KR100913536B1 - 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분포형 광섬유 센서를 이용해 배관의 변형률 및 온도를 계측하여 배관의 누수 및 파손을 감지할 수 있는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템에 있어서, 상기 분포형 광섬유를 삽입할 수 있도록 180° 위상차가 나도록 2개의 나선형태 홈을 형성하는 배관과, 상기 배관과 배관 사이를 연결하기 위한 배관 이음부에 분포형 광섬유를 삽입할 수 있는 홈을 형성하는 배관 연결 치구부를 볼트로 체결하는 배관 조인트부와, 상기 배관에 형성된 나선형태의 홈에 광섬유를 삽입하여 배관을 감싸 상기 배관의 변형률 및 온도를 계측하도록 펄스 광을 보내고, 연결된 배관의 끝단에서 브릴루앙 산란광을 증폭하기 위한 CW 광을 보내 수신부에 의해 증폭된 브릴루앙 산란광을 계측하는 계측부와, 상기 계측부의 수신부에서 계측한 데이터를 분석하여 처리하는 신호처리부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템을 제공한다.
분포형 광섬유 센서, 배관, 변형률, 온도
Description
본 발명은 분포형 광섬유 센서를 이용해 배관의 변형률 및 온도를 계측하여 배관의 누수 및 파손을 감지할 수 있는 것으로 보다 상세하게는 배관에 180° 위상차가 나도록 일측과 타일측에 분포형 광섬유를 삽입할 수 있는 2개의 나선형태 홈을 형성하여 상기 2개의 나선형태 홈에 각각 광섬유를 삽입해 광원부에서 광을 보내면 브릴리앙 산란파를 계측해 배관의 변형률 및 온도를 계측하고, 2개의 광섬유에서 각각 계측한 변형률 및 온도를 비교 분석하여 상기 배관의 변형률 및 온도를 보정함으로써 상기 배관의 변형률 및 온도 변화에 따른 누수 및 파손을 정확하게 감지할 수 있는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 땅에는 오일이나 가스 그리고 물 등 여러 가지 유체를 송출하는 각종 배관이 매설된다. 상기와 같이 각종 유체를 송출하는 배관들은 장기간 사용하 다보면 배관의 노후화에 따른 누수와 지하에서 매설되어 지반이 누루는 압력에 의해 배관의 변형이 발생해 배관과 배관 이음부가 틀어져 배관에 손상이 발생할 수 있다. 이와 같이 배관에 누수와 변형률에 문제가 발생하면 송출되는 유체의 종류에 따라 안전사고에 대한 우려와 막대한 손실을 배제할 수 없었으며, 이에 따라 가능하면 유체를 송출시키는 배관의 누수 및 손상을 방지하기 위해 많은 연구개발이 이루어지고 있었다.
종래에는 배관의 누수 및 파손을 감지하기 위해 부식 정도를 측정하였으며, 상기 배관의 부식정도는 배관의 부식정도를 측정하는 장치가 현재 도로상에 약 300m 간격으로 설치된 전기방식 전위측정용 테스트 박스에 의해 측정하게 되는데 그와 같은 테스트 박스가 차량이 통행되는 도로상에 설치된 구조에 의해 배관의 부식정도를 측정할 때에는 교통장애를 발생하게 되는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라 테스트 박스가 지상으로 노출된 구조에 의해 눈이나 비 또는 흙먼지 등이 테스트 박스 내부로 유입하게 되어 이를 주기적으로 제거하지 않을 경우 결국 전기방식의 효과가 떨어지고 전기적으로 접속된 인출선 및 접속단자가 부식되어 교체를 해야 하는 불편한 문제점이 있었으며, 전위를 측정할 경우 배관의 부식 상태만 계측할 수 있으며 외부의 충격이나 압력에 의한 배관의 변형에 따른 배관의 뒤틀림은 계측할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 또 다른 종래의 배관 누수 및 파손 여부 탐지 방법은 배관의 양쪽 제 수변, 소화전 계량기 등에 센서를 부착시켜 누수 지점에서 전해지는 동일한 누수음이 쌍방의 감지기에 전해지는 시간차를 계산해 누수 지점을 산출하는 장비를 활용하였으나, 이러한 방법은 주기적으로 배관이 매설되어 있는 현장에 직접 인력이 투입되어야 하기 때문에 탐지반을 운영해야 하는 문제가 있을 뿐만 아니라 배관의 주변에서 발생하는 차량 통행, 지하수 흐름, 주변 공사에 따른 잡음 등에 의해 누수음을 정확하게 감지하기 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 분포형 광섬유 센서를 이용해 배관의 변형률 및 온도를 계측하여 배관의 누수 및 파손을 감지할 수 있있도록 배관에 180° 위상차가 나도록 일측과 타일측에 분포형 광섬유를 삽입할 수 있는 2개의 나선형태 홈을 형성하여 상기 2개의 나선형태 홈에 각각 광섬유를 삽입해 브릴로앙 산란파를 계측하여 배관의 변형률 및 온도를 계측하고, 각각 계측한 변형률 및 온도를 비교 분석하여 상기 배관의 변형률과 온도를 보정함으로써 상기 배관의 변형률 및 온도 변화에 따른 누수 및 파손을 정확하게 감지할 수 있는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 배관에서 가장 취약부분인 배관과 배관 사이를 연결하는 배관 조인트부에 배관 연결 치구부를 형성하여 상기 배관 연결 치구부에 광섬유를 관통해 상기 광섬유의 파손없이 배관과 배관 사이의 연결부위의 변형률 및 온도를 계측하여 상기 배관 조인트부의 누수 및 파손을 감지할 수 있는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 분포형 광섬유 센서를 이용해 배관의 변형률 및 온도를 계측하여 배관의 누수 및 파손을 감지할 수 있는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템에 있어서,
상기 분포형 광섬유를 삽입할 수 있도록 180° 위상차가 나도록 2개의 나선형태 홈을 형성하는 배관;
상기 배관과 배관 사이를 연결하기 위한 배관 이음부에 분포형 광섬유를 삽입할 수 있는 홈을 형성하는 배관 연결 치구부를 볼트로 체결하는 배관 조인트부;
상기 배관에 형성된 나선형태의 홈에 광섬유를 삽입하여 배관을 감싸 상기 배관의 변형률 및 온도를 계측하도록 펄스 광을 보내고, 연결된 배관의 끝단에서 브릴루앙 산란광을 증폭하기 위한 CW 광을 보내 수신부에 의해 증폭된 브릴루앙 산란광을 계측하는 계측부;
상기 계측부의 수신부에서 계측한 데이터를 분석하여 처리하는 신호처리부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배관은 2개의 나선형태의 홈을 180° 위상차가 나도록 형성하여 2개의 분포형 광섬유를 삽입하고, 상기 2개의 광섬유가 삽입된 홈을 레진으로 도포하여 상기 배관이 지하에 매설되었을 경우 지반에서 발생하는 압력에 의해 광섬유가 파손되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 배관 조인트부는
배관과 배관 사이를 용접하여 연결하기 위한 배관 이음부;
상기 배관 이음부의 상단에 형성하여 배관 이음부의 돌출된 부분을 감싸도록 형성하여 볼트로 체결하는 배관 연결 치구부;
상기 배관 연결 치구부의 일측과 타일측에 형성하여 배관을 나선형태로 감싸는 두개의 분포형 광섬유를 관통하여 통과할 수 있도록 하는 광섬유 삽입 홈;
상기 배관이 지하에 매설될 경우 지반에서 발생하는 압력에 의해 광섬유를 보호할 수 있도록 배관 연결 치구부를 덮어 씌우는 배관 조인트 커버; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 광섬유 삽입 홈은 광섬유 삽입시 홈의 입구와 출구를 곡면으로 형성하여 상기 광섬유의 파손을 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 계측부는 180° 위상차가 나는 2개의 나선형태 홈이 형성된 배관의 일측 나선형태의 홈에 삽입하는 분포형 제1광섬유와, 배관의 타일측 나선형태의 홈에 삽입하는 분포형 제2광섬유와, 상기 제1광섬유와 제2광섬유에 펄스 광을 보내는 펄스 광원부와, 상기 배관의 끝단에 형성하여 주변환경의 변화에 의해 산란되는 브릴루앙 산란파를 증폭하는 CW 광원부와, 상기 제1광섬유와 제2광섬유를 통해 진행하는 증폭된 브릴로앙 산란파를 수신하는 제1수신부 및 제2수신부로 이루어져 배관의 변형률 및 온도를 계측하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호처리부는 제1수신부를 통해 계측한 브릴로앙 산란파를 처리하여 제 1광섬유에 대한 변형률 및 온도를 측정하는 제1측정부와, 상기 제2수신부를 통해 계측한 브릴로앙 산란파를 처리하여 제2광섬유에 대한 변형률 및 온도를 측정하는 제2측정부와 상기 제1측정부의 데이터와 제2측정부의 데이터를 비교 분석하여 배관 전체의 변형률과 온도를 보상하는 데이터 보정부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 배관에 두개의 분포형 광섬유를 180°의 위상차를 주도록 나선형태로 감아 배관의 변형률과 온도 변화를 계측하여 각각 계측한 변형률과 온도 변화를 이용해 보정함으로써 상기 배관의 누수 및 파손 위치를 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 배관에서 가장 취약부분인 배관과 배관 사이를 연결하는 배관 조인트부에 배관 연결 치구부를 형성하여 상기 배관 연결 치구부에 광섬유를 관통해 상기 광섬유의 파손없이 배관과 배관 사이의 연결부위의 변형률 및 온도를 계측하여 상기 배관 조인트부의 누수 및 파손을 감지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명에 따른 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템의 개념도이고, 도2는 본 발명에 따른 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템의 배관 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템의 배관 조인트부의 상세 단면도이며, 도4는 본 발명에 따른 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템의 구성도이다.
상기 도1에 도시된 바와 같이 본 발명은 분포형 광섬유 센서를 이용해 배관의 변형률 및 온도를 계측하여 배관(100)의 누수 및 파손을 감지할 수 있도록 상기 분포형 광섬유(210, 220)를 삽입할 수 있게 180° 위상차가 나는 2개의 나선형태 홈(110, 111)을 형성하는 배관(100)과, 상기 배관(100)과 배관(100) 사이를 연결하기 위한 배관 이음부(131)에 분포형 광섬유(210, 220)를 삽입할 수 있는 배관 연결 치구부(132)를 형성하여 볼트(135)로 체결하는 배관 조인트부(130)와, 상기 배관(100)에 형성된 2개의 나선형태 홈(110, 111)에 각각 광섬유(210, 220)를 삽입하여 배관(100)을 감싸 상기 배관(100)의 변형률 및 온도를 계측하도록 펄스 광을 보내고, 배관(100)의 끝단에서 브릴루앙 산란광을 증폭하기 위한 CW 광을 보내 수신부(250, 260)에 의해 증폭된 브릴루앙 산란광을 계측하는 계측부(200)와, 상기 계측부(200)의 수신부(250, 260)에서 계측한 데이터를 분석하여 처리하는 신호처리부(300)로 이루어진다.
상기 배관(100)은 도1과 도2에 도시된 바와 같이 2개의 나선형태의 홈(110, 111)을 180° 위상차가 나도록 같은 방향으로 회전하도록 형성해 상기 나선형태의 홈(110, 111)에 2개의 분포형 광섬유(210, 220)를 삽입한 후 상기 광섬유(210, 220)와 나선형태의 홈(110, 111)을 레진(120)을 도포하며, 상기 레진(120)은 배관(100)이 지하에 매설될 경우 지반에서 발생하는 압력에 의해 광섬유(210, 220)를 보호하고, 상기 광섬유(210, 220)를 배관(100)의 나선형태의 홈(110, 111)에 고정할 수 있도록 한다. 또한, 상기 배관(100)은 배관(100)과 배관(100)을 연결하기 위해 용접한 부위에 배관 조인트부(130)를 형성하며, 상기 배관 조인트부(130)는 광섬유(210, 220)가 배관(100)과 배관(100)사이의 용접부위의 변형률과 온도를 계측할 수 있는 구조로 이루어진다.
상기 배관 조인트부(130)는 도3에 도시된 바와 같이 배관(100)과 배관(100) 사이를 용접하여 연결하기 위한 배관 이음부(131)와, 상기 배관 이음부(131)의 상단에 형성하여 배관 이음부(131)의 돌출된 부분을 감싸록 형성하여 볼트(135)로 체결하는 배관 연결 치구부(132)와, 상기 배관 연결 치구부(132)에 2개의 광섬유(210, 220)가 관통하도록 일측과 타일측에 광섬유 삽입 홈(133)을 형성한다. 상기 광섬유 삽입 홈(133)은 입구와 출구에 상기 광섬유가 관통할 경우 직각형태의 각에 의해 광섬유(210, 220)가 파손되는 것을 방지하기 위해 곡면으로 형성하며, 상기 배관 연결 치구부(132)의 상단에는 배관 조인트 커버(134)를 형성하여 배 관(100)이 지하에 매설될 경우 지반에서 발생하는 압력에 의해 배관(100)에서 배관 연결 치구부(132)를 관통하는 광섬유(210, 220)의 노출되는 부분이 파손되지 않도록 보호한다.
또한, 상기 계측부(200)는 도4에 도시된 바와 같이 180° 위상차가 나도록 2개의 나선형태 홈(110, 111)을 형성한 배관(100)의 나선형태 홈(110, 111)에 각각 삽입되는 분포형 제1광섬유(210) 및 제2광섬유(220)와, 상기 제1광섬유(210)와 제2광섬유(220)에 펄스 광을 내보내는 펄스 광원부(230)와, 상기 배관(100)의 끝단에 형성하여 주변환경의 변화에 의해 산란되는 브릴루앙 산란파를 증폭하는 CW 광원부(240)와, 상기 제1광섬유(210)와 제2광섬유(220)를 통해 진행하는 증폭된 브릴로앙 산란파를 수신하는 제1수신부(250) 및 제2수신부(260)로 이루어져 배관(100)의 변형률 및 온도를 계측한다.
상기 제1수신부(250)와 제2수신부(260)를 통해 계측된 브릴로앙 산란파는 신호처리부(300)에 전송되며, 상기 신호처리부(300)는 제1수신부(250)를 통해 계측된 브릴로앙 산란파를 통해 배관(100)의 변형률 및 온도를 측정하는 제1측정부(310)와, 상기 제2수신부(260)를 통해 계측된 브릴로앙 산란파를 통해 배관(100)의 변형률 및 온도를 측정하는 제2측정부(320)로 이루어지며, 상기 제1측정부(310)와 제2측정부(320)에서 측정된 배관(100)의 변형률 및 온도는 배관(100)의 180° 위상차에 의해 각각 측정된 것으로 이를 통해 각각의 배관(100) 변형률 및 온도를 비교 분석하여 변형률 및 온도를 보정하는 데이터 보정부(330)로 이루어진다.
본 발명은 상기와 같은 구성으로 이루어져 분포형 광섬유 센서를 통해 배관(100)의 변형률 및 온도 측정 시 배관(100)에 180°위상차를 두고 2개의 분포형 광섬유(210, 220)를 배관(100)에 형성된 나선형태의 홈(110, 111)에 삽입하여 배관(100)의 변형률과 온도를 계측하고 상기 계측한 두개의 변형률 및 온도 변화를 데이터 보정부(330)를 통해 보정하여 정확한 배관(100)의 변형률 및 온도를 계측할 수 있고, 이를 통해 배관(100)의 누수 및 손상 위치까지 감지할 수 있으며, 배관(100) 손상의 취약부분인 배관(100)과 배관(100)의 이음부에 배관 조인트부(130)를 형성하여 광섬유(210, 220)를 관통시켜 취약부분의 변형률 및 온도를 계측할 수 있음은 물론이고, 배관(100)이 지하에 매설될 경우 광섬유(210, 220)를 지반에 의해 발생하는 압력으로부터 보호할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도1은 본 발명에 따른 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템의 개념도.
도2는 본 발명에 따른 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템의 배관 사시도.
도3은 본 발명에 따른 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템의 배관 조인트부의 상세 단면도.
도4는 본 발명에 따른 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템의 구성도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 **
100 : 배관 110, 111 : 나선형태 홈
120 : 레진 130 : 배관 조인트부
131 : 배관 이음부 132 : 배관 연결 치구부
133 : 광섬유 삽입 홈 134 : 배관 조인트 커버
135 : 볼트 200 : 계측부
210 : 제1광섬유 220 : 제2광섬유
230 : 펄스 광원부 240 : CW 광원부
250 : 제1수신부 260 : 제2수신부
300 : 신호처리부 310 : 제1측정부
320 : 제2측정부 330 : 데이터 보정부
Claims (6)
- 분포형 광섬유 센서를 이용해 배관의 변형률 및 온도를 계측하여 배관의 누수 및 파손을 감지할 수 있는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템에 있어서,상기 분포형 광섬유를 삽입할 수 있도록 180° 위상차가 나도록 2개의 나선형태 홈을 형성하는 배관;상기 배관과 배관 사이를 용접하여 연결하기 위한 배관 이음부와, 상기 배관 이음부의 상단에 형성하여 배관 이음부의 돌출된 부분을 감싸도록 볼트로 체결하는 배관 연결 치구부와, 상기 배관 연결 치구부의 일측과 타일측에 형성하여 배관을 나선형태로 감싸는 두개의 분포형 광섬유를 관통하여 통과할 수 있도록 홈을 형성하여 상기 홈의 입구와 출구를 곡면으로 형성하여 상기 광섬유의 파손을 방지하는 광섬유 삽입 홈과, 상기 배관이 지하에 매설될 경우 지반에서 발생하는 압력에 의해 광섬유를 보호할 수 있도록 배관 연결치구부를 덮어 씌우는 배관 조인트 커버를 포함하는 배관 조인트부;상기 배관에 형성된 나선형태의 홈에 광섬유를 삽입하여 배관을 감싸 상기 배관의 변형률 및 온도를 계측하도록 펄스 광을 보내고, 연결된 배관의 끝단에서 브릴루앙 산란광을 증폭하기 위한 CW 광을 보내 수신부에 의해 증폭된 브릴루앙 산란광을 계측하는 계측부;상기 계측부의 수신부에서 계측한 데이터를 분석하여 처리하는 신호처리부; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 배관은 2개의 나선형태의 홈을 180° 위상차가 나도록 형성하여 2개의 분포형 광섬유를 삽입하고, 상기 2개의 광섬유가 삽입된 홈을 레진으로 도포하여 상기 배관이 지하에 매설되었을 경우 지반에서 발생하는 압력에 의해 광섬유가 파손되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 계측부는 180° 위상차가 나는 2개의 나선형태 홈이 형성된 배관의 일측 나선형태의 홈에 삽입하는 분포형 제1광섬유와, 배관의 타일측 나선형태의 홈에 삽입하는 분포형 제2광섬유와, 상기 제1광섬유와 제2광섬유에 펄스 광을 보내는 펄스 광원부와, 상기 배관의 끝단에 형성하여 주변환경의 변화에 의해 산란되는 브릴루앙 산란파를 증폭하는 CW 광원부와, 상기 제1광섬유와 제2광섬유를 통해 진행하는 증폭된 브릴로앙 산란파를 수신하는 제1수신부 및 제2수신부로 이루어져 배관의 변형률 및 온도를 계측하는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템.
- 제5항에 있어서,상기 신호처리부는 제1수신부를 통해 계측한 브릴로앙 산란파를 처리하여 제1광섬유에 대한 변형률 및 온도를 측정하는 제1측정부와, 상기 제2수신부를 통해 계측한 브릴로앙 산란파를 처리하여 제2광섬유에 대한 변형률 및 온도를 측정하는 제2측정부와 상기 제1측정부의 데이터와 제2측정부의 데이터를 비교 분석하여 배관 전체의 변형률과 온도를 보상하는 데이터 보정부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 센서를 이용한 배관 모니터링 시스템.
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101162469B1 (ko) | 2011-10-24 | 2012-07-04 | 마이클 명섭 리 | 액화천연가스 수송선의 화물 탱크 내 슬로싱 현상의 계측 장치 |
| KR101263293B1 (ko) * | 2012-01-05 | 2013-05-10 | 유지형 | 매설형 변형 계측장치 및 이를 이용한 지반의 변형 계측방법 |
| US8528385B2 (en) | 2010-12-30 | 2013-09-10 | Eaton Corporation | Leak detection system |
| US9291521B2 (en) | 2010-12-30 | 2016-03-22 | Eaton Corporation | Leak detection system |
| KR20160109330A (ko) * | 2015-03-11 | 2016-09-21 | 한국광기술원 | 밸브 누출 감시 시스템 |
| KR101912879B1 (ko) * | 2016-10-31 | 2018-10-30 | 코스모아이앤디 주식회사 | 고밀도 폴리에틸렌배관의 손상 및 변형 감지 시스템 |
| CN108980639A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-11 | 平湖波汇通信科技有限公司 | 一种基于分布式光纤传感技术的燃气泄漏监测*** |
| CN110319862A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-11 | 南京法艾博光电科技有限公司 | 一种用于土木工程中分布式光纤传感的螺旋结构装置 |
| KR102299456B1 (ko) | 2021-04-05 | 2021-09-07 | (주)폼피아 | 광섬유가 매설된 배관 단열재와 이의 제조방법 |
| CN114152391A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-08 | 厦门大学 | 一种基于光纤传感的复合材料压力容器渗漏性能表征方法 |
| CN114323132A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-12 | 中铁工程服务有限公司 | 一种用于盾构机主轴承的智能螺栓检测***及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030048817A (ko) * | 2001-12-13 | 2003-06-25 | 주식회사 세미텔 | 광섬유를 이용한 센싱 시스템 |
| KR20050061704A (ko) * | 2003-12-18 | 2005-06-23 | (주)세기엔지니어링 | 시설 안전 감시 시스템 |
-
2008
- 2008-11-24 KR KR1020080116752A patent/KR100913536B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030048817A (ko) * | 2001-12-13 | 2003-06-25 | 주식회사 세미텔 | 광섬유를 이용한 센싱 시스템 |
| KR20050061704A (ko) * | 2003-12-18 | 2005-06-23 | (주)세기엔지니어링 | 시설 안전 감시 시스템 |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8528385B2 (en) | 2010-12-30 | 2013-09-10 | Eaton Corporation | Leak detection system |
| US9897508B2 (en) | 2010-12-30 | 2018-02-20 | Eaton Corporation | Leak detection system |
| US9291521B2 (en) | 2010-12-30 | 2016-03-22 | Eaton Corporation | Leak detection system |
| CN104081108B (zh) * | 2011-10-24 | 2016-12-21 | 李明燮 | 液化天然气运输船货物集装箱内晃荡现象的测量装置及方法 |
| US9709389B2 (en) | 2011-10-24 | 2017-07-18 | Michael Myungsub Lee | Apparatus and method for measuring the sloshing in the cargo tank of a liquefied natural gas carrier |
| WO2013062147A1 (ko) * | 2011-10-24 | 2013-05-02 | Lee Michael Myungsub | 액화천연가스 수송선의 화물 탱크 내 슬로싱 현상의 계측 장치 및 방법 |
| CN104081108A (zh) * | 2011-10-24 | 2014-10-01 | 李明燮 | 液化天然气运输船货物集装箱内晃荡现象的测量装置及方法 |
| KR101162469B1 (ko) | 2011-10-24 | 2012-07-04 | 마이클 명섭 리 | 액화천연가스 수송선의 화물 탱크 내 슬로싱 현상의 계측 장치 |
| KR101263293B1 (ko) * | 2012-01-05 | 2013-05-10 | 유지형 | 매설형 변형 계측장치 및 이를 이용한 지반의 변형 계측방법 |
| KR101664314B1 (ko) * | 2015-03-11 | 2016-10-10 | 한국광기술원 | 밸브 누출 감시 시스템 |
| KR20160109330A (ko) * | 2015-03-11 | 2016-09-21 | 한국광기술원 | 밸브 누출 감시 시스템 |
| KR101912879B1 (ko) * | 2016-10-31 | 2018-10-30 | 코스모아이앤디 주식회사 | 고밀도 폴리에틸렌배관의 손상 및 변형 감지 시스템 |
| CN108980639A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-11 | 平湖波汇通信科技有限公司 | 一种基于分布式光纤传感技术的燃气泄漏监测*** |
| CN110319862A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-11 | 南京法艾博光电科技有限公司 | 一种用于土木工程中分布式光纤传感的螺旋结构装置 |
| CN110319862B (zh) * | 2019-07-11 | 2021-03-30 | 南京法艾博光电科技有限公司 | 一种用于土木工程中分布式光纤传感的螺旋结构装置 |
| KR102299456B1 (ko) | 2021-04-05 | 2021-09-07 | (주)폼피아 | 광섬유가 매설된 배관 단열재와 이의 제조방법 |
| CN114152391A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-08 | 厦门大学 | 一种基于光纤传感的复合材料压力容器渗漏性能表征方法 |
| CN114152391B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-08-18 | 厦门大学 | 一种基于光纤传感的复合材料压力容器渗漏性能表征方法 |
| CN114323132A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-12 | 中铁工程服务有限公司 | 一种用于盾构机主轴承的智能螺栓检测***及方法 |
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