KR101135513B1 - 변형 및 화재감지용 분포형 광섬유 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건설 계측 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 건설 분야에 광섬유를 이용한 변형 및 화재 감지를 효율적으로 할 수 있도록 하는 센서의 구조에 관한 것이다. 특히 본 발명은 심부에 일체거동형 관통공(201) 및 자유형 관통공(203)이 형성된 지지부재(200); 상기 지지부재(200)와 일체로 거동되도록 상기 지지부재(200)의 일체거동형 관통공(201)에 정착되는 일체거동형 광섬유 센싱부(100-100A); 상기 지지부재(200)의 자유형 관통공(203)에 고정되도록 삽입되는 중공형 심재(300); 상기 중공형 심재(300)와의 사이에 여유공간이 있도록 상기 중공형 심재(300)의 중공에 관통되어 정착되는 자유형 광섬유 센싱부(100-100B);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변형 및 화재감지용 분포형 광섬유 센서를 제시한다.
광섬유, 센서, 변형, 온도, 화재감지

Description

변형 및 화재감지용 분포형 광섬유 센서{OPTICAL FIBER SENSOR FOR MEASUREMENT OF FIRE AND MOVEMENTS}
본 발명은 건설 계측 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 건설 분야에 광섬유를 이용한 변형 및 화재 감지를 효율적으로 할 수 있도록 하는 센서의 구조에 관한 것이다.
지중 또는 구조물 내부의 변형 기타 거동을 계측하는 것은, 사면이나 구조물의 붕괴를 미리 예측할 수 있도록 한다는 점에서 대단히 중요한 과제로 대두되어 왔다.
특히, 지중의 변형은 미세지진과 폭우 등의 자연적인 원인 또는 토목공사 등의 인위적인 원인을 통해 발생한다.
이와 같은 원인으로 지중의 변형이 발생하면, 지중의 침하로 인한 관 기타 매설구조물의 손상, 사면의 붕괴, 터널공사의 경우 막장의 붕괴 등의 사고를 유발한다.
따라서, 지중이나 구조물의 변형을 감지하여 거동을 예측함으로써 사고를 방지하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
또한, 화재에 대한 안전관리는 재산손실은 물론 인명피해, 환경오염과 직접적으로 관련되므로 그 중요성은 매우 중요하다.
화재안전관리는 크게, 인력에 의한 관리와 자동화재탐지설비에 의한 관리로 분류할 수 있는데, 정확하고 신속한 화재안전관리 및 인명피해방지 등의 측면에서 자동화재설비가 보다 효과적이다.
특히 최근에는 도시공간의 양적 부족이나 안전하고 쾌적한 공간을 추구하는 사회적 욕구가 높아짐에 따라서 하나의 대안으로서 지하공간의 이용이 증대하고 있다. 지하철, 자동차, 사람의 통행을 위한 터널은 물론, 전력, 통신, 상하수도, 가스 등 도시 인프라 시설을 지하에 매설하기 위한 지하공동구의 건설 및 이용이 증대하고 있다. 이러한 지하구조물은 접근성 취약 등의 문제 때문에 더욱이 자동화재탐지설비의 설치가 요구되고 있는 실정이다.
그런데, 지하구조물 등과 같이 길이가 상당히 긴 경우는, 장거리 측정이 용이하고, 접근 취약성 문제때문에 수명이 긴 설비에 대한 요구가 절실하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 변형 및 화재감지가 용이한 변형 및 화재감지용 분포형 광섬유 센서를 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 심부에 일체거동형 관통공(201) 및 자유형 관통공(203)이 형성된 지지부재(200); 상기 지지부재(200)와 일체로 거동되도록 상기 지지부재(200)의 일체거동형 관통공(201)에 정착되는 일체거동형 광섬유 센싱부(100-100A); 상기 지지부재(200)의 자유형 관통공(203)에 고정되도록 삽입되는 중공형 심재(300); 상기 중공형 심재(300)와의 사이에 여유공간이 있도록 상기 중공형 심재(300)의 중공에 관통되어 정착되는 자유형 광섬유 센싱부(100-100B);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변형 및 화재감지용 분포형 광섬유 센서를 제시한다.
상기 지지부재(200)는 200℃ 이상의 고온에 대하여 저항할 수 있는 내열성 재질에 의해 형성될 수 있다.
상기 자유형 관통공(203)은 둘 이상 형성되고, 상기 자유형 관통공(203)들 사이에 하나 또는 둘 이상의 일체거동형 관통공(201)이 형성될 수 있다.
상기 중공형 심재(300)는 스테인레스 재질에 의해 형성될 수 있다.
상기 중공형 심재(300)는 상기 자유형 관통공(203)을 따라서 다수의 주름이 잡힌 형상을 취할 수 있다.
본 발명은 광섬유에 의해 모체의 거동은 물론, 온도변화 및 화재감지가 용이하며, 특히 장거리 측정이 가능하고 수명이 길어서 상하수로, 전선, 케이블 통로 등의 지하구조물에 매우 적합하다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 분포형 광섬유 센서는 지반이나 구조물 등 모체와 일체로 거동되도록 모체에 설치되고 심부에 일체거동형 관통공(201) 및 자유형 관통공(203)이 형성된 지지부재(200)와, 지지부재(200)와 일체로 거동되도록 지지부재(200)의 일체거동형 관통공(201)에 정착되는 일체거동형 광섬유 센싱부(100-100A)와, 지지부재(200)의 자유형 관통공(203)에 고정되도록 삽입되는 중공형 심재(300)와, 중공형 심재(300)와의 사이에 여유공간이 있도록 상기 중공형 심재(300)의 중공에 관통되어 정착되는 자유형 광섬유 센싱부(100-100B)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 광섬유(Optical Fiber)란, 빛의 굴절률이 내부는 높고 외부는 낮게 구성되어 섬유 내부에서 전반사 광학 현상이 일어나도록 형성된 직경 0.1㎜ 정도의 가는 섬유를 말한다.
위 현상을 이용하여 빛을 전송할 때 광손실을 줄이기 위하여 투명도가 고도로 높은 재료가 필요하며, 고순도의 석영이나 광학적 성질이 우수한 고분자재료를 사용한다.
구조는 보통 중앙의 코어(core)라고 하는 부분을 주변에서 클래딩(cladding)이라고 하는 부분이 감싸고 있는 이중원기둥 모양을 하고 있다. 그 외부에는 충격으로부터 보호하기 위해 합성수지 피복을 1~2차례 입힌다.
보호 피복을 제외한 전체 크기는 지름 백~수백μm(1μm은 1/1000mm)로 되고, 코어 부분의 굴절률이 클래딩의 굴절률보다 높게 되어 있어서, 빛이 코어 부분에 집속되어 잘 빠져나가지 않고 진행할 수 있게 되어 있다.
광섬유는 주로 통신 분야에 활용되고 있으나, 온도, 압력에 의해 광섬유가 신축하는 경우, 그 내부를 통과하는 빛의 간섭무늬 등을 검출하면 온도, 압력을 측정할 수 있는 특성이 있는바, 이를 활용한 센서를 광섬유 센서라 한다.
최근, 건설 계측 분야에서도 이러한 광섬유 센서를 활용하고자 하는 시도가 다양하게 이루어지고 있으며, 상세하게는, 압력 변화에 의한 구조물의 변위(처짐, 변형) 계측, 온도 변화에 의한 누수 탐지 등이 그것이다.
이와 같은 광섬유의 작용에 의해, 본 발명에 따른 분포형 광섬유 센서는 모체의 변형을 감지하거나 화재감지를 할 수 있다.
일체거동형 광섬유 센싱부(100-100A)는 지지부재(200)를 통해 모체와 일체로 거동되기 때문에 모체가 변형됨에 따라서 변형되지만, 자유형 광섬유 센싱부(100-100B)는 중공형 심재(300)와의 여유공간에 의해 지지부재(200)에 의해 구속되지 않으므로 아무런 변화를 일으키지 않는다.
그리고, 일체거동형 광섬유 센싱부(100-100A)는 모체에 구속되어 있으므로 온도 변화가 있더라도 신축 등의 변화가 없지만, 자유형 광섬유 센싱부(100-100B)는 모체에 대하여 자유 변형될 수 있기 때문에 온도 변화에 대응하여 변화된다.
따라서 일체거동형 광섬유 센싱부(100-100A)는 온도 변화의 영향이 받지 않고 모체의 변형에 의해서만 변화를 일으킴으로써, 모체의 변형이 정확하게 계측될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 아울러, 자유형 광섬유 센싱부(100-100B)는 모체의 변형의 영향을 받지 않고 온도 변화에 의해서만 변화를 일으킴으로써, 온도 감지 및 나아가 정확한 화재 감지가 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.
특히, 일반적인 화재감지기로 많이 이용되는 전선형 정온식 감지 선형감지기 등은 전자는 전자기파의 영향으로 장거리 측정이 불가능하며, 수명이 짧아서 유지관리를 위한 비용이 많이 소요되어 비경제적이다는 문제점을 갖는다. 반면, 본 발명에 따른 광섬유 센서는 장거리 측정이 용이할 뿐만 아니라 수명이 길어서 유지보수가 용이하다는 측면에서 보다 바람직하다 할 수 있다.
또한, 중공형 심재(300)에 의해 지지부재(200)가 보강됨으로써 지지부재(200)의 뒤틀림 등이 방지될 수 있는바, 지지부재(200)의 자체 변형의 영향이 배제될 수 있기 때문에, 보다 정확한 계측이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.
특히, 자유형 관통공(203)에 중공형 심재(300)와 자유형 광섬유 센싱부(100-100B)를 함께 시공할 수 있기 때문에, 구조적 간소화 및 소형화, 제조비 절감 등의 측면에서 보다 유리하다 할 수 있다. 아울러, 일체거동형 관통공(201)은 일체거동형 광섬유가 밀집되어 정착되기 때문에 일체거동형 광섬유에 의해 어느 정도 지지를 받을 수 있으나, 자유형 관통공(203)은 중공형 심재(300)가 없다면 구조적으로 취약할 수밖에 없는데, 이러한 구조적 취약이 방지될 수 있다.
이러한 중공형 심재(300)는 지지부재(200)의 외곽에 정착되는 것이 지지부재(200)의 보강 측면에서 보다 유리하다. 따라서, 이를 위해 자유형 관통공(203)은 둘 이상 형성되고, 자유형 관통공(203)들 사이에 하나 또는 둘 이상의 일체거동형 관통공(201)이 형성되는 것이 보다 바람직하다 할 수 있다.
한편, 중공형 심재(300)는 다양한 재질로 형성될 수 있으나, 보강을 위해 스테인레스 재질에 의해 형성되는 것이 보다 바람직하다 할 수 있다. 또한 도 13에 도시된 바와 같이 중공형 심재(300)는 보강성 강화를 위해, 자유형 관통공(203)을 따라서 다수의 주름이 잡힌 형상, 즉 주름관 형상을 취하는 것이 보다 바람직하다 할 수 있다.
한편, 일체거동형 및 자유형 광섬유 센싱부(100)의 바람직한 실시 예에 대하여 특히 도 1 및 도 6 내지 도 12를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 다음과 같다.
광섬유 센싱부(100)는 광섬유(110), 광섬유(110)와 함께 거동하도록 광섬유(110)의 외면을 둘러 장착되는 광섬유 보호부(120)를 구비할 수 있으며, 이는 광섬유(110)에 의한 센싱 및 광섬유(110)의 보호라는 2가지 역할을 수행한다.
광섬유 보호부(120)는, 광섬유(110)와 함께 거동하도록 광섬유(110)의 외면을 둘러 장착되는 것으로서, 금속성 재질에 의해 형성된 금속성 보호재(121)를 포함하는 것이 바람직하다.
금속 재질은 우수한 강도를 가지므로 이에 의해 광섬유(110)의 외면을 둘러 보호하는 경우, 광섬유(110)의 파단을 방지할 수 있고, 가요성(유연성 : flexibility)을 가지므로 모체가 되는 구조물의 변위가 발생하는 경우, 그 변위가 그대로 광섬유(110)에 전달되도록 하여 정확한 계측을 가능하도록 한다.
또한, 광섬유 센서가 주위의 온도 변화를 정확히 계측하여 화재 감지 등의 역할을 수행하도록 하기 위해서는, 그 센서 자체가 어느 정도의 발열 가능한 구조를 가짐으로써, 일정한 온도를 유지하도록 하는 것이 필요하다.
센서 자체의 온도가 주위 온도의 변화와 함께 변화한다면, 기준온도가 변화하게 되므로, 이에 대한 온도 변화의 측정이 불가능하기 때문이다.
금속 재질은 기본적으로, 열 및 전기 전도성이 우수할 뿐만 아니라, 불순물의 포함에 의해 저항치를 미세하게 조절할 수 있으므로, 이에 의한 보호재(121)를 광섬유(110)의 외면에 둘러 센서를 형성하는 본 발명의 구조를 취하는 경우, 광섬유 센서가 일정 온도를 유지하도록 할 수 있고, 이에 따라 정확한 주위 온도 변화의 측정이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.
금속성 보호재(121)의 구조는 다음과 같은 요건을 충족하는 것을 채택하는 것이 바람직하다.
첫째, 내부의 광섬유(110)를 보호하는 역할을 하는 것이므로, 모체인 구조물의 변형에 의해 굽힘이 발생한 경우에도, 항상 일정한 형상의 단면(예컨대 원형)을 유지하도록 하는 구조를 취하는 것이 좋다.
예컨대 도 7,8에 도시된 바와 같은 주름관 구조가 그것이다.
둘째, 지지부재(200) 또는 후술하는 코팅재(122)와의 견고한 접합을 위해서는, 금속성 보호재(121)의 외면에 마찰력 증대구조가 형성되는 것이 좋다.
예컨대 도 9에 도시된 바와 같은 엠보싱 구조(다수의 돌기가 형성된 구조)가 그것이다.
금속성 보호재(121)는 도 10,11에 도시된 바와 같이, 금속사에 의한 편조 구조를 취하는 경우, 자연스럽게 상기 요건들을 모두 충족할 수 있다는 점에서 바람직하다.
여기서, 편조 구조란, 금속사(금속을 얇은 실의 형상으로 가공한 것)를 광섬유 센서의 길이방향에 대하여 대각선 방향으로, 그물 구조로 엮어 가공함으로써, 자연히 내부에 공동이 형성되도록 한 구조를 말한다.
이는 상술한 바와 같이, 금속의 강성에 기인하여 내부의 광섬유(110)를 보호하도록 하면서도, 굽힘 발생시 항상 일정한 원형 단면을 유지하도록 한다.
나아가, 그물 구조를 취하므로, 이에 대하여 코팅 작업을 실시하는 경우, 금속성 보호재(121)의 일부가 자연스럽게 지지부재(200) 또는 후술하는 코팅재(122)에 매립되어 정착됨에 따라, 대단히 우수한 결합력을 얻을 수 있다.
금속성 보호재(121)는 상술한 바와 같이, 가요성, 열 및 전기 전도성, 저항치의 조절 가능성 등이 우수한 재질을 사용하는 것이 좋다.
그 예로는 은, 구리, 알미늄, 금, 백금 등을 들 수 있는데, 구체적으로는 은이 상기 요건을 가장 확실하게 충족하는 것으로 나타났다.
도 6,12에 도시된 바와 같이, 광섬유 센싱부(100)의 광섬유 보호부(120)는, 금속성 보호재(121)와 함께 거동하도록 금속성 보호재(121)의 외면을 둘러 장착되는 코팅재(122)를 더 구비한 구조를 취하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 광섬유 센서의 제조 순서는, 광섬유(110)에 대한 금속성 보호재(121)의 피복 작업, 그 금속성 보호재(121)에 대한 지지부재(200)의 피복 작업의 순서로 진행될 것인데, 지지부재(200)는 넓은 부착면(211)을 갖는 것이므로, 그 지지부재(200)의 형성작업과 금속성 보호재(121)의 외면에 대한 코팅 작업을 동시에 진행하는 것은 어려운 작업이라 할 수 있다.
따라서, 광섬유(110)에 대한 금속성 보호재(121)의 피복 작업 후, 일단 그 금속성 보호재(121)의 외부를 코팅재(122)에 의해 코팅하고, 이에 의해 완성된 광섬유 센싱부(100)를 지지부재(200)의 정착공(201)에 삽입하여 정착하는 방식을 취하는 것이 제조의 효율성, 용이성 측면에서 유리한 것이다.
코팅재(122)는 금속성 보호재(121)의 외면을 둘러 코팅되는 구조로서, 지지부재(200)와 함께 거동하기 위해서는 유연성이 우수한 재질에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
코팅재(122) 내부의 금속성 보호재(121)는 상술한 바와 같이 발열체의 역할을 겸하므로, 그 외부에 장착되는 코팅재(122)는 약 200℃ 이상의 고온에 대하여 저항할 수 있는 내열성 재질에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 조건을 만족하기 위해서는, 코팅재(122)의 재질로서 합성수지를 채용하는 것이 바람직하며, 더욱 구체적으로는 테프론을 사용하는 것이 좋다.
코팅재(122)의 외부에 장착되는 상기 지지부재(200)의 경우도, 이와 같은 이유로 200℃ 이상의 고온에 대하여 저항할 수 있는 내열성 재질에 의해 형성되는 바람직한데, 상기 실리콘 재질은 이러한 조건도 만족한다.
이와 같은 광섬유 센싱부(100)는 일체거동형, 자유형 모두 복수가 장착되는 것이 좋은데, 이는 일부의 광섬유(110)에 파단이 발생한 경우에도 계측 작업을 지속할 수 있다는 점, 2 이상의 센싱부(100)에 측정된 복수의 값에 의해 보정이 가능하다는 점 등의 이점이 있기 때문이다.
지지부재(200)는 무엇보다 모체인 구조물에 광섬유 센서가 부착하도록 하는 역할을 수행하기 위한 것으로서, 유연성 재질에 의해 형성됨과 아울러, 마찰계수가 높고 타 부위에 비해 넓은 부착면(211)을 갖도록 형성될 수 있다.
따라서, 도 2와 같이 기초 구조(20)의 외부에 콘크리트 타설 등에 의한 구조물(10)이 형성되는 경우, 구조물(10)에 매립되는 방식에 의해 모체와 일체화하여 거동할 수 있으므로, 모체인 구조물(10)에 대한 정확한 계측을 가능하게 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 모체가 파이프(30) 등의 구조를 취하는 경우, 파이프(30)의 외면 또는 내면에 안정적으로 부착될 수 있으므로, 압력 변화에 의한 파이프(30)의 변형, 온도 변화에 의한 파이프(30)의 누수 탐지 등을 효과적으로 수행할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 모체인 휨 부재(40)의 상하면에 각각 본 발명에 의한 부착형 광섬유 센서가 지지부재(200)에 의해 부착되는 경우, 상면에 부착된 센서는 휨 부재(40)의 압축응력을 측정할 수 있고, 하면에 부착된 센서는 인장응력을 측정할 수 있으므로, 이들 측정값의 조합에 의해 휨 부재(40)의 응력상태를 정확히 계측할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 터널의 내부에 본 발명에 의한 부착형 광섬유 센 서 2개가 중간재(50)를 사이에 두고 부착되는 경우, 위와 같은 원리에 의해 터널의 내공 변위를 더욱 효율적이고 정확하게 계측할 수 있다.
즉, 본 발명에 의한 광섬유 센서는 유연성 재질에 의해 형성됨과 아울러, 마찰계수가 높고 타 부위에 비해 넓은 부착면(211)이 형성된 지지부재(200)에 의해 모체인 구조물에 용이하고 안정적으로 부착할 수 있는 구조를 취함에 따라, 모체가 되는 구조물과 일체로 거동하여 정확한 계측을 가능하도록 하는 것이다.
지지부재(200)의 부착면(211)은 마찰계수가 높을수록 유리하므로, 요철구조 등을 취함으로써 마찰력을 증대시키는 것이 바람직하다.
부착면(211)은 지지부재(200)의 타 부위에 비해 넓도록 형성되어야 하므로, 도 1에 도시된 바와 같이 지지부재(200)는 전체적으로 장방향 단면을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
지지부재(200)의 재질은 유연성 및 부착력이 우수한 것을 적용해야 하므로, 합성수지 재질이 적합하고, 구체적으로는 실리콘 재질이 가장 바람직하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
도 1 내지 13은 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 광섬유 센서의 제1실시예의 단면도.
도 2는 광섬유 센서의 제1사용상태도.
도 3은 광섬유 센서의 제2사용상태도.
도 4는 광섬유 센서의 제3사용상태도.
도 5는 광섬유 센서의 제4사용상태도.
도 6은 광섬유 센서의 제2실시예의 단면도.
도 7은 금속성 보호재의 제2실시예의 제1상태도.
도 8은 금속성 보호재의 제2실시예의 제2상태도.
도 9는 금속성 보호재의 제3실시예의 측면도.
도 10은 금속성 보호재의 제4실시예의 제1상태도.
도 11은 금속성 보호재의 제4실시예의 제2상태도.
도 12는 광섬유 센서의 제3실시예의 단면도.
도 13은 중공형 심재의 사시도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100 : 광섬유 센싱부 100A; 일체거동형 광섬유 센싱부
100B; 자유형 광섬유 센싱부 110 : 광섬유
120 : 광섬유 보호부 121 : 금속성 보호재
122 : 코팅재 200 : 지지부재
201 : 정착공 210 : 지지부재
211 : 부착면 300 : 중공형 심재

Claims (5)

  1. 심부에 일체거동형 관통공(201) 및 자유형 관통공(203)이 형성된 지지부재(200);
    상기 지지부재(200)와 일체로 거동되도록 상기 지지부재(200)의 일체거동형 관통공(201)에 정착되는 일체거동형 광섬유 센싱부(100-100A);
    상기 지지부재(200)의 자유형 관통공(203)에 고정되도록 삽입되는 중공형 심재(300);
    상기 중공형 심재(300)와의 사이에 여유공간이 있도록 상기 중공형 심재(300)의 중공에 관통되어 정착되는 자유형 광섬유 센싱부(100-100B);를 포함하고,
    상기 일체거동형 광섬유 센싱부(100-100A) 및 자유형 광섬유 센싱부(100-100B)는 광섬유(110)와, 상기 광섬유(110)와 함께 거동하도록 상기 광섬유(110)의 외면을 둘러 장착되는 광섬유 보호부(120)를 구비하며,
    상기 광섬유 보호부(120)는 금속성 재질에 의해 형성됨과 아울러, 상기 광섬유(110)와 함께 거동하도록 상기 광섬유(110)의 외면을 둘러 장착되는 금속성 보호재(121)를 포함하고,
    상기 금속성 보호재(121)는 굽힘 발생시에도 일정한 형상의 단면을 유지하도록 금속사에 의한 편조 구조로서 장착되는 것을 특징으로 하는 변형 및 화재감지용 분포형 광섬유 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부재(200)는 200℃ 이상의 고온에 대하여 저항할 수 있는 내열성 재질에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 변형 및 화재감지용 분포형 광섬유 센서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 자유형 관통공(203)은 둘 이상 형성되고, 상기 자유형 관통공(203)들 사이에 하나 또는 둘 이상의 일체거동형 관통공(201)이 형성된 것을 특징으로 하는 변형 및 화재감지용 분포형 광섬유 센서.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공형 심재(300)는 스테인레스 재질에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 변형 및 화재감지용 분포형 광섬유 센서.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공형 심재(300)는 상기 자유형 관통공(203)을 따라서 다수의 주름이 잡힌 형상을 취하는 것을 특징으로 하는 변형 및 화재감지용 분포형 광섬유 센서.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170013046A (ko) 2015-07-27 2017-02-06 삼현컴텍(주) 광섬유온도센서와 정온식감지선형감지기를 이용한 하이브리드 화재감시 시스템
KR20210099725A (ko) * 2020-02-05 2021-08-13 한국교통대학교산학협력단 변형감지가 가능한 복합콘크리트물 및 이를 제조하는 방법
KR102577340B1 (ko) 2022-08-30 2023-09-14 (주)전원테크 화재감시구역에 설치된 광섬유를 관리하는 온도측정기가 내장된 복합형 화재수신기

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101123402B1 (ko) * 2011-02-28 2012-03-23 부산교통공사 광섬유 센서
KR101314155B1 (ko) * 2011-08-11 2013-10-04 주식회사 이제이텍 매립형 2축 응력계
CN112294275B (zh) * 2020-10-26 2023-10-03 合肥健天电子有限公司 一种基于光纤传感器的生命体征监测系统及方法
KR102655811B1 (ko) * 2022-12-14 2024-04-08 삼일씨티에스(주) 광섬유센서를 이용한 건축물 전주기 안전모니터링시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007114218A (ja) * 2007-02-05 2007-05-10 Fujikura Ltd 光ファイバケーブルおよびこれを用いた光ファイバセンサ
KR20090040738A (ko) * 2007-10-22 2009-04-27 (주)지엠지 부착형 광섬유 센서

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007114218A (ja) * 2007-02-05 2007-05-10 Fujikura Ltd 光ファイバケーブルおよびこれを用いた光ファイバセンサ
KR20090040738A (ko) * 2007-10-22 2009-04-27 (주)지엠지 부착형 광섬유 센서

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170013046A (ko) 2015-07-27 2017-02-06 삼현컴텍(주) 광섬유온도센서와 정온식감지선형감지기를 이용한 하이브리드 화재감시 시스템
KR20210099725A (ko) * 2020-02-05 2021-08-13 한국교통대학교산학협력단 변형감지가 가능한 복합콘크리트물 및 이를 제조하는 방법
KR102346396B1 (ko) 2020-02-05 2021-12-31 한국교통대학교산학협력단 변형감지가 가능한 복합콘크리트물 및 이를 제조하는 방법
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