KR20060033564A

KR20060033564A - 광섬유격자센서를 이용한 균열측정 방법

Info

Publication number: KR20060033564A
Application number: KR1020040082738A
Authority: KR
Inventors: 이금석
Original assignee: 이금석
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-19

Abstract

토목구조물등의 균열을 측정하는 방법에 있어서, 한쌍 또는 그이상의 광섬유격자센서(FBG ; Fiber Bragg Grating)를 균열을 포함한 변형을 측정하는 센서와 균열을 포함하지 않는 부위를 측정하는 센서를 서로 같은 위치 평행하게 설치하고, 균열을 포함한 센서에서 계측된 변형값을 균열을 포함하지 않은 센서에서 측정된 변형 값을 빼주면 나머지 값이 균열의 변형값이다. 이때 계측된 값은 10,000분의 1mm 이상의 분해능을 가지는 아주 우수한 계측 방법으로 균열의 특이 변형을 감지할수 있어 안전진단에 중요한 자료로 할용될 수 있다.

광섬유격자 센서 균열계, FBG

Description

광섬유격자센서를 이용한 균열측정 방법{ Method of Crack FBG }

도 1은 본 발명 광섬유격자센서를 이용한 균열측정 방법의 일 실시예

도 2는 본 발명 광섬유격자센서를 이용한 균열측정 방법의 또 다른 실시예

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

A : 균열 측정용 광섬유격자센서 B : 보정용 광섬유격자센서

C : 균열부 D : 변형 감지부

F : 부재

본 발명은 파장변위를 측정하는데 이용되는 광섬유격자센서를 새롭게 조합하여 토목구조물의 균열을 정밀하게 계측하기 위한 방법으로, 기존에는 전기저항식 스트레인 게이지를 구부려진 탄성 금속체에 부착하여 균열의 정도를 측정하여 왔다. 그 동작원리를 보면, 구부려진 탄성 금속체의 양끝단을 균열부의 양면에 고정시키고, 균열이 진전하면 탄성체의 구부러진 면이 변형을 일으키고, 그 변형량을 스트레인게이지로 측정하여, 금속체가 가지고있는 물리적 특성을 고려한 보정계수를 적용하여 균열을 간접 측정하였다. 이에 각종 변수가 많아 정확한 계측이 힘들 었고, 정밀도 또한 1/200mm 정도로 아주 떨어 특이점을 계측할 수 없을 뿐만아니라 아니라 전자기파와 온도 등의 외부환경요인에 민감하게 반응하여 측정값이 심하게 왜곡되는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 본 발명은 전자기파의 영향이 전무하며, 비, 바람, 온도 등의 외부 환경요인에 관계없이 언제나 상시 계측이 가능하고, 1/10,000mm의 계측 정밀도를 갖는 광섬유격자센서를 이용한 균열측정 방법을 제시 하고자 한다.

첨부된 도 1, 도 2는 본 발명 광섬유격자센서를 이용한 균열측정 방법의 일 실시 예이다.

이하 상기 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 건물이나 교량 등 토목구조물 및 기타 피측정물에 부착되어 균열을 정밀하게 계측하여 안전성 확보 및 구조물의 수명을 예측하는데 사용될수 있도록 광섬유격센서부착 방법에 관한 것으로서, 균열 측정용 광섬유격자센서(A)를 균열부(C)를 포함하도록 부재(F)에 고정시키고, 보정용 광섬유격자센서(B)는 균열부(C)를 포함하지 않고 균열부(C) 바로 옆에서 부터, 균열 측정용 광섬유격자센서(A)의 한쪽 끝단과 같은 위치에 한쪽 끝을 맞추고, 그 부착 위치가 서로 평행하도록 설치 한다.

이어서 도면에 따른 균열의 측정방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 균열 측정용 광섬유격자센서(A)의 측정값을 A, 보정용 광섬유격자센서(B)의 측정값을 B, 균열값을 C 라고 놓으면;

도 1에 설치된 균열측정 방법은,

이고,

도 2에 설치된 균열측정 방법은,

이다.

위와 같이 광섬유격자센서를 한쌍 또는 세개를 쓰는 이유는 하나의 센서로 균열 부위만 좁게 측정할 경우 변형율이 너무커서 광섬유격자센서가 파단되기 때문이며,

이를 막기 위해 변형 감지부(D)를 길게하여 균열부(C)의 변형을 고르게 분산시키며, 이때 균열부(C)의 변형 뿐만 아니라, 균열이 발생하지 않은 부재(D)의 미소 변형까지 균열측정용 광섬유격자센서(A)의 변형 감지부(D)에 전달된다. 이에 보정용 광섬유격자센서(B,B1,B2)를 평행하게 설치하여 부재의 미소 변형량을 빼주는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 균열을 측정시 전자파의 영향이 없고 외부 환경요인으로부터 자유로운 광섬유격자센서를 사용함으로써 상시 정밀 계측이 가능해지고, 1/10,000mm 이상의 높은 정밀도를 바탕으로, 균열의 특이점을 계측할 수 있어 효율적인 안전관리가 가능해지며, 절대 변형량을 알 수 있어, 보다 정확한 수명 예측으로 경제성을 배가 시킬수 있으며, 계측기 없이도 구조물과 일체 거동 하여 고유 파장값이 변하기 때문에 경제적으로 누적 변형을 계측할 수 있는 장점이 있다.

Claims

광섬유격자센서를 이용한 균열 측정방법에 있어서, 균열측정용 광섬유격자센서(A)의 감지부(D)가 균열부(C)를 포함하게 부착하고, 하나 이상의 보정용 광섬유격자센서(B)의 감지부(D)가 균열을 포함하지 않고, 균열 측정용 광섬유격자센서(A)의 부착위치에 평행하게 부착 하여, 그 값을 보정하는 광섬유격자센서를 이용한 균열 계측 방법