• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.52-58
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• 2002

구조물의 안정성을 진단하기 위해서는 동적 변형률을 측정하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 동적 변형률을 측정할 수 있는 새로운 형태의 외부 패브리-페로 간섭계를 제안하였다. 본 센서의 두 번째 반사면은 금으로 증착 처리하여 반사율을 증가 시켰으며 센서의 이름을 금증착 EFPI 센서(G-EFPI)라고 표시하였다. 동적 변형률 측정 원리를 설명하기 위해 두 가지 광손실 모델을 제안하였고 실험도 수행하였다. 이들을 통해 두 반사면의 간극이 증가하면 광손실이 증가하여 센서 신호의 광강도가 감소하며 반대로 간극이 감소하면 광손실이 감소하여 광강도는 증가함을 보였다. 또한 변형 방향에 민감한 G-EFPI 센서를 제작하기 위한 최적의 간극을 제안하였다. 마지막으로 G-EFPI 센서를 이용하여 복합재료의 동적 변형률을 측정하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제35권3호
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• pp.15-20
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• 2017

발파 하중에 대한 암석의 동적 응답 특성을 획득하기 위해서는, 내충격 고감도의 충격하중센서가 필요하다. 이러한 충격 하중 센서는 석영(quartz) 하중셀, 압전소자(piezoelectric element), 변형률 게이지를 적용하여 제작되고 있으나, 석영 및 압전소자의 경우 고가이기 때문에, 충격하중가압시험과 같이 압력 센서의 손상이 빈번한 경우에는 제약이 따르게 된다. 본 연구에서는 원통형 압축셀에 변형률 게이지 측정원리를 적용한 내충격 고감도 하중센서를 개발하였다. 개발된 하중 센서는 Nonex Rock Cracker (NRC) 구동 고속충격 하중 장치를 이용한 화강암 동적 압열 인장 실험에 적용하여 동적하중이력의 측정에 적용되었다. 그 결과, NRC 구동 고속충격하중장치는 암석 강도의 중간 변형률 속도 의존성 연구에 적용 가능한 것으로 파악되었다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권8호
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• pp.682-688
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• 2000

To improve the performance of a flexible robot arm one of the important things is the vibration displacement measurement of a flexible arm. Many types of sensors have been used to measure it, The most popular has been strain gauges which measures the deflection of the beam,. Photo sensors have also been for detecting beam displacement and accelerometers are often used to measure the beam vibration. But the vibration displacement can be obtained indirectly from these sensors. In this article a vision sensor is used as a displacement sensor to measure the vibration displacement of a flexible robot arm. Several schemes are proposed to reduce the image processing time and increase its accuracy. From the experimental results it is seen that the vision sensor can be an alternative sensor for measuring the vibration displacement and has a potential for on-line tip position control of flexible robot systems.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권2호
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• pp.144-150
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• 2008

Ships and offshore structures are exposed to wave and engine excitation loadings during navigation and cargo/ballasting operations. These excessive loads may cause damages to hull and may result loss of life the ship. Therefore, it is important to develop a system that allow accurate measurements of global hull loads. The objective of the study is developing a fiber optic monitoring system that is capable of monitoring, recording and warning of the vessel performance. A method for measurement of global loads on a vessel, using strain measurements from a network of fiber optic strain sensors and extensive finite-element analyses(FEA) with idealistic load cases, is presented. The method has been successfully validated on the idealized ship structure model with strain sensors.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.13-18
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• 2015

In this paper, we implemented a polarimetric vibration sensor using a Sagnac birefringence interferometer composed of polarization-maintaining photonic crystal fiber(PM-PCF). By changing the amplitude and frequency of vibration applied to PM-PCF employed as the sensor head of the proposed sensor, sensor responses to various types of vibration were investigated. First, the vibration characteristic of the sensor was explored for a single frequency in a frequency range from 1 to 3000Hz with a cylindrical piezoelectric transducer, and then the sensor response to naturally damped vibration was examined by utilizing a metal cantilever. It was experimentally observed that the sensor output signal was deteriorated by more than 3dB at ~1900Hz in the single frequency vibration measurement with a minimum detectable strain perturbation of ${\sim}1.34n{\varepsilon}/Hz^{1/2}$ at 1500Hz and the peak value of the sensor output signal was proportional to the strength of initially applied stress in the naturally damped vibration measurement.

• 한국광학회지
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• 제25권3호
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• pp.131-136
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• 2014

본 논문에서는 짧은 길이의 편광유지 광자결정 광섬유(polarization-maintaining photonic crystal fiber : 이하 PM-PCF)와 3 dB 광섬유 결합기(fiber coupler), 그리고 편광 조절기(polarization controller)로 구성된 사냑(Sagnac) 복굴절 간섭계(birefringence interferometer)를 이용하여 온도에 둔감한 편광 간섭형 스트레인 센서(polarimetric strain sensor)를 구현하였다. 센서부(sensor head)로 사용된 PM-PCF의 길이는 2 cm이었고, 이는 기존의 PM-PCF 기반 편광 간섭형 스트레인 센서들과 비교할 때 가장 짧은 센서부 길이이다. 제안된 센서는 $0{\sim}8m{\varepsilon}$의 범위에 대해서 스트레인 측정을 수행하였으며, ${\sim}0.87pm/{\mu}{\varepsilon}$에 해당하는 스트레인 민감도를 얻을 수 있었다. 또한, 외부 온도를 $30^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지 변화시키며 제안된 센서의 온도 의존성을 조사한 결과, 약 $-12pm/^{\circ}C$의 온도 민감도를 얻을 수 있었으며, 이는 기존의 편광 유지 광섬유의 온도 민감도(약 $-990pm/^{\circ}C$) 에 비해 약 82배정도 작은 값이다. 특히, 실용적인 관점에서 센서 표지자(indicator)로 사용되는 파장이 스트레인 민감도에 큰 영향을 주지 않는다는 것을 실험 및 이론적으로 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.671-678
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• 2020

본 논문에서는 스트레인게이지 센서와 Zigbee 무선 통신 기술을 활용하여 차량 주행 시 타이어의 변형량을 실시간으로 측정할 수 있는 무선 계측시스템을 개발하였다. 차량 타이어의 내부에 스트레인게이지 센서를 장착하고 DSP 모듈을 이용하여 차량이 주행 중 발생하는 타이어의 변형량을 취득하였다. 취득된 센서 값은 무선 통신으로 차량 내부로 전송된다. 차량내부에 장착된 무선 수신 모듈은 타이어의 변형량을 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 구현하였다. 이와 같이 취득된 타이어의 변형량은 각 타이어에 가해지는 하중 또는 타이어의 속도 측정에 이용할 수 있다. 타이어에 가해지는 하중 또는 속도는 자율주행자동차의 안정성 있는 제어를 위해서는 반드시 필요한 파라메타들이다.

• 지구물리
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• 제8권3호
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• pp.123-130
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• 2005

It is necessary, in the light of the importance of long-term slope stability problem, to develop a simple method or tool which can figure out the possible failure zone resulted from weathering effect and other factors. The FBG sensor system is used to estimate the correlations between the temperature and the slope in Kimhae, and to find a failure zone in slopes effectively. This research is to seek for the correlation between the soil temperature distribution and the strain distribution in a active zone by analyzing the data from the in-situ measurement so that the possible failure zone should be well defined based on the correlation. For instance, the zone of high temperature fluctuation can be regarded as one of the possible sliding zone due to the weathering effect while the constant temperature depth of the ground, if exists would not be relatively affected by the weathering process.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.115-118
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• 2004

In this paper, a Fiber Bragg Grating (FBG) sensor system for smart structures is described. 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 applied the FBG system to composite repairing structures and beam column joint of building structure. We also applied the 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 detectors as parts of smart structures.

• Smart Structures and Systems
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• 제3권2호
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• pp.133-146
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• 2007

This paper addresses a new type of broad and stage-based hybrid carbon fiber reinforced polymer (HCFRP) sensor that is suitable for the sensing of infrastructures. The HCFRP sensors, a type of composite sensor, are fabricated with three types of carbon tows of different strength and moduli. For all of the specimens, the active materials are carbon tows by virtue of their electrical conductivity and piezoresistivity. The measurement principles are based on the micro- and macro-fractures of different types of carbon tows. A series of experiments are carried out to investigate the sensing performances of the HCFRP sensors. The main variables include the stack order and volume fractions of different types of carbon tows. It is shown that the change in electrical resistance is in direct proportion to the strain/load in low strain ranges. However, the fractional change in electrical resistance (${\Delta}R/R_0$) is smaller than 2% prior to the macrofractures of carbon tows. In order to improve the resistance changes, measures are taken that can enhance the values of ${\Delta}R/R_0$ by more than 2 times during low strain ranges. In high strain ranges, the electrical resistance changes markedly with strain/load in a step-wise manner due to the gradual ruptures of different types of carbon tows at different strain amplitudes. The values of ${\Delta}R/R_0$ due to the fracture of high modulus carbon tows are larger than 36%. Thus, it is demonstrated that the HCFRP sensors have a broad and stage-based sensing capability.