KR100609633B1 - 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템 - Google Patents

무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100609633B1
KR100609633B1 KR1020040024169A KR20040024169A KR100609633B1 KR 100609633 B1 KR100609633 B1 KR 100609633B1 KR 1020040024169 A KR1020040024169 A KR 1020040024169A KR 20040024169 A KR20040024169 A KR 20040024169A KR 100609633 B1 KR100609633 B1 KR 100609633B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical fiber
fiber grating
wireless
support
lattice
Prior art date
Application number
KR1020040024169A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050099089A (ko
Inventor
박현수
송종섭
Original Assignee
박현수
송종섭
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박현수, 송종섭 filed Critical 박현수
Priority to KR1020040024169A priority Critical patent/KR100609633B1/ko
Publication of KR20050099089A publication Critical patent/KR20050099089A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100609633B1 publication Critical patent/KR100609633B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B31/00—Accessories for escalators, or moving walkways, e.g. for sterilising or cleaning
    • B66B31/02—Accessories for escalators, or moving walkways, e.g. for sterilising or cleaning for handrails

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템에 관한 것으로서, 구조물 변형 측정시스템은 적어도 하나의 광원과, 광원에서 출사된 광을 입사받을 수 있도록 접속되어 있고 다수의 격자가 비선형적으로 어레이된 적어도 하나의 광섬유격자가 마련된 광섬유격자 구조체와, 광섬유격자에서 반사되거나 투과된 광을 검출할 수 있도록 접속된 적어도 하나의 광검출기 및 광검출기에서 출력되는 광량정보를 무선으로 송출하는 무선송신부를 구비하는 적어도 하나의 무선 광섬유격자 센서와, 무선 광섬유격자센서로부터 송신된 정보를 수신받아 광섬유격자 구조체가 장착된 측정대상체와 관련된 변형 정보를 산출하는 변형량 산출부를 구비한다. 이러한 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템에 의하면 구조가 간단하면서도 규모가 작은 무선 광섬유격자 센서를 측정대상체에 설치하고, 무선 광섬유격자센서로부터 무선으로 송신된 광량정보를 이용하여 측정대상체에 대한 구부림, 응력, 온도 등과 같은 변형요소와 관련된 물리량을 원격지에서 산출할 수 있어 시설이 용이하고, 설치거리에 대한 제약이 완화되는 장점을 제공한다.

Description

무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템{wireless optical fiber grating sensor for measuring defomation of structure and system thereof}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 광섬유격자 센서가 적용된 구조물 변형 측정 시스템을 나타내 보인 도면이고,
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 광섬유격자 센서가 적용된 구조물 변형 측정 시스템을 나타내 보인 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 무선 광섬유격자 센서에 적용되는 광섬유격자 구조체의 일 실시예를 나타내 보인 도면이고,
도 4는 도 3의 광섬유격자 구조체에 인가된 스트레인에 대한 반사광의 대역폭 변화를 측정한 결과를 나타내 보인 그래프이고,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 광섬유 격자구조체를 나타내 보인 도면이고,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 광섬유 격자 구조체를 나타내 보인 도면이고,
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 광섬유 격자 구조체를 나타내 보인 도면이고,
도 8은 도 7의 광섬유격자 구조체가 적용된 무선 광섬유격자센서의 일 예를 나타내 보인 도면이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
111: 광원 110, 130, 140: 무선 광섬유격자 센서
112: 방향성 광결합기 114: 광검출기
116: 무선송신부
200, 210, 220, 230, 240: 광섬유격자 구조체
본 발명은 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템 에 관한 것으로서, 상세하게는 측정대상 구조체의 변형과 관련된 물리량을 무선으로 전송하여 원격지에서 측정할 수 있는 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정시스템에 관한 것이다.
광통신용 및 센서용으로 널리 이용되고 있는 광섬유격자는 광섬유에 길이 방향을 따라 상호 이격되게 다수의 격자를 새긴 것으로서, 주변온도나 인장정도에 따라 격자에서 반사되는 빛의 파장이 달라지는 특성이 있다.
이러한 광섬유격자는 주변온도나 인장강도에 따라 브래그 조건을 만족하는 파장만을 반사하고 그 외의 파장은 그대로 투과시키는 특징을 갖기 때문에 격자의 주변온도가 바뀌거나 격자에 인장이 가해지면 광섬유의 굴절율이나 길이가 변화되 고 그에 따라 반사되는 빛의 파장이 변화된다.
이러한 광섬유격자의 특성을 이용한 광섬유격자 센서는 교량, 댐, 건축물 등의 변형을 검출하여 안전상태를 진단하거나, 항공기의 날개 상태 등을 진단하는 용도로 다양하게 응용되고 있다.
종래의 광섬유 격자를 이용한 구조물 변형측정장치는 광원으로부터 출사된 광을 입사받을 수 있도록 광섬유격자를 측정대상체에 설치하고, 광섬유격자로부터 반사된 광의 파장변화를 분석할 수 있는 광스펙트럼 분석기를 유선상으로 광섬유를 이용하여 광섬유격자와 연결되도록 시설하여 이용하였다. 이러한 장치는 측정대상체와 이를 분석하기 위한 분석실 사이의 거리가 멀 경우 광섬유격자와 광스펙트럼 분석기를 연결하기 위해 광선로의 시설에 소요되는 작업시간 및 경비가 많이 들고, 광선로가 단선되었을 때 이를 찾아내어 보수하기가 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 상세하게는 구조가 간단하면서도 측정대상체와 관련된 변형 정보를 광량변화정보로 생성하여 무선으로 송출할 수 있는 무선 광섬유격자 센서 및 이를 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 무선 광섬유격자 센서는 적어도 하나의 광원과; 상기 광원에서 출사된 광을 입사받을 수 있도록 접속되어 있고, 다수의 격자가 비선형적으로 어레이된 적어도 하나의 광섬유격자가 마련된 광 섬유격자 구조체와; 상기 광섬유격자에서 반사되거나 투과된 광을 검출할 수 있도록 접속된 적어도 하나의 광검출기와; 상기 광검출기에서 출력되는 광량정보를 무선으로 송출하는 무선송신부;를 구비한다.
바람직하게는 상기 광섬유격자 구조체는 적어도 하나의 지지체를 구비하고, 상기 광섬유격자는 다수의 격자가 상호 이격되게 형성된 부분이 굴곡진 패턴으로 상기 지지체에 지지될 수 있게 설치된다.
본 발명의 일 측면에 따르면 상기 지지체는 측정대상체에 고정하기 위한 제1 및 제 2지지체와; 상기 제1지지체와 상기 제2지지체 사이에 굴곡진 형상으로 결합된 굴곡지지 가이드부재;를 구비하고, 상기 광섬유격자는 상기 굴곡지지 가이드부재의 연장 패턴에 대응되게 상기 굴곡지지 가이드부재에 결합된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 상기 지지체는 플렉서블한 소재로된 판형 지지체이고, 상기 광섬유격자는 상기 판형 지지체에 굴곡진 패턴으로 고정된다.
또한, 상기 지지체에는 제1굴곡패턴으로 굴곡진 제1광섬유격자와, 상기 제1광섬유격자의 제1굴곡패턴과 다르게 제2굴곡패턴으로 굴곡진 제2광섬유격자가 상호 이격되게 설치된 것이 적용될 수 있다.
또한, 상기 광섬유격자 구조체는 격자 간격의 주기가 다르게 형성된 처핑된 광섬유격자가 적용될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 구조물 변형 측정 시스템은 적어도 하나의 광원과, 상기 광원에서 출사된 광을 입사받을 수 있도록 접속되어 있고 다수의 격자가 비선형적으로 어레이된 적어도 하나의 광섬유격자가 마 련된 광섬유격자 구조체와, 상기 광섬유격자에서 반사되거나 투과된 광을 검출할 수 있도록 접속된 적어도 하나의 광검출기 및 상기 광검출기에서 출력되는 광량정보를 무선으로 송출하는 무선송신부를 구비하는 적어도 하나의 무선 광섬유격자 센서와; 상기 무선 광섬유격자센서로부터 송신된 정보를 수신받아 상기 광섬유격자 구조체가 장착된 측정대상체와 관련된 변형 정보를 산출하는 변형량 산출부;를 구비한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 광섬유 격자 센서가 적용된 구조물 변형 측정 시스템을 나타내 보인 도면이다.
도면을 참조하면, 구조물 변형 측정 시스템(100)은 무선 광섬유 격자 센서(110)와 변형량 산출부(120)를 구비한다.
무선 광섬유 격자 센서(110)는 광원(111), 방향성 광결합기(112), 광섬유격자 구조체(200), 광검출기(114), 무선 송신부(116)를 구비한다.
광원(111)은 넓은 대역의 파장의 광을 출사할 수 있는 것이 적용되는 것이 바람직하다. 일 예로서 광원(111)은 발광다이오드가 적용될 수 있다.
방향성 광결합기(112)는 광원(111)으로부터 출사된 광을 광섬유격자 구조체(200)로 전송하고, 광섬유격자 구조체(200)에서 반사된 광은 광검출기(114)로 전송한다.
방향성 광결합기(112)로는 옵티컬 서큘레이터(optical circulator)가 적용될 수 있다.
광섬유격자 구조체(200)는 광원(111)에서 출사된 광을 입사받을 수 있도록 방향성 광결합기(112)와 접속되어 있다.
광섬유격자 구조체(200)는 다수의 격자가 비선형적으로 어레이된 적어도 하나의 광섬유격자를 구비한다. 여기서 비선형적으로 어레이된 광섬유격자는 광섬유에 비선형적인 간격으로 격자가 새겨진 것 또는 등간격으로 격자가 새겨진 광섬유를 격자 간격이 상호 달라지도록 구조적으로 변형시킨 것 모두를 포함한다.
이러한 광섬유격자 구조체(200)에 대한 상세구조는 후술한다.
광검출기(114)는 방향성 광결합기(112)로부터 입사된 광량에 대응되는 전기적 신호를 출력한다. 광검출기(114)는 포토 다이오드가 적용될 수 있다.
무선 송신부(116)는 광검출기(114)에서 출력된 전기적 신호에 대응되는 정보를 무선 신호로 변조하여 안테나를 통해 송출한다.
변형량 산출부(120)는 무선송신부(116)로부터 송신된 신호를 안테나를 통해 수신받아 복조하고, 복조에 의해 취득된 정보 즉, 광검출기(33)에서 취득된 광량정보로부터 측정대상체에 대해 측정하고자 하는 변형요인에 대응한 물리량을 산출한다.
이러한 변형량 산출부(120)는 광검출기(114)에서 취득된 광량에 따라 측정대상체와 관련된 물리량을 산출할 수 있는 산출식 또는 룩업테이블에 기억된 레퍼런스 데이터를 이용하여 변형량 예를 들면 측정대상체에 인가된 스트레인 값 또는 주 변 온도를 산출한다.
도시된 예와 다르게 도 2에 도시된 바와 같이 무선 광섬유격자센서(130)는 광검출기(115)가 광섬유격자 구조체(200)를 통과한 광의 광량을 검출할 수 있도록 설치될 수 있음은 물론이다. 이 경우 방향성 광결합기(112)는 생략된다.
즉, 무선 광섬유격자 센서(130)는 광섬유격자구조체(200)를 투과한 광량을 검출할 수 있도록 광섬유격자 구조체(200)의 양단에 광원(111)과 광검출기(115)가 각각 직렬상으로 결합되어 있다.
이하에서는 광섬유격자 구조체(200)의 변형에 대응되어 반사대역폭이 가변됨으로써 반사광량 및 투과광량이 가변될 수 있는 광섬유격자 구조체(200)에 대해 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 광섬유격자 구조체(200)는 격자 간격이 비선형적으로 새겨진 처핑된 광섬유격자(Chirped Fiber Bragg Grating)를 이용할 수 있다. 처핑된 광섬유격자의 제조방법 및 구조는 공지되어 있고 상세한 설명은 생략한다.
처핑된 광섬유격자는 초정밀 제조기술에 의해 제조되기 때문에 제조과정이 복잡하고 고가인 단점이 있다.
따라서, 바람직하게는 보다 제작이 용이하면서도 측정대상물의 변형에 대응되는 광량변화를 생성할 수 있는 구조의 광섬유격자 구조체(200)를 적용하는 것이 바람직하다.
이러한 광섬유격자 구조체의 일 예가 도 3에 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 광섬유 격자 구조체(210)는 제1 및 제2지지체(211)(213) 와, 굴곡지지 가이드부재(215) 및 광섬유격자(217)를 구비한다.
제1 및 제2지지체(211)(213)는 굴곡지지 가이드부재(215)를 지지한다.
제1 및 제2지지체(211)(213)는 건물, 교량과 같은 측정대상체에 실리콘, 에폭시와 같은 접착제 또는 볼트 등 공지된 다양한 고정용 부재에 의해 고정된다.
굴곡지지 가이드부재(215)는 굴곡진 패턴으로 형성되어 있고, 소정 거리 이격된 제1 및 제2지지체(211)(213)에 양단이 결합되어 있다.
바람직하게는 굴곡지지 가이드부재(215)는 제1 및 제2지지체(211)(213)에 지지된 상태에서 굴곡진 형상을 유지하되, 온도, 스트레인과 같은 외부환경요인에 의해 민감하게 감응할 수 있는 플레서블한 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
제1지지체(211)와 제2지지체(213) 및 굴곡지지 가이드부재(215)는 동일 소재로 일체로 형성될 수 있음은 물론이다.
도시된 예와 다르게 굴곡지지 가이드부재(215)가 직접 설정된 굴곡패턴으로 측정대상체에 고정될 수 있음은 물론이고, 이 경우 굴곡지지 가이드부재(215)가 지지체가 된다.
광섬유격자(217)는 굴곡지지 가이드부재(215)의 굴곡패턴을 따라 굴곡지지 가이드부재(215)에 고정되게 결합되어 있다.
광섬유격자(217)의 굴곡지지 가이드부재(215)에 대한 고정방법은 에폭시와 같은 수지 또는 그 밖의 접착제를 이용하여 고정시킬 수 있다.
광섬유격자(217)의 양단(217a)(217b) 중 적어도 일단은 방향성 광결합기(112) 또는 광검출기(114)(115)와 접속된다.
광섬유격자(217)는 선형 광섬유에 등간격으로 격자가 새겨진 것을 굴곡지지가이드부재(215)의 굴곡패턴을 따라 강제적으로 구부려 앞서 설명된 방법에 의해 고정시켜 굴곡패턴을 갖도록 하면 된다.
이러한 구조의 광섬유격자 구조체(210)는 굴곡진 패턴에 의해 비선형적인 격자가 강제적으로 형성된다.
따라서, 광섬유격자 구조체(210)는 외부로부터 인가된 변형요인 예를들면 스트레인 또는 온도에 의해 격자형성부분(217a)이 위치별로 상호 다른 스트레인이 발생되고, 그에 따라 입사광에 대한 반사대역폭이 달라진다. 즉, 광섬유격자(217)가 변형될 수 있는 외부요인에 의해 반사되는 광의 세기가 변화된다.
이러한 굴곡 구조의 광섬유격자(217)가 외부 요인에 의해 변형될 때 반사대역폭이 가변됨을 확인하기 위한 실험결과가 도 4에 도시되어 있다.
실험은 등간격으로 격자가 새겨진 광섬유격자를 제1지지체(211)와 제2지지체(213) 사이에 직선상으로 펴지도록 연장시킨 상태에서 광섬유격자(217)가 도 1에 도시된 바와 같이 사인파 형태로 굴곡지도록 압축되는 방향으로 거리를 달리하여 이동시킨 상태에서 중심파장이 1537나노미터인 광원으로부터 입사된 광에 대해 광섬유격자(217)로부터 반사된 광의 파장대역을 측정하였다. 도면에서 영문자 d로 표기된 값은 광섬유 격자(217)가 직선상태로 펴진 초기 위치에서 제2지지체(213)를 제1지지체(211)로 방향으로 미세하게 이동시켰을 때의 이동거리이다.
도 4를 통해 알 수 있는 바와 같이 제2지지체(213)가 제1지지체(211)쪽으로 이동시킨 거리가 증가할 수 록 수직상의 폭이 증가되는 형태로 변형되는 광섬유격자(217)의 굴곡패턴 변형에 대응하여 반사광의 대역폭이 증가된다.
따라서, 굴곡진 광섬유격자(217)로부터 반사된 광 또는 투과광의 세기(intensity)를 측정하면 측정대상체에 대해 측정하고자 하는 물리량 예를 들면, 온도, 스트레인, 구부림, 진동 등을 측정할 수 있다.
도 5에는 또 다른 구조의 광섬유격자 구조체가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 광섬유격자 구조체(220)는 판형 지지체(221)와, 판형 지지체(221)에 격자형성부분(227a)이 굴곡진 패턴으로 고정된 광섬유격자(227)를 구비한다.
판형 지지체(221)는 플렉서블한 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
판형 지지체(221)에 대한 광섬유격자(227)의 고정방법은 앞서 설명된 바와 같이 격자가 등간격으로 형성된 선형 광섬유격자를 굴곡지게 외력을 가한 상태에서 판형지지체(221)에 에폭시와 같은 고정부재로 고정시키는 방법이 적용될 수 있다.
이와는 다르게 판형지지체(221)에 형성하고자 하는 광섬유격자(227)의 굴곡패턴에 대응되게 수용홈 또는 삽입홀을 형성시키고, 이 수용홈 또는 삽입홀에 광섬유격자를 수납시켜 고정시켜도 된다.
이러한 광섬유격자 구조체(220)는 판형 지지체(221)를 측정대상체에 결합부재를 이용하여 고정시켜 사용하면 된다.
광섬유격자 구조체(200)에 적용되는 광섬유격자의 굴곡패턴은 앞서 설명된 사인파형 외에도 도 6에 도시된 바와 같이 판형 지지체(231)에 'S'자형으로 굴곡 패턴이 형성된 광섬유격자(237)가 고정된 구조 등 다양한 비선형 격자 패턴이 적용될 수 있음은 물론이다.
이러한 구조의 광섬유 격자 구조체가 적용된 변형물 변형 측정시스템(100)에 의하면 광섬유격자센서(110)(130)를 측정대상체에 설치하고, 변형량 산출부(120)는 광섬유격자센서(110)(130)로부터 무선으로 송출되는 신호에 포함된 광섬유격자 구조체(200)의 반사광량 또는 투과광량 정보를 분석하여 측정대상체에 인가된 스트레인과 같은 변형량을 정량적으로 산출할 수 있다.
한편, 광섬유격자는 일반적으로 스트레인 외에도 온도에 의해서도 신축될 수 있다.
따라서, 측정대상체의 외부환경이 온도가 가변되지 않거나, 스트레인이 가변되지 않는 경우 어느 하나의 물리적 환경요인에 의한 변형량을 앞서 설명된 비선형 격자 구조를 갖는 광섬유격자 구조체(200)를 이용하여 측정할 수 있다.
이와는 다르게 온도 및 스트레인 각각에 대해서 광섬유격자가 변형될 수 있는 환경에서 어느 하나 또는 각각의 물리량을 산출하기 위해서는 두개의 독립 파라미터가 필요하다.
따라서, 이러한 환경에서 사용될 수 있도록 광섬유격자의 굴곡패턴의 구조에 따라 외부환경에 대한 반사광의 대역폭이 상호 다르게 나타나는 특성을 이용하여 형상이 다른 복수의 굴곡패턴을 갖는 복수의 광섬유격자를 이용하여 복수의 물리량을 측정할 수 있음은 물론이다.
이러한 구조의 광섬유격자 구조체의 일 예가 도 8에 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 광섬유격자 구조체(240)는 판형 지지체(241)의 상면에 사인파형 제1굴곡패턴이 형성된 제1광섬유격자(243)와 판형지지체(241)의 저면에 'S'자형 제2굴곡패턴이 형성된 제2광섬유격자(245)를 구비한다.
도시된 예와 다르게 동일 면상에 상호 다른 굴곡패턴을 갖는 제1광섬유격자(243) 및 제2광섬유격자(245)가 상호 이격되게 형성될 수 있음은 물론이다.
이러한 구조의 광섬유격자구조체(240)가 적용된 무선 광섬유 격자 센서가 도 9에 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 무선 광섬유 격자센서(140)는 제1광원(141), 제1방향성 광결합기(142), 제1광검출기(143), 제1무선 송신부(144), 제2광원(146), 제2방향성 광결합기(147), 제2광검출기(148), 제2무선송신부(149) 및 광섬유격자센서(240)를 구비한다.
이러한 무선 광섬유 격자센서(140)는 판형 지지체(241)에 인가된 동일한 외부환경요인에 대해 제1광섬유격자(243)와 제2광섬유격자(245)의 입사광에 대한 반사광의 대역폭이 상호 다르기 때문에 제1 및 제2광검출기(143)(148)를 통해 각각 취득된 각 광섬유격자(243)(245)의 반사 광량 정보를 이용하면, 변형 원인이 온도, 스트레인 중 어느 하나에 의한 것인지 아니면 모두 다에 의한 것인지를 판단 및 산출할 수 있다.
또한, 도 8에서 방향성 광결합기(142)(147)가 생략되고, 광검출기(143)(148)가 각 광섬유격자(243)(245)를 투과한 광을 검출할 수 있도록 접속될 수 있음은 물 론이다.
한편, 이상에서 설명된 무선 광섬유격자 센서(110)(130)(140)는 복수개의 측정대상체마다 설치될 수 있고, 하나의 변형량 산출부(120)에서 각 무선 광섬유격자 센서(110)(130)(140)로부터 송신된 정보를 취득하여 분석할 수 있도록 구축될 수 있다. 이 경우 각 무선 광섬유격자센서(110)(130)(140)의 무선송신부(116)에서 송출되는 신호에는 광검출기(114)(115)(143)(148)에서 검출된 광량정보 이외에도 측정대상체를 식별할 수 있는 고유 식별정보가 함께 송신되고, 변형량 산출부(120)는 수신된 정보에 포함된 식별정보를 이용하여 각 측정대상체 각각에 대한 변형량을 산출하도록 구축되면 된다.
또한, 무선 광섬유격자 센서(110)(130)(140)가 상용 전력공급이 어려운 시설물에 설치될 경우 전력에 의해 구동되는 요소 즉, 광원, 광검출기, 방향성 광결합기 및 무선송신부의 구동에 필요한 전력을 배터리 또는 태양전지를 이용하여 공급받을 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 제1무선송신부(144)와 제2무선송신부(149)가 하나의 안테나를 통해 제1광검출기(143)(148)에서 출력되는 신호를 각각 입력받아 전송할 수 있도록 하나의 무선 송신부로 구축될 수 있음은 물론이다. 이 경우 설정된 주기마다 교대로 각 광검출기(143)(148)의 출력신호를 송출하거나 상호 다른 변조방식을 적용하여 송출하는 방식 등 공지된 다양한 송신 방식을 적용하면 된다.
지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템에 의하면 구조가 간단하면서도 규모가 작은 무선 광섬유격자 센서를 측정대상체에 설치하고, 무선 광섬유격자센서로부터 무선으로 송신된 광량정보를 이용하여 측정대상체에 대한 구부림, 응력, 온도 등과 같은 변형요소와 관련된 물리량을 원격지에서 산출할 수 있어 시설이 용이하고, 설치거리에 대한 제약이 완화되는 장점을 제공한다.

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 광원과;
    상기 광원에서 출사된 광을 입사받을 수 있도록 접속되어 있고, 다수의 격자가 등간격으로 새겨진 광섬유를 강제적으로 구부려 그 다수의 격자가 비선형적으로 어레이되도록 구성한 적어도 하나의 광섬유격자가 마련된 광섬유격자 구조체와;
    상기 광섬유격자에서 반사되거나 투과된 광을 검출할 수 있도록 접속된 적어도 하나의 광검출기와;
    상기 광검출기에서 출력되는 광량정보를 무선으로 송출하는 무선송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 광섬유격자 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광섬유격자 구조체는
    적어도 하나의 지지체를 구비하고,
    상기 광섬유격자는 다수의 격자가 상호 이격되게 형성된 부분이 굴곡진 패턴으로 상기 지지체에 지지될 수 있게 설치된 것을 특징으로 하는 무선 광섬유 격자 센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지체는
    측정대상체에 고정하기 위한 제1 및 제 2지지체와;
    상기 제1지지체와 상기 제2지지체 사이에 굴곡진 형상으로 결합된 굴곡지지 가이드부재를 구비하고,
    상기 광섬유격자는 상기 굴곡지지 가이드부재의 연장 패턴에 대응되게 상기 굴곡지지 가이드부재에 결합된 것을 특징으로 하는 무선 광섬유 격자 센서.
  4. 제2항에 있어서, 상기 지지체는 플렉서블한 소재로된 판형 지지체이고,
    상기 광섬유격자는 상기 판형 지지체에 굴곡진 패턴으로 고정된 것을 특징으로 하는 무선 광섬유 격자 센서.
  5. 제2항에 있어서, 상기 지지체에는 제1굴곡패턴으로 굴곡진 제1광섬유격자와, 상기 제1광섬유격자의 제1굴곡패턴과 다르게 제2굴곡패턴으로 굴곡진 제2광섬유격자가 상호 이격되게 설치된 것을 특징으로 하는 무선 광섬유 격자 센서.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광원으로부터 출사된 광은 상기 광섬유격자로 전송하고, 상기 광섬유격자에서 반사된 광은 상기 광검출기로 전송하는 방향성 결합기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 광섬유 격자 센서.
  8. 적어도 하나의 광원과; 상기 광원에서 출사된 광을 입사받을 수 있도록 접속되어 있고, 다수의 격자가 등간격으로 새겨진 광섬유를 강제적으로 구부려 그 다수의 격자가 비선형적으로 어레이되도록 구성한 적어도 하나의 광섬유격자가 마련된 광섬유격자 구조체와; 상기 광섬유격자에서 반사되거나 투과된 광을 검출할 수 있도록 접속된 적어도 하나의 광검출기 및 상기 광검출기에서 출력되는 광량정보를 무선으로 송출하는 무선송신부를 구비하는 적어도 하나의 무선 광섬유격자 센서와;
    상기 무선 광섬유격자센서로부터 송신된 정보를 수신받아 상기 광섬유격자 구조체가 장착된 측정대상체와 관련된 변형 정보를 산출하는 변형량 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 구조물 변형 측정 시스템.
KR1020040024169A 2004-04-08 2004-04-08 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템 KR100609633B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040024169A KR100609633B1 (ko) 2004-04-08 2004-04-08 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040024169A KR100609633B1 (ko) 2004-04-08 2004-04-08 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050099089A KR20050099089A (ko) 2005-10-13
KR100609633B1 true KR100609633B1 (ko) 2006-08-09

Family

ID=37278294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040024169A KR100609633B1 (ko) 2004-04-08 2004-04-08 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100609633B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101030728B1 (ko) 2009-04-23 2011-04-26 명지대학교 산학협력단 이중 파장 ｆｂｇ 센서를 이용한 감시 시스템 및 그 방법
KR101148930B1 (ko) 2010-05-07 2012-05-23 한국에너지기술연구원 Ｆｂｇ센서 모듈, 2축 ｆｂｇ센서 모듈, ｆｂｇ센서 모듈 제작 장치 및 ｆｂｇ센서 모듈 제작 방법
KR101148935B1 (ko) 2010-05-07 2012-05-23 한국에너지기술연구원 Ｆｂｇ센서 모듈, 2축 ｆｂｇ센서 모듈, ｆｂｇ센서 모듈 제작 장치 및 ｆｂｇ센서 모듈 제작 방법
KR20210115447A (ko) * 2020-03-13 2021-09-27 주식회사 아원기술 광섬유 분광기
KR102378731B1 (ko) 2020-10-22 2022-03-28 한국건설기술연구원 3연 광섬유를 이용한 구조물 부착형 보강재의 탈락 확인 시스템 및 그 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100963169B1 (ko) * 2008-07-10 2010-06-15 한국과학기술연구원 Ｒｆ 신호를 이용한 구부림 센서 및 이를 이용한 구부림측정 방법
CN107131843A (zh) * 2017-07-11 2017-09-05 中国矿业大学 一种基于光纤光栅传感的煤矿罐道损伤变形在线监测系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204908A (ja) * 1990-11-30 1992-07-27 Toshiba Corp 光ファイバの敷設方法
JP2000258190A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Mitsubishi Cable Ind Ltd ファイバグレーティングを用いたセンサおよび物理量測定方法
KR20010027668A (ko) * 1999-09-15 2001-04-06 이우식 광섬유 센서를 통한 차량감지및 교통정보 수집원리
JP2001221615A (ja) * 2000-02-10 2001-08-17 Ntt Advanced Technology Corp 光ファイバセンサ
KR20020010248A (ko) * 2000-07-28 2002-02-04 이호준 광섬유 격자센서를 이용한 계중시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204908A (ja) * 1990-11-30 1992-07-27 Toshiba Corp 光ファイバの敷設方法
JP2000258190A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Mitsubishi Cable Ind Ltd ファイバグレーティングを用いたセンサおよび物理量測定方法
KR20010027668A (ko) * 1999-09-15 2001-04-06 이우식 광섬유 센서를 통한 차량감지및 교통정보 수집원리
JP2001221615A (ja) * 2000-02-10 2001-08-17 Ntt Advanced Technology Corp 光ファイバセンサ
KR20020010248A (ko) * 2000-07-28 2002-02-04 이호준 광섬유 격자센서를 이용한 계중시스템

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101030728B1 (ko) 2009-04-23 2011-04-26 명지대학교 산학협력단 이중 파장 ｆｂｇ 센서를 이용한 감시 시스템 및 그 방법
KR101148930B1 (ko) 2010-05-07 2012-05-23 한국에너지기술연구원 Ｆｂｇ센서 모듈, 2축 ｆｂｇ센서 모듈, ｆｂｇ센서 모듈 제작 장치 및 ｆｂｇ센서 모듈 제작 방법
KR101148935B1 (ko) 2010-05-07 2012-05-23 한국에너지기술연구원 Ｆｂｇ센서 모듈, 2축 ｆｂｇ센서 모듈, ｆｂｇ센서 모듈 제작 장치 및 ｆｂｇ센서 모듈 제작 방법
KR20210115447A (ko) * 2020-03-13 2021-09-27 주식회사 아원기술 광섬유 분광기
KR102326026B1 (ko) * 2020-03-13 2021-11-12 주식회사 아원기술 광섬유 분광기
KR102378731B1 (ko) 2020-10-22 2022-03-28 한국건설기술연구원 3연 광섬유를 이용한 구조물 부착형 보강재의 탈락 확인 시스템 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050099089A (ko) 2005-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Leal-Junior et al. Multiplexing technique for quasi-distributed sensors arrays in polymer optical fiber intensity variation-based sensors
CN108895978B (zh) 一种基于裸光纤的光纤应变传感器灵敏度标定方法
US7126680B2 (en) Method for measuring and calibrating measurements using optical fiber distributed sensor
US7308165B2 (en) Optical transducer and method for the simultaneous measurement of pressure and temperature in oil and gas wells
US9170130B2 (en) Fiber-optic sensor device having a second fiber bragg grating unit to reflect light passing through a fiber optic sensor
CN107036543A (zh) 一种光纤光栅应变传感器标定与疲劳检测系统
JP5150445B2 (ja) 光ファイバセンサ装置および温度とひずみの計測方法と光ファイバセンサ
CN101776441A (zh) 一种实时在线的空间飞行器壳体受撞击度与撞击定位测量系统
US10620018B2 (en) Method for measuring the displacement profile of buildings and sensor therefor
KR100609633B1 (ko) 무선 광섬유격자 센서 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 시스템
CN104390685A (zh) 便携式光纤动态称重系统
US20180356263A1 (en) Optical measuring system with an interrogator and a polymer-based single-mode fibre-optic sensor system
US10161767B2 (en) Diagnostic and measurement system comprising a branched optical fiber embedded in a structural element
KR101113778B1 (ko) 브래그 격자 및 패브리 패로 간섭을 이용한 광섬유 센서 탐촉자, 광섬유 센서 시스템 및 그 시스템의 센싱방법
KR100666379B1 (ko) 광섬유격자 구조체 및 이를 적용한 구조물 변형 측정 장치 및 방법
WO2007043716A1 (en) Optical fiber bragg grating unit and apparatus and method of measuring deformation of structure having the same
CN2708279Y (zh) 光纤光栅微振动传感测试仪
CN101105404A (zh) 一种利用单根光纤光栅同时测量温度和应变的方法
KR100379746B1 (ko) 구조물 변형 측정 장치 및 구조물 변형 측정방법
CN113138045B (zh) 一种微纳光纤阵列应力定位分析系统
US11782231B2 (en) Installation of optical sensors for use in traffic monitoring
JP2004037298A (ja) 面計測システム及び面測定用光ファイバの配置方法
CN107063450B (zh) 一种光照强度测量系统
Kim et al. Dynamic strain measurement of identical weak FBG array based on active mode locking laser cavity
Nissilae et al. PC-compatible optical time domain reflectometer card based strain sensors

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110826

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee