• 제목/요약/키워드: Optic Temperature Sensor

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구조 건전성 모니터링을 위한 광섬유 브래그 격자 센서와 차동법을 적용한 로드셀 개발 (Development of Load Cell Using Fiber Brags Grating Sensors and Differential Method for Structural Health Monitoring)

  • 김대현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.299-307
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    • 2009
  • 광섬유 센서 기술은 기존의 상용 센서의 어려움을 극복할 수 있어 전자기학 잡음과 전기 쇼크의 영향이 강한 폭발환경에서도 충분히 사용이 가능하다. 최근 이러한 장점들로 인해 여러 종류의 광섬유 센서들이 활발히 연구 개발되고 있다. 또한 비파괴검사/평가 분야로써 구조 건전성 감시를 위한 광섬유 센서의 다양한 적용 연구 분야가 존재한다. 그러나 로드셀과 같은 종류의 센서들은 상대적으로 상용화가 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 광섬유 브래그 격자 센서를 사용한 광섬유 로드셀을 보여준다. 본 로드셀의 형상은 링크타입이고, 세 개의 광섬유 브래그 격자 센서를 사용하여 세 지점의 변형률을 각기 측정한다 특히 이들 변형률은 온도와 같은 동상 잡음을 제거하기 위해 차동법을 사용하여 신호처리 된다. 더 나아가 본 로드셀의 감도, 선형성 그리고 해상도를 인장실험을 통해 성공적으로 검증하였다.

적외선 투과 광섬유를 이용한 고주파 열치료 과정에서의 온도분포 측정 (Measurements of temperature distribution using an infrared optical fiber during radiofrequency ablation)

  • 유욱재;서정기;조동현;장경원;신상훈;이봉수;탁계래;박병기;문주현
    • 센서학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.397-405
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    • 2008
  • In this study, we have measured temperature distribution using infrared optical fibers during radiofrequency ablation (RFA). Infrared radiations generated from the water around inserted electrode are transferred by silver halide optical fibers and are measured by a thermopile sensor. Also, the output voltages of a thermopile sensor are compared with those of the thermocouple recorder. It is expected that a noncontact temperature sensor using an infrared optical fiber can be developed for the temperature monitoring during RFA treatments based on the results of this study.

FBG 센서를 활용한 온도와 스트레인 변화 모니터링 (Monitoring of Temperature and Strain Variation with FBG Sensors)

  • 고기한;박영;조용현;정호성;조용석;최원석
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.218-221
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    • 2009
  • This paper reports on measurement method for the fiber optic strain monitoring of overhead contact line systems of trains, We used FBG (Fiber Bragg Grating) sensors to measure the strain variation of overhead contact line. FBG sensors can sensitively measure the variation of strain and! or temperature by the shift wavelength of reflected wave according to the lattice variation during the measurement. FBG sensor were attached on the contact line and connected to the monitoring system with optical fibers. The monitering system with FBG sensors showed very good sensitivity to measuring strain variation and this system could be applied to the overhead contact line of KTX (Korea Train eXpress).

측면연마된 광섬유와 열광학 평면도파로 결합기에서 광통신 파장영역의 광세기변화를 이용한 광섬유형 온도센서 (Fiber optic temperature sensor using optical intensity variation at optical communication wavelength range in side-polished fiber to thermo-optic polymer planar waveguide couplers)

  • 정웅규;김시홍;박형준;김광택;송재원;강신원
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.252-253
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    • 2000
  • 본 논문은 광통신 파장(1.3$mu extrm{m}$)에서 측면 연마된 광섬유와 열광학 평면도파로 결합기의 온도변화에 따른 광의 세기변화를 이용한 광섬유형 온도센서에 관한 연구이다. 본 연구에서 제안된 소자는 광통신영역에서 변화를 가지기 때문에 원거리 측정이 가능하고 열광학 평면도파로의 물질의 선택과 소자의 구조에 따라 넓은 온도감지 범위와 높은 분해능을 가지는 소자의 구현이 가능하다. (중략)

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Monitoring of a CFRP-Stiffened Panel Manufactured by VaRTM Using Fiber-Optic Sensors

  • Takeda, Shin-Ichi;Mizutani, Tadahito;Nishi, Takafumi;Uota, Naoki;Hirano, Yoshiyasu;Iwahori, Yutaka;Nagao, Yosuke;Takeda, Nobuo
    • Advanced Composite Materials
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    • 제17권2호
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    • pp.125-137
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    • 2008
  • FBG (Fiber Bragg Grating) sensors and optical fibers were embedded into CFRP dry preforms before resin impregnation in VaRTM (Vacuum-assisted Resin Transfer Molding). The embedding location was the interface between the skin and the stringer in a CFRP-stiffened panel. The reflection spectra of the FBG sensors monitored the strain and temperature changes during all the molding processes. The internal residual strains of the CFRP panel could be evaluated during both the curing time and the post-curing time. The temperature changes indicated the differences between the dry preform and the outside of the vacuum bagging. After the molding, four-point bending was applied to the panel for the verification of its structural integrity and the sensor capabilities. The optical fibers were then used for the newly-developed PPP-BOTDA (Pulse-PrePump Brillouin Optical Time Domain Analysis) system. The long-range distributed strain and temperature can be measured by this system, whose spatial resolution is 100 mm. The strain changes from the FBGs and the PPP-BOTDA agreed well with those from the conventional strain gages and FE analysis in the CFRP panel. Therefore, the fiber-optic sensors and its system were very effective for the evaluation of the VaRTM composite structures.

마이크로밴딩 장주기 광섬유 격자를 이용한 다중위치 압력감지 센서 (Multipoint Pressure-detection Sensors using Microbanding-induced Long-period Fiber Gratings)

  • 손경락;최영길;장세인;최재윤;심준환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제30권3호
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    • pp.449-454
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    • 2006
  • We present a pressure sensor based on the mechanically induced long-period fiber gratings (LPFG) for detecting the multi-location strain variation. The theoretical analysis is performed using a graphic method for a weakly guiding step-index fiber. The calculated results are in good agreement with the experimental results. In this study, from the fact that the optical parameters of a single-mode fiber slightly differ from manufacturing company to manufacturing company, the multipoint pressure-detection sensor systems composed two identical LPFGs are realized. When the pressure is applied two LPFG sensors at once, the resonance peaks are separated as much as about 40 nm. These types of sensor systems are well suited as a multipoint monitoring of strain or temperature in the ship or the smart structure.

광섬유센서를 이용한 원자력 발전소 격납구조물의 (System Integration Test System Integration Test of Containment Structure of Nuclear Power Plant Using Fiber Optic Sensor)

  • 김기수
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.519-526
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    • 2003
  • In this paper, a Fiber Bragg Grating (FRG) sensor system is described and FBGs are well-suited for long term and extremely severe experiments, where traditional strain gauges fail. In the system, a reflect wave-length measurement method which employs a tunable light source to find out the center wave-length of FBG sensor is used. We apply the FBG system to nuclear energy Power Plant for structural integrity test to measure the displacement of the structure under designed pressure and to check the elasticity of the structure by measuring the residual strain. The system works very well and it is expected that it can be used for a real-time strain. temperature and vibration detector of smart structure.

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광섬유 브래그 격자 센서가 있는 광섬유 라인에 라만 OTDR을 이용한 분포 온도 및 변형률 측정 가능성에 대한 연구 (Measurement of Distributed Temperature and Strain Using Raman OTDR with a Fiber Line Including Fiber Bragg Grating Sensors)

  • 권일범;변종현;전민용
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.443-450
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    • 2016
  • 한 개의 감지 광섬유 라인으로 분포 온도와 몇 개의 변형률을 측정할 수 있는 새로운 광섬유 센서 연구를 수행하였다. 분포 온도는 감지 광섬유의 라만 안티-스토크스 산란광을 시간영역 반사계(OTDR: optical time domain reflectometry)로 측정하고, 변형률은 광섬유 브래그 격자(FBG: fiber Bragg grating)를 사용하여 측정하였다. 분포 온도는 4 km의 단일 모드 광섬유의 감지 광섬유로부터 안티-스토크스 후방 산란광을 양방향에서 취득하고 새로이 고안된 수식으로 온도를 계산하였다. 온도 실험은 감지 광섬유의 중간쯤에서 약 50 m의 광섬유 부분의 온도를 $30^{\circ}C$부터 $70^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 변화시키면서 실험한 결과 온도 측정 오차 범위는 $0.50^{\circ}C$이하로 확인되었다. 또한 감지 광섬유에 설치된 FBG는 변위 스테이지로 변형시키고 파장 변화를 광학 스펙트럼 분석기로 측정한 결과 각각 0.10 nm, 0.17 nm, 0.29 nm, and 0.00 nm를 얻었다. 이러한 파장 이동은 각각 $85.76{\mu}{\epsilon}$, $145.55{\mu}{\epsilon}$, $247.86{\mu}{\epsilon}$, $0.00{\mu}{\epsilon}$에 해당되었다.