KR200399574Y1 - Vibration sensor system using Mach-Zender of adhesion type - Google Patents
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Abstract
본 고안은 광섬유를 사용하는 마하젠더 간섭계 센서를 이용하는 진동 감지 시스템으로서 사무실,복도,거실,로비등의 타일 형태로 설치,부착 또는 장식 하여 야간 또는 출입 금지 구역등의 침입자의 움직임, 실내에서 타인에 의해 가해지는 충격등에 의한, 설치된 광섬유 격자 센서에 가해 지는 충격을 감지하여 경보의 발생과; 격자 형태로 이루어진 진동 감지 센서부는 다양한 형태도 가능하여 실내 디자인과 조화가 가능하게 변형이 되며 연결형의 격자를 사용하여 좁은 범위와 더 넓은 범위의 지역을 감지 하는 것으로 연결형 격자 진동감지 센서부와 마하젠더 센서를 구성으로 하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a vibration detection system using the Mach-Zehnder interferometer sensor using optical fiber, which is installed, attached or decorated in the form of tiles such as office, corridor, living room, lobby, etc. Generating an alarm by detecting an impact applied to an installed optical fiber grating sensor by an impact applied by the lamp; Vibration sensor part in the form of a grid can be modified in various forms to harmonize with the interior design, and connected grid vibration sensor and machender are used to detect a narrow and wide range of area by using a connected grid. It is characterized by comprising a sensor.
Description
본 고안은 광섬유를 사용하는 마하젠더 간섭계를 이용한 진동 감지시스템에 관한 것으로서, 광원의 신호처리의 비용을 대폭 감소시키도록 하는 마하젠더 간섭계와 설치와 수리 교환이 용이하도록 고안된 격자 연결형 진동 감지 시스템에 관한 것으로,The present invention relates to a vibration detection system using a Mach-Zehnder interferometer using an optical fiber, and to a Mach-Zehnder interferometer for greatly reducing the cost of signal processing of a light source, and a grid-connected vibration detection system designed for easy installation and repair. In that,
현재 공장이나 물류단지, 공공 기관 등의 보안수요가 증가하고 있지만 이를 감당할 경비인력의 높은 인건비 등으로 인하여 과학 방호 등으로 인건비를 줄이면서도 더욱 높은 수준의 경비 서비스를 제공받고자 하는 수요가 증가하는 추세이다. 공공기관이나 공장에서는 현재까지 현실적이며 경제적인 대안이 많이 제시되어 있으며, 그 수요가 무한할 것으로 판단된다.Currently, security demands of factories, logistics complexes, and public institutions are increasing, but due to the high labor costs of security personnel, the demand for higher security services is being increased while reducing labor costs due to scientific protection. . In public institutions and factories, there are many realistic and economical alternatives to date, and the demand is expected to be infinite.
기존의 사용 되거나 제시된 감지 센서는 좁은 범위에 사용되는 포인트(Point)센서로 사무실이나 출입 금지 구역에서 사용되어 효과적으로 사용되고 있으며 넓은 지역 센서로 라인 형태의 광섬유 센서가 제시되어 울타리나 담장 등에 적합하게 구현되어 있다.Conventionally used or presented detection sensor is a point sensor that is used in a narrow range and is effectively used in an office or a restricted area, and a line type optical fiber sensor is presented as a wide area sensor to be suitable for a fence or a fence. have.
그러나 포인트 센서는 실내에서 설치 사용될 시 외관이 외부로 노출이 되어 있어서, 침입자로 하여금 센서를 견제할 수 있게 하며. 또한, 넓은 범위에 사용되도록 고안된 라인형 광섬유 센서는 그 전문성으로 인하여 설치시 그 분야의 전문인력이 필요로 하며, 사용 도중 파손과 센서의 절단으로 인하여 교체와 수리시 전문인력의 필요로 인한 시스템의 재가동과 구축에 많은 시간과 보안의 무력화가 나타나게 되는 단점이 있다. However, the point sensor is exposed to the outside when used indoors, allowing intruders to check the sensor. In addition, the line-type optical fiber sensor designed to be used in a wide range requires professional personnel in the field due to its expertise, and due to breakage and cutting of the sensor during use, There is a disadvantage in that a lot of time and security are disabled in restarting and building.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 격자 연결형 진동 감지 센서부의 사용으로 설치시 다양한 격자 외형을 제공함으로써 침입자로 하여금 감지 센서의 외관 노출이 적어 견제가 적어지고 쉽게 방심을 유도할 수 있으며, 격자 연결형으로 파손으로 인한 수리시 전문 인력의 도움 없이도 단순 격자 감지 센서의 교체로 시간과 인력 그리고 수리시 보안의 무력화 시간을 줄일 수 있도록 격자 연결형 마하 젠더 진동 감지 시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems by providing a variety of grating appearance when installed by the use of the grid-connected vibration sensor unit, the intruder is less exposed to the external appearance of the detection sensor, less checks and can easily induce vigilance, Its purpose is to provide a grid-connected Mach-Zehnder vibration detection system to reduce time, manpower, and security-disabled time by replacing a simple grid-sensing sensor without the help of skilled personnel in repairs caused by breakage.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본고안의 특징은,The characteristics of the present invention for achieving the above object,
마하젠더 간섭계를 이용한 연결형 격자 진동 감지 시스템에 있어서, 레이저 다이오드를 이용하여 광을 발생하여 광섬유를 통해 전달하는 광원과; 상기 광원의 광섬유와 광섬유 연결 커넥터로 연결하여 진동 감시 영역의 설치 되어 진동을 감지하는 마하젠더 간섭계 센서를 가진 연결형 격자부와; 연결하여 광을 전달하고 상기 연결형 격자부의 진동에 변화된 광원이 광섬유 연결 커넥터를 통해 광신호를 전기적 신호로 변화시키는 포토 다이오드와; 연결되어 출력된 전기 신호를 분석하여 진동을 감지 확인하고 이상 진동시 경고를 발생하는 기능을 수행하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. A connected lattice vibration sensing system using a Mach-Zehnder interferometer, comprising: a light source for generating light using a laser diode and transmitting the light through an optical fiber; A grating portion having a Mach-Zehnder interferometer sensor connected to the optical fiber of the light source and the optical fiber connection connector to detect the vibration by installing the vibration monitoring area; A photodiode connected to transfer light and converting an optical signal into an electrical signal through an optical fiber connection connector through which the light source changed by vibration of the connection type grating part; It is characterized in that it comprises a signal processor for performing a function of detecting and confirming the vibration by detecting the electrical signal output connected to the abnormal vibration.
이하, 본 고안에 따른 마하젠더 간섭계 센서를 이용한 연결형 격자 진동 감지 시스템의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the connected grating vibration detection system using the Mach-Zehnder interferometer sensor according to the present invention will be described in detail.
도 1은 기존에 제시된 마하젠더 간섭계를 이용한 진동 감지 시스템의 개념 도이고, 도 2는 본 고안에 따른 마하젠더 간섭계 센서를 이용한 진동 감지 시스템의 구성을 나타낸 블록 도이고, 도 3은 본 고안에 따른 연결형 격자 진동 감지 센서부의 연결 형태를 나타낸 개념 도이고, 도 4는 기존에 제시된 마하젠더 간섭계 센서의 개념 도이고, 도 5는 본 고안에 따른 마하젠더 간섭계를 이용한 진동 감지 시스템의 신호처리부를 나타낸 블록 도이다. 1 is a conceptual diagram of a vibration sensing system using a Mach-Zehnder interferometer according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a vibration sensing system using a Mach-Zehnder interferometer sensor according to the present invention, and FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a connection form of the connected lattice vibration sensing sensor unit, FIG. 4 is a conceptual diagram of a Mach-Zehnder interferometer sensor, and FIG. 5 is a block diagram illustrating a signal processing unit of a vibration sensing system using a Mach-Zehnder interferometer according to the present invention. It is also.
도 1을 참조하면, 1-1 은 반도체 레이저를 나타내고, 1-2는 센서로 사용되는 광섬유를 나타내고, 1-3 은 용융 접합 된 광섬유 커플러를 나타내고. 1-4 는 수신된 간섭 신호를 전기신호로 바꾸기 위한 수광소자를 나타내고, 1-5 는 수신된 전기 신호를 필요한 전압 값까지 증폭하는 증폭기를 나타내고, 1-6 은 전기신호 내의 잡음 성분을 제거하기 위한 필터를 나타내고 1-7 은 전기 신호를 정류 및 평활 하는 것을 나타내고, 1-8 은 비교기를 사용하여 펄스를 만드는 비교기를 나타내고, 1-9 는 진동감지 후 이상을 알려주는 경보신호를 나타낸다.1, 1-1 represents a semiconductor laser, 1-2 represents an optical fiber used as a sensor, and 1-3 represents an optical fiber coupler melt-bonded. 1-4 represents a light receiving element for converting a received interference signal into an electrical signal, 1-5 represents an amplifier for amplifying the received electrical signal to a required voltage value, and 1-6 represents a noise component in the electrical signal. 1-7 indicates the rectifier and smoothing the electrical signal, 1-8 indicates the comparator to make a pulse using a comparator, and 1-9 indicates an alarm signal indicating the abnormality after vibration detection.
상기의 구성에서 반도체 레이저 1-1 로부터 출력되는 레이저광은 광섬유 1-2 에서 1-3 까지를 통과하면서 두 개의 광섬유 코어에 침입자 등에 의한 외부 충격으로 광섬유의 굴절률이 변화하여, 광섬유 팔길이 차에 의해 간섭 패턴이 변화하게 되고 이렇게 변형된 레이저광이 본 고안에 의한 변환된 광 출력을 얻게 된다. 이렇게 진동 등에 의한 외부 충격으로 변화하는 광출력을 수광소자 1-4 에서 전기 신호로 변환한 후 증폭기 1-5 에서 증폭하고 고역 필터를 통해 특정 이상 고주파 진동 신호를 감지하여, 경보기를 작동한다. In the above configuration, the laser light output from the semiconductor laser 1-1 passes through the optical fibers 1-2 to 1-3, and the refractive index of the optical fiber is changed by the external impact caused by the intruder or the like on the two optical fiber cores, resulting in the difference in the arm length difference. As a result, the interference pattern is changed, and the laser light thus modified obtains the converted light output according to the present invention. In this way, the light output, which is changed by external shock due to vibration, is converted into an electrical signal by the light receiving elements 1-4, and then amplified by the amplifier 1-5, and a specific abnormal high frequency vibration signal is detected through a high pass filter to activate an alarm.
도 2를 참조하면, 도 2는 본 고안의 진동 감지 센서의 구성을 나타내는데 2-1은 시스템부로 광섬유에 광원을 보내주는 광원과 변화된 광원을 전기적 신호로 변환해주는 광 검출기와 전기적 신호를 처리하여 경보 여부를 판단하며 경보를 발생하는 신호 처리부 경보를 알리는 경보기로 구성되며, 2-2 는 진동 감지 센서부로 감시 지역에 설치되어 광섬유로 시스템부 2-1 와 연결이 되며 마하젠더 간섭계를 가지고 충격과 진동시 광원으로부터의 광을 변화시켜 광의 간섭현상을 나타내게 된다. Referring to Figure 2, Figure 2 shows the configuration of the vibration detection sensor of the present invention 2-1 is a light source for sending a light source to the optical fiber to the system unit and a light detector for converting the changed light source into an electrical signal and the alarm by processing the electrical signal It consists of an alarm that notifies the signal processing unit alarm to determine whether or not to generate an alarm. 2-2 is a vibration sensor unit installed in the monitoring area and connected to the system unit 2-1 by an optical fiber and has a Mach-Zehnder interferometer to shock and vibration. The interference from the light source is changed by changing the light from the visual light source.
도 3을 참조하면 도 2의 진동 감지 센서부 2-2 를 자세히 나타낸 것으로 각각의 진동 감지 센서부는 격자의 형태를 가지며, 또한 마하젠더 간섭계 센서가 있으며, 각각의 마하젠더 간섭계는 광섬유 연결 커넥터로 쉽게 연결이 되며 또한 광섬유 연결 커넥터로 광원과 광검출기와 연결이 되어서 광원을 출발한 광원은 각 격자를 거치며 충격에 대한 이상 진동을 광 검출기로 전달하게 된다.Referring to FIG. 3, the vibration sensor 2-2 of FIG. 2 is shown in detail. Each vibration sensor has a lattice shape, and there is a Mach-Zehnometer interferometer sensor, and each Mach-Zehnometer interferometer is easily connected with an optical fiber connection connector. In addition, it is connected to the light source and the photodetector through the optical fiber connection connector, so that the light source from the light source passes through each grating and transmits the abnormal vibration to the light detector.
격자 형태의 진동 감지 센서부는 외형의 모습이 변화가 가능하며, 광섬유 연결 커넥터로 손쉽게 연결이 가능하며, 연결형 격자 형태로서 격자 형태의 진동 감지 센서부를 사용자의 부착 방식에 따라 감시 범위를 변화할 수 있다.The grid-shaped vibration sensor can be changed in appearance, and can be easily connected with a fiber optic connector, and the grid-type vibration sensor can change the monitoring range according to the user's attachment method. .
도 4를 참조하면 도 3의 연결형 격자 진동 감지 센서부의 내부의 부착 되는 마하젠더 간섭계의 대략적인 구조도로 입사된 광원은 커플러를 통해 두 광원으로 분배되어 다시 커플러를 통해 합쳐지며, 충격이나 진동에 대해 간섭 현상을 나타내게 된다.Referring to FIG. 4, the light source incident on the schematic structure of the Mach-Zehnder interferometer attached to the inside of the connected lattice vibration sensing sensor of FIG. 3 is distributed to two light sources through a coupler, and then merged again through the coupler. It will show interference phenomenon.
도 5를 참조하면 도 2의 2-1 의 시스템부의 신호처리부로서 도 1의 1-5, 1-6,1-7,1-8 까지의 부분을 하나의 시스템으로 나타낸 블록도로서 도 1의 1-4 의 광검출기를 통해 전기신호로 변화된 신호는 5-1 전기적 신호로 입력이 되어 5-2 에 의해 필요한 전압 값까지 증폭되며, 5-3 은 전기신호 내의 잡음성분을 제거하게 되며 5-4은 전기 신호를 정류 및 평활하게 하고, 1-8 은 비교기를 사용하여 펄스를 비교하며, 5-6 은 진동감지 후 이상 현상을 판단하는 상황판단 기로 경보의 발생 여부를 판단하게 하며, 5-7 은 경보의 발생을 판단하게 되면 경보신호 5-8 로 보내게 된다. Referring to FIG. 5, the signal processing unit of the system unit of FIG. 2-1 of FIG. 2 is a block diagram showing parts of 1-5, 1-6, 1-7, and 1-8 of FIG. 1 as one system. The signal transformed into an electrical signal through the photodetector of 1-4 is input as a 5-1 electrical signal and amplified to the required voltage value by 5-2, and 5-3 removes noise components in the electrical signal. 4 is to rectify and smooth the electrical signal, 1-8 is to compare the pulse using a comparator, 5-6 is to determine whether the alarm is generated by the situation determiner to determine the abnormal phenomenon after vibration detection, 5- When 7 determines the occurrence of alarm, it sends alarm signal 5-8.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 연결형 격자 진동 감지 센서부를 제공함으로써, 하나의 광원과 광검출기, 시스템부만을 사용하여 저비용으로 구성이 가능하며, 센서 감지 형태가 광량이 아닌 일정 이상 크기의 주파수를 감지하므로, 감시 범위 확장시 연결형 격자 진동 감지 센서부를 추가 부착이 가능하여 감시 범위의 확장할 수 있게 하며, 또한, 진동 감지 센서부의 파손, 수리 또는 교체시 전체 센서부의 교체가 아닌 일부 파손 부위의 연결형 격자 진동 감지 센서부만을 교체하므로 수리비의 저렴화가 가능하며, 교체시 광섬유 연결 커넥터 사용으로 전문 인력과 전문 지식 없이도 교체할 수 있게 하며, 연결형 격자 형식으로 수리 또는 교체시 연결형 격자 진동 감지 센서부 부분을 교체만으로 시스템의 정상화와 교체중 보안의 무력화 시간을 줄일 수 있으며. 변형할 수 있는 외형으로 침입자로부터 외관이 노출이 적어 침입자로 하여금 보안 시스템에 대한 파괴 방지와 침입자로 하여금 방심을 유도하여 침입자 감지를 높일 수 있다. As described above, the present invention provides a connected grid vibration detection sensor unit, which can be configured at a low cost by using only one light source, a photo detector, and a system unit, and the sensor detection form detects a frequency of a predetermined size or more rather than the amount of light. Therefore, when the monitoring range is extended, the connected grid vibration detection sensor unit can be additionally attached to extend the monitoring range. Also, when the vibration detection unit is broken, repaired or replaced, the connected grid of some damaged parts is not replaced. Repair costs can be reduced by replacing only the vibration sensor unit, and it can be replaced without using professional personnel and expertise by using optical fiber connection connector. Time to disable the security during system normalization and replacement It can be. The appearance can be modified, and the appearance is less exposed from the intruder, thereby preventing the intruder from destroying the security system and inducing the intruder to increase the intruder detection.
도 1은 기존에 제시된 마하젠더 간섭계를 이용한 진동 감지 시스템의 개념도,1 is a conceptual diagram of a vibration sensing system using a Mach-Zehnder interferometer according to the present invention;
도 2는 본 고안에 따른 마하젠더 간섭계 센서를 이용한 진동 감지 시스템의 구성을 나타낸 블록도,2 is a block diagram showing the configuration of a vibration detection system using a Mach-Zehnder interferometer sensor according to the present invention,
도 3은 본 고안에 따른 연결형 격자 진동 감지 센서부의 연결 형태를 개념도,3 is a conceptual diagram illustrating a connection form of the connected lattice vibration sensing sensor unit according to the present invention;
도 4는 기존에 제시된 마하젠더 간섭계 센서의 개념도,4 is a conceptual diagram of a Mach-Zehnder interferometer sensor previously presented;
도 5는 본 고안에 따른 마하젠더 간섭계를 이용한 진동 감지 시스템의 신호처리부의 구성을 나타낸 블록도5 is a block diagram showing a configuration of a signal processing unit of a vibration sensing system using a Mach-Zehnder interferometer according to the present invention
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Cited By (1)
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| CN109781240A (en) * | 2019-01-30 | 2019-05-21 | 武汉理工大学 | Optical fibre vibration sensor phase demodulating device and method based on dual wavelength regression analysis |
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2005
- 2005-05-10 KR KR20-2005-0013006U patent/KR200399574Y1/en not_active IP Right Cessation
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| CN109781240A (en) * | 2019-01-30 | 2019-05-21 | 武汉理工大学 | Optical fibre vibration sensor phase demodulating device and method based on dual wavelength regression analysis |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |