광섬유 레이저에서의 광궤환에 대한 연구

최규남,Choi, Kyoo-Nam 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.5

코히런트 광섬유 센서의 해상도를 향상시키기 위하여 광원의 코히런스 길이를 향상시키는 방법에 대하여 연구하였다. 넓은 파장범위에 걸쳐서 레이저 광을 생성할 수 있고 발광 파장대역이 장거리 전송이 가능한 통신용 광섬유의 저 손실 대역인 광섬유 레이저의 코히런스 길이를 향상시키기 위하여 레이저의 광궤환 기법을 이용하였다. 본 논문에서는 광섬유 레이저의 단거리 및 장거리 광궤환 루프가 코히런스 길이에 미치는 영향을 Mach-Zehnder Interferometer를 이용하여 연구하였다. 광궤환 전력량과 광궤환 루프에서의 변조형태가 코히런스에 미치는 영향을 조사하였다. 주파수 천이도는 200m 길이차를 갖는 비대칭 간섭계에서의 위상간섭 정도를 측정하여 계산하였다. 광섬유 레이저에서 단거리 광궤환 루프는 450kHz/sec로 주파수 천이도를 축소시키는데 효과가 있었고 장거리 광궤환 루프는 50kHz/sec로 주파수 천이도를 더 향상시키는 효과가 있음을 알 수 있었다. 실제 코히런트 광센서에 응용 시 고감도 침입자 감지가 기대된다. The method of enhancing visibility in optical fiber sensor was investigated by improving coherence length of light source. The optical feedback technique is used to enhance coherence length in fiber laser which generates laser in near infrared wavelength region and utilizes low loss characteristics of optical communication grade fiber. In this paper, the effect to coherence length by short and long optical feedback paths are investigated by using Mach-Zehnder interferometer technique. The effect to coherence length by changing optical feedback power and optical modulation are investigated. The spectral drift was calculated by measuring the degree of phase perturbation in unbalanced Mach-Zehnder interferometer having loom path difference. The short optical feedback path was effective to reduce spectral drift to 450kHz/sec and the long optical feedback path in combination with short optical feedback path was found to further reduce spectral drift to 50kHz/sec.

내환경성 금속인식 정보단말기에 관한 연구

최규남,Choi, Kyoo-Nam 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.5

고온다습하며 이물질이 존재하는 일반적인 금속감지 기술이 적용되기 어려운 환경에서도 사용할 수 있는 금속위치감지 방법을 제안한다. 섭씨 300도가 넘는 환경에서는 마이크로웨이브, 초음파, 광파를 매체로 하는 일반적인 송수신용 전자소자를 사용하는 금속감지 센서는 전자소자의 동작온도 범위를 넘어서므로 적용하는데 어려움이 있었다. 본 연구에서는 금속감지를 위하여 노출되는 면에는 수동소자를 사용하고 전자파를 금속 위치감지에 이용하는 기법을 사용한 금속의 위치감지 장치에서 전자파의 주파수, 감지거리가 금속감지 센서의 감도에 미치는 영향을 측정하였다. 측정된 결과는 500mm 간격에서도 1mm 해상도를 갖고 위치를 감지할 수 있으며 고온에서도 금속의 위치 측정이 가능함을 보여주었다. The novel metal position detection method is proposed where conventional techniques, in high temperature, moisture and particle environment, are not able to be applied. It is known that electronic devices, utilizing microwave, ultrasonic or optical technique, are hard to apply for sensing application where temperature is exceeding above 300 degree centigrade. Metal position detection technique, which was consisted with passive elements facing hot sensing surface, utilizing electromagnetic wave was investigated, and the metal detection sensitivity was measured by varying sensor frequency and sensing distance. Measurement result in laboratory test set-up showed position measurement resolution up to 1mm, when distance between two sensing elements were 500mm, and possibility to measure position of hot metal sheet having very high surface temperature.

자차 송신기 신호 간섭회피 기능을 갖는 차량의 충돌방지 센서

최규남,Choi, Kyoo-Nam 한국전자통신학회 2013 한국전자통신학회 논문지 Vol.8 No.3

Interference reduction method of vehicle collision avoidance sensor which is used for the low speed electric vehicle has been investigated. Various methods were attempted for the vehicle collision avoidance distance sensor, which received a transmitted signal from a front driving vehicle to measure the distance between two vehicles, to avoid interference by the own transmitter signal toward the rear following vehicle. In this study, -12dB of interference cancellation ratio was realized by using the phase cancellation method to the transmitted signal from the own vehicle. Proposed phase cancellation method is regarded to have the advantage of continuous monitoring in comparison to the conventional time sharing transmitting and receiving method. 저속 전기자동차에 사용되는 차량 간 충돌방지 센서의 간섭저감 방법에 대하여 연구하였다. 앞차에서 송신되는 기준신호를 수신하여 앞차와의 거리를 감지하는 차량 충돌방지용 거리센서는 뒤차를 향하여 발신되는 자차의 송신신호에 의해 간섭되는 것을 피하기 위하여 다양한 방법이 시도된 바 있다. 본 연구에서는 자차 송신기에서 발신되는 신호에 의한 영향을 위상소거법을 사용하여 감소시켜 -12dB 의 감쇄 비를 실현하였다. 본 연구에서 시도한 위상소거법은 종래의 시분할 송수신 방법에 비해 연속적인 감시가 가능한 장점이 있다.

원격감시 기능을 갖는 고감도 부분방전센서

최규남,Choi, Kyoo-Nam 한국전자통신학회 2015 한국전자통신학회 논문지 Vol.10 No.3

광학적 잡음과 전기적 잡음을 복합적으로 제거할 수 있는 하이브리드 필터를 채용하고 펄스형태의 아크 광 신호를 적분하여 수신되는 아크에너지의 크기로 감지할 수 있는 원격감시 기능을 갖는 고감도 부분방전 센서를 구현하였다. 하이브리드 필터는 부분방전 센서가 설치되는 배전반 내 환경에서 내부 형광등과 백열등 조명에 대하여 영향을 받지 않음을 보여주었다. 종래에는 아크광의 불규칙한 파형특성으로 인하여 첨두치가 감지되어 아크광의 크기에 비례한 선택적 감지가 어려웠으나, 센서에 적용된 적분연산 기능은 각기 다른 아크광의 에너지 레벨에 대하여도 선택적으로 감지가 가능함을 실험적으로 보여주었다. 센서는 2m 이격된 원격지에서 100A 저압 MCCB의 정상 개폐 시 발생하는 섬광에 해당하는 광 에너지에 대해서도 감지가 가능함을 보여주어 원격감시 기능을 갖는 고감도 부분방전센서에 적용 가능함을 보여주었다. Remote monitoring partial discharge sensor, equipping with hybrid filter combining optical and electrical noise reduction capabilities and with signal integrating function to calculate total arc energy, was investigated. Hybrid filter showed insensitivity to fluorescent and incandescent lamps under simulated distribution panel condition. Signal integrating function showed selective detection capability corresponding to different arc energy levels, while convention arc sensor had difficulty to discriminate arc energy level due to bursty arc waveform and peak level detection characteristics. The sensor showed possibility for application to remote monitoring partial discharge sensor, since it detected arc energy level corresponding to normal open and close discharge in low voltage 100A MCCB at 2m distance.

가시광선 영역에서의 선면 감지 센서

최규남,Choi, Kyoo-Nam 한국전자통신학회 2012 한국전자통신학회 논문지 Vol.7 No.2

실린더 형태의 롤러에 감기는 원단들의 가장자리에 있는 선 이나 면들을 감지할 수 있는 1차원 선면감지 센서에 대하여 연구하였다. 선면감지 센서는 광학계의 정렬을 필요로 하지 않는 1안 렌즈를 사용한 1:1 광학계를 사용하였고 2분할 실리콘 수광소자를 사용한 두 개 채널로 부터의 차 및 합 신호를 처리하여 구현하였다. 측정된 결과는 다양한 재질 및 색상을 갖는 피사체에 대해서도 0.1mm 까지 선폭을 감지할 수 있었으며 감기는 원단은 0.2mm 편차 이내로 감기는 것을 보여주었다. One dimensional line edge detection sensor was investigated for the application to detect line or edge of wide sheet winding to cylindrical roller. Line edge detection sensor was realized using align-free 1:1 optical system having 1 convex lens and by processing sum or difference of signals from two photo-diodes in a bi-cell photodetector. Line width up to 0.1mm on object having various materials and colors was detectable, and the deviation of wound sheet was found to be under 0.2mm.

가변주파수형 금속감지 센서의 특성

최규남,Choi, Kyoo-Nam 한국전자통신학회 2014 한국전자통신학회 논문지 Vol.9 No.2

This Electromagnetic metal piece detection sensor, having high sensitivity even under high humidity and dust density, using LVDT was investigated. Metal detection characteristics using phase detection method, for 3 frequencies covering ELF and LF band, were experimentally measured. It was found that the sensitivity for metal and animal food, in which metal piece was included, was exponentially increased as frequency increased. Reducing cutoff frequency of LPF after PD was found to be effective to proportionally increase sensitivity. Also the sensitivity of metal piece detection was enhanced by optimizing BPF bandwidth and SNR. Metal piece detection limit using available ferrous test samples was found to be 0.7mm diameter from the experiment using 50kHz, in ELF band, which was known to have better selectivity to animal food. is an example of ABSTRACT format. 습기와 먼지가 많은 장소에서도 내환경성을 가지면서 고감도로 미세 금속편 감지가 가능한 전자장 방식 선형가변차동변압기를 이용한 금속감지 방식에 대하여 연구하였다. 초장파에서 장파에 걸친 3개 주파수 대역에서 위상검파 방식을 사용하여 각 주파수별 금속감지 특성을 실험적으로 측정하였다. 주파수가 증가하면 금속감지 및 금속편이 포함되는 동물성 식품에 대한 감도는 기하급수적으로 증가함을 알 수 있었다. 또한 위상검파 후단의 저역통과필터의 대역폭을 축소하여 감도를 비례하여 증가시킬 수 있었고, 대역통과필터 대역폭과 신호대잡음비를 최적화하여 철 시편에 대한 감지 감도를 향상시킬 수 있었다. 시험용 철 시편을 사용한 감지 감도 한계는 동물성 식품에 대한 변별력이 좋은 50kHz 초장파 대역에서 최저 지름 0.7mm의 철 시편까지 금속감지가 가능함을 보여주었다.

광도파관 외부산란광을 이용한 우적감지 센서

최규남(Kyoo Nam Choi) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.48 No.2

차량의 윈드실드 유리 외면에서의 빗방울에 의한 산란광을 수신하여 빗방울 존재 유무를 판별하는 우적감지 센서를 제안한다. 기존의 윈드실드 유리를 광도파관으로 이용하는 우적감지 센서는 신호광을 윈드실드 유리 내부로 주입하기 위하여 정밀한 광학계를 필요로 하며 외부 진동이나 충격에 의해 광결합률에 영향을 주어 오작동되는 경우가 있었다. 제안하는 광도파관 외부에 존재하는 빗방울에 의한 산란광을 이용하는 우적감지 센서는 광도파관 내부에 신호광을 주입할 필요가 없으므로 별도의 광학계가 필요 없으며 외부 충격이나 진동의 영향을 받지 않는 장점이 있다. 스프레이어를 이용한 가상강우 환경에서, 제작된 광도파관 외부 산란광을 이용한 우적감지 센서에 대한 실험결과는 빗방울뿐만 아니라 안개와 같은 미세한 입자에도 반응하여 차량용 우적감지 센서로 이용할 수 있는 가능성을 보여주었다. Rain sensor detecting the presence of rain outside windshield glass of automobile by receiving scattered light from rain drops is proposed. Rain sensor using windshield glass as light waveguide required precision optical apparatus to inject light signal into windshield glass, and it was susceptible to outside shock and vibration, resulting malfunction, which altered optical coupling ratio. Proposed rain sensor, which detected scattered light from rain drops outside optical waveguide, did not require optical components because it did not need to inject light signal into light waveguide. This was advantageous because the sensor was less effected by shock and vibration. Fabricated rain sensor using scattered light outside waveguide responded not only to rain drops but also mist particles under simulated rain conditions using spraying nozzle, thus it showed prospects as rain sensor for automobile application.

광전자방식 센서를 이용한 수중모터 운전감지방식

최규남(Kyoo Nam Choi) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.8D

본 논문에서는 수중에 위치한 수중펌프가 운전에 문제가 생길 경우 이를 효율적으로 모니터링 할 수 있는 방법에 대하여 제안한다. 기존의 권선 및 베어링 온도감시 방식 등의 기계적인 방식은 센서를 펌프 또는 모터 본체에 취부하여 고속 회전시 축불균형 문제를 발생시키며 또한 반응속도도 낮았으나 제안하는 광전자 방식은 비접촉식으로 운전상황을 감시할 수 있으며 반응속도가 빠른 강점이 있었다. 광전자 방식 수중모터 운전감시 시스템을 제작하여 역상 운전 감시, 회전속도 감시, 절연저항 감시를 수행하였다. 광전자 방식 센서는 모터의 단면 축에 두개의 반사패턴을 부착하여 인식하는 방법을 사용하였다. 특히 역상운전 감시와 회전속도 감시는 모터의 회전축에 물리적인 센서를 필요로 하지 않아 센서의 무게로 인한 모터의 축 불균형 문제없이 효율적으로 운전을 감시하였다. 감지 데이터를 다중화 하는 방식으로 외부와의 통신선로를 최소화 하는 방식도 사용하였다. In this paper, we propose an efficient monitoring method of submergible pump in case of malfuction in water. A conventional way of monitoring method such as winding and bearing temperatures required the sensors to be attached directly to the enclosure of pump or motor, thus it caused not only axis unbalance problem but also low response time. The proposed optoelectronic method had advantage of monitoring operation parameters using non-contact method with fast response time. The optoelectronic monitoring system was fabricated, and it was applied to monitoring of reverse rotation, revolution and insulation resistance. Optoelectronic sensing was realized by attaching two reflective patterns directly to the cutting edge of motor axis. It was particularly advantageous in the monitoring of reverse rotation and revolution without axis unbalance problem, because it does not require physical sensors in motor axis. Also the technique by multiplexing data lines helped to minimize communication lines to outside.

1차원 시각센서를 이용한 위치 감지방법

최규남(Kyoo Nam Choi) 한국통신학회 2009 韓國通信學會論文誌 Vol.34 No.12D

본 논문에서는 롤 형태로 감거나 풀리는 원단이나 금속판의 위치를 가려지지 않은 부분에서 투과되어 오는 광을 감지하여 정확히 추정 할 수 있는 방법에 대하여 제안한다. 기존의 아날로그 광전도감지방식 및 비디오 이미지 방식 위치 감지 센서는 센서표면에 이물질이 흡착되거나 주변온도 변화에 의해 소자의 특성이 변화되면 위치 감지에 오차가 발생하게 되는 단점이 있었다. 제안하는 1차원 시각센서를 이용한 위치감지 센서는 1차원 CCD 를 사용한 디지털 신호방식을 도입하여 센서표면의 이물질이나 주변온도 변화의 영향을 받지 않고 위치를 감지할 수 있었다. 원단 가장자리 정렬용으로 제작된 1차원 시각센서를 이용한 디지털 방식 위치감지센서는 분진이 많은 환경에서도 가장자리 위치제어에 적용할 때 ㎜ 해상도를 갖는 정밀도로 위치를 감지할 수 있음을 보여주었다. 특히 주변 조명에 대하여도 1:50 이상의 콘트라스트를 보여주었다. In this paper, we propose an accurate way of monitoring the position of fabric sheet or metal sheet from winding or unwinding roll by detecting transmitted light from uncovered portion of fabric sheet or metal sheet. The conventional center or edge positioning method using analog photo-conductive or analog video image method had shortcoming because of erroneous position measurement which is caused by dust on sensor surface or variation in device characteristic due to environmental temperature change. The proposed position detection method utilizing CCD-based digital linear camera sensor was accurate to measure the position without any effect from dust on sensor surface or variation in device characteristic due to environmental temperature change. The experimental position detection system using digital linear camera sensor showed particular accuracy in ㎜ resolution when it is applied to control edge position of fabric sheet under dust hazardous environment. Also it showed contrast ratio which is more than 50 to environmental lighting.

의료용 플라스틱광섬유 센서 매트

최규남(Kyoo Nam Choi) 대한전기학회 2007 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2007 No.4