KR200340703Y1 - 침입자 감시를 위한 광섬유 스페클 센서의 공간필터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다중모드 광섬유를 광섬유 센서로서 철망울타리 등에 설치하여 침입자가 광섬유 센서가 설치된 구조물을 통과하여 침입할 때 광섬유 센서에 가해지는 충격을 감지하여 침입을 인식하는 스페클 방식 침입자 감시시스템에 사용되는 부품인 공간필터에 관한 것으로서,

이러한 스페클 방식 침입자 감시시스템에 사용되는 공간필터는 기존의 광콘넥터 2개와 광콘넥터 결합 스리브 1개로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

침입자 감시를 위한 광섬유 스페클 센서의 공간필터 {Spatial filter of optical fiber speckle sensor for intruder detection}

본 고안은 다중모드 광섬유를 광섬유 센서로서 철망울타리 등에 설치하여 침입자가 광섬유 센서가 설치된 구조물을 통과하여 침입할 때 광섬유 센서에 가해지는 충격을 감지하여 침입을 인식하는 스페클 방식 침입자 감시시스템에 사용되는 부품인 공간필터에 관한 것으로서,

지금까지의 스페클 방식 광섬유 센서에 사용되는 공간필터는 수광소자 앞에 스페이서(spacer) 등을 사용하여 광섬유와 수광소자 간에 일정간격을 유지시키는 방법을 사용하였다. 그러나 이러한 방식은 수광소자에 피그테일(pigtail)된 광섬유가 붙어있는 수광소자를 사용할때는 적용할 수 없는 단점이 있었다.

결국, 종래 기술에 의한 스페클 방식 광섬유 센서에 사용되는 공간필터인 수광소자 앞에 스페이서(spacer)를 이용하는 방법은 광섬유 중간에서는 적용할 수 없는 단점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 그 목적은 다중모드(multimode) 광섬유를 사용하는 스페클 방식 광섬유 센서에서 사용되는 공간필터를 기존의 광콘넥터와 광콘넥터 결합스리브를 사용하여 구현하여 피그테일(pigtail)이 붙어있는 수광소자에도 적용할 수 있게 하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 침입자 감지 방식의 개념도,

도 2는 본 발명에 의한 공간필터의 구조도.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

1 : 반도체 레이저 2 : 다중모드 광섬유 센서

3 : 공간필터 4 : 수광소자

5 : 증폭기 6 : 필터

7 : 정류기 및 평활기 8 : 비교기

9 : 침입자 감지 신호 10: 광섬유

11: 광콘넥터 12: 페룰

13: 광콘넥터 결합스리브 14: 광콘넥터

15: 접착제

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 제1 특징에 따르면, 스페클 방식 광섬유 센서에서 센서로 사용되는 다중모드 광섬유에 침입자 등의 외부 충격에 의하여 발생되는 스페클(speckle) 패턴(pattern)을 광콘넥터와 광콘넥터 결합스리브를 사용하여 구현된 공간필터를 사용하여 광강도의 변화로 변환하고 이를 수광소자로 수신하여 신호처리 한 후 침입자 감지 신호를 발생하게 하였다.

이하, 본 고안에 의한 광콘넥터와 광콘넥터 결합스리브를 사용하여 구현된 공간필터를 사용하여 구현된 스페클 방식 광섬유 센서를 이용한 침입자 감시 방식의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 1은 본 발명이 적용된 침입자 감지 방식의 개념도 이고, 도 2는 본 고안에 의한 공간필터의 구조도 이다.

도 1을 참조하면, 참조번호 1은 반도체 레이저를 나타내고, 참조번호 2는 센서로 사용되는 다중모드 광섬유를 나타내고, 참조번호 3은 본 고안에 의한 광콘넥터와 광콘넥터 결합스리브를 사용하여 구현된 공간필터를 나타내고, 참조번호 4는 수신된 스페클 패턴(pattern)을 전기신호로 바꾸기 위한 수광소자를 나타내고, 참조번호 5는 수신된 전기신호를 필요한 전압값 까지 증폭시키는 증폭기를 나타내고, 참조번호 6은 전기신호내의 잡음성분을 제거하기 위한 필터(filter)를 나타내고, 참조번호 7은 전기신호를 정류 및 평활하는 것을 나타내고, 참조번호 8은 비교기를 사용하여 펄스를 만드는 비교기를 나타내고, 참조번호 9는 침입자 감지를 알려주는 경보신호를 나타낸다.

상기의 구성에서 반도체 레이저(1)로부터 출력되는 레이저광은 다중모드 광섬유(2)를 통하면서 두 개의 광섬유 코어(core) 축을 특정 거리만큼 띄어놓은 공간필터(3)를 통하여 수광소자(4)에서 전기신호로 변환된다. 다중모드 광섬유(2)에 침입자 등에 의한 외부 충격으로 다중모드 광섬유(2)가 흔들리면 다중모드 광섬유(2) 내의 스페클 패턴이 변화하게 되고 이렇게 변형된 레이저광이 본 발명에 의한 광콘넥터와 광콘넥터 결합스리브를 사용하여 구현된 공간필터(3)를 통하면 스페클 패턴에 따라 변화된 광 출력을 얻게 된다. 이렇게 침입자 등에 의한 외부 충격으로 변화하는 광 출력을 수광소자(4)에서 전기신호로 변환한 후 증폭기(5)에서 증폭하고 필터(6)에서 잡음신호를 걸러낸 후 정류기 및 평활기(7)에서 정류 및 여과하고 비교기(8)에서 기준 전압 값 보다 클 때만 펄스파형을 출력하게 하면 다양한 펄스폭을 갖는 펄스형태인 침입자감지신호(9)들이 생성되게된다.

한편, 도 2를 참조하여, 도 2는 본 고안에 의한 공간필터의 구조를 나타내는데, 참조번호 10은 광섬유를 나타내고, 참조번호 11은 본 발명에 의한 광콘넥터를 나타내고, 참조번호 12는 본 발명에 의한 페룰(ferrule)을 나타내고, 참조번호 13은 본 고안에 의한 광콘넥터 결합스리브를 나타내고, 참조번호 14는 본 발명에 의한 광콘넥터를 나타내며, 참조번호 15는 본 고안에 의한 광콘넥터와 광콘넥터 결합스리브를 고정시키는 접작제를 나타낸다.

상기의 구성에서, 도 2는 도 1의 본 고안에 의한 광콘넥터와 광콘넥터 결합스리브를 사용하여 구현된 공간필터(3)를 확대하여 상세히 설명한 구조도로서, 한쪽 광콘넥터(14)를 광콘넥터 결합스리브(13)의 한쪽에 완전히 결합시키고 반대쪽 광콘넥터(11)는 광콘넥터 결합스리브(13)의 반대쪽에 스페클 패턴의 변화를 가장 민감하게 수신할 수 있도록 페룰(12)을 약간 빼내어 결합한 후 접착제(15)를 사용하여 움직이지 않도록 하는 구조를 갖게된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 광콘넥터와 광콘넥터 결합스리브를 사용하여 구성된 공간필터를 사용한 침입자 감시용 스페클 방식 광섬유 센서는 수광소자 앞에 스페이서(spacer)를 끼우는 공간필터를 사용한 종래의 방식과는 달리 피그테일(pigtail)이 달린 수광소자를 사용할 수 있으므로 기존의 제품을 사용하여 간단하게 공간필터를 구현할 수 있으며 광콘넥터와 광콘넥터 결합스리브의 결합 깊이를 조절하여 스페클 패턴의 변화 효과가 최대가 되는점에 동작점을 용이하게 설정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 스페클(Speckle) 방식 다중모드 광섬유 센서를 사용한 침입자 감시 시스템의 공간필터에 관한 것으로,

   두 개의 광콘넥터와 1개의 광콘넥터 결합스리브가 조합된 것을 특징으로 하는 침입자 감시를 위한 광섬유 스페클 센서의 공간필터