KR100941227B1 - A fixture for an optical fiber sensor and a method for fixing an optical fiber sensor by using a fixture - Google Patents
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Abstract
이 발명은 광섬유 센서를 광섬유 센서 패키지 내부에 부착하기 위한 고정자(Fixture)와 이 고정자를 이용해 광섬유 센서를 광섬유 센서 패키지 내부에 부착하는 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a fixture for attaching an optical fiber sensor to an optical fiber sensor package and a method of attaching the optical fiber sensor to an optical fiber sensor package using the stator.
이 발명의 고정자(300)는, 광섬유 센서 기능을 하도록 만들어진 광섬유 센서(100)를 광섬유 센서 패키지(200) 내부에 부착하기 위해 사용되는 것으로서, 원기둥 모양의 몸체부(370); 위 몸체부(370) 중간의 원형 외표면으로부터 몸체부의 중심까지 액체 상태의 접착제(360)를 흘려 넣기 위해 형성된 접착제 충진용 구멍(320); 위 몸체부(370)의 양 측면에 각각 형성되어 광섬유 센서를 관통시키기 위한 두 개의 원기둥 모양의 광구경관통구(330); 위 두개의 광구경관통구(330) 사이에 형성되어 두 광구경관통구(330)를 서로 연결시켜주고 광섬유 센서가 두 광구경관통구(330)를 관통할 수 있도록 해주는 협구경관통구(340); 및 위 광구경관통구(330)의 안쪽에 끼워 넣어져서 광구경관통구(330)와 협구경관통구(340)의 경계면과 광구경관통구(330) 끝부분에서 광섬유 센서가 꺾이거나 끊어지는 현상을 예방하고 보호하기 위한 보호 자켓(350)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The stator 300 of the present invention is used to attach the optical fiber sensor 100, which is made to function as an optical fiber sensor, in the optical fiber sensor package 200, and has a cylindrical body portion 370; Adhesive filling hole 320 formed to flow the liquid adhesive 360 from the circular outer surface of the middle of the upper body portion 370 to the center of the body portion; Two cylindrical light-diameter through-holes 330 formed on both sides of the upper body 370 to penetrate the optical fiber sensor; Is formed between the two wide-bore hole 330 is connected to the two wide-bore hole 330 and the narrow-hole through-hole 340 to allow the optical fiber sensor to penetrate the two wide-bore hole 330; And the optical fiber sensor is prevented from being bent or broken at the end of the boundary surface of the wide-area through-hole 330 and the narrow-area through-hole 330 by being inserted into the inside of the wide-area through-hole 330. And characterized in that it comprises a protective jacket 350 to protect.
그리고 이 발명에 따른 대상물체에 광섬유 센서를 부착하는 방법은, 광섬유 센서 패키지에 부착하고자 하는 광섬유 센서의 해당 부분의 아크릴 코팅부를 원하는 폭만큼 탈피(strip)시키는 단계(S10); 위 광섬유 센서의 탈피된 부분을 광섬유 센서 부착용 고정자의 가운데에 형성되어 있는 광섬유 센서 삽입구에 관통시켜 위 에서 탈피된 광섬유 센서 부분의 중간 부분이 고정자의 중심에 위치한 접착제 충진용 구멍과 일치하도록 조절하는 단계(S20); 위에서 위치가 조절된 고정자의 접착제 충진용 구멍에 접착제를 주입하는 단계(S30); 위에서 주입한 접착제가 고정자의 접착제 충진용 구멍을 통해 흘러들어 광섬유 센서의 탈피된 부분의 클래딩부 주변을 코팅하고, 이후 계속 흘려 넣어 고정자의 양끝에 형성된 광구경구간의 빈 공간과 보호 자켓까지 코팅하는 단계(S40); 및 위 코팅된 접착제를 굳히는 단계(S50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And the method for attaching the optical fiber sensor to the object according to the present invention, the step of stripping the acrylic coating of the corresponding portion of the optical fiber sensor to be attached to the optical fiber sensor package by a desired width (S10); Passing the stripped portion of the optical fiber sensor through the optical fiber sensor insertion hole formed in the center of the stator for attaching the optical fiber sensor to adjust the middle portion of the stripped optical fiber sensor portion to coincide with the adhesive filling hole located in the center of the stator. (S20); Injecting the adhesive into the adhesive filling hole of the stator having the position adjusted above (S30); The adhesive injected above flows through the adhesive filling hole of the stator to coat around the cladding part of the stripped part of the optical fiber sensor, and then flows continuously to coat the empty space and protective jacket of the wide-area section formed at both ends of the stator. Step S40; And solidifying the coated adhesive (S50).
이 발명의 실시에 의해 아크릴 코팅부의 Slip 현상을 방지할 수 있고, 광섬유 센서의 스트립 부분의 절단이 예방되고, 광섬유 센서 패키지가 망실되어도 광섬유 센서의 재사용이 가능하며, 이에 따른 수리비용을 절감할 수 있고, 망실된 패키지 부분만 수리하면 되므로 수리에 필요한 시간도 단축할 수 있다.By implementing the present invention, it is possible to prevent the slip phenomenon of the acrylic coating, to prevent the cutting of the strip part of the optical fiber sensor, and to reuse the optical fiber sensor even if the optical fiber sensor package is lost, thereby reducing the repair cost. In addition, since only the damaged package part needs to be repaired, the time required for repair can be shortened.
광섬유, 고정자, 광섬유센서, 슬립현상, 변형, 광섬유격자센서, 광섬유 센서 패키지, 부착 방법. Fiber optic, stator, fiber optic sensor, slip phenomenon, deformation, fiber grating sensor, fiber optic sensor package, attachment method.
Description
이 발명의 기술분야는 건축물 또는 토목 구조물과 같은 물체(이하 "대상물체"라고 한다)의 물리적 변형을 측정하기 위해 광섬유 센서를 다양한 물리적 변형의 측정용 광섬유 센서 패키지에 부착하는 기술에 대한 것이다. The technical field of the present invention relates to a technique for attaching an optical fiber sensor to an optical fiber sensor package for measuring various physical deformations in order to measure physical deformation of an object such as a building or civil structure (hereinafter referred to as "object").
도 1은 일반적인 광섬유의 내부 구성도이다. 이러한 광섬유(optical fiber)는 일반적으로 8~10㎛의 코어(core) 부분과 굴절율이 다른 125㎛ 정도의 클래딩(cladding) 부분으로 이루어진 유리섬유다. 이런 광섬유에 특수한 방법으로 격자를 새기면 광섬유는 광섬유 격자 센서로서 사용될 수 있다. 광섬유 격자 센서를 만드는 방법은 이 발명의 배경 기술에 해당할 뿐 이 발명의 내용이 아니므로 이에 대한 설명은 생략한다. 그리고 이때 격자는 코어와 클래딩 부분에 형성된다. 또한 유리섬유는 자체적 파손의 위험 때문에 245~250㎛ 정도로 아크릴 코팅되어 있다.1 is an internal configuration diagram of a general optical fiber. Such optical fibers are generally glass fibers composed of a core portion of 8 to 10 μm and a cladding portion of about 125 μm having a different refractive index. If the grating is carved in a special way to such an optical fiber, the optical fiber can be used as an optical fiber grating sensor. The method of making the optical fiber grating sensor corresponds to the background art of the present invention and is not the content of the present invention, so a description thereof will be omitted. At this time, the grating is formed in the core and the cladding portion. In addition, the glass fiber is acrylic coated about 245 ~ 250㎛ because of the risk of its own breakage.
이러한 아크릴 코팅은 광섬유나 광섬유 격자 센서를 보호한다는 장점이 있으나, 광섬유 격자 센서를 직접 대상물체에 부착할 때 아크릴 코팅부와 클래딩부 사 이에서 슬립(Slip)현상이 발생하여 정확한 변형(變形, strain) 측정에 어려움이 발생한다. 도 2는 종래 기술에 따라 광섬유를 고정한 일 예를 보여주고 있다.The acrylic coating has the advantage of protecting the optical fiber or the optical fiber grating sensor, but when the optical fiber grating sensor is directly attached to the object, slip occurs between the acrylic coating part and the cladding part, resulting in accurate deformation. ) Difficulty in measuring. Figure 2 shows an example of fixing the optical fiber according to the prior art.
따라서, 대상물체의 정확한 물리적 변형을 측정하기 위해서는 대상물체와 광섬유 격자 센서의 클래딩부를 고정되게 부착시켜야 하며 이를 위해서 부착지점 광섬유 센서의 아크릴 코팅부을 탈피시켜야 한다. 도 3은 종래 기술에 따라 광섬유를 센서 패키지에 고정하기 위해 광섬유 센서의 아크릴 코팅부 일부를 제거한 상태의 일 예를 보여주고 있다.Therefore, in order to accurately measure the physical deformation of the object, the cladding portion of the object and the optical fiber grating sensor must be fixedly attached. For this purpose, the acrylic coating of the attachment point optical fiber sensor must be peeled off. 3 illustrates an example of a state in which a part of the acrylic coating of the optical fiber sensor is removed to fix the optical fiber to the sensor package according to the related art.
하지만, 이때 탈피된 부분의 광섬유 센서는 일반적으로 다른 부분의 광섬유 센서보다 강도가 떨어지게 되며, 변형이 발생될 경우 탈피된 부분은 쉽게 끊어지거나 광섬유 센서를 센서 패키지에 부착할 때 어려움이 있었다. 여기서 광섬유 센서 패키지란 대상물체의 물리적 변형의 정도를 측정하기 위해 대상물체의 일단에 설치되는 장치로서 광섬유 센서를 대상물체에 고정하는 지그와 함께, 센서 패키지 내부에 광섬유 센서를 고정하고 외부의 충격에 보호하는 기능을 갖고 있다. 자주 사용되는 광섬유 센서 패키지로서는 내공변위계, 경사계, 응력계, 변위계, 변형률계, 지중변위계, 락볼트 축력계 사면 측정용 지중수평변위계 등이 있다.However, at this time, the optical fiber sensor of the stripped portion is generally lower in strength than the optical fiber sensor of the other portion, and when the deformation occurs, the stripped portion is easily broken or difficult to attach the optical fiber sensor to the sensor package. Here, the optical fiber sensor package is a device installed at one end of the object to measure the degree of physical deformation of the object, together with a jig for fixing the optical fiber sensor to the object, the optical fiber sensor is fixed inside the sensor package and subjected to external impact. It has a protective function. Commonly used fiber optic sensor packages include pore-strain gauges, inclinometers, stress gauges, displacement gauges, strain gauges, underground displacement gauges, and rock bolt axisometers.
이 발명의 제 1 목적은 위에 기술한 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위해 광섬유 센서용 고정자를 제공하고, 이 고정자를 이용하여 광섬유 센서를 광섬유 센서 패키지에 부착하는 방법을 제공하는 것이다.It is a first object of the present invention to provide a stator for an optical fiber sensor in order to solve the problems of the prior art described above, and to provide a method of attaching an optical fiber sensor to an optical fiber sensor package using the stator.
이 발명의 제 2 목적은 광섬유 센서를 센서 패키지에 부착할 시 광섬유 센서의 스트립 부분의 강도가 저하되지 않도록 보호하기 위한 수단을 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a means for protecting the strength of the strip portion of the optical fiber sensor from being lowered when attaching the optical fiber sensor to the sensor package.
이 발명의 제 3 목적은 고정자에 접착제 충진용 구멍을 두어 접착제 충진을 용이하게 하기 위한 수단을 제공하는 것이다.It is a third object of this invention to provide a means for facilitating adhesive filling by placing holes for adhesive filling in the stator.
이 발명의 제 4 목적은 광섬유 센서 패키지의 케이스가 망실되었을 경우나 광섬유 센서 패키지 내부의 광섬유 센서가 망실되었을 때 광섬유 센서 패키지와 광섬유 센서의 재사용이 가능하고, 이에 따른 수리비용이 절감되며, 망실된 패키지 부분만 수리하여 수리에 필요한 시간도 단축하기 위한 수단을 제공하는 것이다.The fourth object of the present invention is to reuse the optical fiber sensor package and the optical fiber sensor when the case of the optical fiber sensor package is lost or when the optical fiber sensor inside the optical fiber sensor package is lost, thereby reducing the repair cost, Repairing only the package part provides a means for reducing the time required for repair.
본 발명의 다른 목적과 장점은 하기된 발명의 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조하면 보다 명백해질 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention and the accompanying drawings.
이 발명의 과제 해결 수단은 고정자이다. 즉 이 발명의 고정자(300)는, 광섬유 센서 기능을 하도록 만들어진 광섬유(100)를 광섬유 센서 패키지(200) 내부에 부착하기 위해 사용되는 것으로서, 원기둥 모양의 몸체부(370); 위 몸체부(370) 중간의 원형 외표면으로부터 몸체부의 중심까지 액체 상태의 접착제(360)를 흘려 넣기 위해 형성된 접착제 충진용 구멍(320); 위 몸체부(370)의 양 측면에 각각 형성되어 광섬유 센서를 관통시키기 위한 두 개의 원기둥 모양의 광구경관통구(330); 위 두개의 광구경관통구(330) 사이에 형성되어 두 광구경관통구(330)를 서로 연결시켜주고 광섬유 센서가 두 광구경관통구(330)를 관통할 수 있도록 해주는 협구경관통구(340); 및 위 광구경관통구(330)의 안쪽에 끼워 넣어져서 광구경관통구(330) 와 협구경관통구(340)의 경계면과 광구경관통구(330) 끝부분에서의 광섬유 센서가 꺾이거나 끊어지는 현상을 예방하고 보호하기 위한 보호 자켓(350)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The problem solving means of this invention is a stator. That is, the
그리고 이 발명의 다른 과제 해결 수단은 위 고정자를 이용하여 대상물체에 광섬유 센서를 부착하는 방법이다. 이 방법은, 광섬유 센서 패키지에 부착하고자 하는 광섬유 센서의 해당 부분의 아크릴 코팅부를 원하는 폭만큼 탈피시키는 단계(S10); 위 탈피된 광섬유 센서의 해당 부분을 광섬유 부착용 고정자의 맨 가운데에 형성되어 있는 광섬유 센서 삽입구에 관통시켜 위에서 탈피된 광섬유 센서 부분의 중간 부분이 고정자의 중심에 위치한 접착제 충진용 구멍과 일치하도록 조절하는 단계(S20); 위에서 위치가 조절된 고정자의 접착제 충진용 구멍에 접착제를 주입하는 단계(S30); 위에서 주입한 접착제가 고정자의 접착제 충진용 구멍을 통해 흘러들어 광섬유 센서의 탈피된 부분의 클래딩부 주변을 코팅하고, 이후 계속 흘려 넣어 고정자의 양끝에 형성된 광구경구간의 빈 공간과 보호 자켓(350)까지 코팅하는 단계(S40); 위 코팅된 접착제를 굳히는 단계(S50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. And another problem solving means of this invention is a method of attaching an optical fiber sensor to an object using the stator. The method comprises the steps of: stripping the acrylic coating of the corresponding portion of the optical fiber sensor to be attached to the optical fiber sensor package by a desired width (S10); Passing the corresponding part of the stripped optical fiber sensor through the optical fiber sensor insertion hole formed at the center of the stator for attaching the optical fiber so that the middle part of the stripped optical fiber sensor part coincides with the adhesive filling hole located at the center of the stator (S20); Injecting the adhesive into the adhesive filling hole of the stator having the position adjusted above (S30); The adhesive injected above flows through the adhesive filling hole of the stator to coat the cladding around the stripped portion of the optical fiber sensor, and then continuously flows into the empty space and the
광섬유 센서 패키지에 부착하고자 하는 광섬유 센서의 해당 부분의 아크릴 코팅부를 원하는 폭만큼 탈피시키는 단계; 위 탈피된 광섬유 부분을 광섬유 부착용 고정자의 가운데에 형성되어 있는 광섬유 센서 삽입구에 관통시켜 탈피된 부분의 중간 부분이 고정자의 중심에 위치한 에폭시 충진용 구멍과 일치하도록 조절하는 단계; 위 위치가 조절된 고정자의 에폭시 충진용 구멍에 에폭시를 주입하는 단계; 위에서 주입한 에폭시가 고정자의 에폭시 충진용 구멍을 통해 흘러들어 광섬유 센서의 탈피된 부분의 클래딩부 주변을 코팅하는 단계(S40); 및 위 코팅된 에폭시를 굳히는 단계를 포함하여 이루어진다.Stripping the acrylic coating of the corresponding portion of the optical fiber sensor to be attached to the optical fiber sensor package by a desired width; Passing the stripped optical fiber portion through the optical fiber sensor insertion hole formed in the center of the optical fiber attachment stator to adjust the middle portion of the stripped portion to coincide with the epoxy filling hole located at the center of the stator; Injecting epoxy into the epoxy filling hole of the stator with the above position adjusted; Epoxy injected above flows through the epoxy filling hole of the stator to coat the cladding around the stripped portion of the optical fiber sensor (S40); And hardening the coated epoxy.
이 발명의 실시에 의해 기대되는 효과는 다음과 같다:The effects expected by the practice of this invention are as follows:
첫째, 광섬유 센서 패키지 내부에 광섬유 센서를 고정할 때 광섬유 센서의 아크릴 코팅부 고정부분이 변형을 받아 슬립현상을 발생하는 것을 방지할 수 있다.First, when fixing the optical fiber sensor in the optical fiber sensor package, it is possible to prevent the acrylic coating portion fixing portion of the optical fiber sensor is deformed to generate a slip phenomenon.
둘째, 광섬유 센서의 아크릴 코팅부 중 부착할 부분을 탈피하면 탈피한 부분만 급격히 강도가 떨어져 광섬유 센서가 끊어질 위험이 크나 고정자를 사용하면 아크릴 코팅부의 탈피한 부분을 보호하고 강도를 보강할 수 있다.Second, when peeling the part to be attached from the acrylic coating of the optical fiber sensor, the peeled part is sharply dropped, so there is a high risk of breaking the optical fiber sensor. However, the stator can protect the peeled part of the acrylic coating and reinforce the strength. .
셋째, 고정자의 가운데에 접착제 충진용 구멍을 두어 접착제의 주입이 용이하다.Third, the adhesive filling hole in the center of the stator to facilitate the injection of the adhesive.
넷째, 고정자의 모양이나 크기를 센서 패키지의 형태/부착방법이나 대상물체의 표면모양/용도에 따라 다양하게 만들 수 있어서, 광섬유 센서 패키지의 종류에 상관없이 모든 패키지의 내부에 광섬유 센서를 고정하여 부착할 수 있다.Fourth, the shape and size of the stator can be varied according to the shape / attachment method of the sensor package or the surface shape / use of the object, so that the fiber optic sensor is fixed and attached to the inside of every package regardless of the type of the fiber optic sensor package. can do.
다섯째, 광섬유 센서를 직접 광섬유 센서 패키지 내부에 접착제로 부착하면 광섬유 센서 패키지의 케이스가 망실되었을 경우나 광섬유 센서 패키지 내부의 광섬유 센서가 망실되었을 때 해당 광섬유 센서 패키지와 광섬유 센서의 재사용이 불가능하지만, 고정자를 사용하여 광섬유 센서 패키지 내부에 광섬유 센서를 고정하여 부착하면 광섬유 센서 패키지와 광섬유 센서의 재사용이 가능하고, 이에 따른 수리비용을 절감할 수 있으며, 망실된 패키지 부분만 수리하면 되므로 수리에 필요한 시간도 단축할 수 있다.Fifth, if the optical fiber sensor is directly attached to the inside of the optical fiber sensor package with adhesive, the case of the optical fiber sensor package is lost or the optical fiber sensor inside the optical fiber sensor package is lost. By fixing and attaching the optical fiber sensor inside the optical fiber sensor package, the fiber optic sensor package and the optical fiber sensor can be reused, and the repair cost can be reduced. It can be shortened.
< 바람직한 일 실시예의 구성 및 동작 설명 ><Description of Configuration and Operation of Preferred Embodiment>
이 발명의 바람직한 일 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 일 발명에서 사용되는 고정자(300)의 구성과 동작원리에 대해 설명한다. 도 4는 이 발명에서 사용되는 광섬유 센서용 고정자(300)의 바람직한 일 실시예의 내부 구성도이다.A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the configuration and operation principle of the
도 4와 같은 구성의 고정자(300)는 금속 재질로 만들어지는(물론 다른 재질로 만들 수도 있다) 것이 바람직하다. 고정자(300)는 광섬유 센서 기능을 하도록 격자가 새겨진 광섬유(100)를 광섬유 센서 패키지(200) 내부에 부착하기 위해 사용된다. The
도 4의 4A는 고정자(300)의 외관을 보여주는 사시도이다. 고정자(300)는 전체적으로 원기둥 모양을 하고 있고, 원기둥의 중간 위치에 접착제 충진용 구멍(320)이 형성되어 있다. 그리고 고정자(300)의 양 측면에는 원형의 광구경관통구(330)가 형성되어 있다. 도 4A에는 광구경관통구(310)를 통해 광섬유(100)가 탈피되지 않은 상태의 광섬유(130)로 관통하고 있는 모습이 도시되어 있다. 4A of FIG. 4 is a perspective view showing the appearance of the
도 4의 4B는 도 4A의 내부 단면도이다. 이 단면도를 보면, 접착제 충진용 구멍(320)이 깔때기 모양으로 형성되어 있다. 즉, 충진용 구멍(320)의 바깥쪽 구경은 크고 안쪽으로 들어갈수록 점점 좁아진다. 4B of FIG. 4 is an internal cross sectional view of FIG. 4A. Looking at this cross section, the
그리고 광구경관통구(330)는 원기둥 모양의 고정자(300)의 양쪽 단면에서 각각 소정의 깊이만큼 특정 반경을 갖도록 형성되어 있다. 이 실시예에서는 광구경관통구(330)의 깊이를 5㎝로 하였다. 그러나 이 수치는 필요에 따라 조절할 수 있다. 그리고 광구경관통구(330)의 직경을 이 실시예에서는 900~1000㎛로 설정하였지만 이 수치도 필요에 따라 조절할 수 있다. 두 개의 광구경관통구(330) 사이에는 기다란 형상의 협구경관통구(340)가 위치하고 있고, 이러한 협구경관통구(340)의 직경은 광섬유(100) 센서의 직경을 고려하여 결정되며, 이 실시예서는 협구경관통구(340)의 직경이 250~500㎛이다. 그러나 이 수치도 필요에 따라 조절할 수 있음은 이 분야의 숙련된 기술자들에게는 자명한 사실이다. And the wide-
이러한 광구경관통구(330)와 협구경관통구(340)의 경계면과 광구경관통구(330)의 끝부분은 비교적 날카로운 편이어서 이 경계면과 광섬유(100) 센서가 직접 접촉될 경우 광섬유(100) 센서가 끊어지거나 훼손될 위험성이 매우 높기 때문에 부드러운 재질(예로서 고무)의 보호 자켓(350)을 광구경관통구(330) 안쪽에 끼워 넣고 접착제(100)로 충진하여 고정시킴으로써 광섬유(100) 센서가 끊어지거나 훼손되지 아니하도록 해준다. 보호 자켓(350)은 적어도 고무 이상의 질김과 부드러움을 갖는 재질로서 만들어지는 것이 바람직하다. 이때 보호 자켓의(350) 외경은 900~1000㎛ 정도가 바람직하다. 이 수치도 필요에 따라 조절할 수 있음은 이 분야의 숙련된 기술자들에게는 자명한 사실이다. The boundary surface of the photosphere aperture 330 and the
한편 광섬유(100) 센서가 광구경관통구(330)와 협구경관통구(340)를 관통하도록 한 뒤 고정자(Fixture)(300)의 접착제 충진용 구멍(320)으로 액체 상태의 접 착제(360)를 부으면 접착제(360)는 충진용 구멍(320)을 타고 흘러들어 제일 먼저 광섬유 센서의 탈피된 부분을 덮고, 이후 협구경관통구(340)를 따라 좌우로 광구경관통구(330)까지 흘러든다. 접착제는 협구경관통구(340)와 광구경관통구(330)의 빈 공간과 보호 자켓(350)까지 흘러들어 서서히 굳어진다. 이때 사용되는 접착제(360)로는 에폭시가 바람직하다. 특히 열경화성 에폭시는 접착제로서 더욱 바람직하다. 그 이유는 에폭시가 금속(고정자 몸체부)(370)과 유리(광섬유 센서)(100)를 접착하는 능력이 우수하며 온도 변화에도 접착력의 강도가 떨어지지 않기 때문이다.Meanwhile, the
도 5는 이 발명에서 사용되는 광섬유 센서용 고정자(300)의 바람직한 일 실시예에 접착제(360)를 주입하는 방법을 도시하고 있다. 이 가운데 도 5a는 고정자(Fixture)(300)의 접착제 충진용 구멍(320)으로 접착제(360)를 충진하는 경우를 나타내고 있고, 도 5b는 도 5a에서 광구경구간(330)과 협구경구간(340)을 확대한 상태도이다. 5 illustrates a method of injecting adhesive 360 to a preferred embodiment of a
도 5b에서 보면 고정자(300) 내부의 광섬유(100) 센서는 크게 세 부분으로 나뉘어짐을 알 수 있다. C 구간은 광섬유(100)의 아크릴 코팅부(130)가 탈피되어 코어부(110)와 클래딩부(120)만 남은 경우로서 접착제(360)가 클래딩부(120)와 협구경구간(340) 사이를 채우고 있음이 도 5e에서 확인된다.In Figure 5b it can be seen that the
이에 반해 B 구간은 아크릴 코팅부(130)가 탈피되지 않은 광섬유(100)가 존재하는 구간으로서 접착제(360)가 아크릴 코팅부(130)와 협구경구간(340) 사이를 채우고 있음이 도 5d에서 확인된다.On the contrary, the section B is a section in which the
그리고 A 구간도 역시 B 구간과 같이 아크릴 코팅부(130)가 탈피되지 않은 광섬유(100) 센서가 존재하는 구간이다. 차이점은 A 구간에서는 광섬유(100) 센서의 아크릴 코팅부(130)와 광구경구간(330) 사이에 접착제(360)가 충진되고, 광구경구간(330)부터 바깥에는 보호 자켓(350)이 위치하고 있음이 도 5c에서 확인된다.In addition, the section A is also a section in which the
여기서 도 5c는 도 5b의 A-A' 구간의 단면도, 도 5d는 도 5b의 B-B'구간의 단면도, 그리고 도 5e는 도 5b의 C-C' 구간의 단면도를 각각 나타낸다.5C is a cross-sectional view of section A-A 'of FIG. 5B, FIG. 5D is a cross-sectional view of section B-B' of FIG. 5B, and FIG. 5E is a cross-sectional view of section C-C 'of FIG. 5B.
그리고 도 6은 이 발명에 따른 광섬유 센서용 고정자(Fixture)(300)를 이용하여 광섬유 센서를 광섬유 센서 패키지(200)에 부착하는 방법의 바람직한 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a preferred embodiment of a method of attaching an optical fiber sensor to the optical
이 발명은, 중심부에 위치한 코어부(110); 위 코어부(110)와 굴절율이 다르며 코어부(110)를 감싸고 있는 클래딩부(120); 및 위 클래딩부(120)를 감싸는 아크릴 코팅부(130)로 이루어지는 유리섬유인 광섬유(100)에 특정 방법으로 격자를 새겨서 광섬유 센서를 만들고, 변형의 발생 정도를 파악하고자 하는 대상물체에 이렇게 만들어진 광섬유 센서를 이 발명에서 제시하는 고정자(300)를 이용하여 다양한 광섬유 센서 패키지(200)(도시하지 않음)를 통해 부착하여 측정하는 방법에 대한 것이다. The present invention, the
이 발명에 따라 광섬유 센서 패키지(200)에 광섬유 센서를 부착하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 광섬유 센서 패키지(200)에 부착하고자 하는 광섬유 센서의 해당 부분의 아크릴 코팅부(130)를 원하는 폭만큼 탈피시키고(S10), 위 탈피된 광섬유 센서 부분(160)을 광섬유 센서 부착용 고정자(300)의 맨 가운데에 형성되어 있는 광섬유 삽입구(310)에 관통시켜 탈피된 부분(160)의 중간 부분이 고정자(300)의 중심에 위치한 접착제 충진용 구멍(320)과 일치하도록 조절한다(S20).According to the present invention, a method of attaching an optical fiber sensor to the optical
위에서 위치가 조절된 고정자(300)의 접착제 충진용 구멍(320)에 접착제(360)를 주입한다(S30). The adhesive 360 is injected into the
위에서 주입한 접착제(360)가 고정자(300)의 접착제 충진용 구멍(320)을 통해 흘러들어 광섬유(100) 센서의 탈피된 부분(160)의 클래딩부(120)와 아크릴 코팅부(130)와 주변을 코팅하고, 이후 계속 흘러서 고정자(300)의 양끝에 형성된 광구경구간(330)의 빈 공간과 보호 자켓(350)까지 코팅한다(S40). 그리고 위 코팅된 접착제(360)를 굳힌다(S50). 이 발명에 의하면 위에 언급한 일련의 과정을 통해 광섬유 센서를 고정자(300)에 고정을 하고, 이를 광섬유 센서 패키지 내부에 고정하여 대상물체에 견고하게 부착한다.The adhesive 360 injected above flows through the
이처럼 본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상기 발명의 상세한 설명에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As such, the present invention may be variously modified and may take various forms, and only the specific embodiments thereof are described in the detailed description of the present invention. It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the specific forms mentioned in the detailed description of the invention, but rather includes all modifications, equivalents, and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood to do.
이 발명은 광섬유 센서가 사용되는 대부분의 분야에서 적용이 가능하다. 예를 들면, 광섬유 센서를 이용하여 내공변위계, 경사계, 응력계, 변위계, 변형률계, 지중변위계, 락볼트 축력계 등을 설치하는 경우에 사용할 수 있다. 이 외에도 여러 분야에 사용될 수 있는 기술이어서 이 발명은 산업상 이용가능성이 매우 크다.This invention is applicable in most fields where an optical fiber sensor is used. For example, the optical fiber sensor can be used in the case of providing a hole displacement gauge, inclinometer, stress gauge, displacement gauge, strain gauge, ground displacement gauge, rock bolt axial force gauge, and the like. In addition, since the technology can be used in various fields, the present invention has a great industrial applicability.
도 1은 일반적인 광섬유의 내부 구성도.1 is an internal configuration diagram of a typical optical fiber.
도 2는 종래 기술에 따라 광섬유 센서를 광섬유 센서 패키지에 직접 고정한 일 예시도.2 is an exemplary view of fixing the optical fiber sensor directly to the optical fiber sensor package according to the prior art.
도 3은 종래 기술에 따라 광섬유 센서를 고정하기 위해 광섬유 센서의 아크릴 코팅부 일부를 제거한 상태의 일 예시도.Figure 3 is an illustration of a state in which a portion of the acrylic coating of the optical fiber sensor is removed to fix the optical fiber sensor according to the prior art.
도 4는 이 발명에서 사용되는 광섬유 센서 부착용 고정자(Fixture)의 바람직한 일 실시예의 내부 구성도.Figure 4 is an internal configuration of a preferred embodiment of a fiber optic sensor attachment stator (Fixture) used in the present invention.
도 5는 이 발명에서 사용되는 광섬유 센서 부착용 고정자(Fixture)의 바람직한 일 실시예에 접착제를 주입하는 방법을 도시한 예시도.Figure 5 is an exemplary view showing a method of injecting an adhesive to a preferred embodiment of the optical fiber sensor attachment stator (Fixture) used in the present invention.
도 5a는 고정자(Fixture) 가운데의 접착제 충진용 구멍으로 접착제를 충진한 경우의 예시도.Figure 5a is an exemplary view when the adhesive is filled with the adhesive filling hole in the center of the fixture (Fixture).
도 5b는 도 5a에서 광구경구간과 협구경구간을 확대한 상태도.FIG. 5B is an enlarged view of the wide-area section and the narrow-angle section in FIG. 5A; FIG.
도 5c는 도 5b의 A-A' 구간의 단면도.5C is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 5B.
도 5d는 도 5b의 B-B'구간의 단면도.FIG. 5D is a sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 5B.
도 5e는 도 5b의 C-C' 구간의 단면도.5E is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 5B.
도 6은 이 발명에 따른 광섬유 센서 부착용 고정자(Fixture)를 이용한 광섬유 센서 부착 방법의 바람직한 일 실시예의 흐름도.Figure 6 is a flow chart of a preferred embodiment of the optical fiber sensor attachment method using a fiber optic sensor attachment stator (Fixture) according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
100: 광섬유(광섬유 센서) 110: 코어부100: optical fiber (optical fiber sensor) 110: core portion
120: 클래딩부 130: 아크릴 코팅부120: cladding portion 130: acrylic coating portion
140: 슬립부 150: 에폭시140: slip part 150: epoxy
160: 스트립부 200: 광섬유 센서 패키지160: strip portion 200: optical fiber sensor package
300: 고정자(Fixture) 320: 접착제 충진용 구멍300: Fixture 320: Adhesive filling hole
330: 광구경관통구 340: 협구경관통구330: Gwanggu opening through hole 340: Gonggu opening through hole
350: 보호 자켓 360: 접착제350: protective jacket 360: adhesive
370: 고정자 몸체370: stator body
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