KR102611019B1 - Temperature monitoring system with OTDR applied - Google Patents
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Abstract
본 발명은 OTDR을 적용한 온도감지장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)과 광섬유를 이용해 온도를 감지하는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 OTDR을 적용한 온도감지장치는 적어도 하나의 온도 감지 지점을 포함하는 광선로(10); 및 상기 광선로(10)의 온도 감지 지점 마다 구비되는 온도감지모듈(110)을 포함한다. The present invention relates to a temperature sensing device using an OTDR, and more specifically, to a device that senses temperature using an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) and an optical fiber.
A temperature sensing device using the OTDR of the present invention includes an optical path 10 including at least one temperature sensing point; and a temperature sensing module 110 provided at each temperature sensing point of the optical path 10.
Description
본 발명은 OTDR을 적용한 온도감지장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)과 광섬유를 이용해 온도를 감지하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a temperature sensing device using an OTDR, and more specifically, to a device that senses temperature using an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) and an optical fiber.
OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)은 광섬유의 전송 손실이나 거리 측정, 끊어진 위치 검출 또는 융착 접속, 커넥터 접속 등의 접속 손실을 평가하는 측정기이다. OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) is a measuring instrument that evaluates connection loss such as transmission loss or distance measurement of optical fiber, detection of broken location, fusion splicing, or connector connection.
본 발명은 OTDR을 이용해 온도를 감지할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The purpose of the present invention is to provide a device capable of detecting temperature using an OTDR.
본 발명의 OTDR을 적용한 온도감지장치는 적어도 하나의 온도 감지 지점을 포함하는 광선로(10); 및 상기 광선로(10)의 온도 감지 지점 마다 구비되는 온도감지모듈(110)을 포함한다. A temperature sensing device using the OTDR of the present invention includes an optical path 10 including at least one temperature sensing point; and a temperature sensing module 110 provided at each temperature sensing point of the optical path 10.
여기서, 상기 온도감지장치는 상기 광선로(10)의 일단에 광적으로 연결되고, 상기 광선로(10)로 시험광을 조사하고, 상기 시험광에 대한 광선로(10)에서의 후방산란광을 측정하여 상기 광선로(10)의 온도 감지 지점에서의 온도 특성을 파악하는 OTDR(120)을 더 포함할 수 있다. Here, the temperature sensing device is optically connected to one end of the optical path 10, irradiates test light into the optical path 10, and measures backscattered light from the optical path 10 for the test light. Therefore, it may further include an OTDR (120) that determines the temperature characteristics at the temperature sensing point of the optical path (10).
그리고, 상기 온도 감지 지점에서의 광전달 특성은 온도 감지 지점에서의 광투과율일 수 있다. And, the light transmission characteristic at the temperature sensing point may be light transmittance at the temperature sensing point.
또한, 상기 OTDR(100)은 상기 온도 감지 지점에서의 후방산란광의 크기를 이용해 온도 감지 지점에서의 온도, 온도 감지 지점에서의 기 설정된 기준 온도 대비 온도 변화량, 기 설정된 기준 온도 대비 온도 감지 지점에서의 온도 변화도 및 온도 감지 지점에서의 위험도 중 적어도 하나를 산출할 수 있다. In addition, the OTDR (100) uses the size of the backscattered light at the temperature sensing point to determine the temperature at the temperature sensing point, the amount of temperature change at the temperature sensing point compared to the preset reference temperature, and the temperature at the temperature sensing point compared to the preset reference temperature. At least one of the temperature gradient and the risk at the temperature detection point can be calculated.
또한, 상기 온도감지모듈(110)은 온도 감지 지점 주변의 온도에 따라, 광투과율의 변화 특성을 갖는 매질을 내장할 수 있다. Additionally, the temperature sensing module 110 may contain a medium that has a change in light transmittance depending on the temperature around the temperature sensing point.
또한, 상기 광투과율의 변화 특성을 갖는 매질은 고체, 액체, 겔(Gel) 또는 기체 상태일 수 있다. Additionally, the medium having the characteristic of changing light transmittance may be in a solid, liquid, gel, or gas state.
또한, 상기 온도감지모듈(110)은 내측 공간에 온도센서(111)를 수용하고, 상기 온도센서(111)는 내측에 온도에 따라 광투과율의 변화 특성을 갖는 매질을 수용하고, 상기 온도센서(111) 양측에 광집속소자(113)가 구비되고, 상기 광집속소자(113)는 서로 이격되고, 상기 상호 이격된 두 광집속소자(113) 사이에 온도 감지 매질이 구비될 수 있다. In addition, the temperature sensing module 110 accommodates a temperature sensor 111 in the inner space, and the temperature sensor 111 accommodates a medium having a change characteristic of light transmittance depending on temperature inside, and the temperature sensor ( 111) Light focusing elements 113 may be provided on both sides, the light focusing elements 113 may be spaced apart from each other, and a temperature sensing medium may be provided between the two light focusing elements 113 spaced apart from each other.
본 발명은 광선로의 온도 감지 지점 마다 구비되는 온도감지모듈이 온도 감지 지점 주변의 온도 변화에 대응하여 광전달 특성이 변하는 것에 의해, 온도 감지 지점 주변의 온도 상태를 감지할 수 있다. In the present invention, a temperature sensing module provided at each temperature sensing point of an optical line changes light transmission characteristics in response to a change in temperature around the temperature sensing point, thereby detecting the temperature state around the temperature sensing point.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR을 적용한 온도감지장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 온도감지모듈의 한 실시예이다.
도 3은 온도센서에서 사용하는 온도감지매질의 온도에 따른 투과율 특성의 예이다.
도 4는 도 2에 적용되는 시준기의 예시이다. Figure 1 is a configuration diagram showing a temperature sensing device applying an OTDR according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an example of the temperature sensing module of Figure 1.
Figure 3 is an example of transmittance characteristics according to temperature of a temperature sensing medium used in a temperature sensor.
Figure 4 is an example of a collimator applied to Figure 2.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms and words used in this specification and claims are based on the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain the invention in the best way. It must be interpreted with corresponding meaning and concept. Additionally, it should be noted that if a detailed description of a known function related to the present invention and its configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description has been omitted.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR을 적용한 온도감지장치(이하, '감지 장치')는 광선로(10), OTDR(100) 및 온도감지모듈(110)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a temperature sensing device (hereinafter referred to as 'sensing device') using an OTDR according to an embodiment of the present invention includes an optical path 10, an OTDR 100, and a temperature sensing module 110.
광선로(10)는 온도 감지 대상 구역에 설치될 수 있다. 온도 감지 대상 구역은 건물, 시설, 파이프, 변압기 등일 수 있다. 본 발명이 온도 감지 대상 구역을 제한하지는 않는다. 광선로(10)는 적어도 하나의 온도 감지 지점을 포함할 수 있다. 단일 온도 감지 대상 구역에 단일 또는 복수의 광선로(10)가 구비될 수 있다. 복수의 광선로가 복수의 채널을 가지는 단일 OTDR에 접속될 수 있다. 이와 달리, 단일 채널을 가지는 복수의 OTDR 각각에 복수의 광선로 각각이 접속될 수 있다. The optical line 10 may be installed in an area subject to temperature detection. Areas subject to temperature detection may be buildings, facilities, pipes, transformers, etc. The present invention does not limit the area subject to temperature detection. The optical path 10 may include at least one temperature sensing point. A single or multiple optical paths 10 may be provided in a single temperature sensing target area. Multiple optical lines can be connected to a single OTDR with multiple channels. Alternatively, a plurality of optical paths may be connected to each of a plurality of OTDRs having a single channel.
온도감지모듈(110)은 광선로(10)의 온도 감지 지점 마다 구비될 수 있다. 온도감지모듈(110)은 광선로(10)의 온도 감지 지점 주변의 온도에 대응하여 광선로(10)의 온도 감지 지점에서의 광전달 특성을 가변할 수 있다. 여기서, 광전달 특성은 광투과율일 수 있다. The temperature sensing module 110 may be provided at each temperature sensing point of the optical path 10. The temperature sensing module 110 may vary light transmission characteristics at the temperature sensing point of the optical path 10 in response to the temperature around the temperature sensing point of the optical path 10. Here, the light transmission characteristic may be light transmittance.
OTDR(100)은 광선로(10)의 일단에 연결될 수 있다. OTDR(100)은 광선로(10)로 시험광을 조사하고, 그 시험광에 대한 광선로(10)에서의 후방산란광을 측정하여 광선로(10) 온도 감지 지점에서의 온도 상태를 파악할 수 있다. 구체적으로, OTDR(100)은 온도 감지 지점에서의 후방산란광의 크기를 이용해 온도 감지 지점에서의 온도, 온도 감지 지점에서의 기 설정된 기준 온도 대비 온도 변화량, 기 설정된 기준 온도 대비 온도 감지 지점에서의 온도 변화도, 온도 감지 지점에서의 위험도(예를 들어, 화재 위험도) 중 적어도 하나를 산출할 수 있다. 주지된 바와 같이, OTDR(100)은 시험광을 광선로(10)로 조사하고 동적 범위(Dynamic Range)에서 기 설정된 분해능(Resolution)으로 후방 산란광의 크기를 계측한다. 이때, 기 설정된 분해능에 따른 광선로(10) 지점 별 후방 산란광의 크기가 계측될 수 있다. OTDR (100) may be connected to one end of the optical line (10). The OTDR (100) radiates test light to the optical path (10) and measures the backscattered light in the optical path (10) for the test light to determine the temperature status at the temperature detection point of the optical path (10). . Specifically, the OTDR (100) uses the size of the backscattered light at the temperature detection point to determine the temperature at the temperature detection point, the amount of temperature change compared to the preset reference temperature at the temperature detection point, and the temperature at the temperature detection point compared to the preset reference temperature. At least one of the degree of change and the degree of risk (e.g., fire risk) at the temperature detection point can be calculated. As is well known, the OTDR 100 irradiates test light into the optical path 10 and measures the size of backscattered light with a preset resolution in the dynamic range. At this time, the size of backscattered light at each point of the optical path 10 according to a preset resolution can be measured.
OTDR(100)은 광학부(101) 및 제어부(102)를 포함할 수 있다. 주지된 바와 같이, 광학부(101)는 시험광을 광선로(10)에 조사, 시험광에 대한 후방 산란광을 수신, 그 수신된 광에 대응하는 전기적인 신호의 생성, 그 생성된 전기적인 신호의 신호처리 등을 수행할 수 있다. 정리하면, 광학부(101)는 시험광을 광선로(10)에 조사하고, 광선로(10)에서 온도 감지 지점에서의 광전달 특성이 반영된 후방산란광을 수신하고, 그 후방산란광의 크기에 대응한 전기적인 신호를 제어부(102)에 전달할 수 있다. The OTDR 100 may include an optical unit 101 and a control unit 102. As is well known, the optical unit 101 radiates test light onto the optical path 10, receives backscattered light for the test light, generates an electrical signal corresponding to the received light, and generates the generated electrical signal. Signal processing, etc. can be performed. In summary, the optical unit 101 radiates test light to the optical path 10, receives backscattered light reflecting the light transmission characteristics at the temperature sensing point from the optical path 10, and responds to the size of the backscattered light. An electrical signal can be transmitted to the control unit 102.
제어부(102)는 광선로(10) 전구간 상의 온도 감지 지점에 대한 거리 정보를 이용해, 온도 감지 지점에서의 후방산란광의 크기를 인지할 수 있다. 그리고, 제어부(102)는 온도 감지 지점에서의 후방산란광의 크기를 이용해 온도 감지 지점에서의 온도, 온도 감지 지점에서의 기 설정된 기준 온도 대비 온도 변화량, 기 설정된 기준 온도 대비 온도 감지 지점에서의 온도 변화도, 온도 감지 지점에서의 위험도(예를 들어, 화재 위험도) 중 적어도 하나를 산출할 수 있다. 제어부(102)는 온도 감지 지점에서의 후방 산란광의 크기(또는, 변화량)로 온도 감지 지점에서의 온도를 산출하기 위한 알고리즘, 온도 감지 지점에서의 후방 산란광의 크기(또는, 변화량)로 온도 감지 지점에서의 기 설정된 기준 온도 대비 온도 변화량을 산출하기 위한 알고리즘, 온도 감지 지점에서의 후방 산란광의 크기(또는, 변화량)로 온도 감지 지점에서의 기 설정된 기준 온도 대비 온도 감지 지점에서의 온도 변화도를 산출하기 위한 알고리즘, 온도 감지 지점에서의 후방 산란광의 크기(또는, 변화량)로 온도 감지 지점에서의 위험도를 평가하기 위한 알고리즘 등을 탑재할 수 있다. The control unit 102 can recognize the size of backscattered light at the temperature detection point using distance information about the temperature detection point on the entire section of the optical path 10. In addition, the control unit 102 uses the size of the backscattered light at the temperature detection point to determine the temperature at the temperature detection point, the amount of temperature change at the temperature detection point compared to the preset reference temperature, and the temperature change at the temperature detection point compared to the preset reference temperature. At least one of the degree and risk at the temperature detection point (for example, fire risk) can be calculated. The control unit 102 has an algorithm for calculating the temperature at the temperature detection point based on the size (or amount of change) of backscattered light at the temperature detection point, and the temperature detection point using the size (or amount of change) of backscattered light at the temperature detection point. An algorithm for calculating the amount of temperature change compared to the preset reference temperature in An algorithm for evaluating the risk at a temperature sensing point based on the size (or amount of change) of backscattered light at the temperature sensing point can be installed.
도 2는 온도감지모듈(110)의 구성도이다. 온도감지모듈(110, Temperature sensing module)은 온도 감지 지점 마다 설치될 수 있다. 도 1에서 온도 감지 지점은 광선로(10)에서 온도감지모듈(110)이 설치된 지점일 수 있다. Figure 2 is a configuration diagram of the temperature sensing module 110. A temperature sensing module (110) can be installed at each temperature sensing point. In Figure 1, the temperature detection point may be a point in the optical line 10 where the temperature detection module 110 is installed.
온도감지모듈(110)은 소정의 내측 공간을 가지는 케이스 형상일 수 있다. The temperature sensing module 110 may have a case shape with a predetermined inner space.
온도감지모듈(110)은 내측 공간에 온도센서(111, Temperature sensor)를 수용할 수 있다. The temperature sensing module 110 can accommodate a temperature sensor (111) in the inner space.
온도센서(111)는 내측에 온도에 따라 광투과율(optical transmittance)의 변화 특성을 갖는 매질(이하, '온도 감지 매질(Temperature sensitive medium)')을 수용할 수 있다. 본 발명의 온도 감지 매질은 온도 증가에 따라 광투과율이 증가하는 특성을 가질 수도 있고, 온도 증가에 따라 광투과율이 감쇠하는 특성을 가질 수도 있다. 그리고, 본 발명의 온도 감지 매질의 광투과율의 변화 특성의 변화는 도 3a와 같이 선형적일 수 있고, 도 3b와 같이 비선형적일 수도 있다. 온도 감지 매질은 고체, 액체, 겔(Gel) 또는 기체 상태 등일 수 있다.The temperature sensor 111 may accommodate a medium (hereinafter referred to as a 'temperature sensitive medium') having an optical transmittance change characteristic depending on temperature inside the temperature sensor 111 . The temperature sensing medium of the present invention may have a characteristic of increasing light transmittance as temperature increases, or may have a characteristic of decreasing light transmittance as temperature increases. Also, the change in the light transmittance characteristic of the temperature sensing medium of the present invention may be linear as shown in FIG. 3A or non-linear as shown in FIG. 3B. The temperature sensing medium may be in a solid, liquid, gel, or gaseous state.
온도센서(111) 양측에 광집속소자(113, Optical signal collector)가 구비될 수 있다. 그리고, 광집속소자(113)는 서로 이격될 수 있다. 두 광집속소자(113)는 서로 마주 볼 수 있다. 두 광집속소자(113)는 두 광집속소자(113) 사이의 공간에서의 광손실을 줄일 수 있다. 일측의 광집속소자(113)는 OTDR 측과 광적으로 연결될 수 있다. Optical focusing elements (113, optical signal collectors) may be provided on both sides of the temperature sensor (111). Also, the light focusing elements 113 may be spaced apart from each other. The two light focusing elements 113 may face each other. The two light focusing elements 113 can reduce light loss in the space between the two light focusing elements 113. The light focusing element 113 on one side may be optically connected to the OTDR side.
그리고, 상호 이격된 두 광집속소자(113) 사이에 온도 감지 매질이 구비될 수 있다. 이 같은 구조에서, 두 광집속소자(113) 사이에 위치한 온도 감지 매질은 일측의 광집속소자(113)에서 출사된 광이 타측의 광집속소자(113)로 전달되는 광전달경로를 제공할 수 있다. Additionally, a temperature sensing medium may be provided between the two light focusing elements 113 that are spaced apart from each other. In this structure, the temperature sensing medium located between the two light focusing elements 113 can provide a light transmission path through which the light emitted from the light focusing element 113 on one side is transmitted to the light focusing element 113 on the other side. there is.
따라서, 온도감지모듈(110) 주변의 온도 변화에 따른 온도 감지 매질의 광투과율의 변화는 온도 감지 지점에서의 광전달 특성을 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 온도감지모듈(110) 주변의 온도 변화에 따라 온도감지모듈(110)에서의 시험광에 대한 후방산란광의 크기는 변화할 수 있다. 예를 들어, 온도감지모듈(110) 주변의 온도가 증가하면 온도감지모듈(110)에서의 시험광에 대한 후방산란광은 감소할 수 있다. 이는 온도가 증가하면 온도센서에서 빛을 흡수하여 back scattering이 줄어 들기 때문이다. Therefore, a change in the light transmittance of the temperature sensing medium according to a change in temperature around the temperature sensing module 110 may change the light transmission characteristics at the temperature sensing point. Accordingly, the size of the backscattered light for the test light from the temperature sensing module 110 may change depending on the temperature change around the temperature sensing module 110. For example, when the temperature around the temperature sensing module 110 increases, the backscattered light for the test light from the temperature sensing module 110 may decrease. This is because as the temperature increases, light is absorbed from the temperature sensor and back scattering is reduced.
상호 이격된 두 개의 광집속소자(113) 간의 간격을 조절하여 온도감지매질(112)에 의한 광감쇠에 바이어스를 줄 수 있다. By adjusting the distance between the two light focusing elements 113 spaced apart from each other, a bias can be applied to light attenuation by the temperature sensing medium 112.
온도감지모듈(110)은 양측에, 고정매체(114)를 구비할 수 있다. 두 고정매체(114)는 온도감지모듈(110) 양측에 고정될 수 있다. 예를 들어, 두 고정매체(114)는 광커넥터(Optical connector)일 수 있다. 광커넥터(Optical connector)는 SC/PC, SC/APC, FC/PC, FC/APC 등의 타입일 수 있다. The temperature sensing module 110 may be provided with a fixing medium 114 on both sides. The two fixing media 114 may be fixed to both sides of the temperature sensing module 110. For example, the two fixed media 114 may be optical connectors. Optical connectors may be of types such as SC/PC, SC/APC, FC/PC, and FC/APC.
두 고정매체(114) 중 일측의 고정매체(114)의 내측은 광섬유(115, optical fiber)를 이용해 온도센서(111)의 일측에 위치한 광집속소자(113)에 광적으로 연결될 수 있고, 일측의 고정매체(114)의 외측은 일측의 광선로(10)와 광적으로 연결될 수 있다. The inside of one of the two fixing media 114 can be optically connected to the optical focusing element 113 located on one side of the temperature sensor 111 using an optical fiber 115, and The outside of the fixed medium 114 may be optically connected to the optical path 10 on one side.
두 고정매체(114) 중 타측의 고정매체(114)는 광섬유(115)를 이용해 온도센서(111)의 타측에 위치한 광집속소자(113)에 광적으로 연결될 수 있고, 타측의 고정매체(114)의 외측은 타측의 광선로(10)와 광적으로 연결될 수 있다. Of the two fixing media 114, the other fixing medium 114 can be optically connected to the light focusing element 113 located on the other side of the temperature sensor 111 using an optical fiber 115, and the other fixing medium 114 The outside of may be optically connected to the optical path 10 on the other side.
온도감지모듈(110)의 구현 구조에 따라서, 온도센서(111)와 고정매체(114)는 직접 연결될 수 있으며, 이 경우 광섬유(115)는 생략될 수 있다. Depending on the implementation structure of the temperature sensing module 110, the temperature sensor 111 and the fixing medium 114 may be directly connected, and in this case, the optical fiber 115 may be omitted.
두 광집속소자(113)는 광집속렌즈일 수 있다. 본 발명은 광을 집속하여 방출하고 수광할 수 있는 기능을 가지는 한 광집속소자(113)를 제한하지 않는다. The two light focusing elements 113 may be light focusing lenses. The present invention does not limit the light focusing element 113 as long as it has the function of focusing, emitting, and receiving light.
광집속소자(113)는 예를 들어, 시준기일 수 있다. 도 4는 본 발명에 적용되는 시준기의 예시이다. 광집속소자(113)에 적용되는 시준기는, Fixed Fiber Optic Collimators, Adjustable Fiber Optic Collimators 또는 Fiber Pigtailed Collimators 중에 어느 하나일 수 있으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.The light focusing element 113 may be, for example, a collimator. Figure 4 is an example of a collimator applied to the present invention. The collimator applied to the light focusing element 113 may be any one of Fixed Fiber Optic Collimators, Adjustable Fiber Optic Collimators, or Fiber Pigtailed Collimators, but the present invention is not limited thereto.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments have been described and illustrated above to illustrate the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described, and does not deviate from the scope of the technical idea. Those skilled in the art will appreciate that numerous changes and modifications can be made to the present invention without any modification. Accordingly, all such appropriate changes, modifications and equivalents shall be considered to fall within the scope of the present invention.
10: 광선로
110: 온도감지모듈
100 : OTDR 10: optical line
110: Temperature sensing module
100:OTDR
Claims (7)
상기 광선로(10)의 온도 감지 지점 마다 구비되는 온도감지모듈(110)을 포함하고
상기 광선로(10)의 일단에 광적으로 연결되고, 상기 광선로(10)로 시험광을 조사하고, 상기 시험광에 대한 광선로(10)에서의 후방산란광을 측정하여 상기 광선로(10)의 온도 감지 지점에서의 온도 특성을 파악하는 OTDR(100)을 더 포함하고
상기 온도 감지 지점에서의 광전달 특성은 온도 감지 지점에서의 광투과율이고,
상기 OTDR(100)은
온도 감지 지점에서의 후방산란광의 크기를 이용해 시험광을 광선로(10)로 조사하고 동적 범위(Dynamic Range)에서 기 설정된 분해능(Resolution)으로 후방 산란광의 크기를 계측하고, 기 설정된 분해능에 따른 광선로(10) 지점 별 후방 산란광의 크기를 계측하고,
상기 온도 감지 지점에서의 후방산란광의 크기를 이용해 온도 감지 지점에서의 온도, 온도 감지 지점에서의 기 설정된 기준 온도 대비 온도 변화량, 기 설정된 기준 온도 대비 온도 감지 지점에서의 온도 변화도 및 온도 감지 지점에서의 위험도 중 적어도 하나를 산출하고,
상기 온도감지모듈(110)은 온도 감지 지점 주변의 온도에 따라, 광투과율의 변화 특성을 갖는 매질을 내장하고,
상기 광투과율의 변화 특성을 갖는 매질은 고체, 액체, 겔(Gel) 또는 기체 상태이고,
상기 온도감지모듈(110)은
내측 공간에 온도센서(111)를 수용하고,
상기 온도센서(111)는 내측에 온도에 따라 광투과율의 변화 특성을 갖는 매질을 수용하고,
상기 온도센서(111) 양측에 광집속소자(113)가 구비되고,
상기 광집속소자(113)는 서로 이격되고,
상기 상호 이격된 두 광집속소자(113) 사이에 온도 감지 매질이 구비되고
상호 이격된 두 개의 광집속소자(113) 간의 간격을 조절하고
상기 온도센서(111)는
양측에 광집속소자(113)가 구비되고,
상기 이격된 광집속소자(113)는 서로 마주 보고, 일측의 광집속소자(113)는 OTDR 측과 광적으로 연결되고,
두 광집속소자(113) 사이에 위치한 온도 감지 매질은 일측의 광집속소자(113)에서 출사된 광이 타측의 광집속소자(113)로 전달되는 광전달경로를 제공하고,
상기 온도감지모듈(110)은 광커넥터(Optical connector)를 포함하는 고정 매체를 양측에 구비하고,
두 고정매체(114) 중 일측의 고정매체(114)의 내측은 광섬유(115)를 이용해 온도센서(111)의 일측에 위치한 광집속소자(113)에 광적으로 연결되고, 일측의 고정매체(114)의 외측은 일측의 광선로(10)와 광적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 OTDR을 적용한 온도감지장치.
A light path (10) comprising at least one temperature sensing point; and
It includes a temperature sensing module 110 provided at each temperature sensing point of the optical line 10, and
It is optically connected to one end of the optical path 10, irradiates test light into the optical path 10, and measures backscattered light from the optical path 10 for the test light to determine the optical path 10. It further includes an OTDR (100) that determines the temperature characteristics at the temperature sensing point of
The light transmission characteristic at the temperature sensing point is the light transmittance at the temperature sensing point,
The OTDR (100) is
Using the size of the backscattered light at the temperature detection point, test light is irradiated into the optical path 10, the size of the backscattered light is measured with a preset resolution in the dynamic range, and the light beam according to the preset resolution is measured. Measure the size of backscattered light at each point (10),
Using the size of the backscattered light at the temperature detection point, the temperature at the temperature detection point, the amount of temperature change compared to the preset reference temperature at the temperature detection point, the temperature gradient at the temperature detection point compared to the preset reference temperature, and the temperature at the temperature detection point Calculate at least one of the risks of
The temperature sensing module 110 has a built-in medium having a change characteristic of light transmittance according to the temperature around the temperature sensing point,
The medium having the characteristic of changing light transmittance is in the state of solid, liquid, gel, or gas,
The temperature sensing module 110 is
A temperature sensor 111 is accommodated in the inner space,
The temperature sensor 111 accommodates a medium having a change characteristic of light transmittance depending on temperature inside,
Light focusing elements 113 are provided on both sides of the temperature sensor 111,
The light focusing elements 113 are spaced apart from each other,
A temperature sensing medium is provided between the two spaced apart light focusing elements 113,
Adjust the gap between the two light focusing elements 113 spaced apart from each other and
The temperature sensor 111 is
Light focusing elements 113 are provided on both sides,
The spaced apart light focusing elements 113 face each other, and the light focusing element 113 on one side is optically connected to the OTDR side,
The temperature sensing medium located between the two light focusing elements 113 provides a light transmission path through which the light emitted from the light focusing element 113 on one side is transmitted to the light focusing element 113 on the other side,
The temperature sensing module 110 is provided with fixing media including optical connectors on both sides,
Of the two fixing media 114, the inside of one fixing medium 114 is optically connected to the light focusing element 113 located on one side of the temperature sensor 111 using an optical fiber 115, and the fixing medium 114 on one side ) A temperature sensing device using OTDR, characterized in that the outside of the OTDR is optically connected to the optical path 10 on one side.
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| KR1020210100272A KR102611019B1 (en) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | Temperature monitoring system with OTDR applied |
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Citations (1)
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| JPS56137236A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | Measuring device for temperature |
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2021
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