초록
최근 구조 건전성 모니터링을 위해 다양한 센서와 분석 기술들을 적용하여 기계/토목 구조물의 처짐을 측정하는 연구들이 활발히 수행되고 있다. 처짐을 측정하기 위해 사용되는 다양한 전기 기반 상용 센서의 경우, 많은 수의 센서가 설치될 때 함께 설치된 다량의 전선들은 전기적 잡음 문제를 야기하여 사용상의 어려움을 발생시킨다. 따라서 본 논문에서는 기본 센서의 문제점을 해결하면서 미세 변위를 손쉽게 측정할 수 있는 저가형의 광강도형 광섬유 변위 센서를 제안한다. 이를 위해, 광섬유 굽힘 손실 현상을 이용하여 센서부의 형태를 고안하였으며 민감도, 선형성 그리고 작동 범위를 구하기 위한 기초 실험을 수행하였다. 또한 변위 측정이 용이하고 구조물에 손쉽게 설치할 수 있도록 센서 헤드의 기구부를 새롭게 설계 제작하였으며, 이를 사용하기 위한 실시간 프로그램 또한 함께 개발하여 광섬유 변위 센서 시스템을 개발 완료하였다.
It has been doing to research on novel techniques for structural health monitoring by applying various sensor techniques to measure the deflection in mechanical and civil structures. Several electric-based displacement sensors have many difficulties for using them because of EMI (Electro-Magnetic Interference) noise of many lead-wires when they are installed to many points in the structures. In this paper, it is proposed an affordable intensity-based fiber optic sensor to measure small displacement solving the problems of conventional sensors. In detail, the sensor head was designed on the basis of the principle of bending loss and a basic experiment was performed to obtain the sensitivity, the linearity and the stroke of the sensor. Moreover, a prototype was designed and manufactured to be easily installed to a structure and a real-time control software was also successfully developed to drive the fiber optic sensor system.
