KR20040021405A - 항온 기능을 가진 광 세기 측정기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광 입력 포트를 구비한 메인 바디와; 상기 메인 바디 안에 내장되며, 내/외부간 열의 이동을 차단하는 항온 케이스와; 상기 광 입력 포트를 통해 입력된 광 신호를 전류 신호로 변환하여 출력하는 광전 변환기와, 변환된 전류 신호를 아날로그 전압 신호로 변환하여 출력하는 전류/전압 변환기와, 입력된 아날로그 전압 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기와, 증폭된 아날로그 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환기 및 상기 항온 케이스 내부의 온도 변화에 따른 온도 감지 신호를 출력하는 온도 감지기를 포함하며, 상기 항온 케이스 내에 설치된 아날로그 회로부와; 상기 항온 케이스의 일측면에 부착되어 온도 조절 신호에 따라 상기 항온 케이스를 가열 혹은 냉각시키는 케이스 온도 조절기와; 상기 온도 감지 신호에 따라 항온 케이스의 내부가 미리 설정된 온도를 유지하도록 상기 케이스 온도 조절기로 온도 조절 신호를 출력하고, 상기 광 세기 신호에 따라 미리 설정된 측정값 표시 신호를 출력하는 제어기를 포함한 디지털 회로부와; 상기 측정값 표시 신호에 응답하여 광 세기 측정값을 문자 혹은 화상으로 출력하는 측정값 표시부를 포함함을 특징으로 하는 항온 기능을 가진 광 세기 측정기를 제공한다.
Description
본 발명은 광 세기 측정기에 관한 것으로서, 특히 외부 온도의 변화에 관계없이 내부 온도를 일정하게 유지하여 온도 변화에 따른 측정 오차 발생을 방지할 수 있는 광 세기 측정기에 관한 것이다.
통상적으로, 광 세기 측정기는 입력되는 광량에 따른 광 세기 측정값을 출력하는 장치로서, 광섬유 및 광부품의 연구 개발에서부터 광섬유, 광부품의 제조나 설치, 광통신 시스템의 구축에 이르기까지 널리 활용되고 있다.
상기 광 세기 측정기는 크게 입력된 광 신호를 증폭/변환하여 디지털 신호로 출력하는 아날로그 회로부, 상기 디지털 신호로부터 광 세기를 판단하는 디지털 회로부 및 상기 디지털 회로부에서 판단된 광 세기를 가시적인 형태로 출력하는 측정값 표시부로 구성된다.
특히, 상기 아날로그 회로부는 주변 온도 변화에 따라 출력값이 달라지는 비선형적 오차가 발생하는 부분으로서, 종래에는 이와 같은 온도 변화에 의한 오차를 예방하기 위해 다음과 같은 방식이 사용되었다.
첫째, 포토 다이오드와 같은 광전 변환기에 열전 냉각기(Thermo Electric Cooler, TEC)를 내장시킨 방식으로서, 이와 같은 방식은 광전 변환기를 제외한 전류/전압 변환 회로, 증폭 회로, 아날로그/디지털 변환 회로 등 아날로그 회로부의다른 부품들에 온도에 대한 비선형성이 잔존하여 여전히 온도 변화에 따른 측정 오차가 발생하는 문제점이 있었다.
둘째, 중앙 연산 장치(Central Processing Unit, CPU)에서 별도의 프로그램에 의해 온도 변화에 따른 측정 오차를 보정하는 방식으로서, 이와 같은 방식은 측정 오차의 발생 원인은 제거하지 않고 미리 설정된 테이블에 따라 인위적으로 오차 보정이 이루어지므로, 측정 대상물의 특성 및 테이블의 초기 설정치에 따라 출력값이 달라져 신뢰성있는 결과치를 기대하기 힘든 문제점이 있었다.
셋째, 항온 측정실에 광 세기 측정기를 설치하여 광 세기를 측정하는 방식으로서, 이러한 방식은 측정 장소가 항온 측정실로 한정된다는 장소적 제약이 발생하여 불편하고, 항온 측정실의 온도를 일정하게 유지하는데 많은 시간과 비용이 소요된다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 외부 온도 변화에 따른 측정 오차없이 신뢰성있는 광 세기 측정값을 얻을 수 있는 항온 기능을 가진 광 세기 측정기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광 입력 포트를 구비한 메인 바디와; 상기 메인 바디 안에 내장되며, 내/외부간 열의 이동을 차단하는 항온 케이스와; 상기 광 입력 포트를 통해 입력된 광 신호를 전류 신호로 변환하여 출력하는 광전 변환기와, 변환된 전류 신호를 아날로그 전압 신호로 변환하여 출력하는 전류/전압 변환기와, 입력된 아날로그 전압 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기와, 증폭된 아날로그 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환기 및 상기 항온 케이스 내부의 온도 변화에 따른 온도 감지 신호를 출력하는 온도 감지기를 포함하며, 상기 항온 케이스 내에 설치된 아날로그 회로부와; 상기 항온 케이스의 일측면에 부착되어 온도 조절 신호에 따라 상기 항온 케이스를 가열 혹은 냉각시키는 케이스 온도 조절기와; 상기 온도 감지 신호에 따라 항온 케이스의 내부가 미리 설정된 온도를 유지하도록 상기 케이스 온도 조절기로 온도 조절 신호를 출력하고, 상기 광 세기 신호에 따라 미리 설정된 측정값 표시 신호를 출력하는 제어기를 포함한 디지털 회로부와; 상기 측정값 표시 신호에 응답하여 광 세기 측정값을 문자 혹은 화상으로 출력하는 측정값 표시부를 포함함을 특징으로 하는 항온 기능을 가진 광 세기 측정기를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항온 기능을 가진 광 세기 측정기를 나타낸 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항온 기능을 가진 광 세기 측정기를 나타낸 절개 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 메인 바디 112 : 광 입력 포트
114 : 공기 배출 팬 116 : 공기 배출 홀
120 : 항온 케이스 130 : 아날로그 회로부
131 : 광전 변환기 132 : 전류/전압 변환기
133 : 증폭기 134 : 아날로그/디지털 변환기
135 : 온도 감지기 140 : 케이스 온도 조절기
142 : 히트 싱크 150 : 디지털 회로부
152 : 제어기 160 : 측정값 표시부
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항온 기능을 가진 광 세기 측정기를 나타낸 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항온 기능을 가진 광 세기 측정기를 나타낸 절개 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항온 기능을 가진 광 세기 측정기(100)는 크게 메인 바디(110), 항온 케이스(120), 아날로그 회로부(130), 케이스 온도 조절기(140), 디지털 회로부(150) 및 측정값 표시부(160)를 포함한다. 상기 구성 요소들로 구동 전압을 공급하는 전원부에 대한 도시 및 설명은 생략하기로 한다.
1. 메인 바디
상기 메인 바디(110)는 본 발명의 광 세기 측정기의 외관을 형성하고, 내장된 부품들을 보호하는 부재이다.
상기 메인 바디(110)는 측면 일측에 광 입력 포트(112)를 구비한다. 상기 광 입력 포트(112)는 측정 대상물인 광 부품 등으로부터 광 신호가 입력되는 부분이다.
상기 메인 바디(110)는 구동 전압 인가에 따라 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기 배출 팬(114) 및 다수개의 공기 배출 홀(116)을 추가로 구비한다. 상기 공기 배출 팬(114) 및 공기 배출 홀(116)은 메인 바디(110) 내부의 공기 순환을 돕고, 상기 케이스 온도 조절기(140)의 열 효율을 높인다.
2. 항온 케이스
상기 항온 케이스(120)는 메인 바디(110) 안에 내장되는 단열 구조물이다.
상기 항온 케이스(120)는 내/외부간 열의 이동을 차단하여 내부를 항상 일정한 온도로 유지케함으로써, 온도 변화에 민감한 아날로그 회로부(130)의 출력값이 온도 변화에 의해 영향을 받지 않도록 한다.
상기 항온 케이스(120)의 재질은 단열성이 우수한 재질이면 어느 것이든 가능하나, 바람직하게는 스테인레스 스틸, 알루미늄 합금 등을 사용할 수 있다.
3. 아날로그 회로부
상기 아날로그 회로부(130)는 입력된 광 신호를 증폭/변환하여 디지털 신호로 출력하는 부분이다.
상기 아날로그 회로부(130)는 광 입력 포트(112)를 통해 입력된 광 신호를 전류 신호로 변환하여 출력하는 광전 변환기(131)와, 변환된 전류 신호를 아날로그 전압 신호로 변환하여 출력하는 전류/전압 변환기(132)와, 입력된 아날로그 전압 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기(133)와, 증폭된 아날로그 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환기(134) 및 상기 항온 케이스(120) 내부의 온도 변화에 따른 온도 감지 신호를 출력하는 온도 감지기(135)를 포함한다.
상기 아날로그 회로부(130)는 온도 변화에 따른 출력값의 변화, 즉 온도 의존성 측정 오차가 발생하지 않도록 항온 케이스(120) 내에 설치된다.
4. 케이스 온도 조절기
상기 케이스 온도 조절기(140)는 항온 케이스(120) 내부의 온도를 일정하게 유지시켜 주기 위한 온도 조절 수단이다.
상기 케이스 온도 조절기(140)는 항온 케이스(120)의 일측면에 부착되어 온도 조절 신호에 따라 상기 항온 케이스(120)를 가열 혹은 냉각시킨다.
상기 케이스 온도 조절기(140)로는 열전 냉각기(TEC)를 사용할 수 있다. 상기 열전 냉각기는 인가 전압의 극성에 따라 한쪽 면은 가열하고, 다른쪽 면은 냉각시키는 기능을 가지므로, 인가 전압의 극성 및 크기를 조절하여 항온 케이스(120) 내부의 온도를 가감시킬 수 있다.
상기 케이스 온도 조절기(140)는 타측면에 부착되는 히트 싱크(142)를 추가로 구비할 수 있다. 상기 히트 싱크(142)는 케이스 온도 조절기(140)의 열 효율을 높인다.
5. 디지털 회로부
상기 디지털 회로부(150)는 아날로그 회로부(130), 케이스 온도 조절기(140) 및 측정값 표시부(160)의 동작을 제어하는 부분이다.
상기 디지털 회로부(150)는 입력된 온도 감지 신호에 따라 항온 케이스(120)의 내부가 미리 설정된 온도를 유지하도록 상기 케이스 온도 조절기(140)로 온도 조절 신호를 출력하고, 상기 광 세기 신호에 따라 미리 설정된 측정값 표시 신호를 출력하는 제어기(152)를 포함한다.
6. 측정값 표시부
상기 측정값 표시부(160)는 디지털 회로부(150)의 제어기(152)에서 출력된 측정값 표시 신호에 응답하여 광 세기 측정값을 문자 혹은 화상으로 출력하는 수단이다.
상기 측정값 표시부(160)로는 기계식 혹은 전자식 표시기 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 액정 표시 화면(Liquid Crystal Display, LCD)을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항온 기능을 가진 광 세기 측정기(100)의 작동 과정을 살펴 보면 다음과 같다.
본 발명의 광 세기 측정기(100)의 메인 전원을 온시키면, 상기 디지털 회로부(150)의 제어기(152)는 온도 감지기(135)에서 출력된 온도 감지 신호에 따라 항온 케이스(120) 내부의 현재 온도를 판단한다. 이어, 상기 제어기(152)는 미리 설정된 기준 온도와 항온 케이스(120)의 현재 온도를 비교하여 상기 항온 케이스(120)의 현재 온도와 기준 온도가 다를 경우, 케이스 온도 조절기(140)로 온도 조절 신호(케이스 가열 신호 혹은 케이스 냉각 신호)를 출력한다.
즉, 상기 제어기(152)는 항온 케이스(120)의 현재 온도가 기준 온도보다 낮은 경우, 상기 케이스 온도 조절기(140)로 케이스 가열 신호를 출력하고, 항온 케이스(120)의 현재 온도가 기준 온도보다 높은 경우 상기 케이스 온도 조절기(140)로 케이스 냉각 신호를 출력한다.
이와 같은 항온 케이스(120) 내부의 온도 변화에 따른 항온 유지 과정은 광세기 측정기(100)를 작동하는 동안 실시간으로 반복 진행되며, 이로인해 상기 항온 케이스(120)에 내장된 아날로그 회로부(130)는 항상 일정한 온도 내에서 작동하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 항온 기능을 가진 광 세기 측정기는 온도 변화시 비선형적 오차가 발생하는 아날로그 회로부를 항온 케이스에 따로 내장하여 항온 케이스 내부를 항상 동일한 온도로 유지시켜 줌으로써, 외부 온도 변화에 따른 측정 오차없이 신뢰성있는 광 세기 측정값을 얻을 수 있는 항온 기능을 가진 광 세기 측정기를 제공하는 효과가 있다.
Claims (5)
- 광 세기 측정기에 있어서,광 입력 포트를 구비한 메인 바디와;상기 메인 바디 안에 내장되며, 내/외부간 열의 이동을 차단하는 항온 케이스와;상기 광 입력 포트를 통해 입력된 광 신호를 전류 신호로 변환하여 출력하는 광전 변환기와, 변환된 전류 신호를 아날로그 전압 신호로 변환하여 출력하는 전류/전압 변환기와, 입력된 아날로그 전압 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기와, 증폭된 아날로그 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환기 및 상기 항온 케이스 내부의 온도 변화에 따른 온도 감지 신호를 출력하는 온도 감지기를 포함하며, 상기 항온 케이스 내에 설치된 아날로그 회로부와;상기 항온 케이스의 일측면에 부착되어 온도 조절 신호에 따라 상기 항온 케이스를 가열 혹은 냉각시키는 케이스 온도 조절기와;상기 온도 감지 신호에 따라 항온 케이스의 내부가 미리 설정된 온도를 유지하도록 상기 케이스 온도 조절기로 온도 조절 신호를 출력하고, 상기 광 세기 신호에 따라 미리 설정된 측정값 표시 신호를 출력하는 제어기를 포함한 디지털 회로부와;상기 측정값 표시 신호에 응답하여 광 세기 측정값을 문자 혹은 화상으로 출력하는 측정값 표시부를 포함함을 특징으로 하는 항온 기능을 가진 광 세기 측정기.
- 제 1항에 있어서,상기 메인 바디는 구동 전압의 인가에 따라 상기 메인 바디 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기 배출 팬을 추가로 구비함을 특징으로 하는 항온 기능을 가진 광 세기 측정기.
- 제 1항에 있어서,상기 메인 바디는 다수개의 공기 배출 홀을 추가로 구비함을 특징으로 하는 항온 기능을 가진 광 세기 측정기.
- 제 1항에 있어서,상기 케이스 온도 조절기는 타측면에 부착된 히트 싱크를 추가로 구비함을 특징으로 하는 항온 기능을 가진 광 세기 측정기.
- 제 1항에 있어서,상기 케이스 온도 조절기로는 열전 냉각기를 사용함을 특징으로 하는 항온 기능을 가진 광 세기 측정기.
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