KR100549773B1 - Grade Measuring Sensor Using Optical Fiber and Grade Mesuring Method Using the Same - Google Patents

Grade Measuring Sensor Using Optical Fiber and Grade Mesuring Method Using the Same Download PDF

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전남대학교산학협력단
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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
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Abstract

본 발명은 광섬유를 이용하여 경사도를 측정함과 아울러 물체의 경사도에 대응하여 광손실이 선형적으로 발생될 수 있도록 한 광섬유를 이용한 경사센서에 관한 것이다.The present invention relates to an inclination sensor using an optical fiber to measure the inclination using an optical fiber and to linearly generate an optical loss corresponding to the inclination of the object.

본 발명의 광섬유를 이용한 경사센서는 광을 공급하는 광원과; 상기 광원으로부터 공급되는 광의 이동경로를 제공하기 위한 광섬유와; 상기 광섬유로 공급되는 광을 수광하기 위한 수광부와; 상기 광섬유의 중간부에 형성되어 자신에게 공급되는 압력에 대응하여 상기 광섬유로 공급된 광의 손실량을 조절하기 위한 빛손실부와; 물체의 경사도에 대응되는 압력을 상기 빛손실부로 인가함과 아울러 상기 압력에 대응되어 상기 광이 손실될 수 있도록 하는 압력 공급부 및; 상기 압력 공급부가 설치되는 하우징을 구비하는데, 상기 상기 압력 공급부는 상기 하우징에 회전 가능하도록 고정되는 고정부와; 상기 고정부에 접속되는 아암과; 상기 아암이 지면과 항상 수직방향을 유지할 수 있도록 상기 아암의 끝단에서 소정의 무게를 제공하는 중심추와; 상기 아암에 회전가능함과 아울러 상/하로 유동가능하게 접속되는 롤러 및; 상기 물체의 경사도에 대응되어 상기 롤러로부터 가해지는 압력을 상기 빛손실부로 전달하기 위한 압력 전달부를 구비한다. Inclination sensor using the optical fiber of the present invention and a light source for supplying light; An optical fiber for providing a movement path of light supplied from the light source; A light receiving unit for receiving the light supplied to the optical fiber; A light loss unit formed at an intermediate portion of the optical fiber to adjust an amount of loss of light supplied to the optical fiber in response to a pressure supplied to the optical fiber; A pressure supply unit configured to apply a pressure corresponding to an inclination of an object to the light loss unit and to lose the light corresponding to the pressure; And a housing in which the pressure supply unit is installed, wherein the pressure supply unit is fixed to the housing so as to be rotatable; An arm connected to the fixing portion; A center weight providing a predetermined weight at the end of the arm so that the arm is always perpendicular to the ground; A roller rotatably connected to said arm and movably connected up and down; And a pressure transmission part for transmitting the pressure applied from the roller to the light loss part corresponding to the inclination of the object.

Description

광섬유를 이용한 경사센서 및 이를 이용한 경사 측정 방법{Grade Measuring Sensor Using Optical Fiber and Grade Mesuring Method Using the Same} Grade Measuring Sensor Using Optical Fiber and Grade Mesuring Method Using the Same}             

도 1은 종래의 경사센서를 개략적으로 나타내는 도면.1 is a view schematically showing a conventional tilt sensor.

도 2는 본 발명의 경사센서를 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing an inclination sensor of the present invention.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 경사센서를 나타내는 사시도. 3A and 3B are perspective views of the inclination sensor of the present invention.

도 4는 도 2에 도시된 롤러의 유동범위를 나타내는 도면. 4 is a view showing a flow range of the roller shown in FIG.

도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 경사센서의 동작과정을 나타내는 도면. 5a and 5b are views showing the operation of the inclination sensor shown in FIG.

도 6 및 도 7은 압력 전달부의 모양에 대응하여 빛손실부에서 손실되는 광량을 나타내는 도면. 6 and 7 are diagrams showing the amount of light lost in the light loss unit corresponding to the shape of the pressure transmitting unit.

도 8은 본 발명의 경사센서가 물체에 설치된 모습을 나타내는 도면.8 is a view showing a state in which the inclination sensor of the present invention is installed on the object.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

2 : 본체 4 : 아암2: body 4: arm

6 : 무게추 12 : 광원6 weight 12 light source

14 : 수광부 16 : 광섬유14 light receiving unit 16 optical fiber

18 : 빛손실부 20 : 압력 전달부18: light loss part 20: pressure transmission part

22 : 아암 24 : 롤러22: arm 24: roller

26 : 중심추 28 : 접속부26: center weight 28: connection portion

30 : 가이드부 34 : 액체30: guide part 34: liquid

36 : 추삽입부 38 : 안착부36: weight insertion part 38: seating part

40 : 홀 44 : 고정막대40: hole 44: fixed rod

본 발명은 광섬유를 이용한 경사센서 및 이를 이용한 경사 측정 방법에 관한 것으로 특히, 광섬유를 이용하여 경사도를 측정함과 아울러 물체의 경사도에 대응하여 광손실이 선형적으로 발생될 수 있도록 한 광섬유를 이용한 경사센서 및 이를 이용한 경사 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inclination sensor using an optical fiber and an inclination measuring method using the same. In particular, the inclination using an optical fiber to measure the inclination using an optical fiber and to linearly generate an optical loss corresponding to the inclination of the object. It relates to a sensor and a tilt measurement method using the same.

특정 물체의 경사도를 측정하기 위한 경사센서는 다양한 분야에서 이용되고 있다. 일례로, 경사센서는 교량 또는 건물등에 설치되어 일정 시간 단위로 교량 또는 건물의 경사도를 측정하게 된다. 이때, 측정된 교량 또는 건물의 경사도는 교량 또는 건물의 안전도 평가에 중요한 척도로 사용된다. 또한, 경사센서는 차량등에 장착되어 현재 차량의 경사도(즉, 차량이 진행하고 있는 길의 경사도)를 파악하고, 파악된 경사도를 이용하여 각종 장치를 제어하게 된다.Tilt sensors for measuring the inclination of a specific object have been used in various fields. For example, the inclination sensor is installed in the bridge or building, etc. to measure the inclination of the bridge or building on a predetermined time basis. At this time, the measured slope of the bridge or building is used as an important measure for the safety evaluation of the bridge or building. In addition, the inclination sensor is mounted on the vehicle to determine the inclination of the current vehicle (that is, the inclination of the road that the vehicle is progressing), and to control the various devices using the determined inclination.

도 1은 종래의 경사센서를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional tilt sensor.

도 1을 참조하면, 종래의 경사센서는 경사도를 측정하고자 하는 물체에 설치되는 본체(2)와, 본체(2)에 회전 가능하도록 설치되는 아암(4)과, 아암(4)의 끝단에 설치되는 무게추(6)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a conventional inclination sensor is installed on a main body 2 installed on an object to measure inclination, an arm 4 installed on the main body 2 so as to be rotatable, and an end of the arm 4. It is provided with a weight (6).

본체(2)는 경사도를 측정하고자 하는 물체에 고정되도록 설치된다. 예를 들어, 본체(2)는 건물의 외벽에 고정되도록 설치될 수 있다. 아암(4)은 본체(2)가 물체의 경사도에 따라 기울어질 때 중력에 의하여 지면과 수직방향을 유지한다. 따라서, 본체(2)가 기울어질 때 본체(2)의 기울어짐에 대응하여 아암(4)은 본체(2)와 소정각도를 유지한다. 이때, 무게추(6)는 아암(4)이 지면과 수직방향을 유지할 수 있도록 소정의 무게를 아암(4)에 제공한다.The main body 2 is installed to be fixed to an object to measure the inclination. For example, the body 2 may be installed to be fixed to the outer wall of the building. The arm 4 is maintained perpendicular to the ground by gravity when the main body 2 is inclined according to the inclination of the object. Therefore, when the main body 2 is inclined, the arm 4 maintains a predetermined angle with the main body 2 in response to the inclination of the main body 2. At this time, the weight 6 provides the arm 4 with a predetermined weight so that the arm 4 can be maintained perpendicular to the ground.

한편, 본체(2)는 외부로부터 소정의 전압을 공급받고, 공급받은 전압을 다시 외부로 출력한다. 여기서, 본체(2)는 소정의 저항을 갖게 때문에 외부로부터 입사된 전압값은 본체(2)의 저항에 대응되어 변화된 후 외부로 출력된다. 여기서, 본체(2)의 저항은 아암(4)의 위치에 대응하여 변화되게 된다. 예를 들어, 아암(4)이 중심부로부터 오른쪽으로 위치될 때 본체(2)이 저항이 작아지고, 아암(4)이 중심부로부터 왼쪽으로 위치될 때 본체(2)의 저항은 높아질 수 있다. On the other hand, the main body 2 receives a predetermined voltage from the outside, and outputs the supplied voltage to the outside again. Here, since the main body 2 has a predetermined resistance, the voltage value incident from the outside is changed corresponding to the resistance of the main body 2 and then output to the outside. Here, the resistance of the main body 2 is changed corresponding to the position of the arm 4. For example, the resistance of the main body 2 may be high when the arm 2 is positioned from the center to the right, and the resistance of the main body 2 may be high when the arm 4 is located from the center to the left.

즉, 종래의 경사센서는 아암(4)의 위치에 대응하여 본체(2)의 저항이 변화된다. 따라서, 종래에는 본체(2)로부터 출력되는 전압을 이용하여 물체의 경사도를 측정하게 된다. That is, in the conventional inclination sensor, the resistance of the main body 2 changes in correspondence with the position of the arm 4. Therefore, conventionally, the inclination of the object is measured using the voltage output from the main body 2.

다시 말하여, 종래의 경사센서는 전기적 신호의 출력량을 이용하여 물체의 경사도를 측정한다. 하지만, 이와 같이 전기적 신호를 이용하여 물체의 경사도를 측정하는 방식은 외부요건에 따라서 측정량이 상이해지는 문제점이 있다. 다시 말하여, 전자파가 많은 곳에 경사센서가 설치될 경우 전자파의 간섭에 의하여 전기적 신호의 출력량이 변화되기 때문에 물체의 경사도가 정확히 측정될 수 없다. 또한, 전기적 신호를 사용하는 경사센서가 외부에 설치되는 경우 비 또는 눈 등에 의하여 누전이 발생될 수 있고, 이에 따라 물체의 경사도가 정확히 측정될 수 없다. In other words, the conventional tilt sensor measures the inclination of the object using the output amount of the electrical signal. However, the method of measuring the inclination of the object using the electrical signal as described above has a problem in that the measurement amount is different according to external requirements. In other words, when the inclination sensor is installed where there are many electromagnetic waves, the inclination of the object cannot be accurately measured because the output amount of the electrical signal is changed by the interference of the electromagnetic waves. In addition, when an inclination sensor using an electrical signal is installed outside, a short circuit may occur due to rain or snow, and thus, the inclination of the object may not be accurately measured.

따라서, 본 발명의 목적은 광섬유를 이용하여 경사도를 측정함과 아울러 물체의 경사도에 대응하여 광손실이 선형적으로 발생될 수 있도록 한 광섬유를 이용한 경사센서 및 이를 이용한 경사 측정 방법을 제공하는 것이다.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an inclination sensor using an optical fiber and an inclination measuring method using the same so that light loss can be linearly generated in response to the inclination of the object while measuring the inclination using the optical fiber.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광섬유를 이용한 경사센서는 광을 공급하는 광원과; 상기 광원으로부터 공급되는 광의 이동경로를 제공하기 위한 광섬유와; 상기 광섬유로 공급되는 광을 수광하기 위한 수광부와; 상기 광섬유의 중간부에 형성되어 자신에게 공급되는 압력에 대응하여 상기 광섬유로 공급된 광의 손실량을 조절하기 위한 빛손실부와; 물체의 경사도에 대응되는 압력을 상기 빛손실부로 인가함과 아울러 상기 압력에 대응되어 상기 광이 손실될 수 있도록 하는 압력 공급부 및; 상기 압력 공급부가 설치되는 하우징을 구비하는데, 상기 상기 압력 공급부는 상기 하우징에 회전 가능하도록 고정되는 고정부와; 상기 고정부에 접속되는 아암과; 상기 아암이 지면과 항상 수직방향을 유지할 수 있도록 상기 아암의 끝단에서 소정의 무게를 제공하는 중심추와; 상기 아암에 회전가능함과 아울러 상/하로 유동가능하게 접속되는 롤러 및; 상기 물체의 경사도에 대응되어 상기 롤러로부터 가해지는 압력을 상기 빛손실부로 전달하기 위한 압력 전달부를 구비한다. In order to achieve the above object, the inclination sensor using the optical fiber of the present invention and a light source for supplying light; An optical fiber for providing a movement path of light supplied from the light source; A light receiving unit for receiving the light supplied to the optical fiber; A light loss unit formed at an intermediate portion of the optical fiber to adjust an amount of loss of light supplied to the optical fiber in response to a pressure supplied to the optical fiber; A pressure supply unit configured to apply a pressure corresponding to an inclination of an object to the light loss unit and to lose the light corresponding to the pressure; And a housing in which the pressure supply unit is installed, wherein the pressure supply unit is fixed to the housing so as to be rotatable; An arm connected to the fixing portion; A center weight providing a predetermined weight at the end of the arm so that the arm is always perpendicular to the ground; A roller rotatably connected to said arm and movably connected up and down; And a pressure transmission part for transmitting the pressure applied from the roller to the light loss part corresponding to the inclination of the object.

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본 발명의 광섬유를 이용한 경사 측정 방법은 광섬유로 광을 공급하는 단계와; 물체의 경사도에 비례되도록 상기 광섬유로 공급된 광을 손실시키는 단계 및; 상기 손실된 광의 양을 측정하여 상기 물체의 경사도를 측정하는 단계를 포함하는데, 상기 광을 손실시키는 단계가 상기 물체의 경사도에 비례되도록 상기 광섬유로 공급된 광을 선형적으로 손실시키는 단계를 더 포함하여, 보다 정밀한 측정치를 획득한다.The inclination measuring method using the optical fiber of the present invention comprises the steps of supplying light to the optical fiber; Losing light supplied to the optical fiber so as to be proportional to the inclination of the object; Measuring the inclination of the object by measuring the amount of light lost, further comprising linearly losing light supplied to the optical fiber such that the step of losing the light is proportional to the inclination of the object. To obtain more accurate measurement values.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 8.

도 2 내지 도 3b는 본 발명의 실시예에 의한 경사센서를 나타내는 단면도 및 사시도이다.2 to 3b are cross-sectional views and perspective views showing an inclination sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 광섬유를 이용한 경사센서는 빛을 공급하기 위한 광원(12)과, 빛을 수광하기 위한 수광부(14)와, 광원(12)과 수광부(14) 사이에 설치되어 빛의 이동 통로를 제공하는 광섬유(16)와, 광섬유(16)를 반원 또는 원 형태로 만들어 형성되는 빛손실부(18)를 구비한다. 2 to 3B, an inclination sensor using an optical fiber according to an embodiment of the present invention includes a light source 12 for supplying light, a light receiving unit 14 for receiving light, a light source 12, and a light receiving unit The optical fiber 16 is provided between the 14 to provide a passage for the movement of light, and the light loss portion 18 formed by making the optical fiber 16 in a semicircle or a circle.

광원(12)은 소정량의 빛을 광섬유(16)의 일측단으로 공급한다. 이를 위해, 광원(12)은 빛을 공급할 수 있는 장치, 예를 들면 레이저 다이오드로 이용될 수 있다. The light source 12 supplies a predetermined amount of light to one end of the optical fiber 16. To this end, the light source 12 may be used as a device capable of supplying light, for example, a laser diode.

수광부(14)는 광섬유(16)의 다른측단에서 빛손실부(18)를 경유하여 공급되는 빛을 수광하고, 수광된 빛을 이용하여 물체의 경사도를 측정한다. 예를 들어, 수광부(14)는 수광된 빛을 전기적신호로 변환하고, 이 전기적 신호를 이용하여 물체의 경사도를 측정한다. The light receiving unit 14 receives the light supplied through the light loss unit 18 at the other end of the optical fiber 16, and measures the inclination of the object using the received light. For example, the light receiving unit 14 converts the received light into an electrical signal, and measures the inclination of the object using the electrical signal.

빛손실부(18)는 광원(12)과 수광부(14) 사이에서 광섬유(16)를 반원 또는 원 형태로 굽힘으로써 형성된다. 이와 같은 빛손실부(18)로는 물체의 경사에 비례되는 압력이 인가되고, 빛손실부(18)는 자신에게 공급되는 압력에 대응하여 빛의 손실량을 증가시킨다.The light loss portion 18 is formed by bending the optical fiber 16 in a semicircle or circle form between the light source 12 and the light receiving portion 14. A pressure proportional to the inclination of the object is applied to the light loss unit 18, and the light loss unit 18 increases the amount of light loss in response to the pressure supplied to the light loss unit 18.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 광섬유를 이용한 경사센서는 물체의 경사에 대응되는 압력을 빛손실부(18)로 전달하기 위한 압력 공급부(50)와, 압력 공급부(50)가 설치되는 하우징(60)을 추가로 구비한다.On the other hand, the inclination sensor using the optical fiber according to an embodiment of the present invention is a housing in which the pressure supply unit 50 and the pressure supply unit 50 for transmitting the pressure corresponding to the inclination of the object to the light loss unit 18 ( 60).

압력 공급부(50)는 경사를 측정하고자 하고자 하는 물체에 고정되는 고정부(23)와, 아암(22)에 의하여 고정부(23)와 접속되는 중심추(26)와, 회전가능하게 설치되는 롤러(24)와, 롤러(24)를 아암(22)에 접속시키기 위한 접속부(28)와, 롤러(24)로부터 가해지는 압력을 빛손실부(18)로 전달하기 위해 축 홀(21)과 상기 축홀(21)에 대응되게 상기 하우징(60)의 내벽에 돌출된 회전축(도시되지 않음)에 의해 상하로 회전이동하는 압력 전달부(20)를 구비한다. The pressure supply unit 50 includes a fixed part 23 fixed to an object to be measured for inclination, a central weight 26 connected to the fixed part 23 by an arm 22, and a roller rotatably installed. (24), the connecting portion (28) for connecting the roller (24) to the arm (22), and the shaft hole (21) and the above to transfer the pressure applied from the roller (24) to the light loss portion (18). The pressure transmission unit 20 rotates up and down by a rotation shaft (not shown) protruding from the inner wall of the housing 60 to correspond to the shaft hole 21.

고정부(23)는 경사를 측정하고자 하는 물체에 회전가능하도록 고정된다.(실제로 고정부(23)는 하우징에 회전가능하도록 고정된다) 이를 위해, 고정부(23)에는 홀이 형성되고, 이 홀을 고정막대(44)가 관통됨으로써 고정부(23)가 물체에 회전가능하도록 고정된다.The fixing part 23 is rotatably fixed to the object to measure the inclination (actually, the fixing part 23 is fixed to the housing so as to be rotatable). For this purpose, a hole is formed in the fixing part 23, and As the fixing bar 44 passes through the hole, the fixing part 23 is fixed to the object to be rotatable.

아암(22)은 물체가 기울어질 때 중력에 의하여 지면과 수직방향을 유지한다. 아암(22)의 끝단에 설치된 중심추(26)는 중력에 의하여 아암(22)이 지면과 수직방향을 유지하도록 소정의 무게를 아암(22)에 제공한다. 여기서, 중심추(26)는 액체의 저항을 많이 받을 수 있도록 "Ι" 형태로 형성된다. 중심추(26)의 상세한 설명은 하우징(60)과 연계하여 추후 설명하기로 한다.Arm 22 is perpendicular to the ground by gravity when the object is tilted. The center weight 26 provided at the end of the arm 22 provides the arm 22 with a predetermined weight so that the arm 22 is perpendicular to the ground by gravity. Here, the central weight 26 is formed in the form of "Ι" to receive a lot of resistance of the liquid. Detailed description of the central weight 26 will be described later in connection with the housing (60).

롤러(24)는 접속부(28)에 의해 회전 가능하도록 아암(22)에 부착된다. 그리고, 접속부(28)는 아암(22)이 지면과 수직상태를 유지할 수 있도록 도 4와 같이 아암(22)에 수직으로 유동가능하도록 접속된다.The roller 24 is attached to the arm 22 so as to be rotatable by the connecting portion 28. And the connection part 28 is connected so that the arm 22 may be perpendicular to the arm 22 as shown in FIG. 4 so that the arm 22 may be perpendicular to the ground.

이와 같은 롤러(24)의 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저, 하우징(60)은 물체에 고정되도록 부착된다. 그리고, 아암(22)은 물체의 경사와 무관하게 지면과 수직방향을 유지한다. 하우징(60)이 물체에 고정되면 하우징(60)은 도 5a 및 도 5b와 같이 물체의 경사에 대응되어 기울어진다. 여기서, 아암(22)은 지면과 수직방향을 유지하기 때문에 하우징(60)의 경사에 대응되어 롤러(24)가 유동된다. 즉, 접속부(28)는 도 4와 같이 아암(22)의 수평방향으로 유동되면서 지면과 수직방향을 유지하는 아암(22)과 접촉된다. 이때, 롤러(24)에 의하여 압력 전달부(20)로 소정의 압력이 전달된다. 즉, 도 5a 및 도 5b와 같이 하우징(60)의 기울기에 대응하는 압력이 롤러(24)에 의하여 압력 전달부(20)로 전달되게 된다.Referring to the operation of the roller 24 in detail, first, the housing 60 is attached to be fixed to the object. The arm 22 maintains the direction perpendicular to the ground regardless of the inclination of the object. When the housing 60 is fixed to the object, the housing 60 is inclined corresponding to the inclination of the object as shown in FIGS. 5A and 5B. Here, since the arm 22 maintains the direction perpendicular to the ground, the roller 24 flows corresponding to the inclination of the housing 60. That is, the connecting portion 28 is in contact with the arm 22 which is maintained in the vertical direction with the ground while flowing in the horizontal direction of the arm 22 as shown in FIG. At this time, a predetermined pressure is transmitted to the pressure transmission unit 20 by the roller 24. That is, as shown in FIGS. 5A and 5B, the pressure corresponding to the inclination of the housing 60 is transmitted to the pressure transmitting unit 20 by the roller 24.

압력 전달부(20)는 롤러(24)로부터 가해지는 압력에 의해 위쪽으로 회전이동하여 상기 롤러(24)로 부터 전달된 압력을 빛손실부(18)로 전달한다. 여기서, 압력 전달부(20)는 롤러(24)의 이동에 대응되어 손실되는 빛의 양이 선형적으로 증감될 수 있도록 굴곡지게 형성된다. 이를 상세히 설명하면, 압력 전달부(20)가 굴곡지게 형성되지 않고 직선형태로 형성되면 롤러(24)의 이동에 대응되어 손실되는 빛의 양은 도 6과 같이 비선형적으로 설정된다. 이와 같이, 롤러(24)의 이동에 대응되어 손실되는 빛의 양이 비선형적으로 설정되면 물체의 경사를 정확히 측정할 수 없다. The pressure transmitting unit 20 rotates upward by the pressure applied from the roller 24 to transmit the pressure transmitted from the roller 24 to the light loss unit 18. Here, the pressure transmitting part 20 is formed to be bent so that the amount of light lost corresponding to the movement of the roller 24 can be increased or decreased linearly. In detail, when the pressure transmission unit 20 is not curved but is formed in a straight line, the amount of light lost corresponding to the movement of the roller 24 is set nonlinearly as shown in FIG. 6. As such, when the amount of light lost corresponding to the movement of the roller 24 is set nonlinearly, the inclination of the object cannot be accurately measured.

따라서, 본 발명에서는 도 7과 같이 롤러(24)의 이동에 대응되어 손실되는 빛의 양이 도 7과 같이 선형적으로 설정될 수 있도록 압력 전달부(20)를 굴곡지게 형성한다. 예를 들어, 본 발명에서는 손실되는 빛의 양이 선형적으로 설정될 수 있도록 압력 전달부(20)를 도 6에 도시된 비선형 곡선과 반대 방향의 모양을 가지도록 형성할 수 있다. 실제로, 압력 전달부(20)의 굴곡 모양은 롤러(24)의 이동에 대응되어 손실되는 빛의 양이 선형적으로 증감되도록 다양한 실험에 의하여 설정된다.Therefore, in the present invention, the pressure transmitting part 20 is formed to be bent so that the amount of light lost corresponding to the movement of the roller 24 can be set linearly as shown in FIG. 7. For example, in the present invention, the pressure transmission unit 20 may be formed to have a shape opposite to the nonlinear curve shown in FIG. 6 so that the amount of light lost may be set linearly. In fact, the bending shape of the pressure transmitting part 20 is set by various experiments so that the amount of light lost corresponding to the movement of the roller 24 increases and decreases linearly.

하우징(60)은 중심추(26)가 삽입되는 추 삽입부(36)와, 롤러(24)가 안착되는 안착부(38)와, 접속부(28)를 안내하기 위한 가이드부(30)와, 고정부(23)의 홀과 일치되도록 설치되는 관통홀(40)과 압력 전달부(20)의 회전축(도시되지 않음)을 구비한다. 이와 같은 하우징(60)은 경사도를 측정하고자 하는 물체에 고정되도록 부착된다. The housing 60 includes a weight insertion portion 36 into which the central weight 26 is inserted, a seating portion 38 on which the roller 24 is seated, a guide portion 30 for guiding the connecting portion 28, It is provided with a through hole 40 and a rotating shaft (not shown) of the pressure transmitting part 20 which are installed to match the hole of the fixing part 23. Such a housing 60 is attached to be fixed to the object to measure the inclination.

추 삽입부(36)에는 중심추(26)가 위치된다. 여기서, 추 삽입부(36) 내부에는 액체(34)(예를 들명, 물, 기름 등)가 삽입된다. 추 삽입부(36)에 삽입된 액체(34)는 중심추(26)의 유동범위를 제한한다. 다시 말하여, 액체(34)는 중심추(26)에 소정의 압력을 제공하기 때문에 중심추(26)는 외부로부터의 충격에 의하여 쉽게 흔들리지 않게 된다. 여기서, 중심추(26)가 "I"자 형태로 형성되기 때문에 액체(34)로부터 인가되는 대부분의 압력이 중심추(26)로 전달될 수 있다. The center weight 26 is located in the weight insertion portion 36. Here, the liquid 34 (for example, water, oil, etc.) is inserted in the weight insertion part 36. The liquid 34 inserted into the weight insert 36 limits the flow range of the central weight 26. In other words, since the liquid 34 provides a predetermined pressure to the central weight 26, the central weight 26 is not easily shaken by an impact from the outside. Here, since the central weight 26 is formed in the shape of "I", most of the pressure applied from the liquid 34 can be transmitted to the central weight 26.

안착부(38)에는 롤러(24)가 안착되어 회전된다. 가이드부(30)는 접속부(28)가 유동될 수 있는 수평방향의 통로를 제공한다. 즉, 접속부(28)는 도 4와 같이 물체의 경사에 대응되어 가이드부(30)를 따라서 유동된다. 관통홀(40)은 고정부(23)의 홀과 일치되도록 형성된다. 미도시된 회전축에 압력 전달부(20)의 축홀(21)이 끼워져 압력전달부(20)가 상하 회전이동한다. The roller 24 is seated on the seating portion 38 and rotates. The guide part 30 provides a horizontal passage through which the connection part 28 can flow. That is, the connection part 28 flows along the guide part 30 corresponding to the inclination of the object as shown in FIG. The through hole 40 is formed to coincide with the hole of the fixing part 23. The shaft hole 21 of the pressure transmission unit 20 is fitted to the rotation shaft, not shown, so that the pressure transmission unit 20 rotates up and down.

이와 같은 본 발명의 실시예에 의한 경사센서의 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 하우징(60)은 물체에 고정되도록 설치된다. 예를 들어, 하우징(60)은 경사를 측정하고자 하는 교량 또는 건물등에 고정되도록 설치된다. 하우징(60)이 경사를 측정하고 하는 물체에 고정되도록 설치되면 광원(12)으로부터의 광이 광섬유(16)로 공급된다. 이때, 광섬유(16)로 공급된 광원 빛손실부(18)를 경유하여 수광부(14)로 공급된다. Referring to the operation of the inclination sensor according to an embodiment of the present invention in detail, first the housing 60 is installed to be fixed to the object. For example, the housing 60 is installed to be fixed to the bridge or building to measure the slope. When the housing 60 is installed to be fixed to an object to measure tilt, light from the light source 12 is supplied to the optical fiber 16. At this time, it is supplied to the light receiving unit 14 via the light source light loss unit 18 supplied to the optical fiber 16.

한편, 하우징(60)은 자신에 설치된 교량 또는 건물의 경사도에 대응되어 도 5a 및 도 5b와 같이 기울어진다. 이때, 중심추(26)에 의하여 아암(22)은 지면과 수직방향을 유지한다. 따라서, 아암(22)과 접속되도록 설치되는 롤러(24)는 하우징(60)의 경사도에 대응되는 압력을 압력 전달부(20)로 공급한다. 압력 전달부(20)는 자신에게 전달된 압력에 의해 위쪽으로 회전이동하여 자신에게 전달된 압력을 빛손실부(18)로 전달한다. 여기서, 압력 전달부(20)는 굴곡지게 형성되어 있기 때문에 롤러(24)로부터 전달되는 압력에 대응되어 빛손실부(18)에서 발생되는 광손실량은 선형적으로 증가 또는 감소된다. 수광부(12)는 빛손실부(18)에서 손실된 광량을 제외한 광을 수광한다. 그리고, 수광부(12)는 빛손실부(18)에서 손실된 광량을 이용하여 물체의 경사도를 측정하게 된다.
한편, 이와 같은 광섬유를 이용한 경사센서는 경사도를 측정하고자 하는 물체에 적어도 하나 이상 설치되어 물체의 경사도를 측정한다. 예를 들어, 본 발명의 경사센서는 도 8과 같이 경사를 측정하고자 하는 물체의 적어도 두 측면에 설치되어 물체의 경사도를 측정할 수 있다. 여기서 물체의 적어도 두측면에 경사센서가 설치되면 보다 정확하게 물체의 경사도를 측정할 수 있다. On the other hand, the housing 60 is inclined as shown in Figs. 5a and 5b corresponding to the inclination of the bridge or building installed therein. At this time, the arm 22 is maintained perpendicular to the ground by the central weight (26). Therefore, the roller 24 provided to be connected to the arm 22 supplies the pressure corresponding to the inclination of the housing 60 to the pressure transmission part 20. The pressure transmission unit 20 rotates upward by the pressure transmitted to it, and transmits the pressure transmitted to the light loss unit 18. Here, since the pressure transmission unit 20 is formed to be bent, the amount of light loss generated in the light loss unit 18 increases or decreases linearly in response to the pressure transmitted from the roller 24. The light receiving unit 12 receives light except for the amount of light lost by the light loss unit 18. The light receiver 12 measures the inclination of the object using the amount of light lost by the light loss unit 18.
Meanwhile, the inclination sensor using the optical fiber is installed on at least one object to measure the inclination to measure the inclination of the object. For example, the inclination sensor of the present invention can be installed on at least two sides of the object to measure the inclination, as shown in Figure 8 can measure the inclination of the object. Here, if the inclination sensor is installed on at least two sides of the object can be measured more accurately the inclination of the object.

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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 경사센서 및 이를 이용한 경사 측정 방법은 광을 이용하여 물체의 경사도를 측정하기 때문에 전자파 및 날씨와 무관하게 사용될 수 있다는 장점이 있다. 아울러, 압력 전달부를 굴곡지도록 형성하여 물체의 기울기에 대응되어 발생되는 빛의 손실량이 선형적으로 증감되기 때문에 물체의 경사도를 정확히 측정할 수 있다. As described above, the inclination sensor using the optical fiber and the inclination measuring method using the same according to the present invention have an advantage that they can be used irrespective of electromagnetic waves and weather because the inclination of the object is measured using light. In addition, since the pressure transmission unit is formed to be bent, the amount of light generated corresponding to the inclination of the object increases and decreases linearly, thereby accurately measuring the inclination of the object.                     

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (8)

광을 공급하는 광원과; 상기 광원으로부터 공급되는 광의 이동경로를 제공하기 위한 광섬유와; 상기 광섬유로 공급되는 광을 수광하기 위한 수광부와; 상기 광섬유의 중간부에 형성되어 자신에게 공급되는 압력에 대응하여 상기 광섬유로 공급된 광의 손실량을 조절하기 위한 빛손실부와; 물체의 경사도에 대응되는 압력을 상기 빛손실부로 인가함과 아울러 상기 압력에 대응되어 상기 광이 손실될 수 있도록 하는 압력 공급부 및; 상기 압력 공급부가 설치되는 하우징을 구비하여 상기 물체의 경사도를 측정하는 광섬유를 이용한 경사센서에 있어서,A light source for supplying light; An optical fiber for providing a movement path of light supplied from the light source; A light receiving unit for receiving the light supplied to the optical fiber; A light loss unit formed at an intermediate portion of the optical fiber to adjust an amount of loss of light supplied to the optical fiber in response to a pressure supplied to the optical fiber; A pressure supply unit configured to apply a pressure corresponding to an inclination of an object to the light loss unit and to lose the light corresponding to the pressure; In the inclination sensor using an optical fiber having a housing in which the pressure supply unit is installed to measure the inclination of the object, 상기 압력 공급부는The pressure supply unit 상기 하우징에 회전 가능하도록 고정되는 고정부와;A fixing part rotatably fixed to the housing; 상기 고정부에 접속되는 아암과;An arm connected to the fixing portion; 상기 아암이 지면과 항상 수직방향을 유지할 수 있도록 상기 아암의 끝단에서 소정의 무게를 제공하는 중심추와;A center weight providing a predetermined weight at the end of the arm so that the arm is always perpendicular to the ground; 상기 아암에 회전가능함과 아울러 상/하로 유동가능하게 접속되는 롤러 및;A roller rotatably connected to said arm and movably connected up and down; 상기 물체의 경사도에 대응되어 상기 롤러로부터 가해지는 압력을 상기 빛손실부로 전달하기 위한 압력 전달부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 경사센서.And a pressure transmitting part for transmitting the pressure applied from the roller to the light loss part corresponding to the inclination of the object. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압력 전달부는 상기 롤러로부터 가해지는 압력에 비례되어 상기 빛손실부에서 선형적으로 광이 손실될 수 있도록 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 경사센서.And the pressure transmitting part is formed to be bent so as to linearly lose light in the light loss part in proportion to the pressure applied from the roller. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징은The housing is 상기 중심추가 삽입되는 추 삽입부와;A weight insertion unit into which the center portion is inserted; 상기 롤러가 안착되는 안착부 및;A seating part on which the roller is seated; 상기 롤러가 수평방향으로 이동될 수 있도록 경로를 제공하는 가이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 경사센서.Inclination sensor using an optical fiber, characterized in that it comprises a guide for providing a path for the roller to move in the horizontal direction. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 추 삽입부에는 상기 중심추의 유동범위를 제한하기 위하여 액체가 삽입되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 경사센서.The inclination sensor using the optical fiber, characterized in that the liquid is inserted into the weight insertion portion to limit the flow range of the central weight. 광섬유로 광을 공급하는 단계와; 물체의 경사도에 비례되도록 상기 광섬유로 공급된 광을 손실시키는 단계 및; 상기 손실된 광의 양을 측정하여 상기 물체의 경사도를 측정하는 단계를 포함하는 광섬유를 이용한 경사 측정 방법에 있어서,Supplying light to the optical fiber; Losing light supplied to the optical fiber so as to be proportional to the inclination of the object; In the inclination measurement method using an optical fiber comprising measuring the amount of light lost by measuring the inclination of the object, 상기 광을 손실시키는 단계가 상기 물체의 경사도에 비례되도록 상기 광섬유로 공급된 광을 선형적으로 손실시키는 단계를 더 포함하여, 보다 정밀한 측정치를 획득하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 경사 측정 방법. And linearly losing the light supplied to the optical fiber such that the step of losing the light is proportional to the inclination of the object, thereby obtaining a more precise measurement value. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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