• Smart Structures and Systems
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• 제1권4호
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• pp.355-368
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• 2005

Large and complex structures are being built now-a-days and, they are required to be functional even under extreme loading and environmental conditions. In order to meet the safety and maintenance demands, there is a need to build sensors integrated structural system, which can sense and provide necessary information about the structural response to complex loading and environment. Sophisticated tools have been developed for the design and construction of civil engineering structures. However, very little has been accomplished in the area of monitoring and rehabilitation. The employment of appropriate sensor is therefore crucial, and efforts must be directed towards non-destructive testing techniques that remain functional throughout the life of the structure. Fiber optic sensors are emerging as a superior non-destructive tool for evaluating the health of civil engineering structures. Flexibility, small in size and corrosion resistance of optical fibers allow them to be directly embedded in concrete structures. The inherent advantages of fiber optic sensors over conventional sensors include high resolution, ability to work in difficult environment, immunity from electromagnetic interference, large band width of signal, low noise and high sensitivity. This paper brings out the potential and current status of technology of fiber optic sensors for civil engineering applications. The importance of employing fiber optic sensors for health monitoring of civil engineering structures has been highlighted. Details of laboratory studies carried out on fiber optic strain sensors to assess their suitability for civil engineering applications are also covered.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.617-619
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• 2022

3D 프린팅 기술을 이용하여 광섬유가 내장된 임베디드 센서 구조물을 제조하였으며, 광주파수 반사 산란광 측정법 기반의 분포 센서 기술을 이용하여 대상 구조물에 인가된 스트레인 분포를 측정하였다. 측정된 분포 데이터는 대상 구조물 형상에 실시간 대입하여 3차원 시각화 표현하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.44-50
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• 2012

When the fiber Bragg gratings are embedded in a fiber-optic Sagnac loop for measuring temperature or strain, it is difficult to separate the Bragg wavelengths. The transmitted light is mixed with the reflected Bragg wavelengths in the photo-detector, working as noises. To suppress the noises, we placed the FBG sensors and a fiber-optic attenuator at asymmetric positions in the loop. With the arrangement the reflected light became much bigger than the transmitted light, enabling the separation of the reflected Bragg wavelengths with almost the same signal-to-noise ratio of the FBG sensors outside the loop.

• Composites Research
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• 제25권6호
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• pp.211-216
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• 2012

광섬유센서는 구조물에 매립 또는 부착시 전단응력에 의해 편광이 발생하여 피크가 2개로 갈라질 수 있기 때문에 센서는 보호되고 양 끝단을 고정하는 방법으로 패키징을 하여야 하나, 광섬유의 클래딩 부분을 부착하는 방식으로 고정하면, 변형발생시 광케이블을 구성하는 코어와 클래딩 사이에서 미끄러짐 현상이 발생하기 때문에 이를 방지하기위해 센서의 양 끝단에 고정구를 사용하고 광섬유를 부분탈피하여 부착하여 접점을 만들어 줌으로써 외력에 의해 발생하는 변형을 정확하게 측정이 가능하도록 하였다. 그리고 기존 광섬유격자센서가 자체적으로 압축변형의 측정이 곤란한 점을 개선하기위해 미리 긴장(Pre-Strain)상태를 유지하기 위하여 두 개의 접점사이를 볼트와 너트로 조절하여 프리스트레인 가변이 가능하도록 하여 인장/압축변형 측정을 가능하게 한 광섬유격자센서 패키지를 제작하였다. 이러한 광섬유격자센서패키지를 실제구조물에 적용하여 측정하였으며, 이를 통하여 안전을 감시하는 모니터링시스템에 적용할 수 있도록 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.223-236
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• 1999

The need to monitor and undertake remidial works on large structures has greatly increased in recent years due to the appearance of widespread faults in large structures such as bridges and buildings, etc, of 20 or more years of age. The health condition of structures must be monitored continuously to maintenance the structures. In order to do in-situ monitoring, the sensor is necessary to be embedded in the structures. Fiber optic sensors can be embedded in the structures to get the health information in the structures. The fiber sensor was constructed with $3{\times}3$ fiber couplers to sense the multi-point strains and failure instants. The 4 RC (reinforced concrete) beams were made to 2 of A type, 2 of B type beams. These beams were reinforced by the reinforcing bars, and were tested under the flexural loading. The behavior of the beams was simultaneously measured by the fiber optic sensors, electrical strain gages, and LVDT. The states of the beams were interpreted by these all signals. By these experiments, There were verified that the fiber optic sensors could measure the structural strains and failure instants of the RC beams, The fiber sensors were well operated until the failure of the beams. It was shown that the strains of the reinforcing steel bar can be used to monitor the health condition of the beams through the flexural test of RC beams. On the other words, the results were arrived that the two strains in the reinforcing bar measured at the same point can give the information of the structural health status. Also, the failure instants of beams were well detected from the fiber optic filtered signals.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.124-133
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• 2007

본 연구에서는 섬유 광학의 감지 장치 중 하나인 FBG 센서 및 시스템에 관하여 검토하였다. FBG 센서의 문제는 매우 가늘고 약하다는 것이다. 이를 위해 충격과 같은 외부의 요인으로부터 FBG 센서를 보호할 수 있는 방법을 다각적으로 모색하였다. 철근을 대체할 수 있는 FRP 복합재에 FBG 센서를 삽입하여 실험을 실시하여 그 결과를 검토하였으며, 삽입되기 전의 자연스러운 Fiber 상태와 비교 분석하였다. 이 연구에서 철근 대용 복합재료에 삽입된 FBG 센서는 기존의 삽입되지 않은 일반 광섬유센서와 비교 시, 복합재료의 보강효과에 의해 최대 변형률이 기존보다 크게 나타났으며, 내구성 측면에서도 좋은 성능을 발휘할 것으로 예상된다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.27-30
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• 2002

PMFBG sensor was fabricated using phase mask and Excimer laser. The reflected wavelength of PMFBG sensor had dual peaks due to intrinsic birefringence. To discover the polarization axes, peak sensitivity was measured under compression test. The signal characteristics of PMFBG sensor were also examined in embedding condition. The embedded PMFBG sensor in epoxy block was loaded for the transverse strain measurements. Experiments showed that the PMFBG sensor could successfully measure the transverse strain. This PMFBG sensor is useful for the structures that require measuring transverse stram.

• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.232-238
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• 1999

페브리-페롯 간섭계 원리를 이용한 광섬유 센서를 철근 콘크리트 구조물에 매설하고 구조물에 압력을 가했을 때 위상변화와 스트레인과의 특성 관계를 조사하였다. 단일모드 광섬유 (SMF) 내에 $TiO_2$ 유전체 박막을 용융 접합하여 공극의 길이가 10 mm인 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 제작하였다. 제작한 페브리-페롯 간섭계와 6 mm의 철근을 $100{\times}100{\times}500\;mm^3$ 크기의 철근 콘크리트 구조물에 매설하였다. 광섬유 간섭계 및 광섬유 리드선은 접착제로 광섬유를 보호하였으며, 여러 지점에서 구조물이 받는 압력의 크기를 측정하기 위해 TDM 방식의 다중화 방법을 이용하였다. 제작한 광섬유 간섭계 센서의 광출력 특성은 인가한 하중에 따라 선형적으로 변화하였으며, 제작된 센서의 감도는 각각 $1.03^{\circ}/kg$와 $0.76^{\circ}/kg$이였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.201-208
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• 2000

본 연구에서는 광섬유 센서의 일종인 격자소자(Fiber Bragg Grating sensor)를 모형말뚝에 설치하고 말뚝의 하중전이 측정을 시도하였다. 말뚝의 축방향 하중 및 주면 마찰력의 분포를 측정/분석시 사용되고 있는 스트레인 게이지에 의한 방법에 비해 광섬유 격자소자는 한 라인에 여러 개의 센서를 설치함으로써 여러 지점을 동시에 측정할 수 있다는 것과 센서의 설치가 용이하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서 광섬유 격자소자와 스트레인 게이지를 모형말뚝에 함께 매설하고 재하시험중 하중전이를 측정한 결과, 두 측정치가 상당히 유사한 경향을 보였으며, 센서의 생존정도와 설치의 용이성에 있어서는 광섬유센서가 우수한 결과를 보였다. 따라서, 광섬유 격자소자의 말뚝 하중전이 측정에 대한 적용 가능성이 충분한 것으로 결론지었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.717-723
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• 2002

Recently, the interest in safety assessment of civil infrastructures is increasing in Korea. Especially, as bridge structures become large-scale, it is necessary to monitor and maintain the safety state of bridges, which requires the monitoring system that can make a long-term measurement during the service time of bridge. In this paper, advanced fiber optic sensors for long-term measurement, setup techniques of bridge monitoring system and the assessment of measured data are introduced. Attached or embedded optical fiber sensors to structural members of small and big structures including Sung San Bridge are surveyed. For the Sung San Bridge, the responses of the fiber optic sensors by 30 ton weigh truck loads with various speeds ate measured. Monitoring system is also applied to the mock-up of bridges. The monitoring capability of the advanced fiber optic sensor system was confirmed.