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- 저자 : 송승리(Seungri Song) (검색결과 1 건)
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구조광 기술을 이용한 레이저 스펙클 기반의 변형률 측정 센서
권민성(Min Seung Kwon),강동훈(Donghoon Kang),김수철(Soocheol Kim),송승리(Seungri Song),주철민(Chulmin Joo) 한국비파괴검사학회 2018 한국비파괴검사학회지 Vol.38 No.5
접촉식 기반 변형률 측정 센서는 접촉 방식의 고질적인 문제로 부착 위치에 따라 변형률 측정값의 오차를 동반하며, 센서 탈부착 시 파손의 위험 또한 가져온다. 이를 극복하기 위하여, 본 연구는 시편의 변형에 매우 민감한 레이저 스펙클 영상(laser speckle imaging)을 이용한 비접촉식 센서를 구현하였다. 기존의 보고된 스펙클 기반의 센서들은 주변광(ambient light)에 취약하여 현장 적용에 어려움이 따른다. 본 연구에서는 주변광 환경에서도 고대조 및 고민감도 측정이 가능하게 하고자 구조광(structured illumination) 기술을 적용하였다. 또한, 취득한 레이저 스펙클 영상에 대하여 2차원 상관관계 분석을 통해 정량적인 변형률 값을 산출하였다. 알루미늄 시편의 인장 실험을 실시하여 변형률 게이지(strain gauge)와 비교 분석하였으며, 0.99의 높은 상관관계를 확인하였다. 본 센서는 정밀한 동시에 주변광에도 강건한 특성은 실제 철로 유지관리와 같은 현장에 응용될 수 있음을 시사한다. The contact-based strain sensor has been broadly employed to measure mechanical deformation of a variety of materials. However, its measurement accuracy is highly sensitive to the sensor location on the specimen, and it can be easily broken and damaged during sensor attachment/detachment and because of environmental factors. Herein, we propose a non-contact optical strain sensor based on laser speckle imaging (LSI). The LSI is highly sensitive to the local modulation of the refractive index, scattering features, and deformation of specimen. We utilize and combine this feature of LSI with structured illumination to achieve high-contrast and high-sensitivity LSI (and strain measurement) even with strong ambient light. Quantitative measurement of strain is performed through two-dimensional cross correlation of LSI images acquired during the deformation. The sensor exhibited a 1.8× higher signal-to-noise ratio compared to that in the conventional LSI technique. The measurement accuracy was also assessed by performing a tensile test with aluminum specimens. The measurement results presented a correlation coefficient of 0.99 upon comparison with the conventional strain gauge.
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