두 개의 Fabry-Perot 광섬유 센서 배열을 이용한 횡방향 음압 감지 특성 연구

Investigation of the Lateral Acoustic Signal Detection Using by Two Fabry-Perot Fiber Optic Sensor Array

본 연구에서는 구조물이 횡방향으로 음압을 받을 경우 이를 감지하기 위하여 Fabry-Perot형 광섬유 배열 센서를 제작하고 실험하였다. 이는 한 개의 광원으로 두 개의 센서가 병렬로 연결되고 센서의 출력신호를 보기 위한 별도의 신호처리기가 필요 없는 구조이다. 횡방향 음압을 임의의 음원 주파수인 100Hz, 200Hz 및 655Hz의 주파수를 무지향성 스피커에 인가하였으며 $60cm{\times}60cm{\times}60cm$의 격자 구조물에 부착된 두 개의 배열 센서가 잡은 신호를 분석하였다. 시간 영역에서 두 개의 센서 신호는 진폭에 약간의 차이는 있으나 음원 주파수를 잘 감지함을 확인 하였다. 센서가 실제로 양단이 지지된 구조의 배열 센서를 모델링하고 그 해를 실험결과와 비교하였다. 2kHz의 음원을 배열 센서에 인가하였더니 이론 해석과 비교적 잘 일치하는 측정 결과를 얻었다.

In this paper, to detect lateral direction sound pressure fiber optic sensor using Fabry-Perot interferometeric sensor array was fabricated and experimented. This parallel sensor array composed of one light source and the light split into each sensor using directional coupler and to see the output signal the array system do not need any digital signal processor. As a lateral direction sound source arbitrary sound frequency of 100Hz, 200Hz, and 655Hz using by nondirectional speaker were applied to the array sensor which installed on $60cm{\times}60cm{\times}60cm$ latticed structure. The detected signals from the two sensors were analyzed in the time and frequency domains. It was confirmed that the suggested sensor array detected applied sound source well but there were a little amplitude differences in between the sensors. Because the sensor supported simply at both ends theoretical analysis was performed and its solution was suggested. To compare the theoretical and experimental results arbitrary sound frequency of 2kHz was applied to the sensor array. It shows that experimental results was good agreement with theoretical results.