• 제목/요약/키워드: optical fiber sensor system

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수질환경에서 광섬유 센서의 구리 이온 감지 물질로서 8-Hydroxyquinoline 합성유도체의 광학적 반응 특성 연구 (Study on Optical Characteristics of 8-Hydroxyquinoline Synthesized Derivative as Sensing Material of the Fiber-Optic Copper Ion Sensor in Aqueous Environment)

  • 김범규;박병기
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.100-105
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    • 2017
  • 수질환경에서 구리이온을 검출하기 위하여 광섬유 센서의 구리 이온 감지 물질로 8-Hydroxyquinolin-2carboxaldehyde와 4-Aminoantipyrine으로 합성된 8-Hydroxyquinoline 합성유도체에 대해 광학적 반응 특성을 조사하였다. 실험은 광섬유를 이용한 측정시스템을 이용하여 수용액에 용해된 구리 이온의 농도에 대해 합성유도체에 의한 흡광도와 관계를 평가하기 위하여 수행되었다. 8-Hydroxyquinoline 합성유도체는 수질 환경에서 다양한 금속 이온들 중에서 구리 이온에 대해 노란색에서 붉은색으로 변화되는 높은 발색 현상을 나타냈으며 530 nm의 고유 흡광 파장을 보였다. 제작된 합성유도체의 Cu 이온에 대한 선택성을 평가하기 위하여 Hg 이온의 영향을 조사하였다. Cu와 Hg 이온의 다양한 농도 비 (Cu:Hg ratio 0.05부터 20까지)에서 흡광도를 측정한 결과, Cu 이온의 농도 증가에 따라 530nm에서 흡광도가 증가하는 경향을 보였다. 구리 이온의 고유 흡광 파장인 530 nm에서 합성 유도체에 의한 흡광도 세기는 구리 이온의 로그 농도에 선형으로 비례하였다. 따라서 8-Hydroxyquinoline합성유도체는 광섬유 센서의 구리 이온 감지 물질로 우수한 특성을 보임을 실험적으로 확인할 수 있었다.

구조 건전성 감시를 위한 스마트 가속도계의 성능 평가 (Performance Evaluation of Smart Accelerometers for Structural Health Monitoring)

  • 이진학;오혜선;윤정방
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4A호
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    • pp.605-609
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    • 2006
  • 이 연구에서는 최근 사회기반시설물의 스마트 모니터링을 위하여 많은 관심을 받고 있는 광섬유 FBG형 가속도계와 MEMS형 가속도계의 적용성을 평가하고자 하였다. 이들의 성능을 비교하기 위하여 저주파수 영역에서 높은 민감도와 신뢰성을 가지고 있는 ICP형 가속도계를 스마트 센서와 동시에 모형구조물에 부착하여 소규모 진동대 실험을 수행하였으며, 계측된 응답을 이용하여 모드해석을 수행함으로써 간접적으로 계측자료의 신뢰성을 비교하였다. 계측자료로부터 구한 모드자료를 이용하여 진단빌딩의 층간 강성을 추정하였다. 추정된 강성의 신뢰성을 검증하기 위하여 기지의 질량을 추가하여 구조물의 특성을 변경시킨 후, 다시 진동대 실험을 수행하여 구한 실험모드해석 결과를 수치해석결과와 비교하였다.

미소 교류 자기장 측정을 위한 Mach-Zehnder 광섬유 간섭계 자기센서 특성분석 (Fiber-optic Mach-Zehnder Interferometer for the Detection of Small AC Magnetic Field)

  • 김대연;안준태;공홍진;김병윤
    • 한국광학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.139-148
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    • 1991
  • 광섬유를 사용하여 미소 교류자기장 (200Hz-2kHz) 감지를 위한 광섬유 간섭계 자기센서시스템을 구성하였다. 자왜효과(magnetostriction effect)가 큰 비정질 metallic glass(2605SC)를 광섬유에 부착하여 자기장 감지부를 제작하고 방향성 결합기 metallic glass(2605SC)를 광섬유에 부착하여 자기장 감지부를 제작하고 방향성 결합기(directional coupler)를 사용한 광섬유 일체식(all-fiber type)으로 Mach-Zehnder 간섭계를 구성하여 외부 자기장의 변화를 간섭계의 위상변화로 변환시켜 그 크기를 측정하였다. 온도변화, 진동 등 주위환경에서 오는 불규칙한 신호에 의한 간섭계의 신호소멸(signal fading) 문제는 능동 위상추적방법(active phase tracking method)으로 간섭계의 기준 광통로(reference arm)에 위치한 위상 변조기에 보상신호를 되먹임으로써, 직각조건(quadrature condition)을 이루어 안정시켰다. 측정 결과 metallic glass의 주파수 반응특성은 900Hz-2kHz 대역에서 거의 비슷한 경향을 보였으며 최대 감도를 나타내는 직류 바이어스 자기장은 3.5 Oe 였다. 미소 교류자기장에 대한 간섭계의 출력은 $\pm$0.5 Oe 범위 안에서 좋은 선형성을 보였다. 1 kHz 교류자기장에 대한 scale factor S는 8.0 rad/Oe 이었으며 최소감지자기장은 $3X10^{-6} Oe/\sqrt{Hz}$(1Hz detection bandwidth)이었다.

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도자기 표면의 문양을 역동적으로 움직이는 효과를 갖는 광응용 시스템연구 (Research on Light Application System for the Dynamic Moving Effect of The Design on Porcelain)

  • 유희수
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권11호
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    • pp.205-210
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    • 2014
  • 본 연구는 도자기의 표면에 무늬, 모양, 그림, 글씨 등의 문양을 움직이는 효과를 갖는 광응용 시스템에 관한 것으로, 도자기 표면 문양에 부착된 광섬유에 의한 LED광신호를 이용하여 문양의 움직임 효과를 실시간으로 표출하고, 도자기가 있는 장소의 조도와 회전판의 움직임을 수집하여 큐레이터가 응급조치를 취하고 문양의 표출효과를 관리하기 위한 광응용 시스템에 관한 것이다. 이와 같은 본 연구에 의하면, 도자기가 놓여져 있는 장소의 조도를 측정하여 문양의 표출효과를 큐레이터 및 응용프로그램이 실시간 관리할 수 있음과 동시에, 이상 발생 시에 자동으로 신호를 발생하여 조치할 수 있게한다. 또한, 본 연구은 일정기간 동안 광신호 전송데이터를 메모리에 저장하였다가, 데이터베이스화하여, 표출효과를 분석 후, 최적의 표출효과를 갖도록 적절한 조치를 취할 수 있도록 한다. 도자기가 있는 장소의 조도 상태를 감지 및 전달하고, 적정한 판단을 내릴 수 있는 일정한 조도수치를 데이터베이스화하고, 적절한 조건에 의거 문양 표출관련 광섬유 색체, 표출간격과 밝기에 대한 신호 데이터가 강제 혹은 의도에 의한 전달이 이루어지게 한다. 따라서 본 연구의 목적은 관제센터의 응용프로그램과 LED제어모듈에 의해 발생되는 광송출신호를 생성하여 색채, 조도, 표출간격을 측정하고 전송할 수 있는 문양을 움직이는 효과를 갖는 광응용시스템을 연구하였다.

침입 감지기능을 가진 다중모드 GRIN(graded-index) 광섬유 내에서의 광파의 전파 (Light Propagation in Multimode GRIN(graded-index) Fibers with Intrusion Sensing Capability)

  • 손영호
    • 센서학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.273-278
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    • 2002
  • 광섬유의 침입 감지기능을 개발하기 위하여 다중모드 GRIN(graded-Index) 광섬유의 휨에 의한 광섬유내의 광전파 특성변화를 고찰하였다. 다중모드 CRIN 광섬유의 data파는 기본(fundamental) 모드로, 침입 감시용 감시파는 높은 차수의 모드로 동시에 전파 되게 하고, 광섬유의 휨(bending)에 의한 데이타 유출시도는 높은 차수 모드의 감시파의 감쇠를 가져오고, 결국 수신측의 경보를 작동하도록 한다. 또한 일정한 곡률반경으로 감겨진 광섬유에 기본 모드만 선별적으로 주입된 경우에 있어서, 다중모드 GRIN 광섬유 내에서의 광파의 전파과정을 이론적으로 해석하고, 광섬유가 휘게 피는 경우 여러 모드 사이에 결합(coupling)이 생겨나게 되는데, 광섬유가 감겨진 곡률반경을 변경해가면서 결합되는 기본모드의 power 변화를 수치해석을 이용한 프로그램 시뮬레이션을 통하여 조사하였다. 이 연구결과는 광섬유의 휨에 의하여 방출되는 데이타 도청 및 침입자 감지에 다중모드 GRIN 광섬유 활용 가능성과 광섬유의 곡률반경이 1cm 정도가지는 Asawa-Taylor의 모델[4]이 정당함을 보였다.

조합형 광섬유 트랜스듀서에 의한 요골맥파의 검출 (Detection of Radial Pulse by Combinational Fiber-optic Transducer)

  • 박승환;홍승홍
    • 센서학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.197-202
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    • 1998
  • 맥파신호는 심장과 심혈관계에 관련된 중요한 정보를 포함하고 있는 중요한 생체신호이다. 본 연구에서는 맥파신호를 비관혈적으로 검출하기 위해 기존의 기계적 변환방식의 개념에 근거하여 광섬유를 이용하는 맥파 검출용 트랜스듀서를 새로이 개발하여 사용하였다. 기계적 변환방식에서 발생될 수 있는 맥동전달 효율을 개선시키기 위해 본 연구에서는 맥동하는 피부와 접촉하여 센서에 전달하는 검출부(detecting part)와, 전달받은 변위운동을 광 출력 변화에 따른 전기 신호로 변환하는 감지부(sensing part)의 두 부분이 조합된 구조를 갖는 설계방식을 제안하였다. 우리는 이러한 조합형 구조의 설계방식을 이용한 결과로 기존의 트랜스듀서로 검출이 어려운 맥파의 C점(절흔)과 T파를 검출할 수 있음을 확인하였다.

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신경망 제어기를 이용한 광섬유가 부착된 복합재 보의 진동제어 (Neuro-Adaptive Vibration Control of a Composite Beam with Optical Fiber Sensor)

  • 김도형;양승만;한재흥;김대현;이인;김천곤;홍창선
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.135-138
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    • 2002
  • Experimental studies on vibration control of a composite beam with a piezoelectric actuator and an extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI) have been performed using a neural network controller and an LQG controller. Vibration control performance was investigated in the nonlinear sensing range according to the vibration amplitudes. Using a neuro-controller, adaptive vibration control experiment has been performed for the structure with frequency variations, and its performance is compared with that of an LQG controller. The vibration control results show that the neuro-controller has good performance and robustness with respect to the system parameter variations.

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154kV 전력용 변압기의 온도분포에 관한 연구 (The Study on the Temperature Distribution for 154kV Power Transformers)

  • 우정욱;구교선;곽주식;김경탁;권동진
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제25권9호
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    • pp.56-61
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    • 2011
  • The temperature of power transformers is very important factor for power system operation in substation because load capacity and limited lifetime of power transformers are determined by winding temperature. Also, The temperature of power transformers varies with the structure, capacity, operation condition and manufacturers. Thus, it is necessary for temperature distribution to be exactly investigated because of efficient load management and prediction of limited lifetime. Nevertheless, there was no case of analysis as well as measurement of the temperature of power transformers. In this paper, we manufactured the 154kV standard power transformer for the test. And we measured the temperature by the heat run test and analyzed the temperature distribution of transformer.

Development of an Exclusive Sensor for Detecting Positions of Field Robot Arms

  • Kim, Jong-Hwa;Yang, Yong-Soon
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.51.4-51
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    • 2001
  • In order to comprise a basic closed-loop control system for a field robot it is necessary to detect the piston rod stroke of a hydraulic cylinder. There are mary conventional type sensors which can detect the displacement of cylinders. However, they cannot reveal the original performance normally or the cannot be applied at all where the operating circumstance of cylinders is beyond specifications of sensors. In this paper, an exclusive method for detecting the piston rod stroke is suggested, which adopts a remote detecting technique using optical fiber sensors. Several experiments using the prototype are executed for verifying the effectiveness of the suggested method and the possibility of the accurate detection of stroke.

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Raman 역산란광을 이용한 온도분포 계측특성 (Distributed Temperature Measurement Based on Raman Backscattering Light)

  • 김요희;오상기;박해수;이한철;노종대
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 E
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    • pp.2447-2449
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    • 1999
  • This paper presents a distributed temperature sensor which uses a multimode optical fiber. The temperature distribution is derived from the intensity of the Raman back scattering light. Testing the sensors on measurement length of 2km of this system shows good temperature characteristics of the heated/cooled section. These performance will useful to design such as monitoring abnormal temperature rise of electric facilities.

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