본 연구는 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 텐서그리티 구조물의 실시간 모니터링 결과를 보고한다. 기존의 간접적인 계측방식에서 탈피하여 케이블에 직접적으로 센서를 부착하여 케이블의 변형율을 측정하였다. 우선, 텐서그리티 구조모형을 시험체를 제작하고, 시험체에 광섬유 브래그 격자 센서를 부착하여 외력을 가하였다. 그 결과 하중의 증가에 따라 광섬유 브래그 격자센서는 케이블의 변형을 정밀히 측정할 수 있었으며, 계측의 안정성 측면에서 탁월함을 알 수 있었다. 또한 텐서그리티 구조물과 같이 케이블로 구성된 구조물의 변형측정 및 상시모니터링에는 광섬유 브래그 격자 센서가 유용함을 확인하였다.

The present study aims to propose a corrosion detection method using a optical fiber sensor coated with a thin iron film. To evaluate the detection accuracy using the proposed method, 2 typed iron film with thicknesses of 100, 200 nm were used to monitor the reflectivity from corroded iron film via light source injection and the measurement was conducted in air, salt water, mortar packed conditions. As a result, it was found that the thickness of iron film is more sensitive to change in the reflectivity than the variation of exposure conditions

게르마늄은 주로 광섬유, 반도체 등에 사용되고 있으며, 고가의 희소금속이므로 게르마늄에 대한 회수 및 재활용 기술 개발은 각국에서 경쟁적으로 진행되고 있다. 하지만 국내에서는 게르마늄에 대한 재활용 실적이 전무하며, 전량을 수입해서 사용하는 희소금속이므로 게르마늄에 대한 재활용 기술 개발이 필수적이다. 특히, 광케이블에 사용되는 광섬유에는 1km당 약 0.54g의 게르마늄을 함유하고 있으므로, 본 연구에서는 광섬유를 게르마늄 추출 대상으로 선정하였다. 또한, 게르마늄은 1kg당 150만원의 고가 희소 금속이므로 관련 기술 개발시 파급효과가 클 것으로 판단하였다. 본 개발 기술은 광섬유에서 실리카(Si)와 합금형태로 존재하는 게르마늄을 추출하기 위하여 Na 화합물과 염산을 이용한 선택적 추출을 적용하였으며, 게르마늄의 추출 효율을 알아보기 위하여 추출액에 대한 ICP 분석을 실시하였다. 본 연구에서 사용한 Na 화합물은 광섬유의 주성분인 실리카 성분을 석출시켜 제거하는 역할을 하며, 추출 용매인 염산은 질산, 황산과의 추출 효율을 비교하여 최종 추출 용매로 선정하여 실험을 진행하였다.

This study is a part of the research on the development of safety monitoring system and monitoring program of 3MW offshore wind support structure using fiber optic sensor. In this paper, we propose a maintenance system for offshore wind support structure using fiber optic sensor based on the analysis of current monitoring status and related standards of domestic and overseas offshore wind support jacket structures.

This study is a part of the research on the development of safety monitoring system and monitoring program of 3MW offshore wind support structure using fiber optic sensor. In this paper, we propose a maintenance system for offshore wind support structure using fiber optic sensor based on the analysis of current monitoring status and related standards of domestic and overseas offshore wind support jacket structures.

Recently, the pipeline system for waste transportation has been increasingly constructed as new solution for the waste collection and disposal system by constantly increasing domestic waste which issued as social problem. The pipeline system is constructed through long distance, so proper long-term monitoring system is necessary which available to detect the damage location for the effective maintenance. In this paper, the experimental study is carried out to evaluate the applicability of optical strain gauge sensor based on FBG for the long-term monitoring system. Three test parameters such as pressure leaking, blockage and deformation are considered as typical damages for real-scale pipeline test specimen. In order to measure flexural and volumetric strain and temperature, three FBG sensors are installed at each monitoring sections. From the test results, this study suggested effective methods of sensor installation and arrangement. Also the sensor spacing for the design of monitoring system using FBG sensor is derived by the correlation of distances from deformation between sensor responses.

기포가 포함된 다상흐름의 측정은 중요함에도 불구하고 많은 제약이 있었다. 특히, 공극률이 높은 다상 흐름은 밀도차의 급격한 변화와 두꺼운 공기-물 경계면으로 인해 측정이 매우 어렵다. 본 연구에서는 공극률에 상관없이 기포흐름을 측정할 수 있는 기포영상유속측정법과 다발 광섬유유동측정계를 소개하고자 한다. 기포영상측정기법의 경우, 화상측정시 발생하는 원근에 의한 오차를 최소화하고 추정할 수 있는 피사계 심도에 대한 계산방법을 제시하여 정도 분석을 위한 방안을 제시하였다. 다발 광섬유유동측정계는 얇은 광섬유의 특성을 이용해 다발로 제작하여 측정률을 증가시키고자 하였다. 제시된 두 기법을 기포플룸에 적용하여 신뢰도를 검토하였으며 잘 일치하는 것을 확인하였다. 소개된 기법으로 대표적인 하천 다상흐름인 도수흐름을 측정하여 그 적용성을 검토하였다.

일반적으로 교량의 하중저항능력인 내하력은 교량의 거동에 큰 영향을 줄 수 있는 심각한 손상, 결함, 재료적인 열화현상이 존재하지 않는다면 이론적인 방법으로 평가한 내하력보다 여유가 있다. 그러나 현재 내하력을 구하기위한 재하실험 및 구조해석 과정에서 이미 오차가 포함되어 있어 응답보정계수의 신뢰성이 떨어지고 있다. 이에 본 연구에서는 센서의 센싱 문제와 구조해석 모델의 적정성에 오차를 해결하기 위하여 센서부에서 기존의 전기저항식 변형률, 변위 센서의 문제점을 도출하여 성능이 우수한 스마트 센서인 광섬유 스마트 센서로의 변화를 추진하고자 한다. 또한, 다양한 구조해석 모델 해석을 통하여 최적의 적정 모델을 선정함으로서 응답보정계수의 정확성을 향상시키고자 하였다.

본 연구에서는 FBG 센서 및 PDA를 이용하여 새로운 안전관리 시스템인 무선 계측 시스템을 개발하기 위해 FBG 센서를 이용하여 광섬유 변위(FBG-LVDT) 센서, 광섬유 변형률(FBG-STRAIN) 센서, 광섬유 온도(FBG-TEMP) 센서 그리고 광섬유 가속도(FBG-ACC) 센서를 특별 제작하였다. 또한, 신호처리 시스템에는 적용된 FBG 센서들의 무선송신 시스템이 가능하도록 신호처리 시스템을 구성하였으며, PDA를 이용하여 원격 거리에서도 display가 가능할 수 있도록 프로그램을 개발하였다. 개발된 FBG 센서들과 무선계측 모니터링 시스템의 현장 적용성, 정확성 및 활용 가능성을 검증하고자 현장 교량에서 정적, 동적 재하시험을 실시하였다. 또한, FBG-LVDT 센서, FBG-ACC 센서에 의하여 측정된 동적 데이터들은 Meister의 진동등감각 곡선에 적용시킴으로서 교량의 진동에 대한 사용성 평가를 실시하였고 교량의 진동 사용성을 고려하여 진동 제한 기준을 제시하여 대상 교량의 진동 평가를 위한 방법을 마련하였다.

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 20l/min with a resolution of approximately 1l/min at the applied currents of 100 mA and 120 mA. The measured sensitivities were 15.3 pm/l/min for 100 mA and 20.2 pm/l/min for 120 mA.

본 연구에서는 이득 평탄화된 어븀첨가 광섬유 증폭기를 제작하였다. 이득 평탄화 필터는 주기적으로 배열된 금속선을 이용하여 유도되는 장주기 광섬유 격자로 구현하였다. 980 nm 펌핑 레이저에 의해 증폭된 자발방출 출력 스펙트럼의 C-밴드 파장 영역에서 이득 리플을 제작된 필터를 적용하여 1 dB 이내로 억제하였다. 다중 채널을 동시에 증폭시킬 수 있는 성능은 페브리 페롯 레이저 다이오드를 이용하여 측정하였고 C-밴드에서 20 dB 이상 증폭시킬 수 있음을 보여주었다. 이 증폭기는 파장분할 다중화 방식의 장거리 광 전송에서 다중 채널을 동시에 증폭하는 효과적인 방법을 제공할 것이다.

본 연구에서는 광섬유 FBG 센서를 이용, 곡률반경을 고려한 이 방향 변위(Two-Way Displacement)를 측정하여 변형각을 환산함으로써 상대좌표를 구하는 알고리즘을 정립하였으며 이를 이용하면 작은 변형에 대해서도 매우정확하게 상대변위를 구할 수 있음을 알 수 있었다. 이를 확인하기 위해 4.5m높이의 H형강에 고안된 이 방향 광섬유센서를 부착하여 횡 방향으로 외력을 가해서 발생한 변위를 수준측량과 일반적인 전자식 변위계로 동시에 측정하여 각각의 측정성능을 비교분석하였다. 그 결과, 광섬유센서의 분해능은 다른 센서시스템에 비해 월등하였으며 이차원 상대좌표의 측정이 가능함을 확인하였다.