• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.287-291
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• 2013

광섬유 격자소자(FBG)를 이용한 광섬유 수중 음향센서는 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 지니고 있을 뿐만 아니라, PZT센서가 검출할 수 없는 저주파수(30Hz~300Hz)특성에서도 우수한 신호 감지효과를 지니고 있다. 실험에서 $1{\times}3$ 광 커플러 보다, 최근 개발된 hopper lenz WDM을 사용하여, 최대 19KHz까지 고감도 음파신호를 검출하고, 우수한 신호압축율과 초저주파수의 신호검출가능성을 보임에 따라, 정교한 신호해석과 군사용으로 사용될 수 있는 초저주파 신호 검출에 실용화를 기대 할 수 있으며, 센서 어레이(array)를 통하여 고감도 다중화로 발전될 수 있다.

• 센서학회지
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• 제9권4호
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• pp.281-287
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• 2000

FBG (Fiber Bragg Grating)를 이용한 광섬유 수중 음향센서의 주파수 특성을 개선하기 위하여, 새롭게 고안된 음향- 광변환기(acoustic-optic converter)에 진동판과 FBG의 일체형을 개발하므로써, 1.4 KHz대 까지의 주파수와 음파 지향성 검출이 가능하였다.

• 소음진동
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• 제9권3호
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• pp.565-569
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• 1999

Recently, fiber optic hydrophone is a subject which has attracted as a underwater acoustic sensor. In this study, Finite element modeling of fiber optic hydrophone for hollow cylindrical mandrel was performed and the acoustic sensitivity was calculated to estimate the performance of single element fiber optic hydrophone. And acoustic sensitivity was measured in acoustic water tank to verify the result of simulation. The result of FE analysis and experiment is -126 dB re rad/$\mu$ Pa and -128 dB re rad/$\mu$ Pa respectively.

• 전자공학회논문지
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• 제52권11호
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• pp.156-163
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• 2015

국내에서 개발된 단일모드 균일한 단주기형 광섬유 격자소자(FBG: Fiber Bragg Grating)를 이용하여, 수중에서 음파를 검출할 수 있는 FBG 일체형 Transducer를 설계 및 제작하였다. 이를 통하여 신호검출 시스템구성 시, 최근 제작된 Hopper WDM(특허번호 제10-1502954)을 이용하여 수중에서 다중점신호검출과 지향성 연구를 한 결과, 기존의 광섬유 센서가 지니고 있는 우수한 장점들을 모두 지니고 있을 뿐만 아니라, Sensor Arm 구성이 간단하여 실용화에 큰 장점을 지니고 있다. 제작된 FBG 일체형 트랜스듀서는 30 Hz~2.5KHz 범위에서 주파수 검출이 가능하고, 최적의 공진조건 주파수는 1.2KHz로 나타났다. 또한, 이를 이용한 수중에서 넓은 영역에 대한 다중점 신호 검출을 구현하기 위하여, WDM(Wavelength Division Multiplexing) 방법과 Passive band-pass filter system을 이용하여 FBG Hydrophone Arrays System을 구축하고, 2개의 FBG 일체형 Transducers에서 주파수 200Hz~1.3 KHz대까지 다중점 수중 음파 신호 검출을 성공 하였다. 아울러, 음원의 방향과 각도에 따라 검출된 신호의 세기가 변화되므로 음원의 물체에 대한 방향성 검출이 가능함으로서, 향후 FBG Hydrophone의 실용화 연구에 새로운 기틀을 마련하였다.

• 센서학회지
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• 제8권2호
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• pp.102-107
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• 1999

저주파용 광섬유 하이드로폰을 개발하기 위하여 본 논문에서는 2 채널을 가진 TDM 방식 광섬유 하이드로폰 배역을 구성하고 이를 수조에서 음향특성 실험을 수행하였다. 150m의 광섬유를 중공 원통형 맨드릴에 감아 광섬유 하이드로폰을 제작하였으며 저주파용임을 감안하여 맨드릴의 고유진동수를 10kHz이상에 위치하도록 설계하였다. 제작된 광섬유 하이드로폰은 수중과 음향 임피던스 정합을 이루기 위하여 폴리우레탄으로 몰딩 하였다. 음향 특성을 보기 위하여 TDM 방식의 불평형 간섭계를 구성하여 수조에서 3kHz의 연속파형을 신호입력으로 실험하였다. 실험 결과 제작된 TDM 방식의 광섬유 하이드로폰은 수중에서 3kHz의 음향 신호를 안정적으로 검출함을 확인하였다. 이는 향후 다채널을 가진 광섬유 하이드로폰 배열 개발에 응용 가능성이 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.807-818
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• 2020

본 연구에서는 산림유역의 소류사 유출량을 산정하기 위해 음향센서를 이용한 하이드로폰을 사용하였다. 하이드로폰의 수로실험과 현장실험을 통해 반응 특성을 분석하고 정량적 소류사 유출량을 산정하여 실측된 유출량과 비교·분석하였다. 하이드로폰 반응은 유량 변화에 따라 펄스값이 변하였지만 모래에는 반응하지 않았다. 입자 크기와 무게에 따라서 펄스값이 다르게 나타났는데 크기와 무게에 따라 적합한 반응을 나타내는 특정 채널이 있었다. 또한 무게와 부피 변화에 따른 반응도 적합하게 나타났지만 특히, 무게 추정에 적절한 것으로 분석되었다. 현장에 설치된 하이드로폰에 대해서 자동충격전달 장치를 이용하여 채널별 반응 특성 분석으로 센서의 정상작동 여부 및 채널별 출력값의 적합성을 확인하고 소류사 유출량 산정을 위해 적합한 채널을 선정하였다. 하이드로폰 펄스와 평균유량을 이용하여 소류사 유출량 산정식을 개발하고 개발된 식과 현장에 실측된 유출량과 비교한 결과 전체적으로 실측값과 유사하게 나타났다. 하이드로폰을 산림유역의 소류사 모니터링에 활용한다면 유출되는 소류사량의 무게를 정량적이고 지속적으로 산정하는데 효율적인 것으로 검토되었다. 국내 산림유역에서 음향센서가 내장된 하이드로폰을 이용하여 소류사 등 토사유출 모니터링에 활용성을 검증함으로써 관련 분야의 연구 및 기술개발 증진에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 소음진동
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• 제7권6호
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• pp.931-936
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• 1997

Optical fiber sensor is a subject which has been attracted considerable attention in recent years. Detection of sound pressure with optical fibers positioned in the arms of a Mach-Zehnder interferometer is presented in this paper. A fiber length of the order of 150m is wounded is made by hollow cylinder type. To increase the sound signal 3${\times}3$ directional coupler is used. Fiber optic hydrophone is the underwater tank with 2kHz sound source. Finally, it is shown that the fiber optic hydeophone can stably detec 2kHz sound.

• 센서학회지
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• 제7권6호
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• pp.377-385
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• 1998

This paper describes the application of a coupled finite element-boundary element method to obtain the steady-state response of a hydrophone. The particular structure considered is a flooded piezoelectric spherical shell. The hydrophone is three-dimensionally simulated to transduce an incident plane acoustic pressure onto the outer surface of the sonar spherical shell to electrical potentials on inner and outer surfaces of the shell. The acoustic field formed from the scattered sound pressure is also simulated. And the displacement of the shell caused by the externally incident acoustic pressure is shown in temporal motion. The coupled FE-BE method is described in detail.

• 소음진동
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• 제6권4호
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• pp.475-479
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• 1996

Recently, fiber optic hydrophone is a subject which has attracted as a underwater acoustic sensor. In this paper, a length of optical fiber is bonded to an end-capped hollow cylinder of some elastic material, e. g. aluminum and glass-pyres. The normalized sensitivity is derived according to the direction of polarization. Derived sensitivity equations are simulated for two different mandrel materials. The results are also compared to the McMahon's results which calculated for an average Pockel coefficient. Based on the numerical simulation normalized sensitivity is propotional to the inner to outer diameter ratio.