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광섬유센서를 이용한 대공간 구조물의 상시 모니터링
Health Mornitoring of Spatial Structure by Optical FBG Sensor 원문보기

한국공간구조학회논문집 = Journal of the Korean Association for Spatial Structures, v.7 no.3, 2007년, pp.49 - 55  

이창우 (한국기술교육대학교 대학원 건축공학과) ,  이승재 (한국기술교육대학교 건축공학부) ,  주기수 (㈜동성중공업 부설연구소)

초록
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본 논문은 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 대공간 구조물의 실시간 모니터링을 설명하였고, 외부 외력 작용시에 대공간 구조물의 요소인 막이나 케이블의 변형을 계측하는데 광섬유 브래그 격자 센서가 매우 적합하다는 점을 검증하고 있다. 이와 함께 대공간 구조물에 광섬유 브래그 격자 센서를 이용하여 변형을 모니터링하는 실험을 실시하였다. 장스팬의 대공간 구조물을 모니터링하기 위하여 많은 요소를 계측할 수 있는 장비가 필요하다. 실험의 결과로 광섬유 브래그 격자 센서는 외력 작용시에 정확한 계측을 보여주었다. 그러므로 대공간 구조물의 변형율을 계산할 수 있고 실시간 모니터링이 가능하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, always monitoring system of fiber Bragg Crating(FBG)Sensor is described and FBGs are well suited for measuring the movement in the part of the spatial structure(for example, cable, membrane and so on)under the pressure conditions. In order to measure the movement of long span structur...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • FBG 센서의 비교실험이 아닌 FBG센서가 테프론 막 재의 상시 계측이용에 가능한지에 대한 사용성, 정확성을 입증하기 위하여[그림 6]과 같은 변형율-시간의 관계를 얻었다.
  • FBG센서 Pakage를 막 재료에 부착하기 위하여 먼저 FBG센서 Pakage를 장착할 위치에 볼트가 체결될 곳에 홀을 내어 볼트 체결을 하고 막 재료 반대편에 지그 마감을 하였다.
  • 이런 요인에 의해 테프론 막재에 면과 계측 부재와의 부착을 요하는 스트레인 게이지의 사용은 불가능하다. 그리고 FBG센서의 부착 방법에 대하여 세 가지 방법을 제안한다.
  • 두 번째 방법은 홀에 의한 응력 집중현상에 보완을 위해 테프론 막재의 막재와 막재 사이에 FEP Film을 사용한 열용착 부착 방법을 이용한 방법이다.[그림 3]과 같이 테프론 막재를 10mmx40mm로 잘라내어 두 개를 쌍으로 하여 100mm양 끝에 부착시킨다.
  • 본 연구에서는 대공간 구조물인 인장 구조물의 하나의 단위인 막과 케이블 실험체를 제작하였고 막 재료인 테프론 막재에 FBG센서를 부착하여 하중재하 시험을 수행하였다. 시험을 수행한 결과 막재의 외력에 대한 연속적이고 민감하며 정확한 계측이 가능했다.
  • 실험체는[그림 5]와 같은 형태이다. 일반 막 구조물의 장력 및 형태를 구현하기 위하여 300kg/m2 의 초기장력을 주입하였고, 케이블 역할을 위하여 각 변에 스틸 판으로 마감하였다.
  • 위치는[그림 6]과 같다. 하중 작용시 각 부분의 계측을 위하여 수직, 수평, 사선 방향으로 장착하였고, 하중 작용점에 대한 거리도 고려하여 배치하였다. 하중점은 실험체의 중심으로부터 왼쪽으로 3cm 떨어진 지점으로 하였다.
  • 하중점은 실험체의 중심으로부터 왼쪽으로 3cm 떨어진 지점으로 하였다. 하중재하방법은 10.78N, 20.58N, 40.18N, 59.78N의 하중을 순차적으로 주어 실험 결과를 도출하였다.
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