KR920005762A - 광섬유 간섭계의 화학 센서 및 대기중의 화학 증기 검출 방법 - Google Patents

광섬유 간섭계의 화학 센서 및 대기중의 화학 증기 검출 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음

Description

광섬유 간섭계의 화학 센서 및 대기중의 화학 증기 검출 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제 1 도는 본 발명에 따른 광섬유 간섭계의 화학 센터를 간략하게 도시한 블럭도,
제 2 도는 본 발명의 신호 처리회로를 간략하게 도시한 개략도.

Claims (15)

  1. 소정의 화학 증기의 존재를 검출하기 위한 장치에 있어서, 광원; 상기 화학 증기에 노출된 제1의 기판; 상기 화학 증기를 상기 기판상에 수집하기 위한 상기 제1의 기판상의 수집 수단; 상기 제1의 기판상에 배치되고, 상기 광원에 결합된 제1의 광섬유; 상기 화학 증기로부터 격리된 제2의 기판; 상기 제2의 기판상에 배치되고, 상기 광원에 결합된 제2의 광섬유; 제1의 기판과 제2의 기판이 발진 자계에 종속하도록 하기 위한 자계 발생 수단; 발진 자계에 응답하여 디멘젼이 변화하여 상기 제1및 제2의 광섬유를 통과하는 상기 광원으로부터의 광선 특성을 변경하도록 구성되는 제1및 제2의 기판; 및 상기 광학 센서 신호를 상기 기준 출력 신호와 비교하고, 상기 비교에 근거하여 상기 소정의 화학 증기의 존재를 나타내는 출력신호를 제공하기 위한 수단을 포함하고, 상기 제1의 광섬유가 광학 센서 신호를 제공하고 상기 제2의 광섬유가 광학 수준 출력 신호를 발생하는 경우에 상기 제1의 기판이 상기 소정의 화학 증기에 노출될 때 상기 제1의 광섬유내의 상기 광성 특성이 상기 제2의 광섬유내의 상기 광선 특성과는 상이한 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 센서 신호를 상기 광학 기준 신호와 비교하고 상기 소정의 화학 신호의 존재를 나타내는 출력 신호를 제공하기 위한 상기 수단이, 간섭 신호를 발생시키기 위한 상기 광학 센서 및 광학 기준 신호에 응답하는 간섭계수단; 및 상기 화학 증기의 존재를 나타내기 위한 상기 간섭 신호에 응답하는 신호 처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광원이 주파수 안정 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광원과 상기 제1및 제2의 기판 사이에 삽입되고, 상기 광원으로부터의 상기 광선을 분할하여 상기 제2의 광섬유에 상기 광선의 약1/2을 전달하기에 적합한 제1의 비임분할기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 자계 발생 수단이, 상기 제1및 제2의 기판을 감고 있는 코일; 및 상기 코일에 발진 전기 신호를 공급하여 상기 발진 자계를 발생시키기에 발진 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 수집기 수단이 상기 제1의 기판상에 상기 화학 증기를 용이하게 수집하기에 적합한 항체 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 간섭계 수단이, 상기 광선을 거의 동일한 크기를 갖는 제1및 제2의 성분으로 분할시키기 위해 상기 광원의 출력과 상기 제1의 광섬유에 결합된 입력 비임 분할기; 상기 제1의 광섬유에 결합된 센서 비임 분할기; 상기 제2의 광섬유에 결합된 기준 비임 분할기; 상기 센서 및 기준 비임 분할기의 상기 출력에 결합된 제1의 비임 결합기; 및 상기 광학 센서 및 광학 기준 신호의 상기 제2성분을 수신하고 제2의 성분을 결합하여 상기 제2의 성분이 간섭하므로, 제3 및 제4의 프린지 패턴 출력 신호를 발생시키는 제2의 비임 결합기를 포함하고, 상기 센서 비임 분할기가 상기 광학 센서 신호를 거의 동일한 크기를 갖는 제1및 제2의 광학 성분으로 분할하고, 상기 기준 비임 분할기가 상기 기준 신호를 수신하고 상기 광학 기준 신호를 거의 동일한 크기를 갖고 있는 제1및 제2의 성분으로 분할하며, 상기 제1의 비임 결합기가, 상기 광학 센서 및 광학 기준 신호의 상기 제1의 성분이 결합 및 간섭하도록하여 제1및 제2의 프린지 패턴출력 신호를 형성하고, 상기 제1, 제2, 제3및 제4의 프린지 패턴 출력 신호가 상기 간섭 신호를 제공하도록 협조적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 신호 처리 수단이, 상기 간섭 신호를 판독하고 상기 간섭 신호를 나타내는 다수의 광학 검출기 출력을 제공하기 위한 다수의 광학 검출기; 상기 광학 검출기들 사이의 차를 결정하고 제1및 제2의 차신호 출력을 제공하기 위한 상기 광학 검출기 출력에 응답하는 다수의 차동 증폭시 수단; 상기 광학 검출기 출력 변화의 순시율을 결정하고 제1및 제2의 미분기 출력 신호를 제공하기 위한 미분기 수단; 상기 제1의 차동출력과 상기 제2의 차동 출력과 상기 제2의 미분기 출력 신호의 곱을 선택적으로 취하기 위한 제1의 교차 결합수단; 상기 차동 증폭기 수단들중 하나의 증폭기 수단과 상기 미분기 수단들중 하나의 미분기 수단의 출력의 곱을 선택적으로 취하기 위한 제2의 교차 결합수단; 상기 제1및 제2의 결합 수단의 상기 승산치들을 가산하고 상기 승산치의 합을 나타내는 출력 신호를 제공하기 위한 상기 제1및 제2의 결합 수단에 응답하는 가상 증폭기 수단; 가산 증폭기 수단의 상기 발진 전기 신호와 상기 출력 신호사이의 위상차를 검출하고 위상 검출 출력 신호를 제공하기 위한 상기 가산 수단에 응답하는 위상 검출 수단; 및 상기 제1의 기판의 주파수 변화를 나타내기 위한 상기 위상 검출출력신호에 응답하는 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 대기중의 화학 증기의 존재를 검출하기 위한 장치에 있어서, 광학 입력 신호를 발생시키기 위한 레이저 수단; 발진 전기 신호를 발생시키기 위한 발진기 수단; 발진 자계를 발생시키기 위해 상기 발진기 수단에 결합된 코일; 제1및 제2의 광학 입력 신호를 발생시키기 위해 상기 광학 입력 신호에 응답하는 제1의 비임 분할기 수단; 검출될 상기 화학 증기를 수집하기 위해 상기 코일에 인접배치된 센서 기판 수단; 상기 센서 기판 수단상의 상기 화학 증기의 수집 상태를 나타내는 광학 센서 신호를 제공하기 위해 상기 센서 기판 수단에 고정되고, 상기 제1의 비임 분할기 수단에 결합되며 상기 센서 기판수단의 발진 디멘젼 변화에 응답하여 제1의 광섬유 수단; 발진 기준 신호를 제공하기 위해 상기 발진 자계에 응답하여 디멘젼을 변화시키기에 적합한 기준 기판 수단; 광학 기준 신호를 발생시키기 위해 상기 제1의 비임 분할기 수단에 결합되고, 상기 기준 기판 수단에 고정되며 상기 기준 기판수단의 상기 발진 디멘젼 변화에 응답하는 제2의 광섬유 수단; 상기 광학 센서 신호를 수신하여 제1및 제2의 센서 출력 신호로 분할하기 위해 상기 제1의 광섬유 수단에 결합된 제2의 비임 분할기 수단; 상기 광학 기준 신호를 수신하여 제1및 제2의 비임 분할기 수단; 상기 광학 기준 신호를 수신하여 제1및 제2의 기준 출력 신호로 분할하기 위해 상기 제2의 광섬유 수단에 결합된 제3의 비임 분할기 수단; 상기 제1의 센서 출력 신호와 상기 제1의 기준 출력 신호를 수신하여 결합하기 위해 항기 제2및 제3의 비임 분할기 수단에 결합된 제2의 비임 결합기 수단; 및 상기 센서 기판 수단상에 상기 화학 증기의 수집 상태를 나타내는 적절한 최종 출력 신호를 발생시키기 위해 상기 제1및 제2의 비임 결합기 수단에 결합되고 상기 비임 결합기 출력 신호에 응답하는 신호 처리 수단을 포함하고, 상기 센서 기판 수단이, 상기 화학 증기의 수집을 촉진시키기 위해 검출되는 상기 화학 증기에 특정한 상기 기판상에 코팅부를 갖고있고, 상기 발진 수단에 의해 발생된 상기 발진 자계에 응답하여 발진 형태로 디멘젼을 변화시키며 상기 센서 기판 수단의 상기 발진 디멘젼 변화가 기판상의 상기 화학 증기의 수집 상태에 응답하고, 상기 제1의 제2의 비임 결합기 수단이 상기 광학 센서 및 광학 기준 신호로부터 발생되고, 상기 간섭 신호가 상기 센서 기판수단상의 상기 화학 증기의 수집상태를 나타내는 간섭 신호를 발생시키도록 동작하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 레이저 수단이 주파수 안정 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 센서 및 기준 기판 수단이 자기 변형 금속 박막을 각각 포함하고; 상기 제1의 광섬유 수단이 상기 센서 기판 수단의 표면에 접착되고 상기 제2의 광섬유 수단이 상기 기준 기판 수단의 표면에 접착되며; 상기 제1및 제2의 광섬유 수단이 상기 발진 전기 신호의 주파수에 따라 광학 경로의 길이가 증ㆍ감하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 센서 기판 수단이 공진 주파수를 갖고; 상기 전기적 발진 신호의 상기 주파수가 상기 센서 기판 수단의 상기 공진 주파수와 거의 동일하며; 상기 공진 주파수가 상기 기준 기판 수단의 상기 공진 주파수의 약 1KHz범위이내인 것을 특징으로하는 장치.
  13. 대기중의 화학 증기의 존재를 검출하기 위한 방법에 있어서, 상기 화학 증기에 특정함 물질로 코팅되는 제1의 자기 변형 기판에 고정된 제1의 광섬유를 제공하는 단계; 제2의 자기 변형 기판에 고정된 제2의 광섬유를 제공하는 단계; 상기 제1및 제2의 자기 변형 기판이 제1의 주파수에서 발진하도록 하는 발진 자계를 제공하는 단계; 광학 입력 신호를 상기 제1및 제2의 광섬유에 제공하는 단계; 상기 화학 증기의 수집을 위해 제2의 주파수에서 발진하게 되는 상기 제1의 자기 변형 기판을 대기중에 노출시키는 단계; 및 화학 증기의 존재를 나타내는 신호를 발생시키기 위해 상기 제2의 광섬유에 의한 광신호 출력과 상기 제1의 광섬유에 의한 광신호출력을 함께 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 대기중에 화학 증기의 존재를 검출하기 위한 화학 검출 장치에 있어서, 광학 입력 신호를 발생시키기 위한 레이저 수단; 발진 전기 신호를 발생시키기 위한 발진 수단; 발진 자계를 발생시키기 위한 상기 발진 수단에 응답하는 코일; 검출돌 상기 화학 증기를 기판상에 수집하기 위해 상기 자계내에 배치된 센서 기판 수단; 상기 센서 기판 수단의 상기 발진 디멘젼 변화에 관련되고, 상기 제1의 주파수 변화를 나타내는 광학 센서 출력 신호를 제공하기 위해 상기 센서 기판 수단에 고정되고 상기 광학 입력 신호, 및 상기 센서 기판 수단의 상기 발진 디멘젼 변화에 응답하는 광섬유 센서 수단; 상기 발진 자계에 따른 발진 기준 신호를 제공하기 위해 상기 발진 자계에 응답하여 디멘젼을 변화시키는 기준 기판 수단; 발진 광학 기준 출력 신호를 발생시키기 위해 상기 기준 기판수단에 고정되고 상기 광학 입력 신호, 및 상기 기준 기판 수단의 상기 발진 디멘젼 변화에 응답하는 광섬유 기준 수단; 상기 발진 광학 센서 신호와 광학 출력 신호사이의 주파수 변화를 나타내는 간섭 신호를 발생시키기 위해 상기 발진 광학 센서 및 광학 기준 출력 신호사이에 응답하는 간섭계 수단; 및 상기 발진 광학 센서 및 광학 기준 출력 신호사이의 주파수의 변화를 나타내는 최종 출력 신호를 발생시키기 위해 상기 간섭 신호 및 상기 발진 수단에 응답하는 신호 처리 수단을 포함하고, 상기 센서 기판 수단이 상기 발진 전기 신호에 응답하여 제1의 주파수에서 디멘젼을 변화시키고, 상기 제1의 주파수가 상기 센서 기판 수단상의 상기 화학 증기의 수집상태에 응답하며, 상기 제1의 주파수 변화가 상기 센서 기판 수단 상의 상기 화학 증기의 수집 상태를 나타내며, 상기 주파수의 변화가 상기 센서 기판 수단상의 상기 화학 증기의 수집 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 화학 검출 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1의 자기 변형 기판이 검출되는 상기 화학 증기를 상기 제1의 자기 변형 기판상에 용이하게 수집하기 위한 기판상의 항체 코팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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