Abstract
In aircraft composite structures, structural defects such as matrix cracks, delaminations and fiber breakages are hard to detect if they are breaking out in operating condition. Therefore, to assure the structural integrity, it is desirable to perform the real-time health monitoring of the structures. In this study, a fiber optic sensor was applied to the composite beams to monitor failure and strain in real-time. To detect the failure signal and strain simultaneously, laser diode and ASE broadband source were applied in a single EFPI sensor using wavelength division multiplexer. Short time courier transform and wavelet transform were used to characterize the failure signal and to determine the moment of failure. And the strain measured by AEFPI was compared with the that of strain gage. From the result of the tensile test, strain measured by the AEFPI agreed with the value of electric strain gage and the failure detection system could detect the moment of failure with high sensitivity to recognize the onset of micro-crack failure signal.
급격한 과도하중이나 충격 등에 의해서 발생만 복합적층 내부의 손상은 항공기 구조물과 같이 안전성이 중요시되는 구조의 신뢰성을 저하시키며 또한 큰 위험 요인이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 구조의 건전성을 모니터링하고 파손여부를 실시간으로 감지하기 위해 단파장 레이저와 광대역광원을 동시에 적용한 광섬유 센서를 이용하여 변형률 및 파손을 실시간으로 동시에 모니터링 할 수 있는 시스템을 구성하였다 이때 서로 다른 파장대의 두 장원은 파장분할다중 송신기를 이용하여 하나의 광섬유 센서에 적용되었다 파손신호의 특징을 정량적으로 구분하기 위해 STFT와 Wavelet Transform 과 같은 시간 주파수 분석법을 사용하였으며, 광섬유 센서로 취득 긴 파손신호 및 변형률 측정값을 각각 압전 세라믹 센서와 스트레인게이지의 값과 서로로 비교하였다. 장시간동안 파손과 동시에 측정된 변형률의 값은 스트레인게이지의 측정값과 잘 일치하였으며 파손감지 시스템 또만 미세한 파손신호까지 민감하게 감지해 낼 수 있음을 알 수 있었다.
