광커넥터의 반사를 이용한 다중화된 굽힘 손실형 단일모드 광섬유 변위센서

Abstract

교량과 각종 건물을 비롯한 대형 토목 구조물에서 발생하는 수 mm의 변위를 한 개의 광섬유로 간편하게 측정하기 위하여 광커넥터에서 반사가 굽힘 손실에 의하여 변하는 현상을 이용한 새로운 다중화된 광섬유 변위센서를 제안하고 실험하였다. 한 쌍의 광커넥터 양끝에서 반사광의 신호차이가 두 광커넥터 사이에서 발생한 굽힘 변위에 의해서 달라지는 것을 Optical Time Domain Reflectometer로 측정하여 선형으로 그 변화가 측정되는 변위센서를 만들고, 이 센서 4개를 직렬형으로 배열하여 여러 지점의 변위를 동사에 측정이 가능한 다중화 센서 시스템을 구성하고 실험하였다. 그 결과 이 변위센서를 이용하면 4개 지점에서 각각 최대 6 mm까지의 변위를 6%의 오차범위 내에서 0.9942의 선형성을 가지고 변위를 측정할 수 있음을 확인하였다. We propose and present a new multiplexed bend loss type single-mode fiber-optic sensor system for displacement measurement in order to measure the displacement of several mm of civil engineering structures such as bridges and buildings. We make a bend loss type fiber-optic sensor for measuring displacements using the signal difference between two reflection signals due to various bend losses generating at a pair of optical connectors by using the optical time domain reflectometer. And we fabricate a multiplexed bend loss type fiber-optic sensor detecting linear displacements of 4 measuring positions of an object by setting these new 4 fiber-optic sensors on a single mode fiber simultaneously. We find that the multiplexed fiber-optics displacement sensor has linearity of 0.9942, maximum displacement of 6 mm, and accuracy of 6% for 4 measuring points.