KR102461021B1 - Vibration measurement apparatus amd vibration measuring method using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일측면에 따르면 파장이 가변되는 파장가변 레이저빔을 조사하는 파장가변 레이저, 특정파장으로 고정된 협대역 레이저빔을 조사하는 협대역 레이저, 및 감지된 진동을 통해 변화되고 상기 파장가변 레이저빔과 상기 협대역 레이저빔을 반사시킬 수 있는 반사파장을 발생시키는 센서부; 및 반사된 상기 파장가변 레이저빔과 반사된 상기 협대역 레이저빔을 통해 상기 진동의 진동 세기 및 주파수를 계측할 수 있는 계측기를 포함하는, 진동 측정 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a tunable laser for irradiating a tunable laser beam with a variable wavelength, a narrowband laser for irradiating a fixed narrowband laser beam with a specific wavelength, and the tunable laser that is changed through sensed vibration a sensor unit generating a reflected wavelength capable of reflecting the beam and the narrowband laser beam; and a measuring instrument capable of measuring the vibration intensity and frequency of the vibration through the reflected tunable laser beam and the reflected narrowband laser beam, a vibration measuring device may be provided.

Description

진동 측정 장치 및 이를 이용한 진동 측정 방법{VIBRATION MEASUREMENT APPARATUS AMD VIBRATION MEASURING METHOD USING THE SAME} Vibration measuring device and vibration measuring method using the same

본 발명은 진동 측정 장치 및 이를 이용한 진동 측정 방법에 대한 발명이다.The present invention relates to a vibration measuring apparatus and a vibration measuring method using the same.

광섬유 FBG(Fiber Bragg Grating) 기반의 진동감지장치는 케이블 전기 노이즈 발생 없이 장거리 원격 측정이 가능하며, 전자기판 간섭과 부식 및 화재 위험이 없고 환경 특성이 우수하여 지하, 해저, 터널, 원전 등의 가혹한 환경의 설비감시용으로 적용되고 있다.The fiber optic FBG (Fiber Bragg Grating)-based vibration sensing device enables long-distance remote measurement without generating cable electrical noise. It is applied for facility monitoring of the environment.

이러한 광섬유 FBG는 광섬유 코어 영역에 주기적인 굴절률 변화를 주면 위성조건을 만족하는 특정 파장만을 선택적으로 반사하게 된다. 이때, 파장은 온도나 진동에 따라 변화하며, 따라서 파장변화를 측정하면 외부 물리량 변화를 예측할 수 있다.Such an optical fiber FBG selectively reflects only a specific wavelength that satisfies the satellite condition when a periodic refractive index change is applied to the optical fiber core region. At this time, the wavelength changes according to the temperature or vibration, and therefore, by measuring the wavelength change, the change of the external physical quantity can be predicted.

따라서, 종래의 진동측정장치는 FBG를 포함하며 진동을 감지하는 센서부, FBG 센서부에 광신호를 인가하고 센서부에서 반사된 광신호를 계측하는 계측기를 포함한다. 또한, 종래의 진동측정장치는 파장 변화를 측정하기 위해 파장가변 레이저를 이용하여 파장 변화를 감지하였다. 다만, 파장가변 레이저를 기반으로 파장 변화를 감지하는 종래의 진동측정장치의 진동 계측 성능은 제한될 수 있다.Accordingly, the conventional vibration measuring apparatus includes a sensor unit including the FBG and detecting vibration, and a measuring instrument for applying an optical signal to the FBG sensor unit and measuring the optical signal reflected from the sensor unit. In addition, the conventional vibration measuring apparatus sensed the wavelength change by using a tunable laser to measure the wavelength change. However, the vibration measurement performance of a conventional vibration measuring device for detecting a change in wavelength based on a tunable laser may be limited.

구체적으로, 파장가변 레이저의 선폭이 넓을수록 FBG 피크의 분해능이 떨어질 수 있으며, 파장가변 레이저의 파장가변속도에 따라 측정할 수 있는 진동 주파수에 한계가 있다는 문제점이 있다.Specifically, as the line width of the tunable laser increases, the resolution of the FBG peak may decrease, and there is a problem in that there is a limit to the vibration frequency that can be measured according to the tunable speed of the tunable laser.

한국 공개특허공보 10-2017-008664Korean Patent Publication No. 10-2017-008664

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 진동에 대한 계측 성능을 높이기 위한 진동 측정 장치 및 이를 이용한 진동 측정 방법을 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vibration measuring apparatus and a vibration measuring method using the same for increasing vibration measurement performance.

또한, 협대역 레이저빔과 파장가변 레이저빔을 통해 측정 가능한 진동 세기 범위가 넓고, 분해능이 높고, 고주파수 대역의 진동 측정이 가능한 진동 측정 장치 및 진동 측정 방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a vibration measuring apparatus and a vibration measuring method capable of measuring vibration in a wide range, high resolution, and high frequency band that can be measured through a narrowband laser beam and a tunable laser beam.

본 발명의 일측면에 따르면 파장이 가변되는 파장가변 레이저빔을 조사하는 파장가변 레이저, 특정파장으로 고정된 협대역 레이저빔을 조사하는 협대역 레이저, 및 감지된 진동을 통해 변화되고 상기 파장가변 레이저빔과 상기 협대역 레이저빔을 반사시킬 수 있는 반사파장을 발생시키는 센서부; 및 반사된 상기 파장가변 레이저빔과 반사된 상기 협대역 레이저빔을 통해 상기 진동의 진동 세기를 계측할 수 있는 계측기를 포함하는, 진동 측정 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a tunable laser for irradiating a tunable laser beam with a variable wavelength, a narrowband laser for irradiating a fixed narrowband laser beam with a specific wavelength, and the tunable laser that is changed through sensed vibration a sensor unit generating a reflected wavelength capable of reflecting the beam and the narrowband laser beam; and a measuring instrument capable of measuring the vibration intensity of the vibration through the reflected tunable laser beam and the reflected narrowband laser beam, a vibration measuring device may be provided.

본 발명의 일 측면에 따르면, 파장가변 레이저빔을 통해 측정될 수 있는 진동 세기 범위가 넓다는 효과가 있다. According to one aspect of the present invention, there is an effect that the range of the intensity of vibration that can be measured through a tunable laser beam is wide.

또한, 협대역 레이저빔을 통해 분해능이 높고, 고주파수 대역의 진동 측정이 가능하다는 효과가 있다.In addition, there is an effect that resolution is high and vibration measurement in a high frequency band is possible through a narrowband laser beam.

또한, 파장가변 레이저빔과 협대역 레이저빔이 서로 다른 파장 대역을 가지므로 쉽게 결합되고 분해될 수 있다는 효과가 있다.In addition, since the tunable laser beam and the narrowband laser beam have different wavelength bands, there is an effect that they can be easily combined and decomposed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동측정장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부에서 발생되는 반사파장의 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사파장에서 반사된 협대역 레이저빔의 모습을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부에서 50hz의 진동을 감지할 경우, 계측기에서 계측된 진동 세기를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부에서 1khz의 진동을 감지할 경우, 계측기에서 계측된 진동 세기를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 측정 장치를 이용한 진동 측정 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram of a vibration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph of a reflected wavelength generated by a sensor unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating a state of a narrowband laser beam reflected at a reflected wavelength according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the intensity of vibration measured by the measuring instrument when the sensor unit senses vibration of 50 hz according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the vibration intensity measured by the measuring instrument when the sensor unit senses 1 kHz vibration according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a vibration measurement method using a vibration measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, specific embodiments for implementing the technical idea of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

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. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, when it is said that a component is 'connected', 'supported', 'transferred', or 'contacted' to another component, it may be directly connected, supported, transmitted, or contacted with the other component, but other components in the middle It should be understood that elements may exist.

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.The terminology used herein is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

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.In addition, in the present specification, the expressions of the upper side, the lower side, the side surface, etc. are described with reference to the drawings in the drawings, and it is disclosed in advance that if the direction of the corresponding object is changed, it may be expressed differently. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings, and the size of each component does not fully reflect the actual size.

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.Also, terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by these terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

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.The meaning of "comprising," as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, operation, element, component, and/or group. It does not exclude the existence or addition of

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물리량 측정 장치(1)에 대하여 설명한다.Hereinafter, an apparatus 1 for measuring a physical quantity according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 물리량 측정 장치(1)는 FBG(fiber Bragg grating) 기반으로 외부 물리량을 측정하는 장치이다. 이러한 진동 측정 장치(1)는 검출기(100), 계측기(200) 및 제어부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an apparatus 1 for measuring a physical quantity according to an embodiment of the present invention is an apparatus for measuring an external physical quantity based on fiber bragg grating (FBG). The vibration measuring apparatus 1 may include a detector 100 , a measuring instrument 200 , and a controller 300 .

검출기(100)는 외부에서 발생되는 물리량을 감지할 수 있다. 또한, 검출기(100)에서 검출될 수 있는 외부 물리량은 온도, 스트레인과 같은 저속의 물리량뿐만 아니라, 전압, 진동과 같은 고속의 물리량을 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 검출기(100)에서 진동이 감지되는 것으로 설명하겠으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 검출기(100)는 센서부(110), 파장가변 레이저(120), 협대역 레이저(130) 및 전송유닛(140)을 포함할 수 있다.The detector 100 may detect an externally generated physical quantity. In addition, the external physical quantity that can be detected by the detector 100 may include not only low-speed physical quantities such as temperature and strain, but also high-speed physical quantities such as voltage and vibration. Hereinafter, it will be described that vibration is sensed by the detector 100 for convenience of description, but is not limited thereto. The detector 100 may include a sensor unit 110 , a tunable laser 120 , a narrowband laser 130 , and a transmission unit 140 .

도 2를 더 참조하면, 센서부(110)는 다중 피크(Peak)로 구성되어 진동에 의해 변화될 수 있는 반사파장(P)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 센서부(110)는 Phase-shifted FBG 또는 Fabry-Perot FBG 기술이 적용된 광섬유 브래그 격자 센서(FBG)로 구성될 수 있다. 광섬유 브래그 격자는 정밀하고 우수한 노이즈 특성을 가진다. 또한, 하나의 광섬유 라인에 여러 개의 광섬유 격자가 연결되어 격자 배열이 구성될 수 있다. 이러한 센서부(110)는 복수의 피크(P1, P2)로 구성된 반사파장(P)을 발생시킬 수 있다. 이러한 반사파장(P)은 센서부(110)가 진동을 감지하면 진동에 의해 변화될 수 있다. 또한, 반사파장(P)이 변화됨에 따라 복수의 피크(P1, P2)도 변화될 수 있으며, 반사파장(P)의 복수의 피크 중 일부는 진동 세기를 측정하는데 사용될 수 있다. Referring further to FIG. 2 , the sensor unit 110 may be configured with multiple peaks to generate a reflected wavelength P that may be changed by vibration. For example, the sensor unit 110 may be configured as a fiber Bragg grating sensor (FBG) to which a phase-shifted FBG or Fabry-Perot FBG technology is applied. Fiber Bragg gratings are precise and have excellent noise characteristics. In addition, a plurality of optical fiber gratings may be connected to one optical fiber line to form a grating arrangement. The sensor unit 110 may generate a reflected wavelength P composed of a plurality of peaks P1 and P2 . The reflected wavelength P may be changed by vibration when the sensor unit 110 senses vibration. In addition, as the reflected wavelength P is changed, the plurality of peaks P1 and P2 may also change, and some of the plurality of peaks of the reflected wavelength P may be used to measure the intensity of vibration.

반사파장(P)은 후술할 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)을 반사시킬 수 있다. 다시 말해, 반사파장(P)의 복수의 피크 중 제1 피크(P1)가 파장가변 레이저빔(A)을 반사시킬 수 있고, 제2 피크(P2)가 협대역 레이저빔(B)을 반사시킬 수 있다. 이하, 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)은 센서부(110)로 전송되는 파장가변 레이저빔과 협대역 레이저빔을 의미하고, 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)은 반사파장(P)에서 반사된 이후의 파장가변 레이저빔과 협대역 레이저빔을 의미한다.The reflected wavelength P may reflect a tunable laser beam A and a narrowband laser beam B, which will be described later. In other words, among the plurality of peaks of the reflected wavelength P, the first peak P1 may reflect the tunable laser beam A, and the second peak P2 may reflect the narrowband laser beam B. can Hereinafter, the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) refer to the tunable laser beam and the narrowband laser beam transmitted to the sensor unit 110, and the reflected tunable laser beam (A-1) The over-reflected narrow-band laser beam B-1 refers to the tunable laser beam and the narrow-band laser beam after being reflected at the reflected wavelength P.

이러한 제1 피크(P1)와 제2 피크(P2)는 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)이 겹쳐 왜곡되는 것을 방지하기 위하여 소정의 파장 간격을 두고 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 피크와 제2 피크 간의 파장 간격은 ~이상 ~이하일 수 있다.The first peak P1 and the second peak P2 may be formed with a predetermined wavelength interval to prevent the tunable laser beam A and the narrowband laser beam B from being overlapped and distorted. For example, a wavelength interval between the first peak and the second peak may be greater than or equal to .

파장가변 레이저(120)는 소정의 주기마다 파장이 가변될 수 있는 파장가변 레이저빔(A)을 조사할 수 있다. 다시 말해, 파장가변 레이저(120)는 시간에 따라 파장가변 레이저빔(A)의 파장을 변조하여 조사할 수 있다. 파장가변 레이저빔(A)은 반사파장(P)의 변화를 측정하기 위하여 반사파장(P)의 제1 피크(P1)에서 반사될 수 있다. 다시 말해, 파장가변 레이저빔(A)은 제1 피크(P1)에서 반사되는 광세기가 가장 크며, 이러한 반사 피크를 매 파장가변 주기마다 측정(스캔)함으로써 계측기(200)가 진동의 주파수 및 세기를 측정할 수 있다.The tunable laser 120 may be irradiated with a tunable laser beam A whose wavelength may be varied at every predetermined period. In other words, the tunable laser 120 may be irradiated by modulating the wavelength of the tunable laser beam A according to time. The tunable laser beam A may be reflected at a first peak P1 of the reflected wavelength P in order to measure a change in the reflected wavelength P. In other words, the tunable laser beam (A) has the largest light intensity reflected from the first peak P1, and by measuring (scanning) this reflection peak at every tunable cycle, the instrument 200 determines the frequency and intensity of vibration can be measured.

도 3을 참조하면, 협대역 레이저(130)는 특정파장으로 고정된 협대역 레이저빔(B)을 조사할 수 있다. 이러한 협대역 레이저빔(B)은 반사파장(P)의 변화를 측정하기 위하여 반사파장(P)의 제2 피크(P2)에서 반사될 수 있다. 또한, 협대역 레이저빔(B)은 제2 피크(P2)에서 반사될 경우, 제2 피크(P2)의 선형 부분에서 반사될 수 있다. 이러한 반사된 협대역 레이저빔(B-1)의 광세기의 변화를 통해 계측기(200)가 진동의 주파수 및 진동 세기를 측정할 수 있다. 또한, 협대역 레이저빔(B)이 선형 부분에서 반사될 수 있으므로 파장 분해능이 높고 고주파수 대역의 진동도 계측할 수 있다. 또한, 협대역 레이저빔(B)의 파장 대역과 파장가변 레이저빔(A)의 파장 대역은 서로 다르게 구성될 수 있다. Referring to FIG. 3 , the narrowband laser 130 may irradiate the narrowband laser beam B fixed to a specific wavelength. The narrowband laser beam B may be reflected at the second peak P2 of the reflected wavelength P in order to measure a change in the reflected wavelength P. Also, when the narrowband laser beam B is reflected at the second peak P2 , it may be reflected at a linear portion of the second peak P2 . Through a change in the light intensity of the reflected narrowband laser beam B-1, the measuring instrument 200 may measure the frequency and intensity of vibration. In addition, since the narrowband laser beam B can be reflected from the linear portion, the wavelength resolution is high and the vibration in the high frequency band can also be measured. In addition, the wavelength band of the narrowband laser beam (B) and the wavelength band of the tunable laser beam (A) may be configured differently.

전송유닛(140)은 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)을 센서부(110)로 전송하거나 반사파장(P)에서 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)을 계측기(200)로 전송할 수 있다. 또한, 전송유닛(140)은 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)을 결합하여 센서부(110)로 전송하고, 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)을 결합을 분리할 수 있다. 다시 말해, 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)은 결합된 상태로 반사파장(P)에서 반사될 수 있다. 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)은 서로 다른 파장 대역으로 구성되어 있으므로, 결합되더라도 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)은 전송유닛(140)에서 쉽게 분리될 수 있다. 이러한 전송유닛(140)은 결합분리부(141), 제1 광써큘레이터(142) 및 제2 광써큘레이터(143)를 포함할 수 있다.The transmission unit 140 transmits the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) to the sensor unit 110 or the tunable laser beam (A-1) reflected at the reflected wavelength (P) and reflected The narrowband laser beam B-1 may be transmitted to the instrument 200 . In addition, the transmission unit 140 combines the tunable laser beam (A) and the narrow-band laser beam (B) and transmits it to the sensor unit 110, and the reflected tunable laser beam (A-1) and the reflected narrow-band laser beam (A-1) The band laser beam (B-1) can be decoupled. In other words, the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) may be reflected at the reflected wavelength (P) in a combined state. Since the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) are composed of different wavelength bands, even if they are combined, the reflected tunable laser beam (A-1) and the reflected narrowband laser beam (B-1) can be easily separated from the transmission unit 140 . The transmission unit 140 may include a coupling separation unit 141 , a first optical circulator 142 , and a second optical circulator 143 .

결합분리부(141)는 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)을 결합하여 센서부(110)로 전송하고, 반사파장(P)으로부터 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)의 결합을 분리할 수 있다. 다시 말해, 결합분리부(141)에 의해 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)은 결합된 상태로 센서부(110)로 전송되고, 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)이 결합된 상태로 센서부(110)로부터 결합분리부(141)로 전송될 수 있다.The coupling separation unit 141 combines the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) and transmits it to the sensor unit 110, and the tunable laser beam (A-1) reflected from the reflected wavelength (P) ) and the reflected narrowband laser beam (B-1) can be separated. In other words, the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) are transmitted to the sensor unit 110 in a combined state by the coupling separating unit 141, and the reflected tunable laser beam A-1 ) and the reflected narrowband laser beam B-1 may be transmitted from the sensor unit 110 to the coupling/separating unit 141 in a combined state.

제1 광써큘레이터(142)는 파장가변 레이저빔(A)의 전송 경로를 변경할 수 있다. 제1 광써큘레이터(142)는 파장가변 레이저(120)로부터 조사된 파장가변 레이저빔(A)을 결합분리부(141)로 전송하고, 결합분리부(141)로부터 전송되는 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)을 계측기(200)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 광써큘레이터(142)는 한 단자에 입력되어 바로 옆 단자로 신호를 출력시켜는 원형구조의 수동 비가역 장치(passive non-reciprocal device)를 포함할 수 있다. 이러한 원형구조의 수동 비가역 장치는 1, 2, 3의 세 포트가 원형으로 배치되어 있는 구조(3-port 수동소자)일 수 있다.The first optical circulator 142 may change the transmission path of the tunable laser beam A. The first optical circulator 142 transmits the tunable laser beam A irradiated from the tunable laser 120 to the coupling separation unit 141, and the reflected tunable laser transmitted from the coupling separation unit 141. The beam A-1 may be transmitted to the instrument 200 . For example, the first optical circulator 142 may include a passive non-reciprocal device having a circular structure that is input to one terminal and outputs a signal to an adjacent terminal. The passive irreversible device having such a circular structure may have a structure (3-port passive device) in which three ports 1, 2, and 3 are arranged in a circle.

제2 광써큘레이터(143)는 협대역 레이저빔(B)의 경로를 변경할 수 있다. 제2 광써큘레이터(143)는 협대역 레이저(130)로부터 조사된 협대역 레이저빔(B)을 결합분리부(141)로 전송하고, 결합분리부(141)로부터 전송되는 반사된 협대역 레이저빔(B-1)은 계측기(200)로 전송할 수 있다. 이러한 제2 광써큘레이터(143)는 제1 광써큘레이터(142)와 동일하게 구성될 수 있다.The second optical circulator 143 may change the path of the narrowband laser beam (B). The second optical circulator 143 transmits the narrowband laser beam B irradiated from the narrowband laser 130 to the coupling separation unit 141 and the reflected narrowband laser transmitted from the coupling separation unit 141 . The beam B-1 may be transmitted to the instrument 200 . The second optical circulator 143 may have the same configuration as the first optical circulator 142 .

계측기(200)는 검출기(100)에서 검출된 진동의 주파수 및 진동 세기를 계측할 수 있다. 계측기(200)는 전송유닛(140)으로부터 전송되는 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)을 수신할 수 있다. 이러한 계측기(200)는 제1 계측부(210) 및 제2 계측부(220)를 포함할 수 있다. 제1 계측부(210)는 제1 광써큘레이터(142)로부터 전송되는 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)을 수신 받아 진동의 주파수 및 진동 세기를 계측할 수 있다. 제2 계측부(220)는 제2 광써큘레이터(143)로부터 전송되는 반사된 협대역 레이저빔(B-1)을 수신 받아 진동의 주파수 및 진동의 세기를 계측할 수 있다. 또한, 제1 계측부(210) 및 제2 계측부(220)에는 밴드패스필터를 포함할 수 있다.The measuring instrument 200 may measure the frequency and vibration intensity of the vibration detected by the detector 100 . The instrument 200 may receive the reflected tunable laser beam A-1 and the reflected narrowband laser beam B-1 transmitted from the transmission unit 140 . The measuring instrument 200 may include a first measuring unit 210 and a second measuring unit 220 . The first measurement unit 210 may receive the reflected tunable laser beam A-1 transmitted from the first optical circulator 142 and measure the frequency and vibration intensity of vibration. The second measurement unit 220 may receive the reflected narrowband laser beam B-1 transmitted from the second optical circulator 143 and measure the frequency and intensity of vibration. In addition, the first measuring unit 210 and the second measuring unit 220 may include a band pass filter.

제어부(300)는 계측기(200)에 수신된 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)을 통해 파장가변 레이저(120) 및 협대역 레이저(130)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)는 파장가변 레이저(120) 및 협대역 레이저(130)를 제어하여 파장가변 레이저빔(A)의 주기를 조절하거나, 파장가변 레이저빔(A) 및 협대역 레이저빔(B) 중 하나 이상의 파장을 조절할 수 있다.The control unit 300 includes the tunable laser 120 and the narrowband laser 130 through the reflected tunable laser beam A-1 and the reflected narrowband laser beam B-1 received by the measuring instrument 200. can control For example, the controller 300 controls the tunable laser 120 and the narrowband laser 130 to adjust the cycle of the tunable laser beam A, or the tunable laser beam A and the narrowband laser beam One or more wavelengths of (B) can be adjusted.

또한, 제어부(300)는 센서부(110)에서 진동 이외의 온도 등의 물리량이 감지되어 반사파장(P)이 변화될 경우, 협대역 레이저(130)를 제어하여 계측된 진동 세기에 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 온도에 의한 반사파장(P)의 변화주기(속도)와 온도에 의한 반사파장(P)의 변화주기(속도)가 서로 다르기 때문에 온도에 의해 변화되는 반사파장(P)과 진동에 의해 변화되는 반사파장(P)을 구분 또는 분리할 수 있다. 이러한 반사파장(P)의 변화는 반사된 협대역 레이저빔(B-1)과 반사된 파장가변 레이저빔(A-1) 중 하나 이상을 통해 제어부(600)가 판단할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 디지털 필터 등을 통해 판단된 반사파장(P)의 변화주기가 미리 설정된 변화주기보다 낮으면 온도에 의한 변화된 것으로 판단할 수 있고, 미리 설정된 변화 주기가 빠르면, 진동에 의해 변화된 것으로 판단할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, when a physical quantity such as temperature other than vibration is sensed by the sensor unit 110 and the reflected wavelength P is changed, the controller 300 controls the narrowband laser 130 to generate an error in the measured vibration intensity. can be prevented from doing In addition, since the change period (speed) of the reflected wavelength P by temperature and the change period (speed) of the reflected wavelength P by temperature are different from each other, the control unit 300 changes the reflected wavelength P that is changed by the temperature. It is possible to distinguish or separate the reflected wavelength (P) that is changed by excessive vibration. The change in the reflected wavelength P may be determined by the controller 600 through one or more of the reflected narrowband laser beam B-1 and the reflected tunable laser beam A-1. In addition, the control unit 300 may determine that the change period of the reflected wavelength (P) determined through the digital filter is lower than the preset change period, it may be determined that the change due to temperature, if the preset change period is fast, by vibration It may be determined that there is a change, but is not limited thereto.

일 예로, 제어부(300)는 반사된 협대역 레이저빔(B-1)의 광 세기 변화를 이용하여 협대역 레이저빔(A)의 파장을 보정함에 따라 진동 세기의 오차를 줄일 수 있다. 제어부(300)는 온도가 상승하여 반사파장이 장파장으로 변화되고, 반사된 협대역 레이저빔(B-1)의 광 세기가 미리 설정된 제1 광 세기를 초과할 경우, 반사된 협대역 레이저빔(B-1)의 광 세기가 제1 광 세기 이하로 설정되도록, 협대역 레이저빔(B)의 파장을 조절할 수 있다. 반대로, 제어부(300)는 온도가 하락하여 반사파장이 단파장으로 변화되고, 반사된 협대역 레이저빔의 광 세기가 미리 설정된 제2 광 세기보다 미만일 경우, 반사된 협대역 레이저빔(B-1)의 광 세기가 제2 광 세기 이상으로 설정되도록, 협대역 레이저빔(B)의 파장을 조절할 수 있다.For example, the controller 300 may reduce an error in vibration intensity by correcting the wavelength of the narrowband laser beam A using a change in the light intensity of the reflected narrowband laser beam B-1. When the temperature rises, the reflected wavelength changes to a long wavelength, and the light intensity of the reflected narrowband laser beam B-1 exceeds a preset first light intensity, the reflected narrowband laser beam ( The wavelength of the narrowband laser beam B may be adjusted so that the light intensity of B-1) is set to be less than or equal to the first light intensity. Conversely, the controller 300 changes the reflected wavelength to a shorter wavelength due to a decrease in temperature, and when the light intensity of the reflected narrowband laser beam is less than a preset second light intensity, the reflected narrowband laser beam (B-1) The wavelength of the narrowband laser beam B may be adjusted so that the light intensity of is set to be equal to or greater than the second light intensity.

다른 예로, 제어부(300)는 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)을 통해 협대역 레이저(130)를 제어하여 계측된 진동 세기의 오차를 줄일 수 있다. 제어부(300)는 온도에 의해 변화되는 반사파장(P)에서 소정의 주기마다 반사된 파장 가변 레이저빔(A-1)의 파장을 통해 반사파장(P)의 변화를 검출하고 검출된 파장변화만큼 협대역 레이저빔(B)의 파장을 조절할 수 있다.As another example, the controller 300 may reduce an error in the measured vibration intensity by controlling the narrowband laser 130 through the reflected tunable laser beam A-1. The controller 300 detects a change in the reflected wavelength P through the wavelength of the tunable laser beam A-1 reflected at a predetermined period in the reflected wavelength P that is changed by temperature, and detects a change in the reflected wavelength P by the detected wavelength change. It is possible to adjust the wavelength of the narrowband laser beam (B).

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 측정 장치(1)의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the vibration measuring device 1 according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 측정 장치(1)는 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)을 통해 진동의 진동 세기(진동 세기)을 측정할 수 있다. 진동 측정 장치(1)는 파장가변 레이저빔(A)을 통해 측정 가능한 진동 세기 범위(dynamic range)가 넓으며, 협대역 레이저빔(B)을 통해 파장 분해능이 높고 고주파수 대역의 진동 측정이 가능하다. 다시 말해, 진동 측정 장치(1)는 고 민감, 고속 측정이 요구되는 분야에 적용될 수 있다.The vibration measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention may measure the vibration intensity (vibration intensity) of the vibration through the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B). Vibration measuring device 1 has a wide dynamic range that can be measured through a tunable laser beam (A), and has high wavelength resolution and can measure vibration in a high frequency band through a narrowband laser beam (B). . In other words, the vibration measuring apparatus 1 can be applied to a field requiring high-sensitivity and high-speed measurement.

도 4(a)는 센서부(110)에서 50hz의 진동이 감지되었을 때, 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)을 통해 측정된 진동 세기를 나타낸 그래프이고, 도 4(b)는 센서부(110)에서 50hz의 진동이 감지되었을 때, 반사된 협대역 레이저빔(B-1)을 통해 측정된 진동 세기를 나타낸 그래프이다. 진동이 입력되기 전인 자연 진동 상태에서도 진동 측정 장치(1)는 협대역 레이저빔(B)을 통해 노이즈 없이 자연 진동의 진동 세기(도 4의 2.3초 이전에 감지된 진동)를 측정할 수 있다. 다시 말해, 진동 측정 장치(1)는 협대역 레이저빔(B)을 통해 노이즈 레벨이 개선된 진동 세기가 계측될 수 있다.Figure 4 (a) is a graph showing the vibration intensity measured through the reflected tunable laser beam (A-1) when the vibration of 50hz is detected by the sensor unit 110, Figure 4 (b) is the sensor unit It is a graph showing the intensity of vibration measured through the reflected narrowband laser beam (B-1) when vibration of 50hz is detected in (110). Even in a state of natural vibration before vibration is input, the vibration measuring apparatus 1 may measure the vibration intensity of natural vibration (vibration detected before 2.3 seconds in FIG. 4 ) without noise through the narrowband laser beam B. In other words, in the vibration measuring apparatus 1 , the vibration intensity with improved noise level may be measured through the narrowband laser beam B .

또한, 도 5(a)는 센서부(110)에서 5khz의 진동이 감지되었을 때, 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)을 통해 측정된 진동 세기를 나타낸 그래프이고, 도 5(b)는 센서부(110)에서 5khz의 진동이 감지되었을 때, 반사된 협대역 레이저빔(B-1)을 통해 측정된 진동 세기를 나타낸 그래프이다. 5khz의 진동은 파장가변 레이저빔(A)을 통해 측정할 경우, 파장가변 레이저빔(A)의 파장가변속도의 한계로 인해 고주파수 진동신호를 측정하기 어렵지만, 협대역 레이저빔(B)을 통해 진동주파수와 관계없이 진동 세기를 효율적으로 측정할 수 있다. 다시 말해, 진동 측정 장치(1)는 협대역 레이저빔(B)을 통해 고주파의 진동 세기를 효율적으로 계측할 수 있다.In addition, FIG. 5 (a) is a graph showing the intensity of vibration measured through the reflected tunable laser beam (A-1) when vibration of 5 kHz is sensed by the sensor unit 110, and FIG. 5 (b) is It is a graph showing the intensity of vibration measured through the reflected narrowband laser beam B-1 when the sensor unit 110 senses vibration of 5 kHz. When the vibration of 5 kHz is measured through the tunable laser beam (A), it is difficult to measure the high-frequency vibration signal due to the limit of the speed of the tunable laser beam (A), but the vibration through the narrow-band laser beam (B) Vibration intensity can be efficiently measured regardless of frequency. In other words, the vibration measuring apparatus 1 can efficiently measure the vibration intensity of a high frequency through the narrowband laser beam B.

이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시에에 따른 진동 측정 장치(1)를 이용한 진동 측정 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a vibration measurement method using the vibration measurement apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 .

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 측정 방법은 발생 단계(S100), 조사 단계(S200), 반사 단계(S300), 계측 단계(S400), 결합 단계(S500), 분리 단계(S600) 및 제어 단계(S700)를 포함할 수 있다.Vibration measurement method according to an embodiment of the present invention generates step (S100), irradiation step (S200), reflection step (S300), measuring step (S400), combining step (S500), separating step (S600) and control step (S700) may be included.

발생 단계는 감지된 진동에 변화될 수 있는 반사파장(P)을 센서부(110)에서 발생시키는 발생 단계이다. 반사파장(P)은 복수의 피크(P1, P2)를 포함할 수 있다. 복수의 피크(P1, P2)는 제1 피크(P1) 및 제2 피크(P2)를 포함할 수 있으며, 제1 피크(P1)와 제2 피크(P2)는 소정의 파장 간격을 두고 형성될 수 있다,The generation step is a generation step in which the sensor unit 110 generates a reflected wavelength P that can be changed to the sensed vibration. The reflected wavelength P may include a plurality of peaks P1 and P2. The plurality of peaks P1 and P2 may include a first peak P1 and a second peak P2, and the first peak P1 and the second peak P2 may be formed with a predetermined wavelength interval. can,

조사 단계는 파장가변 레이저(120)에서 파장가변 레이저빔(A)을 조사하고 협대역 레이저(130)에서 협대역 레이저빔(B)을 조사하는 단계이다. 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)은 서로 다른 파장 대역을 가질 수 있다.The irradiation step is a step of irradiating the tunable laser beam (A) from the tunable laser 120 and irradiating the narrowband laser beam (B) from the narrowband laser 130 . The tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) may have different wavelength bands.

반사 단계는 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)이 반사파장(P)에서 반사되도록 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)을 센서부(110)가 수신하는 단계이다. 반사파장(P)의 제1 피크(P1)에서는 파장가변 레이저빔(B)이 반사되고, 반사파장(P)의 제2 피크(P2)에서는 협대역 레이저빔(B)이 반사될 수 있다.In the reflection step, the sensor unit 110 receives the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) so that the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) are reflected at the reflected wavelength (P). is a step to The tunable laser beam B may be reflected at the first peak P1 of the reflected wavelength P, and the narrowband laser beam B may be reflected at the second peak P2 of the reflected wavelength P.

계측 단계는 계측기(200)가 반사파장(P)으로부터 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)을 통해 진동 세기를 계측하는 단계이다.The measuring step is a step in which the measuring instrument 200 measures the intensity of vibration through the tunable laser beam A-1 reflected from the reflected wavelength P and the reflected narrowband laser beam B-1.

결합 단계는 조사 단계에서 조사된 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)을 전송유닛(140)에서 결합하여 센서부(110)로 전송하는 단계이다. 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)은 서로 다른 파장 대역으로 구성되어 결합되더라도 파장가변 레이저빔(A)과 협대역 레이저빔(B)은 겹쳐서 왜곡되지 않는다.The combining step is a step of combining the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) irradiated in the irradiation step by the transmission unit 140 and transmitting the combined to the sensor unit (110). Even if the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) are composed of different wavelength bands and combined, the tunable laser beam (A) and the narrowband laser beam (B) overlap and are not distorted.

분리 단계는 반사파장(P)으로부터 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)의 결합을 전송유닛(140)에서 분리하여 계측기(200)로 전송하는 단계이다. 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)은 서로 다른 파장 대역으로 구성되어 있으므로, 전송유닛(140)에서 용이하게 분리할 수 있다.In the separation step, the combination of the tunable laser beam (A-1) reflected from the reflected wavelength (P) and the reflected narrowband laser beam (B-1) is separated from the transmission unit (140) and transmitted to the instrument (200) is a step Since the reflected tunable laser beam A-1 and the reflected narrowband laser beam B-1 are composed of different wavelength bands, they can be easily separated by the transmission unit 140 .

제어 단계는 제어부(300)가 계측기(200)에 수신된 반사된 파장가변 레이저빔(A-1)과 반사된 협대역 레이저빔(B-1)을 통해 파장가변 레이저(120) 및 협대역 레이저(130)를 제어하는 단계이다. 센서부(110)에서 진동 이외의 온도 등의 물리량이 감지되어 반사파장(P)이 변화될 경우, 계측된 진동 세기에 오차가 발생할 수 있다. 제어부(300)는 반사된 파장가변 레이더빔(A-1)을 통해 협대역 레이저(130)를 제어하여 계측된 진동 세기의 오차를 줄일 수 있다. In the control step, the control unit 300 receives the tunable laser beam (A-1) and the reflected narrowband laser beam (B-1) received by the instrument 200 through the tunable laser 120 and the narrowband laser (130) is a step of controlling. When a physical quantity such as temperature other than vibration is sensed by the sensor unit 110 and the reflected wavelength P is changed, an error may occur in the measured vibration intensity. The controller 300 may reduce an error in the measured vibration intensity by controlling the narrowband laser 130 through the reflected tunable radar beam A-1.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.Although the embodiments of the present invention have been described as specific embodiments, these are merely examples, and the present invention is not limited thereto, and should be construed as having the widest scope according to the technical idea disclosed in the present specification. A person skilled in the art may implement a pattern of a shape not specified by combining/substituting the disclosed embodiments, without departing from the scope of the present invention. In addition, those skilled in the art can easily change or modify the disclosed embodiments based on the present specification, and it is clear that such changes or modifications also fall within the scope of the present invention.

1: 진동 측정 장치
100: 검출기
110: 센서부
120: 파장가변 레이저
130: 협대역 레이저
140: 전송유닛
141: 결합분리부
142: 제1 광써큘레이터
143: 제2 광써큘레이터
200: 계측기
210: 제1 계측부
220: 제2 계측부
300: 제어부1: Vibration measuring device
100: detector
110: sensor unit
120: tunable laser
130: narrow band laser
140: transmission unit
141: coupling separation unit
142: first optical circulator
143: second optical circulator
200: instrument
210: first measurement unit
220: second measurement unit
300: control unit

Claims (10)

파장이 가변되는 파장가변 레이저빔을 조사하는 파장가변 레이저;
특정파장으로 고정된 협대역 레이저빔을 조사하는 협대역 레이저;
감지된 진동을 통해 변화되고 상기 파장가변 레이저빔과 상기 협대역 레이저빔을 반사시킬 수 있는 반사파장을 발생시키는 센서부;
반사된 상기 파장가변 레이저빔과 반사된 상기 협대역 레이저빔을 통해 상기 진동의 진동 세기를 계측할 수 있는 계측기; 및
상기 계측기에 수신된 반사된 상기 파장가변 레이저빔과 반사된 상기 협대역 레이저빔을 통해 상기 협대역 레이저빔의 파장을 제어하는 제어부를 포함하는,
진동 측정 장치.a tunable laser irradiating a tunable laser beam with a variable wavelength;
Narrowband laser irradiating a fixed narrowband laser beam with a specific wavelength;
a sensor unit for generating a reflected wavelength that is changed through the sensed vibration and can reflect the tunable laser beam and the narrowband laser beam;
a measuring instrument capable of measuring the vibration intensity of the vibration through the reflected tunable laser beam and the reflected narrowband laser beam; and
Comprising a control unit for controlling the wavelength of the narrowband laser beam through the reflected tunable laser beam and the reflected narrowband laser beam received by the measuring instrument,
vibration measuring device. 제 1 항에 있어서,
상기 반사파장은 복수의 피크를 포함하고,
상기 파장가변 레이저빔은 상기 복수의 피크 중 어느 하나인 제1 피크에서 반사되고,
상기 협대역 레이저빔은 상기 복수의 피크 중 다른 하나인 제2 피크에서 반사되는,
진동 측정 장치.The method of claim 1,
The reflected wavelength includes a plurality of peaks,
The tunable laser beam is reflected from a first peak that is any one of the plurality of peaks,
The narrowband laser beam is reflected from a second peak that is another one of the plurality of peaks,
vibration measuring device. 제 1 항에 있어서,
상기 센서부는 FBG 센서인,
진동 측정 장치.The method of claim 1,
The sensor unit is an FBG sensor,
vibration measuring device. 제 1 항에 있어서,
상기 파장가변 레이저빔의 파장 대역과 상기 협대역 레이저빔의 파장 대역은 서로 다르게 구성되는,
진동 측정 장치.The method of claim 1,
The wavelength band of the tunable laser beam and the wavelength band of the narrowband laser beam are configured differently from each other,
vibration measuring device. 제 1 항에 있어서,
상기 파장가변 레이저빔과 상기 협대역 레이저빔을 상기 센서부로 전송하거나 반사된 상기 파장가변 레이저빔과 반사된 상기 협대역 레이저빔을 상기 계측기로 전송하는 전송유닛을 더 포함하고,
상기 전송유닛은,
상기 파장가변 레이저빔과 상기 협대역 레이저빔을 결합하여 상기 센서부로 전송하고, 반사된 상기 파장가변 레이저빔과 반사된 상기 협대역 레이저빔을 결합을 분리하는,
진동 측정 장치.The method of claim 1,
Further comprising a transmission unit for transmitting the tunable laser beam and the narrowband laser beam to the sensor unit or for transmitting the reflected tunable laser beam and the reflected narrowband laser beam to the measuring instrument,
The transmission unit is
Combining the tunable laser beam and the narrowband laser beam and transmitting it to the sensor unit, separating the combined tunable laser beam and the reflected narrowband laser beam
vibration measuring device. 제 5 항에 있어서,
상기 계측기는,
반사된 상기 파장가변 레이저빔을 계측하는 제1 계측부; 및
반사된 상기 협대역 레이저빔을 계측하는 제2 계측부를 포함하고,
상기 전송유닛은,
상기 파장가변 레이저빔과 상기 협대역 레이저빔을 결합하여 상기 센서부로 전송하고, 반사된 상기 파장가변 레이저빔과 상기 협대역 레이저빔의 결합을 분리하는 결합분리부;
상기 파장가변 레이저로부터 조사된 상기 파장가변 레이저빔을 상기 결합분리부로 전송하거나, 분리된 상기 파장가변 레이저빔을 상기 제1 계측부로 전송하는 제1 광써큘레이터; 및
상기 협대역 레이저로부터 조사된 상기 협대역 레이저빔을 상기 결합분리부로 전송하거나, 분리된 상기 협대역 레이저빔을 상기 제2 계측부로 전송하는 제2 광써큘레이터를 포함하는,
진동 측정 장치.6. The method of claim 5,
The meter is
a first measuring unit measuring the reflected tunable laser beam; and
A second measurement unit for measuring the reflected narrowband laser beam,
The transmission unit is
a coupling/separating unit configured to combine the tunable laser beam and the narrowband laser beam, transmit the transmitted to the sensor unit, and separate the reflected tunable laser beam and the narrowband laser beam;
a first optical circulator for transmitting the tunable laser beam irradiated from the tunable laser to the coupling separation unit, or transmitting the separated tunable laser beam to the first measuring unit; and
Comprising a second optical circulator for transmitting the narrowband laser beam irradiated from the narrowband laser to the coupling separation unit, or transmitting the separated narrowband laser beam to the second measurement unit,
vibration measuring device. 삭제delete 진동 측정 장치를 이용한 진동 측정 방법에 있어서,
감지된 진동에 변화될 수 있는 반사파장을 센서부에서 발생시키는 발생 단계;
파장가변 레이저에서 파장가변 레이저빔을 조사하고 협대역 레이저에서 협대역 레이저빔을 조사하는 조사 단계;
상기 파장가변 레이저빔과 상기 협대역 레이저빔이 상기 반사파장에서 반사되도록 상기 파장가변 레이저빔과 상기 협대역 레이저빔을 상기 센서부가 수신하는 반사 단계;
계측기가 상기 반사파장으로부터 반사된 상기 파장가변 레이저빔과 반사된 상기 협대역 레이저빔을 통해 상기 진동의 진동 세기를 계측하는 계측 단계; 및
제어부가 상기 계측기에 수신된 반사된 상기 파장가변 레이저빔과 반사된 상기 협대역 레이저빔을 통해 상기 협대역 레이저빔의 파장을 제어하는 제어 단계를 포함하는,
진동 측정 장치를 이용한 진동 측정 방법.In the vibration measurement method using a vibration measurement device,
a generating step of generating, in the sensor unit, a reflected wavelength that can be changed in response to the sensed vibration;
An irradiation step of irradiating a tunable laser beam from a tunable laser and irradiating a narrowband laser beam from a narrowband laser;
a reflection step of receiving the tunable laser beam and the narrowband laser beam by the sensor unit so that the tunable laser beam and the narrowband laser beam are reflected at the reflected wavelength;
a measuring step of measuring, by a measuring instrument, the vibration intensity of the vibration through the tunable laser beam reflected from the reflected wavelength and the reflected narrowband laser beam; and
A control step of controlling the wavelength of the narrowband laser beam through the reflected tunable laser beam and the reflected narrowband laser beam received by the measuring device,
Vibration measurement method using a vibration measuring device. 제 8 항에 있어서,
상기 조사 단계에서 조사된 상기 파장가변 레이저빔과 상기 협대역 레이저빔을 전송유닛에서 결합하여 상기 센서부로 전송하는 결합 단계; 및
상기 반사파장으로부터 반사된 상기 파장가변 레이저빔과 반사된 상기 협대역 레이저빔의 결합을 분리시켜 상기 계측기로 전송하는 분리 단계를 더 포함하는,
진동 측정 장치를 이용한 진동 측정 방법.9. The method of claim 8,
a combining step of combining the tunable laser beam and the narrowband laser beam irradiated in the irradiation step in a transmission unit and transmitting it to the sensor unit; and
Separating the combination of the reflected wavelength tunable laser beam and the reflected narrowband laser beam from the reflected wavelength further comprising a separation step of transmitting to the measuring instrument,
Vibration measurement method using a vibration measuring device. 삭제delete
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005257289A (en) 2004-03-09 2005-09-22 Meisei Electric Co Ltd Vibration detecting device using optical fiber grating sensor
JP2011196744A (en) 2010-03-18 2011-10-06 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Fbg vibration detecting system, and device and vibration detecting method using the system
JP2019039881A (en) 2017-08-29 2019-03-14 沖電気工業株式会社 Vibration detection optical fiber sensor and method for detecting vibration
US20210033452A1 (en) 2019-08-01 2021-02-04 Zhejiang University Frequency modulation demodulator based on fiber grating sensor array

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100507132B1 (en) * 2003-08-11 2005-08-09 엘지전자 주식회사 System and Method for calculating displacement by vibration
KR101709272B1 (en) * 2015-07-08 2017-02-23 연세대학교 산학협력단 Stimulated photoacoustic molecular vibrational imaging system
KR101780898B1 (en) * 2015-08-24 2017-09-21 김영태 Vibration measuring apparatus
KR101952657B1 (en) 2016-05-03 2019-05-31 (주)미라클인 Feedwater pump having function electrolysis

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005257289A (en) 2004-03-09 2005-09-22 Meisei Electric Co Ltd Vibration detecting device using optical fiber grating sensor
JP2011196744A (en) 2010-03-18 2011-10-06 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Fbg vibration detecting system, and device and vibration detecting method using the system
JP5586011B2 (en) * 2010-03-18 2014-09-10 独立行政法人産業技術総合研究所 FBG vibration detection system, apparatus using the system, and vibration detection method
JP2019039881A (en) 2017-08-29 2019-03-14 沖電気工業株式会社 Vibration detection optical fiber sensor and method for detecting vibration
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