KR20240077006A - 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하천의 유수에 대한 유속을 포함한 유수정보를 취득하여 제공하는 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템에 관한 것으로서, 하천 내에 수직상으로 연장되게 설치되어 흐르는 하천수에 의해 배면에 소용돌이가 형성되는 지지봉체와, 지지봉체의 길이방향을 따라 직렬상으로 연장되게 설치된 센싱광섬유와, 센싱광섬유에 측정광을 전송하고, 센싱광섬유로부터 역으로 진행되는 광을 검출하여 상기 지지봉체가 설치된 하천의 유속을 포함한 유수정보를 취득하는 센싱유니트를 구비한다. 이러한 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템에 의하면, 설치가 용이하며, 하천수의 수위, 온도 및 유속을 정밀하게 수심별로 측정하여 제공할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템{optical fiber sensor system for running water information acquisition of river}
본 발명은 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 하천수의 유속, 온도 및 수위정보를 취득할 수 있도록 된 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 하천의 유속을 측정하는 것은 하천관리에 있어서 매우 중요한 작업이다. 특히 소하천에서의 유속측정은 프로펠러를 이용한 방법이 주요 수단으로 채용되고 있으나, 특정 위치에서 정확한 수심별 자료취득에는 어려움이 있는 실정이다.
이러한 유속의 측정을 위해 종래에는 일정 높이의 수직바의 외측면에 수심을 측정할 수 있는 눈금을 표시하고, 수직바의 하부에 유속계를 설치하여 수심별로 유속을 일일이 측정하였다.
그러나, 이러한 방법으로 이루어지는 수심별 유속측정은 시간이 매우 많이 소요되어 신뢰도 확보를 위한 신속한 수심별 유속측정이 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 국내 등록 특허 제10-0169090호에 개시된 하천 유량 측정 장치 및 방법에서는 부구에 프로펠라 유속계 자동이동장치를 달아서 하천을 따라 이동하는 구조로 되어 있어서 특정위치에서의 수심별 세밀한 유속측정을 할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 특정 위치에서 수위 및 유속정보를 보다 정밀하게 측정할 수 있으면서 설치가 용이한 구조의 센싱방식이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 센싱 광섬유를 적용하여 하천수의 수위 및 유속을 포함한 정보를 취득할 수 있는 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템은 하천의 유수에 대한 유속을 포함한 유수정보를 취득하기 위한 시스템에 있어서, 하천 내에 수직상으로 연장되게 설치되어 흐르는 하천수에 의해 배면에 소용돌이가 형성되는 지지봉체와; 상기 지지봉체의 길이방향을 따라 직렬상으로 연장되게 설치된 센싱광섬유와; 상기 센싱광섬유에 측정광을 전송하고, 상기 센싱광섬유로부터 역으로 진행되는 광을 검출하여 상기 지지봉체가 설치된 하천의 유속을 포함한 유수정보를 취득하는 센싱유니트;를 구비한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 센싱유니트는 제어신호에 따라 펄스광을 생성하여 출력하는 펄스광 생성부와; 상기 펄스광 생성부에서 출력되어 입력단으로 입력되는 펄스광을 제1출력단을 통해 상기 센싱광섬유에 출력하고, 상기 제1출력단에서 역으로 입사되는 광을 검출단을 통해 출력하는 광서큘레이터와; 상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 레일레이 역산란광을 검출하는 제1센싱광검출부와; 상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 라만 역산란광을 검출하는 제2센싱광검출부와; 상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 레일레이 역산란광은 상기 제1센싱광검출부에 출력하고, 상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 라만 역산란광은 분리하여 상기 제2센싱광검출부로 출력하도록 설치된 파장필터와; 상기 펄스광 생성부의 펄스광의 생성을 제어하고, 상기 펄스광의 출력 시점을 기준으로 상기 제1센싱광검출부에서 검출되는 신호로부터 측정된 상기 센싱광섬유의 위치별 진동주파수 및 세기로부터 유속과 수위를 측정하고, 상기 제2센싱광검출부에서 검출되는 신호로부터 온도를 측정하는 신호 처리부;를 구비한다.
또한, 상기 지지봉체의 흐르는 상기 하천수가 진입되는 전면 반대편이 되는 배면에 상기 지지봉체의 외경 이하의 폭을 갖으며 각각 일단이 지지되어 상기 지지봉체에 대해 경사지게 연장되되 수직상으로 상호 이격되게 설치된 다수의 감응판;을 더 구비하고, 상기 센싱광섬유는 상기 감응판을 각각 경유하여 연장되게 설치된다.
바람직하게는 상기 감응판은 열팽창계수가 상호 다른 제1플레이트와 제2플레이트가 상호 대향되게 접합된 바이메탈이 적용된다.
또한, 상기 신호처리부는 상기 센싱광섬유로부터 위치별로 산출된 진동주파수(f)에 대해 아래의 수학식으로부터 평균유속(V)을 산출하며, f = St V/d, 상기 St는 지지봉체의 단면형태에 의해 결정되는 고유 상수이고, 상기 d는 상기 지지봉체의 외경이다.
본 발명에 따른 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템에 의하면, 설치가 용이하며, 하천수의 수위, 온도 및 유속을 정밀하게 수심별로 측정하여 제공할 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템을 개략적으로 나타내 보인 측단면도이고,
도 2는 도 1의 지지봉체를 다른 각도에서 도시한 단면도이고,
도 3은 도 1의 지지봉체를 절단하여 확대하여 도시한 부분 발췌 사시도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 감응판을 나타내 보인 사시도이고,
도 5는 도 1의 센싱유니트의 일 실시예를 나타내 보인 도면이고,
도 6은 도 1의 센싱 유니트의 또 다른 실시예를 나타내 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템을 개략적으로 나타내 보인 측단면도이고, 도 2는 도 1의 지지봉체를 다른 각도에서 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 지지봉체를 절단하여 확대하여 도시한 부분 발췌 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템(10)은 지지봉체(20), 감응판(30), 센싱광섬유(70) 및 센싱유니트(100)를 구비한다.
지지봉체(20)는 하천(50) 내에 수직상으로 연장되게 설치되어 도 2에 화살표시로 표기된 방향을 따라 흐르는 하천수에 의해 배면(20b)에 나선형태로 도식적으로 표기된 바와 같은 소용돌이가 형성된다.
지지봉체(20)의 외경(d)은 적절하게 적용하면 되고, 수평상의 단면 형상은 원형, 사각형, 삼각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 지지봉체(20)의 수직상의 길이는 년간 수위에 대한 예상 수심 보다 긴 길이를 갖으며 상부 일부는 공기 중에 노출될 수 있게 적절하게 적용하면 된다.
감응판(30)은 지지봉체(20)의 흐르는 하천수가 진입되는 전면(20a) 반대편이 되는 배면(20b)에 지지봉체(20)의 외경(d) 이하의 폭을 갖으며 각각 일단이 지지되어 지지봉체(20)에 대해 경사지게 연장되되 수직상으로 상호 이격되게 설치되어 있다.
감응판(30) 상호간의 수직상의 이격간격이 좁을수록 수심별 유속을 보다 정밀하게 측정할 수 있음을 고려하여 적절하게 간격을 적용하면 된다.
감응판(30)은 지지봉체(20)의 배면(20b) 쪽에 형성되는 와류에 의해 진동이 발생할 수 있는 소재 예를 들면 스테인레스 소재로 얇은 두께로 형성될 수 있다.
이와는 다르게, 감응판(30)은 도 4에 도시된 바와 같이 온도에 따라 휨이 발생하여 와류에 대한 접촉면적을 증가시켜 진동 발생 민감도를 향상시킬 수 있도록 열팽창계수가 상호 다른 제1플레이트(30a)와 제2플레이트(30b)가 상호 대향되게 접합된 바이메탈이 적용될 수 있다.
센싱 광섬유(70)는 지지봉체(20)의 길이방향을 따라 감응판(30)을 각각 경유하여직렬상으로 연장되게 설치되어 있다. 센싱 광섬유(70)는 감응판(30)에서 발생되는 진동에 대응되는 반사광을 효율적으로 생성할 수 있도록 감응판(30)의 연장방향을 따라 접착되어 있다.
센싱 광섬유(70)는 하천(50)의 지중을 통해 연장되어 후술되는 센싱 유니트(100)에 접속되어 있다.
센싱 유니트(100)는 센싱광섬유(70)에 측정광을 전송하고, 센싱광섬유(70)로부터 역으로 진행되는 광을 검출하여 지지봉체(20)가 설치된 하천의 유속을 포함한 유수정보를 취득하고, 그 예를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 센싱유니트(100)는 펄스광 생성부(110), 어븀광증폭기(EDFA)(130), 광스플리터(140), 광서큘레이터(150), 파장필터(160), 기준신호 광검출부(180), 제1센싱 광검출부(181), 제2센싱 광검출부(182), 로우패스필터(185), 신호처리부(190)를 구비한다.
펄스광 생성부(110)는 신호처리부(190)의 제어신호에 따라 펄스광을 생성하여 출력한다.
펄스광 생성부(110)는 신호처리부(190)에서 출력되는 구동 제어신호에 따라 펄스를 생성하는 펄스 발생기(112)와, 펄스 발생기(112)에서 출력되는 펄스에 대응되게 펄스광을 출력하는 광원(114)으로 되어 있다.
펄스광 생성부(110)는 도시된 예와 다르게, 광원(미도시)과, 광원에서 생성된 광에 대해 신호처리부에 제어되어 펄스광을 생성하는 전기광학 변조기(미도시)로 구축될 수 있음은 물론이다.
어븀광증폭기(EDFA)(130)는 펄스광 생성부(110)와 후술되는 광스플릿터(140) 사이에 설치되어 펄스광 생성부(110)에서 출력되는 펄스광을 증폭시켜 광스플릿터 (140)로 출력한다.
광스플릿터(140)는 펄스광 생성부(110)에서 출력되어 어븀광증폭기(130)를 거쳐 증폭된 펄스광을 광서큘레이터(150)의 입력단(151)과 기준단(142)으로 분배하여 출력한다.
광스플릿터(140)는 펄스광을 99:1의 비율로 광서큘레이터(150)의 입력단(151)과 기준단(142)으로 각각 분배하도록 된 것을 적용하는 것이 바람직하다.
기준신호 광검출부(PD R)(180)은 기준단(142)에서 분배되어 출력되는 광을 검출하여 신호처리부(190)에 제공한다.
이 경우 신호처리부(190)는 기준신호 광검출부(180)에서 출력되는 신호를 이용하여 펄스광의 출력 시점을 결정할 수 있다.
이와는 다르게, 신호처리부(190)는 펄스 발생기(112)에서 출력되는 펄스를 참조번호 112a로 표기된 방식으로 인가받아 펄스광의 출력 시점을 결정하도록 구축될 수 있고, 이 경우 기준신호 광검출부(PDR)(180) 및 광스플릿터(140)는 생략되고, 증폭된 펄스광은 광서큘레이터(150)의 입력단(151)으로만 입력되게 구축하면 된다.
광서큘레이터(150)는 펄스광 생성부(110)에서 출력되어 입력단(151)으로 입력되는 펄스광을 제1출력단(152)을 통해 센싱광섬유(70)로 출력하고, 제1출력단(152)에서 역으로 입사되는 광을 검출단(153)을 통해 출력한다.
파장필터(160)는 센싱 광섬유(70)에서 산란되어 역으로 진행되는 레일레이 역산란광은 제1센싱광검출부(PD1)(181)에 출력하고, 센싱 광섬유(70)에서 산란되어 역으로 진행되는 라만 역산란광은 분리하여 제2센싱광검출부(PD2)(182)로 출력하도록 설치되어 있다.
도시된 예에서는 파장필터(160)는 센싱 광섬유(70)와 광서큘레이터(150)의 제1출력단(152) 사이에 접속되어 있다.
파장필터(160)는 광서큘레이터(150)의 제1출력단(152)에서 센싱 광섬유(70)로 진행하는 광은 투과시키고, 센싱 광섬유(70)에서 산란되어 광서큘레이터(150)를 향해 역으로 진행되는 레일레이 역산란광은 제1필터링단(161)을 통해 제1출력단(152)으로 진행되게 하고, 센싱 광섬유(70)에서 산란되어 광서큘레이터(150)를 향해 역으로 진행되는 라만 역산란광은 광서큘레이터(150)의 제1출력단(152)과는 다른 제2필터링단(162)을 통해 분리하여 제2센싱광검출부(182)에 출력하도록 설치되어 있다.
제1센싱광검출부(PD1)(181)는 광서큘레이터(150)의 검출단(153)에서 출력되는 광, 즉 레일레이 산란광을 검출하여 신호처리부(190)에 제공한다.
제2센싱광검출부(PD2)(182)는 파장필터(160)의 제2필터링단(162)에서 출력되는 라만 산란광을 검출한다.
한편, 파장필터(160)는 도 6에 도시된 바와 같이 광서큘레이터(150)의 검출단(153)에 접속될 수 있다.
이 경우 파장필터(160)는 센싱 광섬유(70)에서 산란되어 역으로 진행되어 광서큘레이터(150)의 검출단(153)을 통해 입력되는 레일레이 역산란광은 분리하여 제1필터링단(161)을 통해 제1센싱광검출부(PD1)(181)에 전송되게 하고, 센싱 광섬유(70)에서 산란되어 역으로 진행되어 광서큘레이터(150)의 검출단(153)을 통해 입력되는 라만 역산란광은 분리하여 제2필터링단(162)을 통해 제2센싱광검출부(PD2)(182)에 출력하도록 구축되면 된다.
로우패스필터(185)는 제2센싱광검출부(182)에서 검출되는 신호에서 교류성분을 제거하여 신호처리부(190)로 출력한다.
즉, 제2센싱 광검출부(182)를 통해 시간의 함수로 측정된 데이터에는 센싱광섬유(70)에서 발생한 자기간섭신호를 포함하고 있으므로 로우패스필터(185)를 통해 교류성분을 제거한다.
로우패스필터(185)는 하드웨어적으로 교류성분을 제거할 수 있게 적용되거나, 수집된 신호로부터 소프트웨어적으로 교류성분을 제거하도록 구축될 수 있음은 물론이다.
신호처리부(190)는 펄스광 생성부(110)의 펄스광의 생성을 온/오프 스위칭 제어에 의해 제어하고, 펄스광의 출력 시점이 되는 기준시점을 기준신호 광검출부(PDR)(180)에서 출력되는 신호를 이용하여 결정하고, 결정된 기준시점을 기준으로 제1센싱광검출부(181)에서 검출되는 신호를 시간상으로 수집하여 진동주파수 및 세기를 측정하고, 제2센싱광검출부(182)에서 시간상으로 검출되는 신호를 수집하여 온도를 측정한다.
즉, 신호처리부(190)는 기준신호 광검출부(180)을 통해 검출된 펄스광 출력 기준시점을 기준으로 제1센싱광검출부(181)와 제2센싱광검출부(182)을 통해 각각 레일레이 산란광과 라만 산란광을 시간의 함수로 수집하여 처리한다.
이러한 신호처리부(190)는 제1센싱광검출부(181)를 통해 수신된 신호로부터 진동주파수 및 세기분포를 다음과 같이 측정한다.
펄스광 생성부(110)에서 출력되는 펄스광의 펄스폭과 펄스반복률을 설정하면 이에 따라 위치 분해능, 샘플링 주기 N과 측정주파수 범위(N/2)가 결정된다.
위치 분해능은 센싱광섬유(70) 길이방향에 대한 데이터 간격을 결정한다.
각각의 펄스광에 대해 센싱광섬유(70) 길이방향에서 연속적으로 발생하여 되돌아오는 레일레이 역산란광은 광시간 영역반사측정(OTDR: Optical Time Domain Reflectometry) 데이터로 N개의 트레이스(Trace)가 수집된다.
이로부터 센싱광섬유(70)의 길이방향에 대해 정의된 데이터간격에 따라 결정되는 센싱광섬유(70)의 같은 위치에서 발생한 N개의 데이터를 푸리에 변환하여 신호처리부(190)는 각 위치에 대한 주파수 및 세기를 계산한다.
이때, 첫 번째 정상상태에서 수집된 OTDR Trace를 기준으로 인접한 OTDR Trace를 평균화하면 신호대비 잡음비율을 높일 수 있다.
이를 더욱 상세하게 설명하면, 제1 및 제2 센싱광검출부(181)(182)로부터 측정된 신호는 센싱광섬유(70) 내에서의 빛의 속도를 고려하여 거리에 대한 함수로 변환한다.
거리의 함수로 변환된 레일레이 역산란광의 세기는 N번의 펄스광에 대해 위치 간격 M에 따라 NxM개의 배열로 재구성하며, 각각의 위치에 대해서 N개의 데이터를 푸리에 변환하여 M개의 위치에 대한 주파수 및 크기를 분석한다.
이때, N은 광펄스 발생 주기로서 측정하고자 하는 진동원의 주파수의 2배 정도이어야 하므로 1 kHz의 진동원을 검출하기 위해서는 2 kHz 이상의 주기를 갖는 펄스광의 구동이 필요하다.
또한, M은 진동원의 위치를 구분하기 위한 최소 위치간격을 센싱광섬유(70) 전체 길이로 나눈 값으로서 전체길이 1 km에 대해 1 m의 위치 간격으로 측정하는 경우 M은 1,000으로 설정된다.
한편, 신호 처리부(190)에서 제2센싱광검출부(182)를 통해 수신된 신호로부터 온도분포는 다음과 같이 측정한다.
펄스광 생성부(110)에 출력되는 펄스광의 펄스폭과 펄스반복률을 설정하면 이에 따라 위치분해능, 샘플링 주기 N이 결정된다.
각각의 펄스광에 대해 센싱광섬유(70) 길이방향에서 연속적으로 발생하여 되돌아오는 라만 산란광을 모두 합산하여 노이즈를 최대한 제거한 후, 로우패스필터(185)를 통해 교류(AC) 성분을 제거하면 온도 정보가 포함된 OTDR Trace를 얻을 수 있다. 이때, OTDR Trace 합산수가 많을수록 온도정확도가 높아지므로 진동주파수 및 세기 측정방식과는 다르게 연속적으로 합산하는 것으로 온도정보를 획득한다.
즉, 로우패스필터(185)로부터 AC 성분이 제거된 후 거리의 함수로 변환된 라만 역산란광의 세기는 N번의 펄스광에 대해 누적하여 위치에 따른 광세기를 분석한다.
이때, 라만 역산란광은 N번의 펄스광에 대해 누적한 값에 연속하여 누적하도록 하며 통상 60,000회 누적한 값으로부터 온도변화를 분석하며, 측정시간을 조정하여 누적횟수를 달리할 수 있다.
이러한 센싱시스템은 센싱광섬유(70) 내에서 발생하는 레일레이 산란광과 라만 산란광을 분리하여 동시에 신호처리함으로써 하천수의 각 감응판(30)에 대응한 진동주파수, 세기분포, 온도분포를 함께 측정할 수 있다.
또한, 신호처리부(190)는 센싱광섬유(70)로부터 측정된 위치별 진동주파수(f) 정보를 이용하여 하천의 수심별 평균유속(V)을 아래의 수학식1에 의해 산출한다.
Figure pat00001
여기서, St(Strouhal number)는 유체 특성 및 유속크기와 관계없으며 지지봉체(20)의 단면형태에 의해 결정되는 레이놀드스(Reynolds)의 함수로 유속 측정 대상 장소에서 상용 계측기기를 통해 대표값을 측정하여 결정되는 고유 상수로 신호처리부(190)에 기록되어 있고, d는 지지봉체(20)의 외경이다.
한편, 신호러치부(190)는 센싱 광섬유(70)이 위치별 진동주파수로부터 수중에서 발생하는 진동범위와 공기층에서 발생하는 진동범위의 차이로부터 공기층과 수중과의 경계면인 수면 위치를 판단하고, 판단된 수면위치로부터 수심을 산출한다.
따라서, 신호처리부(190)는 지지봉체(20)가 설치된 하천의 수심별 평균유속 , 수위 및 온도를 산출하여 유수정보로서 생성한다. 신호처리부(190)는 생성된 유수정보를 통신부를 통해 수신 단말기 예를 들면, 관리자 단말기 또는 수집서버 또는 표시장치를 통해 출력하도록 구축될 수 있다.
이상에서 설명된 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템에 의하면, 설치가 용이하며, 하천수의 수위, 온도 및 유속을 정밀하게 수심별로 측정하여 제공할 수 있는 장점을 제공한다.
20: 지지봉체 30: 감응판
70: 센싱광섬유 100: 센싱유니트
110: 광원 120: 펄스광생성기
130: 펄스광증폭기 140: 광스플리터
150: 광서큘레이터 160: 파장필터
180: 기준신호 광검출부 181: 제1센싱 광검출부
182: 제2센싱 광검출부 185: 저주파대역통과필터
190: 신호처리부

Claims (7)

  1. 하천의 유수에 대한 유속을 포함한 유수정보를 취득하기 위한 시스템에 있어서,
    하천 내에 수직상으로 연장되게 설치되어 흐르는 하천수에 의해 배면에 소용돌이가 형성되는 지지봉체와;
    상기 지지봉체의 길이방향을 따라 직렬상으로 연장되게 설치된 센싱광섬유와;
    상기 센싱광섬유에 측정광을 전송하고, 상기 센싱광섬유로부터 역으로 진행되는 광을 검출하여 상기 지지봉체가 설치된 하천의 유속을 포함한 유수정보를 취득하는 센싱유니트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하천의 유수 정보 취득 광섬유 센서 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센싱유니트는
    제어신호에 따라 펄스광을 생성하여 출력하는 펄스광 생성부와;
    상기 펄스광 생성부에서 출력되어 입력단으로 입력되는 펄스광을 제1출력단을 통해 상기 센싱광섬유에 출력하고, 상기 제1출력단에서 역으로 입사되는 광을 검출단을 통해 출력하는 광서큘레이터와;
    상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 레일레이 역산란광을 검출하는 제1센싱광검출부와;
    상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 라만 역산란광을 검출하는 제2센싱광검출부와;
    상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 레일레이 역산란광은 상기 제1센싱광검출부에 출력하고, 상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 라만 역산란광은 분리하여 상기 제2센싱광검출부로 출력하도록 설치된 파장필터와;
    상기 펄스광 생성부의 펄스광의 생성을 제어하고, 상기 펄스광의 출력 시점을 기준으로 상기 제1센싱광검출부에서 검출되는 신호로부터 측정된 상기 센싱광섬유의 위치별 진동주파수 및 세기로부터 유속과 수위를 측정하고, 상기 제2센싱광검출부에서 검출되는 신호로부터 온도를 측정하는 신호 처리부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하천의 유수정보 취득 광섬유 센서 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지봉체의 흐르는 상기 하천수가 진입되는 전면 반대편이 되는 배면에 상기 지지봉체의 외경 이하의 폭을 갖으며 각각 일단이 지지되어 상기 지지봉체에 대해 경사지게 연장되되 수직상으로 상호 이격되게 설치된 다수의 감응판;을 더 구비하고,
    상기 센싱광섬유는 상기 감응판을 각각 경유하여 연장되게 설치된 것을 특징으로 하는 하천의 유수정보 취득 광섬유 센서 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 감응판은
    열팽창계수가 상호 다른 제1플레이트와 제2플레이트가 상호 대향되게 접합된 바이메탈이 적용된 것을 특징으로 하는 하천의 유수정보 취득 광섬유 센서 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 신호처리부는
    상기 센싱광섬유로부터 위치별로 산출된 진동주파수(f)에 대해
    아래의 수학식으로부터 평균유속(V)을 산출하며,
    f = St V/d,
    상기 St는 지지봉체의 단면형태에 의해 결정되는 고유 상수이고, 상기 d는 상기 지지봉체의 외경인 것을 특징으로 하는 하천의 유수정보 취득 광섬유 센서 시스템.
  6. 제2항에 있어서, 상기 파장필터는 상기 센싱 광섬유와 상기 광서큘레이터 사이에 접속되어 상기 제1출력단에서 상기 센싱 광섬유로 향하는 광은 투과시키고, 상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 레일레이 역산란광은 제1필터링단을 통해 상기 제1출력단으로 진행되게 하고, 상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 라만 역산란광은 제2필터링단을 통해 분리하여 상기 제2센싱광검출부에 출력하도록 설치되어 있고,
    상기 제1센싱광검출부는 상기 검출단에서 출력되는 광을 검출하도록 설치되어 있고, 상기 제2센싱광검출부는 상기 제2필터링단에서 출력되는 광을 검출하도록 설치된 것을 특징으로 하는 하천의 유수정보 취득 광섬유 센서 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 파장필터는 상기 광서큘레이터의 검출단에 접속되어 상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 레일레이 역산란광은 제1필터링단을 통해 상기 제1센싱광검출부에 전송되게 하고, 상기 센싱 광섬유에서 산란되어 역으로 진행되는 라만 역산란광은 상기 제2필터링단을 통해 분리하여 상기 제2센싱광검출부에 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 하천의 유수정보 취득 광섬유 센서 시스템.

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