필라멘트 와인딩된 복합재료 압력탱크에 삽입된 광섬유 브래그 격자 센서의 생존율 향상
The Improvement of Survivability of Fiber Bragg Grating Sensors Embedded into Filament Wound Pressure Tanks
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초록
여러 복합재료 제작기법 중에서 필라멘트 와인딩 제작 기법은 압력탱크, 파이프 등과 같은 실린더 형태의 축대칭 구조물의 제작에 가장 효율적인 방법이다. 또한, 필라멘트 와인딩으로 제작된 복합재료 압력탱크는 운용 중 큰 내압을 받게 되며 복잡한 손상 메커니즘과 파손 모드를 가지고 있다. 그러므로, 필라멘트 와인딩으로 제작된 복합재료 압력탱크는 탱크의 제작 과정과 제작 후 전 과정 동안의 탱크에 대한 건전성 모니터링이 필요하며 이를 위해 탱크의 제작 시부터 탱크 내부의 여러 지점에 센서가 삽입 적용되어야 한다. 여러 센서 중에서 광섬유 센서는 복합재료 내부에 삽입이 용이한 센서이며 특히, 광섬유 브래그 격자 센서(fiber Bragg grating Sensors, FBG센서)는 다중화(multiplexing)가 용이한 것을 큰 장점으로 가장 많이 채택되고 있다. 하지만, FBG 센서를 필라멘트 와인딩된 복합재료 압력탱크에 성공적으로 삽입 적용하기 위해서는 극심한 탱크의 삽입 환경에 대한 센서의 삽입 기법의 개발이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 필라멘트 와인딩된 복합재료 압력탱크의 제작 시 FBG 센서를 탱크 내부에 다중화하여 삽입적용하기 위한 기법에 대하여 연구하였다.
Abstract
Among many fabrication methods of composite materials, filament winding is the most effective method for fabricating axis-symmetric structures such as pressure tanks and pipes. Filament wound pressure tanks are under high internal pressure during the operation and it has the complexity in damage mechanisms and failure modes. For this reason, it is necessary to monitor the tank through its operation as well as whole fabrication process. A large number of sensors must be embedded into multi points of the tank from its fabrication step for monitoring the whole tank. Fiber optic sensors, especially fiber Bragg grating(FBG) sensors are widely used for various applications because of good multiplexing capabilities. However, we need to develop the embedding technique of FBG sensors into harsh inner environment of the tank for the successful embedment. In this paper, we studied the embedding technique of a number of FBG sensors into filament wound pressure tanks considering multiplexing.
참고문헌 (11)
- "Development of embedding methods of fiber Bragg grating sensor under consideration of strain transfer", 14(6), pp.32~37 (2001)
- "Signal characteristics of fiber Bragg grating due to internal strain gradient", 15(4), pp.32~36 (2002)
- "Simultaneous monitoring of strain and temperature during and after cure of unsymmetric cross-ply composite laminate using fiber optic sensors", 30(1), pp.49~55 (2002)
- "Cure monitoring of composite laminates using fiber optic sensors", 30, pp.59~66 (2002)
- "Embedded fiber optic sensor arrays for structural health monitoring of filament wound composite pressure vessels", 3670, pp.289~301 (1999)
- "Pressure vessel wall thinning detection using multiple pairs of fiber Bragg gratings for unbalanced strain measurements", 19(3), pp.15~113 (2000)
- "Impact damage detection in filament wound tubes using embedded optical fibre sensors", 6(4), pp.470~476 (1997)
- "Strain monitoring of filament wound composite tank using fiber Bragg grating sensors", 11(6), pp.848~853 (2002)
- "The influence of hydrogen loading and the fabrication process on the mechanical strength of optical fibre Bragg gratings", 20, pp.241~251 (2002)
- "The signal characteristics of reflected spectra of fiber Bragg grating sensors with strain gradient and grating lengths", 33(3), pp.32~38 (2005)
- "The fabrication method of fiber Bragg grating sensor with various grating length and signal characteristics of reflected spectra with grating length", 17(4), pp.32~39 (2004)