KR102396218B1

KR102396218B1 - 온도 센서

Info

Publication number: KR102396218B1
Application number: KR1020177022640A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 워렌-스미스; 타냐 몬로
Original assignee: 더 유니버시티 오브 아델라이드
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2022-05-10
Also published as: JP6578007B2; AU2015376850B2; JP2018508761A; US11029219B2; AU2015376850A1; EP3245506B1; CA2973477A1; KR20170103951A; US20180003571A1; CA2973477C; WO2016112422A1; EP3245506A4; EP3245506A1

Abstract

본 발명은 미리 결정된 온도까지의 온도 변화를 감지하기 위한 온도 센서 및 온도 감지 시스템에 관한 것이다. 온도 센서는 미세 구조 광섬유를 포함하며, 여기서 미세 구조 광섬유는 미세 구조 광섬유를 따라 연장되는 복수의 종 방향 채널을 포함한다. 또한, 센서는 미세 구조 광섬유의 코어 영역을 따라 굴절률의 주기적인 변조를 생성함으로써 미세 구조 광섬유 내에 형성된 광섬유 브래그 격자를 포함한다. 광섬유 브래그 격자는 광섬유의 코어 영역에서의 온도 변화에 따라 변화하는 반사 파장에서 대역 반사를 생성하도록 작동한다.

Description

온도 센서

본 발명은 온도 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광섬유 기반 온도 센서에 관한 것이다.

많은 산업 공정에서 정밀한 온도 제어는 관련 최종 제품의 생산과 배출 기준 등과 같은 제약 조건을 충족시키기 위한 중요한 기준이다. 이를 위해 다양한 물리적 공정에 의존하는 다수의 광섬유 기반 온도 센서가 개발되었다.

이러한 섬유 기반 온도 센서의 한 범주는 섬유를 따라 단일 지점 또는 위치에서 온도를 측정하거나 감지하는 것이다. 이러한 유형의 온도 센서의 한 예는 온도를 측정하기 위해 관련 도핑된 섬유의 2개의 이격된 에너지 레벨에서의 강도의 형광 강도 비(FIR)의 온도 의존성에 의존하는 섬유 기반 센서이다. 다른 단일 지점 섬유 기반 센서는 간섭계의 위치에서 굴절률을 국부적으로 결정하는 Fabry-Perot 간섭계 및 다중 모드 간섭계와 같은 간섭계 측정을 기반으로 하는 센서를 포함한다. 굴절률이 섬유 물질의 온도와 함께 공지된 방식으로 변함에 따라, 간섭계 위치에서의 온도가 결정될 수 있다.

섬유 기반 온도 센서의 또 다른 범주는 다중 지점 또는 다중화된 것이다. 이 센서를 사용하면 섬유를 따라 여러 위치에서 온도를 측정할 수 있다. 이들은 일반적으로 장주기 격자, 키랄 격자 또는 섬유 브래그 격자(FBG)에 의존하는 격자 기반이며, 각 위치에서의 온도 의존성 굴절률 변화의 결과로써 섬유를 따라 위치하는 개별 격자 영역에 대한 투과 또는 반사 대역의 이동과 같은 격자와 관련된 온도 의존성 효과에 따른다. 각각의 개별적인 격자 영역에 대한 대역 반사를 충분히 분리함으로써, 섬유를 따른 위치에 대응하는 각각의 개별적인 격자 영역에 대해 온도가 결정될 수 있다. 이는 파장 분할 다중화 (wavelength division multiplexing)로 알려져 있다.

FBG의 경우, 광섬유 코어를 따라 굴절률의 주기적인 변조를 발생시킴으로써 형성된다. 이것은 유리의 굴절률의 온도 반응으로 인해 온도에 민감한 개개의 설계된 파장에서 좁은 대역 반사를 초래한다. 파장 분할 다중화(다중 지점) 센싱은 섬유를 따라 다른 피치를 갖는 다중 격자를 형성함으로써 달성될 수 있으며, 그 결과 각 센서 요소에 대하여 고유한 반사된 파장이 생성된다.

높은 정밀도 및 정확도, 고속, 반사 모드 작동 및 잘 정의되고 적은 공간 분해능과 함께 FBG의 다중 지점 감지 기능은 이러한 유형의 센서가 많은 구조적 건강 모니터링 온도 감지 적용에 설계 선택되도록 한다. 다만, FBG는 자외선 (UV) 빛을 사용하는 광감성의 섬유로 가공되기 때문에, 고온에서 발생하는 굴절률 변형 중 열 어닐링으로 인해 약 500℃의 최대 작동 온도의 제한을 받는다. 결과적으로, 상업용 FBG 기반 온도 센서는 일반적으로 250℃ 이하로만 평가되어 많은 고온 감지 적용에 적합하지 않다.

종래의 FBG 기반 온도 센서가 쉽게 사용될 수 없는 몇몇 비 제한적인 예로는 철과 아연 가공과 같은 제련 및 노(furnace) 작업이 있다. 아연 슬래그에서 아연을 추출하기 위해 슬래그 발연로에서 아연 슬래그를 증발시키는데, 이 온도는 일반적으로 1000℃ 에서 1100℃ 범위이지만 1200℃를 초과할 수도 있다. 특히, 매우 부식성이 높고 열악한 환경에서 표준 전기 열전쌍 기반의 열 측정 장치는 몇 분 이상 버틸 수 없다. 또한, 전기 센서는 다중화된 감지를 제공할 수 없다. 노(furnace) 작업은 에너지 집약적이므로 온도 제어 및 모니터링을 기반으로 한 공정의 최적화는 효율성을 크게 높일 수 있다.

따라서, 고온을 측정할 수 있는 표준 FBG 기반 온도 센서의 장점을 갖는 온도 센서가 필요하다.

본 배경기술 부분에 기재된 상기 정보는 오직 본 발명의 배경에 대한 이해를 향상시키기 위한 것이며, 이에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 있어 이미 알려진 선행기술을 형성하는 정보를 포함하지 않을 수 있다.

본 발명의 목적은 미리 결정된 온도까지의 온도 변화를 감지하기 위한 온도 센서 및 온도 감지 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 미세 구조 광섬유를 따라 연장되는 복수의 종 방향 채널을 포함하는 미세 구조 광섬유; 및 상기 미세 구조 광섬유의 코어 영역을 따라 굴절률의 주기적인 변조를 발생시켜 상기 미세 구조 광섬유에 형성된 광섬유 브래그 격자(FBG)로서, 상기 광섬유의 코어 영역에서의 온도 변화에 따라 변화하는 반사 파장에서 대역 반사를 생성하도록 작동하는 광섬유 브래그 격자를 포함하는 미리 결정된 온도까지 온도 변화를 감지하는 온도 센서를 제공한다.

본 발명은 또한, 전자기 방사선 소스; 상기 전자기 방사선 소스에 결합되는 미리 결정된 온도까지 온도 변화를 감지하는 온도 센서; 광섬유 브래그 격자가 위치하는 상기 온도 센서의 코어 영역으로부터 대역 반사의 반사 파장을 검출하기 위한 검출기로서, 상기 온도 센서에 결합되는 검출기; 및 반사 파장의 이동에 기초하여 코어 영역에서의 온도를 결정하는 데이터 프로세서를 포함하는 온도 감지 시스템을 제공한다.

본 발명은 또한, 전자기 방사선 소스; 상기 전자기 방사선 소스에 결합되는 미리 결정된 온도까지 온도 변화를 감지하는 온도 센서; 상기 제 1 광섬유 브래그 격자가 위치한 제 1 코어 영역으로부터의 대역 반사의 제 1 반사 파장과 상기 제 2 섬유 브래그 격자가 위치한 제 2 코어 영역으로부터의 대역 반사의 제 2 반사 파장을 검출하는 검출기로서, 상기 온도 센서에 결합되는 검출기; 및 제 1 반사 파장 및 제 2 반사 파장의 각각의 이동에 기초하여 상기 온도 센서의 제 1 코어 영역 및 제 2 코어 영역 모두에서 온도를 결정하기 위한 데이터 프로세서를 포함하는 다중화 온도 감지 시스템을 제공한다.

본 발명은 또한, 코어 영역이 특정 위치에 위치하도록 온도 센서 시스템을 배치하는 단계; 온도 센서의 대역 반사의 반사 파장의 이동을 검출하는 단계; 및 상기 반사 파장의 이동에 기초하여 상기 위치에서의 온도를 결정하는 단계를 포함하는 특정 위치에서 온도를 감지하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 제 1 코어 영역이 제 1 위치에 위치하고 제 2 코어 영역이 제 2 위치에 위치하도록 다중화 온도 감지 시스템을 배치하는 단계; 온도 센서의 제 1 반사 파장 및 제 2 반사 파장의 각각의 이동을 검출하는 단계; 및 제 1 및 제 2 반사 파장의 각각의 이동에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 위치에서의 온도를 결정하는 단계를 포함하는 제 1 위치 및 제 2 위치에서 온도를 감지하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 온도 센서 및 온도 감지 시스템은 기존 시스템의 기능이나 편의성을 잃지 않으며, 측정할 수 있는 온도 범위에서 종래의 FBG 기반 센서들에 비해 상당한 개선을 제공한다.

본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 구체적 실시예에 따른 온도 센서의 표상적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 온도 센서의 표상적인 단부 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 온도 센서의 단부 단면도의 이미지이다.
도 4는 도 1에 도시된 온도 센서의 FBG 영역의 상세 사시도로서, 코어 영역에서 형성되는 제거된 결함을 나타낸다.
도 5는 구체적 실시예에 따른 온도 감지 시스템의 표상적인 블록 선도이다.
도 6은 도 5에 도시된 온도 감지 시스템에 의해 측정된 파장의 함수로서 반사된 광 전력 스펙트럼이다.
도 7은 도 5에 도시된 온도 감지 시스템에 의해 측정된 온도의 함수로서 반사 파장에서의 이동 그래프로서, 추가로 데이터에 대한 2차 피팅(quadratic fit)을 도시한다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 온도 센서의 표상적인 단면도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 온도 센서의 표상적인 단부 단면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 온도 센서의 표상적인 단부 단면도이다
도 11은 또 다른 실시예에 따른 온도 센서의 표상적인 단부 단면도이다.

다음의 계류 중인 특허 출원은 본 명세서에서 참조된다:

본 양수인에게 양도된 2006년 10월 12일자로 출원된 "미세 구조 섬유를 형성하는 방법 및 장치" 라는 명칭의 미국 특허 출원 제12/090,011호는 그의 전체 내용이 참고 문헌으로 포함된다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 구체적인 일 실시예에 따른 온도 센서 (100)의 상부 표상 및 측 단면도가 도시되어있다. 본 실시예에서, 온도 센서 (100)는 감지 온도가 적어도 1350℃까지 되도록 설정되고, 실리카 물질의 미세 광섬유 (MOF) (110)로 형성된다. 본 예에서, 실리카 물질은 Heraeus Quarzglas GmbH & Co KG로부터 시판되는 상업적으로 입수 가능한 고순도 용융 실리카, F300HQ^TM 이다. 이미 알려진 바와 같이, 실리카는 약 2000℃의 온도에서 녹으며, 따라서 적어도 500℃부터 잠재적으로 최대 약 1600℃까지의 고온을 측정하기 위한 우수한 온도 특성을 갖는 섬유 소재를 제공한다.

미세 구조 광섬유 (110)는 서스펜드 코어 (suspended core; SC) MOF로 구성되며, 도 2에 가장 잘 보여지는 바와 같이, 외부 클래딩(cladding) 또는 재킷(jacket) 영역 (120) 및 온도 센서 (100)를 따라 종 방향으로 연장되는 내부 서스펜드 코어 (130)를 포함한다. 본 예에서, 상기 코어 (130)는 코어 (130)로부터 자켓 영역 (120)으로 연장되고, 이어서 상기 코어 (130)를 둘러싸며 온도 센서 (100)를 따라 종 방향으로 연장되는 3개의 스트럿 간 채널(140a, 140b, 140c)을 형성하는 3개의 등각의 방사상으로 확장하는 스트럿(strut) (150)에 의해 지지된다.

도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 구체적인 일 실시예에서, SC-MOF의 외부 직경은 약 160 ㎛이고, 코어 직경은 약 8 ㎛이고, 3개의 홀 또는 채널은 각각 약 50 ㎛의 직경을 갖는다. 인식 할 수 있는 바와 같이, 외부 직경은 50 ㎛ 내지 1000 ㎛의 범위일 수 있지만, 일반적으로는 80 ㎛ 내지 200 ㎛의 범위이다. 또한, 코어 직경은 0.5 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있지만, 일반적으로는 2 ㎛ 내지 12 ㎛이다. 또한, 홀의 직경은 5 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있지만, 일반적으로는 10 ㎛ 내지 60 ㎛의 범위이다. 이러한 유형의 SC 배치에 대한 홀의 수는 2에서 7개까지 다양할 수 있지만, 일반적으로 3개이다.

본 발명의 일 실시예에서, 광섬유 (110)는 먼저, 12mm F300HQ^TM 실리카 로드의 중심 주위에 정삼각형 패턴으로 3 개의 홀 또는 채널을 초음파 드릴링 (20　kHz)으로 프리폼(preform)을 제작하여 제조된다. 그 다음, 이 프리폼은 1 mm/min의 프리폼 공급 속도로 작동하고, 2000℃에서 작동하는 흑연 저항로와 프리폼의 홀에 8 내지 12 mbar로 추가되는 정 내압을 갖춘 6m 높이 연신(drawing) 타워를 이용하여 섬유로 끌려 들어간다. 섬유를 끌어당기는 속도는 얻어지는 끌어당겨진 섬유가 160 ㎛의 외부 직경을 갖도록 선택된다.

미세 구조 섬유를 형성하기 위한 다른 방법은 섬유 프리폼의 압출이 포함된다. 이 제조 방법에 관한 기술 및 장치는 본 양수인에게 양도되고 참조에 의해 그 전체로서 본 명세서에 포함되는 2006년 10월 12일자로 출원된 "미세 구조 광섬유를 형성하기 위한 방법 및 장치"라는 명칭의 미국 특허 출원 제 12/090,011 호에 설명되어있다.

본 발명의 일 실시예에서, 미세 구조 광섬유에는 코어 (130)의 영역에 따라 형성된 광섬유 브래그 격자 (FBG) (160)가 통합된다. 넓은 의미에서, FBG는 광섬유의 굴절률에 주기적인 변조를 생성시킴으로써 형성된다. FBG는 브래그 또는 반사 파장 (λB)에서 격자의 위치에 협 대역 반사를 발생시키며, 여기서 λB는 주기 변조의 피치 (Λ) 및 굴절률 (n)에 선형적으로 의존한다.

상기 협 대역 반사는 투과 스펙트럼에서의 딥 (dip) 및 λB에서의 반사에서 피크를 일으킨다. 재료의 온도가 증가함에 따라 굴절률도 증가한다. 이것은 반사 파장 λB의 위치를 더 높은 파장으로 이동시킨다. 이와 유사하게, 온도가 낮아지면 재료의 굴절률이 감소하고 λB의 위치가 보다 낮은 파장으로 이동하게 된다. λB의 이러한 파장 이동은 굴절률의 변화와 직접적으로 관련될 수 있고, 결국 온도 변화와 직접적으로 관련될 수 있으므로 λB의 값을 모니터링하면 온도를 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 광섬유 브래그 격자 (160)는 코어 (130)를 따라 일련의 캐비티 또는 홀 (161) ("나노 홀"이라고도 알려져 있음)의 형태로 결함을 생성하는 물질의 물리적 제거에 의해 굴절률에서 주기적인 변조를 발생시키는 펨토 초(femtosecond) 레이저를 사용하여 코어 (130)의 외부 부분 또는 코어 영역 (131)에 기록되거나 제거된다(도 4). 본 실시예에서는 상기 캐비티는 약 600 nm의 크기 및 600 nm의 깊이를 갖는다. 다른 실시예에서, 크기는 100 nm 내지 1000 nm이고, 깊이는 100 nm 내지 5000 nm 범위일 수 있다.

홀의 폭은 주기성의 정도를 유지하기 위해 FBG 피치를 다소 초과할 수 있지만 크게 초과 할 수는 없다. 홀의 깊이는 센서의 손실 및 신호 강도에 영향을 준다. 깊은 홀은 더 큰 굴절률 대비를 생성하고 따라서 더 강한 신호에 기여하지만, 센서 손실을 증가시키고 잠재적으로 다중화 능력을 제한할 수 있다. 깊은 홀은 더 짧은 격자를 기록할 수 있다. 본 예에서, FBG의 길이는 약 20 mm이지만 요구에 따라 0.1 mm에서 100 mm의 범위일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 광섬유 브래그 격자 (160)를 기록하는데 사용되는 집속된 펨토 초 레이저 빔은 2 개의 유리-공기 계면을 통과할 필요가 있다. 즉 클래딩의 외부 표면 (121) 또는 MOF (110)의 재킷 영역 (120)을 통과하고, 클래딩 영역 (120) 의 내부 표면 (122)을 통과한다. 이런 방식으로, 코어 (130)와 클래딩 영역 (120) 사이에 연장된 단일 종 방향 레이저 액세스 채널 (140a)을 갖는 미세 구조 광섬유의 구조는 클래딩 영역 (120)을 통해 제거 레이저의 코어 (130)에 대한 접근이 제공됨에 따라 코어 영역을 따른 캐비티의 레이저 제거를 용이하게 하도록 배치된다.

본 발명의 일 실시예에서, 변형은 순수한 실리카로 제조된 섬유로 제거되고, 결과적으로 코어 (130)에서 물리적 결함을 형성한다. 따라서, FBG (160)는 약 1600℃인 실리카 물질의 연화점에서 실리카 물질이 연화하기 시작하는 지점까지 남아있을 것이다. 본 발명의 실시예에서, 온도 센서는 적어도 1350℃ 까지의 온도를 측정하도록 설정되지만, 상기 실시예에 따른 온도 센서는 1350℃ 이상이고 연화점에 근접한 상승된 온도 영역에서 계속 기능할 것이다. 이와 같이, 상기 실시예에 따른 온도 센서는 적어도 1375℃, 1400℃, 1425℃, 1450℃, 1475℃, 1500℃, 1525℃, 1550℃ 또는 1575℃ 까지의 변화 또는 측정 온도를 감지하도록 설정되고 적절히 조정될 수 있다.

도 4를 참조하면, 펨토 초 레이저 제거에 의해 형성된 내접된 FBG (160)가 도시되어있다. 이러한 예시적인 실시예에서 명백한 바와 같이, FBG (160)는 클래딩 영역 (120)의 외부 및 내부 표면을 통해, 그리고 레이저 액세스 채널 (140a)을 통해 코어 (130) 상에 내접되거나 제거된다. 본 예에서, FBG (160)는 800 nm femtosecond Ti:Sapphire laser (Hurricane, Spectra Physics) 시스템을 사용하여 코어 (130)에 기록된다. 브래그 격자는 외부 클래딩 (120)을 통해 초점을 맞추고 MOF 코어 (120)의 일련의 캐비티 또는 홀 (161)을 제거하여 광섬유 코어 (130)의 유리 표면에 펨토 초 레이저 빔을 집중시킴으로써 기록되고, 전술한 바와 같이 코어 영역 (131)에 결함을 형성한다.

본 발명의 일 실시예에서, 레이저는 450 nJ의 펄스 에너지로 100 Hz에서 펄스화되고 긴 작동 거리의 50X 현미경 대물 렌즈로 초점을 맞춘다. 광섬유는 약 1550 nm의 파장에서 1080 nm 피치의 2 차 브래그 격자를 산출하기 위해 계산된 속도로 이동된다. 본 실시예에서, 광섬유의 길이는 약 1 미터이고, FBG의 길이는 20 mm이며, 약 18,500의 지점이 코어 (130)에 새겨져 있다. SC-MOF는 내재된 전체 코어 영역이 펨토 초 레이저의 초점면에 있도록 보장하기 위해 적용된 장력으로 적절히 장착되어야 한다. 그 이유는 2 ㎛ 이상의 차수의 펨토 초 레이저의 초점면에서 예정된 내접 영역의 평면 편차가 필요한 캐비티를 생성하기에 불충분 한 강도를 초래할 수 있기 때문이다.

펨토 초 레이저 빔이 코어 (130)에 필요한 물리적 결함을 형성하고 있음을 결정하기 위해, 적색 방출 레이저가 코어 (130)에 결합될 수 있고 FBG (160)가 형성될 때 적색광의 산란이 관찰된다.

도 5를 참조하면, 여기에 기술된 실시예에 따른 온도 센서 (510)를 포함하는 예시적인 실시예에 따른 온도 센서 시스템 (500)의 표상적인 블록 선도(block diagram)가 도시되어있다. 이 실시예에서, 펨토 초로 기술된 FBG (515)를 갖는 SC-MOF를 포함하는 온도 센서 (510)는 종래의 단일 모드 광섬유 (530) 상에 접합된다. 접합은 종래의 아크 접합 기술에 의해 달성된다. 본 예에서는 표준 단일 모드 광섬유 설정보다 4.0 mA의 전류를 채택하고, 표준 지속 시간 인 2.0 초에 비해 3.0 초의 주 전류 지속 시간을 채택하여 Fujikura^TM FSM-100P^TM arc splicer를 이용한다.

단일 모드 광섬유 (530)는 온도 센서 (510)로부터의 대역 반사의 반사 파장을 검출하기 위해 광 센서 호출기 (540)에 연결된 LC / APC 커넥터와 같은 표준 광섬유 커넥터 (531)에 의해 다른 단부에서 종결된다. 광 센서 호출기는 미리 결정된 파장 범위에 걸쳐서 발생된 전자기 방사선의 소스를 광섬유로 결합하는 전기 광학 장치 및 상기 광섬유로부터 반사된 전자기 방사선을 미리 결정된 샘플링 주파수로 수신하는 수신기를 결합하는 전기 광학 장치이다. 상기 광 센서 호출기는 상기 반사된 방사선의 파장 대비 광 전력을 결정한다(예, 도 6). 이러한 장치는 종종 다중 광 입력을 위한 다중 입력 채널을 가지고 있다.

본 예에서, 광 센서 호출기 (540)는 1510 내지 1590 nm의 파장 범위에서 각각 80 nm를 넘는 광 신호를 생성하고, 1 pm의 파장 정확도로 반사된 광 신호를 측정하는 4 개의 광 채널을 가진 National Instruments^TM PXIe-4844^TM 이다. 광 센서 호출기 (540)는 분석을 위해 적절한 소프트웨어 또는 다른 주문형 데이터 프로세서를 실행하는 퍼스널 컴퓨터 (PC)에 연결될 수 있다. 광 센서 호출기 (540)가 PC에 인터페이스되는 일 예에서, PC는 운영자가 광 입력에서 여러 개의 FBG 센서를 식별하게 하고, 각 FBG 센서에 속한 각각의 데이터를 개별적으로 분석할 수 있도록 데이터를 분석하는 소프트웨어를 실행한다.

온도 감지 시스템 (500)은 스윕된 파장 소스를 사용하는 광 센서 호출기를 사용하지만, 임의의 파장 이동을 측정하기 위해 전자기 방사선 또는 초기 광 신호의 분리된 소스가 간섭계 장치와 결합되어 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 백열 전구 또는 초 연속 광원과 같은 백색 광원은 전자기 방사선의 소스로서 기능 할 수 있다. 일 예시에서, 분리된 전자기 소스는 관통 포트의 온도 센서 (510) 및 반사된 포트의 전자기 방사 스펙트럼 검출기를 통합하는 광 섬유 순환기에 결합될 수 있다. 전자기 스펙트럼 검출기는 분광계, 광 스펙트럼 분석기 또는 Fabry-Perot 간섭계를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

전술한 실시예에 따른 온도 감지 시스템 (500)은 반사된 광 신호를 측정하며, 반사 스펙트럼에서 반사 파장에 대응하는 스펙트럼 피크의 존재 및 이동을 감지하고 결정하는 대신에 투과 모드에 적용될 수 있다. 온도 감지 시스템은 온도를 결정하기 위해, 투과된 광 신호를 측정하고, 투과 스펙트럼의 반사 파장에 해당하는 흡수 딥(dip)의 존재를 감지하며 흡수 딥의 이동을 결정한다.

본 발명의 실시예에서, 단일 모드 광섬유 530 (즉, 결합된 SC-MOF)에 연결된 또는 결합된 SC-MOF를 포함하는 온도 센서 (510)는 고온 내열성 세라믹 물질의 본 실시 예에서 형성된 보호 외장 또는 하우징 (520)에 삽입된다. 상기 내열성 세라믹 물질은 감지될 예상 최고 온도에 따라 선택되고, 비스크-발화 알루미나 (1427℃), 완전-연소 알루미나 (1649℃) 또는 이트리아로 안정된 지르코니아 (1800℃)와 같은 물질을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

외장 또는 하우징 (520)은 이에 제한되는 것은 아니나, 부식성 물질 및/또는 구조적 압박의 존재를 포함하는 다른 환경적 요인으로부터, 결합된 SC-MOF를 보호하는 것을 돕기 위해 선택 될 수 있다.

다른 실시예에서, 결합된 SC-MOF는 스테인레스 스틸 튜브를 포함하는 외장 또는 하우징에 삽입된다. 또 다른 실시 예에서, 결합된 SC-MOF는 실리카 물질로 형성된 외장 또는 하우징에 삽입될 수 있다. 하우징 (520)은 결합된 SC-MOF를 수용하도록 배치되고, 일부 실시예에서 내열성 하우징 (520)의 내부 직경은 SC-MOF FBG 기반 온도 센서 (510)의 외부 직경에 실질적으로 부합된다. 또 다른 실시예에서는 하우징 (520)과 SC-MOF FBG 기반 온도 센서 (510) 사이에 형성된 공극(air gap)이 존재할 수 있다. 따라서 하우징의 내부 직경은 50 ㎛ 내지 20 mm의 범위 일 수 있다. 하우징 (520)의 외부 직경은 예상되는 환경에 필요한 유연성 또는 단단함을 제공하도록 선택되고, 필요에 따라 더 큰 외부 직경을 갖는 100 ㎛ 내지 50 ㎜의 범위 일 수 있다.

또 다른 실시예에서, 보호 하우징 (520)은 동일하거나 상이한 물질로 형성된 둘 이상의 동심의 튜브 또는 외장을 사용하는 것을 포함한다. 하나의 비제한적인 예에서, 결합된 SC-MOF는 실리카 튜브에 삽입될 수 있고 실리카 튜브는 세라믹 튜브에 차례로 삽입된다. 본 발명의 일 실시예에서, 실리카 튜브는 0.8 mm 내지 1.2 mm의 내부 직경 및 1.5 mm 보다 큰 외부 직경을 가질 수 있으며, 그 다음, 실리카 튜브의 외부 직경보다 큰 내부 직경과 10 mm보다 큰 외부 직경을 갖는 세라믹 튜브에 삽입된다. 본 실시예에서는 온도 센서 (510)는 동일한 물질과 직접 접촉하도록 배치됨으로써, 센서 (510) 및 보호 하우징 (520) 사이의 열팽창 불일치와 관련된 잠재적인 문제를 감소시킨다.

나아가 본 발명의 일 실시예에서, 결합된 SC-MOF는 설치 목적을 위해 감지되는 예기된 고온에 견딜 수 없게 선택된 희생 하우징을 결합시킬 수 있다. 비제한적인 예로서, 희생 하우징은 고온에서 용융되지만 센서를 설치하는 것을 보조하는 플라스틱 또는 폴리머 물질로 형성될 수 있다.

보호 하우징 (520)은 모든 감지 환경에서 필수적으로 요구되는 것은 아니지만, 요건에 의존한다.

도 6을 참조하면, 도 5에 도시된 SC-MOF FBG 기반 온도 센서 (510)로부터 온도 감지 시스템 (500)에 의해 측정된 반사된 광 신호의 반사된 전력 (dB) 대비 파장 (nm)의 그래프 (600)가 도시되어 있다. SC-MOF FBG 기반 온도 센서 (510)는 반드시 단일 모드일 필요는 없으며, 본 실시예에서는 기본 모드 (620) 및 고차 모드 (610)와 관련된 피크가 있다.

전술한 바와 같이, 광 센서 호출기 (540)에 의해 모니터링 되는 것처럼, 온도는 전력 펙트럼 (600)으로부터 하나 이상의 이들 피크의 반사 파장의 이동을 측정함으로써 결정된다. 본 예에서, 용융된 실리카 물질로 형성된 SC-MOF에 기초하여, 온도 감지 시스템 (500)에 대한 온도 함수로 예상되는 파장 변화는 200℃의 온도까지 본질적으로 선형이다. 200℃ 이상의 온도에서는 반사된 브래그 파장 λB에서 파장 변화는 도 7에서와 같이 이차 함수로 잘 표현되는 비선형 의존관계로 전환된다.

각각의 선형 및 이차 종속 함수의 계수는 상승하는 온도에서 파장 이동을 측정하는 것을 포함하는 교정 절차에 의해 결정된다. λB의 이동에 따라 온도를 결정하기 위해 다른 고차 피팅 함수가 사용되거나, 또는 스플라인(spline)에 기반한 피팅 방법이 이용되고 있다. 본 예에서는 1000℃까지의 온도에서 반사 파장 λB의 이동은 최대 15 nm이다. 1400℃까지의 온도에서 λB의 이동은 최대 25 nm이다. 1400℃ 보다 높은 온도에서 λB의 이동은 25 nm보다 커진다. 피팅 함수는 센서가 배치될 예상 온도 환경 관련과 특정 온도 범위에서 더 높은 정확도를 제공하도록 맞춤화될 수 있다.

도 8을 참조하면, SC-MOF의 변형인 노출된 코어 (EC) MOF 구성에 기초한 다른 예시적인 실시예에 따른 온도 센서 (200)를 도시한다. 본 예에서는 FBG (260)는 개방된 종 방향 채널 (240a)을 통해 노출된 코어 (230)에 직접 기록된다. EC-MOF는 코어 (230)의 외부 표면 부분 또는 코어 영역 (231)이 제거 레이저에 의한 접근을 위해 완전히 노출되는 코어 (230)를 따라 레이저 제거를 용이하게 하도록 배치된다. 상기 EC-MOF 구성은 삼각형 구조의 프리폼에 3개의 홀 또는 채널을 드릴링하는 대신, 일단 섬유가 끌어당겨지면 1개의 홀을 종 방향 채널 (240a)에 대응하는 프리폼으로 절단되는 1 mm 슬롯으로 대체하는 것을 제외하고는 상기 언급된 SC-MOF 기반 FBG 온도 센서와 유사한 방식으로 제작된다.

도 9를 참조하면, 종 방향 채널 (340a)의 단면 형상이 FBG (360)를 형성하기 위한 레이저의 포커싱을 돕도록 배치되어있는 SC-MOF (310)에 기초한 온도 센서 (300)의 단면도를 도시한다. 본 예에서는 종 방향 레이저 액세스 채널 (340a)은 실질적으로 평면인 외부 표면 (345) (클래딩 부 (320)의 내부 표면 (322)에 대응한다)을 포함한다. 이 평면 외부 표면 (345)은 코어 (330)에 레이저를 포커싱 하는 것을 돕는다. 또한, 본 예에서, 코어 (330)의 외부 표면 부분 또는 코어 영역 (331)은 FBG (360)가 형성되는 균일한 표면을 제공함으로써 제거 레이저의 포커싱을 추가로 보조하도록 실질적으로 평면으로 변형된다.

도 10을 참조하면, 종 방향 레이저 액세스 채널 (440a)에 대응하는 클래딩 영역 (420)의 외부 클래딩 표면 (421)의 단면 형상은 또한 FBG (460)를 형성하기 위한 코어 영역 (431)에 제거 레이저의 포커싱을 돕기 위해 실질적으로 평면인 것을 제외하고, 도 9에 도시된 것과 유사한 SC-MOF (410)에 기초한 온도 센서의 단면도를 도시하고 있다. 본 실시예에서, 외부 클래딩 표면 (421) 및 내부 클래딩 표면 (422)은 모두 레이저 액세스 영역에서 평면이지만, 내부 클래딩 표면 (422)은 반드시 평면일 필요는 없다는 것을 알 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, FBG (460)의 상부에 위치한 클래딩 영역 (420)의 두께는 제거 공정을 용이하게 하기 위해 감소될 수 있다.

도 11을 참조하면, 단일 모드의 유도를 용이하게 하도록 배치된 MOF-SC (810)에 기초한 온도 센서 (800)의 단면도가 도시되었다. 이 예시적인 실시예에서, 전술한 바와 같이, SC-MOF (810)는 코어 (830)를 따라 캐비티의 레이저 제거를 용이하게 하도록 배치되는 종 방향 레이저 액세스 채널 (840a)를 포함한다. 단일 모드 유도를 용이하게 하기 위해, 액세스 채널 (840a)에 대체적으로 대향하도록 배치된 다수의 규칙적으로 이격된 종 방향 채널 (890)이 형성된다. 종 방향 채널 (890)은 함께 SC-MOF (810)의 단일 모드 타입 채널을 형성하면서, 서라운드 코어 (830)에 대해 동심원으로 그리고 부분적으로 배열된다. 본 예에서는 단일 모드 타입 채널 (890)은 단면이 원형이고, 채널의 외부 링 (891)이 채널의 내부 링 (892)보다 큰 직경을 갖는다.

알 수 있는 바와 같이, 단일 모드 타입 채널의 수, 정확한 크기, 간격 및 구성은 변경될 수 있지만, 단일 모드 타입 채널을 통합하는 클래딩의 평균 (또는 유효) 굴절률은 단일 모드 조건을 만족한다는 전반적인 조건을 갖는다. 섬유가 실질적으로 구부러지거나 굽혀질 수 있는 경우, 상기 단일 모드 타입 채널은 굴곡 손실의 영향을 감소시키기에 충분한 크기 및 최소 간격으로 배치될 수 있다.

상기 실시예는 최고 온도 1600℃까지 측정 온도를 감지할 수 있는 온도 센서를 위한 용융 실리카 물질의 사용을 참조하여 설명되었지만, 어느 단계에서 실리카 물질의 연화가 FBG의 가동에 영향을 미치기 시작할 것이며, 감지될 예상 최대 온도에 따라 다른 물질이 사용될 수 있다. 이 물질 중 일부와 관련 최대 온도는 최대 온도 1660℃의 화염 용융 실리카, 최대 온도 1710℃의 전기적으로 용융된 실리카 및 2030℃의 최대 온도까지 작동하는 사파이어 결정을 포함하되, 이에 제한되는 것은 아니다.

알 수 있는 바와 같이, 전술한 실시예들은 임계 온도 센서로서 작동할 수 있으며, 여기서 반사 파장의 최소 이동은 미리 결정된 온도에 도달했음을 나타낸다.

MOF FBG 기반 온도 센서를 형성하는 물질은 FBG의 성능에 영향을 미치는 물질의 연화로 인한 상한을 제공하지만, 온도 센서는 적어도 미리 결정된 온도까지 측정하기 위한 요건을 충족시키도록 설정될 수 있다. 따라서 MOF FBG 기반 온도 센서는 적절한 물질 및 MOF와 FBG의 구성을 적절하게 채택함으로써 적어도 500℃, 525℃, 550℃, 575℃, 600℃, 625℃, 650℃, 675℃, 700℃, 725℃, 750℃, 775℃, 800℃, 825℃, 850℃, 875℃, 900℃, 925℃, 950℃, 975℃, 1000℃, 1025℃, 1050℃, 1075℃, 1100℃, 1125℃, 1150℃, 1175℃, 1200℃, 1225℃, 1250℃, 1275℃, 1300℃, 1325℃, 1350℃, 1375℃, 1400℃, 1425℃, 1450℃, 1475℃, 1500℃, 1525℃, 1550℃, 1575℃, 1600℃, 1625℃, 1650℃, 1675℃, 1700℃, 1725℃, 1750℃, 1775℃, 1800℃, 1825℃, 1850℃, 1875℃, 1900℃, 1925℃, 1950℃, 1975℃, 2000℃ 또는 2025℃ 까지 온도 변화를 감지하거나 측정하기 위해 최적화 될 수 있다.

하나의 비제한적인 예로서, 사파이어 결정 물질로 형성된 상기 실시예에 따른 MOF FBG 기반 온도 센서는 적어도 1600℃까지 온도를 측정하도록 설계될 수 있으며, 일 예로서는 적어도 2025℃의 온도 변화 또는 온도를 감지하도록 설정될 수 있다. 다른 실시예에서, MOF를 형성하는데 사용되는 유리 물질은 제조 공정 중 임의의 단계에서 열 어닐링에 의해 강도가 개선될 수 있다. 이러한 열 어닐링 공정은 프리폼으부터 섬유를 끌어당기기 전에, 섬유를 끌어당긴 후에 또는 펨토 초 레이저를 사용하여 FBG를 기록한 후에 발생할 수 있다.

어닐링은 용융 실리카의 경우 약 1000℃인 관련 어닐링 온도에 근접하게 온도를 상승시시키고, 온도를 천천히 낮춤으로써 달성된다. 융합 실리카의 경우 약 1100℃, 온도를 천천히 낮춤으로써 이루어집니다. 일 예시에서, 온도 감소 속도는 0.1 내지 10℃/분의 범위 일 수 있다.

알 수 있는 바와 같이, 전술한 실시예에 따른 온도 센서는 MOF를 따라 다수의 위치에서 온도를 감지하기 위해서 MOF를 따라 위치한 그들 자신의 코어 영역과 각각 연관된 다수의 FBG를 포함할 수 있다. 종래의 다중화 기술에 따라, 각각의 FBG는 상이한 피치를 갖도록 선택되어 각각의 FBG에 대한 대역 반사와 관련된 고유 반사 파장을 야기한다. 이들 각각의 반사 파장은 각각의 위치에서 온도 측정을 제공하는 개개의 FBG의 위치에서의 온도에 따라 개별적으로 이동한다. 요건에 따라, 각 FBG의 온도 범위는 전체 센서에 대해 감지될 수 있는 최대 온도가 MOF의 재료 특성에 의해 결정된다는 것을 인식하여 그 위치에서의 예상 온도에 대해 조정될 수 있다.

일 실시예에서, 용융 실리카 튜브 내의 온도 센서 하우스와 차례로 알루미나 세라믹 튜브에 삽입된 온도 센서 하우스는 측벽을 통해 노(furnace) 내로 삽입될 수 있다. 본 예에서, 노가 아연 슬래그와 같은 용융 금속 생성물을 포함하면, 상기 온도 센서의 감지 구성요소는 용융 물질에 침투할 수 있다.

알 수 있는 바와 같이, 전술한 실시예들은 기존 시스템의 기능이나 편의성을 잃지 않고 측정할 수 있는 온도 범위에서 종래의 FBG 기반 센서들에 비해 상당한 개선을 제공한다.

본 명세서 및 청구 범위 전체에 걸쳐, 문맥 상 달리 요구되지 않는 한, 단어 "포함한다"및 "포함"와 같은 변형은, 명시된 완전체 또는 완전체 그룹의 포함을 의미하는 것으로 이해될 것이며, 다른 완전체 또는 완전체 그룹을 제외하지는 않는다.

본 명세서에서 임의의 선행 기술에 대한 참조는 그러한 선행 기술이 공통의 일반적인 지식의 일부를 형성하는 어떠한 형태의 제안에 대한 인정이 아니며, 그렇게 받아 들여서는 안 된다.

당업자는 본 발명이 본 발명에 기술된 특정 용도로 제한되지 않음을 이해할 것이다. 본 명세서에 설명되거나 묘사된 특정 요소 및/또는 특징과 관련하여 본 발명은 바람직한 실시예로 제한되지 않는다. 본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않으며, 다하기 청구항들에 의해 설명되고 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다수의 재배열, 변형 및 대체가 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims

다음을 포함하는 미리 결정된 온도까지 온도 변화를 감지하는 온도 센서:
외부 클래딩 부, 온도 센서를 따라 종 방향으로 연장되는 내부 서스펜드 코어 및 내부 서스펜드 코어를 둘러싸고 미세 구조 광섬유를 따라 연장되어 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유를 형성하는 복수의 종 방향 채널을 포함하는 미세 구조 광섬유; 및
상기 미세 구조 광섬유의 내부 서스펜드 코어의 코어 영역을 따라 굴절률의 주기적인 변조를 발생시켜 상기 미세 구조 광섬유에 형성된 광섬유 브래그 격자(FBG),
여기서, 상기 광섬유 브래그 격자는 상기 광섬유의 코어 영역에서의 온도 변화에 따라 변화하는 반사 파장에서 대역 반사를 생성하도록 작동하는 것을 특징으로 하며,
상기 코어 영역을 따른 굴절률의 주기적인 변조는 코어 영역을 따른 결함을 레이저 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하고,
상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유의 구조는 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유의 코어 영역을 따른 결함을 레이저 제거하는 것을 용이하게 하도록 배치되는 것을 특징으로 함.
제1항에 있어서, 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유의 구조는 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유의 코어 영역과 외부 클래딩 부 사이에서 연장되는 단일 종 방향 액세스 채널을 포함하여 상기 외부 클래딩 부만을 통해 상기 코어 영역에 대한 레이저 액세스를 제공함으로써 상기 코어 영역을 따른 결함을 레이저 제거하는 것을 용이하게 하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제2항에 있어서, 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유의 구조는 상기 외부 클래딩 부를 통해 상기 코어 영역의 표면에 레이저의 포커싱을 돕도록 단일 종 방향 액세스 채널의 단면 형상을 구성함으로써 상기 코어 영역을 따른 결함을 레이저 제거하는 것을 용이하게 하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제3항에 있어서, 상기 단일 종 방향 액세스 채널의 단면 형상은 결함의 제거를 위해 실질적으로 평탄한 코어 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 단일 종 방향 액세스 채널의 단면 형상은 상기 클래딩 부에 대한 실질적으로 평탄한 외부 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 단일 종 방향 액세스 채널의 단면 형상은 상기 클래딩 부에 대한 실질적으로 평면인 내부 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유의 구조는 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유를 따라 전자기 방사선의 단일 모드 유도를 용이하게 하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제7항에 있어서, 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유를 따라 연장되는 상기 복수의 종 방향 채널의 선택은 미세 구조 광섬유를 따라 전자기 방사선의 전파를 위한 단일 모드 조건을 만족시키는 평균 또는 유효 굴절률을 가짐으로써 단일 모드 유도를 용이하게 하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유는 실리카 물질로 형성되고, 상기 센서는 적어도 1000℃의 미리 결정된 온도로 설정되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유는 실리카 물질로 형성되고, 상기 센서는 적어도 1350℃의 미리 결정된 온도로 설정되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유는 실리카 물질로 형성되고, 상기 센서는 적어도 1550℃의 미리 결정된 온도로 설정되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유는 사파이어 결정으로 형성되고, 상기 센서는 적어도 1600℃의 미리 결정된 온도로 설정되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유는 사파이어 결정으로 형성되고, 상기 센서는 적어도 2000℃의 미리 결정된 온도로 설정되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도 센서는 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유의 제 2 코어 영역을 따라 굴절률의 주기적인 변조를 생성함으로써 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유 내에 형성되는 제 2 광섬유 브래그 격자를 포함하고, 제 1 광섬유 브래그 격자의 제 1 코어 영역으로부터 이격된 제 2 코어 영역을 포함하며, 상기 제 2 광섬유 브래그 격자는 상기 제 1 광섬유 브래그 격자의 제 1 반사 파장과 구별되는 제 2 반사 파장에서 대역 반사를 생성하도록 작동하고, 상기 제 2 반사 파장은 상기 서스펜드 코어 미세 구조 광섬유의 제 2 코어 영역에서의 온도 변화에 따라 변화하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
다음을 포함하는 온도 감지 시스템:
전자기 방사선 소스;
상기 전자기 방사선 소스에 결합되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 온도 센서;
광섬유 브래그 격자가 위치하는 상기 온도 센서의 코어 영역으로부터 대역 반사의 반사 파장을 검출하기 위한 검출기로서, 상기 온도 센서에 결합되는 검출기; 및
반사 파장의 이동에 기초하여 코어 영역에서의 온도를 결정하는 데이터 프로세서.
제15항에 있어서, 상기 반사 파장을 검출하는 검출기는 상기 온도 센서의 광섬유 브래그 격자로부터 반사된 광 신호 검출용인 것을 특징으로 하는 온도 감지 시스템.
제15항에 있어서, 상기 반사 파장을 검출하는 검출기는 상기 온도 센서의 광섬유 브래그 격자로부터 투과된 광 검출용인 것을 특징으로 하는 온도 감지 시스템.
제15항에 있어서, 상기 전자기 방사선 소스 및 상기 반사 파장을 검출하기 위한 검출기가 결합된 것을 특징으로 하는 온도 감지 시스템.
다음을 포함하는 다중화 온도 감지 시스템:
전자기 방사선 소스;
상기 전자기 방사선 소스에 결합되는 제14항에 따른 온도 센서;
상기 제 1 광섬유 브래그 격자가 위치한 제 1 코어 영역으로부터의 대역 반사의 제 1 반사 파장과 상기 제 2 광섬유 브래그 격자가 위치한 제 2 코어 영역으로부터의 대역 반사의 제 2 반사 파장을 검출하는 검출기로서, 상기 온도 센서에 결합되는 검출기; 및
제 1 반사 파장 및 제 2 반사 파장의 각각의 이동에 기초하여 상기 온도 센서의 제 1 코어 영역 및 제 2 코어 영역 모두에서 온도를 결정하기 위한 데이터 프로세서.
제19항에 있어서, 상기 전자기 방사선 소스와 상기 제 1 및 제 2 반사 파장을 검출하기 위한 검출기가 결합된 것을 특징으로 하는 다중화 온도 감지 시스템.
다음을 포함하는 특정 위치에서 온도를 감지하는 방법:
코어 영역이 특정 위치에 위치하도록 제15항에 따른 온도 감지 시스템을 배치하는 단계;
상기 온도 센서의 대역 반사의 반사 파장의 이동을 검출하는 단계; 및
상기 반사 파장의 이동에 기초하여 상기 위치에서의 온도를 결정하는 단계.
다음을 포함하는 제 1 위치 및 제 2 위치에서 온도를 감지하는 방법:
제 1 코어 영역이 제 1 위치에 위치하고 제 2 코어 영역이 제 2 위치에 위치하도록 제19항에 따른 다중화 온도 감지 시스템을 배치하는 단계;
상기 온도 센서의 제 1 반사 파장 및 제 2 반사 파장의 각각의 이동을 검출하는 단계; 및
제 1 및 제 2 반사 파장의 각각의 이동에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 위치에서의 온도를 결정하는 단계.
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