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광섬유가 내장된 파이프;상기 파이프 내의 광섬유가 형성된 선을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 형성되는 광섬유 브래그 격자 센서(Fiber Bragg Grating sensor);상기 파이프에 내장된 광섬유에 광원을 입력하고, 상기 광섬유 브래그 격자 센서로부터 반사되는 파장 신호 데이터를 수신하기 위한 광원 송수신 장치; 및상기 광원 송수신 장치에서 수신한 파장 신호 데이터를 이용하여, 상기 파이프의 3차원 형상과 위치를 추정하여 모니터링하는 컴퓨터를 포함하되,상기 파이프는 120도 간격으로 길이 방향으로 형성된 3개의 광섬유가 내장되어 있고,상기 컴퓨터는 파장 신호 데이터를 이용하여 x축, y축, z축의 좌표 정보를 획득하고, 좌표 정보를 이용하여 파이프의 3차원 형상을 추정하며,상기 컴퓨터는 상기 파이프에 형성된 3개의 광섬유 중에서 제1 광섬유로부터 x축 좌표 정보를 획득하고, 제2 광섬유로부터 y축 좌표 정보를 획득하고, 제3 광섬유로부터 z축 좌표 정보를 획득하고,곡률반지름을 r, 곡률각을 θ, 그리고 파이프 단면에서의 곡률의 기울어진 정도를 나타내는 각을 α라고 하면, 각각의 광섬유 브래그 격자 센서가 위치한 단면의 중심을, (수학식 5)로 나타낼 수 있고,광섬유 브래그 격자 센서의 길이를 s, 변형률을 ε이라 할 때, (수학식 6)의 수식으로 나타낼 수 있고, (수학식 7)이며,120°는 3개의 광섬유 브래그 격자 센서들이 서로 이루는 각도라고 할 때, 상기 수학식 7에서 r1, r2, r3의 값을 상기 수학식 5 및 상기 수학식 6에 적용하여 연립시키면, (수학식 8)의 수식으로 나타낼 수 있고,ε12=ε2-ε1, ε13=ε3-ε1, ε23=ε3-ε2이고, σ1=1+ε1, σ2=1+ε2, σ3=1+ε3라고 하면, 수학식 8은, (수학식 9)의 α에 관한 식으로 표현하거나, (수학식 10)의 곡률 반경 r에 대한 식으로 표현할 수 있으며,광섬유 브래그 격자 센서가 위치한 파이프의 단면 위치인 x, y, z의 좌표값을 표현한 함수 f(x,y,z)를 output이라 하고, n은 위치 데이터의 수라고 하면, (수학식 11)로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 파이프 구조의 3차원 형상 모니터링 시스템
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