KR101517032B1 - 광채널스위치를 포함하는 온도 측정시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기준 광케이블 이후에 광신호를 스위칭하여 스위칭으로 인한 노이즈를 제거하여 보다 정밀한 온도 측정을 하는 것이 목적이다. 이를 위해서, 하나 이상의 광채널을 포함하고 있으며, 입력되는 광신호를 채널 스위칭을 통해 원하는 광채널로 스위칭하는 광채널스위치;와 광신호를 생성하여 상기 광채널스위치로 출력하고, 상기 광채널스위치를 제어하여 상기 광채널스위치로부터 수신한 광신호를 이용하여 측정 대상물의 온도를 측정 및 제어하는 온도측정 장비 본체; 및 상기 온도측정 장비 본체와 연결되어 원격에서 상기 온도측정 장비 본체를 제어하는 제어용 컴퓨터;를 포함하는 광채널 분리형 온도 측정시스템이 제공된다.

Description

광채널스위치를 포함하는 온도 측정시스템{Temperature measurement system involving optic channel switch}

본 발명은 광신호를 이용한 온도 측정 시스템에 대한 것으로, 온도 측정 시스템의 온도측정 장비 본체와 광채널스위치 장비를 분리하고 광채널스위치는 온도측정 장비 본체로부터 수신하는 광신호를 스위칭하여 기준 광케이블과 연결하도록 하여 기준 광테이블을 스위칭 이후에 구성하여 스위칭으로 인한 측정 온도의 오차를 개선하는 온도 측정시스템에 대한 것이다.

대한민국 특허 등록번호 0562940과 같은 종래의 광케이블을 이용한 온도 측정 시스템으로 지하 구조물에 광케이블을 설치하고 반사광 측정을 통해 화재를 감지하는 것을 특징으로 하는 지하 구조물의 화재 감지 시스템에 관한 것이다.

이러한 종래의 시스템은 장비의 운용에 있어서 다음과 같은 제약이 있었다.

첫번째, 광신호를 이용하여 측정 대상물의 온도를 측정하기 위해서는 기준점의 기준점 절대 온도를 제공하는 기준 광케이블이 필요한데, 종래의 시스템은 기준 광케이블 이후에 광신호를 스위칭하므로 광신호의 스위칭으로 인한 노이즈로 인해 온도측정의 오차가 발생할 가능성이 크다.

두번째, 본체와 광채널장비(광케이블부)가 결합되어 있어서 광케이블을 확장하기 어렵다. 또한, 확장한다고 해도 일체형으로 제작되어 있어 확장하는 기간동안 된 측정부도 사용할 수 없다.

세번째, 유지보수 어려움이 있다. 측정부 또는 광채널장비 고장 발생시 분리하여 수리할 수 없으며, 유지 보수에 많은 시간과 비용이 소요된다.

네번째, 시스템 운영상태 파악 어려움이 있다. 기존의 시스템은 단순 알람 기능만 가지고 있어 광채널스위치 각각 장비의 상세한 운영 상태를 파악하기 어려움이 있다.

본 발명의 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 기준 광케이블 이후에 광신호를 스위칭하여 스위칭으로 인한 노이즈를 제거하여 보다 정밀한 온도 측정을 하는 것이 목적이다.

본 발명의 또 다른 목적은 온도측정 및 제어를 위한 온도측정 장비 본체와 광케이블이 연결되어 있는 광채널스위치를 분리하여 광채널의 유지 보수 및 설치를 용이하도록 하는 것이 목적이다.

본 발명의 또 다른 목적은 광채널스위치에서 하나의 광신호를 원하는 광채널과 스위칭을 하도록 하여 광신호를 이용하여 측정 대상물의 온도를 측정하는 효율성을 증가시키도록 하는 것이 목적이다.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 온도측정 시스템 본체와 광신호를 송수신하는 광통신부;와 측정 대상물에 설치되는 하나 이상의 채널 광케이블을 포함하는 광채널부;와 상기 채널 광케이블과 연결되어 있으며, 광신호를 이용하여 온도를 측정하기 위해 기준이 되는 기준점 절대 온도를 제공하는 기준 광케이블; 및 상기 온도측정 시스템 본체로부터 수신한 광신호를 상기 기준 광케이블로 스위칭하여 연결하는 제1 광스위칭부;를 구성되는 광채널스위치를 포함하는 온도 측정시스템이 제공된다

여기서, 상기 기준 광케이블과 상기 채널 광케이블은 1:1로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 상기 기준 광케이블을 스위칭하여 상기 채널 광케이블과 1 :N(여기서 N은 2의 배수)으로 연결하는 제2 광스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 광신호를 생성하여 상기 광채널스위치로 출력하고, 상기 광채널스위치를 제어하여 상기 광채널스위치로부터 수신한 광신호를 이용하여 측정 대상물의 온도를 측정 및 제어하는 온도측정 장비 본체를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 상기 온도측정 장비 본체는, 제어용 컴퓨터와 통신하는 인터페이스부;와 광채널스위치와 통신하는 본체 통신부;와 광신호를 생성하는 광신호 생성부;와 상기 광채널스위치로부터 수신한 광신호를 분석하여 측정하고자하는 대상의 온도를 분석하는 온도 측정부;와 상기 광채널스위치의 광스위칭을 제어하여 생성한 광신호를 상기 원하는 채널 광케이블로 스위칭하는 광채널 제어신호를 생성하는 광채널 제어부; 및 채널 광케이블을 통해 측정된 온도 및 상기 광채널스위치와 온도측정 장비 본체의 동작 상태를 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 상기 제어용 컴퓨터와 상기 온도측정 장비 본체 각각은, 상기 제어용 컴퓨터가 상기 온도측정 장비 본체를 제어하기 위한 제어 인터페이스;와 상기 온도측정 장비 본체에서 분석되는 데이터를 상기 제어용 컴퓨터로 전송하는 데이터 인터페이스; 및 상기 제어용 컴퓨터에서 분석된 분석 데이터를 상기 온도측정 장비 본체에서 출력하도록 하는 분석 정보 인터페이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 광신호 스위칭으로 인한 노이즈를 제거하여 보다 품질 높은 측정 온도를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 모든 광채널마다 기준 광케이블을 설치하지 않아도 되므로 시스템의 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 광채널스위치만을 교체하여 광채널을 증설할 수 있어 일체형인 기존 장비 대비 광채널의 증설이 용이하며 경제성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 온도측정 장비 본체의 교체 없이 이상이 발생한 광채널스위치만 분리하여 수리할 수 있어 장비의 유지 보수성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 온도측정 장비 본체에 LCD를 추가하여, 시스템의 전반적인 운영 상태를 상세하고 다양한 정보를 표시할 수 있어 시스템의 운용 상태를 파악하기 용이한 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예로 온도 측정시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예로 산란광을 이용하여 측정 대상물의 온도 분포 위치를 측정하는 나타낸 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예로 Rayleigh 산란광과 Raman 산란광의 스펙트럼을 이용하여 광케이블내의 산란광이 반사된 위치의 온도를 측정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예로 온도측정 장비 본체의 구성을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예로 하나의 스위칭 구조를 가진 광채널스위치의 구성을 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 일 실시예로 두개의 스위칭 구조를 가진 광채널스위치의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 1번째 및 2번째 또는 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예로 온도 측정시스템의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 온도 측정시스템은 도1에 도시된 바와 같이 제어용 컴퓨터(100), 온도측정 장비 본체(200) 및 광채널스위치(300)를 포함할 수 있다.

제어용 컴퓨터(100)는 온도측정 장비 본체(200)와 연결되어 원격에서 온도측정 장비 본체(200)를 제어 및 모니터링 할 수 있다.

또한, 제어용 컴퓨터(100)는 온도측정 장비 본체(200)로부터 측정되고 분석된 측정대상물의 온도 데이터를 수신하고 이를 분석하여 분석된 데이터를 온도측정 장비 본체(200)로 전송할 수 있다. 이를 위해서 제어용 컴퓨터(100)와 온도측정 장비 본체(200) 사이에는 통신을 위한 인터페이스(10)가 설치되어 있다.

제어용 컴퓨터(100)와 온도측정 장비 본체(200) 사이에는 통신을 위한 인터페이스(10)는 제어용 컴퓨터(100)가 온도측정 장비 본체(200)를 제어하기 위한 제어 인터페이스통신과 온도측정 장비 본체(200)에서 분석되는 데이터를 제어용 컴퓨터(100)로 전송하는 데이터 인터페이스통신 및 제어용 컴퓨터(100)에서 분석된 분석 데이터를 온도측정 장비 본체(200)로 전송하여 출력하도록 하는 분석 정보 인터페이스통신을 위한 인터페이스가 포함되어 있을 수 있다.

여기서, 제어 인터페이스통신, 데이터 인터페이스통신 및 분석 정보 인터페이스통신은 각각 해당하는 데이터를 송수신하는 전용 인터페이스 통신용으로 이용될 수 있고 각각이 범용 통신용으로 이용될 수도 있다.

온도측정 장비 본체(200)는 광신호(레이저신호)를 생성하여 광채널스위치(300)로 출력하고 광채널스위치(300)를 제어하여 광채널스위치(300)로부터 수신한 광신호를 이용하여 측정 대상물의 온도를 측정 및 제어하는 기능을 수행한다.

온도측정 장비 본체(200)와 광채널스위치(300)는 광신호가 이동하는 광케이블(20)과 광채널스위치(300)를 제어하기 위한 스위치 제어용 케이블(21)로 연결되어 있다. 광케이블(20)은 온도측정 장비 본체(200)에서 생성한 광신호(레이저신호) 및 측정대상물에 설치되어 있는 채널 광케이블(31,32,33,34)에서 반사되는 광신호의 이동 통로의 역할을 한다. 또한, 스위치 제어용 케이블(21)은 온도측정 장비 본체(200)에서 광채널스위치(300)의 스위칭을 제어하기 위한 신호를 전달하는 통로로 사용된다.

온도측정 장비 본체(200)는 광채널스위치(300)의 광채널 스위칭부(320, 350)를 제어하여 원하는 광채널의 채널 광케이블(31,32,33,34)로 광신호가 전송되도록 제어할 수 있다.

온도측정 장비 본체(200)는 광채널스위치(300)로부터 수신되는 반사광신호(즉, 측정 대상물에 설치되어 있는 채널 광케이블에서 반사되어 입력되는 광신호)를 이용하여 측정 대상물의 온도를 측정할 수 있다.

광케이블의 광신호를 이용하여 측정 대상물의 온도 분포위치 및 온도를 측정하는 방법은 도2 및 도3에서 후술하기로 한다.

광채널스위치(300)는 온도측정 장비 본체(200)와는 분리되어 온도측정 장비 본체(200)로부터 수신한 광신호를 스위칭하여 측정 대상물에 광신호를 공급하는 역할을 수행한다.

도2는 본 발명의 일 실시예로 산란광을 이용하여 측정 대상물의 온도 분포 위치를 측정하는 나타낸 도면이다.

광케이블(31)에 광을 입사 시키면, 입사광은 광케이블 내의 석영 분자에 흡수되어 열 진동의 횡파 모드를 발생시킨 후, 일부는 재 발광(다시 빛을 내어)하여 광 에너지를 잃으면서 입사광보다 장파장(긴 파장을 갖는)의 스토크스(Stokes) 광으로 변환된다. 또한, 일부는 횡파 모드를 흡수하고 재발광하여 에너지를 얻은 입사광보다 파장이 짧은 단파장의 안티-스토크스(Anti-Stokes) 광으로 변환된다.

이때, 광케이블(31) 내의 Glass 격자(SiO2)들에 의해 산란, 흡수 등의 현상이 발생하는데, 이 산란광 중에는 입사광과 동일한 파장 성분의 레이리(Rayleigh) 산란광과 다른 파장 성분의 산란광이 존재한다. 다른 파장의 성분들은 파장 전이에 따라서 명칭이 다른데, 그 중에 구성물질의 격자 열 진동 중에서 횡파 모드와 상호 작용으로 인한 산란광을 라만(Raman) 산란광이라 부른다. 이 라만 산란광은 석영 분자가 가지는 다양한 진동 상태 사이에 존재하는 멕스웰-볼츠만(Maxwell-Boltzmann) 에너지 분배로 인하여 강한 온도 종속성을 보이게 된다. 즉, 온도에 따라서 특성이 변한다.

여기서, 빛의 속도와 산란광이 되돌아온 시간을 측정하여 다음 공식(1)에 대응시키면, 광케이블(31) 내부에 산란광이 발생한 위치(X)를 간단하게 계산할 수 있다.

공식(1) : X=v*t/2

(v:광케이블 내에서의 빛의 전송 속도, t : 산란광이 되돌아 오는데 걸리는 시간)

즉, 광이 입사되어 되돌아온 시간을 측정하고, 이를 2로 나눈 후 빛의 속도(2 x 10E8 m/sec)를 곱하면 산란광이 발생한 위치(X)를 측정할 수 있다.

여기서, 산란광이 발생한 위치(X)는 측정 대상물의 온도 분포 위치를 의미한다.

도3은 본 발명의 일 실시예로 Rayleigh 산란광과 Raman 산란광의 스펙트럼을 이용하여 광케이블내의 산란광이 반사된 위치의 온도를 측정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

광케이블(31)의 특정 부위에 이상 열화가 발생하게 되면, 이상 열화가 발생한 특정 지점에서 산란되어 되돌아오는 산란광에는 온도에 따라 진폭이 달라지는 라만 산란광이 있는데, 이 라만 산란광을 이용하여 산란광이 반사된 지점의 온도를 측정할 수 있다.

즉, 라만 산란광은 광이 조사되는 입력단으로 되돌아 오는 산란광 중에서 입력광의 파장과 다른 파장의 성분을 가지므로, 입사광의 파장과 반사되어 돌아오는 라만 산란광의 파장의 비를 측정하면, 다음과 같은 방법으로 산란광이 반사된 지점의 절대 온도를 계산할 수 있다.

아래 공식(2)에 의해 Stokes 광과 anti-Stokes 광의 강도 비를 측정하며,

공식(2) :

(h, k : Planck 상수와 Boltzmann 상수,

c : 진공 중의 광속도

T : 산란광을 수신한 광섬유 구간에서 코어의 절대온도

v : 입사광의 주파수)

광케이블(31)의 산란광이 반사된 지점의 온도는 아래 공식(3)에 의해 구한다.

공식(3) :

( tr : 기준점(분포 온도 센서 내부에 있는 기준용 광섬유) 절대 온도,

r : 기준 광케이블 내에서 기준 위치,

AS[j]: Anti-stokes광의 가산치,

S[j]: stokes광의 가산치,

K1, K2, K3 : 상수 값)

따라서, 광케이블(31)내의 Stokes광과 anti-Stokes광의 역 산란광 비를 측정하면, 광 강도나 입사 조건, 광케이블의 구조, 재질의 조성에 상관없이 매체의 절대온도를 계측할 수 있으나, 실제 시스템에서는 Stokes와 anti-Stokes 파장 사이의 광케이블 감쇄 차가 있고, 파장 차이로 인해 광케이블 내에서의 빛의 진행 속도가 다르므로, 광케이블 전송 특성 및 기계적 특성, 시공상의 특성을 고려하지 않으면 안된다.

도4는 본 발명의 일 실시예로 온도측정 장비 본체의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 온도측정 장비 본체(200)는 인터페이스부(210), 광신호 생성부(220), 제어부(230), 온도측정부(240), 광송수신부(250) 및 표시부(260)를 포함한다.

인터페이스부(210)는 제어용 컴퓨터(100)와 통신하는 기능을 수행한다. 인터페이스부(210)는 제어 인터페이스(211), 데이터 인터페이스(212) 및 분석정보 인터페이스(213)를 포함한다.

제어 인터페이스(211)는 제어용 컴퓨터(100)가 온도측정 장비 본체(200)를 제어하기 위한 인터페이스로 제어용 신호가 송수신된다.

데이터 인터페이스(212)는 온도측정 장비 본체(200)에서 분석되는 데이터를 제어용 컴퓨터(100)로 전송하는 인터페이스로 온도 측정 데이터가 제어용 컴퓨터(100)로 전송된다.

분석정보 인터페이스(213)는 제어용 컴퓨터(100)에서 분석된 분석 데이터를 온도측정 장비 본체(200)에서 출력하도록 하는 인터페이스이다. 온도측정 장비 본체(200)는 분석정보 인터페이스(213)를 통해 수신한 분석 데이터를 표시부(260)에 표시하여 시스템의 운영 상태를 상세하게 파악할 수 있게 한다.

광신호 생성부(220)는 광신호(레이저신호)를 생성하고 생성한 광신호를 광채널스위치(300)로 전송한다.

제어부(230)는 광채널 제어신호를 생성하고 이를 통해 광채널스위치(300)의 광채널 스위칭부(320)을 제어하여 생성한 광신호를 원하는 광채널로 스위칭한다.

또한, 제어부(230)는 시스템에 이상이 발생하는 경우에 알람을 발생시켜 이상이 발생한 부위를 관리자에게 알려줄 수도 있다.

온도 측정부(240)는 광채널스위치300)로부터 수신한 광신호를 분석하여 측정대상물의 온도를 분석한다.

광송수신부(250)는 광채널스위치(300)와 통신하는 기능을 수행한다. 즉, 생성한 광신호 및 제어신호를 광채널스위치(300)로 전송하고 각 광채널로부터 반사되어 수신되는 광신호를 수신한다.

표시부(260)는 측정 대상물의 측정 온도 및 제어용 컴퓨터(100)에서 수신한 광채널스위치(300)와 온도측정 장비 본체(200)의 동작 상태를 표시한다. 이를 위해서 표시부(260)는 LED, LCD, 스피커 등이 포함되어 설치될 수 있다.

예를 들어, 표시부(260)에 LCD가 포함되어 있는 경우에는 채널 번호, 온도 측정 시간, 측정 운영 여부, 알람종류와 알람 발생 채널과 위치 정보 등과 같은 보다 상세하고 다양한 정보가 표시될 수 있다.

도5는 본 발명의 일 실시예로 하나의 스위칭 구조를 가진 광채널스위치의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 광채널스위치(300)는 광통신부(310), 제1 광스위칭부(320), 광채널부(330)를 포함한다.

광통신부(310)는 온도측정 장비 본체(200)와 통신하는 기능을 수행한다.

제1 광스위칭부(320)는 온도측정 장비 본체(200)로부터 수신한 광신호를 원하는 기준 광케이블(331,332,333,334)로 스위칭하는 기능을 수행한다.

기존의 시스템은 기준 광케이블과 스위칭부가 일체형으로 구성되어 있어 스위칭시에 발생하는 노이즈가 기준 광케이블에 영향을 줄 수 있었으나, 본 발명에서는 제1 광스위칭부(320)를 기준 광케이블 앞단에 설치하여 스위칭으로 인한 노이즈가 기준 광케이블에 영향을 주지 않도록 한다.

광채널부(330)는 각각의 측정 대상물에 설치되어 있는 채널 광케이블(31,32,33,34)을 포함하고 있다. 여기서 광채널은 동일한 측정 대상물로 연결되는 채널단을 의미한다.

본 발명에서 기준 광케이블(331,332,333,334)은 광신호를 이용하여 온도를 측정하기 위해 기준이 되는 기준점 절대 온도를 제공하는 기능을 수행한다. 기준 광케이블(331,332,333,334)에서의 기준점 절대 온도를 기준으로 하여 채널 광케이블에서 측정된 광신호 데이터를 절대 온도로 변환할 수 있다.

여기서, 기준 광케이블(331,332,333,334)은 해당 광채널을 통해서 측정 대상물에 바로 설치될 수도 있는데 이러한 경우에는 기준 광케이블(331,332,333,334)과 채널 광케이블(31,32,33,34)을 동일한 광케이블일 수 있다.

또는, 광채널부(330)에서 기준 광케이블(331,332,333,334)과 채널 광케이블(31,32,33,34)은 서로 1:1 로 연결될 수도 있다.

본 발명에서는 기준 광케이블(331,332,333,334) 및 채널 광케이블(31,32,33,34)을 4개로 설명하고 있으나, 그 이상과 그 이하가 될 수 있다. 여기서, 기준 광케이블(331,332,333,334) 및 채널 광케이블(31,32,33,34)은 2의 배수일 수 있다.

도6은 본 발명의 일 실시예로 두개의 스위칭 구조를 가진 광채널스위치의 구성을 도시한 도면이다.

도5에서는 하나의 광스위칭부로 구성된 광채널스위치의 구성을 가지고 광채널마다 기준 광케이블을 설치하는 구성에 대해 설명하였으나, 도6에서는 기준 광케이블(331,332)과 채널 광케이블(31,32,33,34,35,36,37,38)을 스위칭하는 제2 광스위칭부(350)을 더 구성하여 적은 수의 기준 광케이블을 가지고 다수의 채널 광케이블을 연결할 수 있는 구성을 설명하기로 한다.

도6에서는 광채널스위치(300)가 2개의 기준 광케이블(331,332)을 이용하여 8개의 채널 광케이블(31,32,33,34,35,36,37,38)을 스위칭하는 1:4의 스위칭 구성에 대해 설명하기로 하나, 그 외에 1:N(N은 2의 배수)으로 스위칭되는 구성을 가질 수도 있다.

광채널스위치(300)가 제2 광스위칭부(350)을 더 포함하는 경우에는, 제2 광스위칭부(350)는 기준 광케이블(331,332)과 광채널부(330) 사이에 설치되어 기준 광케이블(331,332)을 채널 광케이블(31,32,33,34,35,36,37,38)과 스위칭을 통해 연결한다.

이를 위해서 광채널스위치(300)에는 제1 스위치(351)와 제2 스위치(352)가 포함되어 있다.

제1 스위치(351)는 첫번째 기준 광케이블(331)을 4개의 채널 광케이블(31,32,33,34)과 스위칭을 통해 연결하고, 제2 스위치(352)는 두번째 기준 광케이블(332)을 4개의 채널 광케이블(35,36,37,38)과 스위칭을 통해 연결한다.

이렇게 기준 광케이블과 채널 광케이블을 1:4으로 연결하는 제2 광스위칭부(350)를 더 구성하는 경우에는 모든 광채널마다 기준 광케이블을 설치하지 않아도 되므로 시스템의 단가를 낮출 수 있다.

단, 상술한 스위칭으로 인해 기준 광케이블에 발생하는 노이즈를 제거하기 위해서, 본 발명에서는 제1 광스위칭부(320)를 통해 스위칭을 하기 전에 제2 광스위칭부(350)를 통해 먼저 스위칭을 하여 기준 광케이블과 채널 광케이블은 먼저 연결 시킨다.

이러한 광채널 스위칭의 제어는 제어부(230)에서 제2 광스위칭부(350)를 먼저 제어하여 해당하는 광채널의 광채널 케이블과 기준 광케이블을 연결한 후에, 제1 광스위칭부(320)를 제어하여 온도측정 장비 본체(200)에서 출력되는 광신호를 해당 기준 광케이블과 연결하도록 한다.

본 발명의 광채널스위치를 포함하는 온도 측정시스템의 이점은 다음과 같다.

1) 정확한 온도측정 가능

- 스위칭으로 인한 노이즈가 기준 광케이블에 영향을 주는 것을 제거하여 측정 대상물의 보다 정확한 온도 측정이 가능하다.

2) 저렴한 광채널스위치 제작

- 제2 광스위칭부(350)를 두어 하나의 기준 광케이블을 다수의 광채널과 연결 가능하도록 하여 보다 저렴한 광채널스위치(300)를 제작할 수 있다.

3) 광채널 증설의 용이성

- 온도측정 장비 본체(200)와 광채널스위치(300)를 분리하여 구성함으로써 광채널 증설시 온도측정 장비 본체(200)의 수정 또는 변경 없이 원하는 수만큼의 광채널을 증설할 수 있어서 광채널 증설이 용이하다.

4) 장비 경제성 향상

- 온도측정 장비 본체(200)와 광채널스위치(300)가 분리되지 않고 하나의 장비에 포함되어 있는 일체형 장비의 경우에는 광채널 증설시 온도측정 장비 본체(200)를 포함하여 모든 장비를 교체해야 하므로 광채널 증설에 따른 고비용이 요구되나, 본 발명에서는 광채널스위치(300)만을 교체하여 광채널을 증설할 수 있어 일체형인 기존 장비 대비 경제성이 향상된다.

5) 유지 보수성 향상

- 광케이블을 이용한 온도 측정시스템에서는 물리적인 스위칭 동작이 있는 채널 스위치 장비가 상대적으로 고장이 잦기 때문에 온도측정 장비 본체(200)의 교체 없이 이상이 발생한 광채널스위치(300)만 분리하여 수리할 수 있어 장비의 유지 보수성이 향상된다. 또한, 광채널스위치(300)가 이상이 발생하여 수리하는 동안 광채널스위치(300)만 다른 장비로 교체하여 시스템을 운영할 수 있다.

6) 시스템 운영 상태 파악 용이

- 기존 장비가 LED로 시스템 상태를 단순 Display 하는 것에 비하여 본 발명의 광채널 분리형 온도 측정시스템은 온도측정 장비 본체(200)에 LCD를 추가하여, 시스템의 전반적인 운영 상태를 상세하고 다양한 정보를 표시할 수 있어 시스템의 운용 상태를 파악하기 용이하다.

7) 원격에서 시스템의 체계적인 통제 가능

- 기존에는 측정 장비에서 장비의 상태를 자체 판단하여 단순 LED에 출력하는 기능만 가능하였으나, 본 발명의 광채널 분리형 온도 측정시스템은 측정 대상물의 데이터를 원격에 연결되어 있는 제어용 컴퓨터(100)로 전달하여 제어용 컴퓨터(100)에서 측정 데이터를 분석하므로 각각의 측정 대상물의 온도를 체계적으로 통제할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 제어용 컴퓨터 200 : 온도측정 장비 본체
210 : 인터페이스부 220 : 광신호 생성부
230 : 제어부 240 : 온도측정부
250 : 광송수신부 260 : 표시부
300 : 광채널스위치 310 : 광통신부
320 : 제1 광스위칭부 330 : 광채널부
31,32,33,34,35,36,37,38 : 채널 광케이블
331,332,333,334 : 기준 광케이블
350 : 제2 광스위칭부 351,352 : 스위치

Claims (6)

1. 온도측정 시스템 본체와 광신호를 송수신하는 광통신부;
   측정 대상물에 설치되는 복수의 채널 광케이블을 포함하는 광채널부;
   광신호를 이용하여 온도를 측정하기 위해 기준이 되는 기준점 절대 온도를 제공하는 복수의 기준 광케이블;
   상기 온도측정 시스템 본체로부터 수신한 광신호를 상기 복수의 기준 광케이블로 스위칭하여 연결하는 제1 광스위칭부; 및
   상기 복수의 기준 광케이블을 각각 스위칭하여 상기 채널 광케이블과 1 :N(여기서 N은 2의배수)으로 연결하는 제2 광스위칭부;를 포함하며,
   상기 복수의 기준 광케이블은
   상기의 기준점 절대 온도를 제공함으로써 상기 온도 측정 장비 본체에서 상기 기준점 절대 온도를 기준으로 하여 상기 각각의 채널 광케이블에서 측정된 광신호 데이터를 절대 온도로 변환할 수 있도록 하며,
   상기 제2 광스위칭부는
   제1 광스위칭부의 스위칭 전에 먼저 스위칭됨으로써 상기 각 채널 광케이블과 상기 복수의 기준 광케이블 중 어느 하나의 기준 광케이블과 연결되도록 제어되며,
   상기 제1 광스위칭부는
   상기 제2 광스위칭부를 통해 상기 복수의 기준 광케이블 중 어느 하나의 기준 광케이블과 상기 각 채널 광케이블이 연결된 후에 스위칭됨으로써 상기 온도측정 시스템 본체로부터 수신한 광신호를 상기 어느 하나의 기준 광케이블로 스위칭하여 연결하는 것을 특징으로 하는 광채널스위치를 포함하는 온도 측정시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 온도측정 장비 본체는
   상기 광신호를 생성하여 상기 광채널스위치로 출력하고, 상기 광채널스위치를 제어하여 상기 광채널스위치로부터 수신한 광신호를 이용하여 측정 대상물의 온도를 측정 및 제어하는 광채널스위치를 포함하는 온도 측정시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 온도측정 장비 본체는,
   제어용 컴퓨터와 통신하는 인터페이스부;
   광채널스위치와 통신하는 본체 통신부;
   광신호를 생성하는 광신호 생성부;
   상기 광채널스위치로부터 수신한 광신호를 분석하여 측정하고자하는 대상의 온도를 분석하는 온도 측정부;
   상기 광채널스위치의 광스위칭을 제어하여 생성한 광신호를 상기 원하는 채널 광케이블로 스위칭하는 광채널 제어신호를 생성하는 광채널 제어부; 및
   채널 광케이블을 통해 측정된 온도 및 상기 광채널스위치와 온도측정 장비 본체의 동작 상태를 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광채널스위치를 포함하는 온도 측정시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어용 컴퓨터와 상기 온도측정 장비 본체 각각은,
   상기 제어용 컴퓨터가 상기 온도측정 장비 본체를 제어하기 위한 제어 인터페이스;
   상기 온도측정 장비 본체에서 분석되는 데이터를 상기 제어용 컴퓨터로 전송하는 데이터 인터페이스; 및
   상기 제어용 컴퓨터에서 분석된 분석 데이터를 상기 온도측정 장비 본체에서 출력하도록 하는 분석 정보 인터페이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광채널스위치를 포함하는 온도 측정시스템.
   

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