KR20210070813A - 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정 장치에 관한 것으로서, 상기 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈은 일단부에 광원으로부터 광이 입력되는 제1입력단이 마련되며, 타단부에 상기 광이 출력되는 제1출력단이 마련된 제1광섬유와, 일단부는 상기 제1출력단의 광축 상에, 상기 제1출력단으로부터 소정거리 이격되게 설치되되, 상기 제1출력단으로부터 출력된 광이 입력되도록 제2입력단이 형성되고, 타단부에는, 입력된 광이 출력되는 제2출력단이 마련된 제2광섬유와, 상기 제1광섬유 또는 제2광섬유 중 어느 한 광섬유의 외측면에 형성되며, 입사되는 자외선에 의해 외형이 변형되는 자외선 감응층을 구비한다.
본 발명에 따른 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정장치는 자외선에 감응하는 감응층이 마련된 광섬유를 이용하여 자외선을 감지하므로 구조가 비교적 단순하여 제조비용을 절감할 수 있고, 우수한 센싱 감도를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정장치는 자외선에 감응하는 감응층이 마련된 광섬유를 이용하여 자외선을 감지하므로 구조가 비교적 단순하여 제조비용을 절감할 수 있고, 우수한 센싱 감도를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자외선에 감응하는 감응층을 이용하여 측정대상 지역의 자외선을 측정할 수 있는 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정 장치에 관한 것이다.
태양광선 등에 포함된 자외선은 피부 표면을 침투하여 화상을 입히고 피부암과 백내장의 발생빈도를 높이는 등 건강에 나쁜 영향을 일으킬 수 있으므로, 자외선을 검출하는 자외선 센서에 대한 관심이 높아지고 있다.
종전의 자외선센서는 인듐, 갈륨과 같이 재료를 사용하게 되는데, 이는 전세계적으로 매장량이 적을 뿐만 아니라 현재도 많은 양이 쓰이고 있기 때문에 가격이 계속 상승하는 추세에 있다. 또한, 인듐이나 갈륨을 이용한 자외선 센서는 스퍼터나 증발증착장치(evaporator)와 같은 진공장비를 이용해 AlGaN(Aluminium Gallium Nitride)이나 GaN(Gallium Nitride) 또는 InGaN(Indium Gallium Nitride)을 증착한 후, 기존의 포토리소그래피공정을이용해 전극을 패터닝하여 제품을 완성하기 때문에 제조에 비교적 많은 비용이 소요되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 자외선에 감응하는 감응층이 마련된 광섬유를 이용하여 측정대상 지역의 자외선을 측정할 수 있는 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈은 일단부에 광원으로부터 광이 입력되는 제1입력단이 마련되며, 타단부에 상기 광이 출력되는 제1출력단이 마련된 제1광섬유와, 일단부는 상기 제1출력단의 광축 상에, 상기 제1출력단으로부터 소정거리 이격되게 설치되되, 상기 제1출력단으로부터 출력된 광이 입력되도록 제2입력단이 형성되고, 타단부에는, 입력된 광이 출력되는 제2출력단이 마련된 제2광섬유와, 상기 제1광섬유 또는 제2광섬유 중 어느 한 광섬유의 외측면에 형성되며, 입사되는 자외선에 의해 외형이 변형되는 자외선 감응층을 구비한다.
한편, 본 발명에 따른 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈은 상기 제1출력단과 제2입력단이 상호 대향되도록 상기 제1광섬유의 타단부 및 상기 제2광섬유의 일단부를 지지하는 지지유닛을 더 구비한다.
상기 지지유닛은 일단부에 상기 제1출력단이 삽입될 수 있도록 제1삽입슬롯이 형성되며, 상기 제1출력단으로부터 출력된 광이 통과되도록 상기 제1삽입슬롯으로부터 상기 제1출력단의 광축 방향으로 연장된 광 도파로가 마련되고, 상기 광 도파로의 단부에 상기 광 도파로를 통과한 광이 상기 제2광섬유로 입력되도록 상기 제2광섬유의 제2입력단이 삽입될 수 있도록 제2삽입슬롯이 형성된다.
상기 자외선 감응층은 아조벤젠으로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 지지유닛은 상기 제1광섬유의 타단부에 설치되는 제1지지블럭과, 상기 제2광섬유의 일단부에 설치되는 제2지지블럭과, 상기 제1 및 제2지지블럭에 설치되는 것으로서, 상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 상기 제1지지블럭에 대한 상기 제2지지블럭의 이격거리를 조절하는 거리조절부를 구비한다.
상기 거리조절부는 상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 연장되며, 외주면에 나사산이 형성되되, 일단부가 상기 제1 및 제2지지블럭 중 어느 하나에 회전가능하게 설치되는 체결나사와, 상기 제1 및 제2지지블럭 중 나머지 하나에 고정되며, 상기 체결나사의 타단부가 관통되되, 상기 체결나사가 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 마련된 체결홀이 형성된 너트부재와, 상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 및 제2지지블럭 중 어느 하나에 설치되는 제1가이드봉과, 상기 제1 및 제2지지블럭 중 나머지 하나에 고정되며, 상기 체결나사의 회전시 상기 제1 및 제2지지블럭이 회전하는 것을 방지하기 위해 상기 제1가이드봉의 타단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제1삽입홀이 형성된 제1홀더가 마련된 제1가이드부를 구비한다.
상기 지지유닛은 상기 제1광섬유의 타단부에 설치되는 제1지지블럭과, 상기 제2광섬유의 일단부에 설치되는 제2지지블럭과, 상기 제1 및 제2지지블럭에 지지되는 것으로서, 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 어느 하나는 상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 이동가능하게 지지되는 지지프레임과, 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭을 상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 이동시킬 수 있는 이동조절부를 구비할 수도 있다.
상기 이동조절부는 상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 연장되며, 외주면에 나사산이 형성되되, 일단부가 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭에 회전가능하게 설치되는 이격나사와, 상기 지지프레임에 고정되며, 상기 이격나사의 타단부가 관통되되, 상기 이격나사가 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 마련된 결합홀이 형성된 이격너트와, 상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 연장되며, 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭에 설치되는 제2가이드봉과, 상기 지지프레임에 고정되며, 상기 이격나사의 회전시 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭이 회전하는 것을 방지하기 위해 상기 제2가이드봉의 단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제2삽입홀이 형성된 제2홀더가 마련된 제2가이드부를 구비한다.
한편 본 발명에 따른 자외선 측정 장치는 광원과, 일단부에 상기 광원에 연결되어 상기 광원으로부터 광이 입력되는 제1입력단이 마련되며, 타단부에 상기 광이 출력되는 제1출력단이 마련된 제1광섬유와, 일단부는 상기 제1출력단의 광축 상에, 상기 제1출력단으로부터 소정거리 이격되게 설치되되, 상기 제1출력단으로부터 출력된 광이 입력되도록 제2입력단이 형성되고, 타단부에는, 입력된 광이 출력되는 제2출력단이 마련된 제2광섬유와, 상기 제1광섬유 또는 제2광섬유 중 어느 한 광섬유의 외측면에 형성되며, 입사되는 자외선에 의해 외형이 변형되는 자외선 감응층이 마련된 광섬유 센서 모듈과, 상기 제2광섬유의 제2출력단을 통해 출력되는 광의 파장을 분석하여 상기 광섬유 센서 모듈이 설치된 영역의 자외선을 검출하는 측정유닛을 구비한다.
상기 광섬유 센서 모듈은 상기 제1출력단과 제2입력단이 상호 대향되도록 상기 제1광섬유의 타단부 및 상기 제2광섬유의 일단부를 지지하는 지지유닛을 더 구비한다.
상기 지지유닛은 일단부에 상기 제1출력단이 삽입될 수 있도록 제1삽입슬롯이 형성되며, 상기 제1출력단으로부터 출력된 광이 통과되도록 상기 제1삽입슬롯으로부터 상기 제1출력단의 광축 방향으로 연장된 광 도파로가 마련되고, 상기 광 도파로의 단부에 상기 광 도파로를 통과한 광이 상기 제2광섬유로 입력되도록 상기 제2광섬유의 제2입력단이 삽입될 수 있도록 제2삽입슬롯이 형성된다.
상기 자외선 감응층은 아조벤젠으로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 지지유닛은 상기 제1광섬유의 타단부에 설치되는 제1지지블럭과, 상기 제2광섬유의 일단부에 설치되는 제2지지블럭과, 상기 제1 및 제2지지블럭에 설치되는 것으로서, 상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 상기 제1지지블럭에 대한 상기 제2지지블럭의 이격거리를 조절하는 거리조절부를 구비할 수도 있다.
상기 거리조절부는 상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 연장되며, 외주면에 나사산이 형성되되, 일단부가 상기 제1 및 제2지지블럭 중 어느 하나에 회전가능하게 설치되는 체결나사와, 상기 제1 및 제2지지블럭 중 나머지 하나에 고정되며, 상기 체결나사의 타단부가 관통되되, 상기 체결나사가 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 마련된 체결홀이 형성된 너트부재와, 상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 및 제2지지블럭 중 어느 하나에 설치되는 제1가이드봉과, 상기 제1 및 제2지지블럭 중 나머지 하나에 고정되며, 상기 체결나사의 회전시 상기 제1 및 제2지지블럭이 회전하는 것을 방지하기 위해 상기 제1가이드봉의 타단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제1삽입홀이 형성된 제1홀더가 마련된 제1가이드부를 구비한다.
상기 지지유닛은 상기 제1광섬유의 타단부에 설치되는 제1지지블럭과, 상기 제2광섬유의 일단부에 설치되는 제2지지블럭과, 상기 제1 및 제2지지블럭에 지지되는 것으로서, 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 어느 하나는 상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 이동가능하게 지지되는 지지프레임과, 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭을 상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 이동시킬 수 있는 이동조절부를 구비한다.
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본 발명에 따른 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정장치는 자외선에 감응하는 감응층이 마련된 광섬유를 이용하여 자외선을 감지하므로 구조가 비교적 단순하여 제조비용을 절감할 수 있고, 우수한 센싱 감도를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자외선 측정 장치에 대한 개념도이고,
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자외선 측정 장치의 지지유닛에 대한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자외선 측정 장치에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자외선 측정 장치의 지지유닛에 대한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자외선 측정 장치에 대한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 따른 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈(200)을 이용한 자외선 측정 장치(100)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 자외선 측정 장치(100)는 광원(110)과, 광원(110)으로부터 광을 입력받을 수 있도록 상기 광원(110)에 연결되며, 측정대상 영역에 설치되는 광섬유 센서 모듈(200)과, 상기 광섬유 센서 모듈(200)에서 출력되는 광의 파장을 분석하여 상기 광섬유 센서 모듈(200)이 설치된 영역의 자외선을 검출하는 측정유닛(120)을 구비한다.
상기 광원(110)은 후술되는 광섬유 센서 모듈(200)의 제1광섬유(210)의 제1입력단(211)을 통해 광을 출사할 수 있도록 설치되어 있다. 여기서, 상기 광원(110)은 레이저 다이오드가 적용될 수 있다.
상기 광섬유 센서 모듈(200)은 제1광섬유(210), 제2광섬유(220), 자외선 감응층(230) 및 지지유닛(240)을 구비한다.
제1광섬유(210)는 일단부에 광원(110)에 연결되어 광원(110)으로부터 광이 입력되는 제1입력단(211)이 마련되며, 타단부에 광이 출력되는 제1출력단(212)이 마련되어 있다. 상기 제1광섬유(210)는 도면에 도시되진 않았지만, 길이방향을 따라 연장된 코어층과, 상기 코어층을 감싸는 클래드층으로 이루어진 광섬유가 적용된다. 상기 제1광섬유(210)의 타단부는 지지유닛(240)에 설치되어 지지유닛(240)에 의해 지지된다.
제2광섬유(220)는 일단부에 제1광섬유(210)의 제1출력단(212)에서 출력된 광이 입력되도록 제2입력단(221)이 마련되고, 타단부에 입력된 광이 출력되도록 제2출력단(222)이 마련되어 있다. 여기서, 제2광섬유(220)는 일단부가 지지유닛(240)에 지지되어, 상기 제1출력단(212)의 광축 상에, 상기 제1출력단(212)으로부터 소정거리 이격되게 배치된다. 상기 제2광섬유(220)는 도면에 도시되진 않았지만, 길이방향을 따라 연장된 코어층과, 상기 코어층을 감싸는 클래드층으로 이루어진 광섬유가 적용된다. 제2광섬유(220)의 타단부는 측정유닛(120)에 연결된다.
자외선 감응층(230)은 제2광섬유(220)의 외주면을 감싸도록 제2광섬유(220)에 코팅되어 있다. 여기서, 자외선 감응층(230)은 입사되는 자외선에 감응하여 외형이 변형될 수 있도록 아조벤젠 폴리머로 이루어진다. 한편, 자외선 감응층(230)은 이에 한정하는 것이 아니라 입사되는 자외선에 감응하여 외형이 변형되는 소재이면 무엇이든 적용가능하다.
또한, 도시된 예에서는 상기 자외선 감응층(230)이 제2광섬유(220)에 형성된 구조가 도시되어 있으나, 상기 자외선 감응층(230)은 이에 한정하는 것이 아니라 제1광섬유(210)의 외주면에 형성될 수도 있다.
지지유닛(240)은 상기 제1광섬유(210)의 제1출력단(212)의 광축 방향을 따라 소정길이 연장된다. 지지유닛(240)은 일단부에 제1광섬유(210)의 제1출력단(212)이 삽입될 수 있도록 제1삽입슬롯(241)이 형성된다. 여기서, 상기 제1삽입슬롯(241)은 지지유닛(240)의 일단면에서, 상기 제1출력단(212)의 광축 방향으로 소정 깊이 인입되게 형성된다. 이때, 제1삽입슬롯(241)은 상기 제1광섬유(210)의 타단부 외경보다 더 큰 내경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 지지유닛(240)은 내부에, 제1출력단(212)으로부터 출력된 광이 통과되도록 광 도파로(242)가 형성되어 있다. 상기 광 도파로(242)는 제1삽입슬롯(241)으로부터 제1출력단(212)의 광축 방향으로 연장형성된다. 또한, 지지유닛(240)은 광 도파로(242)의 단부에, 상기 제2광섬유(220)의 제1입력단(211)이 삽입될 수 있도록 제2삽입슬롯(243)이 형성되어 있다. 상기 제2삽입슬롯(243)은 지지유닛(240)의 타단면에서, 상기 제1출력단(212)의 광축 방향으로 소정깊이 인입되게 형성된다. 이때, 상기 제2삽입슬롯(243)은 자외선 감응층(230)의 변형에 대해 제1광섬유(210)에 대한 제2광섬유(220)의 제2입력단(221) 위치가 변경되도록 제2광섬유(220)의 일단부 외경보다 더 큰 내경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 상술된 지지유닛(240)은 페룰(Ferrule)이 적용될 수 있다.
상술된 바와 같이 구성된 지지유닛(240)은 제2광섬유(220)의 제2입력단(221)을 제1광섬유(210)의 제1출력단(212)으로부터 소정거리 이격되게 지지한다.
측정유닛(120)은 도면에 도시되진 않았지만, 광검출기 및 측정모듈을 구비한다.
광검출기는 제2광섬유(220)의 제2출력단(222)에 연결되어 광원(110)으로부터 출력되어 제1 및 제2광섬유(210,220)를 통과하여 출력되는 광을 수신하고, 수신된 광에 대응되는 신호를 측정모듈에 전달한다.
측정모듈은 광원(110)의 구동을 제어하고, 광검출기에서 수신된 신호로부터 광섬유 센서 모듈(200)이 설치된 영역의 자외선에 대한 정보를 산출한다. 제2광섬유(220)에 자외선 코팅층이 형성되어 있는데, 상기 자외선 코팅층이 자외선에 감응하여 신장될 경우, 상기 지지유닛(240) 내에서, 제1광섬유(210)의 제1출력단(212)에 대한 제2광섬유(220)의 제2입력단(221)의 이격거리가 변경되고, 제1출력단(212) 및 제2입력단(221)의 이격거리 변경에 따라 광섬유 센서 모듈(200)을 통과한 광의 중심 파장이 변경되며, 측정모듈은 변경된 중심 파장에 대한 정보를 토대로 광섬유 센서 모듈(200)이 설치된 측정대상 영역의 자외선의 입사량, 강도 등의 정보를 산출한다.
여기서, 광섬유 센서 모듈(200)을 통과한 광의 자외선 입사량 또는 강도 등에 대응되는 중심 파장 변화는 미리 실험에 의해 산출되어 룩업테이블에 기록되어 있고, 측정모듈은 광섬유 센서 모듈(200)로부터 출력된 광의 중심 파장 변화로부터 자외선에 대한 정보를 산출하여 표시부(미도시)를 통해 출력할 수 있다.
상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 자외선 측정 장치(100)는 자외선에 감응하는 감응층이 마련된 광섬유를 이용하여 자외선을 감지하므로 구조가 비교적 단순하여 제조비용을 절감할 수 있고, 우수한 센싱 감도를 제공할 수 있다.
한편, 도 2에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 지지유닛(300)이 도시되어 있다.
앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.
도면을 참조하면, 상기 지지유닛(300)은 상기 제1광섬유(210)의 타단부에 설치되는 제1지지블럭(310)과, 상기 제2광섬유(220)의 일단부에 설치되는 제2지지블럭(320)과, 상기 제1 및 제2지지블럭(310,320)에 설치되는 것으로서, 상기 제1출력단(212)의 광축 방향을 따라 상기 제1지지블럭(310)에 대한 상기 제2지지블럭(320)의 이격거리를 조절하는 거리조절부(330)를 구비한다.
상기 제1지지블럭(310)은 제1광섬유(210)의 타단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제1관통홀이 형성되어 있다. 상기 제1관통홀은 제1광섬유(210)의 타단부 외경에 대응되는 내경을 갖도록 형성되며, 제1출력단(212)의 광축 방향으로 연장된다.
상기 제2지지블럭(320)은 제2광섬유(220)의 일단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제2관통홀이 형성되어 있다. 상기 제2관통홀은 제2광섬유(220)의 일단부 외경보다 더 큰 내경을 갖도록 형성되며, 제1출력단(212)의 광축 방향으로 연장된다. 한편, 제2지지블럭(320)은 도면에 도시되어 있진 않지만, 상기 자외선 감응층(230)의 변형에 의해 삽입된 제2광섬유(220)의 일단부 위치가 용이하게 변경될 수 있도록 제2광섬유(220) 일단부의 외주면과 접촉하여 미끄럼을 발생시킬 수 있도록 제2관통홀의 내주면에, 미끄럼 발생 패드가 설치될 수도 있다. 상기 미끄럼 발생 패드는 제2관통홀의 내주면을 감싸도록 형성되며, 오일이 함침된 것이 바람직하다.
거리조절부(330)는 체결나사(331), 너트부재(332) 및 제1가이드부(333)를 구비한다.
체결나사(331)는 제1출력단(212)의 광축 방향을 따라 소정길이 연장되며, 외주면에 나사산이 형성되어 있다. 상기 체결나사(331)는 일단이 제1지지블럭(310) 외주면에 회전가능하게 구속된다.
너트부재(332)는 제2지지블럭(320)의 외주면에 고정되며, 체결나사(331)의 타단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 체결홀(334)이 형성되어 있다. 이때, 상기 체결홀(334)은 너트부재(332)에 상기 체결나사(331)가 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 도시된 예에서는 체결나사(331)는 제1지지블럭(310)에 설치되고, 너트부재(332)는 제2지지블럭(320)에 설치된 구조가 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것이 아니라 체결나사(331)가 제2지지블럭(320)에 설치되고, 너트부재(332)가 제1지지블럭(310)에 설치될 수도 있다.
체결나사(331)의 회전에 의해 제1지지블럭(310)은 제1출력단(212)의 광축 방향으로 제2지지블럭(320)에 인접되거나 이격되게 이동된다.
제1가이드부(333)는 상기 체결나사(331)의 회전시 상기 제1 및 제2지지블럭(310,320)이 회전하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 제1가이드봉(335) 및 제1홀더(336)를 구비한다.
제1가이드봉(335)은 제1출력단(212)의 광축 방향을 따라 소정길이 연장된 환봉형으로 형성된다. 상기 제1가이드봉(335)은 일단이 제1지지블럭(310)의 외주면에 설치되는데, 체결나사(331)의 일단부에 대해 이격된 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
제1홀더(336)는 제2지지블럭(320)의 외주면에 고정되며, 제1가이드봉(335)의 타단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제1삽입홀이 형성되어 있다. 이때, 제1홀더(336)는 너트부재(332)에 대해 이격된 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 한편, 도시된 예에서는 제1가이드봉(335)은 제1지지블럭(310)에 설치되고, 제1홀더(336)는 제2지지블럭(320)에 설치된 구조가 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것이 아니라 제1가이드봉(335)이 제2지지블럭(320)에 설치되고, 제1홀더(336)가 제2지지블럭(320)에 설치될 수도 있다.
작업자는 너트부재(332)에 나사결합된 체결나사(331)를 회전시키며 제1 및 제2지지블럭(310,320) 사이의 이격거리를 조절할 수 있다. 즉, 광섬유 센서 모듈(200)의 설치장소에 따라 제1광섬유(210)의 제1출력단(212)과, 제2광섬유(220)의 제2입력단(221) 사이의 이격거리를 재세팅해야하거나 측정작업 중 재설정해야할 경우, 작업자는 체결나사(331)를 회전시켜 제1 및 제2지지블럭(310,320) 사이의 거리를 조절할 수 있다.
한편, 도 3에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 지지유닛(400)이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 지지유닛(400)은 거리조절부(330) 대신에, 지지프레임(410) 및 이동조절부(420)를 구비한다.
지지프레임(410)은 소정의 두께를 갖는 판형의 베이스 부재(411)와, 상기 베이스 부재(411)의 일측에 고정되며, 베이스 부재(411)의 상방으로 연장된 제1지지부재(412)와, 제1출력단(212)의 광축 방향을 따라 상기 제1지지부재(412)로부터 이격된 위치의 베이스 부재(411)에 마련된 제2지지부재(413)를 구비한다.
제1지지부재(412)는 상단에 상기 제1광섬유(210)의 타단부가 결합된 제1지지블럭(310)이 고정된다. 제2지지부재(413)는 베이스부재에 대해 상방으로 소정길이 연장되며, 상단부에 상기 제2지지블럭(320)이 이동조절부(420)에 의해 제1출력단(212)의 광축 방향에 대해 교차되는 방향으로 이동가능하게 결합된다. 한편, 상술된 예에서는 제2지지블럭(320)이 이동가능하게 지지프레임(410)에 설치된 구조를 설명하였으나, 이에 한정하는 것이 아니라 제1지지블럭(310)이 이동조절부(420)에 의해 제1출력단(212)의 광축 방향에 대해 교차되는 방향으로 이동가능하게 제1지지부재(412)에 설치될 수도 있다.
이동조절부(420)는 이격나사(421), 이격너트(422) 및 제2가이드부(423)를 구비한다.
이격나사(421)는 제1출력단(212)의 광축에 교차되는 방향으로 연장되며, 외주면에 나사산이 형성되어 있다. 상기 이격나사(421)는 일단이 제2지지블럭(320) 상측 외주면에 회전가능하게 구속된다.
이격너트(422)는 제2지지블럭(320) 상측에 대향되는 지지프레임(410)의 제2지지부재(413) 상단부에 고정되며, 이격나사(421)의 타단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 결합홀(424)이 형성되어 있다. 이때, 상기 결합홀(424)은 이격너트(422)에 상기 이격나사(421)가 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 도시된 예에서는 이격나사(421)는 제2지지블럭(320)에 설치되고, 이격너트(422)는 제2지지부재(413)에 설치된 구조가 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것이 아니라 이격나사(421)가 제2지지부재(413)에 설치되고, 이격너트(422)가 제2지지블럭(320)에 설치될 수도 있다. 이격나사(421)의 회전에 의해 제2지지블럭(320)은 제1출력단(212)의 광축에 교차되는 방향으로 제2지지부재(413)에 인접되거나 이격되게 이동된다.
제2가이드부(423)는 이격나사(421)의 회전시 제2지지블럭(320)이 회전되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 제2가이드봉(425) 및 제2홀더(426)를 구비한다.
제2가이드봉(425)은 제1출력단(212)의 광축에 교차되는 방향으로 소정길이 연장된 환봉형으로 형성된다. 제2가이드봉(425)은 일단이 제2지지블럭(320)의 하측 외주면에 설치된다.
제2홀더(426)는 이격너트(422)에 대해 하방으로 이격된 위치의 제2지지부재(413)에 고정되며, 제2가이드봉(425)의 타단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제2삽입홀이 형성되어 있다. 한편, 도시된 예에서는 제2가이드봉(425)이 제2지지블럭(320)에 설치되고, 제2홀더(426)는 제2지지부재(413)에 설치된 구조가 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것이 아니라 제2가이드봉(425)이 제2지지부재(413)에 설치되고, 제2홀더(426)가 제2지지블럭(320)에 설치될 수도 있다.
광섬유 센서 모듈(200)을 초기 세팅하거나 작업 중 외부 충격으로 인해 제2지지블럭(320)의 위치가 변경된 경우, 작업자는 이격나사(421)를 회전하여 제2지지블럭(320)을 이동시켜 제1광섬유(210)의 제1출력단(212)에서 출력된 광이 제2광섬유(220)의 제2입력단(221)으로 입력되도록 재세팅할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
100: 자외선 측정 장치
110: 광원
120: 측정유닛
200: 광섬유 센서 모듈
210: 제1광섬유
211: 제1입력단
212: 제1출력단
220: 제2광섬유
221: 제2입력단
222: 제2출력단
230: 자외선 감응층
240: 지지유닛
241: 제1삽입슬롯
242: 광 도파로
243: 제2삽입슬롯
110: 광원
120: 측정유닛
200: 광섬유 센서 모듈
210: 제1광섬유
211: 제1입력단
212: 제1출력단
220: 제2광섬유
221: 제2입력단
222: 제2출력단
230: 자외선 감응층
240: 지지유닛
241: 제1삽입슬롯
242: 광 도파로
243: 제2삽입슬롯
Claims (16)
- 일단부에 광원으로부터 광이 입력되는 제1입력단이 마련되며, 타단부에 상기 광이 출력되는 제1출력단이 마련된 제1광섬유;
일단부는 상기 제1출력단의 광축 상에, 상기 제1출력단으로부터 소정거리 이격되게 설치되되, 상기 제1출력단으로부터 출력된 광이 입력되도록 제2입력단이 형성되고, 타단부에는, 입력된 광이 출력되는 제2출력단이 마련된 제2광섬유; 및
상기 제1광섬유 또는 제2광섬유 중 어느 한 광섬유의 외측면에 형성되며, 입사되는 자외선에 의해 외형이 변형되는 자외선 감응층;을 구비하는,
자외선 감지용 광섬유 센서 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 제1출력단과 제2입력단이 상호 대향되도록 상기 제1광섬유의 타단부 및 상기 제2광섬유의 일단부를 지지하는 지지유닛;을 더 구비하는,
자외선 감지용 광섬유 센서 모듈.
- 제2항에 있어서,
상기 지지유닛은 일단부에 상기 제1출력단이 삽입될 수 있도록 제1삽입슬롯이 형성되며, 상기 제1출력단으로부터 출력된 광이 통과되도록 상기 제1삽입슬롯으로부터 상기 제1출력단의 광축 방향으로 연장된 광 도파로가 마련되고, 상기 광 도파로의 단부에 상기 광 도파로를 통과한 광이 상기 제2광섬유로 입력되도록 상기 제2광섬유의 제2입력단이 삽입될 수 있도록 제2삽입슬롯이 형성된,
자외선 감지용 광섬유 센서 모듈.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 자외선 감응층은 아조벤젠으로 이루어진,
자외선 감지용 광섬유 센서 모듈.
- 제2항에 있어서,
상기 지지유닛은
상기 제1광섬유의 타단부에 설치되는 제1지지블럭;
상기 제2광섬유의 일단부에 설치되는 제2지지블럭; 및
상기 제1 및 제2지지블럭에 설치되는 것으로서, 상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 상기 제1지지블럭에 대한 상기 제2지지블럭의 이격거리를 조절하는 거리조절부;를 구비하는,
자외선 감지용 광섬유 센서 모듈.
- 제5항에 있어서,
상기 거리조절부는
상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 연장되며, 외주면에 나사산이 형성되되, 일단부가 상기 제1 및 제2지지블럭 중 어느 하나에 회전가능하게 설치되는 체결나사;
상기 제1 및 제2지지블럭 중 나머지 하나에 고정되며, 상기 체결나사의 타단부가 관통되되, 상기 체결나사가 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 마련된 체결홀이 형성된 너트부재; 및
상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 및 제2지지블럭 중 어느 하나에 설치되는 제1가이드봉과, 상기 제1 및 제2지지블럭 중 나머지 하나에 고정되며, 상기 체결나사의 회전시 상기 제1 및 제2지지블럭이 회전하는 것을 방지하기 위해 상기 제1가이드봉의 타단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제1삽입홀이 형성된 제1홀더가 마련된 제1가이드부;를 구비하는,
자외선 감지용 광섬유 센서 모듈.
- 제2항에 있어서,
상기 지지유닛은
상기 제1광섬유의 타단부에 설치되는 제1지지블럭;
상기 제2광섬유의 일단부에 설치되는 제2지지블럭;
상기 제1 및 제2지지블럭에 지지되는 것으로서, 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 어느 하나는 상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 이동가능하게 지지되는 지지프레임; 및
상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭을 상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 이동시킬 수 있는 이동조절부;를 구비하는,
자외선 감지용 광섬유 센서 모듈.
- 제7항에 있어서,
상기 이동조절부는
상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 연장되며, 외주면에 나사산이 형성되되, 일단부가 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭에 회전가능하게 설치되는 이격나사;
상기 지지프레임에 고정되며, 상기 이격나사의 타단부가 관통되되, 상기 이격나사가 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 마련된 결합홀이 형성된 이격너트; 및
상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 연장되며, 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭에 설치되는 제2가이드봉과, 상기 지지프레임에 고정되며, 상기 이격나사의 회전시 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭이 회전하는 것을 방지하기 위해 상기 제2가이드봉의 단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제2삽입홀이 형성된 제2홀더가 마련된 제2가이드부;를 구비하는,
자외선 감지용 광섬유 센서 모듈.
- 광원;
일단부에 상기 광원에 연결되어 상기 광원으로부터 광이 입력되는 제1입력단이 마련되며, 타단부에 상기 광이 출력되는 제1출력단이 마련된 제1광섬유와, 일단부는 상기 제1출력단의 광축 상에, 상기 제1출력단으로부터 소정거리 이격되게 설치되되, 상기 제1출력단으로부터 출력된 광이 입력되도록 제2입력단이 형성되고, 타단부에는, 입력된 광이 출력되는 제2출력단이 마련된 제2광섬유와, 상기 제1광섬유 또는 제2광섬유 중 어느 한 광섬유의 외측면에 형성되며, 입사되는 자외선에 의해 외형이 변형되는 자외선 감응층이 마련된 광섬유 센서 모듈; 및
상기 제2광섬유의 제2출력단을 통해 출력되는 광의 파장을 분석하여 상기 광섬유 센서 모듈이 설치된 영역의 자외선을 검출하는 측정유닛;을 구비하는,
자외선 측정 장치.
- 제9항에 있어서,
상기 광섬유 센서 모듈은
상기 제1출력단과 제2입력단이 상호 대향되도록 상기 제1광섬유의 타단부 및 상기 제2광섬유의 일단부를 지지하는 지지유닛;을 더 구비하는,
자외선 측정 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 지지유닛은 일단부에 상기 제1출력단이 삽입될 수 있도록 제1삽입슬롯이 형성되며, 상기 제1출력단으로부터 출력된 광이 통과되도록 상기 제1삽입슬롯으로부터 상기 제1출력단의 광축 방향으로 연장된 광 도파로가 마련되고, 상기 광 도파로의 단부에 상기 광 도파로를 통과한 광이 상기 제2광섬유로 입력되도록 상기 제2광섬유의 제2입력단이 삽입될 수 있도록 제2삽입슬롯이 형성된,
자외선 측정 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 자외선 감응층은 아조벤젠으로 이루어진,
자외선 측정 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 지지유닛은
상기 제1광섬유의 타단부에 설치되는 제1지지블럭;
상기 제2광섬유의 일단부에 설치되는 제2지지블럭; 및
상기 제1 및 제2지지블럭에 설치되는 것으로서, 상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 상기 제1지지블럭에 대한 상기 제2지지블럭의 이격거리를 조절하는 거리조절부;를 구비하는,
자외선 측정 장치.
- 제13항에 있어서,
상기 거리조절부는
상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 연장되며, 외주면에 나사산이 형성되되, 일단부가 상기 제1 및 제2지지블럭 중 어느 하나에 회전가능하게 설치되는 체결나사;
상기 제1 및 제2지지블럭 중 나머지 하나에 고정되며, 상기 체결나사의 타단부가 관통되되, 상기 체결나사가 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 마련된 체결홀이 형성된 너트부재; 및
상기 제1출력단의 광축 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 및 제2지지블럭 중 어느 하나에 설치되는 제1가이드봉과, 상기 제1 및 제2지지블럭 중 나머지 하나에 고정되며, 상기 체결나사의 회전시 상기 제1 및 제2지지블럭이 회전하는 것을 방지하기 위해 상기 제1가이드봉의 타단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제1삽입홀이 형성된 제1홀더가 마련된 제1가이드부;를 구비하는,
자외선 측정 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 지지유닛은
상기 제1광섬유의 타단부에 설치되는 제1지지블럭;
상기 제2광섬유의 일단부에 설치되는 제2지지블럭;
상기 제1 및 제2지지블럭에 지지되는 것으로서, 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 어느 하나는 상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 이동가능하게 지지되는 지지프레임; 및
상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭을 상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 이동시킬 수 있는 이동조절부;를 구비하는,
자외선 측정 장치.
- 제15항에 있어서,
상기 이동조절부는
상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 연장되며, 외주면에 나사산이 형성되되, 일단부가 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭에 회전가능하게 설치되는 이격나사;
상기 지지프레임에 고정되며, 상기 이격나사의 타단부가 관통되되, 상기 이격나사가 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 마련된 결합홀이 형성된 이격너트; 및
상기 제1출력단의 광축에 교차되는 방향으로 연장되며, 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭에 설치되는 제2가이드봉과, 상기 지지프레임에 고정되며, 상기 이격나사의 회전시 상기 제1지지블럭 또는 제2지지블럭 중 상기 지지프레임에 이동가능하게 설치된 지지블럭이 회전하는 것을 방지하기 위해 상기 제2가이드봉의 단부가 관통되게 삽입될 수 있도록 제2삽입홀이 형성된 제2홀더가 마련된 제2가이드부;를 구비하는,
자외선 측정 장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020190160998A KR102426076B1 (ko) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020190160998A KR102426076B1 (ko) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | 자외선 감지용 광섬유 센서 모듈 및 이를 이용한 자외선 측정 장치 |
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|---|---|
| KR20210070813A true KR20210070813A (ko) | 2021-06-15 |
| KR102426076B1 KR102426076B1 (ko) | 2022-07-26 |
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ID=76412090
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|---|---|
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| KR101220041B1 (ko) | 2011-05-11 | 2013-01-21 | 성균관대학교산학협력단 | 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서 및 이를 응용한 화재경보장치 |
| KR101415376B1 (ko) * | 2013-03-18 | 2014-07-04 | 조선대학교산학협력단 | 에칭된 광섬유 브래그 격자 및 아조벤젠 폴리머 기반의 자외선 센서 |
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| CN109655159A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-04-19 | 哈尔滨理工大学 | 基于Al2O3/ZnO的光纤紫外传感器及其制作方法 |
-
2019
- 2019-12-05 KR KR1020190160998A patent/KR102426076B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|
| KR102426076B1 (ko) | 2022-07-26 |
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