KR100803377B1 - Water pipe leak and breakdown inspection system use of optical fiber sensor - Google Patents

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Abstract

A water pipe leak and breakdown inspection system using an optical fiber sensor is provided to accurately find a leak position by measuring temperature variation. A water pipe leak and breakdown inspection system using an optical fiber sensor includes a light source(410), a signal receiving part(420), and a signal processing part(430). The light source emits laser light having a short wavelength of 1064 or 1550nm for about 10nsec. The signal receiving part receives a signal reflected by three inverse scattered lights(Rayleigh, Raman, and Brillouin scattering) at 50cm or 1m intervals. The signal processing part analyzes the signal input to the signal receiving part to measure a temperature and a strain rate.

Description

광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템{Water Pipe leak and breakdown Inspection System Use of Optical Fiber Sensor}Water pipe leak and breakdown inspection system using of optical fiber sensor

도1은 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정의 근본 원리에 관한 도식도이다.1 is a schematic diagram of the basic principle of the temperature and strain measurement of the distribution concept using the optical fiber sensor.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템의 라만 산란파를 이용한 온도 측정 도시도이다.2 is a diagram illustrating temperature measurement using a Raman scattering wave of a water pipe leak and breakage monitoring system using temperature and strain measurement in a distribution concept using an optical fiber sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템의 브릴로인 산란파를 이용한 온도 보정을 한 변형률 측정 도시도이다. 3 is a diagram illustrating strain measurement using temperature correction using a brillouin scattering wave of a water pipe leak and breakage monitoring system using temperature and strain measurement in a distribution concept using an optical fiber sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템의 광섬유 센서에 의한 온도 및 변형률 측정 기본 구성도이다.Figure 4 is a basic configuration of the temperature and strain measurement by the optical fiber sensor of the water pipe leak and damage monitoring system through the temperature and strain measurement of the distribution concept using the optical fiber sensor according to an embodiment of the present invention.

도5는 일실시예에 따른 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템의 일실시예이다.5 is a view illustrating a water pipe leak and breakage monitoring system using temperature and strain measurements of a distribution concept using an optical fiber sensor according to an embodiment.

도6은 일실시예에 따른 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a water pipe leak and damage monitoring system through temperature and strain measurement in a distribution concept using an optical fiber sensor according to an embodiment.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 레이저 빛 120 : 레일레이 산란파110: laser light 120: Ray-ray scattering wave

130 : 브릴로인 산란파 140 : 라만 산란파130: Brillouin scattering wave 140: Raman scattering wave

150 : 스톡스 영역 160 : 안티스톡스 영역150: Stokes area 160: Antistock area

410, 530 : 광원부 420, 540 : 수신부410, 530: light source 420, 540: receiver

430, 550 : 신호처리부 510, 610 : 상수도관430, 550: signal processor 510, 610: water pipe

520 : 광섬유부 560 : 측정시스템520: optical fiber unit 560: measuring system

본 발명은 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상수도관에 광섬유 센서 케이블을 부착하고 실시간으로 그 구간에 대한 분포 개념의 온도 변화를 모니터링하여 누수 발생 위치를 정확하게 감지하는 한편 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 변형률을 실시간으로 계측함으로써 상수도관의 파손 여부를 감시하는 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a water pipe leak and damage monitoring system by measuring the temperature and strain of a distribution concept using an optical fiber sensor, and more particularly, attaching an optical fiber sensor cable to a water pipe and real-time temperature of the distribution concept for the section. By monitoring the change, it accurately detects the location of leakage and by measuring the strain of the distribution concept using the fiber optic sensor in real time. To a failure monitoring system.

종래에 상수도관의 누수 및 파손 여부를 탐지하기 위해서는 상수도관의 양쪽 제수변, 소화전 계량기 등에 센서를 부착시켜 누수 지점에서 전해지는 동일한 누수음이 쌍방의 감지기에 전해지는 시간차를 계산해 누수 지점을 산출하는 장비를 활용하고 있다. 그러나 이러한 방법은 주기적으로 상수도관이 매설되어 있는 현장에 직접 인력이 투입되어야 하기 때문에 탐지반을 운영해야 하는 문제가 있을 뿐만 아니라 상수도관의 주변 잡음(차량 통행, 지하수 흐름, 주변 공사 잡음 등)으로 인해 누수음을 정확하게 감지하기 어렵다는 문제점이 있었다. Conventionally, in order to detect leaks and breaks in water pipes, sensors are attached to both water hydrant valves and hydrant meters of the water pipes to calculate the leak points by calculating the time difference that the same leak sound transmitted from the leak points to both detectors. To utilize. However, this method not only has to operate the detection team because the manpower has to be directly injected to the site where the water pipes are periodically buried, but also the ambient noise (vehicle traffic, groundwater flow, ambient construction noise, etc.) of the water pipes. There was a problem that it is difficult to accurately detect the leak sound.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,Accordingly, the present invention has been made to solve the above conventional problems,

본 발명의 목적은 상수도관 매설시 광섬유 센서 케이블을 부착하여 분포 개념의 온도 및 변형률을 실시간으로 계측함으로써 현장에 직접 인력이 투입되지 않고 사무실에서 상수도관의 누수 및 파손 위치를 정확하게 파악하는 감시 시스템을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to attach a fiber optic sensor cable when laying a water pipe to measure the temperature and strain of the distribution concept in real time, so that a monitoring system for accurately identifying leaks and breakage points of the water pipe in the office is not directly applied to the site. To provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템은,Water supply pipe leakage and breakage monitoring system by measuring the temperature and strain of the distribution concept using the optical fiber sensor of the present invention for achieving the above object,

상수도관 누수 및 파손 감시 시스템에 있어서,In water pipe leak and damage monitoring system,

내부에 정수된 물이 유류하는 상수도관(510)과;A water pipe 510 in which water purified therein is oiled;

고착재에 의하여 상기 상수도관에 고정하게 되며 온도 및 변형율을 측정하는 광섬유부(520)와;An optical fiber unit 520 fixed to the water pipe by a fixing material and measuring temperature and strain rate;

레이저 광을 보내는 광원부(530)와;A light source unit 530 which sends laser light;

산란광을 계측하는 수신부(540)와;A receiver 540 for measuring scattered light;

수신된 광 신호를 분석하여 처리하는 신호처리부(550);로 이루어진다.And a signal processor 550 for analyzing and processing the received optical signal.

상기 신호처리부는 바람직하게는 다음과 같은 구성으로 이루어진다. The signal processor preferably consists of the following configuration.

브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 변형률을 측정할 수 있으며, 온도 보정을 한 변형률인 분해능은 20με으로 변형률을 측정하는 데 사용되는 싱글모드 광섬유(640)의 신호를 처리하는 싱글모드 신호처리부와;Strain can be measured at 1m intervals using Brillouin scattering wave, and the single mode that processes the signal of the single mode optical fiber 640 used to measure the strain with a temperature-corrected strain of 20 με. A signal processor;

라만(Raman) 산란파를 이용하여 50cm 간격으로 온도를 측정할 수 있으며, 온도 최고 분해능은 0.01℃으로 온도를 측정하는 멀티모드 광섬유(650)의 신호를 처리하는 멀티모드 신호처리부로 나뉘어진다.Using a Raman scattering wave, the temperature can be measured at 50 cm intervals, and the maximum temperature resolution is divided into a multi-mode signal processing unit processing a signal of the multi-mode optical fiber 650 measuring the temperature at 0.01 ° C.

상기에서 싱글모드 신호처리부는 다음과 같은 구성을 가지고 있다. The single mode signal processor has the following configuration.

브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 변형률을 측정하는 변형률측정부와;A strain measuring unit measuring strain at intervals of 1 m using a Brillouin scattering wave;

브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 온도를 측정하는 제1온도측정부;가 있다.There is a first temperature measuring unit for measuring the temperature at intervals of 1m using a Brillouin scattering wave.

상기 변형률측정부의 값과 제1온도측정부의 값을 가지고 변형률을 보정하는 변형률보정부;가 더 포함된다.Strain correction unit for correcting the strain having a value of the strain measuring unit and the value of the first temperature measuring unit; further includes.

상기 고착재는 에폭시 수지로 하는 것을 특징으로 한다.The fixing material is characterized in that the epoxy resin.

상기 광섬유부(520)는,The optical fiber unit 520,

상기 상수도관의 측면에 고정되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that fixed to the side of the water pipe.

상기 광섬유부(520)는,The optical fiber unit 520,

상기 상수도관의 하부면에 고정되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that fixed to the lower surface of the water pipe.

상기 광섬유부(520)는,The optical fiber unit 520,

변형률을 측정하는 데 사용되는 싱글모드 광섬유(640)와,A single-mode fiber 640 used to measure strain,

온도를 측정하는 멀티모드 광섬유(650)로 이루어진 것을 특징으로 한다.It is characterized by consisting of a multi-mode optical fiber 650 for measuring the temperature.

상기 광섬유부(520)는,The optical fiber unit 520,

변형률을 측정하는 데 사용되는 싱글모드 광섬유와,Single-mode fiber used to measure strain,

상기 싱글모드 광섬유를 백업하기 위한 다른 싱글모드 광섬유와,Another single mode optical fiber for backing up the single mode optical fiber,

온도를 측정하는 멀티모드 광섬유와, Multimode optical fiber to measure the temperature,

상기 멀티모드 광섬유를 백업하기 위한 다른 멀티모드 광섬유로 이루어진 것을 특징으로 한다.And another multimode optical fiber for backing up the multimode optical fiber.

*이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.* Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the water pipe leak and damage monitoring system through the temperature and strain measurement of the distribution concept using the optical fiber sensor of the present invention.

도1은 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정의 근본 원리에 관한 도식도이다.1 is a schematic diagram of the basic principle of the temperature and strain measurement of the distribution concept using the optical fiber sensor.

*도1을 보면, 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정의 근본 원리는 광섬유 센서에 파장이 짧은(1064 nm 또는 1550nm) 레이저 빛(110)을 약 10nsec 정도의 시간동안 보내면 약 50cm 또는 1m 마다 3가지의 역산란광(Rayleigh, Raman, Brillouin scattering)이 반사되어 돌아온다. * 1, the fundamental principle of temperature and strain measurement of the distribution concept using the optical fiber sensor is that when a short wavelength (1064 nm or 1550 nm) laser light 110 is sent to the optical fiber sensor for a time of about 10 nsec, it is about 50 cm or 1 m. Three backscattered lights (Rayleigh, Raman, Brillouin scattering) are returned each time.

여기서 레일레이(Rayleigh) 산란파(120)는 입사된 빛의 파장과 동일하게 반사되어 오며 이로부터 빛 에너지의 손실율이 측정된다. 이러한 손실율 측정은 바로 광섬유 센서 케이블의 단선의 위치를 정확하게 감지하는 데 사용된다. 라만(Raman) 산란파(140)는 입사된 빛의 파장과는 달리 두 개의 파장으로 분리되어 반사되는데 입사광보다 큰 파장 영역을 안티스톡스(anti-Stokes)영역이(160)라 하며, 작은 파장 영역을 스톡스(Stokes)영역(150)이라고 한다. 여기서 스톡스 영역(150)의 산란파는 온도 변화에 거의 무관한 반면 안티스톡스 영역(160)은 온도 변화에 따라 그의 진폭이 예민한 반응을 보여준다. 따라서 온도 측정은 바로 스톡스 및 안티스톡스 영역의 라만 산란 조도를 분석함으로써 얻게된다. Here, the Rayleigh scattering wave 120 reflects the same wavelength of incident light, and the loss rate of light energy is measured therefrom. This loss rate measurement is used to accurately detect the location of the break in the fiber optic sensor cable. The Raman scattering wave 140 is separated into two wavelengths and is reflected, unlike the wavelength of incident light. The wavelength range larger than the incident light is called an anti-Stokes region (160), and a small wavelength region is used. It is referred to as Stokes region 150. Here, the scattered wave of the Stokes region 150 is almost independent of the temperature change, whereas the antistock region 160 shows a response whose sensitivity is sensitive to the temperature change. Thus, temperature measurements are obtained directly by analyzing the Raman scattering roughness of the Stokes and antistock stocks.

브릴로인(Brillouin)산란파(130)도 입사된 빛의 파장과는 다른 안티스톡스(160) 및 스톡스 영역(150)의 산란파로 분리되어 반사된다. 여기서 온도 변화가 일어나면 두 영역 모두 진폭의 변화가 일어나며 파장(또는 주파수)의 변화는 미세하게 발생되고 변형률이 변하게 되면 두 영역 모두에서 진폭의 변화는 미세하지만 오히려 파장(또는 주파수)가 크게 변하게 된다. 상기 현상을 분석하여 온도 및 변형률 측정한다. 브릴로인(Brillouin)산란파(130)를 이용하여 온도를 측정할 수 있지만 그의 분해능은 라만(Raman)의 것(약 0.01℃)보다 낮으나(약 0.5℃) 온도변화 에 따른 변형률 값의 교정을 위해서는 바람직한 자료를 도출할 수 있다. The Brillouin scattering wave 130 is also reflected and separated into scattered waves of the antistocks 160 and the Stokes region 150 different from the wavelength of the incident light. In this case, when temperature changes, both amplitudes change in amplitude, and the wavelength (or frequency) changes minutely, and when the strain is changed, the amplitude changes in both regions slightly but rather the wavelength (or frequency) changes greatly. The phenomenon is analyzed to measure temperature and strain. Although Brillouin scattering wave 130 can be used to measure temperature, its resolution is lower than that of Raman (about 0.01 ° C) (about 0.5 ° C), Good data can be derived.

도2는 라만 산란파를 이용한 온도 측정 도시도이며, 도3은 브릴로인 산란파를 이용한 온도 보정을 한 변형률 측정 도시도이다. FIG. 2 is a diagram illustrating temperature measurement using Raman scattered waves, and FIG. 3 is a diagram illustrating strain measurement performed using temperature correction using a brillouin scattered wave.

현재 라만(Raman) 산란파(140)를 이용한 온도 측정의 경우 전체 광섬유 센서 케이블에 대해 약 50cm 간격으로 온도를 측정할 수 있으며, 온도 최고 분해능은 0.01℃이고 하나의 측정시스템(예를 들자면, 분산 온도 감지 장치 DTS: Distributed Temperature Sensing)에 의해 측정할 수 있는 최대 거리는 약 30km에 달하고 있다. 한편, 브릴로인(Brillouin)산란파(130)를 이용한 변형률 측정은 전체 광섬유 센서 케이블에 대해 1m 간격으로 변형률을 측정할 수 있으며, 온도 보정을 한 변형률인 경우 그 분해능은 20με이고 하나의 측정 시스템(예를 들자면, 분산 온도 및 변형 감지 장치 DTSS: Distributed Temperature & Strain Sensing)에 의해 측정할 수 있는 최대 거리는 약 10km에 달한다. In the case of the temperature measurement using the Raman scattering wave 140, the temperature can be measured at about 50 cm intervals for the entire optical fiber sensor cable. The maximum resolution of the temperature is 0.01 ° C and one measurement system (e.g., dispersion temperature The maximum distance that can be measured by the sensor DTS (Distributed Temperature Sensing) is about 30 km. On the other hand, strain measurement using the Brillouin scattering wave 130 can measure the strain at 1m intervals for the entire optical fiber sensor cable, the strain is a temperature-corrected strain is 20με and one measurement system ( For example, the maximum distance that can be measured by Distributed Temperature & Strain Sensing (DTSS) is about 10 km.

이러한 온도 및 변형률의 분포 개념의 계측(distributed sensing)은 하나의 점에서 계측이 수행되는 점 계측(point sensing) 개념과는 다음과 같은 큰 차이점이 있다. 상기 분포 개념 계측에서 50cm 또는 1m 간격마다 온도 및 변형률을 계측한다는 것은 바로 50cm 또는 1m 구간마다의 평균 온도를 계측한다는 의미하며 반면 점 계측은 바로 점 센서가 위치한 지점의 온도 및 변형률만을 측정한다는 것이다.The distributed sensing of the temperature and strain distribution concept has the following big difference from the point sensing concept in which the measurement is performed at one point. In the distribution concept measurement, measuring the temperature and strain at every 50 cm or 1 m interval means measuring the average temperature at every 50 cm or 1 m interval, while point measurement measures only the temperature and strain at the point where the point sensor is located.

따라서, 상수도관에 온도 및 변형률 계측을 위해 점 센서를 사용한다면 센서를 부착한 사이의 구간에 대해 누수 및 변형이 발생하더라도 그에 대한 위치를 확인할 수 없으나 분포 개념의 계측을 이용한다면 광섬유 센서 케이블이 포설된 어느 위치에서 누수 및 변형이 발생되더라도 그 위치를 정확하게 확인할 수 있다는 것이다. Therefore, if the point sensor is used to measure the temperature and strain in the water supply pipe, even if leakage and deformation occur in the section between the sensors, the position of the sensor cannot be identified. However, if the distribution concept is used, the fiber optic sensor cable is installed. Even if leaks and deformations occur at any position, the position can be accurately identified.

본 발명에 따른 신호처리부에 대하여 상세히 다음과 같이 상세히 설명한다.The signal processing unit according to the present invention will be described in detail as follows.

본 발명의 신호처리부는 다음과 같이 구성된다.The signal processing unit of the present invention is configured as follows.

브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 변형률을 측정할 수 있으며, 온도 보정을 한 변형률인 분해능은 20με으로 변형률을 측정하는 데 사용되는 싱글모드 광섬유(640)의 신호를 처리하는 싱글모드 신호처리부와;Strain can be measured at 1m intervals using Brillouin scattering wave, and the single mode that processes the signal of the single mode optical fiber 640 used to measure the strain with a temperature-corrected strain of 20 με. A signal processor;

라만(Raman) 산란파를 이용하여 50cm 간격으로 온도를 측정할 수 있으며, 온도 최고 분해능은 0.01℃으로 온도를 측정하는 멀티모드 광섬유(650)의 신호를 처리하는 멀티모드 신호처리부로 나뉘어진다.Using a Raman scattering wave, the temperature can be measured at 50 cm intervals, and the maximum temperature resolution is divided into a multi-mode signal processing unit processing a signal of the multi-mode optical fiber 650 measuring the temperature at 0.01 ° C.

상기에서 싱글모드 신호처리부는 다음과 같은 구성을 가지고 있다. The single mode signal processor has the following configuration.

브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 변형률을 측정하는 변형률측정부와;A strain measuring unit measuring strain at intervals of 1 m using a Brillouin scattering wave;

브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 온도를 측정하는 제1온도측정부;가 있다.There is a first temperature measuring unit for measuring the temperature at intervals of 1m using a Brillouin scattering wave.

상기 변형률측정부의 값과 제1온도측정부의 값을 가지고 변형률을 보정하는 변형률보정부;가 더 포함된다.Strain correction unit for correcting the strain having a value of the strain measuring unit and the value of the first temperature measuring unit; further includes.

상기에서 멀티모드 신호처리부는 라만(Raman) 산란파를 이용하여 50cm 간격으로 온도를 측정할 수 있으며, 온도 최고 분해능은 0.01℃으로 온도를 측정하는 제2온도측정부가 있다.The multi-mode signal processor may measure the temperature at 50 cm intervals using a Raman scattering wave, and the second temperature measuring unit measures the temperature at a maximum resolution of 0.01 ° C.

실제로 싱글모드 신호처리부와 멀티모드 신호처리부는 별개로 구성될 수 있다. 왜냐하면 각각의 물리적인 광섬유가 별개로 구성될 수 있기 때문이다. In practice, the single mode signal processor and the multi mode signal processor may be configured separately. Because each physical fiber can be configured separately.

그러나, 싱글모드 신호처리부와 멀티모드 신호처리부를 해석하는 통합신호해석부는 두가지의 신호처리부의 신호를 적절히 가공하여 동일장소에 어떠한 문제점이 있는 지를 통합하여 판단할 수 있기 때문에 보다 정확한 원인을 알아낼 수 있게된다. However, the integrated signal analysis unit that analyzes the single mode signal processing unit and the multi mode signal processing unit can process the signals of the two signal processing units appropriately to integrate and determine what the problem is in the same place. do.

따라서 본 발명에서는 통합신호해석부를 더 포함하는 구성을 포함한다.Therefore, the present invention includes a configuration further comprising an integrated signal analysis unit.

상기 통합신호해석부는 위치를 기준으로 싱글모드 신호처리부에서 보정이 완료된 변형률과 멀티모드 신호처리부에서 처리된 온도를 해석하여 제시하게 된다. The integrated signal analyzer analyzes and displays the strain that has been corrected in the single mode signal processor and the temperature processed by the multimode signal processor based on the position.

상기 제시된 결과는 디스플레이 수단을 통하여 관리자에게 통보되기 때문에 관리자는 이를 참조하여 보다 정확한 원인을 알아냄과 동시에 적절한 조치를 취할 수 있게된다.Since the result presented above is notified to the administrator through the display means, the administrator can refer to this to find out the exact cause and take appropriate measures.

즉, 위치를 기준으로 상기 변형률보정부에서 보정이 완료된 변형률과 제2온도측정부에서 측정된 온도를 해석하는 통합신호해석부인 것이다.That is, the integrated signal analysis unit analyzes the strain that has been corrected in the strain correction unit and the temperature measured by the second temperature measuring unit based on the position.

변형률 계측에 사용되는 산란파는 브릴루인이고 본 발명에서는 브릴루인 산란파의 진폭(Power)과 주파수(Frequency)를 모두 측정한다. 그런데 이러한 진폭과 주파수 변화는 온도와 변형률의 변화 두 가지에 대해 모두 영향을 받기 때문에 다음과 같은 식이 성립한다.The scattering wave used for strain measurement is Brillouin, and in the present invention, both the amplitude (Power) and the frequency (Frequency) of the Brillouin scattering wave are measured. However, since these amplitude and frequency changes are affected by both temperature and strain changes, the following equation holds.

Figure 112007019976171-pat00001
Figure 112007019976171-pat00001

여기에서 상기 부호들은 Where the symbols

P : 브릴로인 산란파의 진폭P: amplitude of the brillouin scattering wave

F : 브릴로인 산란파의 주파수F: frequency of the brillouin scattering wave

Figure 112007019976171-pat00002
: 변형률
Figure 112007019976171-pat00002
: Strain

T : 온도T: temperature

Figure 112007019976171-pat00003
: 변형률 변화에 따른 브릴로인 산란파의 진폭 변화 계수
Figure 112007019976171-pat00004
Figure 112007019976171-pat00003
: Coefficient of variation of amplitude of brillouin scattering wave with variation of strain
Figure 112007019976171-pat00004

Figure 112007019976171-pat00005
: 온도 변화에 따른 브릴로인 산란파의 진폭 변화 계수
Figure 112007019976171-pat00006
Figure 112007019976171-pat00005
: Coefficient of change of amplitude of Brillouin scattering wave with temperature
Figure 112007019976171-pat00006

Figure 112007019976171-pat00007
:변형률 변화에 따른 브릴로인 산란파의 주파수 변화 계수
Figure 112007019976171-pat00008
Figure 112007019976171-pat00007
Frequency Coefficient of Brillouin Scattered Wave with Strain Variation
Figure 112007019976171-pat00008

Figure 112007019976171-pat00009
:온도 변화에 따른 브릴로인 산란파의 주파수 변화 계수
Figure 112007019976171-pat00010
Figure 112007019976171-pat00009
Frequency Coefficient of Brillouin Scattered Wave with Temperature
Figure 112007019976171-pat00010

상기 4개의 계수 값은 광케이블 종류에 따라 다르게 결정된다. 광케이블마다 상기 계수들을 구하기 위해서는 광케이블에 실제 변형을 주는 실험과 온도를 변화 시키는 실험을 실시하여 변형률 변화에 대한 브릴로인 산란파의 진폭 및 주파수 변화, 온도 변화에 대한 브릴로인 산란파의 진폭 및 주파수 변화를 산출한다. 4개의 계수값이 주어지고 본 발명에서의 브릴로인 산란파의 진폭(P)과 주파수(F)가 측정되므로 상기 식은 미지수가 변형률과 온도(T)인 두개의 연립방정식이 된다. 따라서 온도가 보정된 변형률은 다음과 같은 식에 의해 산출된다.The four coefficient values are determined differently depending on the type of optical cable. In order to obtain the above coefficients for each optical cable, experiments are performed to actually change the optical cable and to change the temperature to change the amplitude and frequency of the brillouin scattering wave for the change in strain, and the amplitude and frequency change of the brillouin scattering wave for the temperature change. To calculate. Given four coefficient values and the amplitude (P) and frequency (F) of the brillouin scattering wave in the present invention, the above equation results in two simultaneous equations of unknown strain and temperature (T). Therefore, the strain whose temperature is corrected is calculated by the following equation.

Figure 112007019976171-pat00011
(보정된 변형률)
Figure 112007019976171-pat00011
(Corrected strain)

따라서, 본 발명에서의 변형률보정부는 제1온도측정부의 온도와 변형률측정부의 변형률을 통하여 계산된 결과치를 상기의 식에 넣어서 보정하게 된다.Therefore, the strain correction unit in the present invention corrects the result value calculated through the temperature of the first temperature measuring unit and the strain of the strain measuring unit in the above equation.

본 발명은 바람직하게는 상수도관에 적용하지만 상수도관 이외에도 하수도관에서도 적용가능하다.The present invention is preferably applied to water pipes, but is applicable to sewage pipes in addition to water pipes.

관련된 공개 자료로 라만 및 레일레이 산란에 관한 것은 대한민국 공개번호 10-2003-0007084 “광섬유 및 이 광섬유를 이용한 광 신호 전송 시스템”이 있으며 , 브릴로인 관련하여 대한민국 공개번호 10-2001-0021886 “광섬유 내에서 자극받은 브릴로인 산란의 억제방법”이 있다.Related publications on Raman and Ray-ray scattering include Republic of Korea Publication No. 10-2003-0007084 “Optical Fiber and Optical Signal Transmission System Using This Fiber”, and Republic of Korea Publication No. 10-2001-0021886 “Optical Fiber There is a method of suppressing the stimulated brillouin scattering in the inside.

도4는 광섬유 센서에 의한 온도 및 변형률 측정 기본 구성도이다.4 is a basic configuration of temperature and strain measurement by the optical fiber sensor.

도4를 보면, 광섬유 센서에 파장이 짧은(1064 nm 또는 1550nm) 레이저 빛(110) 약 10nsec 정도의 시간 동안 보낼 수 있는 광원부(410)와 약 50cm 또는 1m 마다 3가지의 역산란광(Rayleigh, Raman, Brillouin scattering)이 반사되어 돌아오는 신호를 수신하는 수신부(420)와 수신부로 들어온 신호를 분석하여 온도 및 변형률 측정이 이루어지게 하는 신호처리부(430)로 구성됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, the light source unit 410, which can send a short wavelength (1064 nm or 1550 nm) laser light 110 to the optical fiber sensor for about 10 nsec, and three kinds of backscattered light every 50 cm or 1 m (Rayleigh, Raman) It can be seen that it is composed of a receiving unit 420 for receiving a signal returned by Brillouin scattering) and a signal processing unit 430 for measuring temperature and strain by analyzing a signal entering the receiving unit.

본 발명의 대략적인 구성은 상수도관 노후 교체 및 신설 구간에서 상수도관 매설시 상수도관 측면 하부에 광섬유 센서 케이블을 에폭시 접착제로 부착하고 한쪽 끝에 커넥터를 설치하여 분포 개념의 온도 및 변형률 측정 시스템(DTS 및 DTSS)에 연결하고 상수도관 통수시 온도 및 변형률을 실시간으로 계측한다. 이때 사용되는 광섬유 센서 케이블 내에는 싱글모드 및 멀티모드 두 가지 종류의 광섬유가 내재되어 있다. 여기서 싱글모드 광섬유는 변형률을 측정하는 데 사용되며, 멀티모드 광섬유는 온도를 측정하는 데 사용된다. 한편 DTS 및 DTSS 측정시스템은 광원부와 산란광을 계측하는 수신부 그리고 수신된 광 신호를 분석하여 처리하는 신호처리부로 구성되어 있다. The general configuration of the present invention is the temperature and strain measurement system of the distribution concept by attaching the optical fiber sensor cable to the lower part of the water supply pipe with epoxy adhesive and installing a connector at one end when the water supply pipe is buried in the replacement and new construction of the water supply pipe (DTS and DTSS) and measure the temperature and strain in real time when passing through the water pipe. In this case, two kinds of optical fibers are inherent in the optical fiber sensor cable used. Here singlemode fiber is used to measure strain and multimode fiber is used to measure temperature. Meanwhile, the DTS and DTSS measurement system includes a light source unit, a receiver for measuring scattered light, and a signal processor for analyzing and processing the received optical signal.

싱글모드 광섬유에 관한 것으로는 대한민국 공개번호 10-2001-0086668 “인이 첨가되지 않은 싱글모드광섬유 제조방법과 그에 사용되는 외경제어시스템”에서 소개되었으며, 멀티모드 광섬유에 관한 것으로는 대한민국 공개번호 10-2001-0113708 “멀티모드 섬유 및 그 제조방법”를 참조하면 된다.The single mode optical fiber was introduced in Republic of Korea Publication No. 10-2001-0086668 “Method for manufacturing single mode optical fiber without phosphorus and the external economic fish system used therein”. See 2001-0113708 “Multimode Fibers and Methods for Making the Same”.

온도를 계측하여 상수도관의 누수 위치를 찾는 원리는 다음과 같다. 상수도관에 보내지는 물은 높은 압력을 이용하여 전달되어 이동속도가 빠르다. 따라서 상수도관을 통해 전달되는 물의 온도는 매설된 지반의 온도와는 약간의 차이를 나타낸다. 만일 상수도관이 파손되어 물이 새는 경우에는 상수도관의 물이 지반으로 번 지면서 주변의 온도 변화를 일으키게 된다. 이러한 온도변화를 계측함으로써 누수 위치를 정확하게 찾을 수 있다. The principle of finding leak location of water pipe by measuring temperature is as follows. The water sent to the water supply pipe is delivered by using high pressure, so it moves fast. Therefore, the temperature of the water delivered through the water supply pipe is slightly different from the buried ground temperature. If the water pipe breaks and water leaks, the water in the water pipe bleeds to the ground, causing a change in ambient temperature. By measuring these changes in temperature, the leak location can be pinpointed.

상수관의 변형률을 계측하여 파손 위치를 찾는 원리는 다음과 같다. 상수도관은 그 재질에 따라 탄성 범위를 가지고 있다. 만일 변형률이 탄성 범위를 벗어나게 되면 결국 상수도관은 파손되기 때문에 상수관을 따라 변형률을 계측하는 것은 상수도관의 파손 여부는 물론 상수도관이 파손될 우려 구간도 파악할 수 있어 미연의 누수 사고를 예방할 수도 있다. The principle of finding the failure location by measuring the strain of the water pipe is as follows. Water pipes have elastic ranges depending on their material. If the strain is beyond the elastic range, the water pipe eventually breaks, so measuring the strain along the water pipe can identify whether the water pipe is broken and the area in which the water pipe is broken, thus preventing a leak.

본 발명을 통해 상수도관의 누수 위치를 정확하게 감지할 수 있음은 물론 파손 우려 구간을 미리 감지할 수 있기 때문에 상수도관의 유수율을 향상시키는 데 그 목적이 있으며, 유수율 향상은 바로 상수도 수익 증대에 직결될 뿐만 아니라 사무실에서 상수도관의 누수 및 파손 여부를 파악할 수 있기 때문에 탐지반 운영 경비 절감에도 큰 도움을 줄 수 있게 된다.Through the present invention, it is possible to accurately detect the leaking position of the water supply pipe, as well as to detect the area of concern of damage in advance, so that the purpose of improving the water flow rate of the water supply pipe, the flow rate improvement is to increase the profitability of the water supply In addition to being directly connected, it is possible to identify leaks and breaks in the water supply pipes in the office, which can greatly reduce the cost of operating the detection panel.

도5는 일실시예에 따른 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템의 일실시예이다.5 is a view illustrating a water pipe leak and breakage monitoring system using temperature and strain measurements of a distribution concept using an optical fiber sensor according to an embodiment.

도6은 일실시예에 따른 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a water pipe leak and damage monitoring system through temperature and strain measurement in a distribution concept using an optical fiber sensor according to an embodiment.

본 발명에 따른 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템의 구체적인 구성은 Specific configuration of the water pipe leak and damage monitoring system by measuring the temperature and strain of the distribution concept using the optical fiber sensor according to the present invention

바람직하게는 광섬유 케이블이 내장될 수 있도록 홈이 파이고 내부에 정수된 물이 유류하는 상수도관(510)과;Preferably, the water supply pipe 510 in which the grooves are dug and the purified water is oiled so that the optical fiber cables can be embedded therein;

상기 홈이 파인 상수도관에 에폭시등의 고착재(620)에 의하여 광섬유케이블(630)을 고정하게 되며, 광섬유 케이블은 온도 및 변형율을 측정하는 광섬유(520);를 포함한 것을 통하여 달성된다. The optical fiber cable 630 is fixed to the grooved water pipe by the fixing material 620 such as epoxy, and the optical fiber cable is achieved through the optical fiber 520 for measuring temperature and strain.

상기 광섬유는 변형률을 측정하는 데 사용되는 싱글모드 광섬유(640)와; The optical fiber includes a single mode optical fiber (640) used to measure strain;

온도를 측정하는 멀티모드 광섬유(650);로 이루어진다. It consists of a multi-mode optical fiber 650 for measuring the temperature.

비상시를 위하여 백업용으로 각각 하나씩의 멀티모드 광섬유와 싱글모드 광섬유를 더 포함한 광섬유 케이블(630)로 이루어지는 것이 바람직하다. It is preferable that the optical fiber cable 630 further includes one multimode optical fiber and a single mode optical fiber for backup in case of emergency.

한편, 측정시스템(560)은 레이저 광을 보내는 광원부(530)와 산란광을 계측하는 수신부(540) 그리고 수신된 광 신호를 분석하여 처리하는 신호처리부(550)로 구성된다. Meanwhile, the measurement system 560 includes a light source unit 530 for transmitting laser light, a receiver 540 for measuring scattered light, and a signal processor 550 for analyzing and processing the received light signal.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. Those skilled in the art to which the present invention pertains as described above may understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not restrictive.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the invention is indicated by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the invention. do.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템은,As described above, the water supply pipe leakage and damage monitoring system by measuring the temperature and strain of the distribution concept using the optical fiber sensor of the present invention,

온도변화를 계측함으로써 누수 위치를 정확하게 찾을 수 있으며 상수도관의 파손 여부는 물론 상수도관이 파손될 우려 구간도 파악할 수 있어 미연의 누수 사고를 예방할 수는 효과를 제공한다. By measuring the temperature change, it is possible to find the location of leak accurately, and it is possible to identify not only whether the water supply pipe is damaged but also the section in which the water supply pipe is broken, thus preventing the leak accident in advance.

또한, 유수율 향상은 바로 상수도 수익 증대에 직결될 뿐만 아니라 사무실에서 상수도관의 누수 및 파손 여부를 파악할 수 있기 때문에 탐지반 운영 경비 절감 효과를 제공할 수 있으며, 상수도관을 실시간으로 관 주위의 온도 변화를 모니터링하여 누수 발생 위치를 정확하게 감지하는 한편 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 변형률을 실시간으로 계측함으로써 상수도관의 파손 여부를 감시할 수 있으므로 신속하고 정확하게 대처함으로써 비용절감 효과를 제공할 수 있으며, 설치도 비교적 용이하게 할 수 있는 장점을 가진다.In addition, the improvement of flow rate is not only directly related to the increase of water supply profit, but also can detect the leakage and damage of water supply pipes in the office, thereby reducing the operating cost of the detection panel. By monitoring changes, the location of leaks can be accurately detected, and the strain of the distribution concept using a fiber optic sensor can be measured in real time to monitor whether the water supply pipe is broken, thus providing cost-saving effects by quickly and accurately coping. It also has the advantage of being relatively easy.

Claims (5)

삭제delete 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템에 있어서,In water pipe leak and damage monitoring system, 내부에 정수된 물이 유류하는 상수도관(510)과;A water pipe 510 in which water purified therein is oiled; 고착재에 의하여 상기 상수도관에 고정하게 되며 온도 및 변형률을 측정하는 광섬유부(520)와;An optical fiber unit 520 fixed to the water pipe by a fixing material and measuring temperature and strain; 레이저 광을 보내는 광원부(530)와;A light source unit 530 which sends laser light; 산란광을 계측하는 수신부(540)와;A receiver 540 for measuring scattered light; 수신된 광 신호를 분석하여 처리하는 신호처리부(550);로 이루어지되,Signal processing unit 550 for analyzing and processing the received optical signal; 상기 광섬유부(520)는,The optical fiber unit 520, 변형률을 측정하는 데 사용되는 싱글모드 광섬유와,Single-mode fiber used to measure strain, 상기 싱글모드 광섬유를 백업하기 위한 다른 싱글모드 광섬유와,Another single mode optical fiber for backing up the single mode optical fiber, 온도를 측정하는 멀티모드 광섬유와, Multimode optical fiber to measure the temperature, 상기 멀티모드 광섬유를 백업하기 위한 다른 멀티모드 광섬유로 이루어지며,Made of another multimode optical fiber for backing up the multimode optical fiber, 상기 신호처리부(550)는,The signal processor 550, 브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 변형률을 측정하는 변형률측정부와;A strain measuring unit measuring strain at intervals of 1 m using a Brillouin scattering wave; 브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 온도를 측정하는 제1온도측정부;와.A first temperature measuring unit measuring a temperature at intervals of 1 m using a Brillouin scattering wave; and 상기 변형률측정부의 값과 제1온도측정부의 값을 가지고 변형률을 보정하는 변형률보정부;와A strain correction unit for correcting a strain having a value of the strain measuring unit and a value of the first temperature measuring unit; and 라만(Raman) 산란파를 이용하여 50cm 간격으로 온도를 측정할 수 있으며, 온도 최고 분해능은 0.01℃으로 온도를 측정하는 제2온도측정부;로 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템.Using a Raman scattering wave, the temperature can be measured at 50cm intervals, and the maximum temperature resolution is a second temperature measuring unit measuring the temperature at 0.01 ° C. Water pipe leak and damage monitoring system through strain measurement. 삭제delete 내부에 정수된 물이 유류하는 상수도관(510)과;A water pipe 510 in which water purified therein is oiled; 고착재에 의하여 상기 상수도관에 고정하게 되며 온도 및 변형률을 측정하는 광섬유부(520)와;An optical fiber unit 520 fixed to the water pipe by a fixing material and measuring temperature and strain; 레이저 광을 보내는 광원부(530)와;A light source unit 530 which sends laser light; 산란광을 계측하는 수신부(540)와;A receiver 540 for measuring scattered light; 수신된 광 신호를 분석하여 처리하는 신호처리부(550);로 이루어지되,Signal processing unit 550 for analyzing and processing the received optical signal; 상기 광섬유부(520)는,The optical fiber unit 520, 변형률을 측정하는 데 사용되는 싱글모드 광섬유와,Single-mode fiber used to measure strain, 상기 싱글모드 광섬유를 백업하기 위한 다른 싱글모드 광섬유와,Another single mode optical fiber for backing up the single mode optical fiber, 온도를 측정하는 멀티모드 광섬유와, Multimode optical fiber to measure the temperature, 상기 멀티모드 광섬유를 백업하기 위한 다른 멀티모드 광섬유로 이루어지는 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템에 있어서,In the water pipe leak and damage monitoring system consisting of another multi-mode optical fiber for backing up the multi-mode optical fiber, 상기 신호처리부(550)는,The signal processor 550, 브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 변형률을 측정하는 변형률측정부와;A strain measuring unit measuring strain at intervals of 1 m using a Brillouin scattering wave; 브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 온도를 측정하는 제1온도측정부;와.A first temperature measuring unit measuring a temperature at intervals of 1 m using a Brillouin scattering wave; and 상기 변형률측정부의 값과 제1온도측정부의 값을 가지고 변형률을 보정하는 변형률보정부;와A strain correction unit for correcting a strain having a value of the strain measuring unit and a value of the first temperature measuring unit; and 라만(Raman) 산란파를 이용하여 50cm 간격으로 온도를 측정할 수 있으며, 온도 최고 분해능은 0.01℃으로 온도를 측정하는 제2온도측정부;로 구성되며,The Raman scattering wave can measure the temperature at 50cm intervals, the maximum temperature resolution of the second temperature measuring unit for measuring the temperature at 0.01 ℃; consists of, 상기 변형률보정부는 The strain correction
Figure 112007085462657-pat00012
Figure 112007085462657-pat00012
 P : 브릴로인 산란파의 진폭P: amplitude of the brillouin scattering wave F : 브릴로인 산란파의 주파수F: frequency of the brillouin scattering wave
Figure 112007085462657-pat00020
: 변형률
Figure 112007085462657-pat00020
: Strain T : 온도T: temperature
Figure 112007085462657-pat00021
: 변형률 변화에 따른 브릴로인 산란파의 진폭 변화 계수
Figure 112007085462657-pat00022
Figure 112007085462657-pat00021
: Coefficient of variation of amplitude of brillouin scattering wave with variation of strain
Figure 112007085462657-pat00022
Figure 112007085462657-pat00023
: 온도 변화에 따른 브릴로인 산란파의 진폭 변화 계수
Figure 112007085462657-pat00024
Figure 112007085462657-pat00023
: Coefficient of change of amplitude of Brillouin scattering wave with temperature
Figure 112007085462657-pat00024
Figure 112007085462657-pat00025
: 변형률 변화에 따른 브릴로인 산란파의 주파수 변화 계수
Figure 112007085462657-pat00026
Figure 112007085462657-pat00025
: Coefficient of change of Brillouin scattering wave with variation of strain
Figure 112007085462657-pat00026
Figure 112007085462657-pat00027
: 온도 변화에 따른 브릴로인 산란파의 주파수 변화 계수
Figure 112007085462657-pat00028
Figure 112007085462657-pat00027
: Coefficient of change of Brillouin scattering wave with temperature
Figure 112007085462657-pat00028
 공식을 통하여 보정되는 것을 특징으로 하는 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템.Water pipe leakage and damage monitoring system by measuring the temperature and strain of the distribution concept using the optical fiber sensor, characterized in that the correction through the formula. 내부에 정수된 물이 유류하는 상수도관(510)과;A water pipe 510 in which water purified therein is oiled; 고착재에 의하여 상기 상수도관에 고정하게 되며 온도 및 변형률을 측정하는 광섬유부(520)와;An optical fiber unit 520 fixed to the water pipe by a fixing material and measuring temperature and strain; 레이저 광을 보내는 광원부(530)와;A light source unit 530 which sends laser light; 산란광을 계측하는 수신부(540)와;A receiver 540 for measuring scattered light; 수신된 광 신호를 분석하여 처리하는 신호처리부(550);로 이루어지되,Signal processing unit 550 for analyzing and processing the received optical signal; 상기 광섬유부(520)는,The optical fiber unit 520, 변형률을 측정하는 데 사용되는 싱글모드 광섬유와,Single-mode fiber used to measure strain, 상기 싱글모드 광섬유를 백업하기 위한 다른 싱글모드 광섬유와,Another single mode optical fiber for backing up the single mode optical fiber, 온도를 측정하는 멀티모드 광섬유와, Multimode optical fiber to measure the temperature, 상기 멀티모드 광섬유를 백업하기 위한 다른 멀티모드 광섬유로 이루어지는 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템에 있어서,In the water pipe leak and damage monitoring system consisting of another multi-mode optical fiber for backing up the multi-mode optical fiber, 상기 신호처리부(550)는,The signal processor 550, 브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 변형률을 측정하는 변형률측정부와;A strain measuring unit measuring strain at intervals of 1 m using a Brillouin scattering wave; 브릴로인(Brillouin)산란파를 이용하여 1m 간격으로 온도를 측정하는 제1온도측정부;와.A first temperature measuring unit measuring a temperature at intervals of 1 m using a Brillouin scattering wave; and 상기 변형률측정부의 값과 제1온도측정부의 값을 가지고 변형률을 보정하는 변형률보정부;와A strain correction unit for correcting a strain having a value of the strain measuring unit and a value of the first temperature measuring unit; and 라만(Raman) 산란파를 이용하여 50cm 간격으로 온도를 측정할 수 있으며, 온도 최고 분해능은 0.01℃으로 온도를 측정하는 제2온도측정부;와 Using a Raman scattering wave to measure the temperature at 50cm intervals, the maximum temperature resolution is the second temperature measuring unit for measuring the temperature at 0.01 ℃; and 위치를 기준으로 상기 변형률보정부에서 보정이 완료된 변형률과 제2온도측정부에서 측정된 온도를 해석하는 통합신호해석부;로 구성되며,It consists of an integrated signal analysis unit for analyzing the strain measured in the strain correction section and the temperature measured by the second temperature measuring unit based on the position, 상기 변형률보정부는 The strain correction
Figure 112007085462657-pat00013
Figure 112007085462657-pat00013
 P : 브릴로인 산란파의 진폭P: amplitude of the brillouin scattering wave F : 브릴로인 산란파의 주파수F: frequency of the brillouin scattering wave
Figure 112007085462657-pat00029
: 변형률
Figure 112007085462657-pat00029
: Strain T : 온도T: temperature
Figure 112007085462657-pat00030
: 변형률 변화에 따른 브릴로인 산란파의 진폭 변화 계수
Figure 112007085462657-pat00031
Figure 112007085462657-pat00030
: Coefficient of variation of amplitude of brillouin scattering wave with variation of strain
Figure 112007085462657-pat00031
Figure 112007085462657-pat00032
: 온도 변화에 따른 브릴로인 산란파의 진폭 변화 계수
Figure 112007085462657-pat00033
Figure 112007085462657-pat00032
: Coefficient of change of amplitude of Brillouin scattering wave with temperature
Figure 112007085462657-pat00033
Figure 112007085462657-pat00034
: 변형률 변화에 따른 브릴로인 산란파의 주파수 변화 계수
Figure 112007085462657-pat00035
Figure 112007085462657-pat00034
: Coefficient of change of Brillouin scattering wave with variation of strain
Figure 112007085462657-pat00035
Figure 112007085462657-pat00036
: 온도 변화에 따른 브릴로인 산란파의 주파수 변화 계수
Figure 112007085462657-pat00037
Figure 112007085462657-pat00036
: Coefficient of change of Brillouin scattering wave with temperature
Figure 112007085462657-pat00037
 공식을 통하여 보정되는 것을 특징으로 하는 광섬유 센서를 이용한 분포 개념의 온도 및 변형률 측정을 통한 상수도관 누수 및 파손 감시 시스템.Water pipe leakage and damage monitoring system by measuring the temperature and strain of the distribution concept using the optical fiber sensor, characterized in that the correction through the formula.
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