KR20050032134A - 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치에 관한 것으로, 레일리 산란이 발생되도록 펄스광을 전송하는 광섬유와, 상기 광섬유에 펄스광을 전송하고, 상기 광섬유의 일정간격별로 발생하는 레일리 산란에 따라 시간차 반송되는 각 펄스광을 순차 검출할 수 있도록 광원이 일체로 구성되어 상기 광섬유에 광접점되는 시간차 광검출부와, 가해지는 외부 물리량에 의해 상기 광섬유에 부분적인 굽힘 변형이 발생되고 반송되는 상기 펄스광에 광손실이 수반되도록 상기 광섬유의 하부에 배선방향을 따라 상기 일정간격별로 배치되는 다수의 변형치구와, 굽힘 변형된 상기 광섬유를 탄성력에 기반하여 복원시키도록 상기 광섬유 및 각 변형치구가 내재되어 설치되는 복원 구조물 및 상기 각 변형치구에 대한 2차원 위치 데이터가 상기 시간차를 기준으로 저장되고, 상기 각 변형치구의 위치에 기초하여 설정된 반송 펄스광의 각 기준 광강도 및 반송 펄스광의 각 광강도의 차이를 대응하는 해당 위치의 각 기준편차와 비교하여 상기 기준편차 이상임에 따라 경과 또는 경고음으로 경고할 수 있도록 경보기가 포함되어 상기 광검출부에 전기적으로 연결되는 중앙처리기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치{An Intrusion Sensing Device Using Optical Time Domain Reflectometry Detecting Structure}

본 발명은 광섬유의 레일리 산란 특성을 이용한 감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광섬유의 레일리 산란 특성을 시간영역반사(Optical Time Domain Reflectometry)의 광검출구조와 접목하여 각종 보안시설(예를 들어 항만, 공항, 은행 및 관공서 등)에 적용함으로써, 침입행위 및 침입위치를 탐지할 수 있는 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 항만, 공항, 은행 및 관공서 등과 같이 보안설비가 설치된 장소에는, 보안설비의 일환으로 적외선 감지센서와 팬-틸트 구동이 가능한 비디오 카메라를 사용하여 왔다. 상기 적외선 감지센서는 적외선을 특정위치로 출사시켜 두었다가 이에 접촉되는 외부 침입자 또는 침입체를 감지하는 구조이다.

그런데 적외선 감지센서는 적외선의 출사거리에 한계가 있기 때문에, 좁은 장소에 대한 침입행위 감지에만 적용이 가능하며, 그 설비장치가 복잡하여 설치비용이 큰 단점이 있다.

이외에 전자소자를 채택하고 외부 침입에 따른 전압변화를 기초로 침입자를 감지하는 장치가 소개되고 있다. 그러나 원거리 감시가 용이하지 못하고 특히 고압의 전류가 흐르는 송전로가 주변에 설치되어 있거나 낙뢰가 발생될 경우와 같은 주변 전자기파에 의한 노이즈에 매우 민감하여 침입자에 대한 정밀한 감지가 어려운 문제점이 있다.

이러한 기존 감지센서의 단점들을 보완하기 위한 구조로서, 대용량의 데이터 전송목적으로 사용되는 광섬유를 감지센서 구조로서 사용하는 기술이 개발되고 있다.

이와 같은 광섬유 센서 구조는, 광강도 변화를 검출하는 광검출기와, 광원부 및 광섬유로 이루어짐으로 매우 간단한 장치구조를 갖는다. 이러한 장치구조를 구성함에 있어 종래 광섬유 센서는, 광섬유의 양단에 광원부와 광검출기가 연결되는 구조이다. 이에 따라 광섬유를 침입자가 밟을 경우 광원부의 펄스광이 광섬유를 통해 전송되다가 광섬유에 가해진 물리력에 의해 광강도에 있어 변화에 일어나게 되고, 이러한 변화를 수반한 펄스광이 광검출기로 전송되고 검출됨에 따라 침입자의 침입여부를 알 수 있게 된다.

또한 광섬유의 특정부위를 센서로 사용할 경우 그 크기가 작아 보안시설의 지중에 매설하기가 용이하며, 보안시설의 감지구조 이외에도, 특정 구조물의 표면에 부착하여 그 움직임을 탐지하기에도 매우 편리한 장점이 있다.

그리고 광섬유는 앞에서 언급된 전자소자 채택구조의 센서와는 달리 외부 전자기파에 의한 노이즈 특성이 없기 때문에, 보다 정밀한 센싱감도를 얻을 수 있다.

이러한 장점에도 불구하고 종래 광섬유를 이용한 센서는, 한가닥의 광섬유만을 이용해야 하는 구조적 한계 때문에, 단일의 센서 구조만을 구현하는 것으로 제한되는 등 확장성이 매우 부족하여 해당 분야에 있어 전방위적 감지구조의 창출이 불가능한 문제점을 안고 있다.

또한 구조가 간단하여 제작 및 설치 측면에는 실익이 있으나 단순히 외부 물리량(또는 물리력)에 의한 광감도 변화만을 알 수 있고 이에 따라 침입자의 침입위치 또는 침입경로와 같이 보다 구체적인 침입유형에 대한 감별은 불가능한 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 광손실을 수반하여 광섬유로 반송되는 펄스광에 대해 시간영역반사를 이용한 검출구조를 채택하여 외부 침입자의 침입위치 및 침입경로 등을 탐지할 수 있는 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치를 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 제 2목적은, 레일리 산란을 이용하여 별도의 펄스광 반송구조가 구비됨이 없이 반송되는 펄스광의 검출이 용이한 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치를 제공하는 것이다.

아울러 본 발명의 제 3목적은, 외부 물리량(또는 물리력)에 대해 광섬유의 부분적인 굽힘 변형이 신속하게 창출되도록 변형치구가 구비되고, 이에 대해 복원이 신속하게 이루어지도록 하여 외부 물리량에 대해 민감한 감도을 구현이 가능하도록 완충재를 이용한 복원구조물이 포함되는 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적들은, 레일리 산란이 발생되도록 펄스광을 전송하는 광섬유;

광섬유에 펄스광을 전송하고, 광섬유의 일정간격별로 발생하는 레일리 산란에 따라 시간차 반송되는 각 펄스광을 순차 검출할 수 있도록 광원이 일체로 구성되어 상기 광섬유에 광접점되는 시간차 광검출부;

가해지는 외부 물리량에 의해 상기 광섬유에 부분적인 굽힘 변형이 발생되고 반송되는 펄스광에 광손실이 수반되도록 광섬유의 하부에 배선방향을 따라 상기 일정간격별로 배치되는 다수의 변형치구;

굽힘 변형된 광섬유를 탄성력에 기반하여 복원시키도록 광섬유 및 각 변형치구가 내재되어 설치되는 복원 구조물; 및

각 변형치구에 대한 2차원 위치 데이터가 시간차를 기준으로 저장되고, 각 변형치구의 위치에 기초하여 설정된 반송 펄스광의 각 기준 광강도 및 반송 펄스광의 각 광강도의 차이를 대응하는 해당 위치의 각 기준편차와 비교하여 기준편차 이상임에 따라 경과 또는 경고음으로 경고할 수 있도록 경보기가 포함되어 광검출부에 전기적으로 연결되는 중앙처리기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치에 의하여 달성된다.

여기서 중앙처리기에는, 기준편차 이상으로 판별된 해당 변형치구의 위치를 광섬유의 배선 형상에서 마킹으로 표시할 수 있도록 소정의 상태표시 프로그램에 의해 작동되는 모니터가 더 포함되는 것이 바람직하다.

그리고 변형치구는 광섬유와 맞닿는 상부는 상향 만곡되고, 하부는 편평한 형상인 것이 바람직하다.

또는 변형치구는 광섬유와 맞닿는 상부는 상향 절곡되고, 하부는 편평한 형상인 것이 바람직하다.

여기서 복원구조물은, 변형치구가 상면에 배치/고정되는 하판과, 외부 물리력이 직접 가해지도록 상기 하판의 상부에 대향 설치되는 상판과, 상판이 하판에 대해 승강되도록 상판의 승강 안내를 위해 상부는 상판을 관통하고 하단은 하판의 상면에 고정되는 가이드봉과, 하강된 상판을 상승시키고 변형치구로 굽힘 변형된 상기 광섬유를 복원시키도록 상기 상판과 하판 사이에 배치되고 하면에 광섬유가 배치되어 상기 상판에 연동하여 광섬유를 가압 또는 복원시키는 완충재 및 상판의 승강높이를 제한하도록 가이드봉의 상단에 결합되는 스토퍼를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 광섬유는, 굽힘 변형에 대한 자체 복원력을 보강할 수 있도록 클래드층에 외장되는 보강층 및 보강층에 외장되는 자켓층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하 본 발명에 따른 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치에 관하여 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치의 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 침입 감지장치는, 광섬유(100)에서 발생되는 레일리 산란(rayleigh scattering)을 이용하여 반송되는 펄스광을 검출하는 구조가 채택되어 있다. 이렇게 반송되는 펄스광은 광섬유(100)의 광손실을 수반한다. 그리고 광손실은 외부 물리량에 의해 발생됨으로, 반송 펄스광을 검출 및 분석함으로 침입자의 침입사실을 알 수 있다.

본 발명에서 광섬유(100)에 대해 펄스광을 보내고, 레일리 산란에 의해 반송되는 펄스광을 검출하기 위해 레이져 다이오드 구조의 광원이 포함된 일체형 광검출부(200)가 채택되어 있다.

이러한 광검출부(200)는 광섬유(100)의 일단에 광학적으로 접점되어 있는데, 이에 따라 펄스광을 전송하고 반송되는 펄스광을 검출할 수 있는 구조가 마련된다.

이 때 외부의 물리량이 상부에서 하부로 광섬유(100)의 일정구간에 가해지면, 광섬유(100)에는 굽힘 변형이 발생된다. 이와 같이 굽힘 변형이 발생되는 구간이 광손실 발생구간(c)이다.

초기 외부의 물리량이 없었을 때 광검출부(200)로부터 펄스광이 전송되면, 레일리 산란에 의해 일부 펄스광이 광검출부(200)에서 검출된다. 그런데 상기와 같이 굽힘 변형이 발생되면 광손실 발생구간(c)에서는 굽힘 변형에 따른 광손실이 발생되고, 반송되는 펄스광은 이러한 광손실을 수반하여 광검출부(200)에 검출된다.

따라서 초기 펄스광의 광강도보다 광손실된 펄스광의 광강도의 크기가 낮음으로, 이를 기초로 외부 침입이 있음을 알 수 있는 구조가 마련된다.

도 2는 본 발명에 따른 침입 감지장치의 상세 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 침입 감지장치는, 광섬유(100)의 일정간격별로 레일리 산란을 통해 반송되는 각 펄스광을 시간차를 두고 검출하여 이를 기초로 광섬유(100)의 특정 위치에서 발생되는 반송 펄스광의 광강도 변화를 탐지하기 위한 장치이다.

이를 위해 침입 감지장치는, 지면상에 배선되는 광섬유(100)와, 광섬유(100)에 광학적으로 접점되는 시간차 광검출부(200)와, 광검출부(200)에 연결되는 중앙처리기(500) 및 광섬유(100)의 즉각적인 굽힘 변형이 유도되도록 구비된 다수의 변형치구(300)를 포함하여 구성된다.

이 때 변형치구(300)에 의해 굽힘 변형된 광섬유(100)의 해당 부위가 원래 형상으로 복원될 수 있도록 완충재(450)가 내장된 복원구조물(400)이 지면상에 설치되고, 복원구조물(400)에는 광섬유(100) 및 변형치구(300)가 내재된다.

여기서 시간차 광검출부(200)는, 광섬유(100)와 광학적으로 접점되는 레이져 다이오드 구조의 광원이 일체로 구성된 구조이다. 이에 따라 펄스광이 광섬유(100)에 송출되고 펄스광이 전송됨에 따라 광섬유(100)의 일정간격 별로 각 지점에서 펄스광이 레일리 산란에 의해 다시 광검출부(200)로 반송되고 시간차를 두고 순차 검출될 수 있는 구조가 마련된다.

광검출부(200)에서는, 예를 들어 광섬유(100)에서 1m 간격으로 반송되는 펄스광을 기준으로 설정할 경우 매 1m 지점마다 반송되는 펄스광을 검출하게 된다. 이 때 상기 1m라는 거리차에 의해 광검출부(200)에는, 시간차를 두고 반송 펄스광이 검출될 수 있다.

따라서 광검출부(200)는 이러한 반송 펄스광을 시간차를 두고 검출하고 시간차 검출에 의해 펄스광의 해당 반송위치를 알 수 있음으로, 시간영역반사(Optical Time Domain Reflectometry) 센싱 방식을 갖게 된다.

광섬유(100)는, 일방향을 따라 직진하는 형상, 일방향 및 타방향 절곡이 교번하는 형상, 직진하다가 경사 절곡되고 다시 직진하는 형상, 해당 장소의 테두리를 따라 배치되는 형상, 해당 장소의 테두리부터 중심까지 동심원 구조로 배치되는 형상 등 그 배선 형상을 달리하여 사용할 수 있다.

이러한 광섬유(100)의 배선방향을 따라 그 하부에 배치되는 것이 변형치구(300)이다. 변형치구(300)는 부식방지를 위해 비금속재 예를 들어 플라스틱 등으로 이루어지며, 광검출부(200)에서 검출하는 일정간격별 반송 펄스광의 기준위치로서 기능할 수 있는 것이며, 이를 위해 해당 변형치구(300)가 광섬유(100)의 배선방향을 따라 상기 일정간격별로 배치되고 각 변형치구(300)의 설치지점에서 반송되는 펄스광을 광검출부(200)에서 검출함으로써, 각 변형치구(300) 위의 광섬유(100)에 물리량이 가해지고 이에 따라 광손실을 수반한 펄스광을 검출하면 해당 변형치구(300)의 위치 또는 그 주변에서 침입이 있음을 알 수 있다.

이러한 변형치구(300)는, 상부가 둥글게 상향 만곡되고 하부는 편평한 형상의 긴 막대구조로서, 편평한 하부를 바닥에 밀착시키고 그 위에 광섬유(100)가 배선됨으로써, 만일 연직하방으로 변형치구(300)에 하중이 가해질 경우 그 위에 올려진 광섬유(100)의 신속한 굽힘 변형을 이룰 수 있다.

굽힘 변형된 광섬유(100)는 광손실을 수반한 펄스광을 레일리 산란에 의해 반송하게 되고 광검출부(200)에서는 이를 검출할 수 있음으로, 광손실정도 및 해당 펄스광이 반송된 변형치구(300)의 위치를 기초로, 외부 물리량의 크기 검출과 침입이 이루어진 위치를 알 수 있는 구조가 마련된다.

그리고 각 변형치구(300)와 광섬유(100)의 배선라인이 내재되어 배치되는 것이 복원구조물(400)이다. 복원구조물(400)은 변형치구(300)의 상부에서 굽힘변형된 광섬유(100)가 원래 형상으로 복원되도록 하기 위해 지면에 설치된 구조물(400)이다.

복원구조물(400)은 상판(410)과 이에 대해 소정간격을 두고 밑에 설치되는 하판(420)과, 상판(410)이 하판(420)에 대해 승강됨이 가능하도록 하단은 하판(420)의 상면 각 테두리에 고정되고 상부는 상판(410)을 관통하여 구성된 가이드봉(430)을 포함하여 구성된다. 또한 상판(410)과 하판(420) 사이에는 쿠션기능의 완충재(450)가 배치되어 상판(410)이 하강할 경우 가압 및 압축되다가 상판(410)에 가해진 하중이 제거될 경우 그 탄성력에 의해 상판(410)을 위로 밀어올리게 되는 구조이다. 이 때 상판(410)의 상승높이가 제한되도록 가이드봉(430)의 상단에는 스토퍼(440)가 결합되어 있다.

이와 같은 구조의 복원구조물(400)에서, 하판(420)의 상면에는 광섬유(100)가 배선되고, 광섬유(100)의 밑에는 변형치구(300)가 배치되어 광섬유(100)는 완충재(450)의 밑에 깔려 있게 된다. 따라서 상판(410)에 하중이 가해져 눌리면 완충재(450)에 의해 광섬유(100)가 눌려지면서 변형치구(300)에 의해 굽힘 변형됨이 가능하고, 하중이 제거될 경우 완충재(450)가 복원되면서 광섬유(100)도 복원될 수 있는 구조가 마련된다.

이같은 복원구조물(400)의 복원구조는, 침입자가 상판(410)을 밟을 경우 그 하중에 의해 광섬유(100)가 눌려지고 그 눌린상태 즉 굽힘변형 상태가 지속되는 것이 아니라 다시 복원되도록 함으로써, 침입자의 현재 위치를 탐지함이 가능한 구조를 제공할 수 있다.

그리고 광검출부(200)에 전기적으로 연결된 것이 중앙처리기(500)이다. 중앙처리기(500)는 광검출부(200)로부터 전송되는 감지신호를 디지털 데이터로 변환하고, 변환된 데이터를 기준데이터와 비교하여 그 차이를 토대로 기준편차와 비교함으로써, 침입자의 침입사실 및 침입위치 등을 판별하기 위해 구비된 것이다.

중앙처리기(500)는 소정의 상태표시 프로그램에 의해 작동되는 모니터(510)를 전면에 구비하고 있으며, 내장된 메모리(미도시)에는 외부 물리량이 없을 때인 초기상태시 반송되는 펄스광의 광강도에 대한 기준 광강도 데이터 및 검출되는 광강도와 기준 광강도의 차이를 통해 침입여부 등을 알 수 있도록 기준편차 데이터가 저장되어 있다.

또한 메모리에는 각 변형치구(300)의 2차원 위치 데이터가 각 펄스광의 반송시간에 기초하여 저장되어 있고 이러한 위치 데이터에 기초하여 기준 광강도 데이터 및 기준편차 데이터는, 각 변형치구(300)의 설치위치 별로 구분 저장되어 있다. 따라서 기준 광강도와 검출되는 각 반송 광강도의 차이는 대응하는 해당 위치에서의 설정 기준편차와 비교됨으로써, 그 차이가 기준편차 이상일 경우 침입으로 판별/처리하게 된다. 이에 따라 침입 여부 뿐만 아니라 현재 침입 위치를 탐지함이 가능하다.

중앙처리기(500)에는 상기와 같이 모니터(510)가 구비되어 있는데, 중앙처리기(500)에는 소정의 상태표시 프로그램이 인스톨되어 있어 프로그램의 로딩으로 모니터(510)에는 광섬유(100)의 배선 형상이 표시되고 침입이 있을 경우 그 침입위치에 해당되는 변형치구(300)의 위치가 마킹 표시될 수 있다. 또한 중앙처리기(500)에는 경광 및 경보음이 동시에 출력되는 경보기(520)가 구비되어 있어 침입이 있을 경우 이를 알릴 수 있으며 그 침입위치는 모니터(510) 상에 표시됨으로, 침입사실의 간파와 그 침입위치의 식별이 용이한 구조를 갖고 있다.

이와 같이 변형치구(300)의 위치에 따라 시간차를 두고 반송 펄스광을 검출하는 광검출부(200)와, 기준 광강도 데이터와 기준편차 데이터가 저장되고, 이를 토대로 침입여부를 알 수 있는 구조가 마련된다.

또한 시간차 검출이 가능하고 이러한 시간차 검출이 변형치구(300)의 설치위치를 알 수 있는 인자로서 기능함으로 중앙처리기(500)에서 각 감지신호가 변환된 각 디지털 데이터를 각 기준 데이터와 비교 처리함과 동시에 시간차에 기초한 각 지점의 위치를 연산처리를 통해 모니터(510)에 표시하고 저장함으로써, 침입자의 침입위치를 알 수 있는 구조가 마련된다.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 광섬유(100) 및 변형치구(300)의 배치 구성도이고, 도 4는 본 발명의 제 2실시예에 광섬유(100) 및 변형치구(300)의 배치 구성도이다.

우선 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 하판(420)이 나란히 붙어 배치되어 있고, 그 위에 각 하판(420)의 중앙을 가로질러 광섬유(100)가 일방향 배선되어 있다. 이 때 광섬유(100)의 하부에는 일정간격별로 변형치구(300)가 배치되어 광섬유(100)가 하중에 의해 눌릴 경우 변형치구(300)에 의해 굽힘 변형될 수 있는 구조가 마련된다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 비교적 큰 면적의 장소에 본 발명에 따른 감지장치가 설치될 경우가 예시되고 있다. 나란히 배치된 3개의 하판(420)에는, 직진하다가 경사 절곡되고 다시 절곡되어 직진하다가 수직 절곡되며, 직진하다가 경사 절곡되는 등의 형상으로 광섬유(100)가 각 하판(420)에 걸쳐 배선되어 있다.

그리고 광섬유(100)에는 변형치구(300)가 배치되어 있는데, 침입자는 주로 해당 장소의 테두리를 따라 이동할 가능성이 높기 때문에, 테두리 구역에는 다수의 변형치구(300)가 병렬 배치되고, 중앙 구역에는 1개씩의 변형치구(300)가 배치되어 있다. 이 때 중앙 구역에 배치된 각 변형치구(300)는 성인의 보폭 간격에 맞게 배치되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 광섬유(100)의 확대 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 광섬유(100)는 변형치구(300)에 의해 굽힘 변형되었다가 하중이 제거되면, 복원구조물(400)의 완충재(450)에 의해 복원될 수 있다. 여기에 더하여 광섬유(100)의 자체 복원력을 보강할 수 있도록 본 발명의 광섬유(100)는 코어층(110)과 코어층(110)에 외장되는 클래드층(120)의 일반적인 구조와 더불어 보강층(130) 및 자켓층(140)을 포함한다.

보강층(130)은 케플러와 같이 탄성력이 있는 섬유재질이고, 자켓층(140)은 탄성력이 있는 플라스틱 재질이다. 따라서 광섬유(100)를 위해 변형치구(300)에 의해 굽힘 구조가 마련되는 동시에, 복원구조물(400)의 완충재(450)에 의한 외부 복원구조와 보강층(130) 및 자켓층(140)에 의한 자체 복원구조가 마련된다. 따라서 침입자의 이동에 맞추어 보다 신속한 굽힘변형 및 복원이 가능하다.

도 6은 본 발명에 따른 변형치구(300)가 삼각단면을 갖은 모습을 도시한 구성도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 변형치구(300)는, 상부가 상향 절곡되고 하부는 편평함으로써, 삼각단면이 일방향을 따라 균일한 모습을 갖고 있다.

따라서 변형치구(300)의 상부에 올려진 광섬유(100)는 아래로 가해지는 외부 물리량에 의해 굽힘 변형될 수 있고, 반송되는 펄스광에 신속한 광손실을 수반시킬 수 있는 구조로서 기능할 수 있다.

상술한 바와 같은 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치에서, 변형치구(300)는 그 상부가 둥글게 상향 만곡된 구조, 상향 절곡된 구조 이외에, 하향 만곡 구조, 하향 절곡된 구조, 반구형 구조 등과 같이 상부에 놓인 광섬유(100)에 하중을 가했을 때 굽힘 변형이 유도될 수 있는 형상을 갖는 것으로 대체하여 사용이 가능하다.

그리고 쿠션기능의 완충재(450)가 상판(410)과 하판(420) 사이에 배치되는 복원구조물(400)의 구조가 예시되고 있지만 이외에, 각 가이드봉(430)에 코일스프링이 감겨져 완충재(450)로서 기능하는 구조로 대체 사용할 수 있다. 또한 변형치구(300)의 배치구조가 예시되고 있는데 이외에, 해당 설치장소(예를 들어 항만, 공항, 관공서, 은행)의 면적, 중요한 물품(예를 들어 은행의 현금보관실 등)의 위치에 따라 달리하여 사용할 수 있다.

아울러 감시카메라와 중앙처리기(500)가 연결되어 평시에는 감시카메라의 작동을 중지시키고 중앙처리기(500)에서 침입을 판별할 경우 트리거링 신호를 감시카메라의 전원부에 전송하여 감시카메라를 작동시키는 구조의 사용도 가능할 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따른 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치에 의하면, 단일가닥의 광섬유로 광역 지역의 침입자 탐지가 가능하여 비교적 간단한 구조를 갖으며, 광섬유의 재질특성상 외부 침입자의 금속탐지기로 탐지가 불가능하므로, 다양한 보안시설물 또는 보안장소 등에 대해 불법적인 침입 감지장치로서 활용할 수 있는 특징이 있다.

또한 기본적으로 펄스광과 같은 빛을 검출하여 정보를 획득하는 구조이므로, 고압전류 또는 낙뢰 등에 의한 전자기 노이즈에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 침입 탐지에 대한 정확성 및 신뢰성을 담보해낼 수 있는 장점이 있다.

또한 침입여부 뿐만 아니라 침입위치 및 경로를 탐지해낼 수 있는 구조이므로, 침입자에 대한 보다 명확한 침입유형을 획득할 수 있는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치의 개념도,

도 2는 본 발명에 따른 침입 감지장치의 상세 구성도,

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 광섬유 및 변형치구의 배치 구성도,

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 광섬유 및 변형치구의 배치 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 광섬유의 확대 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 변형치구가 삼각단면을 갖은 모습을 도시한 구성도이다.

< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >

100: 광섬유 110: 코어층

120: 클래드층 130: 보강층

140: 자켓층 200: 시간차 광검출부

300: 변형치구 400: 복원구조물

410: 상판 420: 하판

430: 가이드봉 440: 스토퍼

450: 완충재 500: 중앙처리기

510: 모니터 520: 경보기

Claims (6)

1. 레일리 산란이 발생되도록 펄스광을 전송하는 광섬유(100);

   상기 광섬유(100)에 펄스광을 전송하고, 상기 광섬유(100)의 일정간격별로 발생하는 레일리 산란에 따라 시간차 반송되는 각 펄스광을 순차 검출할 수 있도록 광원이 일체로 구성되어 상기 광섬유(100)에 광접점되는 시간차 광검출부(200);

   가해지는 외부 물리량에 의해 상기 광섬유(100)에 부분적인 굽힘 변형이 발생되고 반송되는 상기 펄스광에 광손실이 수반되도록 상기 광섬유(100)의 하부에 배선방향을 따라 상기 일정간격별로 배치되는 다수의 변형치구(300);

   굽힘 변형된 상기 광섬유(100)를 탄성력에 기반하여 복원시키도록 상기 광섬유(100) 및 각 변형치구(300)가 내재되어 설치되는 복원 구조물(400); 및

   상기 각 변형치구(300)에 대한 2차원 위치 데이터가 상기 시간차를 기준으로 저장되고, 상기 각 변형치구(300)의 위치에 기초하여 설정된 반송 펄스광의 각 기준 광강도 및 반송 펄스광의 각 광강도의 차이를 대응하는 해당 위치의 각 기준편차와 비교하여 상기 기준편차 이상임에 따라 경과 또는 경고음으로 경고할 수 있도록 경보기(520)가 포함되어 상기 광검출부(200)에 전기적으로 연결되는 중앙처리기(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 중앙처리기(500)에는, 상기 기준편차 이상으로 판별된 해당 변형치구(300)의 위치를 상기 광섬유(100)의 배선 형상에서 마킹으로 표시할 수 있도록 소정의 상태표시 프로그램에 의해 작동되는 모니터(510)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 변형치구(300)는 상기 광섬유(100)와 맞닿는 상부는 상향 만곡되고 하부는 편평한 형상인 것을 특징으로 하는 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 변형치구(300)는 상기 광섬유(100)와 맞닿는 상부는 상향 절곡되고 하부는 편평한 형상인 것을 특징으로 하는 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 복원구조물(400)은, 상기 변형치구(300)가 상면에 배치/고정되는 하판(420)과,

   외부 물리력이 직접 가해지도록 상기 하판(420)의 상부에 대향 설치되는 상판(410)과,

   상기 상판(410)이 하판(420)에 대해 승강되도록 상기 상판(410)의 승강 안내를 위해 상부는 상기 상판(410)을 관통하고 하단은 상기 하판(420)의 상면에 고정되는 가이드봉(430)과,

   하강된 상기 상판(410)을 상승시키고 상기 변형치구(300)로 굽힘 변형된 상기 광섬유(100)를 복원시키도록 상기 상판(410)과 하판(420) 사이에 배치되고 하면에 상기 광섬유(100)가 배치되어 상기 상판(410)에 연동하여 상기 광섬유(100)를 가압 또는 복원시키는 완충재(450) 및

   상기 상판(410)의 승강높이를 제한하도록 상기 가이드봉(430)의 상단에 결합되는 스토퍼(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 광섬유(100)는, 상기 굽힘 변형에 대한 자체 복원력을 보강할 수 있도록 클래드층(120)에 외장되는 보강층(130) 및 상기 보강층(130)에 외장되는 자켓층(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시간영역반사 검출구조를 이용한 침입 감지장치.