KR100635265B1 - 광섬유격자센서 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유격자센서(FBG ; Fiber Bragg Grating ) 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초기 설정값 유지 및 현장 설치 시 취급이 까다로운 광섬유격자센서를 누구나 손쉽게 이동 및 설치할 수 있게 하고, 상기 광섬유격자센서의 몸체에 신호 증폭용 추(W)를 달아 진동 이나 외부의 물리적 변위 등을 높은 감도로 측정하기 위한 발명이며, 설치된 후에도 상기 광섬유격자센서를 안전하게 보호하고 내구성을 증대 할 수 있도록 모듈 화한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 파장 변위를 측정하기 위한 광섬유격자센서(S)의 초기 설정값의 유지 및 이동과 피측정물에 취부하는 것에 있어서, 중공(H)이 뚫린 추(W)의 중심에 광섬유격자센서가 삽입되고, 추(W)와 센서가 일체거동 할 수 있도록 에폭시등의 고착재(F)로 충진한 후 보호관(1)에 광섬유격자센서와 추가 일체가된 상태로 삽입하여 한쪽 끝단을 고착재(F)로 고정하고, 적당한 인장력을 가한 후 내구성 증대를 위해 질소가스를 충진하고, 젤타입의 오일로 밀봉후 다른 한쪽 끝도 고착재로 고정하는 것을 특징으로 한다.

광섬유격자센서, FBG

Description

광섬유격자센서 패키지{Package for Fiber Bragg Grating Sensor}

도 1은 본 발명 광섬유격자센서 패키지의 일실시예

도 2는 도1의 투시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 보호관 2 : 젤타입의 오일

W : 추 H : 중공

S : 광섬유격자센서 F : 고착재

N : 질소가스

본 발명은 파장변위를 측정하는데 이용되는 광섬유격자센서의 초기 설정값 유지와, 피측정물에 설치하여 진동등의 물리적 변위를 측정하고, 신호원을 증폭하기 위한 광섬유격자센서 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보호관(1) 안에 광섬유격자센서(S)와 추(W)가 일체가 되어 외부의 진동이나 물리적 현상을 증폭하여 정밀한 계측이나, 신호원의 증폭을 가능하게 하고 내구성을 증대하기 위한 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 광섬유격자센서는 파이버 브랙 그레이팅（Fiber Bragg Grating; FBG)이라고도 불리며, 광파이버의 코어부의 굴절율을 일정한 주기로 변화시킨 것으로서, 특정 파장(Bragg파장; 브랙 파장이라고 함)의 광 만을 선택적으로 반사한다.

또한 이러한 광섬유격자센서는 고유한 파장 값을 가지며, 전자기파의 영향을 받지 않는 등 물리적인 특성이 매우 우수하여 기존의 전기식 게이지를 대체해가고 있는 우수한 물리량 측정소자로서, 현재 그 활용범위는 급속도로 증대되고 있는 실정이라 하겠다.

대체로 이러한 광섬유격자센서는 단위면적당 인장력이 매우 높은 반면, 지름이 125㎛로 매우 작기 때문에 외부의 충격에 쉽게 파단 될 수 있어 피측정물에 부착 시에는 매우 섬세한 작업이 요구된다.

또한 이를 설치할 때에는 적당한 인장력을 갖도록 팽팽하게 당겨진 상태로 설치되어야만 정확한 값을 측정할 수 있는 데에도 불구하고, 기존에는 마땅한 광섬유격자센서용 패키지가 없는 관계로 현장에서 직접 전문가가 일일이 그 값을 설정해야 하는 시공간상의 어려움이 현존하고 있다.

이에 따라 상기와 같은 광섬유격자센서의 우수한 측정능력에도 불구하고 설치 및 취급이 까다로워 각 분야의 산업현장에서 널리 사용되지 못하고 있는 것이 현실이다.

한편, 종래에는 이러한 광섬유격자센서를 설치 시 피측정물에 직접 접착제로 부착 하여 사용하거나, 각 사용자가 임의의 형태로 고정편을 제작하여 설치하였음에 따라 각종 외부요인; 예를 들어 비, 바람, 곤충이나 동물 등의 외부충격에 광섬유격자센서가 노출되어 있었다.

이로 인해 상기와 같이 외부요인에 노출된 광섬유격자센서는 잘못된 변형 값이 측정되어질 뿐만 아니라, 공기중에 포함된 수분이, 온도차에 의한 응결로 인하여 광섬유와 물리적반응을 일으켜 물성이 저하되고, 심지어 균열이 진전하여 광섬유가 파단되는 현상이 생기기도 한다. 이와같은 이유로 종래에는 토목구조물의 상시감시와 계측시스템을 유지 보수하는 데에도 많은 어려움이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 본 발명은 장소에 관계없이 누구라도 광섬유격자센서가 정밀한 값을 가질 수 있도록 설정 및 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 한번 설치 시에는 광섬유격자센서가 반영구적으로 피측정물에 고정 및 보호되도록 하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파장 변위를 측정하기 위한 광섬유격자센서를 피측정물에 고정하는 것에 있어서, 광섬유격자센서가 내부를 통해 삽입된 상태로 고착재(F)에 의해 상기 광섬유격자센서의 양측이 보호관(1)에 일체로 고정되어짐과 함께 내구성 증대를 위한 보호관(1) 내부에 질소가스를 충진하며; 외부 물리적 변위의 증폭을 위해 추(W)에 중공(H)을 내어 그 안에 광섬유격자센서를 삽입 고착시켜 일체거동하게 하는 추를 구비하고, 외부를 보호관으로 보호하는 것을 특징으로하는 광섬유격자센서 패키지를 제공한다.

첨부된 도 1은 본 발명 광섬유격자센서 패키지의 일실시예이고, 도 2는 도1의 투시도이다.

이하 상기 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 건물이나 교량, 토목구조물 및 기간통신망에 부착되어 변형률, 온도 압력 진동 등의 물리적 현상을 측정하기 위한 광섬유격자센서로서, 광섬유격자 센서(S)가 추(W)의 중공(H)을 통해 삽입된 상태로 고착재(F)에 의해 일체가 되고, 온도 안정성이 뛰어나고 부식성이 없으며, 방청작용을 하는 질소가스가 충진된 보호관(1) 내부에 삽입되어 적당한 인장력이 가하진 상태로 보호관 양 끝단에 고착재로 영구 고정된다.

또한 상기 보호관 내에는 고착재 외에도 센서의 민감도에 영향을 주지 않는 젤타입의 오일(2)을 충진해 가스의 누출을 막고 작업의 용의성을 제공하는 것이 바람직하다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 기존 광섬유격자센서를 설치시 광섬유격자센서 패키지를 사용함으로써 비전문가일 경우에도 상기 광섬유격자센서 패키지를 용이하게 설치할 수 있으며, 증폭부가 광섬유자체내에 위치하므로 구조가 간단해지며, 질소가스가 충진되어 있어 온도차에 의한 수분생성을 원천적으로 차단해 광섬유와 수분과의 화학반응에 의한 열화를 방지 및 균열의 성장을 억제해 내구성 증대로 인한 반영구적인 사용이 가능할 뿐만 아니라, 광섬유격자센서에 추를 일체화 시켜 측정감도가 높기 때문에 위치 파악이나 통신케이블 등의 식별 신호원으로 사용할 경우 부속물에 피로를 덜 발생할 수 있어 구성품의 내구성을 증대시키는 효과를 가질 수 있다.

Claims (3)

1. 광섬유격자센서(S) 패키지에 있어서, 센싱부에 추(W)가 광섬유에 일체로 고정되어져, 외부의 진동이 광섬유격자센서에 증폭 전달되도록 하는 광섬유격자센서 패키지.
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