Fiber optic distributed temperature sensing and thermal line sensor are applied in an observation borehole and a loom deep borehole heat exchanger. For the case of permanently installed system fiber optic DTS is very useful. By comparing with TLS, fiber optic DTS shows good accuracy and reliability. Ground water flow can give influences at heat exchange rate of the heat pump system. According to the hydraulic characteristics and temperature-depth profile, we consider that temperature-depth profile do not seem to be dependent on ground water flow. A permanent installation of fiber optic cable is expected as a reliable temperature measurement technique in a borehole heat exchanger system.
Fiber optic sensor has bee widely used in the industrial applications. For the application of acoustic detection of the high voltage electric transformer Sagnac interferometer can be used. In this paper several different materials of mandrel were used in the fiber sensor array. Based on the transformer oil fiber optic sensor is more sensitive than in the air.
Light losses in optical fibers are investigated by a fiber optic OTDR (Optical Time Domain Reflectometry) sensor system to develop fiber optic probes for structural displacement measurement. The displacement sensitivity was determined by the measurements of fiber-bending loss according to the gage length changes of the displacement sensor. The fiber optic displacement probe was manufactured to verify the feasibility of the structural displacement measurement.
Fiber optic cables are used extensively for remote monitoring in applications under extreme conditions, such as at high temperatures or in ionizing radiation fields. When high temperature fiber optic cables were subjected to gamma irradiations, there was a significant loss in transmission at wavelengths < 350 nm after only 1 minute of irradiation. Negligible recovery of the fiber optic transmission with time was observed over 2 years, but the irradiation damage was almost completely reversed by high temperature annealing at 400 ℃.
Recently, there has been considerable interest in the development of fiber-optic sensors based on fiber Bragg gratings (FBGs), which can be made into Ge-doped fiber's core by UV phase mask or holographic methods. A good sensitivity and small size of this sensor make it an ideal candidate for distributed sensing in smart structures or other structural monitoring applications. In this study, fiber optic Bragg grating sensor, which could be applied to measure the absolute strains, was constructed and the strain sensitivity of this sensor was investigated in order to apply to the structural health monitoring. Fiber Fabry-Perot (FFP) filter has been used to detect the optical signals instead of optical spectrum analyzer. It has been convenient to determine the structural strains from the output signal of FBGs. The fiber optic Bragg grating sensor was attached on the aluminum beam near the electrical strain gage to measure the same strain. The relationship between strain and fiber signal was linearly fitted. The strain sensitivity of the fiber optic Bragg grating sensor was determined as $l.57{\mu}{\varepsilon}/{\mu}sec$ from the aluminum beam test.
본 논문에서는 무아레 광섬유 센서의 활용성을 극대화할 수 있는 다점 측정 기술에 대해 연구하였다. 특히 기존의 무아레 광섬유 센서가 갖는 다점 측정 기술의 한계점을 극복하기 위해 반사형 단일 프린지만을 사용한 신개념의 광섬유 센서를 고안하였으며 이를 통해 다점 측정의 방법을 획기적으로 개선할 수 있게 되었다. 또한 기존의 다점 측정 원리들을 조사하여 이를 바탕으로 본 연구에서 개발한 무아레 광섬유 센서에 적용 가능한 네 개의 다점 측정 모델을 제시하였다. 이 모델은 기본적으로 파장 분할 다점 측정법과 시간 분할 다점 측정법에 기초를 두고 설계 되었으며 특별히 프린지 기반 광섬유 센서와 같이 외적 형태의 광섬유 센서에 적용 가능한 모델로 제안하였다. 최종적으로 제안된 다점 측정 모델들을 실험적으로 검증하기 위해 광학 시스템을 실제로 제작하였고 프린지 광섬유 센서에 적용하여 본 연구에서 제안된 다점 측정법의 기능성을 성공적으로 검증하였다.
The measuring method of structural strain by a 3*3 passive-demodulated fiber optic interferometric sensor was developed to implement the real-time monitoring of structural status. A 3*3 fiber optic Michelson interferometric sensor was constructed to sense the value and the direction of structural strain. This sensor was applied on the cantilevered aluminum beam to experiment the sensing of the structural deformation. The digital signal processing was programmed by LabVIEW to determine the structural strain from the fiber optic signals. This program was verified by various simulated fiber optic signals. Finally, the structural was well determined by this developed program from real fiber optic signals.
In this paper, fiber optic sound and vibration monitoring sensor which is latticed shape structure based on Sagnac interferometer is fabricated and tested in laboratory conditions. To detect external vibrations surface mounted fibers on the latticed steel wire fence with a dimension of 170cm by 180cm is used. To detect external sound frequency the tightened fiber optic itself wire netting fence with a dimension of 50cm by 50cm is used. Experiments for the detection of the excited vibration and sound signals were performed. A small vibrator induced external vibration signal and it is applied to the latticed structure in the range of 100Hz to several kHz. External sound signal applied to the fiber optic sensor net using non-directional sound speaker. The detected optical signals were compared and analyzed to the detected both accelerometer and microphone signals in the time and frequency domain. Based on the experimental results, distributed fiber optic sensor using Sagnac interferometer detected effectively external vibration and sound signal and had a good performance. This system can be expanded to the monitoring of a significant system and to the structural health monitoring system.
본 논문은 광섬유 간섭계의 제한된 회전 측정범위($\pi$/2[radian]) 확장을 통하여 고속 회전입력을 감지할 수 있는 광섬유자이로 설계에 관한 연구 결과를 기술하였다. 디지털 세로다인 변조 기법을 바탕으로 광섬유자이로 신호처리 회로를 설계하였으며, 제작된 프로토타입 광섬유자이로의 시험결과 약 ${\pm}3000[deg/sec]$의 고속 회전측정 성능과 약 150[ppm]의 환산계수 성능을 확인하였다. 따라서 본 논문에서는 고속회전 감지를 위한 광섬유자이로 설계의 유효성이 검증되었다.
In recent years, there has been a remarkable progress in the development of the fiber optic sensors for the detection of various chemicals. Fiber optic sensors have the advantages of very small size, flexibility and low cost. The fiber optic sensors employing different optical or spectroscopic phenomena have been reported such as bulk absorption, optical reflectance, fluoresces and energy transfer. In this study, the effect of nanoparticle concentration in liquid upon light absorption and scattering was studied using extrinsic fiber optic method. For the evaluation, we used Red (650 nm) and Blue (430 nm) light sources which are coupled through the standard cuvette using optical fiber to detector. The experiments are carried out with Polystyrene latex (400 - 800 nm), and Silicon (35 - 110 nm) nanoparticles suspended in Isopropanol. Differences in light absorption and scattering depending on nanoparticle concentration and type are discussed. This method may be useful to study nanoparticles properties for various application and research.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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