KR20090103881A - 광섬유 온도 센서 - Google Patents

광섬유 온도 센서

Info

Publication number
KR20090103881A
KR20090103881A KR1020097012453A KR20097012453A KR20090103881A KR 20090103881 A KR20090103881 A KR 20090103881A KR 1020097012453 A KR1020097012453 A KR 1020097012453A KR 20097012453 A KR20097012453 A KR 20097012453A KR 20090103881 A KR20090103881 A KR 20090103881A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
temperature
receiver
conveyor
optical fiber
Prior art date
Application number
KR1020097012453A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101393943B1 (ko
Inventor
매튜 클로우티에
진 프로노보스트
마리우스 클로우티에
Original Assignee
비브로시스트엠, 아이엔씨.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39527148&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20090103881(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 비브로시스트엠, 아이엔씨. filed Critical 비브로시스트엠, 아이엔씨.
Publication of KR20090103881A publication Critical patent/KR20090103881A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101393943B1 publication Critical patent/KR101393943B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K5/00—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G01K11/3206—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/268—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K5/00—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material
    • G01K5/48—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K5/00—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material
    • G01K5/48—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid
    • G01K5/50—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid arranged for free expansion or contraction
    • G01K5/52—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid arranged for free expansion or contraction with electrical conversion means for final indication

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

전자기 및/또는 전기 환경, 예를 들어, 발전기, 모터 및 트랜스포머에서, 또는 진동 상태가 잦거나 지속되는 환경에서, 또는 두 가지 환경 모두에서 동작할 수 있는 온도 센서는, 하나 이상의 광 발산 광섬유와 하나의 광 수신 광섬유와, 물체의 온도가 변함에 따라 발산된 광을 명멸하는 전기적으로 비-전도성인 팽창성 물체를 포함한다. 상기 광 수신 광섬유는 광도와 광도 변화를 전자 장치로 전송하며, 상기 전자 장치는 광도계를 포함할 수 있으며, 광-온도 연산 기기를 포함할 수 있다.

Description

광섬유 온도 센서{FIBER OPTIC TEMPERATURE SENSOR}
본 출원은 2006년 12월 19일자 US 가특허 출원 제60/875,719호와, 2007년 10월 29일자 US 특허 출원 제11/978,538호로부터 우선권을 주장하며, 상기 출원 내용은 본원에서 참조로서 인용된다.
본 출원은 온도 감지(temperature sensing) 분야에 관한 것이며, 더 구체적으로는, 예컨대, 전자기 및/또는 전기 환경 및 산업 기계에서 광섬유 온도 센서(fiber optic temperature sensor)를 이용하는 온도 감지를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
전자기장 및/또는 기계적 진동의 존재로 인해, 전기 기계(electric machine)에서의 온도 측정 및 모니터링은 종종 특수 예방 조치를 필요로 한다. 특히, 고정자 권선(stator bar) 및/또는 모터의 온도, 또는 트랜스포머 코일의 온도를 모니터링할 때, 기계 내부에, 또는 상기 기계에 가까이 위치하는 온도 감지 헤드의 부분에서 금속 부분, 또는 전도성 부분은 피해져야 한다. 또한 금속 부품, 또는 전도성 부품이 전기장의 경로를 변경시킴으로써 부분적 방전을 발생시킬 수 있다.
덧붙이자면, 이러한 전자기 환경에서의 온도 모니터링은, 비용이 추가될 수 있는 임의의 종류의 장애 경보(false alarm)를 생략하기 위해 긴 시간 주기 동안 신뢰할 수 있는 센서를 필요로 한다. 덧붙이자면 이들 온도 센서는 견고하고(rugged), 진동 방지(vibration-proof)여야 한다. 왜냐하면 이러한 센서는 종종 진동 환경 하에서 동작될 것으로 예상되기 때문이다.
이러한 적용예에서, 측정될 온도는 일반적으로 200℃이하이다. 기계의 다양한 부분에 다수의 센서가 종종 위치해야할 수 있기 때문에, 모니터링 비용, 예를 들어, 설치, 측정, 유지 관리 및 수리 비용이 최소화되어야 하며, 이러한 센서는 가능한 작아야 하고, 최소한으로 관입(minimally intrusive)되어야 한다.
광섬유를 사용하는 온도 센서는 온도 변화(temperature variation)를 광 변화(light variation)로 변환할 수 있으며, 그 후, 센서 헤드로부터 멀리 떨어진 광전기적 및/또는 전자적 수단에 의해, 상기 광 변화가 분석될 수 있다. 광섬유를 이용하는 공지된 온도 센서의 예가 이하에서 설명된다.
본원에서 참조로서 인용될 Norling의 US 특허 제5031987호는, (온도, 또는 압력 변화로 인한) 트랜스듀서의 임의의 움직임이 광섬유로 다시 반사된 광을 변조하도록, 하나의 광 발산(light emitting) 및 광 수신(light receiving) 광섬유의 각진 단부를 향하는 광 트랜스듀서(optic transducer)를 기재하고 있다. 충격과 진동에 대한 시스템의 감도를 감소시키기 위해, Norling은 센서 구성요소로서의 자기적으로 래치(magnetically latch)된 이종금속 열 스트립(bimetallic thermal strip)과, 상기 센서 구성요소의 하나의 단부를 체적하는 자석을 사용하는 것을 기재했다. 동작 중에, 이종금속 스트립은, 온도의 함수로서, 자석에 의해 유발되는 자기 인력에 반응한다.
본원에서 참조로서 인용될 Mishenko의 US 특허 제5,295,206호는, 서로 다른 온도 팽창 계수를 갖는 금속 실린더 내부에 꼭 맞는 온도 민감형 막대(temperature sensitive rod)의 상대적 팽창, 또는 수축에 의해, 작은 공극(air gap)이 증가하거나 감소되는 인체를 위한 온도 센서를 기재하고 있다. 상기 막대의 하나의 단부에 위치하는 반사성 표면이 광섬유를 통해 발산된 유입되는 광(incoming light)을 평행하고, 가까이 위치하는 광 수신 광섬유 쪽으로 반사시킨다. 수신된 반사광의 변화는 온도의 변화를 나타낸다. 그러나 반사광이 수신 광섬유에 도달하는 정교한 방식에 세부사항은 거의 적용되지 않는다. 특히, 광섬유 센서에서, 무시할 수 없는 양의 반사광이, 광 발산 섬유와 광 수신 섬유를 분리하는 대기 공간을 이동할 수 있으며, 이는 많은 “노이즈(noise)”를 초래할 수 있고, 따라서 온도 변화 감도와 온도 측정치의 재생산력(reproducibility)에 영향을 미칠 수 있다. 덧붙이자면, 광섬유의 이동은 측정치의 비-재생산력(non-reproducibility)을 초래할 수 있다. 게다가, 긴 시간 주기 동안 임의의 온도와 진동 상태 하에서의 막대의 최소 횡방향 마찰이 보장되어야 하며, 이는 상당한 기계적 정교함과 미세 조정 비용을 필요로 할 것이다.
본원에서 참조로서 인용될 Sawatari 외 다수의 US 특허 제5,870,511호는 Mishenko의 US 특허 제5,295,206호와 유사한 가변 공극 원리를 이용한다. Sawatari의 특허에서, 센서 헤드(sensor head)가 하나의 광섬유의 단부로 연결되는 센서 하우징을 갖는다. 금속 반사성 표면이 상기 광섬유의 단부에 인접하게 연결되어, 반사성 표면과 광섬유 사이에서 지정 길이를 갖는 틈(gap)을 형성할 수 있다. 또한 검출 시스템이이 광섬유로 연결되며, 상기 광섬유는 반사성 표면에서 반사된 광의 간섭 패턴으로부터 센서 헤드에서의 온도를 판단한다. Mishenko 참조문헌에서 공개된 장치와 관련하여 본원에서 논의되는 문제에 추가로, Sawatari 특허에서의 간섭 패턴의 분석에 대한 잠재적 비용이 고려되어야 한다.
본원에서 참조로서 인용될 Robertson의 US 특허 제5,359,445호가, 외부 온도 변화에 관련하여 방사방향으로 팽창, 또는 수축하는 원통형 하우징을 갖는 온도 센서를 공개하고 있다. 상기 하우징은, 상기 하우징에 실링(sealing)되며, 상기 하우징의 움직임에 따라 변형되는 투명하고 유연하며 패턴처리된 필름에 의해 분리된 2개의 마주보는 광섬유를 포함한다. 이 센서는 상기 센서가 침적되는 기체, 또는 유체의 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 그러나 고체의 온도를 측정하는 것에는 적합한 것으로 보이지 않는다. 왜냐하면 센서의 원통형 하우징의 이동 및 필름의 패턴 변형에 어려움이 있거나, 최소한, 상기 고체에 대한 원통형 바닥의 마찰에 의해 한 쪽으로 치우쳐질 수 있다. 또한, 방사 성분(radial component)을 갖는 진동의 효과에 대한 어떠한 가정도 이뤄지지 않는다.
그 밖의 다른 특허(예를 들면, 본원에서 참조로서 인용되는 Dammann의 US 특허 제6,960,019호와, Belleville 외 다수의 제5,392,117호 및 제5,202,939호)가 소형 광섬유 온도 센서를 제안하기 위해, 광 간섭 패턴의 분석 및 패브리-패로 간섭계(Fabry-Perot interferometry)를 기재하고 있다. 그러나 일반적으로 이러한 센서는 복잡하고, 섬세하며, 높은 비용의 간선 분석 장비와 함께 사용될 것을 요구받는다.
따라서 기계, 또는 장치의 주어진 부분의 온도를 측정하기 위해, 전자기 및/또는 진동 환경에서 효과적으로 사용될 수 있으며, 센서로부터 오는 정보를 분석하기 위한 고비용의 복잡한 장비를 필요로 하지 않는 소형의 강건한 광섬유 온도 센서를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
도 1은 본원에서 기재되는 시스템에 따르는 광학 온도 센서의 하나의 실시예의 개략도이다.
도 2는 본원에서 기재되는 시스템에 따르는 광학 온도 센서를 위한 센서 헤드의 개략도이다.
도 3은 본원에서 기재되는 시스템에 따르는 도 2에서 도시되는 센서 헤드의 다르게 배향된 개략도이다.
도 4는 본원에서 기재되는 시스템에 따르는, 입사광의 시점에서 보여지는 센서 헤드와 일체 구성되는 2-면 거울의 개략도이다.
도 5는 본원에서 기재되는 시스템에 따르는 제 3의 광섬유를 포함하는 광학 온도 센서의 또 하나의 실시예의 개략도이다.
도 6은 본원에서 기재되는 시스템의 하나의 실시예에 따라, 센서 헤드에서의 기준 광섬유의 배열을 도시하며, 여기서 상기 기준 광섬유는 수신기 광섬유 옆에 배치된다.
도 7은 본원에서 기재되는 시스템의 또 하나의 실시예를 나타내는 개략도이며, 여기서 이송기 광섬유로부터 발산되는 광은, 중간 거울 없이, 수신기 광섬유에 의해 직접 수신된다.
도 8은 본원에서 기재되는 시스템의 또 하나의 실시예의 개략도이며, 광섬유를 횡단하여 배치된 온도 민감형 요소에 의한 입사광의 명멸을 나타낸다.
도 9는 본원에서 기재되는 시스템의 또 하나의 실시예의 개략도이며, 광섬유와 온도 민감형 요소의 또 다른 구성을 나타낸다.
도 10A 및 10B는 대안적 구성을 갖는 센서 헤드의 개략도이며, 여기서, 평면 거울로부터 반사될 때, 수신기는 이송기에 대하여, 이송기로부터 발산된 광을 수신하도록 배향되어 있다.
도 11A 및 11B는 본원에서 기재되는 시스템의 또 하나의 실시예에 따르는 만곡형 거울을 갖는 센서 헤드의 개략도이다.
도 12는 본원에서 기재되는 시스템의 하나의 실시예에 따라, 광도의 변화를 온도 민감형 요소의 온도의 변화로 해석할 수 있는 온도 계산 구성요소를 포함할 수 있는 광도 분석기를 포함하는 광학 온도 센서의 개략도이다.
도 13은 본원에서 기재되는 시스템의 하나의 실시예에 따르는 광학 온도 센서의 센서 헤드로 연결되는 전자 장치의 개략적 회로도이다.
도 14는 본원에서 기재되는 시스템의 또 하나의 실시예에 따르는 광학 온도 센서의 센서 헤드로 연결되는 전자 장치의 개략적 회로도이다.
도 15, 16 및 17은 본원에서 기재되는 시스템의 또 하나의 실시예에 따르는 온도의 측정을 위한 일체 구성된 소형 센서의 여러 다른 방향에서의 개략도이다.
본원에서 기재되는 시스템에 따라서, 온도 센서는 광을 발산하는 이송기(conveyor)와, 상기 이송기로부터 발산된 광을 수신하도록 배치되는 제 1 수신기를 포함한다. 온도 민감형 요소(temperature sensitive element)가 상기 이송기와 상기 제 1 수신기 간의 광 경로에 배치되어, 상기 이송기에 의해 발산되는 광의 일부분, 또는 전부를 다양하게 명멸하며, 이때, 상기 온도 민감형 요소에 의해 다양하게 명멸되는 광의 부분은 상기 온도 민감형 요소의 온도 변화에 따라 달라진다. 상기 이송기와 수신기는 광섬유일 수 있다. 상기 온도 민감형 요소는 전기적으로 비-전도성일 수 있다. 상기 제 1 수신기에 의해 수신된 광의 광도를 분석하고, 광도의 변화를 기초로, 상기 온도 민감형 요소의 온도 변화를 판단하는 제 1 검출기가 상기 제 1 수신기로 연결될 수 있다. 제 2 수신기가 상기 제 1 수신기 옆에 배치될 수 있으며, 상기 제 2 수신기는 이송기로부터의 광의 명멸되지 않은 부분을 수신할 수 있으며, 이때, 상기 제 2 수신기에 의해 수신되는 광의 명멸되지 않는 부분은 온도 민감형 요소의 온도의 변화에 독립적이다. 제 2 검출기는 센서를 교정하기 위해 사용되는 제 2 수신기로 연결될 수 있다. 상기 제 2 검출기는, 센서의 낙후, 주변 온도 변화 및 이송기나 제 1 수신기의 광 전도율의 변화 중 하나 이상에 의해 초래되는 드리프트로 인한 센서의 교정을 가능하게 할 수 있다. 피드백 루프를 기초로, 그리고 기준 신호를 이용하여 이송기로부터 발산되는 광의 광도를 제어하는 드라이버를 포함하는 전자 장치가 상기 이송기와 제 1 수신기로 연결될 수 있으며, 이때, 전자 장치는, 상기 제 1 수신기에 의해 수신된 광의 광도의 변화를 분석하고 하나 이상의 신호를 출력하는 하나 이상의 광도 분석기를 포함한다. 상기 온도 민감형 요소는 온도 변화에 비례하여 변하는 형상을 가질 수 있다.
상기 이송기는 제 1 수신기를 직접 마주볼 수 있으며, 이때, 상기 이송기과 수신기 간의 광 경로는 상기 이송기와 제 1 수신기 간의 틈일 수 있다. 또는, 상기 이송기로부터 수신된 입사광을 제 1 수신기로 반사시키는 표적이 배치될 수 있다. 상기 표적은 서로 90도 각도를 이루도록 배치되는 제 1 면과 제 2 면을 갖는 2-면 거울을 포함할 수 있으며, 이때, 상기 제 1 면은 약 45도의 제 1 입사각으로 이송기로부터 입사광을 수신하여, 상기 입사광을 약 45도의 제 2 입사각으로 반사시키며, 제 2 면은 상기 제 1 면으로부터 수신된 입사광을 제 1 수신기로 반사시킨다. 상기 표적은 만곡형 거울을 포함할 수 있다. 상기 표적은 평면 거울일 수 있으며, 상기 이송기는 상기 제 1 수신기에 대하여 비스듬하게 위치할 수 있다.
본원에서 기재되는 시스템에 따라서, 온도를 감지하는 방법은 광을 반산하는 이송기를 제공하는 단계와, 상기 이송기로부터 발산되는 광을 수신하는 제 1 수신기를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 이송기로부터 발산되는 광의 일부분, 또는 전부는, 광이 제 1 수신기에 의해 수신되기 전에, 다양하게 명멸될 수 있으며, 이때, 상기 다양하게 명멸되는 광의 부분은 온도 변화에 따라 달라진다. 상기 이송기로부터 발산되는 광의 광도는 기준 신호를 사용하여 피드백 루프에 따라 제어될 수 있다. 상기 기준 신호는 제 2 수신기에 의해 수신될 수 있으며, 이때, 상기 기준 신호는 온도 변화에 독립적이다. 상기 제 1 수신기에 의해 수신되는 광은 분석되고 온도 변화가 판단될 수 있다. 이송기로부터 입사광을 수신하여, 제 1 수신기로 광을 반사시키는 표적이 제공될 수 있다.
본원에서 기재되는 시스템에 따르는 온도 센서가 광을 발산하는 이송기 광섬유와, 상기 이송기 광섬유로부터 수신된 입사광을 반사시키는 거울과, 상기 거울로부터 반사된 광을 수신하도록 배치되는 수신기 광섬유를 포함한다. 상기 이송기로부터 발산된 광의 일부분, 또는 전부를 다양하게 명멸하는 온도 민감성 요소가 이송기 광섬유와 제 1 수신기 광섬유 간의 광 경로에 배치될 수 있다. 상기 온도 민감형 요소에 의해 다양하게 명멸될 수 있는 광의 부분은 온도 민감형 요소의 온도 변화에 따라 달라진다. 상기 거울은, 서로 약 90도 각도를 이뤄 배치되는 제 1 면과 제 2 면을 갖는 2-면 거울을 포함하며, 이때, 상기 제 1 면은 약 45도의 제 1 입사각으로 이송기로부터 입사광을 수신하여, 상기 입사광을 약 45도의 제 2 입사각으로 반사시키며, 제 2 면은 상기 제 1 면으로부터 수신된 입사광을 제 1 수신기로 반사시킨다. 또는, 상기 거울은 평면 거울과 만곡형 거울 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이송기로부터의 광의 명멸되지 않은 부분을 수신하는 기준 광섬유가 제공될 수 있으며, 이때, 기준 광섬유에 의해 수신된 광의 명멸되지 않은 부분은 온도 민감형 요소의 온도 변화에 독립적이다.
본원에서 기재되는 시스템에 따르는 온도를 감지하는 방법은 광을 발산하는 이송기 광섬유를 제공하는 단계와, 상기 이송기로부터 수신된 광을 반사시키는 거울을 제공하는 단계와, 상기 거울로부터 반사된 광을 수신하는 수신기 광섬유를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 이송기 광섬유로부터 발산된 광의일부분, 또는 전부는, 상기 광이 제 1 수신기에 의해 수신되기 전에, 다양하게 명멸될 수 있으며, 이때, 상기 다양하게 명멸되는 광의 부분은 온도의 변화에 따라 달라진다. 이송기로부터의 광의 명멸되지 않는 부분을 수신하는 기준 광섬유가 제공될 수 있으며, 이때, 상기 기준 광섬유에 의해 수신되는 광의 명멸되지 않는 부분은 온도 민감형 요소의 온도 변화에 독립적이다.
본원에서 기재되는 시스템에 따르는 온도 센서는, 하우징(housing)과, 상기 하우징 상에 배치되는 연결 인터페이스(connection interface)와, 광을 발산하며, 상기 하우징 내에 배치되는 이송기(conveyor)와 상기 이송기로부터 발산된 광을 수신하며 상기 하우징 내에 배치되는 수신기를 포함한다. 온도 민감형 요소는 상기 이송기와 상기 제 1 수시기 간의 광 경로에 배치되며, 상기 이송기에 의해 발산되는 광의 일부분, 또는 전부를 다양하게 명멸하며, 이때, 상기 온도 민감형 요소에 의해 다양하게 명멸되는 광의 부분은 상기 온도 민감형 요소의 온도 변화에 따라 달라진다. 전자 장치가 수신기로 연결되고, 연결 인터페이스로 연결되며, 하우징 내에 배치된다. 상기 전자 장치는 상기 수신기에서 수신된 광을 검출하고, 상기 수신기에서 수신된 광을 분석하며, 광도 변화를 기초로, 온도를 나타내는 신호를 출력한다.
도 1은 본원에서 설명되는 시스템에 따르는 광학 온도 센서(optical temperature sensor)(10)의 하나의 실시예의 개략적 도시이다. 광섬유(20, 30)가 관로(conduit)(40)에 배치되고, 상기 섬유 광학 온도 센서 헤드(fiber optic temperature sensor head)(100)로 연결된다. 상기 관로(40)는 불투명할 수 있다. 하나의 광섬유(20)가 광 발산기(light emitter), 또는 광 이송기(light conveyor)로서 기능하며, 광원(22)으로 연결된다. 그 밖의 다른 광섬유(30)가 광 수신기로서 기능하며, 검출기 유닛(32), 가령 광도계(photometer)로 연결된다. 광섬유 센서 헤드(100)가, 온도 판단이 요망되는 대상으로 부착된다. 또는, 그 밖의 다른 실시예에서, 하나의 광섬유가 이송기와 수신기 모두로서 기능하는 것이 가능하다. 도면에서는 광섬유가 참조되었지만, 그 밖의 다른 광 이송기 및 수신기가 본원에서 기재되는 시스템과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 시스템의 광 이송기가 중간 광섬유 없이 센서 헤드(100)에 장착되는 직접 광원(direct light source)이도록 상기 시스템은 구성될 수 있다.
도 2 및 3은 본원에서 설명된 시스템에 따르는 광학 온도 센서(optical temperature sensor)(10)의 센서 헤드(100)의 하나의 실시예의 다른 배향의 도시이다. “X", "Y" 및 ”Z"라고 표시된 차원은 도 2 및 3(그리고 그 밖의 다른 도면)의 상대적 배향을 설명한다. 센서 헤드(100)는 함께 연결되고, 센서 헤드(100)에 견고하게 내장될 수 있는 광섬유(20, 30)의 일부분을 포함한다. 섬유(20, 30)의 종단은 반사성 표적(reflective target), 예를 들어, 거울(110)을 향할 수 있다. 진동 및/또는 그 밖의 다른 운동의 경우에서 섬유(20, 30)와 거울(110)이 모두 함께 움직이도록 섬유(20, 30)는 거울(110)에 견고하게 고정될 수 있다. 이 실시예에서, 센서 헤드(100)가 온도가 측정될 대상의 표면에 대해 평평하도록 다수의 위치에 위치할 수 있게 하는 입방체 비율을 갖는다. 그 밖의 다른 실시예에서, 센서 헤드는 대상과 접촉하는 하나 이상의 평평한 에지 및/또는 대상에 대해 꼭 맞게 형성되거나 물리적으로 더 크게나 더 작게 조정 가능하도록 형성되는 하나 이상의 표면을 가질 수 있다. 상기 센서 헤드는 대상에 대한 센서 헤드의 적정 포지셔닝을 나타내기 위한 마킹을 포함하는 임의의 형태를 가질 수 있다. 상기 센서 헤드는 적용예의 기준에 따라 요망되는 크기를 가질 수 있다.
주어진 광도의 광이 광 경로(101)를 따라서, 광원(22)에서부터 섬유(20)를 통과하여, 거울(110)의 제 1 반사 표면(112)에 닿는다. 거울(110)의 제 1 반사 표면은 입사광의 광 경로(101)에 대해 약 45도를 형성할 수 있다. 그 후, 입사광은 광 경로(102)를 따라 약 90도 각도로, 거울(110)의 제 2 반사 표면(114)으로 반사된다. 이때, 상기 거울(110)의 제 2 반사 표면(114)은 거울(110)의 제 1 반사 표면(112)과 거의 90도로 직교하는 평면을 형성한다. 이하에서 설명될 바와 같이, 온도에 반응하여, 광 경로(102)를 따라 전달되는 광의 일부분, 또는 전부를 차단하거나, 간섭을 일으키기 위해, 지정 열 속성(thermal property)을 갖는 요소가 배치될 수 있다. 초기 입사광에 평행인 광 및 초기 입사광의 반대 방향으로 배향된 광과 같이, 거울(110)의 제 2 반사 표면(114) 상으로의 입사광이 광 경로(103)를 따라 다시 반사된다. 광 경로(103)를 따라 제 2 반사 표면(114)으로부터 반사된 광을 수신하도록 제 2 섬유(30)의 단부가 위치할 수 있으며, 섬유(20)에 의해 이송되는 입사광과, 섬유(30)에 의해 수신된 반사광 간의 광도 차이가 측정될 수 있다. 광도계(photometer), 광수용기(photoreceptor), 또는 그 밖의 다른 광도를 측정하기 위한 장치일 수 있는 검출기(32)에 의해 차이가 확립될 수 있다. 검출기는 광-온도 연산 기기(light-to-temperature computing equipment)로 연결될 수 있다. 상기 광도계와 상기 광-온도 연산 기기는 광전 온도 트랜스듀서(photoelectric temperature transducer)의 일부분일 수 있다. 본원에서 언급되는 것과 다른 각도도 사용될 수 있다.
예를 들어, 지정된 열 팽창 계수를 갖는 비전도성 물질로 만들어진 단단한 스트립과 같은 온도 민감형 요소(temperature sensitive element)(50)가, 고정된 지지부(60) 상의 센서 헤드(100)에 배치될 수 있다. 상기 고정된 지지부(60)는 바닥(base)과 가이드 암(guide arm) 및/또는 그 밖의 다른 수용 부품을 포함할 수 있으며, 온도 민감형 요소(50)는 거울(110)의 제 1 반사 표면(112)으로부터 반사된 광 경로(102)를 따르는 광을 명멸(occult)하는 단부(52)를 갖는다. 도시된 실시예에서, 온도 변화에 반응하여, 온도 민감형 요소(50)의 X방향으로의 팽창이나 수축에 의해, 광 경로(102)를 따르는 광의 부분적 명멸이 발생한다. 하나의 실시예에서, 온도 민감형 요소(50)의 온도가 증가할수록, 온도 민감형 요소(50)는 광 경로(102)를 따르는 표면(112)으로부터 반사된 입사광과 더 많이 간섭을 일으키고, 섬유(30)에 의해 수신된 광의 강도는 감소한다. 다양한 실시예에서, 온도 민감형 요소(50)에 의해 명멸되는 광의 부분은, 온도 변화와 선형 비례 관계, 온도 변화의 제곱 비례 관계, 그 밖의 다른 온도 관계 중 하나 이상에 따라 변할 수 있다. 따라서 본원에서 기재되는 시스템이 온도 변화를 광도 변화로 변환한다.
본원에서 기재되는 시스템의 하나의 실시예에서, 거울을 사용함으로써, 광섬유는 서로 마주보고 위치하는 것 대신, 평행하게 위치할 수 있어서, 광 발산 기기 및 광도 분석기가, 장치, 또는 온도가 측정될 부분의 2개의 마주보는 측부를 관통할 필요 없이, 온도 센서의 하나의 측부에만 위치할 수 있다.
본원에서 기재되는 시스템의 배열은 다음의 이점을 갖는다. 상기 시스템은 매우 소형일 수 있으며, 비-전도성 물질로 만들어질 수 있고, 유일한 움직이는 부분은 온도 민감형 요소(50)의 열팽창 부분일 수 있다. 온도 민감형 요소(50)의 세로방향 측부 상의 마찰력을 최소화시키기 위해, 온도 민감형 요소(50)는 최소의 폭과 두께를 갖고, 신장될 수 있으며, 세로방향 접촉 지점은 지지부(60) 상에 부착되어 있는 가이드(guide)(62)의 최초 개수로 제한될 수 있다. 단부(52)와 수용기(60)의 외부에서의 온도 민감형 요소(50)의 캔틸리버된 길이는 단부(52)에 미치는 진동 효과를 제거하도록 최소화될 수 있다.
본원에서 기재되는 시스템은 광 발산 광섬유와 광 수신 광섬유를 포함하고, 광 발산 광섬유에 의해 발산되는 광이, 발산 섬유와 수신 섬유 간의 광 경로 상에 위치하며, 온도에 따라 크기가 변하는 불투명(또는 반투명) 몸체에 의해 변하면서 명멸될 때, 상기 수신 광섬유에 의해 수신된 광도 변화의 측정치를 따른다. 이러한 시스템의 이점은 어떠한 금속성, 또는 전도성 부분도 요구될 필요가 없으며, 이로 인해서, 이러한 온도 센서가 전기 기계, 또는 장치와 같은 전자기 및 전기 환경에서 사용될 수 있다는 것이다. 덧붙이자면, 또 다른 이점으로는 광도의 변화만 측정될 수 있다는 것이며, 이로 인해서, 예컨대 간섭 분석 기기, 패브리-페롯 분석(Fabry-Perot analysis) 기기 및/또는 광 패턴 분석 기기보다 더 단순하고, 덜 비싼 광 분석 기기를 사용하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 본원에서 기재된 시스템에 따라 광도를 온도로 변환하는 것은, 수신 섬유의 반대 단부에 위치하는 단순한 광수용기(photoreceptor)에 의해, 이뤄질 수 있다.
도 4는 본원에서 기재되는 시스템에 따라, 입사광의 시점으로부터 센서 헤드 내에 포함되는 2면 거울(two-face mirror)을 도시한다. 광이 거울(110)의 제 1 반사 표면(112)에 충돌하여, 발광점(luminous spot)(101a)을 형성할 수 있다. 상기 발광점(101a)은 섬유(20)로부터의 광의 원통형 투사(cylindrical projection)의 경우 원형일 수 있다. 섬유(20)와 거울(110)은 입사광이 발광점(101a)을 생성하는 방식으로, 배치될 수 있다. 상기 발광점(101a)은 거울(110)의 제 2 반사 표면(114) 상으로 반사된다. X 방향으로의 온도 민감형 요소(50)의 움직임 때문에, 제 2 반사 표면(114)에 충돌하는 광의 일부분이 명멸되고, 광의 다른 부분은 발광점(102a)으로서 섬유(30)로 반사된다. 본원에서 사용되는 용어 “부분(portion)”은 하나 이상의 영역, 또는 하위집합을 일컬으며, 다수의 영역, 또는 하위집합의 경우, 완전하게 연결되거나, 서로 분리될 수 있다.
하나의 실시예에서, 광원(22)으로부터 섬유(20)에 의해 이송되는 입사광과, 섬유(30)에 의해 수신되는 반사광의 광도 차이는, 표면(114)으로부터 반사되고 광섬유(30)에 의해 수신된 발광점(102a)의 크기의 증가, 또는 감소로부터 기인한다. 광 경로(102) 상의 제 1 크기의 광이 명멸되거나, 그렇지 않은 경우, 광 경로(102) 상의 제 2 크기의 광이 발광점(102a)으로서 이송되는 동안, 온도 민감형 요소(50)에 의해 간섭을 일으킨다. 제 1 크기는 제 2 크기에 반비례할 수 있다. 즉 제 1 크기가 증가할 때 제 2 크기가 감소하며, 제 1 크기가 감소할 때 제 2 크기가 증가한다. 제 1 크기와 제 2 크기의 합계는 실질적으로 상수일 수 있다. 일부 경우, 제 1 크기, 또는 제 2 크기가 0일 수 있다.
도 5는 광섬유 온도 센서(10')를 나타내는 본원에서 기재되는 시스템의 또 다른 실시예를 도시하며, 이때, 제 3 광섬유(70)는 관로(conduit) 내에 위치하여, 광섬유 온도 센서 헤드(100')로 연결될 수 있다. 상기 광섬유(70)는 수신기 광섬유(30)의 옆에, 또는 이웃하여 배치되며, 예를 들어 검출기 유닛(32)과 동일한 타입의 광도계(photometer)일 수 있는 기준 검출기 유닛(72)으로 연결되는 기준 광섬유(reference optical fiber)일 수 있다. 본원에서 추가로 설명될 바와 같이, 기준 광섬유(70)는, 검출기(32)에 의해 시간에 걸쳐 이뤄지는 광도 측정의 연속적인 재-교정(re-calibration)을 가능하게 한다.
도 6은 센서 헤드(100')에서의 기준 광섬유(70)의 배열을 도시하며, 이때, 기준 광섬유(70)는 수신기 광섬유(30)를 따라 배치된다. 온도 민감형 요소(50)가, 온도에 관계없이, 기준 광섬유(70)에 의해 수신된 광과 간섭을 일으키지 않도록, 상기 기준 광섬유(70)는 배치될 수 있다. 기준 광섬유(70)를 이용하는 배열은, 광-온도 변환 트랜스듀서를 보정할 수 있으며, 이러한 보정은, 섬유(20 및 30)로 연결되는 광도계의 낙후(aging), 대기 온도 변화, 전극의 온도 변화로 인한 광 감도 드리프트(light sensitivity drift) 및/또는 섬유의 낙후와 광 발산기의 낙후 중 하나 이상으로 인한 광 감도 드리프트(예를 들어, 기준 섬유(70)에 의해 포착되는 드리프트)를 고려함으로써, 섬유(30)로 연결되는 광도계(32)에 의해 시간에 걸쳐 이뤄지는 광도 측정의 연속 재-교정에 의해 이뤄진다.
도 7은 본원에서 기재된 센서 헤드(200)의 또 다른 실시예를 도시하며, 이때, 중간 거울 없이, 이송 광섬유(conveying optical fiber)(220)로부터 발산된 광이 수신 광섬유(receiving optical fiber)(230)에 의해 직접 수신된다. 2개의 광섬유(220, 230)는 자신의 단부 중, 작은 갭(254)을 가로질러 서로를 향하는 하나를 가질 수 있다. 본원에서 더 논의될 바와 같이, 섬유(220)는 광원(222)으로 연결되고, 섬유(230)는 수신된 광을 검출기(232) 및/또는 광도 및 온도 분석을 실시하기 위한 광도 분석 유닛(luminous intensity analyzer unit)(본원에서 추가로 설명됨)으로 전송할 수 있다. 검출기(232)는 광도를 전기 전류로 해석하고, 전기를 온도로 해석하는 단순한 광도계일 수 있다. 이 경우에서, 광도 변화와 온도 변화 간의 관계는 선형(linear)에 근접할 수 있다. 섬유(220, 230) 중 하나 이상(예를 들면 되되는 바와 같이, 섬유(220))은 자신의 단부가 다른 섬유의 단부를 바라보도록 곡선일 수 있다.
예를 들어 지정 열팽창 계수를 갖는 비전도성 물질로 만들어진 견고한 스트립과 같은 온도 민감형 요소(250)가 고정 지지부(fixed support)(260) 상에서 하나의 단부(252)로 고정되며, 나머지 단부는 열 팽창에 따라 갭(gap)(254)을 관통한다. 온도 민감형 요소(250) 크기의 증가, 또는 감소를 야기하는 온도 민감형 요소(250)의 온도 변화에 따라서 온도 민감형 요소(250)의 길이가 변함에 따라, 상기 요소(250)는 상기 갭(254)으로 팽창하거나, 상기 갭(254)으로부터 후퇴(수축)한다. 예를 들어, 온도가 증가할수록, 섬유(230)에 의해 수신되는 광의 강도가 감소하도록, 상기 온도 민감형 요소(250)는 섬유(220)의 단부에서 벗어나는 입사광과 간섭을 일으킬 수 있다. 따라서 본원에서 기재된 시스템은 온도 변화를 광도 변화로 변환한다. 또한 본원에서 더 설명될 바와 같이, 이 실시예에서 기준 광섬유(reference optical fiber)를 사용하는 것이 가능하다.
도 8은 광섬유(320, 330)에 횡방향으로 배치된 온도 민감형 요소(350)에 의한 입사광의 명멸을 보여주는, 본원에서 기재되는 시스템에 따르는 센서 헤드(300)의 또 하나의 실시예를 도시한다. 도 8에서 도시된 바와 같이, 거울(310)은 서로 90도로 배치된 2개의 면(312, 314)과, 섬유(320, 330)에 횡방향으로 배치된 온도 민감형 요소(250)를 포함할 수 있다. 또한 이하에서 추가로 설명될 바와 같이, 이 실시예에, 기준 광섬유를 포함시키는 것이 가능하다.
도 9는 광섬유(420, 430, 470) 및 온도 민감형 요소(450)의 또 다른 구성을 나타내는 본원에서 기재된 시스템에 따르는 센서 헤드(400)의 또 하나의 실시예를 개략적으로 도시한다. 상기 온도 민감형 요소(450)는 거울(410)의 거울 면(414)에 접선으로 접하며, 요소(450)의 단부(452)는 광 경로(402)를 따라 광을 명멸한다. 도 9의 실시예에서 도시되는 바와 같이, 섬유(470)는, 온도 변화에 반응하는 온도 민감형 요소(450)의 움직임에 의해 방해받지 않는 광을 수신하기 위한 기준 섬유(470)의 동작에 따라, 광 이송 광섬유(420)와 광 수신 광섬유(430) 사이에 배치되는 기준 섬유이다. 이러한 배열은 기계적 진동 하의 환경에 대해 바람직할 수 있는데, 왜냐하면, 온도 민감형 요소(450)에 미치는 캔틸리버의 효과가 최소화되기 때문이다.
도 9에서 명백하게 나타나는 90도의 2면 거울(410)을 사용하는 또 다른 흥미로운 특징은, 섬유(420)의 단부가 원형인 경우, 거울(410)의 표면(412)과 표면(414) 사이에서 경로(402)를 따라 반사되는 광의 단면이 타원형일 것이다. 거울 면(412)의 크기를 적정하게 제한함으로써, 광 경로(402)를 따라 반사되는 광의 부분이 정사각형, 또는 직사각형으로 절단되어, 온도 민감형 요소(450)의 팽창, 또는 수축으로 인한 광의 변화로 인한 광의 변화가, 타원형 단면의 경우에 비해, 더 선형일 수 있다.
본원에서 기재되는 시스템에 따라, 그 밖의 다른 센서 헤드 구성이 사용될 수 있다.
도 10A 및 10B는, 본원에서 기재된 시스템의 또 다른 실시예에 따르는 평면 거울(540)로부터 반사될 때, 수신기(530)가, 이송기(conveyor)(520)에 대하여 배향되어, 상기 이송기(520)로부터 발산된 광을 수신하는 대안적 구성을 갖는 센서 헤드(500)를 개략적으로 도시한다. 도 10A에서, 하나의 투시도에서 센서 헤드(500)가 나타나며, 도 10B에서, 도 10A에서 나타나는 것과 수직인 투시도에서 센서 헤드(500)가 나타난다. 평면 거울(540)은 각(angle)을 포함하지 않는 단일 요소일 수 있다. 이송기(520)로부터 발산되는 광이 거울(540)에서 한 번 반사되고, 반사된 광이 수신기(530)에 의해 수신되도록, 상기 이송기(520)가 수신기(530)에 대하여 수렴 방향(convergence orientation)으로 배향된다. 온도 민감형 요소(550)가 수신기(530)에 의해 수신된 광의 일부분, 또는 전부를 차단하거나 간섭을 일으키도록 배치된다. 온도 민감형 요소(550)는 거울(540)과 수신기(530) 사이에 배치된다. 그러나 또 다른 실시예에서, 온도 민감형 요소(550)는 이송기(520)와 거울(540) 사이에, 또는 이송기(520)와 수신기(530) 사이에, 또는 둘 모두에 배치될 수 있으며, 또는 본원에서 기재되는 구성의 임의의 조합으로 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이송기(520) 및 수신기(530)는 서로 인접하게, 예를 들어, 서로에 닿으면서, 배치될 수 있으며, 이로써 수렴 각(angle of the convergence)이 감소할 것이다.
도 11A 및 11B는 본원에서 기재된 시스템의 또 다른 실시예에 따르는 만곡형 거울(curved mirror)(640)을 갖는 센서 헤드(600)의 개략적 도시이다. 도 11A에서, 하나의 투시도로 센서 헤드(600)가 도시되며, 도 11B에서, 도 11A에서 나타난 투시도에 직교하는 투시도로 센서 헤드(600)가 도시된다. 이송기(620)는 수신기(630)에 평행하게 배치될 수 있다. 이송기(620)로부터 발산된 광이 만곡형 거울(640)로부터 수신기(630)로 반사된다. 도시되는 바와 같이, 만곡형 거울(640)은 이송기(620) 및 수신기(630)에 비해 오목한 형태를 가질 수 있다. 거울(640)의 그 밖의 다른 변형도 가능하다. 온도 감지 요소(650)는 수신기(630)에 의해 수신되는 광의 일부분, 또는 전부를 차단, 또는 간섭하도록 배치되며, 이는 이하에서 더 설명된다. 온도 민감형 요소(650)가 거울(540)과 수신기(630) 사이에 배치되는 것으로 나타나지만, 그 밖의 다른 실시예에서, 온도 민감형 요소(650)가 이송기(620)와 거울(640) 사이에, 또는 이송기(620)와 수신기(630) 사이에, 또는 둘 모두에 배치될 수 있으며, 또는 본원에서 기재되는 구성의 임의의 조합으로 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 입사광의 거울(640)에서의 형상(geometry)( 및/또는 수신기(630)에서 수신된 반사광의 형상)을 변형하기 위해, 하나 이상의 광 변형 렌즈(light deforming lens)가 이송기(620)( 및/또는 수신기(630))와 만곡형 거울(640) 사이에 배치될 수 있고, 온도 민감형 요소(650)와 연합되어 사용된다. 예를 들어, 렌즈는 원형 입사광 형태를, 신장된 형상, 예를 들면 평평한 장방형(flat rectangle)을 갖는 광 형태로 변형할 수 있다. 이러한 방식으로, 온도 민감형 요소(650)의 움직임에 따라, 그리고 렌즈에 의해 야기되는 광 빔의 변형된 형태에 관련하여, 수신기에서 수신된 광의 크기는 변할 수 있다.
도 12는 유사한 구성요소를 갖는 광학 온도 센서(optical temperature sensor)(10')를 개략적으로 도시하며, 광도의 변화를 온도 민감형 요소(50)의 온도의 변화로 번역할 수 있는 온도 계산 구성요소(temperature calculating component)를 포함할 수 있는 광도 분석기(luminous intensity analyzer)(80)를 더 도시한다. 상기 광도 분석기(80)는 아날로그-디지털 변환 회로(analog-to-digital conversion circuitry) 및/또는 적정 연산 회로(computing circuitry)(가령, PC 등의 종래의 처리 장치) 및/또는 출력 회로(가령, 디스플레이, 또는 온도 변화를 나타내는 디지털이나 아날로그 신호를 출력하기에 적정한 회로)를 포함할 수 있다.
광도 분석기(80)는 광원(22)으로부터 이송된 광과 검출기(32)에 의해 수신된 광 간의 차이를 분석하고, 광도의 변화를 바탕으로, 온도 민감형 요소(50)의 온도의 변화(그리고, 이에 따라 광학 온도 센서가 부착되거나 연결된 물체의 온도의 변화)를 판단하기 위해, 검출기(32) 및/또는 광원(22)으로 연결되는 스탠드-얼론(stand-alone)형 미터기 및/또는 그 밖의 다른 분석기 유닛일 수 있다. 대안적으로, 광도 분석기(80)가 검출기(32)의 일부분을, 프로세서 구성요소로서 형성할 수 있다. 상기 광도 분석기(80)는 본원에서 기재된 센서들 중 임의의 것과 연계되어 사용될 수 있다.
다양한 실시예에서, 어떠한 금속성, 또는 전기-전도성 부분을 이용하여 센서가 조립되어, 전기장, 또는 전자기장을 갖는 환경에서 동작이 가능해질 수 있다. 예를 들어, 이송기와 수신기에 대해 비-전기 전도성 광섬유 물질이 사용될 수 있고, 온도 민감형 요소에 대해 알려진 열팽창 계수를 갖는 비-전기 전도성 물질이 사용될 수 있으며, 적용예의 특정 기준에 따라 선택될 수 있는 그 밖의 다른 구성요소에 대해 다양한 세라믹 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 저온 작업, 실온 작업, 또는 고온 작업에 적합한 물질, 또는 가변 온도 범위에 걸쳐 적합한 물질로서 선택된 물질이 선택될 수 있다. 특히, 예를 들어, 이송기 및 수신기를 포함하는 불투명 관로는 상업적으로 이용가능한 세라믹으로 구성될 수 있으며, 센서 헤드의 외부 하우징이 상업적으로 이용가능한 세라믹으로 구성될 수 있다. 본원 발명의 하나의 실시예에서, 세라믹 물질은 Corning Incorporated(NY, Corning 소재)의 Macor 기계가공 가능한 유리 세라믹일 수 있다. 그러나 그 밖의 다른 임의의 적합한 물질, 예를 들어, 또 다른 기계가공 가능한 유리 세라믹 물질이 사용될 수 있다.
다양한 실시예에서, 단순한 광 명멸 원리를 이용하는 본원에서 기재되는 시스템의 실제 동작은, 물질 및 구성에 대한 다양한 설계 선택을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기적으로 전도성이 아니라, 열 전도성인 물질이 선택될 수 있고, 전체 크기는 최소화될 수 있으며, 강건함(ruggedness), 특히 진동에 대한 내성이 최대화될 수 있고, 단순하고 저비용의 광도 분석 기기 및 온도 계산 기기가 사용될 수 있으며, 이는 이하에서 더 상세히 기재된다.
온도 민감형 요소를 구성하는 물질은 전기적으로 전도성이 아니라, 견고(rigid)하며, 온도 민감형 요소의 길이가 온도에 따라 충분히 변화하기에 충분히 높은 열팽창 계수를 갖는다. 하나의 실시예에서, 적합한 물질은 유리 마이크로섬유-보강된(glass microfiber-reinforced) Teflon, 예를 들어, Rogers Corporation의 하나 이상의 방향으로의 18.7㎜/m의 열팽창 계수를 갖는 RT/duroid 5880 PTFE 박판(laminate)일 수 있다. 물질은 서로 다른 방향(예를 들어, 세로, 가로 및 높이 방향)으로 서로 다른 열팽창 계수를 가질 수 있으며, 본원에서 기재되는 시스템은 하나 이상의 방향으로의 열 팽창 속성에 대해 선택된 온도 민감형 요소를 포함하도록 설계될 수 있다.
본원에서 기재되는 시스템을 포함하는 센서 헤드는 먼지, 광 및 증기에 대해 밀폐될 수 있으며, 온도 민감형 요소의 온도가 측정될 온도를 빠르게 채택할 수 있게 해주는 비-전도성 물질로 만들어질 수 있다. 하나의 실시예에서, 적합한 물질은 Rogers Corporation의 FR4인 것으로 발견되었다.
전체 센서의 크기가 최소화될 수 있다. 하나의 실시예에서, 예를 들어, 센서(10')를 참조하면, 광섬유(20, 30, 70)는 (불투명한 외부 피복을 제외하고) 약 420미크론(micron)의 직경을 가질 수 있으며, 거울(110)의 각각의 표면(112, 114)은 높이 약 920미크론, 두께 500미크론, 길이 4㎜의 크기를 가질 수 있으며, 이때, Unaxis Optics로부터 얻어진 800 내지 870나노미터의 범위의 파장에 대해 45도에 대해 98% 반사율을 갖는 유전성 반사 코팅을 이용한다. 상기 온도 민감형 요소(50)는, 약 영하 40℃ 이상, 약 200℃ 이하의 온도 측정을 위한 약 2㎝의 길이와, 약 250미크론의 폭과, 약 750미크론의 두께를 갖는 스트립(strip)일 수 있다. 상기 광원(22)은, Dialight PLC(UK)의 광 발산 다이오드(즉 발광 다이오드) 등의 LED와 레이저 다이오드를 포함하여 본원에서 기재된 기능을 제공할 수 있는 적합한 광원일 수 있다. 본원에서 기재된 시스템의 작동 성능에 의해, 약 300미크론의 온도 민감형 요소의 이동으로 인해 야기된 광도의 변화에 대응하는 ±2℃의 정교함을 갖고, -40℃ 내지 200℃의 온도 측정이 가능해질 수 있다. 최종 센서 헤드(100)는 약 3㎝ x 1㎝ x 2㎜의 크기를 가질 수 있다.
도 13은 본원에서 기재되는 시스템의 하나의 실시예에 따르는 광학 온도 센서(10)의 센서 헤드(100)로 연결되는 전자 장치(700)의 개략적 회로 다이어그램이다. 센서 헤드(100)의 디자인과 구성요소는 앞서 설명되었다. 이하에서 상세히 논의될 바와 같이, 전자 장치(700)는, 예를 들어, 센서 헤드(100) 내의 표적 상으로 조사(irradiate)되는 광의 강도를 변조시킴으로써, 상기 센서 헤드(100)의 온도 및/또는 온도 변화분에 독립적으로, 상기 표적 상으로 조사되는 광의 크기를 제어할 수 있다. 상기 전자 장치(700)는, 예를 들어 앞서 언급된 관로(40) 내에 위치하는 한 쌍의 광섬유(720, 730)를 통해, 센서 헤드(100)로 연결될 수 있다. 섬유(720)는 광 이송 섬유 광 케이블일 수 있고, 섬유(730)는 광 수신 섬유 광 케이블일 수 있지만, 그 밖의 다른 임의의 적정한 광 이송기 및/또는 수신기가 사용될 수 있다. 광 발산원(light emitting source)(722)이 섬유(720)에 의해 센서 헤드(100)로 이송되는 광을 제공한다. 광 발산원 드라이버(light emitting source driver)(710)가 광 발산원(722)으로 연결되며, 로우-패스 필터를 통한 피드백 루프를 이용하여, 소스(722)로부터 발산된 광을 제어할 수 있다(이하에서 상세히 설명됨). 섬유(730)는 센서 헤드(100)로부터 수신된 광을, 예를 들어 측정 광전자 셀(measurement photoelectric cell)(732)과 같은 측정 유닛으로 전송한다.
도 13에서 도시되는 바와 같이, 측정 광전자 셀(732)의 출력은, 전압 신호 입력을 위한 고-임피던스 버퍼로서 기능할 수 있는 증폭기(740)로 연결될 수 있다. 상기 증폭기(740)의 출력은 밴드-패스 필터(band-pass filter)(742)와 로우-패스 필터(low-pass filter)(750)로 따로 따로 연결될 수 있다. 상기 밴드-패스 필터(742)는 관심 신호가 아닌 신호, 예컨대, 저주파수 범위에서의 전압 드리프트(voltage drift) 및 온도 변화와 관련되지 않는 고주파수 신호를 제거하도록 구성될 수 있다. 그 밖의 다른 필터 및 이들의 조합, 예를 들면, 로우-패스 필터와 하이-패스 필터의 조합이, 적정한 경우, 사용될 수 있다. 밴드-패스 필터(742)의 출력은, 전자 장치(700)로부터 출력 신호를 제공할 수 있는 출력 컨버터(744)로 연결될 수 있다. 본원에서 추가로 설명될 바와 같이, 출력 컨버터(744)는, 온도 변화 및/또는 측정 대상인 물체의 그 밖의 다른 측정된 특성을 결정하도록 신호를 분석하는 분석기를 포함할 수 있다. 출력 컨버터(744)로부터의 출력 신호는, 물체의 온도 변화의 측정치를 디스플레이하기 위한 디스플레이로 전송될 수 있다. 또는, 출력 컨버터(744)의 출력은 프로세서, 분석기 및/또는 출력 신호를 사용하는 그 밖의 다른 시스템으로 전송될 수 있다.
시스템의 피드백 루프에서, 로우-패스 필터(750)의 출력은, 전압 신호 입력을 위한 고 임피던스 버퍼(high impedance buffer)로서 기능할 수 있는 증폭기(752)로 연결될 수 있다. 상기 로우-패스 필터(750)는, 광 발산원 드라이버(710)에 대한 피드백을 위해 사용되는 기준 신호로서, 평균 값 신호(mean value signal)를 획득하기 위해 사용될 수 있다. 진동으로 인해 야기되는 움직임이 기준 신호에 미치는 영향이, 입력 신호에 로우-패스 필터(750)를 적용시킴으로써, 감소될 수 있다. 증폭기(752)로부터의 출력은, 입력으로서, 차동 증폭기(756)로 연결될 수 있다. 상기 차동 증폭기(756)의 또 하나의 입력은 증폭기(754)의 출력일 수 있으며, 상기 증폭기(754)는 전압 기준(712)으로 연결되는 입력을 갖는다. 상기 증폭기(754)는 전압 신호 입력을 위한 고 임피던스 버퍼로서 기능할 수 있다. 상기 차동 증폭기(756)는 자신으로 입력되는 신호 입력들 간의 차이를 출력한다. 상기 차동 증폭기(756)로부터의 출력은, 광 발산원(722)으로부터 발산된 광의 광도를 제어하기 위해, 광 발산원 드라이버(710)로 연결될 수 있다.
본원에서 기재된 시스템은, 섬유 절단면(fiber cuts)의 오정합이나 차이, 광전자 셀의 감도(sensitivity), 섬유의 감쇄 등에 대하여 교정(calibrate)될 수 있다. 교정에 추가로, 피드백이, 낙후(aging)나 조작으로 인해 초래되는 섬유 특성, 광 발산원, 광전자 셀 등에서의 변화에 대해 보상을 행할 수 있다.
도 14는 본원에서 기재되는 시스템의 또 다른 실시예에 따르는, 광학 온도 센서(10‘)의 센서 헤드(100‘)로 연결되는 전자 장치(800)의 개략적 회로도이다. 센서 헤드(100')의 디자인과 구성요소는 앞서 기재되었다. 도시되는 바와 같이, 센서 헤드(100')는, 기준 광섬유(870), 광 이송 광섬유(820) 및 광 수신 광섬유(830)를 통해, 전자 장치(800)로 전기적으로 연결될 수 있다. 이하에서 상세히 설명될 바와 같이, 상기 전자 장치(800)는, 센서 헤드(100') 내 온도 변화에 독립적으로, 상기 센서 헤드(100') 내 표적 상으로 조사(irradiate)되는 광의 크기를 변조할 수 있다. 상기 센서 헤드(100')는, 전자 장치(200)를 참조하여 앞서 설명된 센서 헤드(100)와 유사할 수 있으며, 기준 섬유(870)가 추가되고, 그 밖의 다른 차이점이 본원에서 명시된다. 본원에서 추가로 언급된 바와 같이, 기준 광섬유(870)는 센서 헤드(100') 내에 배치되어, 광 이송 섬유(820) 및/또는 그 밖의 다른 광원으로부터 발산되는 광을 수신할 수 있으며, 이때, 상기 기준 섬유(870)로부터의 광의 크기는 상기 센서 헤드(100') 내의 온도 변화에 독립적이다.
광 발산원(822)이, 섬유(820)에 의해 센서 헤드(100')로 이송되는 광을 제공할 수 있다. 광 발산원 드라이버(810)가 광 발산원(822)으로 연결되고, 기준 신호를 사용하여 상기 광 발산원(822)으로부터 발산되는 광을 제어할 수 있다. 섬유(830)는 상기 센서 헤드(100')로부터 수신된 광을, 측정 광전자 셀(measurement photoelectric cell)(832)과 같은 측정 유닛으로 전송한다. 상기 섬유(870)는 센서 헤드(100')로부터 수신된 광을, 예를 들어 기준 광전자 셀(850)과 같은 기준 유닛으로 전송한다. 섬유(820, 830 및 870)를 대신하여, 임의의 적정한 광 이송기 및/또는 광 수신기를 사용하는 것이 가능할 수 있다.
기준 광전자 셀(850)의 출력은, 전압 신호 입력을 위한 고 임피던스 버퍼로서 기능할 수 있는 증폭기(852)로 연결될 수 있다. 증폭기(852)의 출력은 차동 증폭기(856)의 입력으로 연결될 수 있다. 상기 차동 증폭기(856)의 도 하나의 입력은 증폭기(854)의 출력일 수 있으며, 이때, 상기 증폭기(854)는 전압 기준 입력(812)을 갖는다. 상기 증폭기(854)는 전압 신호 입력을 위한 고 임피던스 버퍼로서 기능할 수 있다. 상기 차동 증폭기(856)는 자신으로 입력되는 신호 입력들 간의 차이를 출력한다. 상기 차동 증폭기(856)의 출력은 광 발산원 드라이버(810)로 연결될 수 있으며, 상기 광 발산원 드라이버는 차동 증폭기(356)로부터의 출력 신호를 사용하여, 상기 광 발산원(822)으로부터 발산되는 광의 광도를 제어할 수 있다. 그 밖의 다른 공지된 회로가 본원에서 기재되는 시스템과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 또 하나의 실시예에서(도면상 도시되지 않음), 기준 광전자 셀(850)의 출력은, 기준 신호의 평균 값을 획득하기 위해 사용될 수 있는 로우-패스 필터로 연결될 수 있고, 이로 인해서, 바람직하지 않은 고주파수 신호가 기준 신호에 미치는 영향이 감소될 수 있다.
도 14에서 도시되는 바와 같이, 측정 광전자 셀(832)의 출력이 증폭기(840)로 연결될 수 있으며, 상기 증폭기(840)는 전압 신호 입력을 위한 고 임피던스 버퍼로서 기능할 수 있다. 상기 증폭기(840)의 출력은 로우-패스 필터(842)로 연결될 수 있다. 상기 로우-패스 필터(842)는, 관심 신호가 아닌 신호, 예를 들어, 온도 변화와 관련되지 않는 매우 높은 주파수 신호를 제거하도록 구성될 수 있다. 그 밖의 다른 필터예를 들어, 밴드-패스 필터와 하이-패스 필터 및 이들의 조합이, 적정한 때, 사용될 수 있다. 로우-패스 필터(842)의 출력은, 전자 장치(800)로부터의 출력 신호를 제공할 수 있는 출력 컨버터(844)로 연결될 수 있다. 본원에서 더 설명되는 바와 같이, 상기 출력 컨버터(844)는, 측정 대상인 물체의 측정된 특성을 결정하기 위한 신호를 분석하는 분석기를 포함할 수 있다. 출력 컨버터(844)로부터의 출력 신호는 온도를 디스플레이하기 위한 디스플레이로 전송될 수 있다. 또는, 출력 컨버터(844)의 출력은 프로세서, 분석기 및/또는 그 밖의 다른 출력 신호를 사용하는 시스템으로 전송될 수 있다.
앞서 설명된 전자 장치(700 및 800)는 각각, 앞서 설명된, 광원(22), 검출ㄹ기(32), 기준 검출기(72) 및/또는 광도 분석기(80)를 포함할 수 있다. 덧붙이자면, 다양한 실시예에서, 본원에서 기재된 시스템을 제조하기 위해 선택된 물질은, 측정 오류를 초래할 수 있는 변형을 감소시키기 위한 기계적 속성을 가질 수 있다. 예를 들면, 선택된 제조 물질은, 본원에서 설명된 다른 속성들 중에서, 높은 압축 강도, 높은 휨 강도(flexural strength), 높은 연속 사용 온도 및 높은 유전 상수를 가질 수 있다. 또한 기준 섬유는 앞서 설명된 센서 타입 중 임의의 것과 함께 사용될 수 있다. 덧붙이자면, 본원에서 기재되는 전자 장치(700, 800)는 앞서 설명된 센서 타입 중 임의의 것과 연합되어 사용될 수 있다.
도 15, 16 및 17은, 본원에서 기재되는 시스템의 또 하나의 실시예에 따르는 온도 측정을 위한 일체 구성된 소형 센서(900)의 서로 다른 방향에서의 도시이다. 상기 소형 센서(900)는, 앞서 설명된 이송기(20) 및 수신기(30)와 같은 이송기(920) 및 수신기(930)와, 앞서 설명된 온도 민감형 요소(50)와 같은 온도 민감형 요소(950)와, 앞서 설명된 전자 장치(700)와 같은 수신된 신호를 분석하기 위한 전자 장치(980)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서 나타나는 바와 같이, 앞의 내용에서 참조되는 구성요소들은 모두, 센서(900)의 하나의 단일 하우징(904)으로 일체 구성될 수 있다. 상기 전자 장치(980)는 센서(900) 내부의 인쇄 회로 기판 상에 포함될 수 있으며, 전자기 복사에 대해 절연될 수 있다. 이송기(920)로부터의 광이 광 집중기(light concentrator)(922)에 의해 집중될 수 있으며, 또는 수신기(930)에 의해 수신된 광은 광 집중기(932)에 의해 집중될 수 있다. 상기 광 이송기(920)와 광 수신기(930)는 하우징(904) 내에 전체적으로 포함될 수 있다. 도시된 배열은, 광섬유가 광 이송기(920) 및 광 수신기(930) 중 하나 이상에 대해 사용될 수 있지만, 광섬유가 필요하지 않을 수 있다는 이점을 제공한다. 이송기(920)로부터의 광은 거울(940)에 도달하여, 수신기(930)로 반사될 수 있으며, 온도 변화에 따라서, 광의 일부분은 명멸되거나, 또는 온도 민감형 요소(950)에 의해 간섭된다. 전자 장치(980)는 광도의 최종 변화를 분석할 수 있다.
광 이송기(920), 광 집중기(922), 광 수신기(930) 및 광 집중기(932)는 하우징(904)으로 부착될 수 있으며, 또는 구조 지지부(905)에 의해 지지될 수 있다. 상기 온도 민감형 요소(950)는 하우징(904)에 부착되거나, 구조 지지부(915)에 의해 지지될 수 있다. 상기 센서(900)는, 센서를 컴퓨터, 컴퓨터 네트워크, 또는 센서(900)로부터 출력 신호를 수신하며, 결과를 디스플레이하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있는 그 밖의 다른 장치로 디지털 방식으로 연결하기 위한 연결 인터페이스(902)와 함께 도시된다. 또한 하나 이상의 기준 섬유가 도시된 실시예에 포함될 수 있으며, 이 경우, 전자 장치(980)의 전자 회로의 일부분, 또는 전체가 본원에서 설명된 전자 장치(800)와 유사할 수 있다.

Claims (25)

  1. 온도 센서에 있어서, 상기 온도 센서는
    광을 발산하는 이송기(conveyor)와,
    상기 이송기로부터 발산되는 광을 수신하도록 배치되는 제 1 수신기(receiver)와,
    상기 이송기와 상기 제 1 수신기 간의 광 경로에 배치되며, 상기 이송기에 의해 발산되는 광의 일부분, 또는 전부를 다양하게 명멸(occult)하는 온도 민감형 요소(temperature sensitive element)
    를 포함하며, 이때, 상기 온도 민감형 요소에 의해 다양하게 명멸되는 광의 부분은 상기 온도 민감형 요소의 온도 변화에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이송기 및 상기 제 1 수신기는 광섬유인 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 온도 민감형 요소는 전기적으로 비-전도성(electrically non-conductive)인 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 온도 민감형 요소는 온도 변화에 비례하여 달라지는 형상(geometry)을 갖는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기로 연결되며, 상기 제 1 수신기에 의해 수신된 광의 광도(light intensity)를 분석하고, 상기 광도의 변화를 바탕으로, 상기 온도 민감형 요소의 온도 변화를 판단하는 제 1 검출기(detector)
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송기로부터의 광의 명멸되지 않는 부분(non-occulted portion)을 수신하며, 상기 제 1 수신기 옆에 배치되는 제 2 수신기
    를 더 포함하며, 이때, 상기 제 2 수신기에 의해 수신되는 광의 명멸되지 않는 부분은 상기 온도 민감형 요소의 온도 변화에 독립적인 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 수신기로 연결되며, 상기 센서를 교정(calibrate)하도록 사용되는 제 2 검출기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 검출기에 의해, 센서의 낙후(aging), 주변 온도 변화, 이송기나 제 1 수신기의 광 전도성의 변화 중 하나 이상에 의해 초래되는 드리프트(drift)로부터 야기되는 센서의 교정이 가능해지는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 이송기는 상기 제 1 수신기를 직접 바라보며, 이때, 상기 이송기와 상기 제 1 수신기 간의 광 경로는 상기 이송기와 상기 제 1 수신기 간의 틈(gap)인 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송기로부터 수신된 입사광을 상기 제 1 수신기로 반사시키도록 배치되는 표적(target)
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 표적은 서로 90도 각도를 이뤄 배치되는 제 1 면과 제 2 면을 갖는 2-면 거울(two-face mirror)을 포함하며, 상기 제 1 면은 이송기로부터 45도의 제 1 입사각으로 입사광을 수신하여, 상기 입사광을 45도의 제 2 입사각으로 제 2 면에 반사시키며, 상기 제 2 면은 상기 제 2 면으로부터 수신된 입사광을 제 1 수신기로 반사시키는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 표적은, 만곡형 거울(curved mirror)과 평면 거울(flat mirror) 중 하나 이상을 포함하고, 평면 거울로서의 상기 표적과 관련하여, 상기 이송기는 제 1 수신기에 대하여 비스듬하게 위치하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  13. 제 1 항에 있어서,
    피드백 루프를 기초로, 그리고 기준 신호를 이용하여, 상기 이송기로부터 발산되는 광의 광도를 제어하는 드라이버를 포함하며, 상기 이송기 및 상기 제 1 수신기로 연결되는 전자 장치(electronic device)
    를 더 포함하며, 이때, 상기 전자 장치는, 제 1 수신기에 의해 수신되는 광도의 변화를 분석하고, 하나 이상의 신호를 출력하는 하나 이상의 광도 분석기(luminous intensity analyzer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  14. 온도를 감지(sensing)하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    광을 발산하는 이송기(conveyor)를 제공하는 단계와,
    상기 이송기로부터 발산된 광을 수신하는 제 1 수신기(receiver)를 제공하는 단계와,
    상기 제 1 수신기에 의해 광이 수신되기 전에, 상기 이송기로부터 발산된 광의 일부분, 또는 전부를 다양하게 명멸(occult)시키는 단계
    를 포함하며, 이때, 다양하게 명멸되는 광의 부분은 온도 변화에 따르는 것을 특징으로 하는 온도를 감지하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    기준 신호를 사용하여 피드백 루프에 따라서, 상기 이송기로부터 발산되는 광의 광도를 제어하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도를 감지하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기준 신호를 제 2 수신기에서 수신하는 단계로서, 이때, 상기 기준 신호는 온도 변화에 독립적인 것을 특징으로 하는 온도를 감지하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기에 의해 수신되는 광을 분석하여, 온도의 변화를 판단하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도를 감지하는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 이송기로부터의 입사광을 수신하고 상기 광을 상기 제 1 수신기로 반사시키는 표적(target)을 제공하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도를 감지하는 방법.
  19. 온도 센서에 있어서, 상기 온도 센서는
    광을 발산하는 이송기 광섬유(conveyor optical fiber)와,
    상기 이송기 광섬유로부터 수신된 입사광을 반사하는 거울(mirror)과,
    상기 거울로부터 반사된 광을 수신하도록 배치되는 수신기 광섬유(receiver optical fiber)와,
    상기 이송기 광섬유와 상기 수신기 광섬유 간의 광 경로에 배치되며, 상기 이송기 광섬유로부터 발산된 광의 일부분, 또는 전부를 다양하게 명멸(occult)하는 온도 민감형 요소(temperature sensitive element)
    를 포함하며, 이때, 상기 온도 민감형 요소에 의해 다양하게 명멸되는 광의 부분은, 상기 온도 민감형 요소의 온도 변화에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 거울은, 서로 90도 각도를 이뤄 배치되는 제 1 면과 제 2 면을 갖는 2-면 거울(two-face mirror)을 포함하며, 상기 제 1 면은 이송기 광섬유로부터 45도의 제 1 입사각으로 입사광을 수신하여, 상기 입사광을 45도의 제 2 입사각으로 제 2 면에 반사시키며, 상기 제 2 면은 상기 제 2 면으로부터 수신된 입사광을 상기 수신기 광섬유로 반사시키는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 거울은, 단일 평면 거울(flat mirror)과 만곡형 거울(curved mirror) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 이송기 광섬유로부터의 광의 명멸되지 않는 부분(non-occulted portion)을 수신하는 기준 광섬유(reference optical fiber)
    를 더 포함하며, 이때, 상기 기준 광섬유에 의해 수신되는 광의 명멸되지 않는 부분은 상기 온도 민감형 요소의 온도 변화에 독립적인 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  23. 온도를 감지(sensing)하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
    광을 발산하는 이송기 광섬유(conveyor optical fiber)를 제공하는 단계와,
    상기 이송기로부터 수신된 광을 반사시키는 거울(mirror)을 제공하는 단계와,
    상기 거울로부터 반사된 광을 수신하는 수신기 광섬유(receiver optical fiber)를 제공하는 단계와,
    상기 광이 상기 수신기 광섬유에 의해 수신되기 전에 상기 이송기 광섬유로부터 발산된 광의 일부분, 또는 전부를 다양하게 명멸하는 단계
    를 포함하며, 이때, 다양하게 명멸되는 광의 부분은 온도 변화에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 온도를 감지하기 위한 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 이송기 광섬유로부터의 광의 명멸되지 않는 부분(non-occulted portion)을 수신하는 기준 광섬유(reference optical fiber)를 제공하는 단계
    를 더 포함하며, 이때, 상기 기준 광섬유에 의해 수신되는 광의 명멸되지 않는 부분은 상기 온도 민감형 요소의 온도 변화에 독립적인 것을 특징으로 하는 온도를 감지하기 위한 방법.
  25. 온도 센서에 있어서, 상기 온도 센서는
    하우징(housing)과,
    상기 하우징 상에 배치되는 연결 인터페이스(connection interface)와,
    광을 발산하며, 상기 하우징 내에 배치되는 이송기(conveyor)와
    상기 이송기로부터 발산된 광을 수신하며, 상기 하우징 내에 배치되는 수신기와,
    상기 이송기와 상기 수신기 간의 광 경로에 배치되며, 상기 이송기에 의해 발산되는 광의 일부분, 또는 전부를 다양하게 명멸하는 온도 민감형 요소(temperature sensitive element)로서, 이때, 상기 온도 민감형 요소에 의해 다양하게 명멸되는 광의 부분은 상기 온도 민감형 요소의 온도 변화에 따라 달라지는, 상기 온도 민감형 요소(temperature sensitive element)와,
    수신기로 연결되고, 연결 인터페이스로 연결되며, 하우징 내에 배치되는 전자 장치(electronic device)로서, 이때, 상기 전자 장치는 상기 수신기에서 수신된 광을 검출하고, 상기 수신기에서 수신된 광을 분석하며, 광도 변화를 기초로, 온도를 나타내는 신호를 출력하는, 상기 전자 장치(electronic device)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
KR1020097012453A 2006-12-19 2007-12-19 광섬유 온도 센서 KR101393943B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US87571906P 2006-12-19 2006-12-19
US60/875,719 2006-12-19
US11/978,538 2007-10-29
US11/978,538 US8277119B2 (en) 2006-12-19 2007-10-29 Fiber optic temperature sensor
PCT/IB2007/004148 WO2008075197A2 (en) 2006-12-19 2007-12-19 Fiber optic temperature sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090103881A true KR20090103881A (ko) 2009-10-01
KR101393943B1 KR101393943B1 (ko) 2014-05-12

Family

ID=39527148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097012453A KR101393943B1 (ko) 2006-12-19 2007-12-19 광섬유 온도 센서

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8277119B2 (ko)
EP (1) EP2095082B1 (ko)
JP (1) JP5357772B2 (ko)
KR (1) KR101393943B1 (ko)
CN (1) CN101636646B (ko)
BR (1) BRPI0721286B1 (ko)
CA (1) CA2671146C (ko)
RU (1) RU2464537C2 (ko)
WO (1) WO2008075197A2 (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8195013B2 (en) * 2009-08-19 2012-06-05 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Miniature fiber optic temperature sensors
US20110144790A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-16 Terry Gerritsen Thermal Sensing for Material Processing Assemblies
FR2953943B1 (fr) * 2010-01-11 2013-04-05 Terre Armee Int Bande souple comprenant au moins une fibre optique pour effectuer des mesures de deformation et/ou de temperature
US9110181B2 (en) * 2010-03-19 2015-08-18 Washington University Rotational seismometer for near-field measurements
JP2014526300A (ja) * 2011-09-09 2014-10-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 可撓性医療器具の曲率を監視する光学的監視装置
US10398508B2 (en) * 2012-02-07 2019-09-03 Joe Denton Brown Protective sheath and method of using same for laser surgery
US20150077736A1 (en) * 2012-03-22 2015-03-19 University Of Limerick Sensor for combined temperature, pressure, and refractive index detection
CN102853933A (zh) * 2012-08-13 2013-01-02 吴江市东泰电力特种开关有限公司 一种有载分接开关测温器
CN102879127A (zh) * 2012-09-25 2013-01-16 保定市五星光纤传感技术有限公司 光纤型低温漂自补偿测温装置
WO2014137990A1 (en) * 2013-03-04 2014-09-12 David Reed Markle IMPLEMENTATION OF A CALIBRATION-FREE ABSORBANCE SENSOR FOR MEASURING pH
US10809138B2 (en) * 2013-06-08 2020-10-20 UNIVERSITé LAVAL Fiber-optic thermometer
CN103337783B (zh) * 2013-07-19 2015-07-08 北京信息科技大学 一种利用短腔光纤激光器的输出纵模测量温度的方法
RU2552399C1 (ru) * 2013-11-13 2015-06-10 ЗАО "Лазер Солюшенс" Распределенный волоконно-оптический сенсор температуры повышенной чувствительности
CN104764950A (zh) * 2015-03-05 2015-07-08 广东电网有限责任公司电力科学研究院 油纸绝缘变压器的热寿命监测系统和方法
CN104897184B (zh) * 2015-06-19 2016-04-27 河海大学 涉水建筑物健康感知分布式光纤率定系统及方法
CN105606250B (zh) * 2016-02-15 2021-07-13 深圳市诺安太赫兹技术有限公司 基于内置液囊和固定波长的高分辨温度传感器
US10451484B2 (en) * 2017-01-12 2019-10-22 General Electric Company Temperature sensor system and method
IL254056A0 (en) * 2017-08-17 2017-09-28 Vibrosound Ltd Fiber optic thermometer
CN108332876B (zh) * 2018-01-30 2020-05-19 华中科技大学 一种光纤温度传感器
CN111141413B (zh) * 2019-12-26 2020-11-10 武汉新楚电力集团有限公司 一种基于双端温度标定的分布式光纤测温系统及方法
CN112665754A (zh) * 2021-02-04 2021-04-16 国网河南省电力公司检修公司 一种变电站高压开关柜新型光纤测温系统
CN114088122B (zh) * 2021-11-19 2024-04-16 中国工商银行股份有限公司 一种传感器、传感装置和信息处理系统

Family Cites Families (111)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL291118A (ko) 1962-04-04
US3224279A (en) 1962-06-28 1965-12-21 Giannini Controls Corp Accelerometer
US3449587A (en) 1965-02-11 1969-06-10 Kollsman Instr Corp Fibre optic scanner device for navigational instruments
US3576129A (en) * 1969-08-19 1971-04-27 Abbott Lab Clinical disposable thermometer
US3666949A (en) 1970-09-28 1972-05-30 Raytheon Co Shielded optical radiation detecting device
GB1375834A (ko) 1970-12-09 1974-11-27
US3789674A (en) 1972-10-27 1974-02-05 Us Navy Optical accelerometer
FR2216591B1 (ko) 1973-02-02 1976-05-14 Thomson Csf T Vt Sa
US3961185A (en) 1974-11-11 1976-06-01 The Detroit Edison Company Fiber optic displacement transducer
US3960017A (en) 1975-02-10 1976-06-01 Qualitrol Corporation Thermometer insertable in winding of fluid cooled transformer
DE2620914C3 (de) 1976-05-12 1979-05-10 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8000 Muenchen Analoger Beschleunigungsmesser
US4097732A (en) 1977-06-02 1978-06-27 Burroughs Corporation Automatic gain control for photosensing devices
US4136566A (en) * 1977-06-24 1979-01-30 University Of Utah Semiconductor temperature sensor
DE2748173C3 (de) 1977-10-27 1980-12-04 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8000 Muenchen Beschleunigungsmesser
US4215275A (en) * 1977-12-07 1980-07-29 Luxtron Corporation Optical temperature measurement technique utilizing phosphors
US4239963A (en) 1978-07-26 1980-12-16 Rockwell International Corporation Fiber optic accelerometer
US4201446A (en) * 1978-10-20 1980-05-06 Honeywell Inc. Fiber optic temperature sensor using liquid component fiber
SE420769B (sv) * 1978-12-05 1981-10-26 Asea Ab Fiberoptiskt temperaturmetdon av pyrometertyp
US4437772A (en) * 1979-09-10 1984-03-20 Samulski Thaddeus V Luminescent decay time techniques for temperature measurement
USRE31832E (en) * 1979-09-10 1985-02-12 Temperature probe
US4322829A (en) 1980-09-11 1982-03-30 Dynamic Systems, Inc. Fiber optic accelerometer and method of measuring inertial force
US4414471A (en) 1980-11-24 1983-11-08 Sanders Associates, Inc. Fiber optic acoustic signal transducer using reflector
US4598996A (en) * 1981-05-07 1986-07-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Temperature detector
JPS5841333A (ja) 1981-09-04 1983-03-10 Mitsubishi Electric Corp 温度検出装置
US5560712A (en) * 1982-08-06 1996-10-01 Kleinerman; Marcos Y. Optical systems for sensing temperature and thermal infrared radiation
US4708494A (en) * 1982-08-06 1987-11-24 Marcos Kleinerman Methods and devices for the optical measurement of temperature with luminescent materials
JPS59111027A (ja) * 1982-12-17 1984-06-27 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 温度測定方法
SE448186B (sv) * 1983-04-12 1987-01-26 Asea Ab Fiberoptisk givare
US4567771A (en) 1983-06-10 1986-02-04 Adc Fiber Optics Corporation Optical accelerometer
US4749856A (en) * 1983-12-07 1988-06-07 Monsanto Company Wavelength-independent polymer/optical sensing apparatus and method
GB2152659B (en) 1984-01-12 1987-04-15 Norman John Ivermee Device for measuring direction of accleration and/or inclination
JPS6134441A (ja) 1984-07-26 1986-02-18 Nishihara Environ Sanit Res Corp 粒度分布測定装置
JPS6134441U (ja) * 1984-07-31 1986-03-03 日新電機株式会社 温度検知器
US4756627A (en) * 1984-08-17 1988-07-12 Sperry Corporation Optical temperature sensor using photoelastic waveguides
JPS6172654A (ja) 1984-09-14 1986-04-14 Ishikawaken フツ素雲母ガラスセラミツクスの製造法
JPS6172654U (ko) * 1984-10-18 1986-05-17
JPS61124834A (ja) 1984-11-21 1986-06-12 Sharp Corp 光応用センサ
US4703175A (en) 1985-08-19 1987-10-27 Tacan Corporation Fiber-optic sensor with two different wavelengths of light traveling together through the sensor head
FI860632A (fi) 1986-02-12 1987-11-18 Soundek Oy Fiberoptisk temperaturalarm.
EP0251048B1 (de) 1986-06-18 1990-09-19 Schmidt Feintechnik Gmbh Beschleunigungssensor
US4785174A (en) * 1987-01-28 1988-11-15 Santa Barbara Research Center Interferometric thermal detector
US5052820A (en) * 1987-06-08 1991-10-01 Electric Power Research Institute, Inc. Thermal refractive materials for optical sensor application
US4800267A (en) 1987-07-06 1989-01-24 Freal James B Optical fiber microbend horizontal accelerometer
US4900918A (en) 1987-08-06 1990-02-13 Allied-Signal Inc. Resonant fiber optic accelerometer with noise reduction using a closed loop feedback to vary pathlength
US5359445A (en) 1987-10-30 1994-10-25 Alliedsignal Inc. Fiber optic sensor
US4930862A (en) 1988-01-20 1990-06-05 The Babcock & Wilcox Company Fiberoptic microbend accelerometer
US4846546A (en) 1988-05-10 1989-07-11 Joseph Cuda Fiber optic light carrying curing probe
US5116317A (en) 1988-06-16 1992-05-26 Optimed Technologies, Inc. Angioplasty catheter with integral fiber optic assembly
JPH0219730A (ja) * 1988-07-07 1990-01-23 Mitsubishi Electric Corp 光ファイバ温度センサ
US4859079A (en) * 1988-08-04 1989-08-22 Luxtron Corporation Optical system using a luminescent material sensor for measuring very high temperatures
US4950885A (en) 1989-05-08 1990-08-21 I.V.P. Co. Fluid coupled fiber optic sensor
DK0479925T3 (da) * 1989-06-29 1996-02-26 British Tech Group Generering af optisk bærebølge ved brug af stimuleret Brillouin-spredning
GB9015268D0 (en) * 1990-07-11 1990-08-29 De Beers Ind Diamond Temperature measuring device
JPH03156332A (ja) 1989-11-14 1991-07-04 Graphtec Corp 温度センサ
US5031987A (en) 1990-01-02 1991-07-16 Sundstrand Data Control, Inc. Fiber optic thermal switch utilizing frustrated total internal reflection readout
CH683381A5 (fr) 1990-05-23 1994-02-28 Charles Rheme Procédé de mesure d'un angle d'incidence d'un faisceau lumineux, dispositif de mesure pour la mise en oeuvre du procédé et utilisation du dispositif pour la mesure de distances.
US5103106A (en) 1990-09-11 1992-04-07 Moshe Golberstein Reflective optical instrument for measuring surface reflectance
US5276322A (en) 1990-10-17 1994-01-04 Edjewise Sensor Products, Inc. Fiber optic accelerometer
US5107445A (en) * 1990-12-04 1992-04-21 Luxtron Corporation Modular luminescence-based measuring system using fast digital signal processing
DK108691D0 (da) 1991-06-07 1991-06-07 Allan Goettsche Maaling af induceret dobbeltbrydning
DE4136510A1 (de) 1991-11-06 1993-05-13 Battelle Institut E V Beschleunigungssensor
CA2074289C (en) 1992-07-21 1999-09-14 Claude Belleville Fabry-perot optical sensing device for measuring a physical parameter
US5295206A (en) 1992-10-05 1994-03-15 Metatech Corporation Fiberoptic temperature transducer
US5271675A (en) * 1992-10-22 1993-12-21 Gas Research Institute System for characterizing pressure, movement, temperature and flow pattern of fluids
US5348396A (en) * 1992-11-20 1994-09-20 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method and apparatus for optical temperature measurement
JP3375995B2 (ja) * 1992-11-25 2003-02-10 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー 医療用温度センサ
GB9314487D0 (en) * 1993-07-12 1993-08-25 Secr Defence Sensor system
DE4344650C1 (de) 1993-12-24 1995-01-26 Mtu Muenchen Gmbh Signaleinrichtung für Turbomaschinen
KR100217714B1 (ko) * 1993-12-31 1999-09-01 윤종용 레이저 다이오드가 결합된 간섭형 광온도 센싱 시스템
GB9426363D0 (en) 1994-12-29 1995-03-01 Lynxvale Ltd A micromechanical accelerometer
GB9506867D0 (en) * 1995-04-03 1995-05-24 Cookson Group Plc Temperature measurement
DE19514852C2 (de) 1995-04-26 1997-07-03 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verfahren und Anordnung zur Beschleunigungs- und Vibrationsmessung
US5812266A (en) 1995-12-15 1998-09-22 Hewlett-Packard Company Non-contact position sensor
US5705809A (en) 1996-01-02 1998-01-06 Kershaw; Charles H. Optical transducer for measuring acceleration or vibration using a curved light reflector
US5870511A (en) 1997-01-27 1999-02-09 Sentec Corporation Fiber optic temperature sensor
FR2745377B1 (fr) 1996-02-22 1998-03-20 Gec Alsthom T D Balteau Capteur optique de vibrations
GB2311600A (en) * 1996-03-29 1997-10-01 Secr Defence Optic Fibre Interferometric sensor
US5837998A (en) 1996-06-24 1998-11-17 Dinev; Petko D. Two-dimensional fiber optic acceleration and vibration sensor
US5730528A (en) * 1996-08-28 1998-03-24 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. High temperature thermometric phosphors for use in a temperature sensor
US6045259A (en) * 1996-10-04 2000-04-04 University Of South Florida Fiber-optic high temperature sensor
US5835649A (en) 1997-06-02 1998-11-10 The University Of British Columbia Light directing and collecting fiber optic probe
JP2001502063A (ja) 1997-06-05 2001-02-13 シミュラ・インコーポレーテッド 回転角度センサのための方法および装置
US6243506B1 (en) 1997-07-18 2001-06-05 National Science Council Optical frequency and temperature sensor system
US5949539A (en) * 1997-11-10 1999-09-07 American Iron And Steel Institute Real-time method and apparatus for measuring the decay-time constant of a fluorescing phosphor
US6183130B1 (en) * 1998-02-20 2001-02-06 Applied Materials, Inc. Apparatus for substrate temperature measurement using a reflecting cavity and detector
US6424407B1 (en) 1998-03-09 2002-07-23 Otm Technologies Ltd. Optical translation measurement
US6031946A (en) 1998-04-16 2000-02-29 Lucent Technologies Inc. Moving mirror switch
EP0984254A1 (fr) * 1998-09-04 2000-03-08 Talltec Technologies Holdings S.A. Capteur de température à fibre optique
JP2001194249A (ja) 2000-01-12 2001-07-19 Foundation Of River & Basin Integrated Communications Japan 光ファイバ式温度計
US6494095B1 (en) 2000-03-28 2002-12-17 Opticnet, Inc. Micro electromechanical switch for detecting acceleration or decelaration
US6453746B1 (en) 2000-06-07 2002-09-24 Sandia Corporation Microscale acceleration history discriminators
KR100367297B1 (ko) * 2000-08-26 2003-01-09 한국전기연구원 광섬유 패브리페로 간섭계형 온도 측정 장치
DE10111640A1 (de) 2001-03-10 2002-10-02 Airbus Gmbh Verfahren zur Ermittlung und Meldung von Überhitzungen und Feuern in einem Flugzeug
US6649905B2 (en) 2001-03-26 2003-11-18 Aaron E. Grenlund Accelerometer and devices using the same
US6753951B2 (en) 2001-08-06 2004-06-22 Nikon Trimble Co., Ltd. Focusing type distance measurement apparatus
US6568268B1 (en) 2001-10-31 2003-05-27 Western Digital Technologies, Inc. Multi-axis accelerometer comprising a mass suspended by springs above an optical sensor
WO2003081193A1 (en) * 2002-03-27 2003-10-02 Council Of Scientific And Industrial Research Intensity modulated fiber optic temperature switching immersion probe
US6932809B2 (en) * 2002-05-14 2005-08-23 Cardiofocus, Inc. Safety shut-off device for laser surgical instruments employing blackbody emitters
JP2004020337A (ja) * 2002-06-14 2004-01-22 Komatsu Ltd 温度測定装置
US6921894B2 (en) 2002-09-10 2005-07-26 The Regents Of The University Of California Fiber optic micro accelerometer
US6886404B2 (en) 2003-02-05 2005-05-03 Fibersonde Corporation Fiber optic accelerometer
CN1548932A (zh) 2003-05-19 2004-11-24 张立国 光电式温度传感装置
US7077566B2 (en) * 2003-12-11 2006-07-18 General Electric Company Methods and apparatus for temperature measurement and control in electromagnetic coils
GB0409865D0 (en) * 2004-05-01 2004-06-09 Sensornet Ltd Direct measurement of brillouin frequency in distributed optical sensing systems
JP2006071549A (ja) 2004-09-03 2006-03-16 Fujikura Ltd 温度センサ
US7355715B2 (en) * 2004-10-12 2008-04-08 Tokyo Electron Limited Temperature measuring apparatus, temperature measurement method, temperature measurement system, control system and control method
US7308163B2 (en) * 2005-05-10 2007-12-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Photonic crystal system and method of controlling/detecting direction of radiation propagation using photonic crystal system
PT1943527T (pt) 2005-11-04 2017-10-03 Mc-Monitoring S A Acelerómetro para a medição de vibrações com sensor ótico
US7628531B2 (en) * 2006-03-13 2009-12-08 SensorTran, Inc Methods and apparatus for dual source calibration for distributed temperature systems
WO2009066221A1 (en) * 2007-11-21 2009-05-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Temperature sensor and biosensor using the same
JP5001119B2 (ja) * 2007-11-22 2012-08-15 アズビル株式会社 温度センサプローブ、及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5357772B2 (ja) 2013-12-04
CN101636646A (zh) 2010-01-27
JP2010513906A (ja) 2010-04-30
US8277119B2 (en) 2012-10-02
RU2464537C2 (ru) 2012-10-20
RU2009127806A (ru) 2011-01-27
WO2008075197A3 (en) 2008-08-21
BRPI0721286A2 (pt) 2014-03-25
CA2671146A1 (en) 2008-06-26
BRPI0721286B1 (pt) 2019-07-02
CA2671146C (en) 2015-11-24
EP2095082A2 (en) 2009-09-02
EP2095082B1 (en) 2018-11-28
KR101393943B1 (ko) 2014-05-12
US20080144698A1 (en) 2008-06-19
WO2008075197A2 (en) 2008-06-26
EP2095082A4 (en) 2011-06-29
CN101636646B (zh) 2013-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101393943B1 (ko) 광섬유 온도 센서
CA1115084A (en) Optical measuring device using optical fibers
US7323678B2 (en) Optical displacement transducer, displacement measurement system and method for displacement detection therefrom
EP0281085A2 (en) Proximity sensing apparatus
US20070247613A1 (en) Fiber optic accelerometer
EP2300804B1 (en) Optical measuring unit and method for carrying out a reflective measurement
US5119024A (en) Optical device for sensing magnetic inductions
EP0866313A1 (en) A sensor and a method for measuring distances to, and/or physical properties of, a medium
Loughlin Sensors for industrial inspection
JPS6166936A (ja) 物理パラメータ測定用の光・電気・機械的装置
US5126558A (en) Joint position detector with fiber optical microbend loop
US20130088710A1 (en) Optical Guide-Based Displacement/Force Sensor
FI110210B (fi) Mittauslaite pienten voimien ja siirtymien mittaamiseksi
GB2042168A (en) Optical pick-up and transmission of a parameter being measured
CN111587364A (zh) 用于光谱测量的光学传感器模块
JPH08184556A (ja) 光式ガス検知装置
Murthy et al. Fiber optic displacement sensor
US20240019368A1 (en) An optical measurement device
Al Aish et al. Development of a low cost optical tilt sensor
JP2022121329A (ja) 変位測定装置
CN116147496A (zh) 一种位移量检测装置及其使用方法
AU2002100092A4 (en) Optical level sensor
GB2313662A (en) Optical transducer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180427

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190425

Year of fee payment: 6