KR20110107259A - Fire alert apparatus using for fiber optics and fire alerting method using it - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광섬유를 이용한 화재 감지 장치 및 이를 이용한 화재 감지 방법에 관한 것으로서, 본 발명에서는 터널, 지하차도, 지하공동구 등의 지역에 광섬유케이블을 설치하여 화재를 감지하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치에 있어서, 광섬유케이블의 복수 개소에 설치되어 화재 발생시 상기 광섬유케이블을 굽힘 또는 절단 변형시키는 광섬유변형기와, 광섬유변형기에 펄스 레이저광을 조사하는 광조사부와, 광조사부에 의해 조사된 광이 상기 광섬유케이블에서 산란되어 후방 반사되는 후방산란광을 수광하고, 이를 전기적인 신호를 변환하여 증폭시키는 광분석기와, 광분석기의 출력신호를 분석하여 화재 발생 유무 및 화재 발생 위치를 파악하는 신호처리부 및 신호처리부의 화재 발생 유무 및 화재 발생 위치를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치가 제공된다.The present invention relates to a fire detection apparatus using an optical fiber and a fire detection method using the same. The present invention relates to a fire detection apparatus using an optical fiber for detecting a fire by installing an optical fiber cable in an area such as a tunnel, an underground roadway, an underground cavity. And an optical fiber deformer installed at a plurality of places of the optical fiber cable to bend or cut the optical fiber cable in the event of a fire, a light irradiator for irradiating pulsed laser light to the optical fiber deformer, and light irradiated by the light irradiator to scatter from the optical fiber cable An optical analyzer that receives backscattered light reflected backwards, converts and amplifies an electrical signal, and analyzes an output signal of the optical analyzer to determine whether a fire occurs and a location of a signal processor and a signal processor that determine a fire location And a display unit for displaying a fire occurrence position. Provided is a fire detection apparatus using an optical fiber comprising a.

Description

광섬유를 이용한 화재 감지 장치 및 이를 이용한 화재 감지 방법{FIRE ALERT APPARATUS USING FOR FIBER OPTICS AND FIRE ALERTING METHOD USING IT}Fire detection apparatus using optical fiber and fire detection method using same {FIRE ALERT APPARATUS USING FOR FIBER OPTICS AND FIRE ALERTING METHOD USING IT}

본 발명은 광섬유를 이용한 화재 감지 장치 및 이를 이용한 화재 감지 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광섬유와 광섬유변형기를 이용하여 터널이나 지하공동구 등 비교적 광범위한 선형 구간을 갖는 방호구역에 걸쳐 화재 발생 위치를 실시간으로 검출할 수 있는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치 및 이를 이용한 화재 감지 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a fire detection apparatus using an optical fiber and a fire detection method using the same, and more particularly, the real-time location of the fire occurs over a protective area having a relatively wide linear section such as a tunnel or underground cavity using the optical fiber and the optical fiber deformer. The present invention relates to a fire detection apparatus using an optical fiber and a fire detection method using the same.

현대사회의 복잡한 생활 여건으로 인하여 공동 생활시설, 플랜트 생산시설, 위험시설은 특정지역에 밀집 분포될 수밖에 없는 상황에 있으며, 전력, 통신, 가스, 지역난방, 급배수 설비 등의 생활 시설들은 지하공동구에 집합되어 일괄 설치되는 추세에 있다. 또한 지하공동구와 유사한 구조물이라 할 수 있는 도로 터널은 우리나라의 지질학적 구조에 따라 물류비용 절감 및 자연보호라는 문제의 해결을 위하여 건설이 급증하고 있는 실정이다.Due to the complex living conditions of modern society, common living facilities, plant production facilities, and dangerous facilities are inevitably distributed in specific areas, and living facilities such as electric power, communication, gas, district heating, and water supply and drainage facilities There is a trend to be installed in a batch. In addition, the road tunnel, which is a structure similar to the underground common ward, is rapidly increasing in construction to solve the problem of reducing logistics cost and protecting nature according to the geological structure of Korea.

이러한 구조물은 다양한 종류의 위험물을 저장 및 취급하고 있으며 사회적으로 매우 중요한 시설물인 관계로 일단의 재해가 발생할 경우에는 엄청난 규모의 피해가 전체 사회로 확산될 것을 충분히 예상하면서도, 환경적 특징이라고 할 수 있는 습기나 먼지의 과다한 체류, 다양한 기류의 변화, 그리고 무엇보다도 현장의 접근이 용이하지 못하여 유지보수업무의 효율성을 기대하기 어렵다는 이유로 그 중요성에 비하여 마땅히 적합한 자동화재탐지설비를 설치하지 못하였다.As these structures store and handle various kinds of dangerous goods and are very important social facilities, it is an environmental feature that can be expected to spread enormous amounts of damage to the whole society in the event of a disaster. Due to the excessive retention of moisture and dust, various air flow changes, and most of all, inaccessibility of the site, it was difficult to expect the efficiency of maintenance work.

이러한 문제를 해소하기 위하여 건축물이나 터널과 같은 구조물 등의 화재 감시를 위해 전기적 또는 전자적 열감지센서나 연기감지센서 등을 사용하여 화재감시시스템을 설계하여 왔다. 그러나, 이러한 열감지센서나 연기감지센서는 감지범위가 넓지 않기 때문에 터널 등과 같은 넓은 지역의 감시를 위해 매우 많은 수의 센서를 설치해야 하고, 각 센서마다 무선 또는 유선 통신을 연결하여야 하므로 이로 인해 과대한 설치비용이 소요되는 문제점이 있었으며, 또한, 이렇게 설치된 센서는 공동구나 도로 터널의 환경이 습기와 먼지가 많은 장소로 센서의 고장으로 수명이 짧아 유지 보수 비용과 교체 비용이 많이 드는 단점이 있어 왔다.In order to solve this problem, a fire monitoring system has been designed using an electric or electronic heat sensor or a smoke sensor for fire monitoring of a structure such as a building or a tunnel. However, since these sensors do not have a wide detection range, a large number of sensors need to be installed for monitoring a large area such as a tunnel, and wireless or wired communication must be connected to each sensor. In addition, there is a problem that the installation cost is required, and the sensor installed in this way is a place where the environment of the cavity or the road tunnel is high in moisture and dust. .

유지 보수 비용과 교체 비용을 절약하고자 화재 발생 위치 및 해당 지점의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 라만 OTDR 시스템이 제시되었다. 라만 OTDR 시스템은 레이저 펄스 입사후 후방 산란광이 되돌라 오는 시간을 계산함으로써 레이저 펄스가 반사된 지점의 거리를 산출하여 화재 발생위치를 검출하고, 라만 효과를 이용하여 온도 변화에 대한 Stokes광과 Anti-stokes광의 세기비로서 온도를 측정하는 시스템이다. 이러한 라만 OTDR 시스템은 정확하다는 이점은 있으나, 라만 효과를 이용하여 온도를 측정하는 장비가 고가이어서 실질적으로 산업계에 설치하기 어려우며, 온도 측정을 위하여 수십 초에서 수 분 동안의 데이터 분석 시간이 요구되어 신속한 대응을 요하는 화재 발생에 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
To save maintenance and replacement costs, the Raman OTDR system has been proposed to accurately measure the location of fire and the temperature at that point. The Raman OTDR system calculates the distance of the backscattered light after the laser pulse is incident, calculates the distance of the spot where the laser pulse is reflected, and detects the location of the fire. Using the Raman effect, Stokes light and anti- Stokes is a system that measures temperature as an intensity ratio of light. Although the Raman OTDR system has the advantage of being accurate, the equipment for measuring the temperature using the Raman effect is expensive and practically difficult to install in the industry, and the data analysis time of tens of seconds to several minutes is required for the temperature measurement. There was a problem that could not be applied to a fire that requires a response.

본 발명은 상기와 같은 라만 OTDR 시스템의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 실시간으로 온도 상승을 감지할 수 있고, 각 센서별로 유무선 통신 장치 연결이 불필요하면서도 저가의 측정장비로도 측정이 가능하고 설치 비용이 저렴한 광섬유를 이용한 화재 감지 장치 및 이를 이용한 화재 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention is to solve the problems of the Raman OTDR system as described above, it is possible to detect the temperature rise in real time, and can be measured with a low-cost measurement equipment without the need for wired and wireless communication device for each sensor and installation cost An object of the present invention is to provide a fire detection apparatus using an inexpensive optical fiber and a fire detection method using the same.

본 발명의 상기 목적은 터널, 지하차도, 지하공동구 등의 지역에 광섬유케이블을 설치하여 화재를 감지하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치에 있어서, 광섬유케이블의 복수 개소에 설치되어 화재 발생시 상기 광섬유케이블을 굽힘 또는 절단 변형시키는 광섬유변형기와, 광섬유변형기에 펄스 레이저광을 조사하는 광조사부와, 광조사부에 의해 조사된 광이 상기 광섬유케이블에서 산란되어 후방 반사되는 후방산란광을 수광하고, 이를 전기적인 신호를 변환하여 증폭시키는 광분석기와, 광분석기의 출력신호를 분석하여 화재 발생 유무 및 화재 발생 위치를 파악하는 신호처리부 및 신호처리부의 화재 발생 유무 및 화재 발생 위치를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치에 의해 달성 가능하다.The object of the present invention is to install a fiber optic cable in an area such as a tunnel, underground driveway, underground co-operation, fire detection device using an optical fiber, which is installed in a plurality of places of the optical fiber cable bending the optical fiber cable when a fire occurs. Or an optical fiber deformer for cutting and deforming, a light irradiator for irradiating pulsed laser light to the optical fiber deformer, and light emitted by the light irradiator is scattered from the optical fiber cable to receive backscattered light that is reflected back and converts the electrical signal. And an optical analyzer to amplify the optical analyzer and a signal processor to determine whether a fire occurs and a location of a fire by analyzing an output signal of the optical analyzer, and a display unit to display a fire and a location of a fire. Can be achieved by means of a fire detection device .

본 발명의 또 다른 목적은 터널, 지하차도, 지하공동구 등의 지역에 광섬유케이블을 설치하여 화재를 감지하는 광섬유를 이용한 화재 감지 방법에 있어서, 화재 발생 지점의 광섬유케이블을 변형시키는 제 1단계와, 광섬유케이블에 펄스 레이저광을 입사시키는 제 2단계와, 입사된 펄스 레이즈광이 산란되어 다시 입사 방향으로 반송되는 후방산란광을 수광하는 제 3단계와, 수광된 후방산란광을 전기적인 신호를 변환하여 증폭시키는 제 4단계 및 제 4단계의 증폭신호를 분석하여 화재 발생 유무 및 화재 발생 위치를 파악하고, 이를 디스플레이하는 제 5단계를 포함하는 광섬유를 이용한 화재 감지 방법에 의해서도 달성 가능하다.
Still another object of the present invention is to provide a fire detection method using an optical fiber for detecting a fire by installing an optical fiber cable in an area such as a tunnel, an underground roadway, an underground cavity, a first step of deforming an optical fiber cable at a fire occurrence point, A second step of injecting the pulsed laser light into the optical fiber cable, a third step of receiving the backscattered light scattered and conveyed back to the incident direction, and amplifying the received backscattered light by converting the electrical signal By analyzing the amplification signal of the fourth step and the fourth step to determine whether the fire occurs and the location of the fire occurs, it can also be achieved by a fire detection method using an optical fiber comprising a fifth step of displaying this.

본 발명에 따른 광섬유를 이용한 화재 감지 장치 및 이를 이용한 화재 감지 방법은 화재 발생시 원래의 형상으로 복원하는 형상 기억 합금을 이용하여 광섬유에 급격한 구부림을 유발하고 이를 일반 OTDR로 측정함으로써 분석 데이터량이 비교적 적으므로 실시간으로 화재 발생 위치를 정확하게 감지할 수 있는 이점이 있다.The fire detection apparatus using the optical fiber and the fire detection method using the optical fiber according to the present invention cause a sudden bending of the optical fiber by using a shape memory alloy that restores to its original shape in the event of a fire, and the amount of analysis data is relatively small by measuring it with a general OTDR. This has the advantage of accurately detecting the location of the fire in real time.

또한, 본 발명에서는 광섬유를 이용함으로써 종래 전기적 또는 전자적 센서 장치를 이용하는 화재 감지 장치에 비하여 측정장비가 매우 저가이고 실시간 화재감지가 가능하고 센서와의 통신 회선을 설치하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있고, 하나의 광섬유를 이용하여 비교적 넓은 지역의 화재 감지를 설치할 수 있는 이점이 있다.
In addition, in the present invention, by using the optical fiber compared to the conventional fire detection device using an electrical or electronic sensor device, the measurement equipment is very low cost, real-time fire detection is possible and can reduce the cost required to install a communication line with the sensor In other words, it is possible to install fire detection in a relatively large area using a single fiber.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 광섬유를 이용한 화재 감지 장치의 구성 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 화재 감지 장치에 사용되는 광섬유변형기의 일 예.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 화재 감지 장치에 사용되는 광섬유변형기의 일 예.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 화재 감지 장치에 사용되는 광섬유변형기의 일 예.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 화재 감지 장치에 사용되는 광섬유변형기의 일 예.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 화재 감지 장치에 사용되는 광섬유변형기의 일 예.
1 is a block diagram of a fire detection apparatus using an optical fiber of an embodiment according to the present invention.
Figure 2 is an example of the optical fiber deformer used in the fire detection apparatus of an embodiment according to the present invention.
Figure 3 is an example of the optical fiber deformer used in the fire detection apparatus of an embodiment according to the present invention.
Figure 4 is an example of the optical fiber deformer used in the fire detection apparatus of an embodiment according to the present invention.
Figure 5 is an example of the optical fiber deformer used in the fire detection apparatus of an embodiment according to the present invention.
Figure 6 is an example of the optical fiber deformer used in the fire detection apparatus of an embodiment according to the present invention.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the advantages, features and preferred embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 광섬유를 이용한 화재 감지 장치의 구성 블록도이다. 광섬유를 이용한 화재 감지 장치는 광섬유변형기(500)가 설치되는 광섬유케이블(600)에 펄스 레이저 광을 조사하는 광조사부(100)와, 광섬유케이블(600)에 조사되는 레이저광과 조사된 광이 산란된 후 되돌아오는 후방 산란광을 서로 다른 방향으로 분리시키는 광순환기(200)와, 후방 산란광을 감지하는 감지기와 감지신호를 증폭하는 증폭기를 구비하는 광분석기(300)와, 광분석기(300)로부터 출력되는 신호를 처리하여 화재 발생 위치를 파악하는 신호처리부 및 이를 디스플레이하는 디스플레이부로 구성된다. 또한 복수 개 광섬유케이블(600)을 선택적으로 선택하기 위한 광스위치가 선택적으로 더 구비될 수도 있다.1 is a block diagram of a fire detection apparatus using an optical fiber of an embodiment according to the present invention. The fire detection apparatus using the optical fiber is a light irradiation unit 100 for irradiating pulsed laser light to the optical fiber cable 600, the optical fiber modifier 500 is installed, the laser light irradiated to the optical fiber cable 600 and the irradiated light scattering And a light circulator 200 for separating backscattered light returned in different directions, a light analyzer 300 for detecting a backscattered light, and an amplifier for amplifying a detection signal, and outputting the light from the light analyzer 300. It is composed of a signal processor for determining the location of the fire by processing the signal to be displayed and a display unit for displaying it. In addition, an optical switch for selectively selecting the plurality of optical fiber cables 600 may be further provided.

광조사부(100)는 전원공급부, 펄스발생부 및 레이저다이오드 모듈로 구성되며, 전원공급부는 각 부에 필요한 전원을 공급하는 장치이며, 펄스발생부는 레이저다이오드 모듈을 구동시키기 위한 구동전류를 펄스형태로 발생시키는 장치이다. 이러한 전류성분의 펄스 파형을 입력신호로 이용하여 레이저다이오드를 구동시켜 펄스광으로 고속 변환한 후 광섬유케이블(600)을 통하여 펄스 광을 전송한다.The light irradiation unit 100 is composed of a power supply unit, a pulse generator and a laser diode module, the power supply unit is a device for supplying the power required for each unit, the pulse generator is a pulse current of the drive current for driving the laser diode module It is a device for generating. The pulse waveform of the current component is used as an input signal to drive the laser diode to convert the pulse diode into high-speed pulse light, and then transmit the pulsed light through the optical fiber cable 600.

광조사부(100)로부터 조사된 레이저 펄스는 광섬유케이블(600)을 통하여 전달되는데 광섬유로부터 발생하는 후방 산란광은 입사광의 반대방향으로 진행하여 광조사부(100)로 다시 되돌아 온다. 따라서, 후방 산란광을 측정하기 위해서는 입사방향으로 되돌아가지 않도록 다른 방향으로 분리하는 부품이 필요한 바, 이러한 부품이 광순환기(200)이다.
The laser pulse irradiated from the light irradiation unit 100 is transmitted through the optical fiber cable 600, and the back scattered light generated from the optical fiber travels in the opposite direction to the incident light and returns back to the light irradiation unit 100. Therefore, in order to measure the backscattered light, a part that is separated in another direction so as not to return to the incident direction is required. Such a part is an optical circulator 200.

광순환기(200)로부터 출력되는 후방 산란광은 광분석기(300)로 입력되는데, 광분석기는 입사된 후방 산란광을 신호처리 가능한 전기적 신호로 변환시켜주는 감지기와, 감지 증폭시켜 주는 증폭기로 구성되어, 입력되는 후방 산란광을 전기적 신호로 변환하고 이를 증폭시키는 기능을 한다. 후방 산란광은 98% 이상이 레이레히(Rayleigh) 산란광으로 구성되므로, 감지기와 광순환기(200) 사이에 레이레히광 필터를 선택하여 부과할 수 있다.The backscattered light output from the optical circulator 200 is input to the optical analyzer 300. The optical analyzer is composed of a detector for converting the incident backscattered light into an electrical signal capable of signal processing, and an amplifier for sensing and amplifying the input. It converts the backscattered light into an electrical signal and amplifies it. Since 98% or more of the back scattered light is composed of Rayleigh scattered light, a Rayleigh light filter may be selected and imposed between the detector and the light circulator 200.

신호처리부(300)는 컴퓨터를 이용하여 DSP(digital signal processor)화된 OTDR 보드를 제어하고 데이터를 획득한다. DSP화된 OTDR 보드는 펄스발생기, 레이저다이오드, 포토다이오드, 광순환기 및 데이타수집기(data acquisition)를 포함한다. 컴퓨터는 DSP화된OTDR 보드와 RS232 방식을 이용하여 통신하며 부품들을 제어한다. OTDR 센서 시스템의 제어와 시스템으로부터의 데이터 획득을 포함한 OTDR의 신호처리는 특정한 신호처리프로그램에 의해 수행된다. 신호처리프로그램은 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)의 원리를 이용하여 레이저 펄스 입사 후 일정 세기 이상의 산란광이 되돌아 오는 시간을 계산함으로써 화재 발생 유무 및 레이저 펄스가 반사된 지점의 거리를 산출하여 화재 발생위치를 검출할 수 있다.The signal processor 300 controls a digital signal processor (DSP) board OTDR board using a computer and acquires data. DSP-enabled OTDR boards include pulse generators, laser diodes, photodiodes, optical circulators, and data acquisition. The computer communicates with the DSP-based OTDR board using RS232 to control the components. Signal processing of the OTDR, including control of the OTDR sensor system and acquisition of data from the system, is performed by a particular signal processing program. The signal processing program calculates the time at which the scattered light returns over a certain intensity after the laser pulse is incident, using the principle of the Optical Time Domain Reflectometer (OTDR), and calculates the location of the fire by calculating the distance between the spot where the laser pulse is reflected and whether there is a fire. Can be detected.

이러한 방법을 통하여 얻어진 화재정보, 즉, 방호구역 내의 화재 발생 유무 및 화재 발생 위치 정보는 디스플레이부에 표시된다.
Fire information obtained through this method, that is, whether or not a fire has occurred in the protective area and the location of fire occurrence, is displayed on the display unit.

본 발명에 따른 광섬유를 이용한 화재 감지 장치는 방호구역에서 화재가 발생할 경우 해당 위치에 설치된 광섬유케이블(600)에 굽힘(bending)을 유발시키는 광섬유변형기(500)가 복수 개소에 설치된다. 광섬유변형기(500)는 주위 온도가 일정 온도 이상이 될 경우 고정된 광섬유케이블(600)을 절단시키거나 굽힘을 유발시켜 변형을 발생시키는 장치이다. In the fire detection apparatus using the optical fiber according to the present invention, when a fire occurs in a protective area, a plurality of optical fiber modifiers 500 are formed at bending places in the optical fiber cable 600 installed at a corresponding position. The optical fiber deformer 500 is a device that generates deformation by cutting or bending the fixed optical fiber cable 600 when the ambient temperature is above a predetermined temperature.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 광섬유변형기(500)의 일 예이다. 도 2의 광섬유변형기(500)는 50 이상의 열이 가해질 경우 수축되는 원래 상태로 복원되는 형상기억합금(520)을 이용하여 구현한 예이다. 케이스 내에 형상기억합금(520)을 원래 상태에서 팽창시켜 일 단을 제 1 고정부(510)에 고정시키고, 타 단은 광섬유케이블(600)에 접착제 등을 이용하여 고정시킨다. 상온에서는 도 2(a)에 도시된 바와 같이 형상기억합금(520)은 팽창시킨 상태를 유지하다가, 화재가 발생하면 형상기억합금(520)에는 50 이상의 열이 가해지고 도 2(b)에 도시된 바와 같이 형상기억합금(520)은 원래 상태로 수축하게 된다. 수축되는 형상기억합금(520)에 부착된 광섬유케이블(600)은 도 2(b)에 도시된 바와 같이 큰 굽힘이 발생되고 이러한 굽힘은 OTDR 시스템에 의해서 감지되는 원리를 이용한 것이다.2 is an example of an optical fiber modifier 500 according to an embodiment of the present invention. The optical fiber deformer 500 of FIG. 2 is an example implemented using the shape memory alloy 520 which is restored to its original state to be shrunk when more than 50 heat is applied thereto. The shape memory alloy 520 in the case is expanded in its original state to fix one end to the first fixing part 510, and the other end to be fixed to the optical fiber cable 600 using an adhesive or the like. At room temperature, the shape memory alloy 520 is maintained in an expanded state as shown in FIG. 2 (a). When a fire occurs, the shape memory alloy 520 is heated with 50 or more heat, as shown in FIG. 2 (b). As shown, the shape memory alloy 520 is contracted to its original state. The optical fiber cable 600 attached to the contracted shape memory alloy 520 has a large bending as shown in FIG. 2 (b), and this bending is based on the principle detected by the OTDR system.

본 발명에서는 고온용 형상기억합금을 사용하였는데, 고온용 형상기억합금으로 스프링 또는 판재를 형성하면 30 이하의 실내온도에서 당기거나 구부리면 스프링의 경우는 늘어난 상태, 판재는 구부러져 있는 상태가 되고, 이것을 드라이어 등을 이용하여 50 이상으로 가열하면 원래의 형상으로 되돌아가게 된다.In the present invention, a high temperature shape memory alloy is used. When the spring or plate is formed of the high temperature shape memory alloy, when the spring or plate is pulled or bent at a room temperature of 30 or less, the spring is stretched, and the plate is bent, which is a dryer. When heated to 50 or more using the back and the like to return to the original shape.

어떤 온도(저온상이 생성되는 온도 Ms, 상기 예에서는 30)이하에서 변형을 부여한 후 일정 온도(고온상이 완전히 생성되는 온도 Af, 상기 예에서는 50) 이상까지 가열하면 변형 전의 형상으로 되돌아가는 성질을 형상기억효과라고 하며, 이러한 현상을 나타내는 금속을 형상기억합금이라 한다.After a strain is applied below a certain temperature (temperature Ms at which a low-temperature phase is generated, 30 in the above example), and then heated to a predetermined temperature (temperature Af at which the high-temperature phase is completely produced, 50 in the example), the shape is returned to the shape before deformation. The memory effect is called the shape memory alloy.

형상기억합금은 Ni-Ti계, Cu계, Fe계 등의 다양한 재질로 형성될 수 있는데, 가장 대표적인 Ni-Ti계 합금은 절삭 가공성은 매우 나쁘나 프레스, 압연 등의 열간 가공이 용이하여 주로 사용되고 있다.The shape memory alloy can be formed of various materials such as Ni-Ti, Cu, Fe, etc. The most representative Ni-Ti-based alloy has a very poor machinability, but is mainly used for easy hot working such as pressing and rolling. .

도 2의 실시예의 경우, 화재가 진화되고 온도가 상온으로 하강되더라도 원상태로 변형되지 않기 때문에 광섬유변형기(500)를 교체하여야 한다. 화재 진압 후 온도가 정상적으로 떨어진 후에도 재활용이 가능한 예를 도 3을 이용하여 설명하기로 한다.In the case of the embodiment of Figure 2, even if the fire is extinguished and the temperature is lowered to room temperature, the optical fiber modifier 500 should be replaced because it is not deformed. An example in which recycling is possible even after the temperature drops normally after extinguishing a fire will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 광섬유변형기(500)의 일 예이다. 도 3의 광섬유변형기(500)는 50℃ 이상의 열이 가해질 경우 수축되는 원래 상태로 복원되는 형상기억합금(520)과 일반 금속(590)을 이용하여 구현한 예이다. 케이스 내에 형상기억합금(520)을 원래 상태에서 팽창시켜 일 단을 제 1 고정부(510)에 고정시키고, 타 단은 광섬유케이블(600)에 접착제 등을 이용하여 고정시킨다. 일반 금속으로 이루어진 탄성체(590)를 도 3에 도시된 바와 같이 일 단을 제 2 고정부(580)에 고정시키고, 타 단은 광섬유케이블(600)에 접착제 등을 이용하여 고정시킨다.3 is an example of an optical fiber modifier 500 according to an embodiment of the present invention. The optical fiber deformer 500 of FIG. 3 is an example implemented using a shape memory alloy 520 and a general metal 590 which are restored to their original state to be shrunk when heat of 50 ° C. or more is applied thereto. The shape memory alloy 520 in the case is expanded in its original state to fix one end to the first fixing part 510, and the other end to be fixed to the optical fiber cable 600 using an adhesive or the like. As shown in FIG. 3, one end is fixed to the second fixing part 580, and the other end is fixed to the optical fiber cable 600 using an adhesive or the like.

상온에서는 도 3(a)에 도시된 바와 같이 형상기억합금(520)은 팽창시킨 상태를 유지하고, 일반 금속 탄성체(590)는 탄성이 가해지지 않은 상태를 유지하다가, 화재가 발생하면 형상기억합금(520)에는 50 이상의 열이 가해지고 도 3(b)에 도시된 바와 같이 형상기억합금(520)은 원래 상태로 수축하게 되고, 일반 금속 탄성체(590)는 늘어진 상태로 변형된다. 수축되는 형상기억합금(520)에 부착된 광섬유케이블(600)은 도 3(b)에 도시된 바와 같이 큰 굽힘이 발생되고 이러한 굽힘은 OTDR 시스템에 의해서 감지되는 원리를 이용한 것이다. 이후, 화재가 진압되고, 온도가 정상 온도로 하강하면, 늘어진 일반 금속 탄성체(590)는 수축력이 작용되어 도 3(a)와 같은 상태로 복원하게 되므로 광섬유변형기(500)를 재활용할 수 있게 된다.
At room temperature, as shown in FIG. 3A, the shape memory alloy 520 is maintained in an expanded state, and the general metal elastic body 590 is maintained in a state where elasticity is not applied. 50 or more heat is applied to the 520 and the shape memory alloy 520 shrinks to its original state, as shown in FIG. 3 (b), and the general metal elastic body 590 is deformed to a stretched state. The optical fiber cable 600 attached to the contracted shape memory alloy 520 has a large bending as shown in FIG. 3 (b), and this bending is based on the principle detected by the OTDR system. Then, when the fire is extinguished, and the temperature is lowered to the normal temperature, the stretched general elastic metal 590 is contracted to restore the state as shown in FIG. 3 (a), so that the optical fiber deformer 500 can be recycled. .

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 광섬유변형기(500)의 일 예이다. 도 4의 실시예에서는 화재 발생시 광섬유케이블을 절단하는 광섬유변형기를 도시하였다. 실린더(530) 내부에 열을 가할 경우 부피가 팽창되는 물질(540)을 넣고, 상부는 팽창에 따라 상부로 올라가는 밀봉 마개(550)를 설치하고, 밀봉 마개(550) 상부에 절단기(560)를 설치하였다. 절단기(560)의 대표적인 예로는 날카로운 금속성의 칼날을 들 수 있다. 평상시에는 도 3(a)에 도시한 바와 같은 상태를 유지하다가 화재가 발생하면 도 3(b)에 도시한 바와 같이 밀봉 마개(550)가 상승하고, 이에 따라 상부에 설치된 절단기(560)가 상승하면서 광섬유케이블(600)을 절단하게 된다. 따라서 OTDR은 절단에 의한 후방산란광을 검출하여 화재 발생 위치 및 화재 발생을 감지하게 된다.4 is an example of an optical fiber modifier 500 according to an embodiment of the present invention. 4 illustrates an optical fiber deformer for cutting an optical fiber cable when a fire occurs. When the heat is applied to the inside of the cylinder 530, the material expands in volume 540, and the upper part is provided with a sealing stopper 550 which rises to the upper part as expansion, and the cutter 560 is mounted on the sealing stopper 550. Installed. Representative examples of the cutter 560 may be a sharp metallic blade. Normally, while maintaining a state as shown in FIG. 3 (a) and a fire occurs, the sealing stopper 550 rises as shown in FIG. 3 (b), and thus the cutter 560 installed on the upper portion rises. While cutting the optical fiber cable 600. Therefore, the OTDR detects backscattered light due to cutting and detects a fire occurrence position and fire occurrence.

열을 가할 경우 부피가 팽창되는 물질(540)의 대표적인 예는 표 1과 같으며, 수은이 가장 유리하나 유해 물질이므로 아세톤을 다음으로 가장 적합한 물질이다.Representative examples of the material 540 in which the volume is expanded when heat is applied are shown in Table 1, and mercury is the most favorable but harmful substance, and acetone is the next most suitable material.

물질명Material name 수은Mercury 에테르ether 아세톤Acetone 크로로포름Chromoform 사염화탄소Carbon tetrachloride 메탄올Methanol 벤젠benzene 브롬수Bromine 에탄올ethanol 열팽창계수(mm/K)Thermal expansion coefficient (mm / K) 6161 1.511.51 14.314.3 12.712.7 12.212.2 12.012.0 11.511.5 11.211.2 11.011.0 끊는 점(℃)Breaking point (℃) 356356 3434 56.556.5 61.261.2 7777 64.764.7 80.180.1 5959 7878

도 4의 예에서는 광섬유케이블(600)이 절단되는 것으로 설명하였으나, 밀봉 마개(550) 상부에 설치되는 절단기(560) 대신에 금속봉 등을 설치할 경우 광섬유케이블(600)에 굽힘을 유발시킬 수 있음은 물론이다. 화재 발생시 광섬유케이블(600)을 절단시킬 경우에는 도 3의 실시예에서 광섬유케이블(600)이 인입되는 인입구(555)와 광섬유케이블(600)이 인출되는 인출구(565)에서 광섬유케이블(600)을 접착제 등으로 고정시키는 것이 좋다.
In the example of FIG. 4, the optical fiber cable 600 has been described as being cut, but when a metal rod or the like is installed instead of the cutter 560 installed on the sealing plug 550, the bending may be caused to the optical fiber cable 600. Of course. When the optical fiber cable 600 is cut when a fire occurs, the optical fiber cable 600 is disconnected from the inlet 555 through which the optical fiber cable 600 is drawn and the outlet 565 through which the optical fiber cable 600 is drawn. It is good to fix with an adhesive or the like.

본 발명에서 제시된 도 1의 화재 감지 장치에 의한 화재 감지 방법은 터널, 지하차도, 지하공동구 등의 지역에 광섬유케이블을 설치하여 화재를 감지하는 광섬유를 이용한 화재 감지 방법에 있어서, 화재 발생 지점의 광섬유케이블을 굽힘 또는 절단 변형시키는 제 1단계와, 광섬유케이블에 펄스 레이저광을 입사시키는 제 2단계와, 입사된 펄스 레이즈광이 산란되어 다시 입사 방향으로 반송되는 후방산란광을 수광하는 제 3단계와, 수광된 후방산란광을 전기적인 신호를 변환하여 증폭시키는 제 4단계 및 제 4단계의 증폭신호를 분석하여 화재 발생 유무 및 화재 발생 위치를 파악하고, 이를 디스플레이하는 제 5단계에 의해 이루어짐을 알 수 있다.
The fire detection method using the fire detection apparatus of FIG. 1 presented in the present invention is a fire detection method using an optical fiber for detecting a fire by installing an optical fiber cable in an area such as a tunnel, an underground road, an underground common pit, and an optical fiber at a fire occurrence point. A first step of bending or cutting deformation of the cable, a second step of injecting pulsed laser light into the optical fiber cable, a third step of receiving backscattered light scattered and conveyed back in the incident direction; By analyzing the amplified signals of the fourth and fourth stages of converting the received backscattered light by electrical signals and amplifying the signals, the presence or absence of the fire and the location of the fire can be determined and displayed by the fifth step. .

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 화재 감지 장치에 사용되는 광섬유변형기의 일 예이다. 도 2 내지 도 4에 제시된 광섬유변형기는 형상기억합금을 사용하는데 고가이기 때문에 실제 산업계에 적용하기에는 약간의 어려움이 있다. 도 5 및 도 6에서는 형상기억합금 대신 비교적 낮은 가격으로 구현할 수 있는 광섬유변형기를 제시한다.5 is an example of an optical fiber modifier used in a fire detection apparatus of an embodiment according to the present invention. 2 to 4, since the optical fiber deformer is expensive to use the shape memory alloy, there are some difficulties in the actual industrial application. 5 and 6 propose an optical fiber deformer that can be implemented at a relatively low price instead of the shape memory alloy.

도 5에서는 내부에 열팽창 물질을 담고 있는 유리관과 일반 금속재 스프링을 이용하여 광섬유변형기를 구현하였다. 도 5(a)는 화재가 발생하기 전의 광섬유변형기의 설치 상태이며, 도 5(b)는 화재가 발생한 경우 광섬유변형기의 변형 상태를 도시한 것이다. 케이스(70)를 케이스 고정나사(71)를 이용하여 고정하고, 내부 관통통로(73)로 광섬유 케이블(60)을 통과시킨다. 광섬유 케이블(60)이 지나가는 통로와 수직되는 방향에서 한쪽에는 열팽창 물질(77)을 담고 있는 유리관(75)을 이용하여 광섬유케이블(60)을 지지한다. 반대쪽에서는 일반 금속재로 만들어지고 압축 상태에 있는 스프링(87)을 설치하여 광섬유케이블(60)이 직선 상태를 유지하도록 지지한다. 즉, 스프링(87)의 압축력을 유리관(75)이 지지하고 있는 상태를 이룸으로써 광섬유케이블(60)은 굴곡이 없는 평평한 상태를 유지하게 된다. In FIG. 5, an optical fiber deformer is implemented using a glass tube and a general metal spring containing a thermal expansion material therein. Figure 5 (a) is the installation state of the optical fiber modifier before the fire occurs, Figure 5 (b) shows the deformation state of the optical fiber deformer when a fire occurs. The case 70 is fixed using the case fixing screw 71 to pass the optical fiber cable 60 through the internal through passage 73. The optical fiber cable 60 is supported by using a glass tube 75 containing a thermal expansion material 77 on one side in a direction perpendicular to the passage through which the optical fiber cable 60 passes. On the opposite side, a spring 87 is made of ordinary metal and is compressed to support the optical fiber cable 60 to maintain a straight state. That is, the glass tube 75 supports the compressive force of the spring 87 to maintain the flat state without the bending of the optical fiber cable 60.

열팽창 물질(77)이 충진된 유리관(75)의 일 단은 제3고정부(79)를 통해 케이스(70)에 고정되고, 타 단은 케이블 제1 지지대(81)를 통해 광섬유케이블(60)을 지지하는 기능을 한다. 이때 열팽창 물질(77)은 유리관(75) 내부에 밀봉 상태로 충진되어야 하는데, 제3고정부(79) 및 케이블 제1 지지대(81)를 이용하여 밀봉할 수도 있고, 제3고정부(79) 및 케이블 제1 지지대(81) 외의 별도의 마개를 추가로 구비하여 밀봉할 수도 있음은 물론이다. 이와 유사하게 일반금속재 압축 스프링(87)의 일 단은 제4고정부(83)를 통해 케이스(70)에 고정되고, 타 단은 케이블 제2지지대(85)를 통하여 광섬유케이블(60)을 사이에 두고 케이블 제1 지지대(81)와 힘의 균형을 이루게 된다. 유리관(75) 내부에 충진되는 열팽창물질(77)의 종류에 따라서 화재 감지 시점을 용이하게 설정할 수 있으며, 이를 육안으로 확인할 수 있도록 색상을 달리하여 구현할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 38℃에서 68℃ 사이에서 유리관이 파열되는 것은 적색을 띠도록 구현하고, 66℃에서 93℃ 사이에서 유리관이 파열되는 것은 녹색을 띠도록 구현하는 것이다.One end of the glass tube 75 filled with the thermal expansion material 77 is fixed to the case 70 through the third fixing part 79, and the other end is connected to the optical fiber cable 60 through the cable first support 81. Function to support. In this case, the thermal expansion material 77 should be filled in the sealed state inside the glass tube 75, and may be sealed using the third fixing part 79 and the first cable supporter 81, or the third fixing part 79. And a separate stopper other than the cable first support 81 may also be provided and sealed. Similarly, one end of the general metal compression spring 87 is fixed to the case 70 through the fourth fixing part 83, and the other end is interposed between the optical fiber cable 60 through the cable second support 85. The balance of the force with the cable first support 81 to be placed on. The fire detection time can be easily set according to the type of thermal expansion material 77 filled in the glass tube 75, and of course, it can be implemented by changing the color to visually check this. For example, a glass tube ruptured between 38 ° C. and 68 ° C. is red, and a glass tube ruptured between 66 ° C. and 93 ° C. is green.

화재 발생 전에는 도 5(a)와 같은 상태를 유지한다. 화재가 발생하면, 도 5(b)와 같은 변형이 발생된다. 즉, 주위 온도가 상승하고, 상승된 온도에 의해 유리관(75) 내부에 충진된 열팽창물질의 부피가 커지게 되어 유리관(75)을 파괴시킨다. 이로 인해 압축 상태로 있던 스프링(87)은 이완되며, 이완된 스프링(87)에 의해 광섬유케이블(60)이 구부러지게 되는 것이다. 따라서 OTDR은 구부러짐에 의한 후방산란광을 검출하여 화재 발생 위치 및 화재 발생을 감지하게 된다.
Before the fire occurs, the state as shown in FIG. When a fire occurs, deformation as shown in FIG. 5 (b) occurs. That is, the ambient temperature increases, and the volume of the thermal expansion material filled in the glass tube 75 increases due to the elevated temperature, thereby destroying the glass tube 75. As a result, the spring 87 in the compressed state is relaxed, and the optical fiber cable 60 is bent by the relaxed spring 87. Therefore, the OTDR detects the backscattered light due to the bending and detects the fire occurrence position and fire occurrence.

도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 화재 감지 장치에 사용되는 광섬유변형기의 일 예이다. 도 6에서는 내부에 열팽창률이 상이한 일반 금속재로 이루어지는 바이메탈(93, 95)를 구비하고, 바이메탈 상부에 돌기부(97)를 형성하고, 화재 발생시 돌기부(97)가 광섬유케이블(60)을 변형시키는 원리를 이용하여 광섬유변형기를 구현하였다. 도 6(a)는 화재가 발생하기 전의 광섬유변형기의 설치 상태이며, 도 6(b)는 화재가 발생한 경우 광섬유변형기의 변형 상태를 도시한 것이다. 6 is an example of an optical fiber modifier used in a fire detection apparatus of an embodiment according to the present invention. In FIG. 6, bimetals 93 and 95 are formed of general metal materials having different thermal expansion coefficients, protrusions 97 are formed on the bimetal, and the protrusions 97 deform the optical fiber cable 60 in the event of a fire. The optical fiber modifier was implemented using. 6 (a) is a state of installation of the optical fiber deformer before a fire occurs, Figure 6 (b) shows a deformation state of the optical fiber deformer when a fire occurs.

케이스(70)를 케이스 고정나사(71)를 이용하여 고정하고, 내부 관통통로(73) 사이로 광섬유 케이블(60)을 통과시킨다. 광섬유 케이블(60)이 지나가는 통로(73)의 하단부에는 열팽창률이 상이한 두 개의 금속(93, 95)으로 이루어지는 바이메탈을 제5고정부(91)로 케이스(70)에 고정하고, 두 개의 금속 중 열팽창률이 상대적으로 낮은 금속(93)에는 외측으로 돌출되는 돌기부(97)를 형성한다. 또한 광섬유케이블(60)을 사이에 두고, 돌기부(97)와 대향되는 부분에는 바이메탈이 휘어질 경우 돌기부(97)가 수용될 수 있는 수용공간(99)을 형성한다. The case 70 is fixed using the case fixing screw 71 to pass the optical fiber cable 60 between the inner through passages 73. At the lower end of the passage 73 through which the optical fiber cable 60 passes, a bimetal made of two metals 93 and 95 having different thermal expansion coefficients is fixed to the case 70 by the fifth fixing portion 91, and among the two metals, In the metal 93 having a relatively low coefficient of thermal expansion, a protrusion 97 protruding outward is formed. In addition, the optical fiber cable 60 is interposed therebetween, and when the bimetal is bent, a receiving space 99 is formed to accommodate the protrusion 97 in a portion opposite to the protrusion 97.

화재 발생 전에는 도 6(a)와 같은 상태를 유지한다. 화재가 발생하면, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 변형된다. 즉, 주위 온도가 상승하고, 상승된 온도에 의해 바이메탈(93, 95)이 도면상의 상측으로 휘어지고, 이에 따라 돌기부(97)도 상측으로 휘어진다. 휘어진 돌기부(97)에 의해 광섬유케이블(60)이 구부러지게 되는 것이다. 따라서 OTDR은 구부러짐에 의한 후방산란광을 검출하여 화재 발생 위치 및 화재 발생을 감지하게 된다. 도 6에 제시된 실시예에서 바이메탈과 수용공간(99)의 위치는 하나의 실시예에 불과한 것으로, 광섬유케이블(60)을 사이에 두고 대향되는 위치라면 어디라도 무방한 것으로서, 예로서 바이메탈이 도면상으로 광섬유케이블(60) 상부에 위치하고, 수용공간(99)이 하부에 위치하여도 무방함은 물론이다.
The state as shown in Fig. 6 (a) is maintained before the fire occurs. If a fire occurs, it is deformed as shown in Fig. 6 (b). That is, the ambient temperature rises, and the bimetals 93 and 95 are bent to the upper side in the drawing by the elevated temperature, whereby the protrusion 97 is also bent upward. The bent protrusion 97 causes the optical fiber cable 60 to be bent. Therefore, the OTDR detects the backscattered light due to the bending and detects the fire occurrence position and fire occurrence. In the embodiment shown in FIG. 6, the location of the bimetal and the receiving space 99 is just one embodiment, and may be any position opposite to each other with the optical fiber cable 60 interposed therebetween. As a result, the optical fiber cable 60 may be positioned above, and the accommodation space 99 may be located below.

본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.
While the preferred embodiments of the present invention have been described using specific terms, such descriptions are for illustrative purposes only, and it is understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the following claims. Should be done.

100: 광조사부 200: 광순환기
300: 광분석기 500: 광섬유변형기
510: 제 1 고정부 520: 형상기억합금
530: 실린더 540: 열팽창 물질
550: 밀봉 마개 555: 인입구
560: 절단기 565: 인출구
580: 제 2 고정부 590: 일반 금속 탄성체
600: 광섬유케이블
100: light irradiation unit 200: optical circulator
300: optical analyzer 500: optical fiber strainer
510: first fixing portion 520: shape memory alloy
530: cylinder 540: thermal expansion material
550: sealing plug 555: inlet
560: cutting machine 565: outlet
580: second fixing portion 590: a general metal elastic body
600: fiber optic cable

Claims (11)

터널, 지하차도, 지하공동구 등의 지역에 광섬유케이블을 설치하여 화재를 감지하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치에 있어서,
광섬유케이블의 복수 개소에 설치되어 화재 발생시 상기 광섬유케이블을 구부리거나 절단시키는 광섬유변형기와,
상기 광섬유변형기에 펄스 레이저광을 조사하는 광조사부와,
상기 광조사부에 의해 조사된 광이 상기 광섬유케이블에서 산란되어 후방 반사되는 후방산란광을 수광하고, 이를 전기적인 신호를 변환하여 증폭시키는 광분석기와,
상기 광분석기의 출력신호를 분석하여 화재 발생 유무 및 화재 발생 위치를 파악하는 신호처리부 및
상기 신호처리부의 화재 발생 유무 및 화재 발생 위치를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치.
In the fire detection device using the optical fiber to detect the fire by installing the optical fiber cable in the tunnel, underground driveway, underground common ward, etc.
An optical fiber deformer installed at a plurality of places of the optical fiber cable to bend or cut the optical fiber cable in case of fire;
A light irradiation unit for irradiating pulsed laser light to the optical fiber modifier;
An optical analyzer for receiving the backscattered light scattered from the optical fiber cable and reflected back by the light irradiator and converting and amplifying the electrical signal;
A signal processor for analyzing the output signal of the optical analyzer to determine whether a fire has occurred and a location of the fire;
Fire detection device using the optical fiber, characterized in that it comprises a display unit for displaying the presence or absence of fire and the location of the fire of the signal processing unit.
제 1항에 있어서,
상기 광섬유변형기는 형상기억합금, 바이메탈, 및 열팽창물질 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치.
The method of claim 1,
The optical fiber deformer is a fire detection apparatus using an optical fiber, characterized in that it comprises at least one selected from the shape memory alloy, bimetal, and thermal expansion material.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 광섬유변형기는 상기 광섬유케이블이 각각 인입되고 인출되는 인입구와 인출구를 갖는 케이스와, 일 단은 상기 케이스의 제 1 고정부에 고정되고, 타 단은 상기 광섬유케이블에 고정 설치되는 형상기억합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The optical fiber modifier includes a case having an inlet and an outlet through which the optical fiber cable is introduced and drawn out, and one end of which is fixed to the first fixing part of the case, and the other end of which is a shape memory alloy fixed to the optical fiber cable. Fire detection device using an optical fiber, characterized in that.
제 3항에 있어서,
상기 광섬유변형기는 일 단은 상기 케이스의 제 2 고정부에 고정되고, 타 단은 상기 광섬유케이블에 고정 설치되는 일반 금속으로 이루어진 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치.
The method of claim 3,
The optical fiber deformer is a fire detection device using an optical fiber, characterized in that one end is fixed to the second fixing portion of the case, the other end comprises a spring made of a common metal fixed to the optical fiber cable.
제 2항에 있어서,
상기 형상기억합금은 Ni-Ti계, Cu계, 및 Fe계 중에서 선택된 하나의 금속계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치.
The method of claim 2,
The shape memory alloy is a fire detection device using an optical fiber, characterized in that made of one metal selected from Ni-Ti, Cu, and Fe-based.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 광섬유변형기는 상기 광섬유케이블이 각각 인입되고 인출되는 인입구와 인출구를 갖는 케이스와, 상기 케이스 내부에 설치되며 내부에는 열팽창 물질을 수용하고 상부에는 상기 열팽창 물질의 팽창에 따라 상부로 상승하는 밀봉 마개를 구비하는 실린더와, 상기 밀봉 마개 상부에 설치되는 절단기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The optical fiber deformer includes a case having an inlet and an outlet through which the optical fiber cable is drawn in and drawn out, and a sealing stopper installed inside the case and accommodating a thermal expansion material therein, and an upper portion of the optical fiber cable rising upward according to the expansion of the thermal expansion material. Fire detecting device using an optical fiber, characterized in that it comprises a cylinder provided, and a cutter installed above the sealing stopper.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 광섬유변형기는 상기 광섬유케이블이 각각 인입되고 인출되는 인입구와 인출구를 갖는 케이스와, 일 단은 상기 케이스의 제 3 고정부에 고정되고 타 단은 상기 광섬유케이블을 지지하도록 구성되는 내부에 열팽창물질이 충진된 유리관과, 일 단은 상기 케이스의 제 4 고정부에 고정되고 타 단은 상기 광섬유케이블을 사이에 두고 상기 유리관의 타 단과 힘의 균형을 이루면서 압축된 상태로 설치되는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The optical fiber deformer has a case having an inlet and an outlet through which the optical fiber cable is drawn in and drawn out, and one end is fixed to a third fixing part of the case and the other end has a thermal expansion material therein configured to support the optical fiber cable. Filled glass tube, and one end is fixed to the fourth fixing portion of the case and the other end includes a spring installed in a compressed state while balancing the strength and the other end of the glass tube with the optical fiber cable therebetween. Fire detection device using optical fiber.
제 7항에 있어서,
상기 유리관의 타 단에는 케이블을 지지하기 위한 케이블 제 1 지지대가 더 구비되어, 상기 제 1 지지대와 상기 광섬유케이블이 맞닿는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치.
The method of claim 7, wherein
The other end of the glass tube is further provided with a cable first support for supporting the cable, the first support and the fire detection device using the optical fiber, characterized in that the optical fiber cable abuts.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 열팽창물질은 수은, 에테르, 아세톤, 크로로포름, 사염화탄소, 메탄올, 벤젠, 브롬수 및 에탄올 중에서 선택된 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치.
The method according to claim 6 or 7,
The thermal expansion material is a fire detection device using an optical fiber, characterized in that one of the material selected from mercury, ether, acetone, chloroform, carbon tetrachloride, methanol, benzene, bromine water and ethanol.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 광섬유변형기는 상기 광섬유케이블이 각각 인입되고 인출되는 인입구와 인출구를 갖는 케이스와, 일 단은 상기 케이스의 제 5 고정부에 고정되고 타 단은 자유단으로 형성되는 바이메탈과, 상기 바이메탈을 이루는 금속 중에서 열팽창계수가 적은 금속상에 형성되는 돌기부와, 상기 광섬유케이블을 사이에 두고 화재 발생시 상기 돌기부가 휘어지는 위치에 상기 돌기부를 수용할 수 있는 수용공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 화재 감지 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The optical fiber deformer includes a case having an inlet and an outlet through which the optical fiber cable is drawn in and drawn out, a first end of which is fixed to a fifth fixing part of the case, and the other end of which is formed of a free end, and a metal forming the bimetal. And a projection portion formed on a metal having a low coefficient of thermal expansion, and an accommodation space for accommodating the projection at a position at which the projection is bent when a fire occurs with the optical fiber cable interposed therebetween. .
터널, 지하차도, 지하공동구 등의 지역에 광섬유케이블을 설치하여 화재를 감지하는 광섬유를 이용한 화재 감지 방법에 있어서,
화재 발생 지점의 광섬유케이블을 굽힘 또는 절단 변형시키는 제 1단계와,
상기 광섬유케이블에 펄스 레이저광을 입사시키는 제 2단계와,
상기 입사된 펄스 레이즈광이 산란되어 다시 입사 방향으로 반송되는 후방산란광을 수광하는 제 3단계와,
상기 수광된 후방산란광을 전기적인 신호를 변환하여 증폭시키는 제 4단계 및
상기 제 4단계의 증폭신호를 분석하여 화재 발생 유무 및 화재 발생 위치를 파악하고, 이를 디스플레이하는 제 5단계를 포함하는 광섬유를 이용한 화재 감지 방법.
In the fire detection method using the optical fiber to detect the fire by installing the optical fiber cable in the tunnel, underground driveway, underground common area, etc.,
A first step of bending or cutting the optical fiber cable at the fire occurrence point;
A second step of injecting pulsed laser light into the optical fiber cable;
A third step of receiving the back-scattered light which is scattered by the incident pulse-raised light and is conveyed in the incident direction again;
A fourth step of amplifying the received backscattered light by converting an electrical signal;
A fire detection method using an optical fiber comprising a fifth step of analyzing the amplification signal of the fourth step to determine the presence or absence of the fire and the location of the fire, and to display it.
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