KR102442956B1 - 광섬유를 이용한 유속검출장치 - Google Patents

광섬유를 이용한 유속검출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광섬유를 이용한 유속검출장치에 관한 것이다.
이 유속검출장치는 수면 상에 부유 가능한 부이와, 해저면에 고정 설치되는 발광 모듈과, 부이와 발광 모듈 사이를 연결하는 광섬유 코드와 광섬유 코드의 외부를 감싸되 광섬유 코드의 적어도 일부가 노출되도록 스크래치 홈부를 제공하는 클래드층을 포함하는 광섬유 유닛과, 광섬유 코드를 통해 전달되는 광을 수신하도록 상기 부이에 장착되는 수광 모듈과, 광섬유 유닛의 광 손실량을 이용하여, 해류의 유속을 추정하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

광섬유를 이용한 유속검출장치{FLOW VELOCITY DETECTING APPARATUS USING OPTICAL FIBER}
본 발명은 광섬유를 이용한 유속검출장치에 관한 것이다.
일반적으로 해양 환경에 대한 정보 중에서도 해류에 대한 정보는 측정하고자 하는 지역의 기후 및 기상에 큰 영향을 주고, 어류의 이동에 따른 포획이나 어장관리 등을 예상 및 계획하는데 도움이 된다.
이러한 해류는 일정한 방향으로 거의 일정한 속도를 갖고 이동하는 바닷물의 흐름으로써, 해류에 대한 정보는 해류의 유속을 등을 통해 측정될 수 있다. 해류의 유속을 측정하는 장치로는 유속검출센서가 사용될 있다.
그런데 종래 유속검출센서를 이용하여 해류의 유속을 측정하는 경우, 유속검출센서의 설치시, 유속검출센서의 설치 방향을 정확하게 맞춰주어야 하고, 다양한 해류의 방향을 측정하기 위해서는 다수개의 유속검출센서가 사용되어야 한다는 문제가 있었다.
또한, 유속검출센서가 해저면까지 도달하기 위해서는, 수압을 견뎌야 하는데, 수압은 10m 하강할 때 마다 1기압씩 증가하므로, 유속검출센서를 연결하는 전기식 컨넥터는 외부 압력 및 방수를 동시에 만족해야하는 어려움이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1133197호 (2012.03.28.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 해수면과 해저면 사이에 설치된 광섬유의 광 손실량을 이용하여, 해류의 유속을 추정할 수 하는 광섬유를 이용한 유속검출장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 해류의 유속의 세기에 따라 부이의 불빛을 점멸시키거나 오프타임에 변화를 줌으로써, 유속의 세기를 외부에서 육안으로 쉽게 파악할 수 있도록 하는 광섬유를 이용한 유속검출장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수면 상에 부유 가능한 부이; 해저면에 고정 설치되는 발광 모듈; 상기 부이와 상기 발광 모듈 사이를 연결하는 광섬유 코드와, 상기 광섬유 코드의 외부를 감싸되, 상기 광섬유 코드의 적어도 일부가 노출되도록 스크래치 홈부를 제공하는 클래드층을 포함하는 광섬유 유닛; 상기 광섬유 코드를 통해 전달되는 광을 수신하도록 상기 부이에 장착되는 수광 모듈; 및 상기 광섬유 유닛의 광 손실량을 이용하여, 해류의 유속을 추정하는 컨트롤러를 포함하는 광섬유를 이용한 유속검출장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 발광 모듈에서 생성된 광신호를 상기 광섬유 유닛에 전달하도록 상기 발광 모듈과 상기 광섬유 유닛 사이에 마련되는 전기 광 변환기; 및 상기 광섬유 유닛에서 전달된 광신호를 상기 수광 모듈에 전달하도록 광섬유 유닛과, 상기 수광 모듈 사이에 마련되는 광 전기 변환기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기 광 변환기는 상기 발광 모듈과 상기 광섬유 유닛 사이에 배치되는 전기 광 커플링부와, 상기 광섬유가 삽입 가능하도록 상기 전기 광 커플링부의 일단에 형성되는 광섬유 일단 홀부와, 상기 발광 모듈의 발광체가 삽입가능하도록 상기 전기 광 커플링부의 타단에 형성되어 상기 광섬유 삽입홀부와 연통되는 발광체 삽입홀부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광 전기 변환기는 상기 수광 모듈과 상기 광섬유 유닛 사이에 배치되는 광 전기 커플링부와, 상기 광섬유가 삽입 가능하도록 상기 광 전기 커플링부의 일단에 형성되는 광섬유 타단 홀부와, 상기 수광 모듈의 수광체가 삽입가능하도록 상기 광 전기 커플링부의 타단에 형성되어 상기 광섬유 삽입홀부와 연통되는 수광체 삽입홀부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 부이는 상기 수광 모듈에서 수신된 광 에너지를 디지털 신호로 변환하는 부이 변환기; 디지털 신호를 외부로 송신하기 위한 무선 통신 모듈; 및 상기 디지털 신호에 따라 작동 시간이 조절되는 램프기구를 포함할 수 있다.
또한, 상기 램프기구는 작업자에 의해 구별이 가능하도록 서로 다른 색 분포를 제공하는 복수 개의 램프를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 무선 통신 모듈로부터 상기 디지털 신호를 수신하는 작업자 통신모듈을 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 기 설정된 상기 광섬유 유닛의 광 손실량에 따른 유속 기준에 기초하여, 상기 작업자 통신모듈로부터 전달받은 상기 디지털 신호에 대응되는 해류의 유속을 추정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 광섬유 코드를 해저면과 해수면 사이에 설치하면, 해류에 의해서 광섬유 코드가 휘어질 때, 광섬유 코드의 클래드층에 제공된 스크래치 홈부를 통해, 광손실이 발생하므로, 광손실 양을 검출하면 해류의 평균 유속을 효과적으로 파악할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 해류의 유속에 의해서 광섬유 코드가 구부러지는 양에 차이가 발생하면, 광섬유 코드의 클래드층에서 광손실이 생겨, 광섬유 코드를 통과하는 광량에 변화가 발생하므로, 광손실 양의 변화에 따라 해류의 세기를 손쉽게 파악할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 해류의 유속을 측정하기 위한 복잡한 장비 없이도, 광섬유(광섬유 코드) 1개를 사용해서 해수면과 해저면 사이의 평균유속을 간단하게 검출할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 해류의 유속 세기를 부이의 램프 밝기를 통해 파악하거나, 램프의 점멸 시간을 조절하거나, 램프의 오프타임에 변화를 줌으로써, 유속의 세기를 외부에서 육안으로 쉽게 파악할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 해저면과 해수면 사이에서 외부물체에 의해서 광섬유가 절단되는 경우에 유속신호가 차단되어 센서로서의 기능을 상실하지만, 본 발명은 전기적 손상을 받지않으므로 복구후 재사용이 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 유속검출장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 유속검출장치에서, 유속이 높아질 때, 유속검출장치의 광섬유 유닛의 상태 변화를 도시한 상태도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 유속검출장치의 광섬유 유닛의 연결 관계를 도시한 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 유속검출장치의 전기 광 변환기를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 유속검출장치의 광 전기 변환기를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 유속검출장치의 발광 모듈을 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 유속검출장치의 부이의 내부 구성을 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 유속검출장치의 제어 흐름을 도시한 블록도이다
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접속', '공급', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접속, 공급, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 유속검출장치의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 유속검출장치(10)는, 부이(100), 발광 모듈(200), 광섬유 유닛(300), 수광 모듈(400), 컨트롤러(500), 전기 광 변환기(610), 광 전기 변환기(620) 및 작업자 통신모듈(700)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 부이(100)는 수면 상에 부유된 상태로 유지 가능한 부유체로 구성될 수 있다. 이 부이(100)의 하부에는 수광 모듈(400) 및 광섬유 유닛(300)이 연결될 수 있다. 부이(100)는 수광 모듈(400)을 통해 광섬유 유닛(300)의 광 손실량에 대한 정보를 제공할 수 있다. 그리고 부이(100)는 광 표시기능과 무선전송 기능을 제공할 수 있다. 이를 위해, 부이(100)는 부이 변환기(110), 무선 통신 모듈(120) 및 램프기구(130)를 포함할 수 있다.
부이 변환기(110)는 수광 모듈(400)에서 수신된 광신호를 디지털 신호로 변환할 수 있는 A/D 변환기일 수 있다. 무선 통신 모듈(120)은 디지털 신호를 외부로 송신하거나, 작업자 통신모듈(700)로부터 디지털 신호를 수신할 수 있다. 그리고 램프기구(130)는 광 표시를 통해, 외부에서 유속의 세기를 확인할 수 있도록 할 수 있다.
예를 들어, 램프기구(130)의 램프 밝기는 해류의 유속 세기에 따라, 강하거나 약하게 조절되거나, 램프기구(130)의 램프 점멸 시간은 해류의 유속 세기에 따라 길어지거나 짧아지게 조절될 수 있다. 이를 통해, 작업자는 램프기구(130)의 램프 밝기 또는 램프 점멸 시간 등을 통해, 해류의 유속 세기를 외부에서 육안으로 쉽게 파악할 수 있다.
변형예로서, 램프기구(130)는 유속의 세기에 따라 서로 다른 색 분포를 제공하는 복수 개의 램프로 구성될 수 있다. 이에 따라, 작업자는 램프의 서로 다른 색 분포를 통해 유속의 세기를 용이하게 구별할 수 있다.
예를 들어, 램프기구(130)가 빨간색 분포를 갖는 레드 램프와, 노란색 분포를 갖는 옐로우 램프와, 파란색 분포를 갖는 블루 램프로 구성된 경우, 컨트롤러(500)는 유속의 세기가 강한 세기의 범위에 해당될 때, 레드 램프가 점등되도록 제어하고, 유속의 세기가 약한 세기의 범위에 해당될 때, 블루 램프가 점등되도록 제어하고, 유속의 세기가 강한 세기와 약한 세기 사이의 범위에 해당될 때, 옐로우 램프가 점등되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 작업자는 레드 램프, 옐로우 램프 또는 블루 램프 중에서 어느 램프가 점등되었는지 여부에 따라, 해류의 유속 세기를 육안으로 추정할 수 있다.
발광 모듈(200)은 광섬유 유닛(300)에 광을 제공하도록 해저면에 고정 설치될 수 있다. 발광 모듈(200)은 전기 광 변환기(610)를 통해 광섬유 유닛(300)과 연결될 수 있다. 이러한 발광 모듈(200)은 전원(210)과, 발광 LED(220)와, 발광 LED(220)를 작동시키기 위한 저항을 제공하는 저항체(230)를 포함할 수 있다.
광섬유 유닛(300)은 부이(100)와 발광 모듈(200) 사이에 연결될 수 있다. 광섬유 유닛(300)은 해류의 유속에 따라 벤딩될 수 있다. 예를 들어, 해류의 세기가 작을 경우, 광섬유 유닛(300)은 해저면과 해수면 사이에서 수직하게 연장된 상태를 유지될 수 있다. 반면에 해류의 세기가 커지는 경우, 광섬유 유닛(300)은 해류의 유속에 비례하여 휘어질 수 있다.
이러한 광섬유 유닛(300)은 광섬유 코드(310) 및 클래드층(320)을 포함할 수 있다. 광섬유 코드(310)는 발광 모듈(200)과 부이(100) 사이, 보다 자세하게는 발광모듈과 부이(100)에 장착된 수광 모듈(400) 사이에 연결될 수 있다. 광섬유 코드(310)의 외면에는 클래드층(320)이 형성될 수 있다. 클래드층(320)은 광섬유 코드(310)의 외면을 감싸는 코팅층 형태로 제공될 수 있다.
클래드층(320)은 광섬유 코드(310)의 적어도 일부가 노출되도록 스크래치 홈부(321)를 제공할 수 있다. 스크래치 홈부(321)는 광섬유 코드(310)의 길이방향으로 일정 간격으로 이격되는 지점에서, 클래드층(320)의 외경을 따라 형성될 수 있다. 스크래치 홈부(321)는 해류의 세기에 비례하여 벌어지는 틈이 커질 수 있다.
예를 들어, 해류의 세기에 비례하여 광섬유 유닛(300)이 휘어지는 정도가 커지는 경우, 스크래치 홈부(321)의 틈이 더 많이 벌어지게 되므로, 벌어진 스크래치 홈부(321)를 통한 광섬유 코드(310)의 광 손실이 증가될 수 있다. 광섬유 코드(310)의 광 손실이 증가되면, 수광 모듈(400)에서 수신되는 광 손실량도 증가될 수 있다.
수광 모듈(400)은 부이(100)에 장착될 수 있다. 보다 자세하게, 수광 모듈(400)은 광섬유 코드(310)와 부이(100) 사이에 위치될 수 있다. 이때, 수광 모듈(400)의 적어도 일부는 광 전기 변환기(620)에 의해 감싸질 수 있다. 수광 모듈(400)은 광섬유 코드(310)를 통해 전달되는 광신호를 수신할 수 있는 수광 LED(410)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는, 수광 모듈(400)은 광섬유 코드(310)에서 손실되는 광 손실량을 검출하지만, 수광 모듈(400) 이외에, 방향 감지센서(위치센서 등)를 추가하면, 광섬유 코드(310)가 구부러지는 방향을 감지할 수 있고, 이를 통해, 해류의 방향을 추정할 수도 있을 것이다.
컨트롤러(500)는 광섬유 유닛(300)의 광 손실량을 이용하여, 해류의 유속을 추정할 수 있다. 예컨대, 수광 모듈(400)을 통해 검출된 광의 손실량에 대한 정보가 컨트롤러(500)에 전달되면, 컨트롤러(500)는 광의 손실량에 비례한 광섬유의 구부러짐양을 추정하여 해류의 유속을 검출할 수 있다. 일 예로, 컨트롤러(500)는 기 설정된 광섬유 유닛(300)의 광 손실량에 따른 유속 기준에 기초하여, 해류의 유속을 추정할 수 있다.
본 실시예에서, 컨트롤러(500)는 작업자 통신모듈(700)로부터 디지털 신호를 전달받지만, 컨트롤러(500)는 부이(100)에 설치되어, 작업자 통신모듈(700) 없이도, 부이 변환기(110)를 통해 디지털 신호를 직접 전달받을 수도 있을 것이다.
변형예로, 광섬유 유닛(300)이 휘어지는 정도는 해류의 유속 이외에도, 해양의 깊이도 관련되므로, 본 발명은 이를 보정하기 위한 수심 측정 센서를 더 포함할 수 있을 것이다. 그리고 스크래치 홈부(321)를 통해 배출되는 광량은 해류의 유속뿐만 아니라, 해양의 수심에 비례할 수 있다.
예컨대, 해류의 유속이 동일하다고 하더라도, 해양의 수심이 얕으면, 해양의 수심이 깊은 경우와 비교해서, 스크래치 홈부(321)를 통해 배출되는 광량이 적게 배출될 수 있다. 따라서, 이를 보상하기 위해, 컨트롤러(500)는 해양의 수심에 기초하여 측정된 해류의 유속을 보정하여 산출할 수 있다. 다시 말해, 수심 측정 센서는 해양의 수심을 측정하여 측정된 해양의 수심에 대한 정보를 컨트롤러(500)에 전달할 수 있고, 컨트롤러(500)는 수심에 반비례하거나 감소하도록 광량을 소정 비율 보정하여 산출할 수 있다. 예를 들어, 수심이 얕은 경우, 해류의 유속을 미리 결정된 비율만큼 증가시킴으로써 보정하여 산출할 수 있다.
전기 광 변환기(610)는 발광 모듈(200)과 광섬유 유닛(300) 사이에 마련되어, 발광 모듈(200)에서 생성된 광신호를 광섬유 유닛(300)에 전달할 수 있다. 전기 광 변환기(610)는 전기 광 커플링부(611), 광섬유 일단 홀부(612) 및 발광체 삽입홀부(613)를 포함할 수 있다.
이 전기 광 변환기(610)의 전기 광 커플링부(611)는 발광 모듈(200)과 광섬유 유닛(300) 사이에 배치되는 관 형태로 제공될 수 있다. 전기 광 커플링부(611)의 일단부 및 타단부에는 광섬유 일단 홀부(612) 및 발광체 삽입홀부(613)가 형성될 수 있다. 이들 광섬유 일단 홀부(612) 및 발광체 삽입홀부(613)는 서로 연통될 수 있다. 이때, 광섬유 일단 홀부(612)는 광섬유 코드(310)가 삽입 가능하도록 광섬유 코드(310)의 외경과 대응되는 내경을 가질 수 있다. 발광체 삽입홀부(613)는 발광 모듈(200)의 발광체(발광 LED)가 삽입가능하도록 발광체의 외경과 대응되는 내경을 가질 수 있다.
광 전기 변환기(620)는 광섬유 유닛(300)과 수광 모듈(400) 사이에 마련되어, 광섬유 유닛(300)에서 전달된 광을 상기 수광 모듈(400)에 전달할 수 있다. 광 전기 변환기(620)는 광 전기 커플링부(621), 광섬유 타단 홀부(622) 및 수광체 삽입홀부(623)를 포함할 수 있다.
이 광 전기 변환기(620)의 광 전기 커플링부(621)는 광섬유 유닛(300)과 수광 모듈(400) 사이에 배치되는 관 형태로 제공될 수 있다. 광 전기 커플링부(621)는 일단부 및 타단부에는 광섬유 타단 홀부(622) 및 수광체 삽입홀부(623)가 형성될 수 있다. 이들 광섬유 타단 홀부(622) 및 수광체 삽입홀부(623)는 서로 연통될 수 있다. 그리고 광섬유 타단 홀부(622)는 광섬유 코드(310)가 삽입 가능하도록 광섬유 코드(310)의 외경과 대응되는 내경을 가질 수 있다. 수광체 삽입홀부(623)는 수광체(수광 LED)가 삽입가능하도록 발광체의 외경과 대응되는 내경을 가질 수 있다.
이와 같이, 전기 광 변환기(610)의 일단부에는 발광체(발광 LED)가 설치되고, 전기 광 변환기(610)의 타단부에는 광섬유 코드(310)의 일단이 삽입되어, 발광 LED(220)와 광섬유 코드(310)의 일단이 밀착되므로, 발광 LED(220)의 광신호가 광섬유 코드(310)로 안정적으로 전송될 수 있다. 또한, 광 전기 변환기(620)의 일단부에는 광섬유 유닛(300)의 타단이 삽입되고, 광 전기 변환기(620)의 타단부에는 수광체(수광 LED)가 설치되어, 광섬유 유닛(300)의 타단과 수광 LED(410)가 밀착되므로, 광섬유 유닛(300)을 통과한 광신호가 수광 LED(410)에 안정적으로 전송될 수 있다.
이때, 이들 광 전기 변환기(620) 및 전기 광 변환기(610)의 내부는, LED와 광섬유가 접촉하는 부위에서 태양광으로부터 발생되는 가시광선 영향이 차단될 수 있도록 밀폐공간을 두어야 한다. 이러한 광 전기 변환기(620) 및 전기 광 변환기(610)는, 광 커필링 형태로 제공되므로, 바닷물에 접촉되어도 전송신호가 변하지 않고, 광섬유 코드(310)가 절단되는 사고가 발생하여도, 광섬유 코드(310)의 수리후 재사용이 가능하다.
작업자 통신모듈(700)은 무선 통신 모듈(120)로부터 디지털 신호를 수신할 수 있는 송수신기일 수 있다. 작업자 통신모듈(700)은 외부 요원이 위치하는 수면 상에 위치될 수 있다. 일 예로, 작업자 통신모듈(700)은 외부 요원이 위치한 선박에 설치될 수 있다. 작업자 통신모듈(700)을 통해 수신된 무선신호는 컨트롤러(500)에 전달될 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 광섬유를 이용한 유속검출장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
해류의 유속을 검출하기 위해, 먼저 본 발명에 따른 유속검출장치(10)를 해양에 설치한다. 이때, 해수면에 부이(100)가 설치되고, 해저면에 발광 모듈(200)이 설치되며, 이들 부이(100)와 발광 모듈(200) 사이에는 광섬유 유닛(300)이 연결된다. 이때, 광섬유 유닛(300)은 해류의 발생 전, 수중에서 수직한 상태가 유지될 수 있다.
유속검출장치(10)가 해양에 설치된 상태에서, 수중에서 해류가 발생되면, 광섬유 유닛(300)은 해류의 유속에 의해 구부러짐이 발생된다. 광섬유 유닛(300)이 구부러지면, 구부러지는 광섬유 유닛(300)의 곡률반경에 비례해서 광섬유 유닛(300)의 스크래치 홈부(321)를 통해 광 손실량이 증가될 수 있다.
예를 들어, 해류의 유속이 "약"에서 "강"으로 증가되면, 유속의 세기에 비례하여 광섬유 유닛(300)의 구부러짐이 커지게 되고, 광섬유 유닛(300)의 구부러짐에 비례하여 광섬유 유닛(300)의 스크래치 홈부(321)를 통해 손실되는 광이 증가될 수 있다. 반면에, 해류의 유속이 "강"에서 "약"으로 감소되면, 유속의 세기가 비례하여 광섬유 유닛(300)의 구부러짐이 작아지게 되고, 광섬유 유닛(300)의 구부러짐에 비례하여 광섬유 유닛(300)의 스크래치 홈부(321)를 통해 손실되는 광이 감소될 수 있다.
이때, 수광 모듈(400)은 광섬유 유닛(300)을 통해 손실되는 광 손실량을 검출할 수 있고, 컨트롤러(500)는 수광 모듈(400)을 통해 검출된 광 손실량을 기초로 하여, 해류의 유속을 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 광섬유 코드를 해저면과 해수면 사이에 설치하면, 해류에 의해서 광섬유 코드가 휘어질 때, 광섬유 코드의 클래드층에 제공된 스크래치 홈부를 통해, 광손실이 발생하므로, 광손실 양을 검출하면 해류의 평균 유속을 효과적으로 파악할 수 있고, 해류의 유속에 의해서 광섬유 코드가 구부러지는 양에 차이가 발생하면, 광섬유 코드의 클래드층에서 광손실이 생겨, 광섬유 코드를 통과하는 광량에 변화가 발생하므로, 광손실 양의 변화에 따라 해류의 세기를 손쉽게 파악할 수 있으며, 해류의 유속 세기를 부이의 램프 밝기를 통해 파악하거나, 램프의 점멸 시간을 조절하거나, 램프의 오프타임에 변화를 줌으로써, 유속의 세기를 외부에서 육안으로 쉽게 파악할 수 있다는 등의 우수한 장점이 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 부이 110: 부이 변환기
120: 무선 통신 모듈 130: 램프기구
200: 발광 모듈 210: 전원
220: 발광 LED 230: 저항
300: 광섬유 유닛 310: 광섬유 코드
320: 클래드층 321: 스크래치 홈부
400: 수광 모듈 410: 수광 LED
500: 컨트롤러 610: 전기 광 변환기
611: 전기 광 커플링부 612: 광섬유 일단 홀부
613: 발광체 삽입 홀부 620: 광 전기 변환기
621: 광 전기 커플링부 622: 광섬유 타단 홀부
623: 수광체 삽입 홀부 700: 작업자 제어모듈

Claims (7)

  1. 수면 상에 부유 가능한 부이;
    해저면에 고정 설치되는 발광 모듈;
    상기 부이와 상기 발광 모듈 사이를 연결하는 광섬유 코드와, 상기 광섬유 코드의 외부를 감싸되, 상기 광섬유 코드의 적어도 일부가 노출되도록 스크래치 홈부를 제공하는 클래드층을 포함하는 광섬유 유닛;
    상기 광섬유 코드를 통해 전달되는 광을 수신하도록 상기 부이에 장착되는 수광 모듈; 및
    상기 광섬유 유닛의 광 손실량을 이용하여, 해류의 유속을 추정하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 부이는
    상기 수광 모듈에서 수신된 광 에너지를 디지털 신호로 변환하는 부이 변환기와, 디지털 신호를 외부로 송신하기 위한 무선 통신 모듈과, 상기 디지털 신호에 따라 작동 시간이 조절되는 램프기구를 포함하는,
    광섬유를 이용한 유속검출장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 모듈에서 생성된 광신호를 상기 광섬유 유닛에 전달하도록 상기 발광 모듈과 상기 광섬유 유닛 사이에 마련되는 전기 광 변환기; 및
    상기 광섬유 유닛에서 전달된 광신호를 상기 수광 모듈에 전달하도록 광섬유 유닛과, 상기 수광 모듈 사이에 마련되는 광 전기 변환기를 더 포함하는,
    광섬유를 이용한 유속검출장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 광 변환기는
    상기 발광 모듈과 상기 광섬유 유닛 사이에 배치되는 전기 광 커플링부와, 상기 광섬유가 삽입 가능하도록 상기 전기 광 커플링부의 일단에 형성되는 광섬유 일단 홀부와, 상기 발광 모듈의 발광체가 삽입가능하도록 상기 전기 광 커플링부의 타단에 형성되어 상기 광섬유 일단 홀부와 연통되는 발광체 삽입홀부를 포함하는,
    광섬유를 이용한 유속검출장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 전기 변환기는
    상기 수광 모듈과 상기 광섬유 유닛 사이에 배치되는 광 전기 커플링부와, 상기 광섬유가 삽입 가능하도록 상기 광 전기 커플링부의 일단에 형성되는 광섬유 타단 홀부와, 상기 수광 모듈의 수광체가 삽입가능하도록 상기 광 전기 커플링부의 타단에 형성되어 상기 광섬유 타단 홀부와 연통되는 수광체 삽입홀부를 포함하는,
    광섬유를 이용한 유속검출장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프기구는
    작업자에 의해 구별이 가능하도록 서로 다른 색 분포를 제공하는 복수 개의 램프를 포함하는,
    광섬유를 이용한 유속검출장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 모듈로부터 상기 디지털 신호를 수신하는 작업자 통신모듈을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    기 설정된 상기 광섬유 유닛의 광 손실량에 따른 유속 기준에 기초하여, 상기 작업자 통신모듈로부터 전달받은 상기 디지털 신호에 대응되는 해류의 유속을 추정하는,
    광섬유를 이용한 유속검출장치.
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