KR100470911B1 - 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템 - Google Patents

광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템에 관한 것으로, 파장 변화에 따라 일정 기울기로 변화하는 광도를 가지는 광신호를 방출하는 SLD와, 상기 광신호를 광결합기를 통해 수신하여 외부로부터 가해지는 물리적 변화량에 따라 그 중심 파장을 변화시켜서 반사시키는 광섬유 브래그 그레이팅 센서와, 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호의 광도를 검출하는 광다이오드 및, 상기 광다이오드에서 검출된 광신호의 광도를 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출하는 연산장치를 포함하여 구성되어, 별도의 필터 없이 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호들을 처리함에 따라 그 구성이 매우 간단하다.

Description

광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템{FBG sensor system}
본 발명은 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 수퍼 루미네슨트 다이오드(Super luminescent Diode, 이하 SLD라 칭함)를 사용하여 별도의 필터 없이도 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호들을 처리할 수 있는 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템에 관한 것이다.
현재, 광섬유 센서(Optical Fiber Sensor)로 응응하여 활발한 연구가 진행되고 있는 광섬유 브래그 그레이팅(FBG; Fiber Bragg Grating)은 광섬유 레이저 및 필터, 펄스압축등에 이용되고 있으며, 광섬유 브래그 그레이팅(FBG) 센서의 장점은 단일 센서를 이용한 측정뿐만 아니라 단일 광섬유 안에 여러개의 센서를 삽입하여 여러 지점의 물리적 변화량을 측정할 수 있고, 센서에서 반사되어 돌아온 파장을 측정하기가 용이하다는 것이다.
상기 광섬유 브래그 그레이팅(FBG) 센서는 광섬유 코어 안에 주기적인 굴절률을 만들어 구성하며, 외부의 물리적 변화에 의해 광섬유 브래그 그레이팅(FBG) 센서에 의해 반사된 광신호의 중심 파장이 물리적 변화량 만큼 변화한다. 따라서, 파장 변화량을 검출한다면 물리적 변화량을 계산할 수 있는 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 다중형 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템의 구성 도로서, 이 센서 시스템은, 발광다이오드(1), 광결합기(2), 광센서부(3), F-P필터(4), 광다이오드(5), 필터구동부(6), 검출부(7)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 발광다이오드(1)는 소정의 파장 및 광세기를 가지는 광신호를 방출하도록 되어 있고, 상기 광센서부(3)는 상기 발광다이오드(1)에서 방출된 광신호를 광결합기(2)를 통해 수신하여 외부에서 가해지는 온도나 스트레인등의 물리적 변화량에 따라 그 중심파장을 변화시켜서 반사시키는 것으로, 다수개의 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG1∼FBGn)들을 포함하여 구성되어 있다.
그리고, 상기 광센서부(3)에서 반사된 광신호는 광결합기(2)를 통해 F-P필터(4; Fabry-Perot filter)로 전달되고, 상기 F-P필터(4)는 상기 반사된 광신호를 소정의 중심 파장에서 투과 전력을 크게하여 투과시키고 다른 파장에서 투과 전력을 작게 하여 투과시키도록 되어 있다.
상기 광다이오드(5)는 상기와 같이 F-P필터(4)를 투과한 광신호의 광세기를 전압신호로 변환하여 출력하도록 되어 있고, 상기 필터구동부(6)는, 상기 F-P필터(4)의 PZT에 공급되는 전압을 점차적으로 증가시켜 상기 F-P필터(4)의 중심파장을 변화시키도록 되어 있다. 상기 검출부(7)는 외부에서 인가된 물리량 변화에 의해 상기 광센서부(3)의 중심 파장이 변화함에 따라 F-P필터(4)의 중심 파장과 수신된 광다이오드(5)의 중심 파장이 일치할때의 PZT 인가 전압을 바탕으로 파장 변화량을 검출한다.
그러나, 상기한 바와 같은 다중 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템은, FBG 의 파장변화를 검출하기 위해 동조 F-P필터(tunable F-P filter)를 이용함에 따라 각 FBG에서 반사된 광신호의 파장을 스케닝하기 위한 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 스케닝시 F-P 필터에 부착된 PZT의 히스테리시스에 의해 정확한 검출이 어려운 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, SLD를 사용하여 별도의 필터 없이 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호들을 처리함에 따라 그 구성이 매우 간단할 뿐만 아니라 다수개의 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호들의 파장 변화량을 한꺼번에 빠르고 정확하게 검출할 수 있는 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템은, 파장 변화에 따라 일정 기울기로 변화하는 광도를 가지는 광신호를 방출하는 SLD와, 상기 광신호를 광결합기를 통해 수신하여 외부로부터 가해지는 물리적 변화량에 따라 그 중심 파장을 변화시켜서 반사시키는 광섬유 브래그 그레이팅 센서와, 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호의 광도를 검출하는 광다이오드 및, 상기 광다이오드에서 검출된 광신호의 광도를 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출하는 연산장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 광섬 유 브래그 그레이팅 센서 시스템은, 파장 변화에 따라 일정 기울기로 변화하는 광도를 가지는 광신호를 방출하는 SLD와, 상기 광신호를 광결합기를 통해 수신하여 외부로부터 가해지는 물리적 변화량에 따라 그 중심 파장을 변화시켜서 반사시키는 광섬유 브래그 그레이팅 센서와, 외부로부터 물리량이 가해지지 않은 상태에서 상기 광신호를 광결합기를 통해 수신하여 반사시키는 기준 광섬유 브래그 그레이팅 센서와, 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서 및 기준 광섬유 센서 그레이팅 센서에서 각각 반사된 광신호의 광도를 검출하는 제1 및 제2광다이오드 및, 상기 제1광다이오드에서 검출된 광도를 제2광다이오드에서 검출된 광도로 나누어 출력하는 나눗셈기 및, 상기 나눗셈기로부터 입력된 광도변화율을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출하는 연산장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템은, 파장 변화에 따라 일정 기울기로 변화하는 광도를 가지는 광신호를 펄스구동장치에 의해 소정 시간 주기로 연속하여 방출하는 SLD와, 상기 광신호를 광결합기를 통해 수신하여 외부로부터 가해지는 물리적 변화량에 따라 그 중심 파장을 변화시켜서 반사시키는 다수개의 광섬유 브래그 그레이팅 센서들과, 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서들에서 반사된 광신호의 광도를 검출하는 광다이오드 및, 상기 광다이오드에서 검출된 광신호의 광도를 저장함과 더불어 이전에 입력된 광도와 비교하여 그 차이값을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출하는 연산장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템의 구성도로서, 본 발명에 따른 시스템은, SLD(11)와, 광결합기(12), 광센서부(13), 광다이오드(14) 및, 연산장치(15)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 SLD(11)는 광신호를 광센서부(13)로 방출하도록 되어 있고, 이때 상기 SLD(11)에서 방출되는 광신호는 도 6에 도시된 바와 같이, 파장에 따라 광도가 일정한 기울기로 변화한다.
상기 광센서부(13)는 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)를 포함하여 구성되어, 상기 SLD(11)에서 방출된 광신호를 외부에서 가해지는 온도나 스트레인등의 물리적 변화량에 따라 그 중심 파장을 변화시켜서 반사시킨다.
상기 광다이오드(14)는 상기 광센서부(13)에서 반사된 광신호를 광결합기(12)를 통해 수신하여 반사된 광신호의 광도를 검출하도록 되어 있고, 상기 연산장치(15)는 상기 광다이오드(14)에서 검출된 광도를 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)에 가해진 물리적 변화량을 산출하도록 되어 있다.
상기와 같이 구성된 시스템에 있어서, SLD(11)가 도 6에 도시된 바와 같은 광신호를 방출하면 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)는 도 7에 도시된 바와 같이, 좁은 스펙트럼 선폭의 빛을 반사시키는데, 이때 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG) 에서 반사되는 광신호의 중심 파장 및 광도는 외부에서 가해진 물리량에 따라 달라지게 된다.
상기와 같이 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)에 가해진 외부 물리량에 따라 광도가 변동되어 반사된 광신호는 상기 광다이오드(14)에서 그 광도가 검출되어 연산장치(15)로 입력되고, 상기 연산장치(15)는 상기 광다이오드(14)로부터 검출되어 입력된 광도의 변화량을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 파장 변화량을 바탕으로 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)에 가해진 외부의 물리적 변화량을 연산한다.
도 3는 본 발명의 2실시예에 따른 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템의 구성도로서, 본 발명에 따른 시스템은, SLD(21)와, 제1광결합기(22), 제2광결합기(23), 광센서부(24), 제1광다이오드(25), 제2광다이오드(26), 나눗셈기(27) 및, 연산장치(28)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 SLD(21)는 광신호를 광센서부(24)로 방출하도록 되어 있고, 이때 상기 SLD(21)에서 방출되는 광신호는 도 6에 도시된 바와 같이, 파장에 따라 광도가 일정한 기울기로 변화한다.
상기 광센서부(24)는 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)와 기준 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FGBr)를 포함하여 구성되고, 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)는 상기 SLD(21)에서 방출된 광신호를 외부에서 가해지는 온도나 스트레인등의 물리적 변화량에 따라 그 중심 파장을 변화시켜서 반사시킨다. 또한, 상기 기준 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBGr)는 상기 SDL(21)에서 방출된 광신호를 외 부로부터 스트레인등의 물리적 변화량이 가해지지 않은 상태에서 반사시킨다.
상기 제1광다이오드(25)는 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)에서 반사된 광신호를 제1광결합기(22)를 통해 수신하여 반사된 광신호의 광도를 검출하도록 되어 있고, 상기 제2광다이오드(26)는 상기 기준 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBGr)에서 반사된 광신호를 제2광결합기(23)를 통해 수신하여 반사된 광신호의 광도를 검출하도록 되어 있다.
상기 나눗셈기(27)는 상기 제1광다이오드(25)에서 검출된 광도를 제2광다이오드(26)에서 검출된 광도로 나누어 출력하도록 되어 있고, 상기 연산장치(28)는 상기 상기 나눗셈기(27)로부터 입력된 광도변화율을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)에 가해진 물리적 변화량을 산출하도록 되어 있다.
상기와 같이 구성된 시스템에 있어서, SLD(21)가 도 6에 도시된 바와 같은 광신호를 방출하면 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG) 및 기준 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FGBr)는 도 7에 도시된 바와 같이, 좁은 스펙트럼 선폭의 빛을 반사시키는데, 이때 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)에서 반사되는 광신호의 중심 파장 및 광도는 외부에서 가해진 물리량에 따라 달라지게 된다.
상기와 같이 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)에 가해진 외부 물리량에 따라 광도가 변동되어 반사된 광신호는 상기 제1광다이오드(25)에서 그 광도가 검출되어 나눗셈기(27)로 입력되어, 상기 기준 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)에서 반사된 광신호의 광도로 나누어진다.
상기와 같이 연산된 광도변화율은 연산장치(28)로 입력되고, 상기 연산장치(28)는 광도변화율을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 파장 변화량을 바탕으로 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)에 가해진 외부의 물리적 변화량을 연산한다.
이때, 상기 기준 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBGr)는 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)와 동일한 센서이며, 단지 차이점은 기준 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBGr)에는 외부로부터 스트레인과 같은 물리량이 가해지 않고, 온도와 같은 물리량만이 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG)와 동일하게 가해진다는 것이다. 이렇게 하면, 온도 변화에 의한 파장의 변화를 배제할 수 있게 되어, 보다 정확하게 스트레인 변화량을 검출할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 3실시예에 따른 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템의 구성도로서, 본 발명에 따른 시스템은, 펄스구동장치(31)와, SLD(32), 광결합기(33), 광센서부(34), 광다이오드(35) 및, 연산장치(36)을 포함하여 구성되어 있다.
상기 SLD(32)는 펄스구동장치(31)에 의해 동작하여 광신호를 소정의 시간주기로 광센서부(34)로 방출하도록 되어 있는데 상기 SLD(32)에서 방출되는 광신호는 도 6에 도시된 바와 같이, 파장에 따라 광도가 일정한 기울기로 변화한다.
상기 광센서부(34)는 상기 SLD(32)에서 방출된 광신호를 광결합기(33)를 통해 수신하여 외부에서 가해지는 온도나 스트레인등의 물리적 변화량에 따라 그 중심파장을 변화시켜서 반사시키는 것으로, 중심파장이 다른 다수개의 광섬유 브래그 그레이팅 센서들(FBG1∼FBGn)이 적당한 시간 딜레이를 위해 단일 광섬유내에 소정 거리를 두고 직렬로 배열되어 있다.
상기 광다이오드(35)는 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서들(FBG1∼FBGn)에서 반사된 광신호의 광도를 검출하고, 상기 연산장치(36)는 상기 광다이오드(35)에서 검출된 광신호의 광도를 저장함과 더불어 이전에 입력된 광도와 비교하여 그 차이값을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출한다.
상기와 같이 구성된 시스템에 있어서, SLD(32)가 파장에 따라 광도가 일정한 기울기로 변화하는 광신호를 소정 시간 주기로 연속적으로 방출하면 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서들(FBG1∼FBGn)은 좁은 스펙트럼 선폭의 빛을 각각 반사시키는데 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서들(FBG1∼FBGn)은 서로 다른 중심 파장을 가지므로, 도 8에 도시된 바와 같이, 소정의 광신호가 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG1∼FBGn)에서 반사된 광신호들은 그 중심 파장이 서로 다르게 된다. 또한, 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG1∼FBGn)에서 반사되는 광신호의 중심 파장 및 광도는 외부에서 가해진 물리량에 따라 달라지게 된다.
상기와 같이 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG1∼FBGn)에 가해진 외부 물리량에 따라 광도가 변동되어 반사된 광신호는 상기 광다이오드(35)에서 그 광도가 검출되어 연산장치(36)로 입력되고, 상기 연산장치(36)는 상기 광다이오드(35)에서 검출된 광신호의 광도를 저장함과 더불어 이전에 입력된 광도와 비교하여 그 차이값을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출한다.
이때, 첫번째 광신호와 두번째 광신호의 광도가 동일하다면 첫번째 광신호를 바탕으로 검출되어 저장된 광도(a)와, 두번째 광신호를 바탕으로 현재 검출되는 광도(b)의 차이값(a-b)을 바탕으로 파장 변화량을 구할 수 있는 것이다.
또한, 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호가 외부에서 가해진 물리적 변화량에 따라 변화할 수 있는 파장의 변화량은 이미 한정되어 있으므로, 상기 연산장치(36)는 광다이오드(35)에서 검출된 광도가 어떤 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호에 해당하는 값인지를 확인할 수 있고, 이와 같이 특정 브래그 그레이팅 센서로부터 반사된 광신호로부터 얻어진 값들을 이전 값과 비교하여 파장의 변화량을 구하는 것이다.
도 5는 본 발명의 4실시예에 따른 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템의 구성도로서, 본 발명에 따른 시스템은, 펄스구동장치(41)와, SLD(42), 광결합기(43), 광센서부(44), 광다이오드(45) 및, 연산장치(46)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 SLD(42)는 펄스구동장치(41)에 의해 광신호를 소정의 시간주기로 광센서부(44)로 방출하도록 되어 있는데, 상기 SLD(42)에서 방출되는 광신호는 도 6에 도시된 바와 같이, 파장에 따라 광도가 일정한 기울기로 변화한다.
상기 광센서부(44)는 상기 SLD(42)에서 방출된 광신호를 광결합기(43)를 통해 수신하여 외부에서 가해지는 온도나 스트레인등의 물리적 변화량에 따라 그 중심파장을 변화시켜서 반사시키는 것으로, 다수개의 광섬유 브래그 그레이팅 센서들(FBG1∼FBGn)이 다수의 광섬유에 각각 삽입되어 있고, 각 광섬유의 길이는 서로 다르다.
상기 광다이오드(45)는 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서들(FBG1∼FBGn)에서 반사된 광신호의 광도를 검출하고, 상기 연산장치(46)는 상기 광다이오드(35)에서 검출된 광신호의 광도를 저장함과 더불어 이전에 입력된 광도와 비교하여 그 차이값을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출한다.
상기와 같이 구성된 시스템에 있어서, SLD(42)가 광신호를 소정 시간 주기로 연속적으로 방출하면 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG1∼FBGn)들은 좁은 스펙트럼 선폭의 빛을 각각 반사시키는데, 적당한 시간 지연을 주기위해 각 광섬유의 길이를 달리함으로써 각 센서들로부터 반사되는 광신호들이 서로 다른 시간 간격으로 반사되도록 하는 것이다. 이렇게 하면, 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서들에 대해 동일한 중심 파장을 가지도록 할 수 있다.
상기와 같이 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서(FBG1∼FBGn)에 가해진 외부 물리량에 따라 광도가 변동되어 반사된 광신호는 상기 광다이오드(45)에서 그 광도가 검출되어 연산장치(46)로 입력되고, 상기 연산장치(46)는 상기 광다이오드(45)에서 검출된 광신호의 광도를 저장함과 더불어 이전에 입력된 광도와 비교하여 그 차이값을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출한다.
이때, 첫번째 광신호와 두번째 광신호의 광도가 동일하다면 첫번째 광신호를 바탕으로 검출되어 저장된 광도(a)와, 두번째 광신호를 바탕으로 현재 검출되는 광도(b)의 차이값(a-b)을 바탕으로 파장 변화량을 구할 수 있는 것이다.
또한, 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호는 서로 다른 시간 간격으로 반사되므로, 상기 연산장치(46)는 광다이오드(45)에서 검출된 광도가 어떤 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호에 해당하는 값인지를 확인할 수 있고, 이와 같이 특정 브래그 그레이팅 센서로부터 반사된 광신호로부터 얻어진 값들을 이전 값과 비교하여 파장의 변화량을 구하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, SLD를 사용하여 별도의 필터 없이 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호들을 처리함에 따라 그 구성이 매우 간단할 뿐만 아니라 다수개의 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호들의 파장 변화량을 한꺼번에 빠르고 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 다중형 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 2실시예에 따른 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템의 구성도,
도 4는 본 발명의 3실시예에 따른 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템의 구성도,
도 5는 본 발명의 4실시예에 따른 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템의 구성도,
도 6은 SLD에서 방출되는 광신호의 스펙트럼,
도 7은 광섬유 브래그 그레이팅 센서에서 반사된 광신호의 스펙트럼,
도 8은 다중 광섬유 브래그 그레이팅 센서들에서 반사된 광신호들의 스펙트럼이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : SLD 12 : 광결합기
13 : 광센서부 14 : 광다이오드
15 : 연산장치

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 파장 변화에 따라 일정 기울기의 광도를 가지는 광신호를 방출하는 SLD와, 상기 광신호를 광결합기를 통해 수신하여 외부로부터 가해지는 물리적 변화량에 따라 그 중심 파장을 변화시켜서 반사시키는 광섬유 브래그 그레이팅 센서와, 외부로부터 물리량이 가해지지 않은 상태에서 상기 광신호를 광결합기를 통해 수신하여 반사시키는 기준 광섬유 브래그 그레이팅 센서와, 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서 및 기준 광섬유 센서 그레이팅 센서에서 각각 반사된 광신호의 광도를 검출하는 제1 및 제2광다이오드 및, 상기 제1광다이오드에서 검출된 광도를 제2광다이오드에서 검출된 광도로 나누어 출력하는 나눗셈기 및, 상기 나눗셈기로부터 입력된 광도변화율을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 광섬유 브 래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출하는 연산장치를 포함하여 구성된 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 파장 변화에 따라 일정 기울기의 광도를 가지는 광신호를 펄스구동장치에 의해 소정 시간 주기로 연속하여 방출하는 SLD와, 상기 광신호를 광결합기를 통해 수신하여 외부로부터 가해지는 물리적 변화량에 따라 그 중심 파장을 변화시켜서 반사시키는 다수개의 광섬유 브래그 그레이팅 센서들과, 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서들에서 반사된 광신호의 광도를 검출하는 광다이오드 및, 상기 광다이오드에서 검출된 광신호의 광도를 저장함과 더불어 이전에 입력된 광도와 비교하여 그 차이값을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출하는 연산장치를 포함하며,
    상기 다수개의 광섬유 브래그 그레이팅 센서들은, 적당한 시간지연을 주기 위하여 각각 길이가 다른 각 광섬유내에 하나씩 병렬로 배열되어 있음과 더불어 서로 동일한 중심파장을 가지는 것을 특징으로 하는 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템.
  6. 파장 변화에 따라 일정 기울기의 광도를 가지는 광신호를 펄스구동장치에 의해 소정 시간 주기로 연속하여 방출하는 SLD와, 상기 광신호를 광결합기를 통해 수신하여 외부로부터 가해지는 물리적 변화량에 따라 그 중심 파장을 변화시켜서 반사시키는 다수개의 광섬유 브래그 그레이팅 센서들과, 상기 광섬유 브래그 그레이팅 센서들에서 반사된 광신호의 광도를 검출하는 광다이오드 및, 상기 광다이오드에서 검출된 광신호의 광도를 저장함과 더불어 이전에 입력된 광도와 비교하여 그 차이값을 바탕으로 파장의 변화량을 구하고, 이 변화량을 바탕으로 상기 각 광섬유 브래그 그레이팅 센서에 가해진 물리적 변화량을 산출하는 연산장치를 포함하며,
    상기 다수개의 광섬유 브래그 그레이팅 센서들은, 직렬과 병렬로 동시에 배열되어 있으며, 직렬로 배열된 광섬유 브래그 그레이팅 센서들은, 서로 다른 반사광이 적당한 시간 간격을 갖도록 광다이오드와 SLD로부터의 거리가 조절되어 배치된 것을 특징으로 하는 광섬유 브래그 그레이팅 센서 시스템.
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