KR102036260B1 - Submergence detection sensor using optical fiber grating - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광센서에 관한 발명으로 코어부와 클래딩부를 포함하는 광섬유; 코어부의 소정의 부분에 구성되어 있고, 제1파장의 빛을 반사시키는 제1광섬유격자부; 상기 제1광섬유격자부가 형성되어 있는 상기 소정의 부분을 포함한 클래딩부의 외부에 형성되어 있는 응축부; 상기 응축부는 물이 닿으면 응축되어, 상기 광섬유를 압축하는 것을 특징으로 한다..The present invention relates to an optical sensor, comprising: an optical fiber including a core part and a cladding part; A first optical fiber lattice portion formed at a predetermined portion of the core portion and reflecting light having a first wavelength; A condensation portion formed outside of the cladding portion including the predetermined portion where the first optical fiber lattice portion is formed; The condensation unit is condensed when the water touches, characterized in that for compressing the optical fiber.

Description

광섬유 격자를 이용한 누수 및 침수 감지센서{SUBMERGENCE DETECTION SENSOR USING OPTICAL FIBER GRATING}Leak and submersion sensor using fiber optic grating {SUBMERGENCE DETECTION SENSOR USING OPTICAL FIBER GRATING}

본 발명은 광섬유 격자를 이용한 침수 감지센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광섬유 격자 소자에서 출력되는 출력신호의 파장 변화를 이용해서 침수 또는 누수를 감지하는 광섬유 격자를 이용한 침수 감지센서에 관한 것이다.The present invention relates to an immersion sensor using an optical fiber grating, and more particularly, to an immersion sensor using an optical fiber grating for detecting the inundation or leakage by using the wavelength change of the output signal output from the optical fiber grating device.

일반적으로 광섬유 센서(optical fiber sensor)는 광섬유를 지나가는 빛의 세기, 광섬유의 굴절률 및 길이, 모드, 그리고 편광상태의 변화 등을 이용하여 피측정량을 추정하는 센서이다.In general, an optical fiber sensor is a sensor for estimating a measurement amount using a change in the intensity of light passing through the optical fiber, the refractive index and the length of the optical fiber, the mode, and the polarization state.

광섬유의 주성분은 석영 유리로 이루어져 있으며, 광섬유 센서는 굴절율이 약간 높도록 게르마늄을 첨가한 광섬유 중심인 코어 부분과 중심을 보호하는 덧겹층인 클래딩 부분으로 구성된다.The main component of the optical fiber is made of quartz glass, and the optical fiber sensor is composed of a core part which is a germanium-doped optical fiber so that the refractive index is slightly higher, and a cladding part which is an overlay layer protecting the center.

광섬유 코어로 입사된 빛은 굴절율이 높은 코어층과 굴절율이 낮은 클래딩층의 경계면에서 반사되어 광섬유 코어부분을 따라 전파된다.Light incident on the optical fiber core is reflected at the interface between the high refractive index core layer and the low refractive index cladding layer and propagates along the optical fiber core portion.

이러한 광섬유 센서는 이용되는 효과에 따라 세기형, 위상형, 회절격자형, 모드변조형, 편광형, 분포측정형 등으로 구분되며, 전압, 전류, 온도, 압력, 스트레인, 회전율, 음향, 가스농도 등 다양한 측정값을 제공한다.The optical fiber sensor is classified into intensity type, phase type, diffraction grating type, mode modulation type, polarization type, distribution type, etc. according to the effect used, and includes voltage, current, temperature, pressure, strain, rotation rate, sound, and gas concentration. It provides a variety of measurements.

광섬유 센서는 초정밀 광대역 측정이 가능하고, 전자파의 영향를 받지 않으며, 원격측정이 용이하고, 센서부에서 전기를 사용하지 않으며, 실리카 재질의 뛰어난 내부식성으로 사용 환경에 대한 제약이 거의 없는 특징으로 갖는다.The optical fiber sensor is capable of ultra-precise wideband measurement, is not affected by electromagnetic waves, is easy to telemetry, does not use electricity in the sensor unit, and has excellent corrosion resistance of silica, so that there is almost no restriction on the use environment.

광섬유 센서 중에서 대표적인 것은 광섬유 격자 센서(Fiber Bragg Grating Sensor, 이하 'FBG 센서'라 함) 타입의 광섬유 센서이다. FBG 센서는 한 가닥의 광섬유에 여러 개의 광섬유 브래그 격자를 일정한 길이에 따라 새긴 후, 온도나 강도 등의 외부의 조건 변화에 따라 각 격자에서 반사되는 빛의 파장이 달라지는 특성을 이용한 센서이다. Representative of the optical fiber sensor is the optical fiber grating sensor (FBG sensor) type of optical fiber sensor. FBG sensor is a sensor using a characteristic that the wavelength of light reflected from each grating is changed according to the change of external conditions such as temperature and intensity after carving several fiber Bragg gratings on a single fiber according to a certain length.

따라서 FBG 센서는 격자(grating)가 형성된 광섬유에 물리적인 힘의 작용으로 인하여 변형이 생겼을 때 격자에서의 빛 굴절 변화가 유발되는데, 이러한 굴절 변화를 측정하여 광섬유의 변형률을 측정함으로써 광섬유가 고정되는 구조물의 변형률을 측정하여 구조물에 작용하는 하중 및 응력을 알 수 있다.Therefore, the FBG sensor causes a change in light refraction in the grating when deformation occurs due to the action of physical force on the grating-forming optical fiber. The structure in which the optical fiber is fixed by measuring the strain of the optical fiber by measuring the change in the refraction. By measuring the strain, the load and stress acting on the structure can be known.

그리고 FBG 센서는 광섬유 내에서 굴절율이 높은 물질에서 낮은 물질로 빛이 진행될 때, 그 경계면에서 일정한 각도 내의 빛이 모두 반사되는 전반사의 원리를 이용해서 변형률, 각도, 가속도, 변위, 온도, 압력변위 등을 감지하는 감지센서로 사용되고 있다.The FBG sensor uses the principle of total reflection that reflects all light within a certain angle at the interface when light travels from the high refractive index material to the low refractive index material in the optical fiber, such as strain, angle, acceleration, displacement, temperature and pressure displacement. It is used as a sensor to detect

FBG 센서는 변형률, 각도, 가속도, 변위, 온도, 압력변위과 같은 다양한 정보를 센싱할 수 있는 장점이 있지만, 상기 다양한 정보가 복합적으로 발생될 때에는 이를 나누어서 판단하기 어렵다는 단점도 있다.The FBG sensor has the advantage of sensing various information such as strain, angle, acceleration, displacement, temperature, and pressure displacement, but it also has a disadvantage in that it is difficult to determine by dividing when the various information is generated in combination.

특히, 누수 및 침수를 측정하기 위해서 FBG를 센서로 이용하는 경우, 실험실 단계에서는 측정이 가능한 반면, 실제 시스템에서는 다양한 환경적 영향에 의해서 적용이 어렵다는 단점이 있다.In particular, in the case of using the FBG as a sensor for measuring leakage and immersion, it is possible to measure in the laboratory stage, it is difficult to apply due to various environmental effects in the actual system.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 FBG 센서를 실험실 단계 및 실증단계가 아닌, 양산이 가능한 구조이고, 상용화를 하여 실제 필드에서 작업자들이 설치하고 운용할 수 있는 누수 및 침수를 감지할 수 있는 광센서를 제공하는 데 있다.The problem to be solved of the present invention is a structure that can mass-produce the FBG sensor, not the laboratory and demonstration stages, and commercialized by using an optical sensor that can detect leaks and immersion that can be installed and operated by workers in the actual field To provide.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수단으로 일 실시예인 광센서는 코어부와 클래딩부를 포함하는 광섬유; 코어부의 소정의 부분에 구성되어 있고, 제1파장의 빛을 반사시키는 제1광섬유격자부; 상기 제1광섬유격자부가 형성되어 있는 상기 소정의 부분을 포함한 클래딩부의 외부에 형성되어 있는 응축부를 포함하고, 상기 응축부는 물이 닿으면 응축되어, 상기 광섬유를 압축하는 것을 특징으로 한다.As an embodiment of the present invention for solving the above problems the optical sensor includes an optical fiber including a core portion and a cladding portion; A first optical fiber lattice portion formed at a predetermined portion of the core portion and reflecting light having a first wavelength; And a condensation portion formed outside of the cladding portion including the predetermined portion in which the first optical fiber lattice portion is formed, wherein the condensation portion condenses when water comes in to compress the optical fiber.

일 실시예로. 상기 소정의 부분은 테이퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment. The predetermined portion is characterized in that it further comprises a tapered portion.

일 실시예로, 상기 광센서는 제2파장의 빛을 반사시키는 제2광섬유격자부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the optical sensor further comprises a second optical fiber lattice portion for reflecting light of a second wavelength.

본 발명은 다양한 환경변화에도 정확히 누수 및 침수를 감지할 수 있는 센서를 제공할 수 있다.The present invention can provide a sensor that can accurately detect leaks and immersions even under various environmental changes.

도 1 본 발명에서 제안하는 광센서의 일 실시예.
도 2 본 발명에서 제안하는 광센서의 일 실시예.
도 3 본 발명에서 제안하는 광센서의 일 실시예.
도 4 본 발명에서 제안하는 광센서의 일 실시예.
도 5 본 발명에서 제안하는 광센서의 일 실시예.
도 6 본 발명에서 제안하 는광센서의 일 실시예.
도 7 본 발명에서 제안하는 광센서의 신호 반사 개략도.1 is an embodiment of an optical sensor proposed in the present invention.
2 is an embodiment of an optical sensor proposed in the present invention.
3 is an embodiment of an optical sensor proposed in the present invention.
4 is an embodiment of an optical sensor proposed in the present invention.
5 is an embodiment of an optical sensor proposed in the present invention.
6 is an embodiment of an optical sensor proposed in the present invention.
7 is a schematic diagram of signal reflection of an optical sensor proposed in the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. It is to be understood that terms such as "comprise" or "have" in the present application do not exclude in advance the existence or possibility of addition of features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof described in the specification. .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광섬유 격자를 이용한 누수 및 침수 감지센서에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the leak and submerged sensor using the optical fiber grating according to the present invention.

도 1은 광섬유 격자를 이용한 누수 및 침수 감지 광센서의 제1 실시예이다.1 is a first embodiment of a leak and submersion sensing optical sensor using an optical fiber grating.

센서부(10)는 광섬유센서(100) 및 응축부(200)를 포함하고, 광섬유센서(100)는 클래딩부(110), 코어부(120), 제1광섬유격자부(130), 응축부(200)를 포함한다. The sensor unit 10 includes an optical fiber sensor 100 and a condenser 200, and the optical fiber sensor 100 includes a cladding unit 110, a core unit 120, a first optical fiber lattice unit 130, and a condensation unit. 200.

제1광섬유격자부(130)은 제1파장을 반사시키도록 소정의 피치를 갖는 브라그 격자를 연속으로 코어부(120)에 형성할 수 있다. 상기 센서부(10)로 입력된 제1파장의 빛은 상기 제1광섬유격자부(130)에 의해서 반사되어, 반사된 신호를 수광하여 모니터링을 할 수 있다. The first optical fiber grating 130 may continuously form a Bragg grating having a predetermined pitch in the core part 120 to reflect the first wavelength. The light of the first wavelength input to the sensor unit 10 is reflected by the first optical fiber lattice unit 130 to receive and monitor the reflected signal.

상기 응축부(200)는 물이 닿으면 응축되는 수지 또는 이에 준하는 물질로 클래딩부(110)에 물리적으로 부착하여 구성하는 것이 바람직하다. 상기 응축부(200)에 물이 닿지 않을 경우에는 상기 제1광섬유격자부(130)는 제1파장을 반사시킨다. 반면, 응축부(200)에 물이 닿게 되면, 응축부(200)는 압축이 되어, 클래딩부(100) 및 코어부(120)를 물리적으로 압축을 시키고, 압축된 코어부(120)는 인덱스가 변화를 야기키시고, 인덱스 변화는 상기 제1광섬유격자부(130)의 반사시키는 파장을 제1'파장으로 변화시킨다. 따라서, 제1파장의 빛이 입력되는 경우, 반사되는 양의 차이가 생기고 이를 수광하여 누수 또는 침수가 어느정도 되어 있는지 확인할 수 있다. 또한 수광되는 빛의 세기를 이용하여 누수 또는 침수의 정도도 확인할 수 있다.The condensation unit 200 is preferably formed by physically attaching the cladding unit 110 to a resin condensed when the water touches or a material corresponding thereto. When water does not come into contact with the condenser 200, the first optical fiber lattice 130 reflects the first wavelength. On the other hand, when water comes into contact with the condensation unit 200, the condensation unit 200 is compressed to physically compress the cladding unit 100 and the core unit 120, and the compressed core unit 120 is indexed. Causes a change, and the change in index changes the wavelength of the reflection of the first optical fiber lattice portion 130 to a first 'wavelength. Therefore, when the light of the first wavelength is input, a difference in the amount of reflection is generated and it can be checked to see how much leakage or flooding is received. In addition, the degree of leakage or flooding can be checked using the intensity of light received.

도 2는 센서부(10)의 다른 실시예이다.2 is another embodiment of the sensor unit 10.

응축부(200)가 응축되는 경우 코어부(120)의 인덱스 변화가 커야지만, 측정할 수 있는 범위 및 감도 등이 좋아진다. When the condensation unit 200 is condensed, the index change of the core unit 120 should be large, but the range and sensitivity that can be measured are improved.

도 2의 센서부(10)은 테이퍼부(140)를 포함하고, 테이퍼부(140)의 코어부(120)에 제1광섬유격자부(130)이 위치되고, 외측으로 응축부(200)을 구성할 수 있다. 응축부(200)의 응축될 때, 코어부(120)는 테이퍼부(140)가 있을 때가 더 많은 인덱스 변화가 발생되며, 같은 응축량에 대해서도 도 1의 실시예보다 더 감도 및 resolution이 좋은 센서부(10)를 구성할 수 있다.The sensor unit 10 of FIG. 2 includes a taper unit 140, and the first optical fiber lattice unit 130 is positioned in the core unit 120 of the taper unit 140, and the condensing unit 200 is moved outward. Can be configured. When the condensation unit 200 is condensed, the core unit 120 has more index change when the taper unit 140 is present, and the sensor having better sensitivity and resolution than the embodiment of FIG. 1 even with the same amount of condensation. The part 10 can be comprised.

도 3은 센서부(10)의 다른 실시예이다.3 is another embodiment of the sensor unit 10.

광섬유격자센서는 응축에 의해서 반사되는 파장의 변화가 야기된다. 제1광섬유격자부(130)는 오직 물에 대한 영향만을 감지해야 하는 경우에는 제1광섬유격자부(130)이 벤딩 등에 영향이 없어야 한다. 하지만 실제 설치되는 곳에서는 센서부(10)는 벤딩과 같은 외부영향이 발생된다. 이러한 외부영향은 센서부(10)의 정확도에 심각한 문제를 야기시킨다.The optical fiber grating sensor causes a change in wavelength reflected by condensation. When the first optical fiber lattice unit 130 should detect only the influence on the water, the first optical fiber lattice unit 130 should not be affected by bending. However, where the actual installation, the sensor unit 10 has an external influence such as bending. This external influence causes a serious problem in the accuracy of the sensor unit 10.

본 실시예는 이러한 문제를 해결하기 위해서, 제2광섬유격자부(150)을 제1광섬유격자부(130)의 근방에 함께 위치시킨다. 제2광섬유격자부(150)의 반사되는 중심파장은 제2파장이고, 제2파장은 제1파장과 다른 파장인 것이 바람직하다. 또한, 응축부(200)는 제1광섬유격자부(130)의 외부에만 구성되도록 위치시킨다. In order to solve this problem, the present embodiment places the second optical fiber lattice 150 together in the vicinity of the first optical fiber lattice 130. The reflected central wavelength of the second optical fiber lattice portion 150 is the second wavelength, and the second wavelength is preferably a wavelength different from the first wavelength. In addition, the condensation unit 200 is positioned to be configured only outside the first optical fiber lattice unit 130.

상기와 같이 구성을 하면, 제1광섬유격자부(130)과 제2광섬유격자부(150)은 근접해있기 때문에, 벤딩이 있는 경우 제1 및 2 광섬유격자부는 모두 영향을 받아서 인덱스 변화가 야기되어 중심파장이 변화하게 된다. 반면, 응축부(200)는 제1광섬유격자부(130)의 외부에만 존재하기 때문에, 침수 또는 누수가 되었을 경우 제1광섬유격자부(130)의 중심파장만 변화하게 된다. 따라서, 제1광섬유격자부(130)의 중심파장변화 및 제2광섬유격자부(150)의 중심파장변화를 각각 측정하고, 그 차이가 존재하는 경우, 그 차이는 물에 의해 야기된 변화로 판단할 수 있다.한편, 도 3의 실시예는 상기 중심파장변화에서 상기 차이를 빼면, 그 정도는 센서부(10)의 벤딩에 의해 야기된 변화이므로 벤딩정도 함께 측정할 수 있는 장점이 있다.In this configuration, since the first optical fiber lattice portion 130 and the second optical fiber lattice portion 150 are close to each other, when the bending occurs, the first and second optical fiber lattice portions are both affected so that an index change is caused to occur. The wavelength will change. On the other hand, since the condensation unit 200 exists only outside the first optical fiber lattice unit 130, only the center wavelength of the first optical fiber lattice unit 130 changes when the condensation unit 200 is flooded or leaked. Therefore, the central wavelength change of the first optical fiber lattice part 130 and the central wavelength change of the second optical fiber lattice part 150 are respectively measured, and if there is a difference, it is determined that the difference is caused by water. On the other hand, the embodiment of Figure 3 is subtracted the difference from the central wavelength change, the degree is a change caused by the bending of the sensor unit 10 has the advantage that can be measured with the degree of bending.

응축부(200)에 의해서 생기는 파장변화는 벤딩에 의해서 생성되는 변화보다 실제 환경에서는 통상 적을 것이다. 따라서, 물에 의한 영향 측정을 위한 정확도 등을 높이기 위해서는 제2광섬유격자부(150)이 위치하는 제1지역(S1)은 제1광섬유격자부(130) 및 응축부가 위치하는 제2지역(S2)보다 좁도록 형성하는 것이 바람직하다.The change in wavelength generated by the condenser 200 will typically be less in the actual environment than the change produced by bending. Therefore, in order to increase the accuracy for measuring the influence of water, etc., the first region S1 where the second optical fiber lattice 150 is located is the second region S2 where the first optical fiber lattice 130 and the condenser are located. It is preferable to form narrower than).

도 4는 센서부(10)를 포함하는 광센서(1)의 일 실시예의 도이다. 센서부를 포함하고 센서부(10)의 보호를 위한 케이스(12)와 물을 통과할 수 있는 통공(11)으로 센서를 구성할 수 있다. 상기 케이스(12)는 설치되는 곳의 용이성을 위해서 가요성을 갖는 것이 좋고, 가요성이 있는 경우, 도3에 개시된 실시예를 사용하는 것이 정확한 센싱을 위해 바람직할 것이다. 4 is a diagram of an embodiment of an optical sensor 1 including a sensor unit 10. The sensor may include a sensor unit and a case 12 for protecting the sensor unit 10 and a through hole 11 that may pass through water. The case 12 may have flexibility for ease of installation, and if flexible, it may be desirable to use the embodiment disclosed in FIG. 3 for accurate sensing.

광센서(1)는 보호재킷을 포함하는 광케이블(100')로 연결되어 있고, 입력쪽의 광케이블(100')은 선로감지어뎁터부(20)를 통해서, 입력광케이블(30)에 연결된다. (도 5)The optical sensor 1 is connected to the optical cable 100 'including a protective jacket, and the optical cable 100' on the input side is connected to the input optical cable 30 through the line sensor adapter 20. (Figure 5)

광센서의 가장 큰 장점은 전원없이 원격지에서 센싱을 할 수 있는 것이 큰 장점이다. 반면, 광센서는 설치할 때와, 외부환경등에 민감하게 반응하는 단점이 있다. 즉, 설치자가 잘못된 설치로, 반사되어 들어오는 신호의 세기가 흔들이는 경우가 종종 발생한다. 또한, 외부 환경변화에 의해서 광센서로부터 반사되어 돌아오는 신호의 크기가 흔들리는 단점이 있다. 이 같은 신호의 크기 변화가 광센서의 피센싱물에 의한 결과인지, 종전에는 실시간으로 광선로상에서 야기된 문제인지 확인이 불가능하다. The biggest advantage of the optical sensor is that it can sense remotely without power. On the other hand, there is a disadvantage that the optical sensor is sensitive to the installation and the external environment. That is, the installer often causes a wrong installation, and the intensity of the reflected signal is shaken. In addition, there is a disadvantage that the size of the signal reflected back from the optical sensor is shaken by the external environment change. It is not possible to determine whether such a change in the size of the signal is a result of the sensing object of the optical sensor or whether the problem is caused on the optical path in real time.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서 도 6에 개시된 것과 같이 선로감지어뎁터부(20)을 구성한다. 선로감지어뎁터부(20)는 필터부(21), 어뎁터부(22), 페룰(23, 24)로 구성된다. 페룰(23, 24)는 연결되는 형태에 따라 다양한 균등물로 구성할 수 있다.In order to solve this problem, the present invention configures the line sensor adapter unit 20 as shown in FIG. 6. The line sensor adapter unit 20 is composed of a filter unit 21, an adapter unit 22, and ferrules 23 and 24. The ferrules 23 and 24 may be configured of various equivalents depending on the form of the connection.

상기 필터부(21)는 제3파장을 반사시키고, 그 외의 파장에 대해서는 통과시키는 필터로 구성하는 것이 바람직하다. 제3파장은 제1파장, 제2파장과 다른 파장이고, 센서부의 변화에 의해서 야기되는 제1파장, 제2파장의 변화에도 불구하고, 제3파장과 겹치지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the said filter part 21 is comprised by the filter which reflects a 3rd wavelength and passes about other wavelengths. The third wavelength is a wavelength different from the first wavelength and the second wavelength, and it is preferable that the third wavelength is configured not to overlap with the third wavelength in spite of the change of the first wavelength and the second wavelength caused by the change of the sensor portion.

모니터링을 하는 본부(미도시)에서 제1파장, 제2파장, 제3파장의 광원을 보내면, 제3파장은 필터부(21)에 의해서 반사되고, 그 세기변화를 모니터링 하여 선로의 변화를 확인할 수 있다. 제2광섬유격자부(150)은 제2파장을 반사시키고, 반사되는 신호의 세기를 측정하면, 광선로의 변화 및 센서부(10)의 벤딩에 의한 영향을 확인할 수 있다. 제1광섬유격자부(130)은 제1파장을 반사시키고, 반사되는 신호의 세기를 측정하면, 광섬로의 변화, 센서부(10)의 벤딩에 의한 영향, 침수 및 누수의 영향을 확인할 수 있다. 따라서 상기 제1 내지 3파장을 갖는 광신호의 각각의 세기를 측정하고, 각각을 빼주면, 선로의 영향, 벤딩의 영향, 누수의 영향을 모두 확인할 수 있다.When the monitoring headquarters (not shown) sends the light source of the first wavelength, the second wavelength, and the third wavelength, the third wavelength is reflected by the filter unit 21, and the intensity change is monitored to confirm the change of the line. Can be. When the second optical fiber lattice unit 150 reflects the second wavelength and measures the intensity of the reflected signal, the second optical fiber lattice unit 150 may check the influence of the change of the light path and the bending of the sensor unit 10. When the first optical fiber lattice unit 130 reflects the first wavelength and measures the intensity of the reflected signal, the first optical fiber lattice unit 130 may check the change of the optical island, the influence of the bending of the sensor unit 10, the inundation, and the leakage. . Therefore, by measuring the intensity of each of the optical signal having the first to third wavelength, and subtracting each, it is possible to confirm all the effects of the line, the effect of bending, the effect of leakage.

센서로 보내는 제1 내지 3파장의 광신호는 별도의 신호일 수 있고, 제1 내지 3파장을 포함하는 광대역 광원을 구성해도 관계없다. 또한, 파장 가변 레이저를 이용해서 구성해도 관계없다.The optical signals of the first to third wavelengths sent to the sensor may be separate signals, and may comprise a broadband light source including the first to the third wavelengths. Moreover, you may comprise using a tunable laser.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다. Although the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like, but the embodiments and the drawings are provided to assist in a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations can be made from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the embodiments described above, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, are included in the scope of the spirit of the present invention. I will say.

10 센서부
11 접촉부
20 커넥터필터부
21 필터부
22 어뎁터
23, 24 페룰
30 입력광케이블
100 광섬유센서
100' 광섬유케이블
110 클래딩부
120 코어부
130 제1광섬유격자
140 압축부
150 제2광섬유격자
200 응축부10 sensor
11 contacts
20 Connector Filter
21 filter
22 Adapter
23, 24 ferrule
30 input optical cable
100 Fiber Optic Sensor
100 'fiber optic cable
110 Cladding Section
120 core parts
130 first optical fiber lattice
140 compression
150 second optical fiber lattice
200 condenser

Claims (3)

코어부와 클래딩부를 포함하는 광섬유;
코어부의 소정의 부분에 구성되어 있고, 제1파장의 빛을 반사시키는 제1광섬유격자부;
상기 제1광섬유격자부가 형성되어 있는 상기 소정의 부분을 포함한 클래딩부의 외부에만 형성되어 있으며, 물이 닿으면 응축되어 상기 광섬유를 압축하는 응축부;
상기 제1광섬유격자부로부터 반사되는 파장의 변화가 물에 의해 상기 응축부가 응축되며 발생하는 것인지 또는 외부영향에 의해 상기 제1광섬유격자부가 벤딩됨으로써 발생하는 것인지 판단할 수 있도록, 상기 제1광섬유격자부의 근방에 위치하여 상기 제1파장과 상이한 제2파장의 빛을 반사시키는 제2광섬유격자부; 및
상기 제1광섬유격자부 또는 상기 제2광섬유격자부로부터 반사되는 파장의 변화가 외부환경에 의한 것인지를 판단할 수 있도록, 상기 제2광섬유격자부로부터 신호가 입력되는 방향의 전방에 위치하며, 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장 이외의 파장을 반시시키는 필터부를 포함하며,
상기 제2광섬유격자부가 위치하는 지역의 폭은 상기 제1광섬유격자부 및 상기 응축부가 위치하는 지역의 폭보다 좁으며,
상기 필터부에서 반사되는 신호의 세기, 상기 제2광섬유격자부에서 반사되는 신호의 세기 및 상기 제1광섬유격자부에서 반사되는 신호의 세기를 각각 측정하여 외부 영향에 의해 광 선로상에서 야기된 문제인지, 외부 영향에 의해 상기 제1광섬유격자부가 벤딩됨으로써 발생한 문제인지 또는 누수에 의한 문제인지를 확인할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 광센서.
An optical fiber including a core part and a cladding part;
A first optical fiber lattice portion formed at a predetermined portion of the core portion and reflecting light having a first wavelength;
A condensation part formed only outside the cladding part including the predetermined part in which the first optical fiber lattice part is formed, and condensing when the water touches to compress the optical fiber;
The first optical fiber lattice can be used to determine whether the change in the wavelength reflected from the first optical fiber lattice part is caused by condensation of the condensation part by water or by the bending of the first optical fiber lattice part by external influence. A second optical fiber lattice portion positioned near the portion and reflecting light having a second wavelength different from the first wavelength; And
In order to determine whether the change in the wavelength reflected from the first optical fiber lattice portion or the second optical fiber lattice portion is caused by an external environment, located in front of the direction in which a signal is input from the second optical fiber lattice portion, It includes a filter unit for half-reflecting a wavelength other than the first wavelength and the second wavelength,
The width of the region where the second optical fiber grid portion is located is smaller than the width of the region where the first optical fiber grid portion and the condensation portion is located,
The intensity of the signal reflected from the filter unit, the intensity of the signal reflected from the second optical fiber lattice unit, and the intensity of the signal reflected from the first optical fiber lattice unit are measured, respectively. Optical sensor, characterized in that to determine whether the problem caused by the bending of the first optical fiber lattice part due to external influence or a problem due to leakage.
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