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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 발행연도
- 2017.1
- 수록면
- 23 - 29 (7page)
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본 연구에서는 선박이송용 트레슬의 표면에 부착할 수 있는 광섬유센서 패키지를 설계하고 파장다중분할방식에 기초한 센서 네트워크를 설계한 후, 모의 트레슬 유닛을 이용한 실험을 통하여 트레슬의 구조적 건전 모니터링을 위한스마트 트레슬의 가능성을 확인하였다. 광섬유 브래그 격자 센서는 알루미늄 관으로 만들어진 원통형으로 패키징 되었다.
또한, 패키징 된 광섬유 센서를 폴리머 튜브에 삽입 한 후, 튜브 내부에 에폭시를 충전하여 센서가 해수에 대한 부식저항과내구성을 갖도록 하였다. 패키지 된 광섬유 센서는 0.2MPa 하의 수압테스트를 통하여 해수에서의 사용에 대한 신뢰성도검증되었다. 트레슬의 변형에 관한 유한 요소 해석에 의해 얻어진 트레슬 부재의 변위가 큰 곳을 중심으로 트레슬에 부착할 브래그 격자의 수와 위치를 결정하였다. 최대 하중이 가해지는 트레슬 부재의 변형은 ~1000 με의 변형율로 분석되었으며, 그 때 트레슬에 걸리는 최대 하중으로 인한 센서의 브래그 파장 변화는 ~1,200 pm으로 계산되었다. 유한 요소 해석에서 얻은 결과에 따라 센서의 브래그 파장 간격을 3~5 nm로 결정하여 트레슬에 하중이 가해 졌을 때 센서 사이의 브래그격자 파장값이 겹치지 않도록 설계하였다. 5개의 광섬유센서 패키지로 구성된 센서 모듈 5개를 연결하면 브래그 격자 센서 50개가 네트워크 될 수 있으므로, 브래그 격자 파장 검출기의 광원 중심 파장이 1550 nm에서 150 nm 광학 창 내에서모두 검출될 수 있도록 하였다. 모의 트레슬 유닛에 부착 된 5개의 광섬유 센서 패키지의 브래그 파장 이동은 광섬유 루프미러를 사용하는 브래그 격자 파장검출기에 의해 잘 검출되었으며, 그 때 검출된 브래그 격자 센서의 값은 최대 변형률이약 235.650 με로 측정되었다. 센서 패키징과 네트워킹의 모델링 결과는 실험 결과와 서로 잘 일치하였다.
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참고문헌 (15)
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A. Azhari / 2014 / A novel fibre Bragg grating sensor packaging design for ultra-high temperature sensing in harsh environments / Meas. Sci. Technol 25 : 075104 ~
A. D. Kersey / 1997 / Fiber grating sensors / J. Lightw. Technol 15 (8) : 1442 ~
A. Ghoshal / 2000 / Structural health monitoring techniques for wind turbine blades / Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 85 (3) : 309 ~
Andrew Wootae Yang / 2014 / NIR Fluorescence Imaging Systems with Optical Packaging Technology / 마이크로전자 및 패키징학회지 21 (4) : 25 ~ 31
C. Fernandez-Valdivielso / 2002 / Simultaneous measurement of strain and temperature using a fiber Bragg grating and a thermochromic material / Sensors and Actuators A: Physi
A. D. Kersey / 1997 / Fiber grating sensors / J. Lightw. Technol 15 (8) : 1442 ~
A. Ghoshal / 2000 / Structural health monitoring techniques for wind turbine blades / Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 85 (3) : 309 ~
Andrew Wootae Yang / 2014 / NIR Fluorescence Imaging Systems with Optical Packaging Technology / 마이크로전자 및 패키징학회지 21 (4) : 25 ~ 31
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