KR20100121745A

KR20100121745A - 광섬유 매설공법

Info

Publication number: KR20100121745A
Application number: KR1020090040593A
Authority: KR
Inventors: 장기태
Original assignee: 금오공과대학교 산학협력단; (주)지엠지
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2010-11-19

Abstract

본 발명은 튜브(10)를 설치하는 튜브 설치단계; 튜브(10)가 매설되도록 콘크리트(20)를 타설하는 콘크리트 타설단계; 튜브(10)의 양단을 관통하도록, 튜브(10)의 내부에 광섬유(30)를 삽입하는 광섬유 삽입단계; 광섬유(30)가 튜브(10) 내부에 삽입된 상태에서 고정되도록, 튜브(10)의 내부에 고결제(11)를 주입하는 고결제 주입단계;를 포함하는 광섬유 매설공법을 제시함으로써, 광섬유의 매설 및 콘크리트 타설작업의 전후에 걸쳐, 광섬유의 파단이 일어나지 않도록 보호하고, 광섬유와 모체가 일체로 거동하도록 하여 정확한 계측을 가능하게 한다.

광섬유, 계측, 매설

Description

광섬유 매설공법{LAYING METHOD FOR OPTICAL FIBER SENSOR}

본 발명은 건설 계측분야에 관한 것으로서, 상세하게는 콘크리트 구조물 내부에 광섬유를 매설하는 공법에 관한 것이다.

광섬유(Optical Fiber)란, 빛의 굴절률이 내부는 높고 외부는 낮게 구성되어 섬유 내부에서 전반사 광학 현상이 일어나도록 형성된 직경 0.1㎜ 정도의 가는 섬유를 말한다.

위 현상을 이용하여 빛을 전송할 때 광손실을 줄이기 위하여 투명도가 고도로 높은 재료가 필요하며, 고순도의 석영이나 광학적 성질이 우수한 고분자재료를 사용한다.

구조는 보통 중앙의 코어(core)라고 하는 부분을 주변에서 클래딩(cladding)이라고 하는 부분이 감싸고 있는 이중원기둥 모양을 하고 있다. 그 외부에는 충격으로부터 보호하기 위해 합성수지 피복을 1∼2차례 입힌다.

보호 피복을 제외한 전체 크기는 지름 백∼수백μm(1μm은 1/1000mm)로 되고, 코어 부분의 굴절률이 클래딩의 굴절률보다 높게 되어 있어서, 빛이 코어 부분에 집속되어 잘 빠져나가지 않고 진행할 수 있게 되어 있다.

광섬유는 주로 통신 분야에 활용되고 있으나, 온도, 압력에 의해 광섬유가 신축하는 경우, 그 내부를 통과하는 빛의 간섭무늬 등을 검출하면 온도, 압력을 측정할 수 있는 특성이 있는바, 이를 활용한 센서를 광섬유 센서라 한다.

최근, 건설 계측 분야에서도 이러한 광섬유 센서를 활용하고자 하는 시도가 다양하게 이루어지고 있으며, 상세하게는, 압력 변화에 의한 구조물의 변위(처짐, 변형) 계측, 온도 변화에 의한 누수 탐지 등이 그것이다.

다만, 건설 계측 분야에 적용되는 센서는 구조물에 매설되어, 모체가 되는 구조물과 일체로 거동하는 것이 필요한데, 광섬유를 이러한 건설 계측 분야에 적용하기 위해서는 다음과 같은 조건을 만족하여야 한다.

첫째, 광섬유는 그 강도가 대단히 취약하여 파단이 일어나기 쉬우므로, 광섬유의 매설 및 콘크리트 타설작업의 전후에 걸쳐, 광섬유의 파단이 일어나지 않도록 하기 위한 방안이 강구되어야 한다.

둘째, 정확한 계측을 위해서 광섬유와 모체(콘크리트)가 일체로 거동하여야 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 광섬유의 매설 및 콘크리트 타설작업의 전후에 걸쳐, 광섬유의 파단이 일어나지 않도록 보호하고, 광섬유와 모체가 일체로 거동하도록 하여 정확한 계측을 가능하게 하는 광섬유 매설공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 튜브(10)를 설치하는 튜브 설치단계; 상기 튜브(10)가 매설되도록 콘크리트(20)를 타설하는 콘크리트 타설단계; 상기 튜브(10)의 양단을 관통하도록, 상기 튜브(10)의 내부에 광섬유(30)를 삽입하는 광섬유 삽입단계; 상기 광섬유(30)가 상기 튜브(10) 내부에 삽입된 상태에서 고정되도록, 상기 튜브(10)의 내부에 고결제(11)를 주입하는 고결제 주입단계;를 포함하는 광섬유 매설공법을 제시한다.

상기 튜브(10)는 원형 단면의 구조인 것이 바람직하다.

상기 튜브(10)는 HDPE 계열의 합성수지 재질에 의해 형성된 것이 바람직하다.

상기 튜브 설치단계는 상기 튜브(10)를 배근(21)에 설치하는 것이 바람직하다.

상기 광섬유 삽입단계는 상기 튜브(10)의 일단에서 진공 흡입에 의해 상기 튜브(10)의 타단으로부터 상기 광섬유(30)를 끌어 당겨 삽입시키는 것이 바람직하 다.

상기 고결제(11)는 상온에서 경화될 수 있는 액상의 수지인 것이 바람직하다.

상기 고결제(11)는 액상 실리콘 수지인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 광섬유 매설공법에 의해 형성된 콘크리트 구조물을 함께 제시한다.

본 발명은 광섬유의 매설 및 콘크리트 타설작업의 전후에 걸쳐, 광섬유의 파단이 일어나지 않도록 보호하고, 광섬유와 모체가 일체로 거동하도록 하여 정확한 계측을 가능하게 하는 광섬유 매설공법을 제시한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 광섬유 매설공법은 다음과 같은 공정에 의해 구성된다.

콘크리트에 의해 매설될 영역에 튜브(10)를 설치하고(도 1), 이러한 튜브(10)가 매설되도록 콘크리트(20)를 타설한다(도 2).

콘크리트의 양생 후, 튜브(10)의 양단을 관통하도록, 튜브(10)의 내부에 광섬유(30)를 삽입한다(도 3).

광섬유(30)가 튜브(10) 내부에 삽입된 상태에서 고정되도록, 튜브(10)의 내부에 고결제(11)를 주입한다(도 4).

즉, 콘크리트의 타설에 의한 구조물의 시공과정에서 광섬유를 미리 설치해 두는 경우 광섬유의 파단이 문제되는바, 이러한 시공과정에서는 튜브(10)만을 미리 설치해두고, 콘크리트의 양생 이후 비로소 튜브(10)의 내부에 광섬유(30)를 삽입한 후 고결제에 의해 고정시키는 방식을 취한 것이다.

따라서, 광섬유의 매설 및 콘크리트 타설작업의 전후에 걸쳐, 광섬유의 파단이 일어나지 않도록 할 수 있다는 점, 고결제의 주입에 의해 콘크리트 모체, 튜브, 광섬유가 일체로 거동하므로 정확한 계측이 가능하다는 점 등의 효과를 얻을 수 있다.

튜브(10)는 타설 및 양생에 걸친 콘크리트의 압력, 수화열 등에 견뎌야 하므로, 원형 단면의 구조를 취하는 것이 좋고, HDPE 계열의 합성수지 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 튜브(10)는 콘크리트 내부에 매설되는 구성이면 어느 위치에 설치되더라도 관계없으나, 배근(21)에 거는 방식 등으로 설치하는 것이 작업의 편의성 측면에서 바람직하다.

이 경우, 튜브(10)가 배근(21)이 아닌 콘크리트(20)와 일체로 거동하도록 유의하여 설치하여야 한다.

튜브(10)의 내부에 광섬유(30)를 삽입하는 방식에는 여러가지가 있을 수 있는데, 진공 흡입기(40) 등에 의해 튜브(10)의 일단에서 튜브(10)의 타단으로부터 광섬유(30)를 끌어 당겨 삽입시키는 방식을 취하는 것이 작업의 편의성, 광섬유의 파단방지 등의 측면에서 보다 바람직하다.

고결제(11)는 액상으로서 튜브(10) 내부에 주입된 후, 주입이 완료되면 경화될 수 있는 재질이어야 하는데, 본 발명에 의한 공법에서 튜브(10)는 콘크리트(20) 내부에 묻히게 되므로 열을 가하기 어려운바, 위 고결제(11)는 액상 실리콘 수지와 같이 상온에서 그대로 경화될 수 있는 액상의 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

도 1 내지 4는 본 발명에 의한 공법의 일실시예를 설명하기 위한 공정도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 튜브 11 : 고결제

20 : 콘크리트 21 : 배근

30 : 광섬유

Claims

튜브(10)를 설치하는 튜브 설치단계;

상기 튜브(10)가 매설되도록 콘크리트(20)를 타설하는 콘크리트 타설단계;

상기 튜브(10)의 양단을 관통하도록, 상기 튜브(10)의 내부에 광섬유(30)를 삽입하는 광섬유 삽입단계;

상기 광섬유(30)가 상기 튜브(10) 내부에 삽입된 상태에서 고정되도록, 상기 튜브(10)의 내부에 고결제(11)를 주입하는 고결제 주입단계;를

포함하는 광섬유 매설공법.
제1항에 있어서,

상기 튜브(10)는 원형 단면의 구조인 것을 특징으로 하는 광섬유 매설공법.
제1항에 있어서,

상기 튜브(10)는 HDPE 계열의 합성수지 재질에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유 매설공법.
제1항에 있어서,

상기 튜브 설치단계는

상기 튜브(10)를 배근(21)에 설치하는 것을 특징으로 하는 광섬유 매설공법.
제1항에 있어서,

상기 광섬유 삽입단계는

상기 튜브(10)의 일단에서 진공 흡입에 의해 상기 튜브(10)의 타단으로부터 상기 광섬유(30)를 끌어 당겨 삽입시키는 것을 특징으로 하는 광섬유 매설공법.
제1항에 있어서,

상기 고결제(11)는 상온에서 경화될 수 있는 액상의 수지인 것을 특징으로 하는 광섬유 매설공법.
제6항에 있어서,

상기 고결제(11)는 액상 실리콘 수지인 것을 특징으로 하는 광섬유 매설공법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 광섬유 매설공법에 의해 형성된 콘크리트 구조물.