• 제목/요약/키워드: fiber sensor

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원격 측정을 위한 간섭형 광섬유 센서 시스템과 그의 압력 센서 응용 (Fiber-Optic Interferometric Sensor System for Remote Sensing and Its Application to Pressure Sensing)

  • 예윤해;정환수;나도성
    • 센서학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.172-179
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    • 1997
  • 간섭형 광섬유 센서의 경우 소자의 구성만 적절히 바꾸어 다른 종류의 측정에도 사용될 수 있다는 점에 착안하여 여러 종류의 센서를 동시에 신호처리할 수 있는 원격 다중화 광섬유 센서 시스템을 구현하였다. 구현된 센서 시스템의 신호처리는 간단한 광학 구성으로 원격 다중화 측정이 가능하도록 광섬유 Fabry-Perot 간섭형 센서배열을 가정하여 피측정량의 변화에 의한 간섭 무늬의 수만 카운트하는 디지털 신호처리로 구성되었다. 광섬유의 광학 효과에 대한 데이터를 종합함으로써 센서 시스템에 부착할 센서를 구현하기 위해 적합한 광학효과를 선택하는 기준을 제시하였으며, 한 예로서 반경 4.3 cm의 원형 다이아프램 중앙에 광섬유 Fabry-Perot 간섭계를 부착하여 광섬유의 스트레인 광학 효과를 이용하게 구성한 압력센서 1개를 센서 시스템에 연결하여 간섭형 광섬유 압력 센서 시스템을 구성하였다. 압력센서의 동작을 수조실험에서 확인함으로써 압력의 원격 측정이 가능함을 보였으며, 수조 실험의 길과 2 m의 측정범위에서 오차는 ${\pm}3.6\;cm$이내인 것으로 나타났다.

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Gas-Flow Sensor using Optical Fiber Bragg Grating(FBG)

  • Shim, Joon-Hwan;Cho, Seok-Je;Yu, Yung-Ho;Sohn, Kyung-Rak
    • 한국항해항만학회지
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    • 제32권9호
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    • pp.717-722
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    • 2008
  • We have proposed and demonstrated an gas-flow sensor using optical fiber bragg grating(FEG). The flow sensor has no electronics and no mechanical parts in its sensing part and the structure is th11s simple and immune to electromagnetic interference(EMI). The FEG sensor was consisted qf the sensing element and a coil heater. The metal coil was used to supply the current to the FEG. While some currents supply to the coil, the refractive index of the FEG under the coil is changed and thus the wavelength shift of fiber optic sensor was induced In this work, the wavelength shift according to flow-rate was experimentally studied and was used to evaluate the gas flow-rate in a gas tube. As a result, it was possible to measure the flow-rate in a linear range from 5 to $20{\ell}/min$ with a resolution of approximately $1{\ell}/min$ at the applied currents of 100 mA and 120 mA. The measured sensitivities were $15.3\;pm/\ell/min$ for 100 mA and $20.2\;pm/\ell/min$ for 120 mA.

철도 구조물 적용을 위한 FBG 센서의 기계적 강도에 관한 연구 (Research on the Mechanical Strength of Fiber Bragg Grating Sensor Adapting to Railway Structure)

  • 윤혁진;김정석
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.104-109
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    • 2009
  • 광섬유 센서 중 대표적인 FBG센서를 철도 구조물에 실제 적용하기 위해서는, 센서 자체의 기계적 강도에 대한 내구성이 확증되어야 하고, 철도 구조물의 파손 시까지 FBG 센서가 측정치를 측정할 수 있도록 충분한 변형률 한도를 가져야만 한다. 본 논문에서는 FBG센서의 기계적 강도에 영향을 미치는 변수들에 대한 연구를 수행하였다. 기계적 인장 강도 시험을 위한 시험 셋업을 구성하였고, 광섬유의 광민감성을 증진하기 위해 사용된 수소함침법과 코팅층을 제거하기 위한 피복 제거기법을 사용한 FBG 센서의 인장 강도 변화를 시험 및 통계 처리를 이용하여 측정하였고, 강도저하가 거의 없음을 보여 주었다.

단일모드 광섬유의 간섭계 센서를 이용한 온도측정 (Temperature Measurement Using Single-Mode Fiber Interferometric Sensor)

  • 김덕수;이상호
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.1-5
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    • 1985
  • 본 연구에서는 단일모드 광섬유에서의 온도에 의한 위상변조 현상을 분석하고 단일모드 광섬유 간섭계를 이용한 온도센서를 설계. 제작하여 그 온도특성을 조사하였다. 설계한 fiber-optic온도센서는 Mach-Zehnder 간섭계를 이용한 위상감지형 고감도 센서로서 온도변화는 간섭무의의 이동으로써 측정되어졌다. 간섭계에 의한 측정에서 중요한 문제중의 하나는 온도분만 아니라 모든 피측정 물리량의 변화방향에 따른 간섭무의의 이동갯수와 이동방향을 동시에 측정하는 것이다. 이를 위해 다중모드 광섬유를 이용한 배열 검출기를 제작하여 매우 간편하게 간섭무늬의 이동갯수와 이동방향을 측정하였다.

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분포형 광섬유 센서를 이용한 풍력발전기의 기계적 부하 측정 및 모니터링 (Measurement and Monitoring of Mechanical Loads of Wind Turbines Using Distributed Fiber Optic Sensor)

  • 이종원;허영철;남용윤;이근호;김유성;이용배
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제17권11호
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    • pp.1028-1036
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    • 2007
  • A method for measurement and monitoring of mechanical loads in large slender structures such as wind turbine blade and tower is presented based on continuous strain data obtained from distributed fiber optic sensor. An experimental study was carried out on an aluminum cantilever beam. A static load test was performed and the calculated moment from the distributed fiber optic sensor agree well with the actual applied moment. A series of damages was inflicted on the beam, and vibration tests were carried out for each damage case. The estimated natural frequencies from the distributed fiber optic sensor for each damage case are found to compare well with those from a conventional accelerometer and a numerical analysis based on an energy method.

매설형 광섬유 침입자 센서 (Buried Fiber Optic Intrusion Sensor)

  • 박재희;김명규;손병기
    • 센서학회지
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    • 제5권6호
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    • pp.1-6
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    • 1996
  • 외부 침입자를 감지하기 위한 높은 감도의 실질적인 매설형 광섬유 센서의 제작에 관하여 논의하였으며, 광섬유로 구성된 마이켈슨 간섭계 센서를 이용하려 본 실험을 수행하였다. 외부에서 인가된 무게와 위상변화 사이의 관계는 선형적이었고, 감지 아암을 모래 표면으로부터 8 인치 아래로 매설하였을 때, 센서 출력파형의 위상이 반주기가 이동하는데 필요한 압력과 길이의 곱은 약 $1.09\;kPa{\cdot}m$이였다. 본 실험으로부터 광섬유 센서의 감도는 매설된 광섬유 위를 걸어가는 사람과 그 위를 지나가는 수레 등을 감지하기에 충분히 높은 감도를 가진다는 결론을 얻을 수 있었다.

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광 산란파에 의한 사면거동 예측 (APPLICATION OF BRILLOUIN SCATTERING SENSOR FOR SLOPE MOVEMENT)

  • 장기태;이쌍덕;유병선
    • 지구물리
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    • 제7권4호
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    • pp.269-276
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    • 2004
  • 광섬유 센서는 구조물의 실시간 건전도 모니터링의 가능성을 보여주고 있다. 구조물에 설치가 용이하고 전자기장에 영향을 받지 않는 장점이 있다. 더욱이 광섬유 센서는 센서크기의 융통성과 함께 매우 정밀한 특징을 보이고 있다. 본 연구에서는 부착된 bare fiber가 보호 피복을 가진 것에 비해 모재와의 일체성과 민감도(sensitivity)가 높은 것을 보여주고 있으며, 특히, 산란파를 이용한 광센서(BOTDR)의 경우, 여타의 다른 광섬유센서와는 달리 센싱 소자의 역할과 데이터 전송의 기능을 동시에 수행함으로써, 대형 토목구조물에 적합한 광섬유 센서로 그 유용성이 높은 것으로 판단된다.

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Analysis of a Photonic Crystal Fiber Sensor with Reuleaux Triangle

  • Bing, Pibin;Huang, Shichao;Guo, Xinyue;Zhang, Hongtao;Tan, Lian;Li, Zhongyang;Yao, Jianquan
    • Current Optics and Photonics
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    • 제3권3호
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    • pp.199-203
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    • 2019
  • The characteristics of a photonic crystal fiber sensor with reuleaux triangle are studied by using the finite element method. The wavelength sensitivity of the designed optical fiber sensor is related to the arc radius of the reuleaux triangle. Whether the core area is solid or liquid as well as the refractive index of the liquid core contributes to wavelength sensitivity. The simulation results show that larger arc radius leads to higher sensitivity. The sensitivity can be improved by introducing a liquid core, and higher wavelength sensitivity can be achieved with a lower refractive index liquid core. In addition, the specific channel plated with gold film is polished and then analyte is deposited on the film surface, in which case the position of the resonance peak is the same as that of the complete photonic crystal fiber with three analyte channels being filled with analyte. This means that filling process becomes convenient with equivalent performance of designed sensor. The maximum wavelength sensitivity of the sensor is 10200 nm/RIU and the resolution is $9.8{\times}10^{-6}RIU$.

생물공정 모니터링을 위한 Fiber Optic 생물센서 개발

  • 손옥재;이종일
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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    • pp.819-822
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    • 2001
  • In this study a fiber optic biosensor has been developed to on-line monitor the concentrations of oxygen and glucose. The oxygen concentrations in solution and gas phase monitored by the fiber optic sensor has been compared with those by a dissolved oxygen electrode and an IR-type $O_2$ analyzer. The fiber optic glucose sensor has been made by immobilizing glucose oxidase on the tip of the optic fiber and used to on-line monitor the concentration of glucose in a fermentation process.

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선박적용을 위한 장주기 광섬유 격자 압력센서의 기초연구 (Basic Study on The Long-period Fiber Grating Pressure Sensor for applying the Vessels)

  • 손경락;최영길;장세인;최재윤
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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    • pp.202-203
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    • 2005
  • we present a pressure sensor based on the mechanically formed long-period fiber gratings. The attenuation properties of an output power as a function of an external pressure is able to apply to the in-line fiber pressure sensors for the vessels.

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