• 제목/요약/키워드: Fiber bragg grating sensor

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에탈론 필터를 이용한 광섬유격자 센서의 선형 복조 (Linear interrogation of fiber Bragg grating sensor array using a Etalon filter)

  • 김종섭;송민호
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.74-77
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    • 2006
  • A scanned Fabry-Perot(F-P) filter and a Multi-Channel Wavelength Locker(MCWL) were used to interrogate fiber Bragg grating sensor array. When the F-P filter scans over the MCWL which works as a multi-reference the temporal peaks profiles correspond to the locking wavelengths. To solve the linearity, stability, and accuracy problems caused by the nonlinear response of F-P filter, a polynomial fitting algerian was used to calculate the relationship between the peak locations and the wavelengths in all the scanning range. Then from the reflected peaks locations and the best fitting line, the Bragg wavelengths can be obtained. The measurement linearity was greatly enhanced with wavelength resolution of about 4 pm in 10Hz scanning frequency.

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Cantilever beam vibration sensor based on the axial property of fiber Bragg grating

  • Casas-Ramos, Miguel A.;Sandoval-Romero, G.E.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제19권6호
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    • pp.625-631
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    • 2017
  • In the fields of civil engineering and seismology, it is essential to detect and tracking the vibrations, and the fiber Bragg gratings (FBGs) are typically used as sensors to measure vibrations. Where, one of the most popular and detailed approaches to use FBGs as vibration sensors involves the use of cantilever beam designs, which adds a mass to measure low and moderate frequencies (from 20 Hz up to 1 kHz) with high sensitivities (greater than 10 pm/g). The design consists of a bending strain in the cantilever that is simultaneously transferred to the FBG, resulting in a shift in the wavelength that is proportional to the strain experienced by the cantilever. In this work, we present the experimental results of a vibration sensor design using a cantilever beam to generate an axial uniform strain in the FBG in-line with the vertical axis, which modifies the cantilever's natural frequency that allows the sensor to have a wide frequency broadband without losing sensitivity. This sensor achieved a sensitivity of about 339 pm/g and a natural frequency of 227.3 Hz. The presented design compared with the traditional cantilever beam-based FBG vibration sensors, has the advantages of a simple design for detection on vibration-sensitive structures and its physical parameters can be easily modified in order to satisfy the requirements of the desired vibration measurements.

광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 보 구조물의 3차원 형상 추정 (Three-Dimensional Shape Estimation of Beam Structure Using Fiber Bragg Grating Sensors)

  • 이진혁;김헌영;김대현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권3호
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    • pp.241-247
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    • 2015
  • 교량이나 배관과 같이 긴 길이의 구조물은 처짐 및 변형이 발생하기 쉽다. 이러한 구조물의 건전성 감시를 위해서는 국부적인 물리량 측정뿐만 아니라 전체의 형상 감시가 필요하다. 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating; FBG) 센서는 광섬유에 다수의 센서 적용이 가능하여 대형 구조물 감시에 효과적이다. 본 연구에서는 FBG를 이용하여 구조물의 다점에서 변형률을 측정하고, 이를 바탕으로 구조물 전체의 형상 추정을 위한 연구를 수행하였다. 구조물의 정확한 감시가 가능하도록 3차원의 형상 추정을 연구하고 실험적 검증을 수행하였다. 실험 결과 구조물의 변형에 따른 형상 변화의 추정이 가능함을 확인하였고, 추가로 특정 위치에서의 처짐량을 실제 마이크로미터로 측정한 값과 예측된 값을 비교하여 검증하였다.

복합재 충격손상신호의 FBG센서 입사각도에 따른 주파수분포 특성에 관한 연구 (A Study on Frequency Characteristics of Impact Induced Damage Signals of Composite Laminates as the Incident Angle of an FBG sensor)

  • 방형준;송지용;김천곤
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.235-239
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    • 2005
  • In this research, we investigated the frequency characteristic of low-velocity impact induced damage signals on graphite/epoxy composite laminates using high-speed fiber Bragg grating(FBG) sensor system. Appling the FBG sensors to damage assessment, we need to study the response of FBG sensors as the damage signals of the different incident angles because FBG shows different directional sensitivity. In order to discriminate an impact induced damage signal from that of undamaged case, drop impacts with different energies were applied to the composite panel with different incident angle to the FBG sensor. Finally, detected impact signals were compared using frequency distributions of wavelet detail components in order to find distinctive signal characteristics of composites delamination.

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광섬유 브래그 격자를 이용한 촉감감지용 단축 힘 센서 어레이 개발 (Development of Uniaxial Force Sensor Array for Tactile Sensation Using Fiber Bragg Gratings)

  • 허진석;이정주
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권9호
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    • pp.1160-1165
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    • 2006
  • In this paper, the 2-dimensional uniaxial force sensors array is introduced to detect the distributed force using fiber Bragg gratings. Uniaxial force transducer was designed to avoid the chirping and micro bending which degrade the performance of the sensor. The Brags wavelength shift of the sensor was estimated using the finite element analysis. Using this uniaxial force sensor, the uniaxial force sensors array $(3{\times}3)$ was fabricated, and the Performance of this sensors array was evaluated. The Presented sensors may has very simple configuration and its wiring is very simple compared with any other force sensors arrays.

광반응 재료가 코팅된 단주기 광섬유격자 기반 자외선센서의 광민감도 향상 연구 (Improving the Sensitivity of an Ultraviolet Optical Sensor Based on a Fiber Bragg Grating by Coating With a Photoresponsive Material)

  • 김우영;김찬영;김현경;안태정
    • 한국광학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.83-87
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    • 2015
  • 본 논문은 자외선 광학센서 개발에 관한 것이다. 기존에 반도체 기반 자외선 센서를 대체하기 위해 개발된 단주기 광섬유격자기반 자외선 센서에 대한 측정 민감도를 향상시키기 위한 다양한 장치들을 설계하고 실험을 통해 성능을 확인하였다. 최근 연구를 통해 자외선 흡수에 따라 인장력이 유도되는 아조벤젠 폴리머 재료와 장력에 따른 광섬유격자 특성 변화를 조합하여 새로운 자외선 센서의 개념이 제시되었다. 본 연구에서는 광섬유격자 기반 자외선 센서에서 흡수하지 못하고 통과되는 자외선 잔광을 반사판을 이용해서 다시 반사시켜 센서에서 재흡수되는 원리로 센서의 민감도를 향상시켰다. 본 논문에서는 반사판의 종류를 선정하고 반사판의 곡률반경을 최적화하였다. 또한 기존의 원통형 집광렌즈를 이용한 민감도 향상 기술을 접목 시켜 아무런 장치가 없을 때와 비교해서 약 15배의 성능을 향상시키는 결과를 얻었다. 또한 외부 환경 효과를 줄이기 위한 패키지 모듈을 제작하여 적용하고 그 특성을 분석하였다.

광섬유 격자 센서를 이용한 모르타르시편의 온도구배 및 열 변형 측정 (Measurements of Thermal Gradient and Thermal Strain of Mortar Specimens Using Fiber Bragg Grating Sensor)

  • 임홍철;이은주;전흥재;박동녘
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.133-138
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    • 2003
  • FBG sensor의 다중 측정성을 이용하여 모르타르 시편의 열 변형률과 온도 변화를 동시에 측정하였다. 또한, 광섬유 격자 센서를 이용하여, 열 변화에 따른 모르타르 시편의 내부 온도 구배를 측정하였다. 열 변형률을 기존 strain gauge와 함께 측정하였을 때, strain gauge는 섭씨 60도 이상의 온도에서 오차를 보이는 반면, FBG 센서는 안정된 측정값을 나타냈다. FBG 온도 sensor로 측정한 온도 변화량은 thermocouple로 측정한 값과 비교하였으며, 선형적인 대응관계를 보였다.