1) Advanced Infrastructure Research Team, Korea Railroad Research Institute
브릴루앙 광 상관영역 기반 분포형 광섬유를 활용한 도시철도 구조물의 모니터링 적용성 평가
Evaluation on the Applicability of Monitoring for Urban Railway Structure Using Brillouin Optical Correlation Domain Analysis Based
Distributed Optical Fiber Sensor
채 덕 호1)･ 이 성 진2)･ 이 진 욱†
Deokho Chae ･ Sungjin Lee ･ Jin-Wook Lee
Received: July 13
th, 2018; Revised: July 20
th, 2018; Accepted: August 7
th, 2018
ABSTRACT : Recently, there have been various problems aroused on the domestic infrastructures as the domestic cities become old.
Accordingly, the national concerns grow on the urban railway and the related structures, which brings the national interests are brought on the research on the maintenance and rehabilitation of the old infrastructures. The underground structure of urban railway are checked with the strain gages or fiber brag grating (FBG) sensors on the railway. However, these methods are known to have resolution limitations on the investigations of the specified abnormal section. Therefore, the applicability of the Brillouin Optical Correlation Domain Analysis (BOCDA) based distributed fiber optic sensor system on the railway was evaluated in this study. The constructed BOCDA fiber optic sensor system shows high resolution of 10, 20, 50, 100 cm and capability of continuous monitoring on overall or specified section within 2 km range. The applicability evaluation was performed on the 250 m distribution of fiber optic sensors abandoned railway for continuous monitoring. The applicability of the system on the specified area was evaluated with wheel load testing. As a result, data loss tends to increase with the reduction of spatial resolution from 1.0 m to 0.1 m. Even though the measuring speed is reduced with lower spatial resolution, data accuracy increases on the location and deformation. The system can be applicable to various structures if the proper distribution method is invented later.
Keywords : Urban railway, High resolution, Distributed optical fiber sensor, Brillouin optical correlation domain analysis
요 지 : 최근 우리나라는 도시의 노후화가 가속되며 사회기반시설에 대한 다양한 문제점들이 발생하고 있다. 이에 영향을 받는 도시철도 구조물 또한 노후화가 가속되면서 시민들의 불안감은 커지고 있어 이에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있다. 도시철도 구조물은 시민의 안전과 밀접하게 연관되어 있어 이상 현상을 신속히 발견하여 처리해야 한다. 도시철도 지하구조물의 경우, 선로에 변형률 게이지를 부착하거나 광섬유 센서인 브래그 격자 센서를 활용하여 측정하고 있다. 그러나 이러한 방식은 장거리 모니터링에 는 용이하지만 공간 분해능이 떨어져 이상구간을 정밀하게 측정하는 데에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 브릴루앙 광 상관 영역 기반(Brillouin Optical Correlation Domain Analysis; BOCDA)의 분포형 광섬유 센서 시스템을 구축하여 도시철도 지하구조물 인 궤도에 관한 모니터링 적용성 평가를 수행하였다. 구축된 BOCDA 기반의 고분해능 분포형 광섬유 센서 시스템은 공간분해능 10, 20, 50, 100cm 이며 측정거리 2km 구간에 대해 상시 모니터링 및 특정 위치에 대해 모니터링이 가능하다. 철도 폐선부지에 광섬 유를 약 250m 포설하여 상시 모니터링에 대한 적용성을 평가하였으며, 윤중 시험기를 사용하여 특정위치에 대한 모니터링 적용성 을 평가하였다. 시험결과, 공간분해능 1.0m에서 0.1m로 낮아질수록 손실이 커지는 경향을 보이고 있으며, 공간분해능이 낮을수록 측정 속도는 감소하지만 위치 및 변형에 대한 정확한 데이터를 얻을 수 있었다. 추후, 포설방법이 해결된다면 다양한 구조물의 모니 터링에 활용될 수 있을 것이다.
주요어 : 도시철도, 고분해능, 분포형 광섬유, 브릴루앙 광 상관영역 Journal of the Korean Geo-Environmental Society
19(9): 13～19. (September 2018) http://www.kges.or.kr
ISSN 1598-0820 DOI https://doi.org/10.14481/jkges.2018.19.9.13
1. 서 론
도시철도 구조물은 열차하중에 의해 철도 궤도에 힘이 누적되어 궤도가 시간에 따라 변형될 수 있으며, 이를 미리
감지하여 대처할 필요가 있다(Chae et al., 2017). 지반의 변 형에 따라 철도 궤도에 힘이 누적되어 궤도가 시간에 따라 변형될 수 있으며 이를 미리 감지할 수 있는 장기 모니터링 시스템이 필요하다. 그러나 도시철도 구조물의 이상거동은
Fig. 1. Typical spectral components resulting from light scattering
수동 탐상기를 활용하거나 인력으로 검측하기 때문에 궤도의 이상거동을 알아내는 것은 쉽지 않다. 이상구간에 대해 계측 시 사용되는 변위계는 장기간의 계측이 어려우며 케이 블 배선, 전력수급, 전자파 간섭 등의 문제로 문제 발생 개 소 및 예상 개소에 단기간 계측에 적용하고 있다. 이러한 단점을 극복할 수 있는 광섬유 센서는 광 손실이 매우 적은 광섬유의 특징으로 측정 범위를 쉽게 늘릴 수 있으며, 이는 긴 철도 궤도를 모니터링 하는데 용이하다. 또한 빛을 이용 하기 때문에 빠르고 정밀한 측정이 가능하다는 점도 손꼽을 수 있다.
광섬유 센서는 온도, 변형률, 압력, 물질의 밀도 등의 물 리량을 측정할 수 있는 센서로 다양한 연구가 활발하게 이 루어지고 있다(K. Hotate & T. Hasegawa, 2000; Toshio et al., 1990; M. Tanaka & K. Hotate, 2002). 그리고 광섬유 센서를 이용하는 많은 센서 시스템이 상용화를 이루었다.
광섬유는 가볍고, 부피가 작으며, 단가가 매우 저렴하고, 길 이에 따른 광 손실이 적다는 다양한 장점이 있다. 또한 발열 이 없으며 전자파 간섭도 받지 않는다는 특징이 있다. 이 중 특별히 광섬유 센서의 특징으로 분포형 측정이 가능하다 는 점을 꼽을 수 있다. 분포형 측정을 할 수 있는 센서를 분포형 센서라고 하며 분포형 센서는 선형으로 분포된 센서 에 대한 연속적 측정이 가능한 센서를 말한다. 일반적인 분 포형 센서는 광섬유를 이용하며 광섬유를 따라 광섬유의 모 든 지점이 연속적인 선형 센서라고 볼 수 있다. 해저 케이블 에 대한 이상감지, 파이프라인 누설감지, 각종 건물 등의 구 조물 변형감지 등은 포인트 센서로 행하기 쉽지 않다.
도시철도 구조물의 이상구간을 파악하기 위해서 기존에 는 선로에 변형률 게이지를 부착하거나 광섬유 센서인 브래 그 격자 센서(Fiber Bragg Grating, FBG)방식과 광 시간 영 역 반사 측정(Optical Time Domain Reflectometry) 등을 활 용한 연구가 진행되었으나(Ko et al., 2012; Lee et al., 2006;
Park et al., 2003; Ricardo et al., 2015; Sung et al., 2012;
Duwayne & Florian, 1997) 이러한 방식은 장거리 계측에 용이하다는 장점을 가지고 있지만 이로 인해 공간 분해능이 제한되는 단점을 가지고 있다. 또한 현재까지 많은 광섬유 센서들이 상용화되었으나 국내에서는 철도 궤도 이상 검지 에 적합한 모델이 없어 해외수입에 의존해야 되며 고분해능 분포형 센서는 고가이기 때문에 원활하게 공급하지 못하고 있는 실정이다. 현재 다양한 방식을 적용한 분포형 광섬유 센서 시스템의 상용 제품이 있지만 철도 궤도 구조물 및 지 반 이상 모니터링의 특수한 목적에 적합성이 떨어지기 때문 에 운용 가능한 상용 모델이 없다. 반면 브릴루앙 광 상관영 역 측정방식(Brillouin Optical Correlation Domain Analysis) 은 광섬유 센서의 이러한 단점을 보완하기 위해 개발된 방
식으로 높은 공간 분해능으로 측정이 가능하다. 높은 공간 분해능은 도시철도 구조물의 이상구간에 대해 정밀하게 측 정하여 정확한 정보를 얻을 수 있는 장점이 있다.
따라서 본 연구에서는 광섬유 센서를 이용하여 도시철도 구조물의 이상구간을 상시 모니터링 할 수 있는 BOCDA 기반의 고분해능 분포형 광섬유 센서 시스템을 구축하였다.
기존 분포형 광섬유센서의 성능과 비교하였을 때 공간분해 능 10, 20, 50, 100cm로 설정하여 시험 가능하며, 2km 구간 에 대해 상시 모니터링 및 특정 위치에 대해 모니터링을 수 행할 수 있다. 광섬유 센서는 Buffer 재질의 광섬유 센서와 Bare 파이버 타입의 기존 상용품을 사용하였다. 또한 철도 폐선부지에 테스트베드를 구축하여 광섬유를 포설하여 성 능검증을 수행하였다.
2. 광섬유
2.1 브릴루앙 산란
광섬유 속으로 들어간 빛은 외부로 나오지 않고 빛의 잔 반사 원리에 의해 광섬유를 따라 진행한다. 광섬유 자체에 서 발생하는 빛의 산란(Scattering)을 이용하며, Fig. 1과 같 이 산란의 방식에 따라 나뉜다.
본 연구에서 적용한 브릴루앙(Brillouin) 산란은 매질 내 의 음향 신호성분과 광신호 간의 산란으로 산란된 빛은 주 파수가 높아지기도 하며 낮아지기도 하는데 이때 변하는 주 파수 값은 브릴루앙 주파수라고 한다. 브릴루앙 주파수는 매질에 존재하는 음향파에 따라 달라지기에 매질의 종류 및 매질의 상태에 따라 변하게 된다. 또한 입사광신호에 비해 주파수가 높아진 성분을 반-스토크(Anti-Stoke) 성분, 주파 수가 낮아진 성분을 스토크(Stoke) 성분이라고 한다. Fig. 2 는 브릴루앙 매질 내에 존재하는 음향파와 빛과의 산란에 대해 표현한 것이다.
입사한 빛, 산란된 빛, 매질 내의 음향파에 대한 파동차 수는 각각 k, k’, q이며 각 주파수는 각각 w, w’, W이다.
Fig. 2. Brillouin scattering
Fig. 3. Brillouin scattering in optical fiber
Fig. 4. Fiber optical of buffer type
파동차수는 파동의 운동량과 관련된 값이며, 각 주파수는파동의 에너지와 관련된 값이다. 입사한 빛이 이동하는 음 향파와 산란하면 파동차수와 각 주파수가 각각 상호 보존되 며 산란하게 된다. 음향파와 산란하는 현상을 브릴루앙 산 란이라고 한다. 유도 브릴루앙 산란현상은 매질 내에 존재 하는 음향파를 광신호를 이용하여 증폭하며 이를 통해 일어 나는 브릴루앙 산란을 유도한다. 광섬유 내에서의 유도 브 릴루앙 산란을 Fig. 3에 나타내었다.
음향파를 증폭하여 이와 같이 산란하도록 하는 유도 브 릴루앙 산란은 서로 반대방향으로 입사하는 두 광신호의 주 파수 차이에 따라 결정된다. 이를 Phase matching 조건이라 고 한다. 이 조건을 만족하면 두 광신호에 의해 발생하는 간섭신호는 매질 내에 존재하는 음향파와 동일한 주파수로 동일한 속도로 이동하게 되며 전기변형(Electrostriction)현 상에 의해 음향파를 증폭하게 된다. 또한 증폭된 음향파와 두 광신호 중 높은 주파수 성분의 광신호와 산란을 하게 되 며 더 낮은 주파수 성분의 광신호를 증폭하게 된다. 이를 결정하는 두 광신호 간의 주파수 차이가 브릴루앙 주파수
이며 다음 Eq. (1)로 표현할 수 있다.
∙
∙
∙ sin
(1)
는 매질의 유효 굴절률, Va는 매질에서의 음향파 속 도,
는 빛 파장의 길이,
는 빛의 산란 각도이다. 광섬유에 서는 광섬유를 따라 움직이기에 산란각은 0 또는
이다. 하 지만 산란각이 0일 경우, 브릴루앙 주파수 값이 0이 되며 이는 유도 브릴루앙 산란이 두 광신호가 반대방향으로 입사할 때만 발생한다는 것을 알 수 있다. 일반적인 브릴루앙 주파수
는 대략 10.85GHz 정도이다. 브릴루앙 주파수는 광섬유에 20
의 변형률이 인가될 때마다 또는 1℃의 온도 가 증가할 때마다 1MHz 정도 선형적으로 증가한다. 브릴루 앙 주파수의 천이 값을 읽어내어 광섬유에 변형률 또는 온 도가 변했다는 것을 알 수 있다. 브릴루앙 센서 시스템은 광섬유 센서에 유도 브릴루앙 산란현상을 이용하며 광섬유 센서에서 분포형 브릴루앙 주파수를 취득함으로 분포형 변 형률 및 온도에 대한 정보를 취득할 수 있다.2.2 상관영역 분포형 측정 방식
분포형 측정은 광섬유 내에서 측정구간을 구분하는 방식 을 통해 이루어진다. 브릴루앙 광 상관영역 분석(Brillouin Optical Correlation Domain Analysis; BOCDA) 방식은 광 원에 변조를 이용하여 측정공간을 분해하여 해당 공간에서 의 분포형 브릴루앙 이득 스펙트럼을 취득한다. 변조로 주 기적으로 주파수가 변하는 광신호를 광섬유 센서에 서로 반대 방향으로 입사할 경우 두 광신호가 전파한 광결로차 에 따라 주기적으로 주파수 차이가 일정하게 유지되는 좁 은 영역이 발생한다. 이를 상관영역 또는 상관피크라고 정 의한다.
상관피크이외의 다른 모든 지점은 광신호 간의 주파수 차이가 빠르게 변하기에 브릴루앙 산란이 억제되는 반면 상 관피크에서만 브릴루앙 산란이 집중된다. 광 경로차가 항상 일정하게 유지되는 한 가운데를 중심으로 변조 주파수에 따 라 상관피크의 위치가 변한다. 상관영역 분석방식의 브릴루 앙 센서 시스템은 변조 주파수를 제어하여 브릴루앙 산란이 발생하는 공간을 선택할 수 있다.
3. 도시철도구간 현장설치
3.1 광섬유 재원
고분해능 분포형 광섬유 센서 시스템의 성능검증을 위해
Table 1. Material of optical fiber
Structure Material Specifications
Optical fiber Fiber SMF: G652D
Tight buffer
Material PVC, FR-PE, Hytrel nylon Diameter
2.0 : 900
± 50
Color Yellow Operation temperature range -20℃ ~ + 70℃
Installation temperature range -10℃ ~ + 60℃
(a) Gravel railroad
(b) Concrete railroad Fig. 5. Fiber optic sensors installation
Fig. 6. Installation of fiber optics
광섬유 센서는 Buffer 타입의 광섬유 센서와 Bare 타입의광섬유 센서를 사용하였다. 사용된 광섬유의 모식도를 Fig.
4에 나타내었으며, 광섬유 센서의 재질을 Table 1에 나타내 었다.
센싱 광섬유 포설에 사용된 광섬유는 피복 두께가 다른 두 가지의 광섬유를 사용하였다. 궤도구간에 포설되는 광섬 유는 미세한 변형을 측정할 수 있어야 하기 때문에 피복이 0.9mm로 얇은 재질의 광섬유를 사용하였다. 피복이 되어 있는 센싱 광섬유는 -20℃에서 70℃의 온도에서 작동하며, -10℃에서 60℃ 이내에서 포설할 수 있다. 또한 포설 시 발 생하는 인장력으로 인한 오차를 파악하기 위해 피복이 되어 있지 않은 Bare 타입의 광섬유를 사용하였다.
3.2 광섬유 포설
분포형 광섬유 시스템에 대한 현증 검증을 수행하기 위 해 폐선부지에 광섬유를 포설하여 시험을 수행하였다. 자갈 궤도 50m와 콘크리트 궤도 50m는 궤도에 부착하는 형식으 로 포설하였으며, 온도보상용 100m, 여유분 50m는 관에 삽 입하여 포설하였다. 궤도에 포설한 센싱 광섬유는 궤도에 인가되는 변형률을 감지하는 센서로 사용하며 관 속의 광섬 유는 온도 감지 센서로 날씨 또는 계절에 따라 변하는 온도 에 대한 보상을 하도록 하는 데 사용하였다. 광섬유가 포설 된 시험 현장을 Fig. 5에 나타내었다.
궤도에 포설한 광섬유는 궤도에 인가되는 변형률을 감지 하는 센서로 활용되며, 관 속의 광섬유는 온도 감지 센서로 날씨 또는 계절의 변화에 따라 온도에 대한 보상을 하도록 하는 데 사용한다.
광섬유의 포설은 설치 시 부착의 오류로 인한 측정응답 의 왜곡이 발생할 수 있으므로, 설치 시 주의를 기울여 목적 에 맞는 최적의 응답을 얻을 수 있도록 하여야 한다. 또한 광섬유의 포설은 포설 시 포설단계에서 발생하는 인장력으 로 인해 광섬유 센서의 변형이 문제가 된다. 따라서 포설 시 광섬유 센서에 인장력이 미치지 않도록 하였다. Fig. 6에 포설하는 방법에 대해 나타내었다.
센싱 광섬유의 포설은 센서가 부착될 궤도에 대해 녹을
비롯한 이물질로 인해 포설이 원활히 되지 않을 경우를 대 비하여 그라인더로 표면처리를 하였다. 표면처리는 미세한 표면에 대해 굴곡을 한 후 표면처리가 완료되면 분진 및 철 가루를 제거하였다. Buffer 타입의 광섬유와 Bare 타입의 광섬유의 부착은 선로에 약 30cm씩 나누어 순간 경화제를 사용하여 부착하였다. 부착의 길이가 길어지면 센싱 광섬유 에 영구 인장력이 발생하여 정확한 측정 데이터를 얻기 어 려운 점이 있다. 광섬유 센서는 작은 힘으로도 파손되거나 포설 시 꺾이는 부분에서 빛이 산란하는 경향을 갖고 있어 포설하는 도중에 파손여부를 확인하기 위해 광섬유 식별기 를 장착하여 파손유무를 확인하였다. 포설된 센싱 광섬유는 얇은 케이블로 이루어져 있기 때문에 파손될 우려가 있어 이를 보호하기 위해 보호패드를 설치하였다.
Fig. 7. Fiber optic sensor for temperature
(a) Resolution 100 cm
(b) Resolution 50 cm
(c) Resolution 20 cm
(d) Resolution 10 cm
Fig. 8. Results (left: bare fiber optic sensors, right: buffered fiber optic sensors)
Fig. 9. Resolution 0.1 m and 1.0 m
온도보상을 위한 센싱 광섬유는 궤도에 부착하지 않고돌아오는 구간에 Fig. 7과 같이 관에 삽입하여 양옆으로 50m 포설하였다. 또한 50m의 여분을 두어 어디에서든 측 정 가능하도록 하였다.
4. 검증시험 및 결과
고분해능 분포형 광섬유 센서 시스템으로 포설 광섬유의 길이를 측정하였으며, 길이는 약 270m 정도였다. 고분해능 분포형 광섬유 시스템의 GUI에서 시스템에 연결한 센싱 광 섬유의 길이를 5MHz 주파수의 광 신호의 위상차로 변화하 여 레지스터로 저장하며 자동적으로 측정 위치를 환산하여 계산하게 된다. 고분해능 분포형 광섬유 센서 시스템으로 포설한 광섬유 센서에 대해 공간분해능 10, 20, 50, 100cm 에 대해 분포형 스캔을 2회 실시하였으며, Fig. 8에 2회 측 정한 결과를 도시하였다.
Bare 광섬유 센서의 결과를 보면 공간분해능이 100cm에 서 10cm로 낮아질수록 손실이 커지는 것을 알 수 있으며, 측정 결과에서 튀는 오류가 많이 발생하는 것으로 나타났다.
Buffered 광섬유 센서의 결과에서는 Bare 광섬유 센서를 포설한 결과보다는 손실이 적은 것을 확인할 수 있다. 공간 분해능 100cm와 50cm에서는 거의 손실이 없는 것으로 나 타났으며, 20cm와 10cm에서는 손실이 발생하나 Bare 광섬 유 센서보다 적은 것으로 나타났다.
Bare 광섬유 센서는 Buffered 광섬유 센서와는 달리 피 복이 되어있지 않아 투명한 색이기 때문에 광섬유 센서 자체를 포설하는 작업에 어려움이 따른다. 따라서 Bare 광 섬유 센서 포설 시 인장력이 발생하여 영구변형이 생겨 손실이 발생하는 것으로 생각되며, Buffered 광섬유 센서 는 포설 시 인장력이 거의 가해지지 않게 포설된 것으로 생각된다.
또한 구조물의 이상 현상을 파악하기 위해서는 공간분해능
이 중요하다. 기존의 광섬유 센서 시스템은 측정거리 100km 이상인 장점을 가지고 있지만 공간분해능은 10cm 이상으 로 정밀한 측정을 하기 위해서는 한계를 보인다. 본 연구에 서 개발한 고분해능 분포형 광섬유 센서 시스템은 공간 분 해능 10cm로 측정거리 2km를 분포형으로 측정할 수 있도
록 개발되었다. 공간분해능을 검증하기 위해 궤도에 하중을 줄 수 있는 윤중 시험기를 이용하여 궤도 한 부분에 60MPa 의 하중을 재하하였으며, 이에 대한 브릴루앙 주파수를 측 정하였다. Fig. 9에는 공간분해능 10cm와 100cm로 측정한 결과를 나타내었다.
윤중 시험기의 하중으로 인해 공간분해능 100cm의 경우 브릴루앙 주파수가 약 4MHz 발생하는 것으로 나타났으며, 이는 변형률로 환산 시 약 100
의 변형으로 보였다. 또한 공간분해능 10cm의 경우 약 14∼16MHz의 브릴루앙 주파수 가 변화되는 것으로 나타났으며, 변형률로 환산 시 약 390
의 변형을 보였다. 공간 분해능 10cm에서는 하중이 재하되 어 변형을 보이는 구간을 명확히 확인할 수 있었으나, 공간 분해능 100cm에서는 하중이 재하되는 구간이 명확히 나타 나지 않고 약 1.5m 구간에 걸쳐 변형이 보이는 것으로 나타 났다. 이는 공간 분해능 100cm에서는 이상구간을 파악할 수는 있지만, 위치 및 변형률의 양을 찾아내기에는 무리가 따른다. 반면 공간분해능 10cm로 측정한 결과에서는 어느 위치에서 얼마나 변형이 발생하였는지 확인이 가능하다. 공 간분해능이 높을수록 측정 속도는 빨라지지만 공간분해능 이 낮을수록 위치 및 변형량에 대한 정확한 자료를 획득할 수 있다.
5. 결 론
본 연구에서는 광섬유 센서를 이용하여 도시철도 구조물 의 이상구간을 상시 모니터링 할 수 있는 BOCDA 기반 고 분해능 분포형 광섬유 센서 시스템을 구축하였다. 공간분해 능은 10, 20, 50, 100cm이며, 2km 구간에 대해 상시 모니터 링 및 특정 위치에 대해 모니터링이 가능하다. 이를 검증하 기 위해 테스트베드를 구축하였으며, 철도 선로에 광섬유를 포설하여 성능검증을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
피복이 되어 있지 않은 Bare 광섬유 센서는 공간분해능 이 낮아질수록 손실량이 커지는 것으로 나타나 오류가 많이 발생하는 것으로 나타났다. 반면 피복이 되어 있는 Buffered 광섬유 센서는 공간분해능 100cm와 50cm에서 거의 손실이 없는 것으로 나타났으며, 공간분해능 20cm와 10cm에서는 손실이 발생하지만 Bare 광섬유 센서보다는 적은 것으로 나 타났다. 동일한 구간에서 측정한 결과 각 센서에서 차이를 보이는 것은 포설에 의한 방법 차이인 것으로 생각되며, 포 설 시 인장력으로 인한 영구변형에 의해 손실이 발생한 것 으로 생각된다.
공간분해능에 따른 차이를 검증하기 위해 윤중 시험기를
사용하였으며, 철도 선로 임의의 한 부분에 60MPa의 하중 을 재하하였다. 공간분해능 1.0m에서는 브릴루앙 주파수가 4MHz 발생하였으며, 공간분해능 0.1m에서는 약 14~16MHz 발생하여 차이를 보였다. 변형률로 환산 시 공간분해능 100cm 에서는 100
의 변형이며, 공간분해능 10cm에서는 390
의 변형을 보였다. 공간분해능 10cm에서는 하중이 재하되 는 구간이 명확한 반면 공간분해능 100cm에서는 이상구간 을 파악할 수 있지만 위치 및 변형률의 양을 찾아내기에는 무리가 따르는 것으로 생각된다.
고분해능 분포형 광섬유 센서 시스템에 대한 현장 검증 은 포설에 대해 문제점이 있는 것을 확인하였다. 광섬유 센 서는 포설 시 인력 및 장비로 발생하는 인장력에 대해 장기 변형을 보이며, 이를 감쇄시킬 수 없기 때문에 포설에 신중 을 기해야한다. 추후, 포설방법이 해결된다면 토목구조물에 대한 모니터링에 활용도가 높을 것으로 생각된다.
감사의 글
본 연구는 한국철도기술연구원 주요사업(PK1805A2B)의 연구비 지원으로 수행되었습니다.
