KR100536940B1 - Fire detector system based on fiber bragg grating sensor - Google Patents

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KR100536940B1
KR100536940B1 KR10-2003-0002842A KR20030002842A KR100536940B1 KR 100536940 B1 KR100536940 B1 KR 100536940B1 KR 20030002842 A KR20030002842 A KR 20030002842A KR 100536940 B1 KR100536940 B1 KR 100536940B1
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박인철
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글로벌광통신 (주)
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    • G01K11/32Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres

Abstract

본 발명은 전자기파의 영향을 받지 않는 광신호의 특성을 이용하여 전력선에 직접 포설하거나, 전기신호를 쓰기 어려운 원자로나 가스 파이프 시스템 등에 사용할 수 있고, 일반 소방설비의 설치가 어려운 협소한 장소 뿐만 아니라 광범위한 지역의 화재발생 및 위험상황을 실시간으로 모니터링할 수 있는 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에 관한 것이다.The present invention can be installed directly on the power line by using the characteristics of the optical signal that is not affected by electromagnetic waves, or can be used in reactors or gas pipe systems that are difficult to write electrical signals, and it is not only a narrow place where general firefighting equipment is difficult to install. The present invention relates to a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor that can monitor local fire occurrences and dangers in real time.

본 발명은 광섬유센서와, 광원과, 광검출기와, 화재발생의 경보를 출력하는 제어시스템을 포함하는 화재감지시스템에 있어서, 상기 광섬유센서(60)는 일정 간격으로 특정파장대 만의 빛을 반사시키며 다른 파장의 빛은 통과시키는 광섬유 브래그 격자(70;Fiber Bragg Grating)가 여러 개 형성되고, 상기 광원(30)의 동작 및 광검출기(40)에서 검출된 반사광의 파장과 시간대를 통하여 상기 광섬유 브래그 격자(70)의 위치와 온도를 분석하는 시간영역 광반사 측정기(20;Optical time domain reflectometer)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a fire detection system including an optical fiber sensor, a light source, a photo detector, and a control system for outputting an alarm of a fire occurrence, wherein the optical fiber sensor 60 reflects light of only a specific wavelength band at a predetermined interval and is different. A plurality of fiber Bragg gratings (70) through which light of a wavelength passes, are formed, and the optical fiber Bragg gratings are formed through the operation of the light source 30 and the wavelength and time zone of the reflected light detected by the photodetector 40. 70 is further configured to include an optical time domain reflectometer (20) for analyzing the position and temperature of the.

Description

광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템{FIRE DETECTOR SYSTEM BASED ON FIBER BRAGG GRATING SENSOR}FIRE DETECTOR SYSTEM BASED ON FIBER BRAGG GRATING SENSOR}

본 발명은 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자기파의 영향을 받지 않는 광신호의 특성을 이용하여 전력선에 직접 포설하거나, 전기신호를 쓰기 어려운 원자로나 가스 파이프 시스템 등에 사용할 수 있고, 일반 소방설비의 설치가 어려운 협소한 장소 뿐만 아니라 광범위한 지역의 화재발생 및 위험상황을 실시간으로 모니터링할 수 있는 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에 관한 것이다.일반적으로 화재감지시스템은 화재의 발생이 우려되는 곳에 열감지센서나 연기감지센서를 각각 설치하여 온도의 상승이나 연기의 발생을 감지하여 화재를 감지하도록 구성된다.그러나 종래의 화재감지시스템에서 사용되는 열감지센서나 연기감지센서는 감지범위가 넓지 않기 때문에 넓은 지역에서는 매우 많은 센서를 설치하여야 되기 때문에 과대한 설치비용이 소요되는 문제점이 있다.또한 상기의 센서는 수명이 짧기 때문에 많은 유지보수 비용이 소요되고, 센서가 고장난 경우에는 그 고장의 여부를 확인할 수 없기 때문에 화재로 인한 막대한 재산이나 인명의 피해를 효과적으로 예방할 수 없는 심각한 문제점이 있다.The present invention relates to a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor, and more particularly, a reactor or gas pipe system that is difficult to install directly on a power line or write an electric signal using characteristics of an optical signal that is not affected by electromagnetic waves. The present invention relates to a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor that can be used in a small area, where it is difficult to install a general firefighting system, as well as real-time monitoring of fire occurrences and dangers in a wide range of areas. The system is configured to detect a rise in temperature or smoke by installing a heat sensor or a smoke sensor where a fire is concerned. However, a heat sensor or a fire sensor used in a conventional fire detection system Smoke detection sensor has a large area because the detection range is not wide. In this case, a large number of sensors have to be installed, which causes excessive installation costs. In addition, since the sensor has a short lifespan, a lot of maintenance costs are required. Therefore, there is a serious problem that can not effectively prevent the enormous damage to property or life due to fire.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 설치비용이 저렴하고, 협소한 장소 뿐만 아니라 방폭 및 방전이 필요로 하는 특수하고 넓은 지역에서 화재현장의 정확한 위치파악과 정밀한 온도측정이 가능하도록 하여 효과적인 화재진압 및 위험상황을 실시간으로 모니터링할 수 있는 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템을 제공하는 것이다. 다시 말해 전기적인 센서를 사용할 수 없는 장소에 특정파장대만의 빛만 반사시키며 다른 파장의 빛은 통과시키는 다수개의 광섬유 브래그 격자가 형성된 광섬유센서를 설치하여 화재 발생장소의 위치와 현장의 온도를 정밀하게 측정할 수 있는 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템을 제공하는 목적이 있다.본 발명은 주변의 온도변화에 대해 특정 파장대의 빛을 반사하여 온도를 감지하는 광섬유로 형성된 광섬유센서와, 상기 광섬유센서에 빛을 입사시키는 광원과, 상기 광섬유센서를 통해 반사된 빛을 검출하는 광검출기와, 상기 광검출기의 신호에 따라 화재발생의 경보를 출력하는 제어시스템을 포함하는 화재감지시스템에 있어서, 상기 광섬유센서(60)는 일정 간격으로 특정파장대 만의 빛을 반사시키며 다른 파장의 빛은 통과시키는 광섬유 브래그 격자(70;Fiber Bragg Grating)가 여러 개 형성되고, 상기 광원(30)의 동작 및 광검출기(40)에서 검출된 반사광의 파장과 시간대를 통하여 상기 광섬유 브래그 격자(70)의 위치와 온도를 분석하는 시간영역 광반사 측정기(20;Optical time domain reflectometer)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide accurate location and accurate temperature measurement of the fire site in a special and large area that requires low-cost installation, narrow space as well as explosion-proof and discharge It is possible to provide a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor that can monitor the effective fire suppression and dangerous conditions in real time. In other words, the fiber optic sensor with multiple fiber Bragg gratings that reflect only light of a specific wavelength band and pass light of different wavelengths is installed in a place where the electric sensor cannot be used to accurately measure the location of the place of fire and the temperature of the site. It is an object of the present invention to provide a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor. The present invention provides an optical fiber sensor formed of an optical fiber that senses a temperature by reflecting light of a specific wavelength band with respect to a change in ambient temperature, and the optical fiber sensor A fire detection system comprising: a light source for injecting light into a light source; a photo detector for detecting light reflected through the optical fiber sensor; and a control system for outputting an alarm of a fire according to a signal of the photo detector. The sensor 60 reflects light of a specific wavelength band at regular intervals and passes light of another wavelength. A plurality of fiber Bragg gratings 70 are formed, the position and temperature of the fiber Bragg grating 70 through the operation of the light source 30 and the wavelength and time zone of the reflected light detected by the photodetector 40. It is characterized in that it further comprises a time domain light reflectometer (20; Optical Time Domain Reflectometer) for analyzing.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템을 상세히 설명한다.도1은 본 발명에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템의 개략적인 구성도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에서 정상상태의 개략적인 시스템상태도이며, 도3은 본 발명의 일실시예에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에서 화재를 검출한 상태의 개략적인 시스템상태도이고, 도4는 본 발명의 일실시예에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에서 광섬유 브레그 격자 센서가 절단된 상태의 개략적인 시스템상태도이며, 도5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에서 화재를 검출한 상태의 개략적인 시스템상태도이다.본 발명의 바람직한 실시예에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템은 상기 도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 특정파장대만의 빛을 반사시키며 다른 파장의 빛은 통과시키는 광섬유 브래그 격자(70;Fiber Bragg Grating, 이하 'FBG'라 약칭한다)가 여러개 형성된 광섬유센서(60)와, 상기 광섬유센서(60)에 빛을 조사시키는 광원(30)과, 상기 광섬유센서(60)를 통해 반사된 빛을 검출하는 광검출기(40)와, 상기 광원(30)의 동작 및 광검출기(40)를 통한 빛을 분석하여 상기 FBG(70)를 통한 온도와 위치를 분석하는 시간영역 광반사 측정기(20;Optical time domain reflectometer, 이하 'OTDR'이라 약칭한다)와, 상기 OTDR(20)에서 화재발생 신호가 입력되면 화재경보를 발생하는 제어시스템(10)을 포함하여 구성된다.또한 상기 광원(30)의 빛을 다수개의 광섬유센서(60)로 분배하기 위한 광스위치(50)를 더 포함하여 광범위한 지역의 온도를 검출할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.상기 FBG(70)는 광섬유 코어 부분의 굴절률을 주기적으로 변조시켜서 제작하는 광소자로 이러한 광섬유에 빛을 입사시키면, 굴절률이 변하는 경계부분에서 특정파장대만의 빛을 반사시키고, 다른 파장의 빛은 통과되게 한다.이때 반사되는 빛을 후방산란광(back scattering light)이라 하며, 이러한 후방산란광에는 레일리 산란광(Rayleigh scattering light)과 프레넬 반사광(Fresnel reflection light)이 있다. 상기 레일리 산란광은 어떤 물질내를 광이 진행할 때 그 물질의 미소한 굴절율의 차이로 발생하는 광의 산란을 말하고, 상기 프레넬 반사광은 광원과 피측정 광섬유의 커넥터에 공기층의 존재로 발생한다.상기 광원(30), 광섬유센서(60) 및 광검출기(40)의 동작은 이미 공지된 기술이므로 그 상세한 설명은 생략하며, 단지 상기 광원(30)은 작고 빛의 세기가 큰 반도체 레이저가 주로 쓰이며, 파장은 싱글모드 광섬유의 사용범위(1300nm 내지 1550nm)에서 쓸 수 있다. 또한 상기 광섬유센서(60)에 사용되는 광섬유는 광통신용인 일반광섬유 이외에도 그 용도에 따라 특수한 복굴절 특성 또는 특이한 구조 등을 갖는 광섬유가 요구됨에 따라 편광유지 광섬유, 복굴절 제거 광섬유, 타원 또는 사각형 형태의 광섬유 등 특수 광섬유 등을 사용할 수 있다. 한편 상기 광검출기(40)는 광원(30)과 마찬가지로 화합물 반도체를 사용한다.상기 OTDR(20)은 광펄스를 입사시켜 광섬유의 굴절률의 차이에 의한 반사광의 되돌아오는 시간과 레일리 산란랑, 프레넬 반사광의 형태를 보고 파단점, 광케이블의 거리 등을 측정할 수 있는 장비로 광통신에서는 광반사 시험기(OET, optical echo tester), 광펄스 시험기(OPT, optical pulse tester), 광섬유 분석기(OFA, optical fiber analyzer) 등으로 명칭되기도 하고, 디지털로 측정이 가능하도록 마이크로프로세스가 측정기에 내장되어 있으며, 그 상세한 구성 및 동작의 설명은 생략한다.상기 제어시스템(10)은 통상적인 컴퓨터로 마이크로프로세서 등의 연산장치와 기억장치 및 다양한 출력장치 등이 구비되고, 외부의 화재경보장치나 소방서 등의 화재진압시설과 네크워크로 연결되는 것이 바람직하다.상기와 같이 구성된 본 발명의 동작 효과를 설명하면, 먼저 도2에 도시된 바와 같이 OTDR(20)의 광원은 파장이 λ1인 광원1(31)과 파장이 λ2인 광원2(32)의 2가지 광원과, 상기 광원1(31)의 파장 λ1을 검출할 수 있는 광검출기1(41)과, 상기 광원2(32)의 파장 λ2를 검출할 수 있는 광검출기2(42)가 구비된다.이때 상기 광섬유센서(60)에는 일정 간격으로 FBG(71~74)가 형성되어 있으며, 상기 FBG(71~74)는 각각 정상온도에서 파장 λ1을 반사시키며, 화재발생온도에서는 파장 λ2를 반사시키도록 미리 형성되어 있다.그 후 상기 제어시스템(10) 및 OTDR(20)의 제어에 따라 상기 광원1(31)과 광원2(32)는 광섬유센서(60)에 파장 λ1과 λ2를 포함하는 빛을 입사시킨다. 입사된 빛은 광섬유센서(60)에 일정 간격으로 형성된 FBG(71~74)에서 파장 λ1을 각각 반사시킨다. 이러한 반사된 파장 λ1은 광검출기1(41)에서 시간적인 간격을 두고 검출된다. 상기 도2의 도면부호 44는 광검출기1(41)을 통한 검출신호를 전기신호로 변환하여 시간축에 도시한 그래프로 일정 크기와 간격으로 펄스(81~84)가 발생됨을 알 수 있고, 도면부호 46은 상기 광검출기2(42)를 통한 검출신호를 전기신호로 변환하여 시간축에 도시한 그래프로 파장 λ2에 해당하는 펄스가 전혀 보이지 않음을 알 수 있다. 따라서 각각의 FBG(71~74)의 주변 온도는 화재발생온도가 아닌 정상온도임을 알 수 있다.한편 도3은 화재가 발생한 경우로써, FBG(73)의 주변 온도가 화재발생온도로 상승되어 FBG(73)은 파장 λ1은 통과시키고, 파장 λ2만을 반사키기는 것을 알 수 있다. 즉 광검출기1(41)의 출력파형(44)에서 펄스 81과 82 및 84는 출력되지만, FBG(73)의 위치에서는 펄스가 형성되지 않는 대신 상기 광검출기2(42)의 출력파형(46)에서 펄스(91)가 형성되는 것을 알 수 있다. 따라서 FBG(73)의 위치가 화재발생온도인 것을 감지할 수 있게 된다.또한 도4는 광섬유센서(60)가 절단위치(76)에서 절단된 상태로, 광검출기1(41)를 통해 펄스81과 82는 형성되지만, 절단위치(76)에서 프레넬 반사펄스가 형성되고, 그 이후로는 아무런 펄스도 형성되지 않음을 알 수 있다. 또한 광검출기2(42)에서도 절단위치(76)에서 프레넬 반사펄스가 형성되는 것을 알 수 있다. 즉 상기 광검출기1(41)에서 정상펄스(81, 82) 발생 후에 광검출기2(42)와 동시에 프레넬 반사펄스가 발생되고, 그 이후로는 무펄스(92)가 형성됨에 따라 절단위치(76)에서 광섬유센서(60)가 절단되었음을 알 수 있게 된다.한편, 상기 도5에 도시된 광원3(33)은 파장이 λ1에서 λ2로 가변되는 가변광원으로 FBG(73)의 위치에서 화재가 발생된 경우를 도시한 것이다.상기한 바와 같이 각각의 FBG에서 펄스의 형태를 더욱 선명하게 하기 위해서는 레일리 산란양에 따라 변경될 수 있다. 다시 말해 광섬유의 손실은 레일리 산란양에 의한 요인이 크며 광섬유의 저손실화를 이루기 위해서는 레일리 산란의 양을 작게 하는 것이 필요하다. 이 레일리 산란양은 광섬유내에 굴절율 분포를 갖게 하기 위해 사용하는 첨가재(dope)에 따라 달라진다. 굴절율의 차를 크게 하면 레일리 산란의 양이 증가해 본 발명의 OTDR(20)에는 적절한 광섬유를 형성하게 된다.Hereinafter, a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor according to the present invention. 2 is a schematic system state diagram of a normal state in a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a fire using an optical fiber Bragg grating sensor according to an embodiment of the present invention 4 is a schematic system state diagram of a state in which a fire is detected in a detection system, and FIG. 4 is a schematic system of a state in which a fiber Bragg grating sensor is cut in a fire detection system using a fiber Bragg grating sensor according to an embodiment of the present invention. Figure 5 is a state diagram, Figure 5 is a fire detection system using a fiber Bragg grating sensor according to another embodiment of the present invention detects the fire A schematic diagram of a state of a system is shown. A fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor according to a preferred embodiment of the present invention reflects light of a specific wavelength band and shows different wavelengths as shown in FIGS. The optical fiber sensor 60 having a plurality of optical fiber Bragg gratings (hereinafter referred to as 'FBG') formed therethrough, a light source 30 for irradiating light to the optical fiber sensor 60, The photodetector 40 detects the light reflected by the optical fiber sensor 60, the operation of the light source 30 and the light through the photodetector 40 to analyze the temperature and position through the FBG 70 An optical time domain reflectometer (hereinafter, abbreviated as OTDR) and a control system 10 for generating a fire alarm when a fire occurrence signal is input from the OTDR 20. In addition, the light source 30 It is preferable to further include an optical switch 50 for distributing light to the plurality of optical fiber sensors 60 so as to be able to detect a wide range of temperature. The FBG 70 periodically adjusts the refractive index of the optical fiber core portion. When light is incident on an optical fiber manufactured by modulating the optical fiber, light of a specific wavelength band is reflected at the boundary where the refractive index is changed, and light of different wavelengths is passed. In this case, the reflected light is back scattered light The backscattered light includes Rayleigh scattering light and Fresnel reflection light. The Rayleigh scattered light refers to the scattering of light generated by the difference in minute refractive index of the material as the light propagates in a material, and the Fresnel reflected light is generated by the presence of an air layer in the light source and the connector of the optical fiber to be measured. 30, the operation of the optical fiber sensor 60 and the photodetector 40 is already known, so the detailed description thereof will be omitted, only the light source 30 is a small semiconductor laser and a large light intensity is mainly used, the wavelength Can be used in the range of use (1300nm to 1550nm) of single mode optical fiber. In addition, the optical fiber used in the optical fiber sensor 60 is a polarization maintaining optical fiber, birefringence optical fiber, elliptical or rectangular optical fiber, etc., as the optical fiber having a special birefringence characteristic or a specific structure is required in addition to the general optical fiber for optical communication, depending on its use. Special optical fibers can be used. The photodetector 40 uses a compound semiconductor similarly to the light source 30. The OTDR 20 enters a light pulse to return the reflected light due to the difference in refractive index of the optical fiber, and Rayleigh scattering and fresnel. It is a device that can measure the point of break and the distance of optical cable by looking at the shape of reflected light. In optical communication, optical echo tester (OET), optical pulse tester (OPT), optical fiber analyzer (OFA) A microprocessor is built in the measuring device so that digital measurement can be performed, and detailed descriptions of the structure and operation are omitted. The control system 10 is a conventional computer for computing a microprocessor or the like. Apparatus, memory, and various output devices are provided, and it is desirable to be connected to a fire suppression facility such as an external fire alarm device or a fire station by a network. Referring to the operation effect of the present invention configured as described above, as shown in FIG. 2, the light source of the OTDR 20 is composed of the light source 1 (31) having the wavelength λ 1 and the light source 2 (32) having the wavelength λ 2. Two light sources, a photodetector 1 (41) capable of detecting the wavelength λ 1 of the light source 1 (31), and a photo detector 2 (42) capable of detecting the wavelength λ 2 of the light source 2 (32) are provided. At this time, the optical fiber sensor 60 is formed with FBG (71 ~ 74) at regular intervals, the FBG (71 ~ 74) reflects the wavelength λ 1 at normal temperature, respectively, and reflects the wavelength λ 2 at the fire occurrence temperature Thereafter, under the control of the control system 10 and the OTDR 20, the light source 1 31 and the light source 2 32 have light including wavelengths λ 1 and λ 2 in the optical fiber sensor 60. Is incident. The incident light reflects the wavelengths λ 1 from the FBGs 71 to 74 formed at predetermined intervals in the optical fiber sensor 60. This reflected wavelength [lambda] 1 is detected at time intervals in photodetector 1 (41). Reference numeral 44 in FIG. 2 is a graph showing the time axis by converting the detection signal through the photodetector 1 (41) into an electrical signal, and it can be seen that pulses 81 to 84 are generated at predetermined sizes and intervals. 46 shows that the pulse corresponding to the wavelength [lambda] 2 is not seen at all by converting the detection signal through the photodetector 2 (42) into an electrical signal and plotting the time axis. Therefore, it can be seen that the ambient temperature of each of the FBGs 71 to 74 is a normal temperature, not a fire occurrence temperature. FIG. 3 shows a case where a fire has occurred, and the ambient temperature of the FBG 73 is raised to a fire occurrence temperature. Reference numeral 73 indicates that the wavelength? 1 passes and reflects only the wavelength? 2. That is, pulses 81, 82, and 84 are output from the output waveform 44 of the photodetector 1 41, but no pulse is formed at the position of the FBG 73, but instead of the output waveform 46 of the photodetector 2 42. It can be seen that the pulse 91 is formed at. Therefore, it is possible to detect that the position of the FBG 73 is the fire occurrence temperature. FIG. 4 also shows that the optical fiber sensor 60 is cut at the cutting position 76, and pulses 81 through the photodetector 1 (41). And 82 are formed, but it is understood that Fresnel reflection pulses are formed at the cutting position 76, and no pulses are formed thereafter. It can also be seen that Fresnel reflection pulses are formed at the cutting position 76 in the photodetector 2 (42). That is, after the normal pulses 81 and 82 are generated in the photodetector 1 41, Fresnel reflection pulses are generated at the same time as the photodetector 2 42, and after that, as the pulseless 92 is formed, the cutting position ( It can be seen that the optical fiber sensor 60 is cut at 76. On the other hand, the light source 3 33 shown in FIG. 5 is a variable light source whose wavelength varies from λ1 to λ2. As described above, the shape of the pulse in each FBG may be changed according to the Rayleigh scattering amount. In other words, the loss of the optical fiber is largely caused by the Rayleigh scattering amount, and to reduce the loss of the fiber, it is necessary to reduce the Rayleigh scattering amount. This Rayleigh scattering amount depends on the dope used to give the refractive index distribution in the optical fiber. Increasing the difference in refractive index increases the amount of Rayleigh scattering, thereby forming an appropriate optical fiber in the OTDR 20 of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광신호의 특성상 전력선에 직접 포설하여 전자기파 장애가 우려되는 곳이나 전기신호를 쓰기 어려운 원자로나 가스 파이프 시스템 등에 안전하게 사용할 수 있다.또한 화재가 발생한 곳의 정확한 위치의 파악(거리분해능력: 1m 이내 가능)과 주변의 온도변화에 따라 정밀한 온도측정(±1℃)이 가능하다.As described above, the present invention can be installed directly on the power line due to the characteristics of the optical signal, so that it can be safely used in places where electromagnetic interference is a concern, or in nuclear reactors or gas pipe systems where electric signals cannot be easily used. (Distance resolution: within 1m) and precise temperature measurement (± 1 ℃) is possible according to the temperature change around.

도1은 본 발명에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor according to the present invention;

도2는 본 발명의 일실시예에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에서 정상상태의 개략적인 시스템상태도,2 is a schematic system state diagram of a steady state in a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor according to an embodiment of the present invention;

도3은 본 발명의 일실시예에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에서 화재를 검출한 상태의 개략적인 시스템상태도,3 is a schematic system state diagram of a state of detecting a fire in a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor according to an embodiment of the present invention;

도4는 본 발명의 일실시예에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에서 광섬유 브레그 격자 센서가 절단된 상태의 개략적인 시스템상태도,4 is a schematic system state diagram of a state in which a fiber breaker grating sensor is cut in a fire detection system using the fiber breaker grating sensor according to an embodiment of the present invention;

도5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템에서 화재를 검출한 상태의 개략적인 시스템상태도.< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >10: 제어시스템 20: 시간영역 광반사 측정기(OTDR)30: 광원 40: 광검출기50: 광스위치 60: 광섬유센서70: 광섬유 브레그 격자(FBG)5 is a schematic system state diagram of a state of detecting a fire in a fire detection system using an optical fiber Bragg grating sensor according to another embodiment of the present invention. OTDR 30 Time source 40 Optical detector 50 Optical switch 60 Optical fiber sensor 70 Optical fiber Bragg grating (FBG)

Claims (1)

주변의 온도변화에 대해 특정 파장대의 빛을 반사하여 온도를 감지하는 광섬유로 형성된 광섬유센서와, 상기 광섬유센서에 빛을 입사시키는 광원과, 상기 광섬유센서를 통해 반사된 빛을 검출하는 광검출기와, 상기 광검출기의 신호에 따라 화재발생의 경보를 출력하는 제어시스템을 포함하는 화재감지시스템에 있어서,An optical fiber sensor formed of an optical fiber that senses temperature by reflecting light of a specific wavelength band with respect to a change in ambient temperature, a light source that injects light into the optical fiber sensor, and a photo detector that detects light reflected through the optical fiber sensor; A fire detection system comprising a control system for outputting an alarm of a fire occurrence in accordance with a signal of the photodetector, 상기 광섬유센서(60)는 일정 간격으로 특정파장대 만의 빛을 반사시키며 다른 파장의 빛은 통과시키는 광섬유 브래그 격자(70;Fiber Bragg Grating)가 여러 개 형성되고,The optical fiber sensor 60 is formed with a plurality of optical Bragg grating (70; Fiber Bragg Grating) for reflecting light of a specific wavelength band at a predetermined interval and passing light of different wavelengths, 상기 광원(30)의 동작 및 광검출기(40)에서 검출된 반사광의 파장과 시간대를 통하여 상기 광섬유 브래그 격자(70)의 위치와 온도를 분석하는 시간영역 광반사 측정기(20;Optical time domain reflectometer)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템.Optical time domain reflectometer 20 for analyzing the position and temperature of the optical fiber Bragg grating 70 through the operation of the light source 30 and the wavelength and time zone of the reflected light detected by the photodetector 40. Fire detection system using the optical fiber Bragg grating sensor, characterized in that the configuration further comprises.
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