KR101352063B1 - Overheat detecting apparatus using optical fiber - Google Patents

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KR101352063B1 KR1020120155814A KR20120155814A KR101352063B1 KR 101352063 B1 KR101352063 B1 KR 101352063B1 KR 1020120155814 A KR1020120155814 A KR 1020120155814A KR 20120155814 A KR20120155814 A KR 20120155814A KR 101352063 B1 KR101352063 B1 KR 101352063B1
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김광택
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호남대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an overheat detecting apparatus using an optical fiber, which comprises: an expansion ring which has a center part of empty ring type and is formed with a material able to be expanded by external force; a housing for accommodating the expansion ring in an internal space; a deformation supporting part which is combined to support the expansion ring at both sides, and is installed in the housing in order to deform the expansion ring by being formed with a bimetal material having bending depending on temperature; a sensing unit having an optical fiber sensing part which has a rolled part rolled to be supported by the expansion ring by being inserted into the inside of the housing from the outside of the housing, and is drawn out of the housing, and is formed with one optical fiber; a light source for emitting a light through the optical fiber of the optical fiber sensing part; a light detector for detecting a light responding to the optical fiber sensing part; and an overheat judgment part for measuring overheat at the position, where the deformation supporting part is installed, from a signal outputted from the light detector. By the present invention, the overheat detecting apparatus using an optical fiber can have simple structure as using the optical fiber as it is, by using variation of optical attenuation rate due to the bending according to the temperature change of the rolled optical fiber. [Reference numerals] (160) Photodetector; (170) Measuring unit; (180) Display unit; (190) Alarming part

Description

광섬유를 이용한 과열 감지 장치{overheat detecting apparatus using optical fiber}Overheat detecting apparatus using optical fiber

본 발명은 광섬유를 이용한 과열 감지 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 바이메탈소자와 광섬유를 이용한 과열 감지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overheat detection device using an optical fiber, and more particularly, to an overheat detection device using a bimetal element and an optical fiber.

온도를 측정하기 위한 센서는 다양하게 알려져 있고, 최근에는 광섬유를 이용하여 원격지에 있는 감시대상 시설에 대한 온도를 측정할 수 있는 구조가 제안되고 있다.Sensors for measuring temperature are variously known, and in recent years, a structure capable of measuring a temperature for a remotely monitored facility using optical fibers has been proposed.

이러한 광섬유를 이용한 광온도센서는 주로 광섬유에 격자를 새긴 것이 이용되고 있으나, 제조 가격이 높고, 피크 파장 변화를 검출하여 온도를 산출하기 때문에 온도를 산출하기 위해 요구되는 설비가 복잡해 지는 단점이 있다.The optical temperature sensor using the optical fiber is mainly used to engrave a grating on the optical fiber, but the manufacturing cost is high, and the equipment required for calculating the temperature is complicated because it detects the peak wavelength change to calculate the temperature.

또한, 국내 등록특허 제10-0923045호에는 배전반에 온도에 따라 광투과량이 변화는 광소자를 적용한 온도센서를 이용하고, 광섬유를 통해 온도센서의 광량변화를 검출하는 배전반 시스템이 개시되어 있다. 그런데, 이러한 온도 검출방식은 상대적으로 비용이 고가인 광소자를 적용해야하는 단점이 있다.In addition, Korean Patent Registration No. 10-0923045 discloses a switchgear system for detecting a change in the amount of light of the temperature sensor through the optical fiber using a temperature sensor to which the light transmittance is changed according to the temperature in the switchboard. However, such a temperature detection method has a disadvantage in that a relatively expensive optical device must be applied.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 광섬유를 다회 권회시킨 상태에서 온도에 따라 권회된 부분을 수축 또는 이완시켜 구부림 손실에 의한 광량이 온도에 따라 가변되게 함으로써 구조를 단순화 시킬 수 있는 광섬유를 이용한 과열 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, and the structure can be simplified by shrinking or relaxing the wound part according to the temperature in the state in which the optical fiber is wound multiple times, so that the amount of light due to the bending loss varies with the temperature. It is an object of the present invention to provide an overheat detection device using an optical fiber.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 과열 감지 장치는 중앙부분이 빈 링형태로 형성되되 외력에 의해 신축이 가능한 소재로 형성된 신축링과, 상기 신축링을 내부공간 내에 수용하는 하우징과, 상기 신축링을 양측에서 지지할 수 있게 결합되며 온도에 따라 휨이 발생하는 바이메탈 소재로 형성되어 상기 신축링을 변형시킬 수 있도록 상기 하우징 내에 장착된 변형 지지부와, 상기 하우징 외부에서 상기 하우징 내부로 인입되어 상기 신축링에 지지되게 권회된 권회부분을 갖으며 상기 하우징 외부로 인출되며 하나의 광섬유로 형성된 광섬유 센싱부를 갖는 센싱 유니트와; 상기 광섬유 센싱부의 광섬유를 통해 광을 출사하는 광원과; 상기 광섬유 센싱부에 반응한 광을 검출하는 광검출기와; 상기 광검출기에서 출력되는 신호로부터 상기 변형 지지부가 설치된 위치의 과열여부를 측정하는 과열판정부;를 구비한다.In order to achieve the above object, the apparatus for detecting overheating using an optical fiber according to the present invention has a center ring formed in a hollow ring shape and a stretchable ring formed of a material which can be stretched by an external force, and a housing accommodating the stretchable ring in an inner space. And a deformable support part coupled to the elastic ring so as to support the elastic ring at both sides and mounted in the housing to deform the elastic ring to be deformed by a bimetal material having warpage according to a temperature, and inside the housing from the outside of the housing. A sensing unit having a winding portion drawn into the support ring and supported by the expansion ring and drawn out of the housing and having an optical fiber sensing unit formed of one optical fiber; A light source emitting light through the optical fiber of the optical fiber sensing unit; A photo detector for detecting light in response to the optical fiber sensing unit; And an overheat judging unit for measuring whether the deformable support unit is overheated from the signal output from the photodetector.

상기 변형지지부는 상기 하우징 내부의 바닥면으로부터 상호 이격되게 상방으로 연장되며 종단에서 각각 상기 신축링의 양측을 지지하게 결합된 제1 및 제2바이메탈 로드;를 구비하고, 상기 제1 및 제2 바이메탈 로드는 설정된 기준온도에서는 연장방향을 따라 직선상상태로 유지되고, 상기 기준온도를 초과하면 종단 사이의 이격거리가 좁아지는 방향으로 휘어지도록 설치된 것이 바람직하다.The deformable supporting part includes first and second bimetal rods extending upwardly spaced apart from the bottom surface of the housing and coupled to support both sides of the expansion ring, respectively, at the end thereof. The rod is preferably maintained in a linear state along the extending direction at the set reference temperature, and is installed such that the rod is bent in a direction in which the separation distance between the terminals becomes narrower when the rod is exceeded.

상기 하우징은 알루미늄 소재로 형성되어 있고, 상기 권회부분은 복수회 권회된다.The housing is made of an aluminum material, and the wound portion is wound a plurality of times.

바람직하게는 상기 센싱유니트는 상기 하나의 광섬유에 의해 다수개가 직렬상으로 접속되어 있고, 상기 광원에서 출사되는 광을 제1출력단을 통해 상기 센싱 유니트의 광섬유를 통해 전송하고, 상기 센싱유니트로부터 산란되어 상기 제1출력단을 통해 역으로 수신된 광을 상기 제1출력단과 다른 제2출력단을 통해 상기 광검출기로 출력하는 광커플러;를 더 구비한다.Preferably, the sensing units are connected in series by a single optical fiber, and the light emitted from the light source is transmitted through the optical fiber of the sensing unit through a first output terminal, and scattered from the sensing unit. And an optical coupler for outputting light received backward through the first output terminal to the photodetector through a second output terminal different from the first output terminal.

또한, 상기 과열 판정부는 상기 광원의 온/오프 구동을 제어하고, 상기 광검출기로부터 수신된 광의 시간 경과에 따른 광파워 레벨을 통해 상기 센싱유니트들 중 과열이 발생한 센싱 유니트의 위치 정보를 검출하도록 되어 있다.The overheat determination unit may control on / off driving of the light source and detect position information of the sensing unit in which overheating occurs among the sensing units through an optical power level of a light received from the photodetector over time. have.

본 발명에 따른 광섬유를 이용한 과열 감지 장치에 의하면, 권회된 광섬유의 온도변화에 따른 휨에 의한 광손실율의 변화를 이용함으로써 구조가 단순하면서도 광섬유를 그대로 이용할 수 있는 장점을 제공한다.According to the overheat detection apparatus using the optical fiber according to the present invention, by using the change in the optical loss rate due to the warpage according to the temperature change of the wound optical fiber, the structure is simple and the optical fiber can be used as it is.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 과열 감지 장치를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 광섬유를 이용한 과열 감지 센서유니트의 권회부분이 온도상승에 의해 타원형으로 변형된 상태를 나타내 보인 도면이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 과열 감지장치를 나타내 보인 도면이고,
도 4는 도 3의 센서유니트들로부터 산란에 의해 광검출기에 검출되는 광의 시간에 따른 광세기를 나타내 보인 그래프이다.1 is a view showing an overheat detection apparatus using an optical fiber according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view illustrating a state in which a wound part of the overheat sensor unit using the optical fiber of FIG. 1 is deformed into an elliptical shape due to a temperature rise.
3 is a view showing an overheat detection apparatus using an optical fiber according to another embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a graph showing light intensity over time of light detected by a photodetector by scattering from the sensor units of FIG. 3.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 과열 감지 장치를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, an overheat detection apparatus using an optical fiber according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 과열 감지 장치를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing an overheat detection apparatus using an optical fiber according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 과열 감지 센서유니트(100)는 센서유니트(110) 광원(150), 광검출기(160), 측정부(170), 표시부(180), 경보부(190)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the overheat detection sensor unit 100 according to the present invention includes a sensor unit 110, a light source 150, a photodetector 160, a measurement unit 170, a display unit 180, and an alarm unit 190. Equipped.

센서 유니트(110)는 하우징(111), 신축링(112), 변형 지지부(120) 및 광섬유 센싱부(130)로 되어 있다.The sensor unit 110 includes a housing 111, an expansion ring 112, a deformation support 120, and an optical fiber sensing unit 130.

하우징(111)은 내부에 수용공간을 갖는 사각 함체 형태로 형성되어 있다.The housing 111 is formed in the shape of a rectangular housing having an accommodation space therein.

도시된 예와 다르게 내부에 수용공간을 갖는 하우징(111)의 외형은 다양한 형태로 형성될 수 있음은 물론이다.Unlike the illustrated example, the outer shape of the housing 111 having an accommodation space therein may be formed in various forms.

하우징(111)의 상부 양측면에는 광섬유 센싱부(130)를 형성하는 광섬유의 일측단(131)과 타측단(132)이 내부공간 내로 입출될 수 있게 입력구(121a) 및 출력구(121b)가 형성되어 있다.On both sides of the upper portion of the housing 111, the input port 121a and the output port 121b are provided so that one end 131 and the other end 132 of the optical fiber forming the optical fiber sensing unit 130 can enter and exit the internal space. Formed.

하우징(111)은 열전도율이 좋은 금속소재, 바람직하게는 알루미늄 소재로 형성된다.The housing 111 is formed of a metal material having a good thermal conductivity, preferably of aluminum.

신축링(112)은 중앙부분이 빈 원형 링형태로 형성되어 외력에 의해 신축이 가능한 소재로 형성되고 후술되는 광섬유 센싱부(130)의 권회부분(135)을 권회상태로 지지하는데 이용된다.The elastic ring 112 is formed of a material that can be stretched by an external force due to an empty circular ring shape at the center thereof, and is used to support the wound part 135 of the optical fiber sensing unit 130 described later in a wound state.

신축링(112)은 실리콘 소재로 형성되는 것이 바람직하다.Stretch ring 112 is preferably formed of a silicon material.

신축링(112)은 속이 빈 중공링형태로 형성되거나, 횡단면이 반원형인 링형태로 형성될 수 있다. The elastic ring 112 may be formed in a hollow hollow ring shape, or may be formed in a ring shape having a semicircular cross section.

변형 지지부(120)는 원형 링형태로 형성된 신축링(110)의 수평상에서의 지름방향의 양측에서 지지할 수 있게 결합되며 온도에 따라 휨이 발생하는 바이메탈 소재로 형성되어 신축링(112)을 변형시킬 수 있도록 되어 있다.Deformation support portion 120 is coupled to support both sides in the radial direction in the horizontal direction of the elastic ring 110 formed in the shape of a circular ring is formed of a bimetal material that warp occurs depending on the temperature to deform the elastic ring 112 It is supposed to be possible.

변형 지지부(120)는 제1 및 제2 바이메탈 로드(123)(125)를 구비한다.The deformable support 120 includes first and second bimetal rods 123 and 125.

제1 및 제2 바이메탈 로드(123)(125)는 하우징(111)의 바닥면에 형성된 베이스 플레이트(127)로부터 상호 이격되게 상방으로 상호 나란하게 연장되며 종단에서 각각 신축링(112)의 양측을 지지하게 결합되어 있다.The first and second bimetal rods 123 and 125 extend upwardly side by side to be spaced apart from each other from the base plate 127 formed on the bottom surface of the housing 111 and extend both sides of the elastic ring 112 at the ends, respectively. It is joined to support it.

여기서 베이스 플레이트(127)는 생략되고 제1 및 제2 바이메탈 로드(123)(125)가 하우징(111)의 바닥면에 직접 장착될 수 있음은 물론이다.Here, the base plate 127 may be omitted, and the first and second bimetal rods 123 and 125 may be directly mounted on the bottom surface of the housing 111.

또한, 베이스 플레이트(127)도 열전도율이 좋은 금속소재, 바람직하게는 알루미늄 소재로 형성된다. In addition, the base plate 127 is also formed of a metal material having a good thermal conductivity, preferably aluminum.

여기서 제1 및 제2 바이메탈 로드(123)(125)의 종단과 신축링(112)과의 결합은 접착제 또는 별도의 결합부재를 이용하여 결합할 수 있음은 물론이다.Here, the coupling between the ends of the first and second bimetal rods 123 and 125 and the elastic ring 112 may be combined using an adhesive or a separate coupling member.

제1 및 제2 바이메탈 로드(123)(125)는 설정된 기준온도에서는 연장방향을 따라 직선상태로 유지되고, 기준온도를 초과하면 종단 사이의 이격거리가 좁아지는 방향으로 즉, 상호 대향되는 방향으로 휘어지도록 설치된다.The first and second bimetal rods 123 and 125 are maintained in a straight line along the extending direction at the set reference temperature. When the first and second bimetal rods 123 and 125 exceed the reference temperature, the separation distances between the terminals become narrower, that is, in a direction opposite to each other. It is installed to bend.

즉, 제1 바이메탈 로드(123)는 기준온도 보다 온도가 상승하면 오른쪽으로 휘어지고, 제2 바이메탈 로드(125)는 기준온도 보다 온도가 상승하면 왼쪽으로 휘어지게 설치된다.That is, the first bimetal rod 123 is bent to the right when the temperature rises above the reference temperature, and the second bimetal rod 125 is bent to the left when the temperature rises above the reference temperature.

여기서 제1 및 제2 바이메탈 로드(123)(125)는 온도에 따른 열팽창계수가 상호 다른 이종의 플레이트를 상호 대향되게 결합한 구조로 되어 있고 상세구조는 공지되어 있어 생략한다.Here, the first and second bimetal rods 123 and 125 have a structure in which different types of plates having mutually different thermal expansion coefficients are mutually opposed to each other, and detailed structures are well known and thus will be omitted.

광섬유 센싱부(130)는 하나의 광섬유로 이루어지되 신축링(112)에 지지되게 권회된 권회부분(135)과, 권회부분(135)으로부터 신축링(112)을 벗어나서 하우징(111)의 입력구(121a)를 통해 외부까지 연장되게 인출된 일측단(131)과, 권회부분(135)으로부터 신축링(112)을 벗어나서 하우징(111)의 출력구(121b)를 통해 외부까지 연장되게 인출된 타측단(132)을 갖는 구조로 되어 있다.The optical fiber sensing unit 130 is made of one optical fiber, but is wound around the winding portion 135 to be supported by the elastic ring 112, and the input port of the housing 111 away from the elastic ring 112 from the winding portion 135. One side end 131 drawn out to extend to the outside through the (121a), and the other end extending out to the outside through the output port 121b of the housing 111 out of the elastic ring 112 from the wound portion 135 It has a structure having the side ends 132.

여기서, 일측단(131)으로부터 권회부분(135)을 거쳐 타측단(132)으로 이어지는 광섬유는 하나의 광섬유를 이용하고 중간에서 권회시키면 된다.Here, the optical fiber extending from the one end 131 to the other end 132 via the winding portion 135 may be wound using one optical fiber in the middle.

권회부분(135)은 복수회 권회되고, 온도변화에 대응한 변형에 따른 광손실율을 고려하여 권회수를 결정하면 된다.The winding part 135 may be wound a plurality of times, and the number of windings may be determined in consideration of the light loss rate due to the deformation corresponding to the temperature change.

여기서, 권회부분(135)의 권회수가 증가하면 변형에 대응한 광손실율이 증가하고, 권회부분(135)의 권회반경이 작아지면 변형에 대응한 광손실율이 증가하는 특성이 있어 이를 고려하여 권회부분의 반경 및 권회횟수를 결정하면 된다.In this case, when the number of turns of the wound part 135 increases, the light loss rate corresponding to the deformation increases, and when the winding radius of the wound part 135 decreases, the light loss rate corresponding to the deformation increases. This is done by determining the radius of the part and the number of turns.

광원(150)은 광섬유 센싱부(130)의 일측단(131)을 통해 광을 출사한다.The light source 150 emits light through one end 131 of the optical fiber sensing unit 130.

광검출기(160)는 광섬유 센싱부(130)의 타측단(132)을 통해 출력되는 광을 검출하고, 검출된 광량에 대응되는 전기적 신호를 출력한다.The photodetector 160 detects light output through the other end 132 of the optical fiber sensing unit 130 and outputs an electrical signal corresponding to the detected light amount.

과열 판정부는 광검출기(160)에서 출력되는 신호로부터 변형 지지부(120)가 설치된 위치의 과열여부를 측정한다.The overheat determination unit measures whether the overheat is performed at the position where the deformation support unit 120 is installed from the signal output from the photodetector 160.

과열판정부는 측정부(170), 경보부(190) 및 표시부(180)를 구비한다.The overheat determination unit includes a measurement unit 170, an alarm unit 190, and a display unit 180.

측정부(170)는 광검출기(160)로부터 수신된 신호와 과열판정을 위해 설정된 과열판정온도에 대응한 기준신호와 비교하고, 비교결과가 과열판정온도 이상에 해당하면 경보부(190)를 통해 과열상태에 해당하는 알람신호를 출력하고, 표시부(180)를 통해 과열상태를 표시한다.The measuring unit 170 compares the signal received from the photodetector 160 with a reference signal corresponding to the overheating determination temperature set for overheating determination, and if the comparison result corresponds to the overheating determination temperature or more, the alarm unit 190 overheats. Outputs an alarm signal corresponding to the state, and displays the overheat state through the display unit 180.

여기서, 경보부(190)는 음향경보신호를 출력하는 스피커가 적용될 수 있다.Here, the alarm unit 190 may be a speaker for outputting the sound alarm signal.

한편, 도시된 예에서는 광원(150)과 광검출기(160)기 사이에 센서역할을 하는 하나의 센싱 유니트(110)가 적용된 경우가 예시되었으나, 다수의 센싱유니트(110)를 하나의 광섬유로 직렬상으로 접속하여 다수의 위치에 대한 과열여부를 검출할 수 있도록 구축될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, in the illustrated example, one sensing unit 110 serving as a sensor is applied between the light source 150 and the photodetector 160, but the plurality of sensing units 110 are serially connected to one optical fiber. Of course, it can be configured to detect whether overheating to a plurality of locations by connecting to the phase.

이 경우, 도 1에 도시된 투과광을 검출하는 방식과는 다르게 각 권회부분(135)에서 산란에 의해 반사되는 광을 검출하는 방식을 적용할 수 있고 그 예를 도 3을 참조하여 설명한다.In this case, unlike the method of detecting the transmitted light shown in FIG. 1, a method of detecting light reflected by scattering in each of the wound portions 135 may be applied, and an example thereof will be described with reference to FIG. 3.

도 3을 참조하면, 센싱유니트(110)들이 다수개가 직렬상으로 접속되어 있다.Referring to FIG. 3, a plurality of sensing units 110 are connected in series.

여기서, 각 센싱유니트(110)들은 하나의 광섬유에 권회부분(135)들이 형성된다.Here, each of the sensing units 110 is a winding portion 135 is formed in one optical fiber.

광커플러(210)는 광원(150)과 첫번째 센싱유니트(110) 사이에 마련되어 있다.The optocoupler 210 is provided between the light source 150 and the first sensing unit 110.

광커플러(210)는 광원(150)에서 출사된 광을 수광하여 전송하는 중계 광섬유(213)와 접속된 입력단(212)을 통해 수신된 광을 제1출력단(214)을 통해 첫번째 센싱 유니트(110)의 광섬유 센싱부(130)를 통해 전송하고, 센싱유니트(110)들로부터 산란된 광 중 반대방향으로 진행하는 광 즉, 제1출력단(214)을 통해 역으로 수신된 광을 제1출력단(214)과 다른 제2출력단(216)을 통해 광검출기(160)로 출력하도록 되어 있다.The optocoupler 210 receives the light received through the input terminal 212 connected to the relay optical fiber 213 that receives and transmits the light emitted from the light source 150 through the first output terminal 214. The light transmitted through the optical fiber sensing unit 130 and traveling in the opposite direction among the light scattered from the sensing units 110, that is, the light received in the reverse direction through the first output terminal 214, is output to the first output terminal ( It is configured to output to the photodetector 160 through a second output terminal 216 different from 214.

측정부(170)는 광원(150)의 온/오프 구동을 제어하고, 광원(150)으로부터 단일 임펄스상의 광이 출사되게 한 후 광검출기(160)로부터 수신된 광의 시간 경과에 따른 광파워 레벨을 통해 센싱유니트(110)들 중 과열이 발생한 센싱 유니트(110)의 위치 정보를 검출하도록 되어 있다.The measuring unit 170 controls the on / off driving of the light source 150, allows light on a single impulse to be emitted from the light source 150, and then adjusts the light power level over time of the light received from the photodetector 160. The sensing unit 110 is configured to detect the location information of the sensing unit 110 in which overheating occurs.

여기서, 직렬상으로 접속된 센싱 유니트(110)의 각 권회부분(135)의 구부림손실에 의해 광검출기(160)를 통해 시간의 경과에 따라 수신되는 광량은 도 4에 도시된 바와 같이 계단형태로 변동한다. 여기서, S1는 첫번째 센싱 유니트(110)의 권회부분(135)에 대응한 감쇠영역이고, S2는 두번째 센싱 유니트(110)의 권회부분(135)에 대응한 감쇠영역이고, S3는 세번째 센싱 유니트(110)의 권회부분(135)에 대응한 감쇠영역이다. 또한, 광펄스가 광원(150)으로부터 출사된 시점을 기준으로 반사광이 도달되는 시간은 센싱 유니트(110)별 광경로의 길이가 다르기 때문에 도 4의 그래프를 통해 이해 될 수 있는 바와 같이 시간 경과에 따라 순차적으로 각 권회부분(135)에 대응되는 광 감쇄패턴이 나타난다.Here, the amount of light received over time through the photodetector 160 due to the bending loss of each winding portion 135 of the sensing unit 110 connected in series is in the form of a step as shown in FIG. 4. Fluctuates. Here, S1 is an attenuation area corresponding to the winding part 135 of the first sensing unit 110, S2 is an attenuation area corresponding to the winding part 135 of the second sensing unit 110, and S3 is a third sensing unit ( It is an attenuation region corresponding to the wound portion 135 of 110. In addition, since the length of the light path for each of the sensing units 110 is different from the time when the light pulse is emitted from the light source 150, the light path may be understood through the graph of FIG. 4. Accordingly, light attenuation patterns corresponding to the respective winding portions 135 appear sequentially.

따라서, 기준온도일 경우의 광수신패턴을 측정부(170)의 기억부에 룩업테이블로 기록해놓고, 광펄스 발생 이후 온도 상승에 의한 권회부분(135)의 구부림 손실의 증가에 의해 광 감쇄가 일어나는 시간 대역을 파악하면 어느 위치의 센싱 유니트(110)에서 온도가 상승하고 있는지를 검출할 수 있고, 검출된 광감쇄가 설정된 과열온도에 해당하면 앞서 설명된 경보신호를 발생하도록 구축되면 된다.Accordingly, the light reception pattern at the reference temperature is recorded in the storage unit of the measurement unit 170 as a lookup table, and light attenuation occurs due to an increase in bending loss of the wound part 135 due to a temperature rise after the light pulse is generated. If the time band is grasped, the sensing unit 110 at which position can detect whether the temperature is rising, and if the detected light attenuation corresponds to the set overheating temperature, the alarm signal described above may be generated.

이러한 광섬유를 이용한 과열 감지 장치(100)는 하나의 광섬유를 통해 다수의 위치에서 과열여부를 검출할 수 있고, 구조가 단순화 되는 장점을 제공한다.The overheat detection apparatus 100 using such an optical fiber can detect whether overheating is performed at a plurality of positions through one optical fiber, and provides an advantage of simplifying the structure.

110: 센싱 유니트 111: 하우징
112: 신축링 120: 변형 지지부
130: 광섬유 센싱부 150: 광원
160: 광검출기 170: 측정부
180: 표시부 190: 경보부
210: 광커플러110: sensing unit 111: housing
112: expansion ring 120: deformation support
130: optical fiber sensing unit 150: light source
160: photodetector 170: measuring unit
180: display unit 190: alarm unit
210: optocoupler

Claims (6)

중앙부분이 빈 링형태로 형성되되 외력에 의해 신축이 가능한 소재로 형성된 신축링과, 상기 신축링을 내부공간 내에 수용하는 하우징과, 상기 신축링을 양측에서 지지할 수 있게 결합되며 온도에 따라 휨이 발생하는 바이메탈 소재로 형성되어 상기 신축링을 변형시킬 수 있도록 상기 하우징 내에 장착된 변형 지지부와, 상기 하우징 외부에서 상기 하우징 내부로 인입되어 상기 신축링에 지지되게 권회된 권회부분을 갖으며 상기 하우징 외부로 인출되며 하나의 광섬유로 형성된 광섬유 센싱부를 갖는 센싱 유니트와;
상기 광섬유 센싱부의 광섬유를 통해 광을 출사하는 광원과;
상기 광섬유 센싱부에 반응한 광을 검출하는 광검출기와;
상기 광검출기에서 출력되는 신호로부터 상기 변형 지지부가 설치된 위치의 과열여부를 측정하는 과열판정부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 과열 감지 장치.The central portion is formed in the shape of an empty ring, the expansion ring formed of a material that can be stretched by an external force, a housing for accommodating the expansion ring in the inner space, and coupled to support the expansion ring from both sides and bent according to temperature The housing having a deformed support part formed of the bimetal material, which is formed in the housing so as to deform the elastic ring, and a wound part drawn from the exterior of the housing into the housing to be supported by the elastic ring; A sensing unit which is drawn outward and has an optical fiber sensing unit formed of one optical fiber;
A light source emitting light through the optical fiber of the optical fiber sensing unit;
A photo detector for detecting light in response to the optical fiber sensing unit;
And an overheat judging unit for measuring whether or not the deformable support unit is overheated from the signal output from the photodetector. 제1항에 있어서, 상기 변형지지부는
상기 하우징 내부의 바닥면으로부터 상호 이격되게 상방으로 연장되며 종단에서 각각 상기 신축링의 양측을 지지하게 결합된 제1 및 제2바이메탈 로드;를 구비하고,
상기 제1 및 제2 바이메탈 로드는 설정된 기준온도에서는 연장방향을 따라 직선상상태로 유지되고, 상기 기준온도를 초과하면 종단 사이의 이격거리가 좁아지는 방향으로 휘어지도록 설치된 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 과열 감지 장치.According to claim 1, wherein the deformation support portion
And first and second bimetal rods extending upward from the bottom surface of the housing to be spaced apart from each other and joined at both ends to support both sides of the expansion ring, respectively.
The first and second bimetal rods are maintained in a linear state along the extending direction at a set reference temperature, and when the first and second bimetal rods are exceeded, the separation distance between ends is narrowed. Overheat detection device. 제2항에 있어서, 상기 하우징은 알루미늄 소재로 형성되어 있고, 상기 권회부분은 복수회 권회된 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 과열 감지 장치.The overheat sensing apparatus using the optical fiber according to claim 2, wherein the housing is formed of an aluminum material, and the wound part is wound a plurality of times. 제3항에 있어서, 상기 신축링은 실리콘 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 과열 감지 장치.The overheat sensing apparatus using the optical fiber of claim 3, wherein the expansion ring is made of a silicon material. 제1항에 있어서, 상기 센싱유니트는 상기 하나의 광섬유에 의해 다수개가 직렬상으로 접속되어 있고,
상기 광원에서 출사되는 광을 제1출력단을 통해 상기 센싱 유니트의 광섬유를 통해 전송하고, 상기 센싱유니트로부터 산란되어 상기 제1출력단을 통해 역으로 수신된 광을 상기 제1출력단과 다른 제2출력단을 통해 상기 광검출기로 출력하는 광커플러;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 과열 감지 장치.2. The sensing unit of claim 1, wherein a plurality of the sensing units are connected in series by the single optical fiber.
The light emitted from the light source is transmitted through the optical fiber of the sensing unit through a first output terminal, and the light scattered from the sensing unit and received back through the first output terminal is converted into a second output terminal different from the first output terminal. And an optical coupler for outputting the light to the photodetector. 제5항에 있어서, 상기 과열 판정부는 상기 광원의 온/오프 구동을 제어하고,
상기 광검출기로부터 수신된 광의 시간 경과에 따른 광파워 레벨을 통해 상기 센싱유니트들 중 과열이 발생한 센싱 유니트의 위치 정보를 검출하도록 된 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 과열 감지 장치.



The method of claim 5, wherein the overheat determination unit controls on / off driving of the light source,
The overheat detection apparatus using the optical fiber, characterized in that for detecting the position information of the sensing unit overheating among the sensing units through the optical power level of the light received from the photodetector over time.



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