KR20180001128A - 광섬유를 이용한 누수감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유를 이용한 누수감지장치에 관한 것으로, 광섬유의 외측을 물에 의해 용해되는 물질로 코팅함으로써 물에 의해 용해되는 부위에서 광의 누설 또는 광 신호의 왜곡에 의해 발생하는 광의 상태에 의해 누수를 감지할 수 있도록 한다.

Description

광섬유를 이용한 누수감지장치{Water leak detection apparatus}

본 발명은 누수감지장치에 관한 것으로, 특히 광섬유를 이용하여 누수를 감지할 수 있는 누수감지장치에 관한 것이다.

등록특허 10-1393074에서는 베이스필름; 상기 베이스필름에 상기 베이스필름의 길이방향을 따라 나란하게 각각 형성된 전류전극과 저항전극을 포함하는 전극부; 상기 베이스필름과 전극부 상에 적층되고, 상기 전류전극의 일부가 노출되도록 타공된 제1 전극홀과 상기 저항전극의 일부가 노출되도록 상기 베이스필름의 길이방향을 따라 상기 제1 전극홀과 대응되는 위치에 타공된 제2 전극홀로 이루어진 전극홀 쌍이 복수 개 형성된 커버필름; 수분 흡수 재질로 이루어지고, 상기 복수 개의 전극홀 쌍 별로 상기 제1 전극홀과 제2 전극홀을 충진하며 연결시키도록 상기 커버필름 상에 개별적으로 코팅되는 복수 개의 수분흡수코팅층; 을 포함하고, 상기 복수 개의 수분흡수코팅층 중 하나 이상에 수분이 침투되어 상기 전류전극과 저항전극이 통전되면 상기 전극부에 인가된 전류 값의 변화를 감지하여 누수 여부를 판별하는 필름형 누수감지센서를 제안하였다.

그런데, 이러한 종래의 누수감지센서는 전류전극과 저항전극이 저항성분을 가지고 있으므로, 수백미터의 장거리로 설치되기가 매우 어렵다.

예를 들면, 저항전극이 카본으로 형성되는 경우에 대략 10m 이내의 길이를 가지는 경우에는 저항전극이 수㏁의 저항성을 가지게 되어 전류전극과 저항전극이 누수에 의해 쇼트되면 수십㏀으로 저항값이 낮아지므로 누수를 확인할 수 있겠지만, 반대로 수십 미터에서 수백 미터의 장거리로 설치되는 경우에는 저항전극의 기본적인 저항이 수백㏁ 단위로 커지게 되어 누수에 의해 전류전극과 저항전극이 쇼트되더라도 미소한 저항값만의 차이를 나타내므로 정확히 누수를 판단하기가 어렵게 된다.

또한, 전류전극과 저항전극이 나란히 형성되므로, 상호간의 절연 문제에 의해 오동작의 염려와 함께 외부로부터 유입되는 전기적인 잡음에 의해서도 오동작이 자주 발생하여 신뢰성이 크게 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 주된 목적은, 광섬유의 외측을 물에 의해 용해되는 물질로 코팅함으로써 물에 의해 용해되는 부위에서 광의 누설 또는 광 신호의 왜곡에 의해 발생하는 광의 상태에 의해 누수를 감지할 수 있도록 한 광섬유를 이용한 누수감지장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

광섬유의 외측에 물에 의해 용해되는 코팅층이 형성되고, 상기 광섬유의 일측에는 광 신호를 발생하는 광 발생부가 접속되며, 타측에는 상기 광 수신부가 접속되어 상기 광 발생부로부터 광섬유를 통해 전달되어진 광 신호를 수신받아 전기적 신호로 변환함과 아울러 상기 전기적 신호는 알람모듈로 제공되어 알람의 발생유무가 결정되도록 구성된다.

또한, 상기 코팅층은 코어 또는 클래딩의 외측에 형성된다.

본 발명에 따른 누수감지센서는 광섬유를 이용하므로 전기적 저항성분을 가지지 않으므로, 수백미터 또는 수키로미터의 장거리로 설치가 가능하며, 또한 절연 및 전기적 외부 잡음에도 영향을 받지 않으므로 오동작의 염려가 없는 장점이 있다.

도1은 일반적인 광섬유의 구조를 보인 도.
도2는 본 발명에 의한 광섬유를 이용한 누수감지센서의 단면을 보인 도.
도3은 코팅층의 용해에 의해 광이 누설되는 상태를 보인 도.
도4는 본 발명에 의한 누수감지장치의 전체 구성을 보인 도.
도5는 누수감지 상태를 설명하기 위한 도.

이와 같이 구성된 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 일반적인 광섬유의 구조를 보인 도로서, 코어(100)의 외측에 클래딩(110)이 형성된 구조로서, 클래딩(110)은 코어(100)보다 굴절률이 낮은 재질로 되어 있다.

따라서 코어(100)로 입사된 광이 코어(100)와 클래딩(110)의 경계면에서 굴절되면서 전달되는 것이다.

본 발명에서는 이러한 광섬유의 외측에 물에 의해 용해되는 물질로 코팅층을 형성하게 되는데, 도2에서와 같이 본 발명에 의한 누수감지센서(200)는 코어(210)의 외측에 물에 의해 용해되는 PVA 등의 수지에 의해 코팅층(220)이 형성된다.

이러한 코팅층(220)은 수지 90~98 중량부에 안료 2~10 중량부가 혼합되어 0.3~1㎛ 정도의 두께로 형성된다.

안료는 카본블랙이 사용될 수 있으며, 가급적 광이 외부로 누설되지 않도록 짙은 색의 안료가 사용된다.

따라서, 누수(L)가 발생하면, 도3에서와 같이 그 해당 부위에서 코팅층(220)이 물에 의해 용해되므로, 코어(210)로 입사된 광이 그 용해되어 제거된 코팅층(220) 부위를 통해 외부로 누설되는 것이다.

즉, 코어(210)가 외부로 노출되어 광의 누설이 발생하는 것이다.

한편, 코팅층(220)은 클래딩이 없는 코어(210)의 외측에 형성됨이 바람직하고, 또 다르게는 클래딩의 외측에 외부 피복 형태로 형성될 수 있다.

이로 인해 코어(210)로부터 직접 광이 누설되거나 또는 클래딩을 투과하여 누설될 수도 있는 것이다.

도4는 본 발명에 의한 누수감지장치의 전체 구조를 보인 도로서, 광섬유로 구성된 누수감지센서(200)의 일측에는 광 발생부가(300)가 접속되는데, 이러한 광 발생부(300)는 일정한 광량을 가지면서 펄스 형태의 광 신호가 출사된다.

상기 광 발생부(300)로부터 출사된 광은 누수감지센서(200)를 통하여 광 수신부(310)로 입사되며, 광 수신부(310)에서는 입사된 광 신호를 전기적인 신호로 변환하여 알람 모듈(320)로 제공하게 된다.

따라서 알람 모듈(320)은 광 수신부(310)로부터 제공되는 전기적 신호에 의해 알람을 발생하게 되는데, 도4에서와 같이 광량에 대한 전기적 신호가 기준값(Ref)보다 작으면 경보를 발생하게 된다.

즉, 누수(L)에 의해 누수감지센서(200)로부터 광이 누설되어 광량이 낮게 되면, 알람모듈(320)에서 알람이 발생함으로써 관리자에게 즉시 알리게 되는 것이다.

또다르게는 광 발생부(300)로부터 일정한 패턴(예를 들면 주기적 펄스 형태)의 광 신호가 발생되는 경우에 코팅층(220)의 용해에 의해 광 신호가 누설되면서 광 신호 패턴의 왜곡이 발생하게 되므로, 이러한 광 신호 패턴의 왜곡 상태를 알람 모듈(320)에서 판단하여 알람을 발생시킬 수 있다.

이러한 누수감지센서(200)는 광섬유로 되어 있으므로, 장거리로 광 신호의 전달이 가능하여 거리 제한이 없으며, 또한 절연 및 전기적 잡음에 영향을 받지 않으므로 오동작의 염려가 제거되는 것이다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

200 : 누수감지센서
210 : 코어
220 : 코팅층
300 : 광 발생부
310 : 광 수신부
320 : 알람 모듈

Claims (3)

1. 광섬유의 외측에 물에 의해 용해되는 물질에 의해 코팅층이 형성되고, 상기 광섬유의 일측에는 광 신호를 발생하는 광 발생부가 접속되며, 타측에는 상기 광 수신부가 접속되어 상기 광 발생부로부터 광섬유를 통해 전달되어진 광 신호를 수신받아 전기적 신호로 변환함과 아울러 상기 전기적 신호는 알람모듈로 제공되어 알람의 발생유무가 결정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 누수감지센서.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 코팅층은 코어 또는 클래딩의 외측에 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 누수감지센서.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 코팅층을 형성하는 물질에는 안료가 혼합된 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 누수감지센서.
   
   

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