KR100301776B1 - Ribbon type optical sensor for measuring deformation of institution - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광변형센서에 관한 것으로서, 그 목적은 광섬유를 나선형으로 꼬아서 배치하기 위한 별도의 스트렌딩 장비가 불필요하고, 시설물에 비교적 작은 변형이 발생될 경우에도 정확하게 측정할 수 있도록 하는 것이다.The present invention relates to an optical deformation sensor, and an object thereof is to eliminate the need for a separate stranding device for disposing a fiber in a spiral shape, and to accurately measure the deformation even when a relatively small deformation occurs in a facility.
본 발명은 일측단에 광원이 연결되고, 타측단에는 손실측정기가 연결되어 건물, 터널, 교량, 댐 등의 시설물 변형 정도를 측정하는 광변형센서에 있어서, 상기 시설물의 소정 위치에 고정 설치되는 한 쌍의 고정부재와, 상기 한 쌍의 고정부재에 소정의 장력을 받도록 고정 설치되고, 내주면에는 적어도 하나의 가압돌기가 마련되어 상기 시설물이 변형됨에 따라 길이방향 및 반경방향으로 연신되는 피복부재와, 상기 피복부재의 가압돌기에 의해 소정의 압력으로 눌려지도록 피복부재의 내주면에 끼워져 설치된 광섬유심선으로 이루어진 특징을 갖는다.In the present invention, a light source is connected to one end of the light source, and a loss measuring device is connected to the other end of the light distortion sensor for measuring the degree of deformation of a facility such as a building, a tunnel, a bridge, a dam, and so on. A pair of fixing members and a fixing member fixed to the pair of fixing members and provided with at least one pressing protrusion on an inner circumferential surface thereof and extending in a longitudinal direction and a radial direction as the facility is deformed, and The optical fiber core wire is inserted into the inner circumferential surface of the coating member so as to be pressed at a predetermined pressure by the pressing projection of the coating member.
이상의 본 발명을 적용하게 되면, 상기 광변형센서는 광섬유심선의 둘레면에 리본레진이 피복되어 내부의 광섬유심선이 쉽게 훼손되는 것을 방지할 수 있어 장기간 사용할 때에도 센서의 신뢰성이 유지되며, 내부의 광섬유심선이 다각형 선재의 모서리 부분에 의해 가압되어 변형되므로 센서의 측정감도가 우수하며, 상기 광섬유는 나선형으로 꼬여져 설치될 필요가 없기 때문에 별도의 나선형 스트랜딩장비가 불필요하다.When the present invention is applied, the optical deformation sensor is coated with a ribbon resin on the peripheral surface of the optical fiber core wire can prevent the internal fiber core wire from being easily damaged, so that the reliability of the sensor is maintained even when used for a long time, and the internal optical fiber Since the core wire is pressed and deformed by the edge of the polygon wire, the measurement sensitivity of the sensor is excellent, and since the optical fiber does not need to be twisted and installed in a spiral, a separate spiral stranding device is unnecessary.
Description
본 발명은 리본형 광변형센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물, 터널, 교량, 댐 등의 시설물에 설치되어 시설물이 변형되는 정도를 측정하는 리본형 광변형센서에 관한 것이다.The present invention relates to a ribbon optical strain sensor, and more particularly, to a ribbon optical strain sensor installed in a facility such as a building, a tunnel, a bridge, a dam, and measuring a degree of deformation of the facility.
일반적으로 광변형센서는 지하철이나 저장터널 등의 지하시설물이나, 교량, 건물, 도로의 터널 등에 설치되어 시공단계나 완공 후 시설물 관리시에 지속적으로 시설물의 변형 정도를 측정하여 효과적으로 안전관리 할 수 있도록 하기 위한 계측장비이다.In general, the optical strain sensor is installed in underground facilities such as subways and storage tunnels, or in tunnels of bridges, buildings, and roads. Measurement equipment for
도 1은 종래의 광변형센서를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 광변형센서를 구성하는 광섬유의 가압상태를 도시한 단면도이다.1 is a perspective view showing a conventional optical strain sensor, Figure 2 is a cross-sectional view showing a pressing state of the optical fiber constituting the conventional optical strain sensor.
이를 참조하면, 상기 광변형센서는 시설물의 변형 정도를 측정하고자 하는 위치에 일정 간격 이격되도록 고정 설치된 한 쌍의 고정부재(10)와, 상기 한 쌍의 고정부재(10)에 소정의 인장력을 받도록 나선형으로 꼬여져 설치된 3가닥의 광섬유(60)와, 상기 광섬유(60)의 일측단에 연결되어 설치된 광원(40)과, 상기 광섬유(60)의 타측단에 연결되어 설치된 손실측정기(50)로 이루어진다.Referring to this, the optical deformation sensor is a pair of fixing member 10 and fixed to be spaced at a predetermined interval at a position to measure the degree of deformation of the facility, and to receive a predetermined tensile force on the pair of fixing member (10). Spirally twisted three optical fibers 60, the light source 40 is connected to one end of the optical fiber 60, and the loss measuring instrument 50 is connected to the other end of the optical fiber 60 Is done.
이때, 상기 3가닥의 광섬유(60)는 중심의 광섬유 외주면에 두 가닥의 광섬유가 서로 반대방향으로부터 나선형으로 꼬여져 일정한 인장력이 발생되도록 고정부재(10)에 설치하게 된다.At this time, the three strands of the optical fiber 60 is installed on the fixing member 10 so that the two strands of the optical fiber is twisted spirally from the opposite direction on the outer peripheral surface of the center of the fiber to generate a constant tensile force.
이때, 상기 광섬유(60)는 도 2에서와 같이 중심에 굴절률이 높은 코어층(61)이 형성되고, 상기 코어층(61) 둘레면에는 코어층(61)에 비해 굴절률이 작은 클래드층(63)이 마련되며, 상기 클래드층(63) 외표면에는 소정 두께의 금속 코팅층(65)이 형성된다.In this case, the optical fiber 60 has a core layer 61 having a high refractive index at the center, as shown in FIG. 2, and a cladding layer 63 having a smaller refractive index than the core layer 61 on the circumferential surface of the core layer 61. ) Is provided, and a metal coating layer 65 having a predetermined thickness is formed on an outer surface of the clad layer 63.
따라서, 상기 시설물에 크랙(crack)이나 부분적인 파단이 발생될 경우 상기 시설물에 설치된 고정부재(10)가 서로 이격되는 방향으로 벌어지게 되므로, 이러한 한 쌍의 고정부재(10)에 설치된 광섬유(60)상에는 시설물의 변형량에 대응되는 인장력이 발생된다.Therefore, when a crack or partial breakage occurs in the facility, the fixing members 10 installed in the facility are opened in a direction in which they are spaced apart from each other, and thus the optical fiber 60 installed in the pair of fixing members 10 is fixed. )) Tensile force corresponding to the amount of deformation of the facility is generated.
이때, 상기 광섬유(60)는 3가닥이 나선형으로 꼬여져 서로 밀착되도록 설치되므로, 이러한 3가닥의 광섬유(60)가 서로 연접된 부분에는 상기 인장력에 대응되는 소정의 측압이 발생되고, 이러한 측압은 금속 코팅층(65)을 통해 그대로 내부의 클래드층(63)과 코어층(61)에 전달되어 클래드층(63)과 코어층(61)을 찌그러진 모양으로 변형시키거나 소정 각도로 밴딩시켜 광원(40)으로부터 전송되는 광신호를 대응되는 양으로 누설되도록 하므로써, 원거리에 위치된 손실측정기(50)에 의해 시설물의 변형 정도를 측정할 수 있게 된다.At this time, the optical fiber 60 is installed so that the three strands are twisted spirally close to each other, a predetermined side pressure corresponding to the tensile force is generated in the portion where the three strands of the optical fiber 60 are connected to each other, the side pressure is The cladding layer 63 and the core layer 61 are transferred to the inner cladding layer 63 and the core layer 61 as they are through the metal coating layer 65, and the cladding layer 63 and the core layer 61 are deformed into a crushed shape or bent at a predetermined angle to the light source 40. By leaking the optical signal transmitted from the corresponding amount in a corresponding amount, it is possible to measure the degree of deformation of the facility by the loss measuring device 50 located in the remote.
따라서, 상술한 광변형센서의 광섬유(60)상에는 인장력에 비례하여 발생되는 측압이 그대로 내부의 코어(61)와 클래드층(63)에 전달되어야 하므로, 상기 광섬유(60)가 기존 폴리머 재질의 피복층에 의해 코팅된 경우에는 상기 측압이 피복층에 의해 흡수되어 내부로 전달되지 않기 때문에 이러한 측압이 피복층에 의해 흡수되지 않고 그대로 내부의 클래드층(63)과 코어층(61)에 전달되도록 소정 두께의 금속 코팅층(65)으로 피복되어야 한다.Therefore, on the optical fiber 60 of the optical deformation sensor described above, the side pressure generated in proportion to the tensile force should be transmitted to the inner core 61 and the cladding layer 63 as it is, so that the optical fiber 60 is coated with an existing polymer material. In the case of coating by the coating, since the side pressure is absorbed by the coating layer and is not transmitted to the inside, the side pressure is not absorbed by the coating layer, and the metal having a predetermined thickness so as to be transmitted to the clad layer 63 and the core layer 61 therein. It should be covered with a coating layer 65.
이때, 상기 광변형센서는 시설물의 변형정도를 측정하기 위한 장비이기 때문에 비교적 불안정한 시설물에 설치는 데, 이러한 광변형센서를 구성하는 3가닥의 광섬유(60)는 외부로 노출된 상태로 설치되므로, 쉽게 훼손될 우려가 있으며, 더욱이 이러한 광섬유(60)는 그 외표면의 금속 피복층(65)이 165㎛의 비교적 얇은 두께로 코팅되므로, 장기간 사용할 때에 센서의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.At this time, the optical deformation sensor is installed in a relatively unstable facility because it is a device for measuring the degree of deformation of the facility, since the three strands of optical fiber 60 constituting the optical deformation sensor is installed in the state exposed to the outside, There is a possibility that the fiber 60 is easily damaged. Moreover, since the metal coating layer 65 on the outer surface of the optical fiber 60 is coated with a relatively thin thickness of 165 mu m, there is a problem that the reliability of the sensor is degraded when used for a long time.
상기 광변형센서는 3가닥의 광섬유(60)가 서로 밀착되는 측압에 의해 광섬유(60) 내부의 클래드층(63)과 코어층(61)이 변형되는 정도에 비례하는 광손실을 감지하여 시설물의 변형정도를 측정하는 계측장비인 데, 상기 광변형센서는 원주형 광섬유(60)의 외주면이 서로 밀착되는 가압력에 의해 내부의 코어층(61)과 클래드층(63)을 변형시키기 때문에 그 변형이 어려워 장비의 감도가 떨어진다는 문제점이 있다.The optical deformation sensor detects an optical loss proportional to the degree of deformation of the clad layer 63 and the core layer 61 inside the optical fiber 60 by side pressure in which three optical fibers 60 are in close contact with each other. The optical deformation sensor deforms the inner core layer 61 and the cladding layer 63 by the pressing force in which the outer circumferential surfaces of the cylindrical optical fiber 60 are in close contact with each other. There is a problem that the sensitivity of the equipment is difficult to fall.
본 발명의 주된 목적은 광섬유의 둘레면에 소정의 피복층을 형성하여 광섬유가 쉽게 훼손되는 것을 방지하고, 장기간 사용할 때에도 센서의 신뢰성이 유지될 수 있는 리본형 광변형센서를 제공하는 것이다.It is a main object of the present invention to provide a ribbon type optical deformation sensor in which a predetermined coating layer is formed on the circumferential surface of the optical fiber to prevent the optical fiber from being easily damaged, and the reliability of the sensor can be maintained even when used for a long time.
본 발명의 다른 목적은 시설물의 작은 변형도 쉽게 감지할 수 있는 측정 감도가 우수한 리본형 광변형센서를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a ribbon type optical deformation sensor with excellent measurement sensitivity that can easily detect even a small deformation of a facility.
도 1은 종래의 광변형센서를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a conventional optical deformation sensor,
도 2는 종래의 광변형센서를 구성하는 광섬유의 가압상태를 도시한 단면도,Figure 2 is a cross-sectional view showing a pressing state of the optical fiber constituting the conventional optical deformation sensor,
도 3은 본 발명의 제 1실시예와 제 2실시에 따른 리본형 광변형센서의 사시도,3 is a perspective view of a ribbon type optical deformation sensor according to a first embodiment and a second embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제 1실시예를 구성하는 광섬유리본의 단면도,4 is a cross-sectional view of an optical fiber ribbon constituting the first embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제 1실시예를 구성하는 광섬유리본의 변형예를 도시한 단면도,5 is a cross-sectional view showing a modification of the optical fiber ribbon constituting the first embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 제 2실시예를 구성하는 광섬유리본의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of an optical fiber ribbon constituting a second embodiment of the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
10 : 고정부재 20 : 광섬유리본10: fixing member 20: optical fiber ribbon
21 : 광섬유 25 : 다각형 선재21: optical fiber 25: polygon wire
26 : 모서리 27 : 리본피복26: corner 27: ribbon coating
29 : 클래드층 40 : 광원29: cladding layer 40: light source
50 : 손실측정기50: loss measuring instrument
본 발명의 제 1실시예는 일측단에 광원이 연결되고, 타측단에는 손실측정기가 연결되어 건물, 터널, 교량, 댐 등의 시설물 변형 정도를 측정하는 광변형센서에 있어서, 상기 시설물의 소정 위치에 일정 간격 이격되도록 고정 설치된 한 쌍의 고정부재와, 내부에는 소정의 광섬유와 다각형 선재의 모서리가 서로 연접되게 위치되며, 외표면에는 소정의 코팅재로 리본 코팅되어 일정한 피치를 갖도록 나선형으로 꼬여져 상기 한 쌍의 고정부재에 일정한 인장력을 받도록 고정 설치된 광섬유리본을 포함하여 이루어진 특징을 갖는다.In a first embodiment of the present invention, a light source is connected to one end of the light source, and a loss measuring device is connected to the other end of the light distortion sensor for measuring a deformation degree of a facility such as a building, a tunnel, a bridge, a dam, and the like. A pair of fixing members fixedly spaced apart from each other, and a corner of a predetermined optical fiber and a polygonal wire rod are positioned in contact with each other, and the outer surface is twisted spirally to have a constant pitch by ribbon coating with a predetermined coating material. The optical fiber ribbon is fixedly installed to receive a constant tensile force on the pair of fixing members.
본 발명의 제 2실시예는 일측단에 광원이 연결되고, 타측단에는 손실측정기가 연결되어 건물, 터널, 교량, 댐 등의 시설물 변형 정도를 측정하는 광변형센서에 있어서, 상기 시설물의 소정 위치에 일정 간격 이격되도록 고정 설치되는 한 쌍의 고정부재와, 내부에는 클래드층 외표면에 금속으로 코팅된 복수개의 금속코팅 광섬유가 서로 연접되도록 배치되며, 상기 금속코팅 광섬유의 둘레면에는 소정의 코팅재가 리본형으로 피복되어 일정한 피치를 갖도록 나선형으로 꼬여져 상기 한 쌍의 고정부재에 일정한 인장력을 받도록 고정 설치된 광섬유리본을 포함하여 이루어진 특징을 갖는다.In a second embodiment of the present invention, a light source is connected to one end of the light source, and a loss measuring device is connected to the other end of the light distortion sensor for measuring a deformation degree of a facility such as a building, a tunnel, a bridge, a dam, and the like. And a pair of fixing members fixedly spaced apart from each other, and a plurality of metal-coated optical fibers coated with a metal on an outer surface of the clad layer are connected to each other, and a predetermined coating material is provided on the circumferential surface of the metal-coated optical fiber. It is characterized by including an optical fiber ribbon which is coated in a ribbon shape and twisted spirally to have a constant pitch and fixedly installed to receive a constant tensile force on the pair of fixing members.
이하, 본 발명의 제 1실시예의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the first embodiment of the present invention will be described in detail as follows.
도 3은 본 발명의 제 1실시예와 제 2실시에 따른 리본형 광변형센서의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1실시예를 구성하는 광섬유리본의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제 1실시예를 구성하는 광섬유리본의 변형예를 도시한 단면도이다.3 is a perspective view of a ribbon type optical deformation sensor according to a first embodiment and a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical fiber ribbon constituting the first embodiment of the present invention, and FIG. It is sectional drawing which shows the modification of the optical fiber ribbon which comprises 1st Embodiment.
이를 참조하면, 상기 광변형센서는 시설물의 변형정도를 측정하고자 하는 소정 위치에 일정 간격 이격되도록 고정 설치된 한 쌍의 고정부재(10)와, 상기 한 쌍의 고정부재(10)에 소정의 인장력을 받도록 고정 설치된 광섬유리본(20)과, 상기 광섬유리본(20)의 일측단에 연결되어 설치된 광원(40)과, 상기 광섬유리본(20)의 타측단에 연결되어 설치된 손실측정기(50)로 이루어진다.Referring to this, the optical deformation sensor is applied to a pair of fixing member 10 and the pair of fixing member 10 fixedly installed to be spaced apart at a predetermined interval to a predetermined position to measure the degree of deformation of the facility, the pair of fixing members (10). It consists of an optical fiber ribbon 20 fixed to receive, a light source 40 is connected to one end of the optical fiber ribbon 20, and a loss measuring instrument 50 is connected to the other end of the optical fiber ribbon 20.
상기 광섬유리본(20)은 그 내부의 중앙부에 광섬유(21)가 마련되고, 상기 광섬유(21)의 양측에는 다각형의 선재(25)가 서로 연접되도록 위치된 상태에서 외표면에는 폴리머재질의 코팅재로 리본피복(27)되어 일정한 피치를 갖도록 나선형으로 꼬여져 상기 한 쌍의 고정부재(10)에 일정한 인장력을 받도록 고정 설치된다. 이때, 상기 광섬유(21)는 양측에 위치된 다각형 선재(25)의 모서리(26)와 연접되도록 위치되며, 상기 다각형 선재(25)는 광섬유(21)의 인장신율과 동일 유사한 인장신율을 갖는 재질로 이루어진다.The optical fiber ribbon 20 is provided with an optical fiber 21 at a central portion thereof, and the outer surface of the optical fiber 21 is formed of a coating material of polymer material on the outer surface of the optical fiber 21 in a state where the wires 25 are connected to each other. Ribbon coating 27 is spirally twisted so as to have a constant pitch is fixed to the pair of fixing members 10 to receive a constant tensile force. At this time, the optical fiber 21 is positioned so as to be in contact with the edge 26 of the polygonal wire rod 25 located on both sides, the polygon wire 25 is a material having a tensile elongation similar to the tensile elongation of the optical fiber 21 Is made of.
또한, 상기 광섬유리본의 변형예는 그 내부의 중앙부에 다각형의 선재(25)가 마련되고, 상기 다각형 선재(25)의 양측에 광섬유(21)가 서로 연접되도록 위치된 상태에서 외표면에는 폴리머재질의 코팅재로 리본피복(27)되어 일정한 피치를 갖도록 나선형으로 꼬여져 상기 한 쌍의 고정부재(10)에 일정한 인장력을 받도록 고정 설치된다. 이때, 양측의 광섬유(21)는 다각형 선재(25)의 모서리(26)와 연접되도록 위치되며, 상기 다각형 선재(25)는 광섬유(21)의 인장신율과 동일 유사한 인장신율을 갖는 재질로 이루어진다.In addition, in the modified example of the optical fiber ribbon, a polygonal wire rod 25 is provided at a central portion thereof, and a polymer material is formed on an outer surface of the polygon wire rod 25 in a state in which the optical fibers 21 are positioned to be in contact with each other. Ribbon coating 27 of the coating material is twisted in a spiral to have a constant pitch is fixed to receive a constant tensile force on the pair of fixing member (10). In this case, the optical fibers 21 on both sides are positioned to be in contact with the edges 26 of the polygonal wire rod 25, and the polygonal wire rod 25 is made of a material having a tensile elongation similar to that of the optical fiber 21.
상기 광섬유리본(20)에 내장된 광섬유(21)는 그 중심부에 굴절률이 높은 코어층(22)과, 상기 코어층(22) 외주면에는 코어층(22)보다 굴절률이 낮은 클래드층(23)이 형성되고, 외표면에는 금속 코팅층(24)이 형성된다.The optical fiber 21 embedded in the optical fiber ribbon 20 has a core layer 22 having a high refractive index at a central portion thereof, and a cladding layer 23 having a refractive index lower than that of the core layer 22 is formed at an outer circumferential surface of the core layer 22. The metal coating layer 24 is formed on the outer surface.
이상의 구성에 의한 본 발명의 작용예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings for the working example of the present invention by the above configuration as follows.
상기 시설물에 크랙(crack) 또는 부분적인 파단이 발생될 경우 상기 고정부재(10)는 서로 이격되는 방향으로 벌어지게 되므로, 이러한 고정부재(10)에 고정되어 설치된 광섬유리본(20)은 이에 대응되는 인장력을 받게된다.When the crack or partial breakage occurs in the facility, the fixing member 10 is opened in a direction that is spaced apart from each other, and thus the optical fiber ribbon 20 fixed to the fixing member 10 is corresponding thereto. Under tension.
따라서, 상기 광섬유리본(20)에 내장된 광섬유(21)는 다각형 선재(25)의 모서리(26)와 연접된 상태에서 나선형으로 꼬여져 설치되어 인장력을 받게 되므로, 광섬유(21)가 다각형 선재(25)의 모서리(26)에 일정한 힘으로 밀착되면서 소정의 측압이 발생되어 광섬유(21) 내부의 클래드층(23)과 코어층(21)을 소정 모양으로 찌그러지도록 가압하게 된다.Therefore, since the optical fiber 21 embedded in the optical fiber ribbon 20 is twisted in a spiral in a state of being connected to the edge 26 of the polygonal wire 25, the optical fiber 21 is subjected to a tensile force. A predetermined side pressure is generated while being in close contact with the corners 26 of the 25 to press the cladding layer 23 and the core layer 21 inside the optical fiber 21 to be distorted into a predetermined shape.
따라서, 상기 광섬유(20)의 일측단에 연결된 광원(40)으로부터 전송되는 소정의 광신호가 광섬유(20)를 지나면서 측압에 비례하는 광손실이 발생되고, 이렇게 손실된 광신호를 광섬유(20)의 타측단에 연결된 광손실측정기(50)에 의해 감지되어 시설물의 변형정도를 정확하게 측정할 수 있게 된다.Therefore, as the predetermined optical signal transmitted from the light source 40 connected to one end of the optical fiber 20 passes through the optical fiber 20, an optical loss in proportion to the side pressure is generated. It is detected by the optical loss meter 50 connected to the other end of the to accurately measure the degree of deformation of the facility.
이때, 상기 광손실 측정기는 소정 길이 연장된 광섬유(30)에 연결되어 상기 시설물로부터 상당거리 이격된 원거리에서 시설물의 정확한 변형량을 측정할 수 있게 된다.In this case, the optical loss measuring device is connected to the optical fiber 30 extending a predetermined length, it is possible to measure the exact amount of deformation of the facility at a far distance from the facility.
이하, 본 발명의 제 2실시예의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for a preferred embodiment of the second embodiment of the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명의 제 1실시예와 제 2실시에 따른 리본형 광변형센서의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제 2실시예를 구성하는 광섬유리본을 도시한 단면도이다.3 is a perspective view of a ribbon type optical deformation sensor according to a first embodiment and a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing an optical fiber ribbon constituting the second embodiment of the present invention.
이를 참조하면, 상기 광변형센서는 시설물의 변형정도를 측정하고자 하는 소정 위치에 일정 간격 이격되도록 고정 설치된 한 쌍의 고정부재(10)와, 상기 한 쌍의 고정부재(10)에 소정의 인장력을 받도록 고정 설치된 광섬유리본(20)과, 상기 광섬유리본(20)의 일측단에 연결되어 설치된 광원(40)과, 상기 광섬유리본(20)의 타측단에 연결되어 설치된 손실측정기(50)로 이루어진다.Referring to this, the optical deformation sensor is applied to a pair of fixing member 10 and the pair of fixing member 10 fixedly installed to be spaced apart at a predetermined interval to a predetermined position to measure the degree of deformation of the facility, the pair of fixing members (10). It consists of an optical fiber ribbon 20 fixed to receive, a light source 40 is connected to one end of the optical fiber ribbon 20, and a loss measuring instrument 50 is connected to the other end of the optical fiber ribbon 20.
상기 광섬유리본(20)은 그 내부에 다수개의 광섬유(21)가 서로 연접되어 위치되고, 상기 광섬유의 외표면에는 폴리머재질의 코팅재로 리본피복(27)되어 일정한 피치를 갖도록 나선형으로 꼬여져 상기 한 쌍의 고정부재(10)에 일정한 인장력을 받도록 고정 설치된다.The optical fiber ribbon 20 is a plurality of optical fibers 21 are located in contact with each other therein, the outer surface of the optical fiber is coated with a ribbon coating 27 of a polymeric coating material spirally twisted to have a constant pitch The fixing member 10 of the pair is fixed to receive a constant tensile force.
상기 광섬유리본(20)에 내장된 광섬유(21)는 그 중심부에 굴절률이 높은 코어층(22)과, 상기 코어층(22) 외주면에는 코어층(22)보다 굴절률이 낮은 클래드층(23)이 형성되고, 외표면에는 금속 코팅층(24)이 형성된다.The optical fiber 21 embedded in the optical fiber ribbon 20 has a core layer 22 having a high refractive index at a central portion thereof, and a cladding layer 23 having a refractive index lower than that of the core layer 22 is formed at an outer circumferential surface of the core layer 22. The metal coating layer 24 is formed on the outer surface.
이상의 구성에 의한 본 발명의 작용예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings for the working example of the present invention by the above configuration as follows.
상기 시설물에 크랙(crack) 또는 부분적인 파단이 발생될 경우 상기 고정부재(10)는 서로 이격되는 방향으로 벌어지게 되므로, 이러한 고정부재(10)에 고정되어 설치된 광섬유리본(20)은 이에 대응되는 인장력을 받게된다.When the crack or partial breakage occurs in the facility, the fixing member 10 is opened in a direction that is spaced apart from each other, and thus the optical fiber ribbon 20 fixed to the fixing member 10 is corresponding thereto. Under tension.
따라서, 상기 광섬유리본(20)에 내장된 다수개의 광섬유(21)는 서로 연접된상태에서 나선형으로 꼬여져 인장력을 받게 되므로, 이러한 광섬유(21)가 연접된 부분에는 서로 밀착되는 방향으로 소정의 측압이 발생되어 광섬유(21) 내부의 클래드층(23)과 코어층(22)을 소정 모양으로 찌그러지도록 가압하게 된다.Therefore, since the plurality of optical fibers 21 embedded in the optical fiber ribbon 20 are twisted in a spiral in a state in which they are connected to each other and are subjected to a tensile force, a predetermined side pressure in a direction in which the optical fibers 21 are in close contact with each other. This is generated to press the cladding layer 23 and the core layer 22 inside the optical fiber 21 so as to crush into a predetermined shape.
따라서, 상기 광섬유리본(20)의 일측단에 연결된 광원(40)으로부터 전송되는 소정의 광신호가 광섬유(21)를 지나면서 측압에 비례하는 광손실이 발생되고, 이렇게 손실된 광신호를 광섬유리본(20)의 타측단에 연결된 광손실측정기(50)에 의해 감지되어 시설물의 변형정도를 정확하게 측정할 수 있게 된다.Therefore, as the predetermined optical signal transmitted from the light source 40 connected to one end of the optical fiber ribbon 20 passes through the optical fiber 21, optical loss in proportion to the side pressure is generated, and the optical signal thus lost is converted into the optical fiber ribbon ( It is detected by the optical loss measuring instrument 50 connected to the other end of 20) to accurately measure the degree of deformation of the facility.
이때, 상기 광손실 측정기는 소정 길이 연장된 광섬유(30)에 연결되어 상기 시설물로부터 상당거리 이격된 원거리에서 시설물의 정확한 변형량을 측정할 수 있게 된다.In this case, the optical loss measuring device is connected to the optical fiber 30 extending a predetermined length, it is possible to measure the exact amount of deformation of the facility at a far distance from the facility.
이상의 본 발명을 적용하게 되면, 상기 광변형센서는 광섬유 둘레면에 리본레진이 피복되어 광섬유가 쉽게 훼손되는 것을 방지할 수 있으며, 장기간 사용할 때에도 센서의 신뢰성이 유지된다.Applying the present invention, the optical deformation sensor is coated with a ribbon resin on the optical fiber circumferential surface can prevent the optical fiber from being easily damaged, the reliability of the sensor is maintained even when used for a long time.
상기 광변형센서는 내부의 광섬유가 다각형 선재의 모서리부분에 의해 가압되어 변형되므로, 시설물의 작은 변형도 쉽게 감지할 수 있어 측정 감도가 우수하다.The optical deformation sensor is deformed by pressing the optical fiber inside the edge of the polygonal wire rod, it is easy to detect even small deformation of the facility is excellent in the measurement sensitivity.
상기 광변형센서는 광섬유를 나선형으로 꼬아서 설치하기 위한 별도의 스트랜딩 설비가 불필요하기 때문에 설비의 구성이 간단해지고, 투자비용이 절감된다.Since the optical deformation sensor does not require a separate stranding facility for twisting the optical fiber in a spiral shape, the configuration of the facility is simplified and the investment cost is reduced.
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