KR20210070006A - Apparatus for detecting fire of multiple place using optical fiber cable - Google Patents

Apparatus for detecting fire of multiple place using optical fiber cable Download PDF

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KR20210070006A
KR20210070006A KR1020190159959A KR20190159959A KR20210070006A KR 20210070006 A KR20210070006 A KR 20210070006A KR 1020190159959 A KR1020190159959 A KR 1020190159959A KR 20190159959 A KR20190159959 A KR 20190159959A KR 20210070006 A KR20210070006 A KR 20210070006A
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서민성
강왕규
한진우
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주식회사 케이티
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Abstract

The present invention relates to a distributed fire detection device using an optical cable. Unlike the prior art in which a light source unit and a light receiving unit are configured as one body, a light receiving unit is distributed to a place requiring temperature measurement using an optical branch unit, and a relatively short optical cable connected to the light receiving unit is used to measure temperature. Therefore, the present invention provides the effects of simultaneously measuring temperature at various points and shortening the time for temperature measurement.

Description

광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치{APPARATUS FOR DETECTING FIRE OF MULTIPLE PLACE USING OPTICAL FIBER CABLE}Distributed fire detection device using optical cable {APPARATUS FOR DETECTING FIRE OF MULTIPLE PLACE USING OPTICAL FIBER CABLE}

본 발명은 광섬유를 이용하여 화재 발생 여부를 감지하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for detecting whether a fire has occurred using an optical fiber.

광섬유는 원거리에 광신호를 보내거나 받을 수 있고, 온도변화에 따라 광신호의 산란광의 세기도 변화하기 때문에 원거리 화재감시에 이용될 수 있다. The optical fiber can send or receive an optical signal at a long distance, and since the intensity of the scattered light of the optical signal changes according to the temperature change, it can be used for remote fire monitoring.

광섬유에 광신호를 입사시키면 광섬유 내부에서 레일리산란, 브릴루앙산란, 라만산란 등 여러 산란이 발생한다. 이 중 라만산란 된 빛은 온도변화에 따라 세기가 변화하는데 이러한 특성을 이용하면 온도를 측정할 수 있는 것이다. 또한 광섬유에 광신호를 광펄스로 입사시키고 입사된 광신호와 반대방향으로 라만산란 된 빛의 시간차이를 이용하면 거리정보를 계산해낼 수 있으므로 광섬유의 길이방향으로 온도분포를 알 수 있다.When an optical signal is incident on an optical fiber, various scattering such as Rayleigh scattering, Brillouin scattering, and Raman scattering occurs inside the optical fiber. Among them, the intensity of the Raman-scattered light changes according to the temperature change, and this characteristic can be used to measure the temperature. In addition, if an optical signal is incident on the optical fiber as an optical pulse and the time difference between the incident optical signal and the Raman-scattered light in the opposite direction is used, distance information can be calculated, so the temperature distribution in the longitudinal direction of the optical fiber can be known.

이렇게 광섬유를 이용하여 화재감시를 하기 위해서는 빛을 송신하는 광원부와 라만산란된 빛을 측정하기 위한 수신부가 필요하다. 따라서 온도감시가 필요한 곳이 여러 곳이면 광원부와 수신부가 쌍으로 감시하려는 위치만큼 필요하므로 비용이 그만큼 증가한다. 또한 측정 거리가 늘어날수록 광신호가 왕복하는 시간이 길어지고 정확도를 위해 여러 번 반복해서 측정하는 경우 신속한 감지가 어려운 문제가 있다.In order to perform fire monitoring using optical fibers in this way, a light source unit for transmitting light and a receiving unit for measuring Raman-scattered light are required. Therefore, if there are several places where temperature monitoring is required, the cost increases as much as the location where the light source and the receiver are to be monitored in pairs. In addition, as the measurement distance increases, the time for the optical signal to reciprocate becomes longer, and there is a problem in that it is difficult to detect quickly when measuring repeatedly for accuracy.

본 발명의 발명자들은 이러한 종래 기술의 광섬유를 이용한 화재감지 시스템의 문제점을 해결하기 위해 연구 노력해 왔다. 하나의 광원부를 이용하면서도 복수의 지점에서 온도를 측정할 수 있도록 함으로써 종래기술의 문제점을 극복할 수 있는 화재감지 시스템을 완성하기 위해 많은 노력 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present invention have been researching and trying to solve the problems of the fire detection system using the optical fiber of the prior art. The present invention has been completed after much effort to complete a fire detection system that can overcome the problems of the prior art by allowing the temperature to be measured at a plurality of points while using a single light source.

본 발명은 하나의 광원부를 사용하면서 복수의 수신부를 구성하여 시스템을 간단히 하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to simplify the system by configuring a plurality of receiving units while using one light source unit.

본 발명의 또 다른 목적은 실제 온도측정이 필요한 곳에 수신부를 배치함으로써 측정시간을 단축하고 측정값의 정확도를 높이는 것이다.Another object of the present invention is to shorten the measurement time and increase the accuracy of the measurement value by arranging the receiver where the actual temperature measurement is required.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other objects not specified in the present invention will be additionally considered within the range that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

본 발명에 따른 광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치는, 광신호를 송신하는 광송신부; 상기 광송신부에서 송신한 광신호에서 산란된 신호를 수신하는 광수신부; 상기 광송신부와 광수신부를 연결하는 제1 광케이블; 및 상기 광수신부에 일단이 연결되고 온도측정구간에 설치되는 제2 광케이블;을 포함하되, 상기 제2 광케이블은 상기 제1 광케이블에 비해 짧은 구간에 설치되는 것을 특징으로 한다.Distributed fire detection device using an optical cable according to the present invention, an optical transmitter for transmitting an optical signal; an optical receiver for receiving a signal scattered from the optical signal transmitted from the optical transmitter; a first optical cable connecting the optical transmitter and the optical receiver; and a second optical cable having one end connected to the optical receiver and installed in the temperature measurement section, wherein the second optical cable is installed in a shorter section than the first optical cable.

상기 제1 광케이블은 싱글모드 광케이블(SMF: Single Mode Optical Fiber Cable)이고 제2 광케이블은 멀티모드 광케이블(MMF: Multi Mode Optical Fiber Cable)인 것을 특징으로 한다.The first optical cable is a Single Mode Optical Fiber Cable (SMF) and the second optical cable is a Multi Mode Optical Fiber Cable (MMF).

상기 광송신부는 광신호를 복수의 광케이블로 분기하기 위한 광분기부를 포함하고, 분기된 광케이블의 수만큼 광수신부와 광수신부에 연결된 제2 광케이블을 더 포함하는 것이 좋다.Preferably, the optical transmitter includes an optical branch for branching an optical signal into a plurality of optical cables, and further includes a second optical cable connected to the optical receiver and the optical receiver by the number of branched optical cables.

또한, 상기 광분기부는 시분할 광스위치일 수 있다.In addition, the optical branching unit may be a time division optical switch.

상기 광송신부에서 송신하는 광신호는 광펄스 신호이고, 상기 광펄스 신호의 전송 간격은 상기 제2 광케이블의 길이에 비례하는 것을 특징으로 한다.The optical signal transmitted from the optical transmitter is an optical pulse signal, and a transmission interval of the optical pulse signal is proportional to the length of the second optical cable.

상기 광수신부는 상기 제1 광케이블을 통해 전송된 광신호를 분기하는 탭커플러와, 상기 탭커플러에서 분기된 신호를 검출하는 제1 광검출부와, 상기 제2 광케이블에서 산란된 신호 중 라만산란된 신호만 수신하기 위한 라만필터, 상기 라만필터에서 라만산란된 신호를 검출하기 위한 제2 광검출부와, 상기 라만산란 신호의 세기를 이용하여 제2 광케이블이 설치된 구간의 온도를 측정하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.The optical receiver includes a tap coupler that branches the optical signal transmitted through the first optical cable, a first optical detector that detects a signal branched from the tap coupler, and a Raman-scattered signal among the signals scattered by the second optical cable. A Raman filter for receiving only a Raman filter, a second photodetector for detecting a Raman-scattered signal from the Raman filter, and a controller for measuring the temperature of a section in which a second optical cable is installed using the intensity of the Raman scattering signal. desirable.

상기 제어부는 상기 제1 광검출부에서 검출된 광신호의 시간과, 상기 제2 광검출부에서 검출된 라만산란된 신호의 도착 시간차이에 의해 라만산란이 일어난 위치를 계산할 수 있다The control unit may calculate a location where Raman scattering occurs by a difference between the time of the optical signal detected by the first photodetector and the arrival time of the Raman-scattered signal detected by the second photodetector.

상기 광수신부는 상기 라만필터에서 수신된 라만산란된 신호 중 스토크 산란과 안티스토크 산란을 분리하기 위한 광스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The optical receiver may further include an optical switch for separating Stokes scattering and anti-Stokes scattering from among the Raman-scattered signals received by the Raman filter.

바람직하게는 상기 제어부는 상기 스토크 산란 신호 또는 안티스토크 산란 신호를 이용하여 온도를 측정할 수 있다.Preferably, the controller may measure the temperature using the Stokes scattering signal or the anti-Stokes scattering signal.

본 발명에 따르면 원거리에 분산된 여러 위치의 온도를 효과적으로 측정할 수 있고, 하나의 광원을 사용하여 여러 위치의 온도를 측정할 수 있으므로 온도측정장비 설치를 위한 비용을 줄일 수 있는 효과도 있다.According to the present invention, it is possible to effectively measure the temperature of several locations dispersed in a remote location, and since it is possible to measure the temperature of several locations using a single light source, there is an effect of reducing the cost for installing a temperature measuring device.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if it is an effect not explicitly mentioned herein, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 종래기술에 따른 광케이블을 이용한 온도측정장치의 구조도이다.
도 2는 종래기술에 따른 온도측정장치에서 온도측정을 위한 광펄스의 간격을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 광케이블을 이용한 온도측정장치의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 온도측정장치에서 온도측정을 위한 광펄스의 간격을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 광케이블을 이용한 온도측정장치의 구조도이다.
도 6은 광스위치를 이용한 온도측정장치에서 광펄스의 간격을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 온도측정장치에서 광수신부의 구체적인 구조도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 광케이블을 이용한 온도측정장치의 구조도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 is a structural diagram of a temperature measuring device using an optical cable according to the prior art.
2 shows an interval of light pulses for temperature measurement in a temperature measurement device according to the prior art.
3 is a structural diagram of a temperature measuring device using an optical cable according to a preferred embodiment of the present invention.
4 shows an interval of light pulses for temperature measurement in a temperature measurement device according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a structural diagram of a temperature measuring device using an optical cable according to another preferred embodiment of the present invention.
6 shows an interval of light pulses in a temperature measuring device using an optical switch.
7 is a detailed structural diagram of the light receiving unit in the temperature measuring device according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a structural diagram of a temperature measuring device using an optical cable according to another preferred embodiment of the present invention.
※ It is revealed that the accompanying drawings are exemplified as a reference for understanding the technical idea of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereby.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, with reference to the drawings, the configuration of the present invention guided by various embodiments of the present invention and effects resulting from the configuration will be described. In the description of the present invention, if it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscured as it is obvious to those skilled in the art with respect to related known functions, the detailed description thereof will be omitted.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.Terms such as 'first' and 'second' may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the above terms. The above term may be used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a 'first component' may be referred to as a 'second component', and similarly, a 'second component' may also be referred to as a 'first component'. can Also, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. Unless otherwise defined, terms used in the embodiments of the present invention may be interpreted as meanings commonly known to those of ordinary skill in the art.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다.Hereinafter, with reference to the drawings, the configuration of the present invention guided by various embodiments of the present invention and effects resulting from the configuration will be described.

도 1은 종래기술에 따른 광케이블을 이용한 온도측정장치의 구조도이다.1 is a structural diagram of a temperature measuring device using an optical cable according to the prior art.

종래기술의 온도측정장치(10)는 광원부(12)와 광수신부(14) 및 이들 사이를 연결하는 제1 광케이블(16)과 일단이 광수신부에 연결되고 온도측정구간까지 연장된 제2 광케이블(18)로 구성된다.The temperature measuring device 10 of the prior art includes a light source unit 12 and a light receiving unit 14, a first optical cable 16 connecting them, and a second optical cable having one end connected to the light receiving unit and extending to the temperature measuring section ( 18) consists of

광원부(12)에서 송신된 광펄스신호는 제1 광케이블(16)과 제2 광케이블(18)을 통해 온도측정이 필요한 구간까지 전달된다. The optical pulse signal transmitted from the light source unit 12 is transmitted through the first optical cable 16 and the second optical cable 18 to a section where temperature measurement is required.

이 때 광신호가 진행하는 반대방향으로 산란되는 신호가 발생하는데, 이 중 라만산란된 신호는 온도에 따라 그 세기가 변화하기 때문에 광섬유의 온도를 측정할 수 있다.At this time, a signal that is scattered in the opposite direction of the optical signal is generated. Among them, the intensity of the Raman-scattered signal changes according to the temperature, so the temperature of the optical fiber can be measured.

또한 광원부(12)에서 광수신부(14)로 입사된 광신호와 온도측정구간에서 산란된 신호가 광수신부(14)로 입사되는 시간차이를 계산하면 온도측정 구간의 위치(거리)도 계산할 수 있다.In addition, if the time difference between the light signal incident from the light source unit 12 to the light receiver 14 and the signal scattered from the temperature measurement section is incident on the light receiver 14, the position (distance) of the temperature measurement section can also be calculated. .

그런데 종래기술에서 광수신부(14)와 온도측정구간이 멀리 떨어진 경우 문제가 발생할 수 있다. 제2 광케이블(18)의 길이가 길어질수록 라만산란된 신호의 품질이 나빠지므로 여러 번 측정하여 평균을 내야 정확한 온도 값을 얻을 수 있는데, 광케이블의 길이가 길어질수록 측정시간이 길어지게 되고, 여러 지점의 온도를 측정하려면 그만큼 오랜 지연시간이 발생하기 마련이다.However, in the prior art, when the light receiver 14 and the temperature measurement section are far apart, a problem may occur. As the length of the second optical cable 18 increases, the quality of the Raman-scattered signal deteriorates. Therefore, it is necessary to measure and average several times to obtain an accurate temperature value. As the length of the optical cable increases, the measurement time becomes longer, and at several points In order to measure the temperature, a long delay time is bound to occur.

도 2와 같이 온도측정장치(10)와 온도측정구간이 멀리 떨어져 있으면 광펄스가 온도측정구간까지 이동하여 산란된 광신호가 다시 온도측정장치(10)에 도달할 때까지 새로운 광신호를 송신할 수 없다. 광신호가 겹치면 어떤 신호에 의해 산란된 신호인지 알 수 없기 때문이다.As shown in FIG. 2 , if the temperature measuring device 10 and the temperature measuring section are far apart, the optical pulse moves to the temperature measuring section and a new optical signal can be transmitted until the scattered optical signal reaches the temperature measuring device 10 again. none. This is because if the optical signals overlap, it is not possible to know which signal is the scattered signal.

도 3은 이러한 종래기술의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 광케이블을 이용한 온도측정장치의 구조도이다.3 is a structural diagram of a temperature measuring device using an optical cable according to a preferred embodiment of the present invention for solving the problems of the prior art.

본 발명에 따른 온도측정장치는 광송신부(110)와 광수신부(120, 122, 124), 광송신부(110)와 광수신부들(120, 122, 124) 사이를 연결하는 제1 광케이블들(131, 132, 133) 및 광수신부들(120, 122, 124)에 연결되어 온도측정구간에 설치된 제2 광케이블들(121, 123, 125)를 포함한다.The temperature measuring apparatus according to the present invention includes first optical cables 131 connecting the optical transmitter 110 and the optical receivers 120, 122, 124, and the optical transmitter 110 and the optical receivers 120, 122, and 124. , 132, 133) and the second optical cables (121, 123, 125) connected to the optical receivers (120, 122, 124) installed in the temperature measurement section.

광송신부(110)는 광원부(112)와 광분기부(114)를 포함하고 그 사이는 광케이블(116)으로 연결된다.The optical transmission unit 110 includes a light source unit 112 and an optical branch unit 114 , and an optical cable 116 is connected therebetween.

광원부(112)는 광신호를 발생시켜 광케이블(116)을 통해 광분기부(114)에 전달한다.The light source unit 112 generates an optical signal and transmits it to the optical branch unit 114 through the optical cable 116 .

광분기부(114)는 광신호를 여러 군데의 광수신부(120, 122, 124)로 전달하기 위해 분기시킨다. 광분기부(114)를 사용함으로써 하나의 광원부(112)에 의해 여러 지역의 온도측정이 가능하고 따라서 온도측정장치의 비용을 줄일 수 있다.The optical branching unit 114 branches the optical signal to transmit the optical signal to the plurality of optical receiving units 120 , 122 , and 124 . By using the optical branching unit 114, it is possible to measure the temperature of various regions by one light source unit 112, and thus the cost of the temperature measuring device can be reduced.

광분기부(114)에 의해 분기된 광신호는 제1 광케이블(131)을 통해 광수신부(120)에 전달된다. 광수신부(120)를 통과한 광신호는 온도측정구간에 설치된 제2 광케이블(131)에 전달된다.The optical signal branched by the optical branching unit 114 is transmitted to the optical receiving unit 120 through the first optical cable 131 . The optical signal passing through the optical receiver 120 is transmitted to the second optical cable 131 installed in the temperature measurement section.

온도측정구간으로 전달된 광신호는 진행방향의 반대방향으로 산란 신호를 발생시키고 이 중 라만산란된 신호는 온도에 따라 그 세기가 변화하므로 광수신부(120)는 이를 측정하여 온도를 측정할 수 있다.The optical signal transmitted to the temperature measurement section generates a scattering signal in the opposite direction to the traveling direction, and the intensity of the Raman-scattered signal changes according to the temperature, so the light receiver 120 can measure the temperature by measuring it. .

광송신부(110)와 광수신부(120)는 멀리 떨어져 있더라도 광수신부(120)에 연결된 제2 광케이블(121)의 길이는 짧게 유지할 수 있으므로 광신호의 측정시간을 줄이고 정확도 역시 높일 수 있다.Even if the optical transmitter 110 and the optical receiver 120 are far apart, the length of the second optical cable 121 connected to the optical receiver 120 can be kept short, thereby reducing the measurement time of the optical signal and increasing the accuracy.

제1 케이블(131, 132, 133)은 싱글모드광섬유(SMF: Single Mode Fiber Optic Cable)로 구성하고 제2 광케이블(121, 123, 125)은 멀티모드광섬유(MMF: Multi Mode Fiber Optic Cable)로 구성할 수 있다. The first cable (131, 132, 133) is composed of a single-mode fiber optic (SMF), and the second optical cable (121, 123, 125) is a multi-mode fiber (MMF: Multi-Mode Fiber Optic Cable). configurable.

싱글모드광섬유는 전송가능한 전파의 모드가 하나뿐이다. 따라서 코어의 직경이 작고 모드간 분산이 없기 때문에 넓은 대역폭을 가지며 손실이 적기 때문에 장거리 전송에 유리하다. 멀티모드광섬유는 여러 전파 모드로 전송이 가능하다. 따라서 코어 직경이 싱글모드광섬유에 비해 크고 분산이 많이 생기기 때문에 장거리 전송이 어렵다. 다만 싱글모드광섬유에 비해 저렴하고 광전변환을 위한 소자 가격도 저렴한 특징이 있다.Single-mode optical fiber has only one mode of transmission that can be transmitted. Therefore, since the diameter of the core is small and there is no dispersion between modes, it has a wide bandwidth and low loss, which is advantageous for long-distance transmission. Multimode fiber optics can transmit in multiple propagation modes. Therefore, long-distance transmission is difficult because the core diameter is larger than that of single-mode optical fiber and dispersion occurs. However, compared to single-mode optical fiber, it is cheaper and the device price for photoelectric conversion is also low.

따라서 비교적 먼 거리를 연결해야 하는 제1 광케이블(131, 132, 133)은 싱글모드광섬유를 사용하고 비교적 짧은 거리의 온도측정을 위한 제2 광케이블(121, 123, 125)은 멀티모드광섬유를 사용하는 것이다. 이렇게 함으로써 성능을 높이는 것은 물론 비용을 저렴하게 유지할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the first optical cables (131, 132, 133) that need to be connected over a relatively long distance use a single-mode optical fiber, and the second optical cables (121, 123, 125) for temperature measurement at a relatively short distance use a multi-mode optical fiber. will be. In this way, there is an advantage in that the performance can be improved as well as the cost can be kept low.

도 4는 본 발명의 온도측정장치를 사용할 때 광펄스의 간격을 나타낸다. 광펄스는 종래기술과는 달리 광수신부(120)와 온도측정구간 사이의 짧은 구간에서만 온도측정을 위해 이용되므로, 온도측정구간의 제2 광케이블(121)의 길이에 따라 그 간격이 훨씬 짧아질 수 있다. 따라서 종래기술에 비해 훨씬 짧은 간격으로 광펄스를 송신할 수 있고 온도를 여러 번 측정하더라도 온도측정시간을 단축할 수 있다.4 shows the interval of light pulses when the temperature measuring device of the present invention is used. Unlike the prior art, since the optical pulse is used for temperature measurement only in a short section between the optical receiver 120 and the temperature measuring section, the interval can be much shorter depending on the length of the second optical cable 121 in the temperature measuring section. have. Accordingly, light pulses can be transmitted at much shorter intervals than in the prior art, and the temperature measurement time can be shortened even when the temperature is measured several times.

도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 광케이블을 이용한 온도측정장치의 구조도이다.5 is a structural diagram of a temperature measuring device using an optical cable according to another preferred embodiment of the present invention.

광송신부(210)는 광분기부 대신 고속의 광스위치(214)를 사용할 수 있다. 광스위치(214)는 시간별로 광펄스를 구분하여 각 채널로 전송하는 장치이다. 광분기부와는 달리 동일한 신호가 아니라 각 채널별로 다른 광신호를 시간을 구분하여 전송할 수 있는 장점이 있다. 또한 광분기부는 동일한 신호를 여러 채널로 나누는 것이므로 신호의 손실이 발생할 수 있으나 광스위치(124)는 하나의 광펄스를 하나의 채널로 전송하므로 신호의 손실이 없다는 것도 장점이다.The optical transmitter 210 may use a high-speed optical switch 214 instead of the optical splitter. The optical switch 214 is a device for dividing optical pulses by time and transmitting them to each channel. Unlike the optical splitter, there is an advantage in that not the same signal but different optical signals for each channel can be transmitted at different times. Also, since the optical splitter divides the same signal into several channels, signal loss may occur. However, since the optical switch 124 transmits one optical pulse through one channel, there is no signal loss.

도 6은 광스위치를 이용한 온도측정장치에서 광펄스의 간격을 나타낸다.6 shows an interval of light pulses in a temperature measuring device using an optical switch.

광스위치는 채널별로 나누어 광펄스를 전송한다. 시분할로 시간을 나누어 각 채널에 할당된 시간대에 광펄스를 전송하는 것이다.The optical switch transmits optical pulses by dividing by channels. Time is divided by time division, and optical pulses are transmitted in the time zone assigned to each channel.

도 7은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 온도측정장치에서 광수신부의 구체적인 구조도를 나타낸다.7 is a detailed structural diagram of a light receiving unit in a temperature measuring device according to a preferred embodiment of the present invention.

광수신부(120)는 탭커플러(1210), 제1 광검출기(1220), 라만필터(1230), 광스위치(1240), 제2 광검출기(1250) 및 제어부(1260)를 포함할 수 있다.The light receiver 120 may include a tap coupler 1210 , a first photodetector 1220 , a Raman filter 1230 , an optical switch 1240 , a second photodetector 1250 , and a controller 1260 .

광수신부(120)에서 온도를 측정하기 위해서는 라만산란된 신호만 측정하면 되지만, 라만산란된 신호의 위치를 알기 위해서는 입사된 광신호의 시간을 정확히 알아야 한다. 이를 위해 광송신부(110)에서 송신된 광신호는 탭커플러(1210)에서 분기되고, 제1 광검출기(1220)에 의해 검출되어 광수신부(120)에 도달한 시간을 측정할 수 있다. 광수신부(120)를 통과한 광신호는 후방으로 산란 신호를 발생시키는데 이 중 온도측정에 필요한 라만산란 신호만을 검출하기 위해 라만필터(1230)가 사용된다. 라만필터(1230)에 의해 라만산란된 신호가 필터링되고 이는 제2 광검출기(1250)에 의해 검출된다.In order to measure the temperature in the light receiver 120, only the Raman-scattered signal needs to be measured, but in order to know the location of the Raman-scattered signal, the time of the incident optical signal must be accurately known. To this end, the optical signal transmitted from the optical transmitter 110 may be branched from the tap coupler 1210 , detected by the first photodetector 1220 , and the time taken to reach the optical receiver 120 may be measured. The optical signal passing through the light receiving unit 120 generates a backward scattering signal. Among them, a Raman filter 1230 is used to detect only a Raman scattering signal necessary for temperature measurement. The Raman-scattered signal is filtered by the Raman filter 1230 and is detected by the second photodetector 1250 .

제어부(1260)는 하나이상의 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다. 제어부(1260)는 광수신부(120)에 도착한 광신호와 라만산란된 신호의 시간차를 이용하여 산란신호가 발생한 위치를 계산할 수 있다.The controller 1260 may include one or more processors. The controller 1260 may calculate a location where the scattering signal is generated by using a time difference between the optical signal arriving at the optical receiver 120 and the Raman-scattered signal.

라만산란된 신호는 다시 스토크(Stokes)산란 신호와 안티스토크(Anti-Stokes)산란 신호로 구분된다. 광스위치(1240)는 스토크산란 신호와 안티스토크산란 신호를 구분하여 제2 광검출기(1250)로 보내기 위해 사용된다.The Raman-scattered signal is again divided into a Stokes scattering signal and an anti-Stokes scattering signal. The optical switch 1240 is used to separate the Stokes scattering signal and the anti-Stokes scattering signal and send them to the second photodetector 1250 .

도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 광케이블을 이용한 온도측정장치의 구조도이다.8 is a structural diagram of a temperature measuring device using an optical cable according to another preferred embodiment of the present invention.

광송신부(310)에서 분기되어 광수신부(320)로 도착한 광신호는 다시 한 번 광분기부(340)에 의해 분기되어 광수신부(350, 352)로 전달될 수 있다. 광분기부(340)는 고속의 광스위치가 사용될 수도 있음은 앞서 살펴본 바와 같다. 이와 같이 광분기부를 추가 설치함으로써 온도측정이 가능한 지역을 확장할 수 있는 효과가 있다.The optical signal branching from the optical transmitter 310 and arriving at the optical receiver 320 may be branched again by the optical branching part 340 and transmitted to the optical receivers 350 and 352 . As described above, a high-speed optical switch may be used for the optical branching unit 340 . In this way, by additionally installing the optical branching part, there is an effect of expanding the area where temperature measurement is possible.

이상과 같은 본 발명에 따르면 광수신부를 온도측정이 필요한 곳에 배치함으로써 온도측정을 위한 광케이블의 길이를 줄일 수 있고, 광분기부를 이용하여 광신호를 여러 곳으로 분배할 수 있으므로 온도측정기의 비용을 줄이면서도 측정의 정확성을 높이고 측정시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, the length of the optical cable for temperature measurement can be reduced by arranging the optical receiver where temperature measurement is required, and the optical signal can be distributed to several places using the optical splitter, thereby reducing the cost of the temperature measuring device. However, it has the effect of improving the accuracy of measurement and shortening the measurement time.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the protection scope of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention pertains.

Claims (9)

광신호를 송신하는 광송신부;
상기 광송신부에서 송신한 광신호에서 산란된 신호를 수신하는 광수신부;
상기 광송신부와 광수신부를 연결하는 제1 광케이블; 및
상기 광수신부에 일단이 연결되고 온도측정구간에 설치되는 제2 광케이블;을 포함하되,
상기 제2 광케이블은 상기 제1 광케이블에 비해 짧은 구간에 설치되는 것을 특징으로 하는, 광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치.
an optical transmitter for transmitting an optical signal;
an optical receiver for receiving a signal scattered from the optical signal transmitted from the optical transmitter;
a first optical cable connecting the optical transmitter and the optical receiver; and
A second optical cable having one end connected to the optical receiver and installed in the temperature measurement section;
The second optical cable is a distributed fire detection device using an optical cable, characterized in that it is installed in a shorter section than the first optical cable.
 제1항에 있어서,
상기 제1 광케이블은 싱글모드 광케이블(SMF: Single Mode Optical Fiber Cable)이고 제2 광케이블은 멀티모드 광케이블(MMF: Multi Mode Optical Fiber Cable)인 것을 특징으로 하는, 광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치.
According to claim 1,
The first optical cable is a single mode optical cable (SMF: Single Mode Optical Fiber Cable) and the second optical cable is a multi-mode optical cable (MMF: Multi Mode Optical Fiber Cable), Distributed fire detection device using an optical cable, characterized in that.
 제1항에 있어서,
상기 광송신부는 광신호를 복수의 광케이블로 분기하기 위한 광분기부를 포함하고, 분기된 광케이블의 수만큼 광수신부와 광수신부에 연결된 제2 광케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치.
According to claim 1,
Distributed type using an optical cable, characterized in that the optical transmitter includes an optical branch for branching an optical signal into a plurality of optical cables, and further includes a second optical cable connected to the optical receiver and the optical receiver by the number of branched optical cables fire detection device.
 제3항에 있어서,
상기 광분기부는 시분할 광스위치인 것을 특징으로 하는, 광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치.
4. The method of claim 3,
The optical branching unit is a distributed fire detection device using an optical cable, characterized in that it is a time division optical switch.
 제1항에 있어서,
상기 광송신부에서 송신하는 광신호는 광펄스 신호이고, 상기 광펄스 신호의 전송 간격은 상기 제2 광케이블의 길이에 비례하는 것을 특징으로 하는, 광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치.
According to claim 1,
The optical signal transmitted from the optical transmitter is an optical pulse signal, and the transmission interval of the optical pulse signal is proportional to the length of the second optical cable.
 제1항에 있어서,
상기 광수신부는 상기 제1 광케이블을 통해 전송된 광신호를 분기하는 탭커플러와, 상기 탭커플러에서 분기된 신호를 검출하는 제1 광검출부와, 상기 제2 광케이블에서 산란된 신호 중 라만산란된 신호만 수신하기 위한 라만필터, 상기 라만필터에서 라만산란된 신호를 검출하기 위한 제2 광검출부와, 상기 라만산란 신호의 세기를 이용하여 제2 광케이블이 설치된 구간의 온도를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치.
According to claim 1,
The optical receiver includes a tap coupler that branches the optical signal transmitted through the first optical cable, a first optical detector that detects a signal branched from the tap coupler, and a Raman-scattered signal among the signals scattered by the second optical cable. A Raman filter for receiving only a Raman filter, a second photodetector for detecting a Raman-scattered signal from the Raman filter, and a controller for measuring the temperature of a section in which a second optical cable is installed using the intensity of the Raman scattering signal. Distributed fire detection device using optical cable, characterized in that.
 제6항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 광검출부에서 검출된 광신호의 시간과, 상기 제2 광검출부에서 검출된 라만산란된 신호의 도착 시간차이에 의해 라만산란이 일어난 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는, 광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치.
7. The method of claim 6,
The control unit calculates the position where Raman scattering occurs by the difference between the time of the optical signal detected by the first photodetector and the arrival time of the Raman-scattered signal detected by the second photodetector, the optical cable A distributed fire detection system using
 제6항에 있어서,
상기 광수신부는 상기 라만필터에서 수신된 라만산란된 신호 중 스토크 산란과 안티스토크 산란을 분리하기 위한 광스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치.
7. The method of claim 6,
Distributed fire detection device using an optical cable, characterized in that the optical receiver further comprises an optical switch for separating Stoke scattering and anti-Stoke scattering from among the Raman-scattered signals received by the Raman filter.
 제8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 스토크 산란 신호 또는 안티스토크 산란 신호를 이용하여 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는, 광케이블을 이용한 분산형 화재 감지 장치.
9. The method of claim 8,
The control unit is a distributed fire detection device using an optical cable, characterized in that for measuring the temperature using the Stokes scattering signal or the anti-Stokes scattering signal.
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