KR20150081772A - 선형 광섬유 분포온도측정 시스템용 이상 온도 위치 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유를 이용하여 온도를 측정하는 선형광섬유 분포온도측정 시스템에 있어서 이상 온도로 측정된 현장 위치를 표시해주기 위한 현장 설치용 위치 표시 장치에 관한 것으로 센서용 광섬유가 설치된 구간 구간마다 설치하여 선형 광섬유 분포온도 측정 장치와 연동하는 운영 컴퓨터로부터 이상 온도가 측정된 위치 정보를 받아서 LED및 LCD로 위치를 표시하여 현장에서 이상 온도가 측정된 위치를 쉽게 확인 할 수 있는 효과가 있다.

Description

선형 광섬유 분포온도측정 시스템용 이상 온도 위치 표시 장치{ abnormal temperature position display equipment for linear optical fiber distributed temperature measurement system}

본 발명은 광섬유를 이용하여 온도를 측정하는 선형 광섬유 분포온도측정 시스템에 있어서 알람 설정 온도를 벗어나는 이상 온도로 측정된 위치를 센서용 광섬유가 표설 된 현장에서 직접 표시해주기 위한 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명은 광섬유를 온도센서로 이용하여 광섬유 내부에서 발생하는 라만 산란광으로 온도를 계산하는 선형 광섬유 분포 온도측정 시스템에 관한 것이다. 라만 산란광을 이용한 광섬유 선형온도 측정 시스템의 원리는 광섬유 한쪽 끝에 파장 λo의 레이저 펄스 광을 입사하면 광섬유 내에서는 λs의 스토크스광과 λas의 안티스토크스광, 2가지 성분의 라만 산란광이 발생되는데 이 두 가지 파장의 진폭 비율이 순수히 온도의 함수이고, 광 펄스를 입력한 후 다시 되돌아오는 시간을 측정하면 광섬유 내에 빛의 속도를 알고 있어서 산란광의 발생 위치는 계산할 수 있어서 광섬유가 깔려있는 상태에 연속적으로 광섬유 주변의 온도를 계산해 내는 것이다.

스토크스광과 안티스토크스광의 후방 산란광의 측정은 광섬유의 손실 및 파단점 측정에 사용되는 OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) 과 같은 측정방법으로 측정한다. 이러한 라만 산란광을 이용한 선형 광섬유 온도 측정 시스템은 전력케이블의 길이방향 온도분포를 측정할 수 있어 송전 용량 제어 등에 이용되기도 하고 케이블의 열화 등에 의해서 생기는 부분적인 고열 발열 장소를 사전에 감지하여 사고를 예방하는 용도로 사용한다. 또한 각종 플랜트의 생산 라인과 설비의 온도 측정, 빌딩과 터널, 공동구 등의 화재 검지용으로 사용되고 있다.

이와 같은 선형 광섬유 분포온도측정 시스템은 선형 광섬유 분포온도 측정장비와 연결된 운영 컴퓨터에 화면 정보를 통하여 알람 온도를 벗어나는 이상 온도를 보이는 지점을 확인하도록 되어있으나 온도 측정을 하는 대상물체가 복잡한 형태로 설치되어 있으면 현장에서 이상 온도 지점을 바로 확인하는 것은 쉬운 일이 아니다. 센서용 광섬유 포설 도면을 참고하거나 센서용 광섬유에 표시되어 있는 거리정보를 참조하여 이상 온도 지점을 찾는 것이 현재까지의 방법이었다. 하지만 이러한 방법은 이상 온도 지점을 찾는데 시간이 많이 소요되고 경우에 따라서는 다른 지점을 이상 온도 지점으로 착각하는 실수를 하는 경우도 발생한다

이러한 어려움을 해소하기 위해서 센서용 광섬유가 포설된 현장에 본 발명에서 제안하는 위치 표시장치를 2대이상 설치하여 이상 온도 지점이 위치 표시 장치 우측인지 좌측인지를 LED로 표시하고, 위치표시 장치로부터 이상 온도 지점까지에 거리 차이를 LCD 화면으로 표시하는 방법을 사용하여 센서용 광섬유가 포설된 현장에서 도면이나 별도에 인식 표식 없이도 이상 온도 위치를 쉽게 확인할 수 있도록 하였다.

온도 측정용 센서용 광섬유가 포설된 현장에 발명에서 제안하는 위치 표시 장치를 2대 이상 설치하면 측정된 이상 온도 지점의 정확한 위치를 위치 표시장치를 이용하여 용이하고 정확하게 확인할 수 있다.

도1. 본 발명의 위치 표시장치의 구성도
도2. 본 발명의 위치 표시장치에 적용 예
도3. 본 발명의 위치 표시장치 외관
도4. 본 발명의 위치 정보를 송신하는 운영 컴퓨터에 동작 순서도
도5. 본 발명의 위치 정보를 수신하고 표시하는 내부의 마이크로프로세서의 동작 순서도

본 발명에 요지는 이상온도가 검출된 위치를 표시하는 방법과 이를 구현하는 장치에 관한 것으로 선형 광섬유 분포온도 측정장비에서 측정된 온도가 이상으로 판정되는 경우 이상온도 발생 위치를 선형 광섬유 분포온도 측정장비에 연결된 운영 컴퓨터에 단순히 표시하는 기존방법을 개선하여 센서용 광섬유가 포설되어 있는 현장에 2개 이상의 이상온도 지점을 표시하는 표시 장치를 설치하고 데이터 및 전원공급 선로를 이용하여 서로 연결한 후에 선형 광섬유 분포온도 측정장비와 연동되는 운영 컴퓨터에서 송신된 이상 온도 측정 위치 정보를 수신하여 위치표시장치가 설치된 위치를 기준으로 좌측인지( 운영컴퓨터 쪽) 우측인지( 센서용 광섬유 말단 쪽)를 좌,우측 표시용 LED로 표시하는 방법과 LCD를 이용하여 위치표시 장치로부터 이상 온도 발생지점까지의 거리를 표시하는 방법과 이러한 방법을 구현하는 장치에 관한 것이다.

도면과 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도1은 표시장치1의 내부 구성도로 운영 컴퓨터3으로 부터 이상 위치 정보를 수신하는 통신회로 15, 상기 통신회로의 데이터를 수신하여 위치 정보를 표시하는 마이크로프로세서 11, 상기 마이크로프로세서 11로부터 신호를 받아 좌측과 우측에 이상온도 지점이 있음을 표시하는 좌측방향 표시 LED 12, 우측방향 표시 LED 13, 상기 마이크로프로세서 11로 부터 신호를 받아 이상온도 지점과 위치 표시 장치간에 거리차이를 표시하는 LCD 14, 이상의 통신회로15, 마이크로프로세서 11, 좌측방향 LED12, 우측방향 LED 13, LCD 14 회로에 전원을 공급하는 전원 회로16으로 구성된다. 이러한 이상 온도를 표시하는 위치 표시장치는 선형 광섬유 온도측정 시스뎀에 도2와 같이 적용된다. 도2에 적용 사례의 구성은 온도 측정용 센서용 광섬유 6, 상기 온도 측정용 센서용 광섬유6를 이용하여 온도를 측정 계산하는 선형 광섬유 온도 측정장치 2, 상기 선형 광섬유 온도측정 장치2로 부터 거리별 온도 데이터를 수신하여 표시하는 운영컴퓨터 3, 현장에 설치된 여러 대에 위치 표시장치 1A,1B,1C,1D, 상기 위치 표시 장치1A,1B,1C,1D 에 전원을 공급하는 전원 장치4, 상기 위치 표시 장치1A,1B,1C,1D 에 이상 온도 발생 지점에 대한 데이터를 송신하는 통신회로5, 상기 위치 표시 장치1A,1B,1C,1D에 이상 온도가 측정된 위치 정보를 송신하기 위한 데이터 통신선 17, 상기 이상온도 표시 장치1A,1B,1C,1D에 전원을 공급하는 전원 공급하는 전원장치4 및 전원 공급선 18 로 구성된다.

통상 선형 광섬유 분포온도 측정 장치2는 센서용 광섬유 6을 이용하여 온도를 측정하여 각 부분에 온도 정보를 운영 컴퓨터3에 전송하고 운영 컴퓨터3은 측정된 온도가 사전에 입력된 경보 온도에 도달하는 경우 즉, 이상 온도가 검출된 경우 알람 경보를 출력한다. 하지만 이 경우 시스템 운영자가 확인 가능한 내용은 위치정보와 측정온도뿐이라서 센서용 광섬유6이 설치된 현장에서 직접 이상온도 발생 위치를 확인하기 위해서는 적지않은 시간과 노력이 필요하게 된다. 이러한 시간과 노력을 줄이기 위하여 센서용 광섬유6에 이상온도 측정 지점19를 X지점이라고 하면 이상 온도가 검출된 운영 컴퓨터3은 별도의 통신장치5와 전워공급 장치4를 사용하여 운영 컴퓨터3과 전원공급선 18 및 데이터 통신선 17로 위치표시 장치 1A,1B,1C,1D 와 연결되어 있고, 이상온도 표시장치1A,1B,1C,1D에 이상 온도가 측정된 위치정보 X를 송신한다. 각각에 위치 표시장치 1A,1B,1C,1D 내부에서는 초기에 위치표시 장치가 설치된 위치정보 A, B, C, D가 입력되어 있다. 이상 온도 데이터 X는 통신회로 15를 통하여 마이크로프로세서11에 입력되고 마이크로프로세서 11에서는 자신이 설치된 위치 정보와 이상온도 데이터X를 비교하여 설치 위치가 X보다 짧은 위치에 설치된 위치 표시장치 1A, 1B에 경우 설치 위치<이상온도 위치이므로 위치 표시장치 1A와 1B보다 오른편(센서용 광섬유에 끝부분 방향)에 이상 온도 지점이 있다는 것을 표시하기 위하여 마이크로프로세서11은 우측방향 표시 LED 13을 점등하고, 설치 위치가 X보다 먼 위치에 있는 1C, 1D에 경우 설치 위치> 이상온도 위치이므로 이상온도 표시장치 1C와 1D보다 왼편(선형 광섬유 분포온도 측정기기 방향)에 이상온도 지점이 있다는 것을 표시하기 위하여 마이크로프로세서11은 좌측방향 표시 LED 12을 점등하도록 한다. 또한 위치표시 장치1A,1B,1C,1D 내부에 있는 LCD 14에 이상온도지점 X와 설치지점 A,B,C 또는 D값에 차이값을 표시하도록 하여 정확한 위치 확인을 용이하도록 한다. 또한 좌측방향 표시 LED12와 우측방향표시 LED 13은 서로 다른 색상을 사용하여 식별이 더욱 용이하도록 하며, 이상 온도 발생 위치와 가장 가까운 좌우 위치표시장치 1B,1C 의 좌우측방향표시 LED 12,13을 점멸하도록 하여 더욱 육안 식별을 용이하도록 한다. 도3은 이러한 동작을 구현하기 위한 운영컴퓨터3 내부에 프로그램 순서도이고 도4는 이러한 동작을 구현하기 위한 위치 표시장치 1 내부에 프로그램 순서도이다.

도면에서 1과 1A, 1B, 1C, 1D는 본 발명의 위치표시 장치, 2는 선형 광섬유 분포 온도측정 장치, 3은 선형 광섬유 분포 온도측정 장치2에 온도 측정 결과를 표시하는 운영 컴퓨터, 4는 위치표시1,1A,1B,1C,1D 장치에 전원을 공급하기 위한 전원장치, 5는 운영컴퓨터3로 부터 이상 온도가 측정된 위치 정보를 받아서 위치표시 장치1, 1A,1B,1C,1D에 전송을 해주는 통신장치, 6은 온도 측정을 위한 센서용 광섬유, 11은 이상온도 표시 장치내부에 마이크로프로세서, 12는 이상온도 위치가 위치 표시장치 좌측이라는 것을 표시 하는 좌측방향표시 LED, 13은 이상온도 위치가 위치표시 장치 우측이라는 것을 표시하는 우측방행표시 LED, 14는 이상온도 위치가 위치 표시장치로부터 얼마나 떨어져있는지를 표시하는 LCD, 15는 운영컴퓨터로부터 거리 정보에 데이터를 수신하는 통신회로부, 16은 전원을 공급받는 전원회로부, 17은 이상온도 위치 표시장치에 데이터를 전송해주는 데이터 통신선, 18은 이상온도 위치 표시장치에 전원을 공급해주는 전원 공급선, 19는 센서용 광섬유6에서 측정된 이상 온도 지점이다.

Claims (3)

1. 라만 산란광을 이용한 선형 광섬유 분포온도 측정시스템에서 이상 온도가 측정된 경우 측정된 이상온도 지점을 현장에서 육안으로 용이하게 확인할 수 있도록 선형 광섬유 분포온도 측정기기와 연동하는 운영 컴퓨터로부터 이상온도 지점 위치 데이터를 수신받아 이상 온도 측정 위치가 좌,우 어느 방향인지 표시하는 LED와 얼마나 떨어져 있는지를 표시하는 LCD를 구비한 것을 특징으로 하는 이상 온도의 위치 표시장치.
   
2. 상기 이상 온도의 위치 표시장치에 좌측방향 표시 LED와 우측방향 표시 LED의 색상을 다르게 하여 구별이 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 위치표시장치
   
   
3. 상시 이상 온도의 위치 표시장치 중에 이상온도 지점과 좌우로 가장 가까운 위치 표시장치에 좌측 또는 우측방향 LED는 보다 식별이 용이하도록 점멸하는 것을 특징으로 하는 위치표시장치

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