Claims (15)
광섬유를 이용한 감지 장치에 있어서, 레이저 펄스를 발생시키는 레이저 펄스 발생수단(1); 상기 레이저 펄스 발생수단(1)을 구동하는 레이저 구동수단(8); 상기 레이저 펄스 발생수단(1)으로부터의 레이저 펄스를 입사받아 광섬유의 변화 상태에 따른 반사율을 결정하는 수단(7,40); 및 상기 반사율을 결정하는 수단(7,40)으로부터 반사되는 광신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 광 검출수단(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.A sensing device using an optical fiber, comprising: laser pulse generating means (1) for generating a laser pulse; Laser driving means (8) for driving said laser pulse generating means (1); Means (7,40) for receiving a laser pulse from the laser pulse generating means (1) and determining a reflectance according to a change state of the optical fiber; And light detecting means (2) for converting and outputting an optical signal reflected from the means (7, 40) for determining the reflectance into an electrical signal.
제1항에 있어서, 상기 반사율을 결정하는 수단은 상기 광섬유의 절단, 눌림, 늘림 및 굴절의 변화 상태에 따라 반사율을 달리 결정하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.The apparatus of claim 1, wherein the means for determining the reflectance is configured to determine reflectance differently according to changes in cutting, pressing, stretching, and refraction of the optical fiber.
제1항에 있어서, 상기 레이저 펄스 발생수단(1)과 반사율을 결정하는 수단(7) 사이에 연결되며, 센서 구간의 길이가 레이저의 가간섭 길이 보다 큰 경우에도 광 간섭 현상을 이용하기 위하여 상기 레이저 펄스 발생수단(1)으로부터의 레이저 펄스 하나에 대하여 2개의 레이저 펄스 또는 펄스 폭을 크게 한 하나의 레이저 펄스를 발생시켜 상기 반사율을 결정하는 수단(7)으로 출력하거나, 상기 반사율을 결정하는 수단(7)과 광 검출 수단(2) 사이에 연결되어, 상기 반사율을 결정하는 수단(7)의 출력을 입력받아 간섭 출력을 발생시키는 보상 간섭수단(11)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.The method according to claim 1, connected between the laser pulse generating means 1 and the means for determining the reflectance, and in order to use the optical interference phenomenon even when the length of the sensor section is larger than the interference length of the laser. Means for generating two laser pulses or one laser pulse with a larger pulse width for one laser pulse from the laser pulse generating means 1 and outputting them to the means 7 for determining the reflectance or for determining the reflectance. (7) and the optical detection means (2), further comprising a compensating interference means (11) for receiving an output of the means for determining the reflectance (7) to generate an interference output Used sensing device.
제1항에 있어서, 상기 반사율을 결정하는 수단은 적어도 하나의 광센서 소자열을 구비하며, 상기 광센서 소자열은 일정한 길이의 간격을 두고 반사율을 1보다 적은 다수의 거울(M1, M2, …)이 내부에 포함된 다수의 광섬유(21)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.The method of claim 1, wherein the means for determining the reflectance comprises at least one optical sensor element array, the optical sensor element array having a plurality of mirrors M 1 , M 2 having a reflectance less than 1 at regular intervals. , ...) sensing device using an optical fiber, characterized in that it comprises a plurality of optical fibers (21) contained therein.
제4항에 있어서, 상기 광센서 소자열의 광섬유에 포함되는 거울은 유전체를 코팅한 거울을 용융 접속한것, 기계적 결합기를 이용하여 접속한 것, 레이저광을 이용하여 상기 광센서 소자열의 광섬유 내에 형성한 그래팅, 직각으로 절단하거나 연마한 광섬유 단면을 일정거리의 공극을 두고 접속한 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.The optical fiber according to claim 4, wherein the mirror included in the optical fiber of the optical sensor element array is melt-connected a mirror coated with a dielectric, connected using a mechanical coupler, and formed in the optical fiber of the optical sensor element array using laser light. A sensing device using an optical fiber, characterized in that any one of the grating, the optical fiber cross section cut or polished at right angles is connected with a gap of a certain distance.
제1항에 있어서, 상기 반사율을 결정하는 수단(7)은 땅속, 유리질, 고무, 콘크리트, 복합재료, 플라스틱중 어느 하나에 매설되거나 식재되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.The sensing device using an optical fiber according to claim 1, wherein the means for determining the reflectance (7) is embedded or planted in any one of ground, glass, rubber, concrete, composite, and plastic.
제3항에 있어서, 상기 보상 간섭수단(11)과 반사율을 결정하는 수단(7)은 상기 보상 간섭수단(11)에 포함된 광섬유의 길이차이가 상기 반사율을 결정하는 수단(7)에 포함된 광섬유 가닥의 길이(거울간의 간격)의 두배가 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.The means (7) according to claim 3, wherein the compensation interference means (11) and the means for determining the reflectance (7) are included in the means (7) for determining the reflectance of the length difference of the optical fiber included in the compensation interference means (11). Sensing device using an optical fiber, characterized in that configured to be twice the length of the optical fiber strands (space between mirrors).
제7항에 있어서, 상기 광섬유는 단모드 광섬유 또는 편광 유지 광섬유 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.The sensing device using an optical fiber according to claim 7, wherein the optical fiber is one of a short mode optical fiber and a polarization maintaining optical fiber.
제8항에 있어서, 상기 보상 간섭수단(11)은 서로 길이가 다른 2가닥의 광섬유를 포함하여 거울쌍에 의한 반사파가 간섭을 이루게 하는 마하-젠더형인 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.9. The sensing device using an optical fiber according to claim 8, wherein the compensating interference means (11) is a Mach-gender type that includes two optical fibers of different lengths to cause reflected waves caused by mirror pairs to interfere with each other.
제1항에 있어서, 상기 반사율을 결정하는 수단(40)은 적어도 하나의 광센서 소자열을 구비하며, 상기 광센서 소자열은 다수의 광지연 코일(42); 및 상기 광지연 코일(42)을 사이에 두고 일정간격으로 배치한 광섬유 에프피(FP)간섭계(41)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the means for determining reflectance (40) comprises at least one optical sensor element string, the optical sensor element string comprising: a plurality of optical delay coils (42); And an optical fiber FP interferometer (41) disposed at predetermined intervals with the optical delay coil (42) interposed therebetween.
제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사율을 결정하는 수단은 시스템당 감시점의 수를 늘리고, 신호 처리를 효율적으로 하기 위해 2×2형 또는 2×N형의 광결합부(33)와 광지연 코일(32)을 이용하여 직렬, 직렬-병렬 구조 중 어느 하나의 접속구조를 가져 반사파가 서로 중복되지 않은 반사 레이저 펄스열을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 장치.11. An optical coupling part according to any one of claims 4 to 10, wherein the means for determining the reflectance increases the number of watch points per system and makes signal processing more efficient. (33) and the optical delay coil 32 has a connection structure of any one of the series, series-parallel structure to generate a reflected laser pulse train that the reflected waves do not overlap each other, the sensing using the optical fiber Device.
제11항에 있어서, 반사광이 상기 레이저 펄스 발생수단(1)으로 궤환하는 것을 방지하는 광분리수단(3)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지장치.12. The sensing device using an optical fiber according to claim 11, further comprising: optical separation means (3) for preventing reflected light from being fed back to the laser pulse generating means (1).
광섬유를 이용한 감지 시스템에 있어서, 레이저 펄스를 발생시키는 레이저 펄스 발생수단(1); 상기 레이저 펄스 발생수단(1)을 구동하는 레이저 구동수단(8); 상기 레이저 펄스 발생수단(1)으로부터의 레이저 펄스를 입사받아 광섬유의 절단, 눌림, 늘림 및 굴절 변화 상태에 따른 반사율을 결정하는 수단(7,40); 상기 반사율을 결정하는 수단(7,40)으로부터 반사되는 광신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 광 검출수단(2); 및 상기 광 검출수단(2)의 출력신호에 따라 절단, 눌림, 늘림 및 굴절 변화 정보를 제공하는 신호 처리수단(9)을 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 시스템.A sensing system using an optical fiber, comprising: laser pulse generating means (1) for generating a laser pulse; Laser driving means (8) for driving said laser pulse generating means (1); Means (7,40) for receiving a laser pulse from the laser pulse generating means (1) and determining reflectance according to cutting, pressing, stretching and refraction change states of the optical fiber; Light detecting means (2) for converting an optical signal reflected from the means (7, 40) for determining the reflectance into an electrical signal and outputting the electrical signal; And signal processing means (9) for providing cutting, pressing, stretching and refraction change information according to the output signal of the light detecting means (2).
제13항에 있어서, 상기 신호 처리수단(9)은 상기 광 검출수단(2)의 출력을 증폭시키는 증폭기(50); 상기 증폭기(50)의 출력을 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(51); 상기 아날로그/디지털 변환기(51)의 출력을 입력받아 일정 수의 샘플을 평균하고, 그 평균값을 출력하는 평균기(52); 및 상기 아날로그/디지털 변환기(51), 평균기 및 외부의 레이저 구동수단(8)을 관장하여 상기 평균기(52)의 출력에 따라 침투/절단 여부, 침투/절단 구간(지점), 침투대상을 확인하고, 경고, 경보, 보고 등을 행하는 제어부(53 내지 55)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 시스템.14. The apparatus of claim 13, wherein said signal processing means (9) comprises: an amplifier (50) for amplifying the output of said light detecting means (2); An analog / digital converter 51 for converting an output of the amplifier 50 into a digital signal; An averager 52 that receives the output of the analog-to-digital converter 51 and averages a predetermined number of samples and outputs the average value; And administering the analog / digital converter 51, the averager, and the external laser driving means 8 to determine whether to penetrate / cut, infiltration / cutting section (point), and the target of penetration according to the output of the averager 52. And a control unit (53 to 55) for confirming and performing a warning, an alarm, a report, and the like.
제14항에 있어서, 상기 제어부 및 레이저 구동수단은 센서 출력 특성의 극점 부근에서의 저 센싱감도를 피하고, 감지 대상량의 변화방향과 크기를 결정하기 위해 상기 레이저 펄스 발생수단의 바이어스 전류 스위칭에 의한 레이저 광의 주파수 변화, 또는 상기 레이저 펄스 발생수단에 전류 펄스가 가해지는 동안의 레이저 광 주파수의 변화중 어느 하나의 변화를 이용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 감지 시스템.15. The method of claim 14, wherein the control unit and the laser driving means are configured by bias current switching of the laser pulse generating means to avoid the low sensing sensitivity near the pole of the sensor output characteristic and to determine the change direction and magnitude of the sensing target amount. And a change in the frequency of the laser light or a change in the laser light frequency during the application of the current pulse to the laser pulse generating means.
※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.※ Note: The disclosure is based on the initial application.