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광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 복합재 구조물의 변형률 및 파손신호 동시 측정
Simultaneous Measurement of Strain and Damage Signal in Composite Structures Using a Fiber Bragg Grating Sensor 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.32 no.7, 2004년, pp.43 - 50  

고종인 (국방과학연구소) ,  방형준 (한국과학기술원 항공우주공학전공 대학원) ,  김천곤 (한국과학기술원 항공우주공학전공) ,  홍창선 (한국과학기술원 항공우주공학전공)

초록
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변형률과 파손선호를 동시에 계측하기 위하여 이중복조기를 갖는 광섬유 브래그 격자 센서시스템을 제안하였다. 이중복조기는 가변 패브리-페로 필터를 사용하여 변형률과 같이 변화가 큰 저주파신호를 측정하는 복조기와 수동 마흐 -젠더 간섭계를 사용하여 충격이나 파손신호와 같이 미세한 크기의 고주파 신호를 측정하는 복조기로 구성된다. 제안된 광섬유 브래그 격자 센서시스템을 이용하여 인장하중을 받는 직교적층 복합재 구조물의 변형률과 파손신호를 동시에 계측할 수 있었다. 하나의 광섬유 브래그 격자 센서로 측정한 변형률과 파손신호를 분석한 결과, 복합재 시편의 90도 층에서 기지 균열이 발생할 때 급격한 변형률 변이가 유발되고, 최대 수백 킬로헤르츠에 이르는 주파수 성분을 가진 진동신 호가 발생함을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

For the simultaneous measurement of strain and damage signal a fiber Bragg grating sensor system with a dual demodulator was proposed. The dual demodulator is composed of a demodulator using a tunable Fabry-Perot filter measuring the low-frequency signal with large magnitude such as strain and the o...

주제어

#변형률   #기지 균열   #광섬유 브래그 격자   #이중복조기   #구조건 전성감시  

참고문헌 (10)

  1. 방형준, 강현규, 홍창선, 김천곤, "광섬유 센서를 이용한 복합재의 파손 및 변형률 동시 측정," 한국복합재료학회지, 제14권, 제5호, 2001, pp.12-19 

  2. D.H. Kim, C.G, Kim and C.S. Hong, "Simultancous Monitoring of Crack Signals and Strain of Composites Using a Stabilized EFPI Sensor System," Key engineering, 2004, 1 Accepted for publication. 

  3. 류치영, 박중완, 강현규, 김대현, 구본용, 홍창선, 김천곤, "광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 복합적층 구조물의 변형률 측정에 관한 연구", 한국항공우주학회지, 제28권, 제5호, 2000, pp. 44-52. 

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  4. 강현규, 박재성, 김철웅, 강동훈, 홍창선, 김천곤, "필라멘트 와인딩된 복합재 탱크의 거동해석과 변형률 측정, II. 광섬유 센서를 이용한 변형률 측정," 한국항공우주학회지, 제29권, 제8호, 2001, pp. 96-102. 

  5. Perez, H. L. Cui, E. Udd, "Acoustic Emission Detection using Fiber Bragg Gratings", Proceedings of SPIE, Vol. 4328, 2001, pp. 209-215 . 

    crossref

  6. D.C.Betz, G.Thursby, B.Culshaw and W.J.Staszewski, "Acousto-ultrasonic sensing using fiber Bragg grating," Smart Materials and Structures, Vol. 12, 2003, p p. 122-128 . 

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  7. 고종인, 김천곤, 홍창선, "광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 복합재 구조물의 파손 검출," 한국복합재료학회지, 제17권, 제2호, 2004, pp.28-33. 

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  8. D. Kersey, T. A. Berkoff and W. W. Morey, "Multiplexed Fiber Bragg Grating Strain-Sensor System with a Fiber Fabry-Perot Wavelength Filter," Optics Letters, Vol. 18, No. 16, 1993, pp. 1370-1372. 

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  9. A.D. Kersey, T. A. Berkoff and W.W. Morey, "High-Resolution Fiber-Grating Based Strain Sensor with Interferometric Wavelength-Shift Detection," Electronics Letters, Vol. 28, 1992, pp.236-238. 

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  10. S.G. Lim and C.S. Hong, "Prediction of Transverse Cracking and Stiffness Reduction in Cross-ply Laminated Composite," Journal of Composite Materials, Vol. 23, 1989, pp. 695-713. 

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