KR101636366B1 - System for detecting inflow of fluid by optical cable - Google Patents

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송석용
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에피텍(주)
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Abstract

The present invention provides a system capable of rapidly grasping moisture penetration and moisture penetration position using a temperature change generated due to the moisture penetration by disposing an optical cable around a heat wire. The present invention relates to a system and a method to detect an inflow of a fluid using an optical cable. The system comprises: a casing (1) disposed on an object (3) to be kept warm such as a pipe or a tank; a heat wire (7) disposed in the casing (1), generating heat; an optical cable (9) disposed adjacent to the heat wire (7), detecting a temperature change of the heat wire (7) to transmits an optical laser pulse; and a controller (11) which receives a signal from the optical cable (9), analyzing the temperature change of the heat wire (7).

Description

광케이블을 이용하여 유체의 유입을 감지할 수 있는 시스템{System for detecting inflow of fluid by optical cable}[0001] The present invention relates to a system for detecting inflow of a fluid using an optical fiber,

본 발명은 광 케이블 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열선과 광케이블을 같이 배치하여 유체의 유입시 열선의 온도 변동을 광케이블에 의하여 감지함으로써 유체의 침투 여부 및 위치를 신속하게 파악할 수 있는 광 케이블 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an optical cable system, and more particularly, to an optical cable system capable of quickly detecting the infiltration state and position of a fluid by arranging a heat ray and an optical cable, .

일반적으로 히트 트레이싱 시스템(Heat tracing system)은 배관 또는 탱크내 유체의 고유특성(점성, 빙점)을 유지하기 위해 자체의 열이 외부로 방출되는 것을 최대로 방지하여 열손실을 억제하기 위한 시스템이다.Generally, a heat tracing system is a system for suppressing the heat loss by preventing the heat of the pipe from being released to the outside in order to maintain the characteristic (viscosity, freezing point) of the fluid in the pipe or tank.

이러한 히트 트레이싱 시스템은 배관 또는 탱크와 같은 보온 대상체와, 이 보온 대상체를 감쌈으로써 열이 외부로 방출되는 것을 방지하는 열선과; 온도를 측정하여 보온 대상체가 기준 온도를 유지할 수 있도록 열선에 공급되는 전기량을 조절하는 제어부로 이루어진다.Such a heat tracing system includes a heating object such as a pipe or a tank, a heating line for preventing the heat from being discharged to the outside by wrapping the heating object; And a control unit for controlling the amount of electricity supplied to the hot wire so as to maintain the reference temperature by measuring the temperature.

따라서, 보온 대상체의 온도가 기준온도 보다 낮아질 경우 열선에 전기를 공급함으로써 보온 대상체를 가열하게 되고, 반대로 기준 온도 보다 높은 경우에는 전원을 차단하여 보온 대상체의 온도를 기준 온도로 낮추게 된다.Accordingly, when the temperature of the object to be heated is lower than the reference temperature, the object is heated by supplying electricity to the hot wire. On the contrary, when the temperature of the object is higher than the reference temperature,

결국, 히트 트레이싱 시스템에서는 보온 대상체의 온도를 실시간으로 감지하여야 하고, 감지된 온도를 신속하게 피드백하여 열선에 적절한 양의 전기가 공급될 수 있도록 제어하는 열 감지기능 및 제어기능이 중요한 요소이다.As a result, in the heat tracing system, the temperature sensing function and the control function for controlling the temperature of the object to be heated in real time and for controlling the temperature of the sensed temperature to be fed back quickly so that an appropriate amount of electricity can be supplied to the hot wire is an important factor.

그러나, 종래의 히트 트레이싱 시스템에 있어서는 배관 혹은 탱크와 같은 보온 대상체의 길이가 길어질수록 열선의 길이도 길어짐으로써 전 구간의 온도를 실시간으로 파악하는 것이 어려워서 해당 부분을 가열하여 기준온도를 유지하는 것이 어려운 문제점이 있다.However, in the conventional heat tracing system, it is difficult to grasp the temperature of the entire section in real time because the length of the hot wire becomes longer as the length of the hot object such as a pipe or a tank becomes longer, There is a problem.

더욱이, 열선의 일부 구간에 수분 혹은 기름과 같은 유체가 침투하였을 경우, 이를 실시간으로 파악하고, 신속하게 피드백하여 열선을 가열하는 것이 어려운 문제점이 있다.Further, when a fluid such as moisture or oil penetrates into a part of the heat line, it is difficult to grasp it in real time and to quickly feed back the heat to heat the heat line.

실용신안등록출원 제20-2009-5393호(명칭: 열도전성 수지를 외피로 사용한 광섬유 분포온도 측정용 센서용 광케이블)Application for Utility Model Registration No. 20-2009-5393 (Name: Optical cable for sensor for temperature measurement of optical fiber using thermosetting resin as sheath)

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열선의 주위에 광 케이블을 배치함으로써 수분침투 시 발생되는 온도변동을 이용하여 침투여부 및 침투위치를 신속하게 파악할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an optical cable capable of quickly detecting penetration and infiltration positions To provide a system with

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 배관 혹은 탱크와 같은 보온 대상체(3)에 배치되는 케이싱과; In order to achieve the above-mentioned object, one embodiment of the present invention includes a casing arranged in a warming object 3 such as a pipe or a tank;

케이싱의 내부에 배치되어 열을 발생시키는 열선(7)과; A heat line (7) disposed inside the casing to generate heat;

이 열선(7)의 인접위치 전구간에 연속적으로 배치되어 열선(7)의 온도 변동을 감지하여 광 레이저 신호를 전송하는 광 케이블(9)과; 그리고An optical cable 9 continuously disposed between the adjacent positions of the heat line 7 to sense the temperature change of the heat line 7 and transmit the optical laser signal; And

광 케이블(9)의 신호를 수신하여 열선(7)의 온도 변동을 분석하는 컨트롤러(11)를 포함하는 광케이블형 유체유입 감지 시스템을 제공한다.And a controller (11) for receiving the signal of the optical cable (9) and analyzing the temperature fluctuation of the heat ray (7).

또한, 본 발명의 다른 실시예는, 보온 대상체(3)의 열선(7)의 일부 구간에 유체가 침투하여 인접한 광 케이블(9)의 광 신호가 변동되며,In another embodiment of the present invention, the fluid penetrates into a part of the heat ray 7 of the thermal insulation object 3, the optical signal of the adjacent optical cable 9 fluctuates,

컨트롤러(11)의 제 1연산부(15)는 광 신호를 광섬유에 입사 전달하여 반사되어 돌아오는 산란된 광의 세기를 비교하여 온도 변동이 있는 것을 판단하고,The first calculator 15 of the controller 11 receives the optical signal and transmits the optical signal to the optical fiber, compares the intensity of the scattered light reflected from the optical fiber,

제 2연산부(17)는 정상상태에서 레이저 펄스가 기준지점에 도달하는 시간과, 온도가 변동된 구간의 레이저 펄스가 도달하는 시간의 차이를 연산하고, 시간차이에 따른 거리차이를 연산함으로써 유체가 침투한 지점을 파악하여 유체가 침투한 위치를 산출할 수 있는 것을 특징으로 하는 광 케이블형 유체유입 감지방법 제공한다.The second calculating section 17 calculates the difference between the time at which the laser pulse reaches the reference point in the steady state and the time at which the laser pulse of the section in which the temperature fluctuates reaches and calculates the distance difference according to the time difference, And detecting the infiltrated point to calculate the infiltrated position of the fluid.

또한 상기 광케이블은 열선의 인접위치에 2가닥이 배치됨으로써 각각 열선의 온도를 감지하여 광신호를 컨트롤러로 전송함으로써 광 케이블의 오작동 여부를 2중으로 감지할 수 있다.In addition, the optical cable can detect the malfunction of the optical cable by doubly detecting the temperature of the hot wire by transmitting the optical signal to the controller by disposing two strands at the adjacent positions of the hot wire.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 광 케이블형 유체유입 감지 시스템 및 방법은 열선에 인접하여 광케이블을 배치하고, 이 광케이블에 컨트롤러를 연결함으로써, 광 케이블을 통하여 진행하는 광 레이저 펄스신호가 변동하는 경우, 컨트롤러가 이를 감지하여 유체의 침투여부와, 침투위치를 실시간으로 용이하게 파악할 수 있는 장점이 있다.As described above, in the optical cable type fluid inflow detection system and method according to an embodiment of the present invention, an optical cable is disposed adjacent to a heat ray, and a controller is connected to the optical cable, In the case of fluctuation, the controller senses the presence of the fluid, and has the advantage of being able to easily grasp the infiltration state of the fluid and the infiltration position in real time.

또한, 열선의 전 구간에 걸쳐서 광 케이블도 같이 연속적으로 배치함으로써 열선의 모든 구간에 대하여 온도 모니터링이 가능하여 유체의 침투위치 및 시간에 제약없이 파악할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the optical cable is continuously disposed over the entire length of the heating wire, the temperature can be monitored for all the sections of the heating wire, so that it is possible to grasp the infiltration position and time of the fluid without restriction.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 케이블형 유체유입 감지 시스템의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 열선과 광 케이블이 케이싱의 내측에 배치된 상태를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 컨트롤러의 내부 구조를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.
도 4는 도 1에 도시된 광 케이블형 유체유입 감지 시스템에 의하여 분석된 온도 그래프로서 유체의 침투여부 및 위치를 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 1에 도시된 광 케이블형 유체유입 감지 시스템에 의하여 분석된 온도 그래프로서 유체가 침투한 위치를 구간의 온도차이를 보여주는 그래프이다.1 is a schematic view illustrating a structure of an optical cable type fluid inflow detection system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a state in which the heat ray and the optical cable shown in FIG. 1 are disposed inside the casing.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the internal structure of the controller shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a graph showing the penetration of the fluid and the position of the fluid as a temperature graph analyzed by the optical cable type fluid inflow detection system shown in FIG.
FIG. 5 is a graph showing the temperature difference of the section where the fluid penetrates as a temperature graph analyzed by the optical cable type fluid inflow detection system shown in FIG.

이하, 본 발명에 따른 온도센서용 광케이블을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an optical cable for a temperature sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 케이블형 유체유입 감지 시스템(1)은 배관 혹은 탱크와 같은 보온 대상체(3)의 외부를 감거나, 지그재그 형상으로 배치, 또는 필요에 따른 적합한 방법으로 배치됨으로써 열의 외부 유출을 방지하게 된다.1 to 3, an optical cable type fluid inflow detection system 1 according to an embodiment of the present invention may be configured such that the outside of a thermal insulation object 3 such as a pipe or a tank is rolled, arranged in a zigzag shape, By arranging them in a suitable way as required, they prevent the outflow of heat.

이러한 광 케이블형 유체 유입 감지 시스템(1)은 배관 혹은 탱크와 같은 보온 대상체(3)에 배치되는 케이싱(Casing;5)과; 케이싱(5)의 내부에 배치되어 열을 발생시키는 열선(7)과; 이 열선(7)의 인접위치에 배치되어 열선(7)을 온도 변동을 신속하게 감지하여 신호를 전송하는 광 케이블(9)과; 광 케이블(9)의 신호를 수신하여 열선(7)의 온도 변동을 분석하는 컨트롤러(Controller;11)를 포함한다.The optical cable type fluid inflow detection system 1 includes a casing 5 disposed on a thermal insulation object 3 such as a pipe or a tank; A heat ray (7) disposed inside the casing (5) to generate heat; An optical cable 9 disposed at a position adjacent to the heating line 7 to rapidly detect a temperature variation of the heating line 7 to transmit a signal; And a controller (Controller) 11 for receiving the signal of the optical cable 9 and analyzing the temperature fluctuation of the hot wire 7.

이러한 구조를 갖는 열 감지 시스템에 있어서, 열선(7)은 보온 대상체(3)의 외부에 감기거나, 지그재그 형상으로 배치됨으로써 보온 대상체(3)를 가열하여 기준온도를 유지할 수 있도록 한다.In the heat sensing system having such a structure, the heat ray 7 is wound on the outside of the warming target 3 or disposed in a zigzag shape, thereby heating the warming target 3 to maintain the reference temperature.

그리고, 이 열선(7)과 인접한 위치에 광 케이블(9)이 열선(7)과 나란하게 배치된다.Then, the optical cable 9 is arranged in parallel with the heat line 7 at a position adjacent to the heat line 7.

이러한 광 케이블(9)은 통상적인 구조의 광 케이블, 즉 전기 신호를 광선 신호로 바꾸어 유리섬유를 통하여 전달하는 케이블로서, 심(Core), 클래드(Clad), 재킷(Jacket), 또는 필요에 따라 인장력 강화를 위한 구조를 포함하는 구조를 갖는다.Such an optical cable 9 is a cable which transmits an optical signal of a conventional structure, that is, an electric signal through a glass fiber by converting it into a light signal, and is a core, a clad, a jacket, And a structure for strengthening tensile force.

그리고, 광 케이블(9)은 외부에서 열과 같은 물리량이 전달되는 경우, 광 섬유를 구성하고 있는 석영유리의 내부산란으로 인한 광 감쇠로 인하여 물리적 영향을 미치는 위치가 파악될 수 있다.When a physical quantity such as heat is transmitted from the outside, the optical cable 9 can be grasped the position of physical influence due to the light attenuation due to the internal scattering of the quartz glass constituting the optical fiber.

이러한 광케이블(9)은 열선(7)의 인접 위치에 배치되는 바, 열선(7)으로부터 발생되는 열은 광 케이블(9)로 전달된다. 광 케이블(9)에 열이 전달됨으로써 광 케이블(9)을 통하여 진행하던 빛, 예를 들면 광 레이저 펄스는 내부 산란으로 인하여 레이저 펄스 신호의 광 감쇠가 발생한다. 이와 같이 광 케이블(9)에서 광 감쇠가 발생한 상태에서, 열선(7)의 일부 구간의 온도가 변동되는 경우 이는 곧 광 케이블(9)로 전달되며, 이로 인하여 광 케이블(9)의 광 감쇠에도 변동이 발생한다.Since the optical cable 9 is disposed at a position adjacent to the heat ray 7, the heat generated from the heat ray 7 is transmitted to the optical cable 9. Light that has been transmitted through the optical cable 9 due to heat transmission to the optical cable 9, for example, the optical laser pulse, causes optical attenuation of the laser pulse signal due to internal scattering. When the temperature of a part of the heat ray 7 varies in the state where the light attenuation is generated in the optical cable 9 as described above, this is transmitted to the optical cable 9 so that the light attenuation of the optical cable 9 Variation occurs.

이러한 광 케이블(9)의 변동은 실시간으로 컨트롤러(11)로 전달되며, 컨트롤러(11)는 이러한 변동을 분석함으로써 열선(7)상에 온도 변동이 일어났음을 파악할 수 있고, 또한 위치도 정확하게 연산할 수 있다. 그리고, 광 케이블(9)은 열선(7)의 인접 위치에서 열선(7)이 배선된 전체구간에 연속적으로 배치됨으로써 열선(7)의 전 구간에 대하여 온도변동을 모니터링 할 수 있다.The fluctuation of the optical cable 9 is transmitted to the controller 11 in real time and the controller 11 can analyze the fluctuation to ascertain that the temperature fluctuation has occurred on the heat line 7, can do. The optical cable 9 is continuously disposed in the entire section where the hot wire 7 is wired at a position adjacent to the hot wire 7, so that the temperature variation can be monitored over the entire section of the hot wire 7.

상기 컨트롤러(11)는 광 케이블(9)로부터 광 신호가 수신되는 입력부(13)와; 입력된 광 신호를 분석하여 온도 변동의 유무를 판단하는 제 1연산부(15)와; 온도 변동이 발생한 경우, 그 위치를 연산하는 제 2연산부(17)와; 제 1 및 제 2연산부(15,17)의 연산결과에 의하여 열선(7)에 공급되는 전기량을 제어하는 출력부(19)를 포함한다.The controller (11) includes an input unit (13) for receiving an optical signal from an optical cable (9); A first calculator 15 for analyzing the inputted optical signal to determine the presence or absence of temperature fluctuation; A second calculating section (17) for calculating the position when temperature variation occurs; And an output unit 19 for controlling the amount of electricity supplied to the hot line 7 according to the calculation results of the first and second calculating units 15 and 17.

이러한 구조를 갖는 컨트롤러(11)에 있어서, 제 1연산부(15)는 입력된 광신호의 변동율을 감지한다. In the controller 11 having such a structure, the first calculation unit 15 detects the variation rate of the input optical signal.

즉, 광 케이블(9)을 통하여 전송되는 광 신호, 예를 들면 레이저 펄스를 분석하여 정상 상태의 세기와 산란되어 변동된 시점의 세기를 비교한다.That is, an optical signal transmitted through the optical cable 9, for example, a laser pulse, is analyzed to compare the intensity of the fluctuated point of time with the intensity of the steady state.

예를 들면, 펄스파의 피크값들을 산출하고, 이 피크값들이 형성하는 궤적의 연속성을 분석함으로써, 궤적이 갑자기 낮아지는 구간은 유체가 침투하여 온도가 낮아지는 구간으로 판단할 수 있다.For example, by calculating the peak values of the pulse wave and analyzing the continuity of the locus formed by these peak values, a region where the locus is suddenly lowered can be determined as a region where the fluid penetrates and the temperature is lowered.

따라서, 변동된 시점의 세기가 정상 상태의 세기와 차이가 발생함으로 감지함으로써 열선(7)의 특정 구간에 온도 변동이 있음을 판단하게 된다.Therefore, it is determined that there is a temperature change in a specific section of the hot line 7 by sensing that the intensity of the changed time point is different from the intensity of the steady state.

이때, 열선(7)에 온도 변동이 있다는 의미는 외부로부터 물 혹은 기름과 같은 유체가 침투하여 열선(7)에 접촉함으로써 온도의 변동이 발생하였다는 것을 의미한다.At this time, the meaning of the temperature change in the heat line 7 means that a fluid such as water or oil penetrates from the outside and the temperature changes due to the contact with the heat line 7.

이와 같이 제 1연산부(15)에 의하여 열선(7)상에 온도 변동이 감지되면, 제 2연산부(17)는 온도의 변동이 발생한 부분에 대한 거리를 연산함으로써 정확한 위치를 파악하게 된다.When the temperature variation is detected on the heating line 7 by the first calculation unit 15, the second calculation unit 17 calculates the distance to the portion where the temperature fluctuation occurs, thereby grasping the accurate position.

즉, 제 2연산부(17)는 정상상태에서 광 신호, 예를 들면 광 레이저 펄스가 기준지점에 도달하는 시간과, 온도가 변동된 구간의 광 레이저 펄스가 도달하는 시간의 차이에 의하여 온도 차이가 발생한 부분의 위치를 연산할 수 있다.In other words, the second arithmetic operation unit 17 calculates a temperature difference between the time when the optical signal, for example, the optical laser pulse reaches the reference point, and the time when the optical laser pulse of the temperature fluctuates, The position of the generated portion can be calculated.

이러한 거리 연산은 제 2연산부(17)에 탑재된 거리계산 프로그램에 의하여 온도상태를 거리별로 측정, 분석할 수 있다.This distance calculation can be performed by measuring the distance and the temperature of the vehicle by the distance calculation program mounted on the second calculation unit 17.

이와 같이 제 1 및 제 2연산부(15,17)에 의하여 유체의 침투 여부와 거리를 정확하게 연산할 수 있는 바, 도 4에 도시된 바와 같이 그래프로 나타낼 수 있다.As described above, the first and second calculating units 15 and 17 can accurately calculate whether or not the fluid is infiltrated, which can be shown graphically as shown in FIG.

즉, 본 그래프는 열선(7)상에서 X축방향으로 12-14m 구간(D1)에 물이 침투한 경우의 온도 그래프를 3차원으로 나타낸 것이다.That is, the graph is a three-dimensional graph of the temperature when water penetrates the 12-14 m section (D1) in the X-axis direction on the hot line (7).

이 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 정상 상태인 구간(D2,D3)에서는 온도가 붉은 색으로 표시되나, 이 붉은 그래프가 단절된 구간(D1)은 낮은 온도를 나타내므로 수분이 유입되어 냉각된 것임을 알 수 있다. As can be seen from this graph, the temperature is displayed in red in the steady state region (D2, D3), but the region (D1) in which the red graph is disconnected shows a low temperature, .

또한, 이 단절된 구간(D1)은 기준 지점으로부터 약 12-14m 지점임을 알 수 있다.Also, it can be seen that this disconnected section D1 is about 12-14 m from the reference point.

그리고, 도 5에는 이 3차원 그래프를 측면에서 나타낸 그래프가 도시되는 바, 단절된 구간(D1)의 온도 차이가 10도 이상인 것을 나타낸다.FIG. 5 is a graph showing the three-dimensional graph in side view, showing that the temperature difference of the disconnected section D1 is 10 degrees or more.

이때, 열선(7)의 온도는 제 1연산부(15)에 의하여 분석이 가능한 바, 입력된 광 레이저 펄스의 파형에 있어서 피크값을 산출함으로써 각 지점에서의 온도를 연산할 수 있다.At this time, the temperature of the heat ray 7 can be analyzed by the first calculator 15, and the temperature at each point can be calculated by calculating the peak value in the waveform of the inputted optical laser pulse.

예를 들면, 피크값이 증가하는 구간(D4)의 온도는 피크값이 감소하는 구간(D1)보다 상대적으로 낮아지는 것으로 판단하는 방식이다.For example, the temperature of the section D4 in which the peak value increases is determined to be relatively lower than the section D1 in which the peak value decreases.

이와 같이 열선(7)에 수분 혹은 기름 등과 같은 유체가 침투한 경우, 광케이블(9)을 통하여 수신된 광 레이저 펄스의 변동을 제 1 및 제 2연산부(15,17)가 분석하여 온도변수와 거리변수를 연산함으로써 수분의 침투여부와, 침투지점을 실시간으로 파악할 수 있다.When the fluid such as moisture or oil penetrates the hot wire 7, the first and second calculating units 15 and 17 analyze the fluctuation of the optical laser pulse received through the optical cable 9, By calculating the variables, it is possible to grasp the penetration of moisture and the point of penetration in real time.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기에서는 열선 인접위치에 하나의 광케이블을 배치하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 복수 가닥이 배치될 수도 있다.As another embodiment of the present invention, in the above description, one optical cable is disposed at a position adjacent to a hot line. However, the present invention is not limited to this, and plural strands may be disposed.

예를 들면, 광케이블이 2가닥으로 배치됨으로써 열선의 온도 변동을 각각 감지할 수도 있다.For example, by arranging the optical cables in two strands, it is possible to detect the temperature fluctuation of the hot wire respectively.

이와 같이, 2가닥의 광케이블이 각각 열선의 온도변동을 감지함으로써 1가닥의 경우 발생할 수 있는 오작동 등을 방지할 수 있다.Thus, by detecting the temperature fluctuation of the heating line of each of the two optical fibers, it is possible to prevent a malfunction that may occur in the case of one strand.

즉, 2가닥의 광케이블은 모두 컨트롤러에 연결됨으로써 컨트롤러는 2가닥의 광케이블을 통하여 전달된 광 레이저 펄스의 변동을 감지할 수 있다. 그리고, 2가닥의 광케이블의 신호를 각각 분석함으로써 2개의 신호가 동일 내지 유사한 패턴을 보이는 경우에는 정상상태로 판단하여 온도의 변동 모니터링을 실시한다.That is, since all of the two optical fibers are connected to the controller, the controller can sense the fluctuation of the optical laser pulse transmitted through the two optical fibers. When the signals of the two optical signals are analyzed by analyzing the signals of the two optical signals, it is determined that the two signals are in the same or similar pattern, and the monitoring of the temperature is performed.

그러나, 2개의 광신호가 서로 다른 패턴을 보이는 경우에는 오작동으로 판단하고, 중앙 관리소에 경고를 전달할 수 있다. 물론, 2개의 광신호에 의한 위치분석이 가능하면 해당 위치에 수분이 침투한 것으로 판단할 수도 있다.However, when two optical signals show different patterns, it is judged to be a malfunction, and a warning can be sent to the central office. Of course, if it is possible to analyze the position by using two optical signals, it may be judged that moisture has penetrated the corresponding position.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광케이블형 유체유입 감지 시스템의 작동방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of operating the optical fiber-type fluid inflow detection system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

배관 혹은 탱크와 같은 보온 대상체(3)에는 열선(7)이 배치되고, 이 열선(7)의 인접위치에는 온도 감지용 광케이블(9)이 나란하게 배치된다.A heating wire 7 is disposed in a warming object 3 such as a pipe or a tank and an optical fiber 9 for temperature sensing is arranged adjacent to the heating wire 7 in parallel.

이때, 열선(7)에는 전기가 공급됨으로써 일정 온도 이상의 열이 발생하여 주위로 전달되고 있는 상태이다.At this time, electricity is supplied to the heat line 7, so that heat of a certain temperature or higher is generated and transferred to the surroundings.

이러한 열은 광케이블(9)에도 전달되는 바, 이때 광 케이블(9)에는 광, 예를 들면 레이저 광이 진행하고 있는 상태이므로, 열이 전달되는 경우, 광 케이블(9)의 내부산란으로 인하여 광 감쇠가 발생한다.This heat is also transmitted to the optical cable 9. Since the optical cable 9 is in the state where the light such as the laser beam is traveling in this case, when heat is transmitted, due to the internal scattering of the optical cable 9, Attenuation occurs.

그리고, 이러한 광 감쇠에 따른 광 신호는 컨트롤러(11)로 전송됨으로써 컨트롤러(11)는 현재 상태의 광 신호를 수신한다.Then, the optical signal corresponding to the light attenuation is transmitted to the controller 11, so that the controller 11 receives the optical signal in the current state.

이 상태에서, 열선(7)의 일부 구간에 수분 혹은 기름이 침투함으로써 해당 구간에 온도가 변동되는 경우, 이는 곧 광 케이블(9)로 전달되어 레이저 펄스신호를 변동시킨다.In this state, when moisture or oil penetrates into a part of the heat ray 7 and the temperature changes in the corresponding section, it is transmitted to the optical cable 9 to vary the laser pulse signal.

그리고, 이러한 광 신호의 변동은 실시간으로 컨트롤러(11)로 전달되며, 컨트롤러(11)는 이러한 변동을 분석함으로써 열선(7)상에 온도 변동이 일어났음을 파악할 수 있고, 또한 위치도 정확하게 연산할 수 있다.The fluctuation of the optical signal is transmitted to the controller 11 in real time. The controller 11 can analyze the fluctuation to understand that the temperature fluctuation has occurred on the heating line 7, .

즉, 제 1연산부(15)는 입력된 레이저 펄스의 세기를 분석하여 정상 상태의 세기와 변동된 시점의 세기를 비교한다.That is, the first calculator 15 analyzes the intensity of the inputted laser pulse and compares the intensity of the steady state with the intensity of the changed point of time.

따라서, 산란됨으로써 변동된 시점의 세기가 정상 상태의 세기와 차이가 발생함으로 감지함으로써 열선(7)의 특정 구간에 온도 변동이 있음을 판단하게 된다.Therefore, it is determined that the temperature fluctuation occurs in a specific section of the heat ray 7 by detecting the fact that the intensity of the fluctuated point of time is different from the intensity of the steady state due to scattering.

이때, 열선(7)에 온도 변동이 있다는 의미는 외부로부터 물 혹은 기름과 같은 유체가 침투하여 열선(7)에 접촉함으로써 온도의 변동이 발생하였다는 것을 의미한다.At this time, the meaning of the temperature change in the heat line 7 means that a fluid such as water or oil penetrates from the outside and the temperature changes due to the contact with the heat line 7.

이와 같이 제 1연산부(15)에 의하여 열선(7)상에 온도 변동이 감지되면, 제 2연산부(17)는 온도의 변동이 발생한 부분에 대한 거리를 연산함으로써 정확한 위치를 파악하게 된다.When the temperature variation is detected on the heating line 7 by the first calculation unit 15, the second calculation unit 17 calculates the distance to the portion where the temperature fluctuation occurs, thereby grasping the accurate position.

즉, 제 2연산부(17)는 정상상태에서 레이저 펄스가 기준지점에 도달하는 시간과, 온도가 변동된 구간의 레이저 펄스가 도달하는 시간의 차이에 의하여 온도 차이가 발생한 부분의 위치를 연산할 수 있다.That is, the second calculating unit 17 can calculate the position of the portion where the temperature difference occurs due to the difference between the time at which the laser pulse reaches the reference point in the steady state and the time at which the laser pulse at the temperature- have.

이러한 거리 연산은 제 2연산부(17)에 탑재된 거리계산 프로그램에 의하여 온도상태를 거리별로 측정, 분석할 수 있다.This distance calculation can be performed by measuring the distance and the temperature of the vehicle by the distance calculation program mounted on the second calculation unit 17.

상기한 바와 같이, 열선(7)의 특정 구간에 유체가 침투한 경우, 광 케이블(9)의 레이저 펄스가 변동하게 되고, 컨트롤러(11)는 이러한 레이저 펄스의 변동을 분석함으로써 유체의 침투여부 및 침투위치를 실시간으로 파악할 수 있다.As described above, when the fluid penetrates the specific section of the heat ray 7, the laser pulse of the optical cable 9 fluctuates. The controller 11 analyzes the fluctuation of the laser pulse, The penetration position can be grasped in real time.

1: 시스템
5: 케이싱
7: 열선
9: 광 케이블1: System
5: casing
7: Heat line
9: Optical cable

Claims (5)

히트 트레이싱 시스템의 보온 대상체(3)의 외부를 감싸도록 배치되는 케이싱(5)과;
케이싱(5)의 내부에 배치되어 열을 발생시키는 열선(7)과;
이 열선(7)의 인접위치에 전 구간에 연속적으로 나란하게 배치되어 열선(7)의 열이 전달됨으로써 열선(7)의 온도 변동을 감지하여 광 신호를 전송하는 광 케이블(9)과; 그리고
광 케이블(9)의 신호를 수신하여 열선(7)의 온도 변동을 분석하는 컨트롤러(11)를 포함하며,
상기 컨트롤러(11)는 광 케이블(9)로부터 광 신호가 수신되는 입력부(13)와; 입력된 광 레이저 펄스와 반사되어 돌아온 산란된 광의 세기를 비교하여 연속적이지 못한 구간은 유체가 침투하여 온도가 낮아진 것으로 판단함으로써 온도 변동의 유무를 판단하는 제 1연산부(15)와; 온도 변동이 발생한 경우, 그 위치를 연산하는 제 2연산부(17)와; 제 1 및 제 2연산부(15,17)의 연산결과에 의하여 열선(7)에 공급되는 전기량을 제어하는 출력부(19)를 포함하며,
상기 광케이블(9)은 열선(7)의 인접위치에 2가닥이 배치됨으로써 각각 열선(7)의 온도를 감지하여 광신호를 컨트롤러(11)로 전송함으로써 광 케이블(9)의 오작동 여부를 2중으로 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 광 케이블형 유체유입 감지 시스템.A casing (5) arranged to surround the outside of the warming target body (3) of the heat tracing system;
A heat ray (7) disposed inside the casing (5) to generate heat;
An optical cable 9 arranged adjacent to the heating line 7 in a continuous manner in parallel with all the sections to transmit heat of the heating line 7 to sense the temperature variation of the heating line 7 and transmit the optical signal; And
And a controller (11) for receiving the signal of the optical cable (9) and analyzing the temperature fluctuation of the hot wire (7)
The controller (11) includes an input unit (13) for receiving an optical signal from an optical cable (9); A first calculator 15 for comparing the intensity of the input optical pulses with the intensity of the scattered light reflected back to judge whether the temperature is low due to the infiltration of the fluid and the non-continuous interval; A second calculating section (17) for calculating the position when temperature variation occurs; And an output unit (19) for controlling the amount of electricity supplied to the hot wire (7) according to the calculation results of the first and second calculating units (15, 17)
The optical cable 9 is provided with two strands at the adjacent positions of the heating wires 7 to detect the temperature of the heating wires 7 and to transmit the optical signals to the controller 11 so that the malfunction of the optical cables 9 can be doubled Wherein said optical cable type fluid inflow detection system comprises: 삭제delete 제 1항에 있어서,
제 2연산부(17)는 정상상태에서 레이저 펄스가 기준지점에 도달하는 시간과, 온도가 변동된 구간의 레이저 펄스가 도달하는 시간의 차이를 연산하고, 시간차이에 따른 거리차이를 연산함으로써 유체가 침투한 지점을 파악할 수 있는 것을 특징으로 하는 광 케이블형 유체유입 감지 시스템.The method according to claim 1,
The second calculating section 17 calculates the difference between the time at which the laser pulse reaches the reference point in the steady state and the time at which the laser pulse of the section in which the temperature fluctuates reaches and calculates the distance difference according to the time difference, And a point of penetration can be grasped. 삭제delete 삭제delete
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