• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.59-66
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• 2002

광섬유 브래그 격자/외부 패브리-페로 간섭 (FBG/EFPI) 복합 센서를 이용하여 여러 가지 복합재료 적층판의 성형과정 동안 발생하는 변형률과 온도를 동시에 모니터링하였다. 일방향 적층판, 대칭 직교 적층판, 그리고 평직 적층판에 대하여 각각 두개씩의 FBG/EFPI 센서를 방향과 위치를 달리하여 삽입하고 오토클레이브 내에서의 성형 동안 복합재료 적층판 내부의 두 지점에서의 성형변형률과 온도를 실시간으로 측정하였다. 이러한 실험들을 통해 FBG/EFPI 센서는 보합재료 구조물 성형시의 스마트 모니터링에 효율적임을 알 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제14권5호
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• pp.917-942
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• 2014

Multivariate statistics based damage detection algorithms employed in conjunction with novel sensing technologies are attracting more attention for long term Structural Health Monitoring of civil infrastructure. In this study, two practical data driven methods are investigated utilizing strain data captured from a 4-span bridge model by Fiber Bragg Grating (FBG) sensors as part of a bridge health monitoring study. The most common and critical bridge damage scenarios were simulated on the representative bridge model equipped with FBG sensors. A high speed FBG interrogator system is developed by the authors to collect the strain responses under moving vehicle loads using FBG sensors. Two data driven methods, Moving Principal Component Analysis (MPCA) and Moving Cross Correlation Analysis (MCCA), are coded and implemented to handle and process the large amount of data. The efficiency of the SHM system with FBG sensors, MPCA and MCCA methods for detecting and localizing damage is explored with several experiments. Based on the findings presented in this paper, the MPCA and MCCA coupled with FBG sensors can be deemed to deliver promising results to detect both local and global damage implemented on the bridge structure.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권1호
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• pp.41-56
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• 2008

In this research, optical fiber sensors and shape memory alloys (SMA) were incorporated into sandwich panels for development of a smart honeycomb sandwich structure with damage detection and shape recovery functions. First, small-diameter fiber Bragg grating (FBG) sensors were embedded in the adhesive layer between a CFRP face-sheet and an aluminum honeycomb core. From the change in the reflection spectrum of the FBG sensors, the debonding between the face-sheet and the core and the deformation of the face-sheet due to impact loading could be well detected. Then, the authors developed the SMA honeycomb core and bonded CFRP face-sheets to the core. When an impact load was applied to the panel, the cell walls of the core were buckled and the face-sheet was bent. However, after the panel was heated over the reverse transformation finish temperature of the SMA, the core buckling disappeared and the deflection of the face-sheet was relieved. Hence the bending stiffness of the panel could be recovered.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.1-5
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• 2008

피복이 없는 FBG센서는 내구성이 매우 약하기 때문에 FBG센서 주위의 피복이 없이는, 많은 변수가 존재하는 실제 자연환경에서의 정확한 데이터수집이 어렵다. Steel sleeve packaged FBG 변형률 센서는 토목공학에서 널리 사용되고 있는 센서 중 하나이다. 변형률과 온도가 동시에 측정되는 FBG센서의 도입 이후로, 변형률과 온도의 정확한 보정은 필수적인 과정이 되었다. 이 논문에서는 FBG의 변형률과 온도의 측정 원리에 기초하여 steel sleeve packaged FBG센서의 온도보정 기술을 도출하였다. 그리고 두개의 FBG센서를 이용한 콘크리트 초기재령의 건조수축 실험을 통해 온도보정의 실행 가능성을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.436-441
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• 2009

광섬유 센서는 구조 건전성 감시 분야에 적용되는 유망한 센서 시스템이다. 특히 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서는 본 분야에 있어 가장 각광받는 센서들 중에 하나이다. 이러한 FBG 센서는 브래그 파장의 이 동량을 알아내는 방법에 따라 다양한 시스템 구성이 가능하다. 또한 센서 시스템의 동특성은 이러한 시스템에 의해 결정된다. 본 논문에서는 FBG 센서의 브래그 파장 스팩트럼 최대 경사부에 단일 파장 레이저의 중심 파장을 맞춰 놓을 경우, 센서의 경사도가 센서 감도로 작용할 수 있다는 측정 원리를 이용하였다. 이러한 원리는 전체 측정 범위의 한계는 있지만 높은 민감도를 보장한다. 본 측정 원리의 적용 예로서, FBG 센서를 삽입한 복합재 평판을 오토클래이브를 이용해 제작하고 앞서 설명한 측정 원리를 적용하였다. 첫째로 삽입된 FBG 센서를 이용해 충격 망치로 가격된 복합재 평판의 고유 진동수를 성공적으로 측정하였다. 둘째로 고출력 스피커를 이용해 앞서 측정된 고유진동수 중 하나의 특정 주파수로 복합재 평판을 강제 가진 시켰다. 이때 발생하는 구조 진동을 FBG 센서로 측정하였고 동시에 ESPI 측정 시스템을 이용해 진동 모드 형상 역시 성공적으로 측정하여 복합재 구조물의 동특성을 파악하였다. 따라서, 이러한 두 실험을 통해 FBG 센서 시스템과 ESPI 측정 시스템이 복합재 구조물의 동특성 측정에 매우 유용한 기술임을 증명하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.84-89
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• 2019

본 연구는 복합재 항공기의 비행 데이터를 활용한 기계학습 기반 구조건전성 모니터링 시스템 연구의 예비 연구이다. 본 연구에서는 구조건전성 모니터링에 이용되기에 가장 적합한 기계학습 알고리즘을 선별하고, 실 기체 데이터에 대한 적용을 위해 차원 축소를 수행하였다. 이를 위해 외팔보를 통해 모사된 항공기 날개 구조와 부가 질량을 통해 손상 모사 실험을 진행하고, 분류 알고리즘을 통해 데이터를 손상의 위치와 정도에 따라 구분하였다. 이를 위해 FBG (fiber bragg grating) 센서를 부착한 외팔보의 진동 실험을 통해 정상상태와 12개의 손상상태에 대한 데이터를 취득하고, MATLAB 환경에서 tree, discriminant, SVM (support vector machine), kNN, ensemble 알고리즘의 비교와 파라미터 튜닝을 통해 가장 적합한 알고리즘을 도출하였다. 또한 NCA (neighborhood component analysis)를 이용한 특징 선택을 통해, 실 기체에서 나올 수 있는 고차원 데이터의 관리를 위해 필요한 차원 축소를 수행하였다. 그 결과, quadratic SVM이 NCA를 적용하지 않은 모델에서 98.7%, NCA를 적용한 모델에서 95.9%로 가장 높은 정답률을 보였다. 또한 NCA 적용 후 모델의 예측 속도, 학습 시간, 용량이 모두 향상되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.395-399
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• 2007

Renewable energy sources such as wind energy is copiously available without any limitation. Wind turbines are used to tap the potential of wind energy which is available in millions of megawatt. Reliability of wind turbine is critical to extract this maximum amount of energy from the wind. We reviewed different techniques, methodologies, and algorithms developed to monitor the performance of wind turbine as well as for an early fault detection to keep away the wind turbines from catastrophic conditions due to sudden breakdowns. To keep the wind turbine in operation, implementation of Condition Monitoring System (CMS) is paramount, and for this purpose ample knowledge of these types of system is mandatory. So, an attempt has been made in this direction to review maximum approaches related to CMS in this piece of writing.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.157-160
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• 2011

본 연구에서는 광섬유 센서 기반 스마트 모니터링 시스템이 지중 열전도도 측정에도 효율적으로 적용될 수 있는지를 분석하였다. 이를 위해 광섬유 온도센서를 이용하여 지반의 열전도도를 측정할 수 있는 열응답 시험기가 개발되었다. 개발된 열응답 시험기는 기존의 RTD(Resistance Temperature Detector) 온도 센서 외에 광섬유 센서의 한 종류인 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서도 실시간적으로 측정할 수 있는 시스템으로 구성되어 있다. 개발된 장비의 적용성 검증을 위하여 주문진 표준사를 이용하여 모형토조 내에 일정한 간극비에 맞추어 시료가 조성되었으며 지중열교환기는 U자형 파이프가 사용되었다. 20시간동안 열응답 시험을 통하여 광섬유 센서와 RTD 센서를 동시에 이용하여 온도값을 측정하여 표준사의 열전도도 값을 산출하였다. 그 결과 모형실험을 통한 열전도도 값은 탐침법을 통해 얻어진 열전도도 값과 선형 열원 모델(line source model) 해석해와 거의 유사하게 나타났으며 광섬유 센서와 RTD 센서와의 온도차는 0.1~0.3$^{\circ}$로써 유사한 값을 나타내었다. 따라서 본 연구에서 개발된 광섬유 기반 열응답 시험기는 지반의 열전도도를 측정하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었으며 향후 지열시스템 가동에 따른 지중열 교환기의 손상도 평가 및 경보시스템 개발을 위해 지중열교환기의 거동을 실시간으로 모니터링 하는데 있어서도 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.469-475
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• 2019

구조물의 장기적인 안전관리를 위하여 교량 장기계측시스템이 도입되어 운영 중에 있다. 그러나 일반적인 교량 장기계측시스템은 응답만 측정하고 입력하중은 측정하지 못하고 있기 때문에, 추세분석에 의한 관리기준 상회여부만을 판단하고 있어 정량적인 구조계의 상태평가가 어려운 실정이다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 본 논문에서는 도로교 입력하중 측정을 위한 FBG 기반 입력하중 측정센서를 개발하였으며, 실내실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.229-230
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• 2009

이 논문은 매립형 FBG 스트레인 센서를 이용하여 고성능콘크리트 시험체의 초기재령시 자기수축에 관하여 연구하였다. Thermocouple 에 의한 FBG 스트레인 센서의 온도보정도 이 논문에서 수행했다. HPC 자기수축량에 대한 배근영향, 크기효과, 온도효과 역시 분석했다.