under several concentrated loads were set to simulate different stress conditions of the real rail, respectively. In order to evaluate the monitoring accuracy, one distributed optical fiber sensor and one fiber Bragg grating (FBG) sensor were installed on the lower surface of the rail model, the strain measured by FBG sensor and the strain calculated from FEA were taken as measurement references. The model test results show that the strain measured by distributed optical fiber sensor has a good agreement with those measured by FBG sensor and FEA. In the outdoor test, the real track suffered from displacement and temperature loads. The distributed optical fiber sensor installed on the rail can monitor the corresponding strain and temperature with a good accuracy.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권7호
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• pp.1-7
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• 2015

In this paper, we demonstrated a polarimetric fiber pressure sensor using a polarization-diversity-loop-based Sagnac interferometer(PDLSI) composed of polarization-maintaining fiber(PMF) and a fiber Bragg grating(FBG). In order to compare the pressure sensitivity for various kinds of PMF, three kinds of bow-tie PMF were employed as sensor heads. The maximum pressure sensitivity was measured as approximately -15.07nm/MPa, and an R2 value to represent sensor linearity was measured as ~0.992 at the sensor system using corresponding PMF over a pressure range of 0-0.3MPa. An FBG was utilized and located adjacent to the PMF segment for compensating temperature-induced errors in the measurement of pressure. The pressure sensitivity of the proposed sensor was improved by approximately four times compared with the previously reported pressure sensor based on polarization-maintaining photonic crystal fiber.

• Composites Research
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• 제19권3호
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• pp.43-49
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• 2006

In this paper, a long gauge Fiber Bragg Grating (FBG) sensor system is described and long gauge FBGs are well-suited for measuring the upper parts of the bridge piers under the extremely severe movement conditions. In the experiments, we used more than 30m long FBG sensors to measure the movement of top part of the bridge piers which are separated from the main bridge by cutting the decks. With the actuator, the deck and girders were pushed and released. We checked the movement of the top of the pier while releasing the pressure of the actuator with the long gauge fiber sensor. In order to measure the movement of the upper part of the pier, the reference point must be outside of the pier. Using the optical fiber sensors, one end of the sensor is attached to the top of the pier and the other end is attached to the bottom of the next pier. The fiber sensors showed good response to the release loading and we could calculate the movement of the top part of the pear.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.114-118
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• 2009

이 논문에서는 울돌목 시험조류발전소에 구축 중인 구조건전성 감시시스템의 계획, 설치 및 활용에 대하여 소개하였다. 현재 시험조류발전소에 설치된 센서로는 전기저항식 변형률계, 광섬유 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서, 압전형 MFC(Macro Fiber Composite) 센서, 2축 경사계, 서보형 가속도계 등과 같은 지지구조물의 구조거동을 감시하기 위한 센서와 토크 센서, RPM 센서 등 발전 계통에 대한 감시를 위한 센서, 그리고 H-ADCP(Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler)와 같은 외력조건에 대한 계측 장비 등이 있다. 센서 설치 후 현재까지 부분적으로 계측된 자료를 소개하고, 향후 건전성 감시시스템 개선 계획을 소개하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.201.1-201.1
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• 2016

본 연구에서는 펄스형으로 운전하는 플라즈마를 대상으로 하거나 플라즈마 특성의 빠른 변동을 파악하기 위해 1 kHz 이상의 반복율, 5 pulse burst mode와 2 J/pulse 이상의 발진특성을 갖는 Nd:YAG 레이저를 기반으로 하는 광원을 개발하기 위하여 레이저와 전원장치를 설계하였다. 전체 시스템은 MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)형태로 구성하고 발진기는 FBG(Fiber Bragg Grating)을 반사경으로 사용한 Yb fiber 레이저를 설계하였다. 또한 설계한 레이저를 작동시킬 전원장치를 연구하였다. 정확한 스위칭과 턴온, 턴오프를 구현하기 위하여 IGBT 스위치를 적용하였고 적절한 저항을 조합하여 전류가 시간에 따라 상승하다가 스위치 턴오프에 급격히 감소하는 형태의 레이저 다이오드 구동에 적합한 삼각파와 비슷한 전류파형을 설계하였다. 추후 설계한 두 장치를 제작하여 테스트를 거친 후, VEST 내부 플라즈마 진단에 적용할 계획이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.635-638
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• 2007

In this paper, we described the fundamental concepts of proposed structural health monitoring system for Uldolmok Tidal Current Power Plant focusing on the use of smart sensors including fiber bragg grating sensors and macro fiber composite sensors. The structural health monitoring system can play an important role to maintain the structural safety for offshore structures like as bridges and high-rise buildings. In the case of tidal current power plant, the monitoring system is much more important since the structures are usually constructed at the site with severer environmental loadings such as high current speed.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권1호
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• pp.129-150
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• 2018

This paper presents the structural performance monitoring of an urban footbridge located in Hangzhou, China. The structural health monitoring (SHM) system is designed and implemented for the footbridge to monitor the structural responses of the footbridge and to ensure the structural safety during the period of operation. The monitoring data of stress and displacement measured by the fiber Bragg grating (FBG)-based sensors installed at the critical locations are used to analyze and assess the operation performance of the footbridge. A linear regression method is applied to separate the temperature effect from the stress monitoring data measured by the FBG-based strain sensors. In addition, the static vertical displacement of the footbridge measured by the FBG-based hydrostatic level gauges are presented and compared with the dynamic displacement remotely measured by a machine vision-based measurement system. Based on the examination of the monitored stress and displacement data, the structural safety evaluation is executed in combination with the defined condition index.

• 센서학회지
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• 제29권1호
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• pp.51-58
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• 2020

In this study, a novel method for sweeping automatic linearization of wavelength swept laser is proposed. Through the test performed on the implemented laser, the linear sweeping is held up well with a 97% decrease in nonlinearity, and 60 nm sweeping range, 1 kHz sweeping frequency, and 8.8 mW average optical power were obtained. The proposed method uses fiber Bragg grating array, optical-electronic conversion circuit, FPGA embedded module, and a LabVIEW program to generate new compensated wave patterns which were applied to the fiber Fabry-Perot tunable filter. Linear sweeping can reduce the cumbersome and time-consuming recalibration process required for nonlinear sweeping. Additionally, the proposed method provides more accurate measurement results for the structure safety monitoring system.