핵산업 냉각 배관 내 냉각제 농도를 모니터링하기 위해, 현재 측정 기기가 환경 간섭, 매질 침적, 분산 다점 모니터링의 어려움 등의 문제에 직면해 있는 상황에서, 층상 폴리이미드(Polyimide, PI)를 기반으로 한 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating, FBG) 농도 센서를 설계하였다. PI 박막의 흡수성, 수분 분자의 확산 원리 및 FBG 센싱 이론을 결합하여 층상 PI 박막 기반 FBG 농도 센싱 기작을 연구하고, 층상 PI 박막 FBG 농도 센서를 설계·제작하였다. 마지막으로 농도 측정 실험 플랫폼을 구축하여 농도 센싱 실험을 수행하였고, 코팅된 층상 PI 박막 FBG 농도 센서가 KCl 용액에 대해 가지는 농도 특성 곡선을 얻었으며, 이의 감도와 이력 특성을 분석하였다. 실험 결과는 농도와 파장 이동량이 선형적인 변화 관계를 보였으며, 농도 특성 곡선의 적합도는 0.9942였고, 정·역 행정 출력의 최대 차이는 35 pm이었으며, 센서의 평균 감도는 157.6 pm/(mol·L^-1)였다. 이는 동일 조건에서 단층 환상 PI 박막 FBG 농도 센서 및 부식형 FBG 농도 센서 감도의 각각 7.4배 및 49.1배에 해당한다. 이 센서는 핵산업 배관 내 냉각제 농도 측정에 새로운 방법을 제공하며, 고감도, 안전성 및 전자기 간섭 저항성 등의 장점이 있다.

광섬유 브래그 격자;농도;층상 폴리이미드;고감도