KR20100116795A - Monitoring system using dual wavelength fiber bragg grating sensor and method thereof - Google Patents

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신서용
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Abstract

PURPOSE: A monitoring system using a dual wavelength fiber bragg grating sensor and a monitoring method thereof are provided to extend a detection range. CONSTITUTION: A first grating unit(110) is formed on the core of a first outer diameter and reflects a first reflection wavelength signal about a first optical wavelength signal. A second grating unit(120) is connected to the first grating unit and is formed on the core of a second outer diameter, and reflects a second reflection wavelength signal about the first optical wavelength signal. A third grating unit(130) is connected to the second grating unit, is formed on the core of the second outer diameter, and reflects a third reflection wavelength signal about a second optical wavelength signal.

Description

이중 파장 ＦＢＧ 센서를 이용한 감시 시스템 및 그 방법{monitoring system using dual wavelength fiber bragg grating sensor and method thereof}Monitoring system using dual wavelength fiber bragg grating sensor and method

본 발명은 이중 파장 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서를 이용한 감시 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a monitoring system and method using a dual wavelength FBG (Fiber Bragg Grating) sensor.

일반적으로 광섬유 센서는 종래의 전기식 센서와는 달리 단순하게 생긴 센싱 소자로서의 기능만이 아니라 계측 신호, 정보 전송으로서의 기능과 더불어 광 및 전기 신호 변환의 기능을 가지고 있어서, 광섬유 응용계측 장치라고도 불린다.In general, the optical fiber sensor has a function of optical and electrical signal conversion, as well as a measurement signal, information transmission, as well as a simple sensing element, unlike the conventional electrical sensor, it is also called an optical fiber application measuring device.

이러한 광섬유 센서는 광섬유를 통과하는 빛의 진폭, 위상 혹은 편광 등을 이용하여 측정하고자 하는 물리량의 변화 즉, 전자기장의 세기, 회전율, 온도, 압력, 수위, 음향, 가스 농도 등을 측정할 수 있다. 또한, 광섬유 센서는 광 및 광섬유가 가지고 있는 무유도성, 절연성, 방폭에 대한 안정성 등의 특징을 가진 계측계를 구성할 수 있어, 마이컴, 미니컴에 대표되는 전자 기술과의 정합에도 우수하다. 즉, 광섬유 센서는 컴퓨터와 연결함으로서 계측한 정보의 수집, 처리, 분석이 가능하다,Such an optical fiber sensor may measure a change in physical quantity to be measured using amplitude, phase, or polarization of light passing through the optical fiber, that is, intensity, rotation rate, temperature, pressure, water level, sound, gas concentration, etc. of an electromagnetic field. In addition, the optical fiber sensor can configure a measuring system having characteristics such as induction, insulation, and explosion-proof stability of the optical and optical fibers, and is excellent in matching with the electronic technology represented by microcomputer and minicom. In other words, the optical fiber sensor can be connected to a computer to collect, process and analyze the measured information.

그러나 광섬유 센서는 대체로 신호대 잡음 지수가 낮고 특정 지점을 측정하 기 위해서는 광섬유를 절단하여 코팅한다든지 기타 특수 처리된 광섬유 센서를 사용해야 한다는 문제점이 있다.However, fiber optic sensors usually have a low signal-to-noise figure, and to measure a specific point, a fiber optic sensor needs to be cut and coated or another specially treated fiber optic sensor.

그래서 광섬유의 표면에 자외선 광을 투과시켜 광섬유의 화학적 결합을 변화시킴으로써, 그 광섬유의 특정 부위에서 원하는 파장에 대해서만 반사 특성을 보이는 브래그 격자(bragg grating)를 이용하는 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating, 이하 FBG라 한다) 센서가 주목받고 있다. 특히, FBG 센서는 전자기 간섭에 영향을 받지 않고 감도가 높으며, 소형, 경량이므로 보통의 센서가 사용될 수 없는 위험한 장소나 고감도를 요하는 특수 목적에 효과적으로 사용될 수 있다는 장점이 있다.Thus, the optical fiber Bragg grating (FBG) using a Bragg grating, which transmits ultraviolet light to the surface of the optical fiber and changes the chemical bond of the optical fiber, reflects only a desired wavelength at a specific portion of the optical fiber. The sensor is attracting attention. In particular, the FBG sensor has a high sensitivity without being affected by electromagnetic interference, and has a merit that it can be effectively used in a dangerous place where a normal sensor cannot be used or a special purpose requiring high sensitivity because it is small and light.

이러한 반사 특성을 보이는 FBG 센서에 온도, 스트레인, 압력 등의 외부 물리량을 가할 경우 이들 값이 변하게 되어 반사되어 나오는 파장은 달라지는데, 이러한 파장의 변화량을 이용하여 스트레인이나 온도 변화 등을 측정할 수 있다,When an external physical quantity such as temperature, strain, or pressure is applied to an FBG sensor that exhibits such reflection characteristics, these values change, and the reflected wavelength changes. The strain or temperature change can be measured using the change amount of the wavelength.

그러나 FBG 센서에서 반사되어 나오는 파장은 스트레인이나 온도 중 어느 하나의 요인에 의해서만 변하는 것이 아니기 때문에, 스트레인과 온도에 의한 변화가 동시에 발생하게 되는 경우 이를 구별하기 어렵다는 문제점이 있다.However, since the wavelength reflected from the FBG sensor is not changed only by one of the strain and the temperature, it is difficult to distinguish when the strain and the temperature change occur at the same time.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서를 형성함으로써, 온도와 스트레인을 동시에 검출할 수 있도록 하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by forming a Fiber Bragg Grating (FBG) sensor having three gratings with different physical properties, dual wavelength FBG to detect the temperature and strain at the same time The present invention provides a monitoring system using a sensor and a method thereof.

또한, 본 발명은 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 FBG 센서를 형성하되 서로 다른 반사 파장을 갖도록 함으로써, 검출 범위 즉, FBG 센서의 개수를 더욱 확장시킬 수 있도록 하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.In addition, the present invention forms a FBG sensor having three grating portions having different physical properties, but having different reflection wavelengths, so that the detection range, that is, the monitoring using the dual-wavelength FBG sensor to further expand the number of FBG sensors It is to provide a system and a method thereof.

이를 위하여, 본 발명의 한 측면에 따른 이중 파장 FBG 센서는 광섬유 내의 소정 영역에, 제1 외경의 코어에 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제1 격자부; 상기 제1 격자부에 연결되어, 제2 외경의 코어에 상기 제1 광파장 신호에 대한 제2 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제2 격자부; 및 상기 제2 격자부에 연결되어, 상기 제2 외경의 코어에 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제3 격자부를 포함할 수 있다.To this end, the dual wavelength FBG sensor according to an aspect of the present invention comprises: a first grating portion formed to reflect a first reflected wavelength signal for a first optical wavelength signal on a core of a first outer diameter in a predetermined region in the optical fiber; A second grating part connected to the first grating part and configured to reflect a second reflected wavelength signal with respect to the first optical wavelength signal to a core having a second outer diameter; And a third grating part connected to the second grating part and formed to reflect a third reflected wavelength signal for a second optical wavelength signal to a core having the second outer diameter.

바람직하게, 상기 제1 외경은 상기 제2 외경보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 광파장 신호는 중심 파장이 1550 nm 인 소정 대역의 파장을 의미하고, 상기 제2 광파장 신호는 중심 파장이 1310 nm 인 소정 대역의 파장을 각각 의 미할 수 있다.Preferably, the first outer diameter may be smaller than the second outer diameter. In addition, the first optical wavelength signal may mean a wavelength of a predetermined band having a center wavelength of 1550 nm, and the second optical wavelength signal may mean a wavelength of a predetermined band having a center wavelength of 1310 nm.

본 발명의 다른 한 측면에 따른 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템은 광섬유 내의 소정 영역에, 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서; 상기 FBG 센서로부터 반사된 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 수신하는 제1 광커플러; 상기 FBG 센서로부터 반사된 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 수신하는 제2 광커플러; 및 수신된 상기 제1 반사파장 신호, 상기 제2 반사파장 신호, 및 제3 반사파장 신호를 기반으로 온도와 스트레인의 변화량을 추정하는 추정부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a monitoring system using a dual wavelength FBG sensor includes: a fiber bragg grating (FBG) sensor having three grating portions having different physical characteristics in a predetermined region of an optical fiber; A first optical coupler receiving a first reflected wavelength signal and a second reflected wavelength signal for the first optical wavelength signal reflected from the FBG sensor; A second optical coupler receiving a third reflected wavelength signal with respect to the second optical wavelength signal reflected from the FBG sensor; And an estimator configured to estimate changes in temperature and strain based on the received first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal.

바람직하게, 상기 FBG 센서는 상기 광섬유 내의 소정 영역에, 제1 외경의 코어에 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제1 격자부; 상기 제1 격자부에 연결되어, 제2 외경의 코어에 상기 제1 광파장 신호에 대한 제2 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제2 격자부; 및 상기 제2 격자부에 연결되어, 상기 제2 외경의 코어에 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제3 격자부를 포함할 수 있다.Preferably, the FBG sensor comprises: a first grating portion formed to reflect a first reflected wavelength signal with respect to a first optical wavelength signal in a predetermined region of the optical fiber to a core having a first outer diameter; A second grating part connected to the first grating part and configured to reflect a second reflected wavelength signal with respect to the first optical wavelength signal to a core having a second outer diameter; And a third grating part connected to the second grating part and formed to reflect a third reflected wavelength signal for a second optical wavelength signal to a core having the second outer diameter.

상기 제1 광커플러는 제1 광원부로부터 발생된 제1 광파장 신호를 상기 FBG 센서의 일측에 제공하고, 상기 FBG 센서로부터 반사된 상기 제1 반사파장 신호와 상기 제2 반사파장 신호를 수신하여 수신된 상기 제1 반사파장 신호와 상기 제2 반사파장 신호를 상기 추정부에 제공할 수 있다.The first optical coupler provides a first optical wavelength signal generated from a first light source unit to one side of the FBG sensor, and receives the first and second reflected wavelength signals reflected from the FBG sensor. The first reflected wavelength signal and the second reflected wavelength signal may be provided to the estimator.

상기 제2 광커플러는 제2 광원부로부터 발생된 제2 광파장 신호를 상기 FBG 센서의 타측에 제공하고, 상기 FBG 센서로부터 반사된 제3 반사파장 신호를 수신하여 수신된 상기 제3 반사파장 신호를 상기 추정부에 제공할 수 있다.The second optical coupler provides a second optical wavelength signal generated from a second light source unit to the other side of the FBG sensor, and receives the third reflected wavelength signal reflected from the FBG sensor to receive the third reflected wavelength signal. It can be provided to the estimator.

바람직하게, 상기 추정부는 수신된 상기 제1 반사파장 신호, 상기 제2 반사파장 신호, 및 제3 반사파장 신호를 기반으로 상기 FBG 센서가 위치한 지점에 대한 스트레인의 변화량을 추정하고, 추정된 상기 스트레인의 변화량을 기반으로 상기 지점에 대한 온도의 변화량을 추정할 수 있다.Preferably, the estimator estimates an amount of change of strain with respect to a point where the FBG sensor is located based on the received first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal, and estimates the estimated strain. The amount of change in temperature with respect to the point can be estimated based on the amount of change in.

필요에 따라, 상기 추정부는 상기 제1 반사파장 신호와 상기 제2 반사파장 신호를 처리하는 제1 AWG(Arrayed Waveguide Grating); 상기 제3 반사파장 신호를 처리하는 제2 AWG; 및 상기 제1 AWG와 상기 제2 AWG에서 처리된 신호의 스펙트럼을 분석하기 위한 광 스펙트럼 분석기를 포함할 수 있다.If necessary, the estimator includes: a first arrayed waveguide grating (AWG) for processing the first reflected wavelength signal and the second reflected wavelength signal; A second AWG for processing the third reflected wavelength signal; And an optical spectrum analyzer for analyzing the spectrum of the signal processed in the first AWG and the second AWG.

본 발명의 또 다른 한 측면에 따른 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템은 광섬유 내의 소정 영역에, 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서; 상기 FBG 센서로부터 반사된 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 수신하는 제1 광서큘레이터; 상기 FBG 센서로부터 반사된 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 수신하는 제2 광서큘레이터; 및 수신된 상기 제1 반사파장 신호, 상기 제2 반사파장 신호, 및 제3 반사파장 신호를 기반으로 온도와 스트레인의 변화량을 추정하는 추정부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a surveillance system using a dual wavelength FBG sensor includes: a fiber bragg grating (FBG) sensor having three grating portions having different physical characteristics in a predetermined region of an optical fiber; A first optical circulator configured to receive a first reflected wavelength signal and a second reflected wavelength signal for the first optical wavelength signal reflected from the FBG sensor; A second optical circulator for receiving a third reflected wavelength signal with respect to the second optical wavelength signal reflected from the FBG sensor; And an estimator configured to estimate changes in temperature and strain based on the received first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal.

본 발명의 또 다른 한 측면에 따른 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 방법은 광섬유 내의 소정 영역에, 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서로부터 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 수신하는 단계; 상기 FBG 센서로부터 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 수신하는 단계; 및 수신된 상기 제1 반사파장 신호, 상기 제2 반사파장 신호, 및 제3 반사파장 신호를 기반으로 온도와 스트레인의 변화량을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a monitoring method using a dual-wavelength FBG sensor includes a first method for a first optical wavelength signal from a fiber bragg grating (FBG) sensor having three grating portions having different physical characteristics in a predetermined region of an optical fiber. Receiving a reflected wavelength signal and a second reflected wavelength signal; Receiving a third reflected wavelength signal for a second optical wavelength signal from the FBG sensor; And estimating an amount of change in temperature and strain based on the received first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal.

바람직하게, 상기 추정하는 단계는 수신된 상기 제1 반사파장 신호와 상기 제2 반사파장 신호를 기반으로 상기 FBG 센서가 위치한 지점에 대한 스트레인의 변화량을 추정하는 단계; 추정된 상기 스트레인의 변화량을 기반으로 상기 지점에 대한 온도의 변화량을 추정하는 단계; 및 수신된 상기 제3 반사파장 신호를 기반으로 상기 FBG 센서가 위치한 지점을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the estimating may include estimating an amount of change of strain with respect to a point where the FBG sensor is located based on the received first and second reflected wavelength signals; Estimating an amount of change in temperature with respect to the point based on the estimated amount of change in strain; And estimating a point at which the FBG sensor is located based on the received third reflected wavelength signal.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 파장 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서를 이용한 감시 시스템 및 그 방법을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 광섬유의 소정 영역에, 물리적 특성 예컨대, 코어의 외경 또는 직경이나 격자의 간격 등이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 FBG 센서를 형성함으로써, 온도와 스트레인을 동시에 검출하고자 한다.Hereinafter, a monitoring system using a dual wavelength FBG (Fiber Bragg Grating) sensor and a method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5. The present invention aims to detect temperature and strain simultaneously by forming an FBG sensor having three grating portions having different physical characteristics, for example, an outer diameter or diameter of a core, a gap between gratings, and the like, in a predetermined region of an optical fiber.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 파장 FBG 센서의 구조를 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing the structure of a dual wavelength FBG sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중 파장 FBG 센서는 물리적 특성이 서로 다른 제1 격자부(110), 제2 격자부(120), 및 제3 격자부(130) 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the dual wavelength FBG sensor according to the present invention may include a first grating part 110, a second grating part 120, a third grating part 130, and the like having different physical characteristics. Can be.

이때, FBG 센서는 광섬유의 표면에 자외선 광을 투과시켜 광섬유의 화학적 결합을 변화시킴으로써, 그 화학적 결합이 변화된 광섬유의 특정 부위에서 원하는 파장에 대해서만 반사 특성을 보이는 브래그 격자(bragg grating)를 이용하는 센서를 의미할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 이중 파장 FBG 센서는 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖도록 형성될 수 있다.In this case, the FBG sensor transmits ultraviolet light to the surface of the optical fiber to change the chemical bonding of the optical fiber, so that a Bragg grating that uses a Bragg grating that exhibits reflection characteristics only for a desired wavelength at a specific portion of the optical fiber whose chemical bonding has changed is used. Can mean. In particular, the dual wavelength FBG sensor according to the present invention may be formed to have three grating portions having different physical properties.

즉, 본 발명에 따른 FBG 센서는 제1 광파장 신호에 대한 반사파장 신호 신호를 발생하기 위하여, 제1 격자부(110)는 제1 외경 d1의 코어에 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호를 발생하도록 격자가 형성되고, 제2 격자부(120)는 제2 외경 d2의 코어에 제1 광파장 신호에 대한 제2 반사파장 신호를 반사하도록 격자가 형성될 수 있다. 이때, 제1 격자부(110)의 제1 외경 d1은 제2 격자부(120)의 제2 외경 d2보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.That is, the FBG sensor according to the present invention generates the reflected wavelength signal signal for the first optical wavelength signal, the first grating unit 110 is the first reflected wavelength signal for the first optical wavelength signal in the core of the first outer diameter d1 The grating may be formed to generate the grating, and the grating may be formed on the second grating part 120 to reflect the second reflected wavelength signal with respect to the first optical wavelength signal to the core having the second outer diameter d2. In this case, the first outer diameter d1 of the first grating part 110 is preferably smaller than the second outer diameter d2 of the second grating part 120.

이와 같이, 본 발명은 코어의 외경이 다른 두 광섬유 격자를 이용하면 같은 물질이기 때문에 온도에 의한 파장 변위 특성은 같지만 외경이 다르기 때문에 스트레인에 의한 반응이 서로 달라지는 원리를 이용하고자 하는 것이다.As described above, the present invention intends to use the principle that the reaction due to strain is different from each other because of the same wavelength shift characteristics due to temperature but different outer diameters because the same material is used when two optical fiber gratings having different outer diameters of the core are used.

또한, 본 발명에 따른 FBG 센서는 제2 광파장 신호에 대한 반사파장 신호를 검출하기 위하여, 제3 격자부는 제2 외경 d2의 코어에 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 반사하도록 격자가 형성될 수 있다.In addition, the FBG sensor according to the present invention, in order to detect the reflected wavelength signal for the second optical wavelength signal, the third grating portion is a grating to reflect the third reflected wavelength signal for the second optical wavelength signal on the core of the second outer diameter d2 Can be formed.

이때, 제1 광파장 신호는 중심 파장이 1550 nm인 소정 대역의 파장을 의미하고, 제2 광파장 신호는 중심 파장이 1310 nm인 소정 대역의 파장을 각각 의미할 수 있다. 또한, 제1 격자부(110)의 길이 l1, 제2 격자부(120)의 길이 l2, 그리고 제3 격자부(130)의 길이 l3은 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the first optical wavelength signal may mean a wavelength of a predetermined band having a center wavelength of 1550 nm, and the second optical wavelength signal may mean a wavelength of a predetermined band having a center wavelength of 1310 nm. In addition, the length l1 of the first grating part 110, the length l2 of the second grating part 120, and the length l3 of the third grating part 130 are preferably formed in the same manner.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템을 나타내는 예시도이다.2 is an exemplary view showing a monitoring system using a dual wavelength FBG sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 감시 시스템은 제1 광원부(210), 제1 광커플러(optical coupler) 또는 제1 광서큘레이터(optical circulator)(220), FBG 센서(230), 제2 광커플러 또는 제2 광서큘레이터(240), 제2 광원부(250), 및 추정부(260) 등을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the monitoring system according to the present invention includes a first light source unit 210, a first optical coupler or a first optical circulator 220, an FBG sensor 230, It may be configured to include a second optocoupler or a second optical circulator 240, a second light source 250, the estimator 260 and the like.

제1 광원부(210)로부터 제1 광파장 신호 예컨대, 중심 파장이 1550 nm인 소정 대역의 파장이 제공되면, 제1 광커플러(220)는 제1 광파장 신호를 FBG 센서(230)의 일측에 제공하고 FBG 센서(230)의 제1 격자부와 제2 격자부로부터 반사된 파장 즉, 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 각각 수신할 수 있다. 그리고나서 제1 광커플러(220)는 수신된 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 추정부(260)에 제공할 수 있다.When a first optical wavelength signal, for example, a wavelength of a predetermined band having a center wavelength of 1550 nm is provided from the first light source unit 210, the first optical coupler 220 provides the first optical wavelength signal to one side of the FBG sensor 230. Wavelengths reflected from the first and second grating portions of the FBG sensor 230, that is, the first and second reflected wavelength signals for the first optical wavelength signal, may be respectively received. Then, the first optocoupler 220 may provide the first reflected wavelength signal and the second reflected wavelength signal to the estimator 260.

마찬가지로, 제2 광원부(250)로부터 제2 광파장 신호 예컨대, 중심 파장이 1310 nm인 소정 대역의 파장이 제공되면, 제2 광커플러(240)는 제2 광파장 신호를 FBG 센서(230)의 타측에 제공하고 FBG 센서(230)로부터 반사된 파장 즉, 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 수신할 수 있다. 그리고 제2 광커플러(240)는 수신된 제3 반사파장 신호를 추정부(260)에 제공할 수 있다.Similarly, when a second optical wavelength signal, for example, a wavelength of a predetermined band having a center wavelength of 1310 nm is provided from the second light source unit 250, the second optical coupler 240 transmits the second optical wavelength signal to the other side of the FBG sensor 230. And receive a wavelength reflected from the FBG sensor 230, that is, a third reflected wavelength signal for the second optical wavelength signal. The second optocoupler 240 may provide the received third reflected wavelength signal to the estimator 260.

이때, 제1 광커플러는 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 추정부 뿐만 아니라 제1 광원부에도 제공하기 때문에, 제1 광원부로 유입되는 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 차단하기 위하여 제1 광원부와의 사이에 제1 광 아이솔레이터(optical isolator)를 직렬 연결할 수 있고, 마찬가지로 제2 광원부와의 사이에도 제2 광 아이솔레이터를 직렬 연결할 수 있다.In this case, since the first optical coupler provides the first and second reflected wavelength signals to the first light source unit as well as the estimator, the first optical coupler blocks the first and second reflected wavelength signals flowing into the first light source unit. In order to do so, a first optical isolator may be connected in series with the first light source unit, and likewise, a second optical isolator may be connected in series with the second light source unit.

이에, 추정부(260)는 수신된 제1 반사파장 신호, 제2 반사파장 신호, 및 제3 반사파장 신호를 기반으로 FBG 센서(230)가 위치한 지점에 대한 스트레인의 변화량과 온도의 변화량을 동시에 추정할 수 있다. 즉, 추정부(260)는 수신된 제1 반사파장 신호, 제2 반사파장 신호, 및 제3 반사파장 신호를 기반으로 FBG 센서(230)가 위치한 지점에 대한 스트레인의 변화량을 추정하고, 추정된 스트레인의 변화량을 기반으로 다시 FBG 센서(230)가 위치한 지점에 대한 온도의 변화량을 추정하게 된다.Accordingly, the estimator 260 simultaneously adjusts the amount of change of strain and the amount of change of temperature with respect to the point where the FBG sensor 230 is located based on the received first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal. It can be estimated. That is, the estimator 260 estimates an amount of change of strain with respect to a point where the FBG sensor 230 is located, based on the received first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal. Based on the change amount of the strain, the change amount of the temperature for the point where the FBG sensor 230 is located is estimated again.

예컨대, 이러한 추정부(260)는 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 처리하는 제1 AWG(Arrayed Waveguide Grating)(261), 제3 반사파장 신호를 처리하는 제2 AWG(262), 및 제1 AWG와 제2 AWG에서 처리된 신호의 스펙트럼을 분석하기 위한 광 스펙트럼 분석기(optical spectrum analyzer)(263) 등으로 이루어질 수 있다.For example, the estimator 260 may include a first arrayed waveguide grating (AWG) 261 for processing a first reflected wavelength signal and a second reflected wavelength signal, a second AWG 262 for processing a third reflected wavelength signal, And an optical spectrum analyzer 263 for analyzing the spectrum of the signal processed in the first AWG and the second AWG.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 파장 FBG 센서를 이용한 측정 방법을 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary view showing a measuring method using a dual wavelength FBG sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 제1 광원부가 제1 광파장 신호를 발생하면(S310), 제1 광커플러는 제1 광파장 신호를 FBG 센서에 제공하여(S320) FBG 센서로부터 반사된 적어도 하나의 반사파장 신호를 수신할 수 있다. 즉, 제1 광커플러는 FBG 센서의 제1 격자부로부터 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사 파장을 수신하고 제2 격자부로부터 제1 광파장 신호에 대한 제2 반사파장 신호를 수신하게 된다(S330).As shown in FIG. 3, when the first light source generates the first optical wavelength signal (S310), the first optical coupler provides the first optical wavelength signal to the FBG sensor (S320) and reflects at least one reflected from the FBG sensor. A wavelength signal can be received. That is, the first optical coupler receives the first reflection wavelength of the first optical wavelength signal from the first grating portion of the FBG sensor and the second reflection wavelength signal of the first optical wavelength signal from the second grating portion (S330). ).

이에, 제1 광커플러는 수신된 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 추정부에 제공할 수 있다(S340).Accordingly, the first optocoupler may provide the received first reflected wavelength signal and the second reflected wavelength signal to the estimator (S340).

마찬가지로, 제2 광원부가 제2 광파장 신호를 발생하면(S312), 제2 광커플러는 제2 광파장 신호를 FBG 센서에 제공하여(S322) FBG 센서로부터 반사된 반사파장 신호를 수신할 수 있다. 즉, 제2 광커플러는 FBG 센서의 제3 격자부로부터 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 수신하게 된다(S332).Similarly, when the second light source generates the second optical wavelength signal (S312), the second optical coupler may provide the second optical wavelength signal to the FBG sensor (S322) to receive the reflected wavelength signal reflected from the FBG sensor. That is, the second optical coupler receives the third reflected wavelength signal for the second optical wavelength signal from the third grating portion of the FBG sensor (S332).

이에, 제2 광커플러는 수신된 제3 반사파장 신호를 추정부에 제공할 수 있다(S342).Accordingly, the second optocoupler may provide the received third reflected wavelength signal to the estimator (S342).

추정부는 제1 광커플러와 제2 광커플러로부터 제1 반사파장 신호, 제2 반사파장 신호, 및 제3 반사파장 신호를 수신하면, 수신된 제1 반사파장 신호, 제2 반사파장 신호 및 제3 반사파장 신호를 기반으로 FBG 센서가 위치한 지점에 대한 스트레인과 온도의 변화량을 추정할 수 있다.The estimator receives the first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal when the first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal are received from the first and second optical couplers. Based on the reflected wavelength signal, it is possible to estimate the amount of change in strain and temperature at the point where the FBG sensor is located.

이때, 광파장 신호에 대한 파장의 변화량 ΔλB는 다음의 [수학식 1]과 같다.At this time, the change amount Δλ B of the wavelength with respect to the optical wavelength signal is represented by the following [Equation 1].

[수학식 1][Equation 1]

ΔλB = kεΔε + kTΔTΔλ B = k ε Δε + k T ΔT

여기서, Δε는 스트레인(longitudinal strain)의 변화량을, ΔT는 온도의 변화량을, 그리고 kε, kT 는 스트레인과 온도 계수를 각각 의미할 수 있다.Here, Δε may mean an amount of change in strain (longitudinal strain), ΔT may mean an amount of change in temperature, and k ε , k T may mean a strain and a temperature coefficient, respectively.

FBG 센서의 제1 격자부와 제2 격자부로부터 반사된 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호에 대한 파장의 변화량 ΔλB1, ΔλB2는 다음의 [수학식 2], [수학식 3]과 같다.The change amounts of wavelengths Δλ B1 and Δλ B2 for the first and second reflected wavelength signals reflected from the first and second grating portions of the FBG sensor are represented by the following Equations 2 and 3 Same as

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112009024566242-PAT00001
Figure 112009024566242-PAT00001

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112009024566242-PAT00002
Figure 112009024566242-PAT00002

여기서, d는 격자부의 코어 외경을, l은 격자부의 길이를 각각 의미할 수 있다.Here, d may mean a core outer diameter of the grating portion, and l may mean a length of the grating portion.

앞의 [수학식 2]와 [수학식 3]을 기반으로 제1 반사파장 신호와 제2 반사파 장 신호 간 파장 차이의 변화량 Δλ21을 다음의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.Based on the above [Equation 2] and [Equation 3], the change amount Δλ 21 of the wavelength difference between the first reflected wavelength signal and the second reflected wavelength signal can be expressed as Equation 4 below.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112009024566242-PAT00003
Figure 112009024566242-PAT00003

이러한 [수학식 4]를 통해, 추정부는 FBG 센서가 위치한 지점에 대한 스트레인의 변화량 Δε을 추정할 수 있는데(S350), 이는 kε, d1, d2, l1, l2 등을 알기 때문에 가능하다. 그리고나서 추정부는 이렇게 추정된 스트레인의 변화량 Δε을 앞의 [수학식 2]나 [수학식 3]에 적용하여 온도의 변화량 ΔT를 추정할 수 있는데(S360), 이 또한 kε, Δε, kT등을 알기 때문에 가능하다.Through Equation 4, the estimator can estimate the variation Δε of the strain with respect to the point where the FBG sensor is located (S350), because it knows k ε , d 1 , d 2 , l 1 , l 2, etc. It is possible. Then, the estimator estimates the temperature change ΔT by applying the estimated change of strain Δε to the above Equation 2 or Equation 3 (S360), which is also k ε, Δε, k T It is possible because we know back.

또한, 추정부는 제3 반사파장 신호를 기반으로 FBG 센서가 위치한 지점을 추정할 수도 있다(S370).In addition, the estimator may estimate a location where the FBG sensor is located based on the third reflected wavelength signal (S370).

이처럼 제3 반사파장 신호를 이용하여 FBG 센서가 위치한 지점을 추정하는 이유를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 광파장 신호의 범위가 40nm이고 대역이 1nm인 경우, 본 발명은 중심 파장이 1550 nm 인 대역의 제1 광파장 신호만을 사용하면, 총 40 개의 FBG 센서의 파장의 변화를 추정할 수 있다. 그러나 중심 파장이 1550 nm 인 대역의 제1 광파장 신호와 중심 파장이 1310 nm 인 대역의 제2 광파장 신호를 사용하면, 총 160 개의 FBG 센서의 파장의 변화를 추정할 수 있게 된다.The reason for estimating the point where the FBG sensor is located by using the third reflected wavelength signal is described as follows. When the wavelength range of the light wavelength signal is 40 nm and the band is 1 nm, the present invention can estimate the change in the wavelength of a total of 40 FBG sensors using only the first light wavelength signal of the band having the center wavelength of 1550 nm. However, when the first optical wavelength signal in the band having a center wavelength of 1550 nm and the second optical wavelength signal in the band having a center wavelength of 1310 nm are used, it is possible to estimate the change in the wavelength of a total of 160 FBG sensors.

이와 같이, 본 발명은 본 발명은 광섬유의 소정 영역에, 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 FBG 센서를 형성함으로써, 온도와 스트레인을 동시에 검출하고, 그 검출 범위 즉, FBG 센서의 개수를 더욱 확장시킬 수 있다.As described above, the present invention provides a FBG sensor having three grating portions having different physical properties in a predetermined region of the optical fiber, thereby simultaneously detecting temperature and strain, and further detecting the detection range, that is, the number of FBG sensors. Can be extended

이처럼 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템의 시뮬레이션 모델과 그 결과를 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명한다.As described above, a simulation model of a monitoring system using a dual wavelength FBG sensor having three grating portions having different physical characteristics and a result thereof will be described with reference to FIGS. 4 to 5.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이션 모델을 나타내는 예시도이다.4 is an exemplary view showing a simulation model according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 감시 시스템의 시뮬레이션을 위하여, 4개의 이중 파장 FBG 센서를 이용하고, 광원으로 1550 nm와 1310 nm의 파장을 갖는 광파장 신호를 이용하며, 스트레인 범위는 0 ~ 2500 με이며, 온도 범위는 20 ~ 100 ℃으로 시뮬레이션 모델을 설정하였음을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, for the simulation of the monitoring system according to the present invention, four dual wavelength FBG sensors are used, and light wavelength signals having wavelengths of 1550 nm and 1310 nm are used as light sources, and the strain range is 0. It can be seen that the simulation model is set to a temperature range of 20 ~ 100 ℃ ℃ ~ 2500 με.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이션 결과를 나타내는 예시도이다.5 is an exemplary view showing a simulation result according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 앞의 시뮬레이션 모델을 가지고 시뮬레이션을 수행하였는데, (a)에서는 20 ℃의 온도 변화가 있지만 스트레인의 변화가 없는 경우를 나타내고 있고, (b)에서는 20 ℃의 온도 변화가 있고 스트레인의 변화가 있는 경우를 나타내고 있다.As shown in FIG. 5, the simulation was performed using the previous simulation model, in which (a) shows a temperature change of 20 ° C. but no strain change. And a case where there is a change in strain.

도면 (a)에서는 중심 파장이 1550 nm 인 대역을 갖는 광파장 신호를 주입하면, 4 개의 FBG 센서로부터 반사된 광파장 신호에 대한 반사파장 신호가 일정하게 나타나서 그 스트레인의 변화뿐만 아니라 온도의 변화도 알 수가 없음을 알 수 있 다.In the figure (a), when the optical wavelength signal having a band having a center wavelength of 1550 nm is injected, the reflected wavelength signal is uniformly displayed for the optical wavelength signals reflected from the four FBG sensors, so that not only the strain but also the temperature change can be seen. It can be seen that there is no.

그러나 도면 (b)에서 중심 파장이 1550 nm 인 대역을 갖는 광파장 신호를 주입하면,4 개의 FBG 센서로부터 반사된 광파장 신호에 대한 반사파장 신호 중 두 번째 FBG 센서로부터 반사된 광파장 신호에 대한 반사파장 신호에 변화가 생겼음을 알 수 있다. 즉, 두 번째 FBG 센서로부터 반사된 광파장 신호에 대한 반사파장 신호가 두 개로 나누어져 있어 이러한 변화를 통해 스트레인의 변화와 이에 따른 온도의 변화를 동시에 추정할 수 있게 된다.However, when the optical wavelength signal having a band having a center wavelength of 1550 nm is injected in the drawing (b), the reflected wavelength signal for the optical wavelength signal reflected from the second FBG sensor among the reflected wavelength signals for the optical wavelength signal reflected from the four FBG sensors You can see that there has been a change. That is, the reflected wavelength signal for the optical wavelength signal reflected from the second FBG sensor is divided into two, so that the change of strain and the resulting temperature change can be estimated simultaneously through this change.

본 발명에 의한, 이중 파장 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서를 이용한 감시 시스템 및 그 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.The monitoring system and method using the dual wavelength FBG (Fiber Bragg Grating) sensor according to the present invention can be modified and applied in various forms within the scope of the technical idea of the present invention and are not limited to the above embodiments. In addition, the embodiments and drawings are merely for the purpose of describing the contents of the invention in detail, not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the present invention described above is common knowledge in the technical field to which the present invention belongs As those skilled in the art can have various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention, it is not limited to the above embodiments and the accompanying drawings, of course, and not only the claims to be described below but also claims Judgment should be made including scope and equivalence.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 파장 FBG 센서의 구조를 나타내는 예시도이고,1 is an exemplary view showing the structure of a dual wavelength FBG sensor according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템을 나타내는 예시도이고,2 is an exemplary view showing a monitoring system using a dual wavelength FBG sensor according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 파장 FBG 센서를 이용한 측정 방법을 나타내는 예시도이고,3 is an exemplary view showing a measuring method using a dual wavelength FBG sensor according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이션 모델을 나타내는 예시도이고,4 is an exemplary view showing a simulation model according to an embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이션 결과를 나타내는 예시도이다.5 is an exemplary view showing a simulation result according to an embodiment of the present invention.

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

110: 제1 격자부110: first grid portion

120: 제2 격자부120: second lattice portion

130: 제3 격자부130: third grid portion

210: 제1 광원부210: first light source unit

220: 제1 광커플러 또는 제1 광서큘레이터220: first optical coupler or first optical circulator

230: FBG 센서230: FBG sensor

240: 제2 광커플러 또는 제2 광서큘레이터240: second optocoupler or second optocirculator

250: 제2 광원부250: second light source

260: 추정부260: estimator

Claims (13)

광섬유 내의 소정 영역에, 제1 외경의 코어에 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제1 격자부;A first grating portion formed in a predetermined region of the optical fiber to reflect a first reflected wavelength signal with respect to the first optical wavelength signal to a core having a first outer diameter; 상기 제1 격자부에 연결되어, 제2 외경의 코어에 상기 제1 광파장 신호에 대한 제2 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제2 격자부; 및A second grating part connected to the first grating part and configured to reflect a second reflected wavelength signal with respect to the first optical wavelength signal to a core having a second outer diameter; And 상기 제2 격자부에 연결되어, 상기 제2 외경의 코어에 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제3 격자부A third grating part connected to the second grating part and formed to reflect a third reflected wavelength signal for a second optical wavelength signal to a core having the second outer diameter; 를 포함하는 이중 파장 FBG 센서.Dual wavelength FBG sensor comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 외경은,The first outer diameter is, 상기 제2 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 파장 FBG 센서.Dual-wavelength FBG sensor, characterized in that formed smaller than the second outer diameter. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제1 광파장 신호는 중심 파장이 1550 nm 인 소정 대역의 파장을 의미하고, 상기 제2 파장은 중심 파장이 1310 nm 인 소정 대역의 파장을 각각 의미하는 것을 특징으로 하는 이중 파장 FBG 센서.The first optical wavelength signal refers to a wavelength of a predetermined band having a center wavelength of 1550 nm, and the second wavelength means a wavelength of a predetermined band having a center wavelength of 1310 nm, respectively. 광섬유 내의 소정 영역에, 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서;A fiber bragg grating (FBG) sensor having three grating portions having different physical characteristics in a predetermined region of the optical fiber; 상기 FBG 센서로부터 반사된 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 수신하는 제1 광커플러;A first optical coupler receiving a first reflected wavelength signal and a second reflected wavelength signal for the first optical wavelength signal reflected from the FBG sensor; 상기 FBG 센서로부터 반사된 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 수신하는 제2 광커플러; 및A second optical coupler receiving a third reflected wavelength signal with respect to the second optical wavelength signal reflected from the FBG sensor; And 수신된 상기 제1 반사파장 신호, 상기 제2 반사파장 신호, 및 제3 반사파장 신호를 기반으로 온도와 스트레인의 변화량을 추정하는 추정부An estimator estimating an amount of change in temperature and strain based on the received first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal 를 포함하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템.Surveillance system using a dual wavelength FBG sensor comprising a. 제4 항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 FBG 센서는,The FBG sensor, 상기 광섬유 내의 소정 영역에, 제1 외경의 코어에 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제1 격자부;A first grating portion formed in a predetermined region of the optical fiber to reflect a first reflected wavelength signal with respect to the first optical wavelength signal to a core having a first outer diameter; 상기 제1 격자부에 연결되어, 제2 외경의 코어에 상기 제1 광파장 신호에 대한 제2 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제2 격자부; 및A second grating part connected to the first grating part and configured to reflect a second reflected wavelength signal with respect to the first optical wavelength signal to a core having a second outer diameter; And 상기 제2 격자부에 연결되어, 상기 제2 외경의 코어에 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 반사하도록 형성된 제3 격자부를 포함하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템.And a third grating portion connected to the second grating portion and configured to reflect a third reflected wavelength signal for a second optical wavelength signal to a core of the second outer diameter. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 제1 광커플러는,The first optocoupler, 제1 광원부로부터 발생된 제1 광파장 신호를 상기 FBG 센서의 일측에 제공하고,Providing a first light wavelength signal generated from a first light source to one side of the FBG sensor, 상기 FBG 센서로부터 반사된 상기 제1 반사파장 신호와 상기 제2 반사파장 신호를 수신하여 수신된 상기 제1 반사파장 신호와 상기 제2 반사파장 신호를 상기 추정부에 제공하는 것을 특징으로 하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템.And receiving the first reflection wavelength signal and the second reflection wavelength signal reflected from the FBG sensor and providing the received first reflection wavelength signal and the second reflection wavelength signal to the estimator. Surveillance system using FBG sensor. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 제2 광커플러는,The second optocoupler, 제2 광원부로부터 발생된 제2 광파장 신호를 상기 FBG 센서의 타측에 제공하고,Providing a second light wavelength signal generated from a second light source to the other side of the FBG sensor, 상기 FBG 센서로부터 반사된 제3 반사파장 신호를 수신하여 수신된 상기 제3 반사파장 신호를 상기 추정부에 제공하는 것을 특징으로 하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템.And receiving the third reflected wavelength signal reflected from the FBG sensor and providing the received third reflected wavelength signal to the estimator. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 추정부는,The estimating unit, 수신된 상기 제1 반사파장 신호와 상기 제2 반사파장 신호를 기반으로 상기 FBG 센서가 위치한 지점에 대한 스트레인의 변화량을 추정하고,Estimating an amount of change of strain with respect to a point where the FBG sensor is located based on the received first and second reflected wavelength signals, 추정된 상기 스트레인의 변화량을 기반으로 상기 지점에 대한 온도의 변화량 을 추정하며,Estimating a change in temperature with respect to the point based on the estimated change in strain, 수신된 상기 제3 반사파장 신호를 기반으로 상기 FBG 센서가 위치한 지점을 추정하는 것을 특징으로 하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템.And estimating a point at which the FBG sensor is located based on the received third reflected wavelength signal. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 추정부는,The estimating unit, 상기 제1 반사파장 신호와 상기 제2 반사파장 신호를 처리하는 제1 AWG(Arrayed Waveguide Grating);A first arrayed waveguide grating (AWG) for processing the first reflected wavelength signal and the second reflected wavelength signal; 상기 제3 반사파장 신호를 처리하는 제2 AWG; 및A second AWG for processing the third reflected wavelength signal; And 상기 제1 AWG와 상기 제2 AWG에서 처리된 신호의 스펙트럼을 분석하기 위한 광 스펙트럼 분석기를 포함하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템.And a light spectrum analyzer for analyzing the spectrum of the signal processed in the first AWG and the second AWG. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 제1 광원부와 상기 제1 광커플러 사이에 직렬 연결되는 제1 광 아이솔레이터; 및A first optical isolator connected in series between the first light source unit and the first optical coupler; And 상기 제2 광원부와 상기 제2 광커플러 사이에 직렬 연결되는 제2 광 아이솔레이터A second optical isolator connected in series between the second light source unit and the second optical coupler 를 더 포함하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템.Surveillance system using a dual wavelength FBG sensor further comprising. 광섬유 내의 소정 영역에, 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서;A fiber bragg grating (FBG) sensor having three grating portions having different physical characteristics in a predetermined region of the optical fiber; 상기 FBG 센서로부터 반사된 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 수신하는 제1 광서큘레이터;A first optical circulator configured to receive a first reflected wavelength signal and a second reflected wavelength signal for the first optical wavelength signal reflected from the FBG sensor; 상기 FBG 센서로부터 반사된 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 수신하는 제2 광서큘레이터; 및A second optical circulator for receiving a third reflected wavelength signal with respect to the second optical wavelength signal reflected from the FBG sensor; And 수신된 상기 제1 반사파장 신호, 상기 제2 반사파장 신호, 및 제3 반사파장 신호를 기반으로 온도와 스트레인의 변화량을 추정하는 추정부An estimator estimating an amount of change in temperature and strain based on the received first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal 를 포함하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 시스템.Surveillance system using a dual wavelength FBG sensor comprising a. 광섬유 내의 소정 영역에, 물리적 특성이 서로 다른 세 개의 격자부를 갖는 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서로부터 제1 광파장 신호에 대한 제1 반사파장 신호와 제2 반사파장 신호를 수신하는 단계;Receiving a first reflected wavelength signal and a second reflected wavelength signal for the first optical wavelength signal from a fiber bragg grating (FBG) sensor having three grating portions having different physical characteristics in a predetermined region of the optical fiber; 상기 FBG 센서로부터 제2 광파장 신호에 대한 제3 반사파장 신호를 수신하는 단계; 및Receiving a third reflected wavelength signal for a second optical wavelength signal from the FBG sensor; And 수신된 상기 제1 반사파장 신호, 상기 제2 반사파장 신호, 및 제3 반사파장 신호를 기반으로 온도와 스트레인의 변화량을 추정하는 단계Estimating changes in temperature and strain based on the received first reflected wavelength signal, the second reflected wavelength signal, and the third reflected wavelength signal; 를 포함하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 방법.Monitoring method using a dual wavelength FBG sensor comprising a. 제12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 추정하는 단계는,The estimating step, 수신된 상기 제1 반사파장 신호와 상기 제2 반사파장 신호를 기반으로 상기 FBG 센서가 위치한 지점에 대한 스트레인의 변화량을 추정하는 단계;Estimating an amount of change of strain with respect to a point where the FBG sensor is located based on the received first and second reflected wavelength signals; 추정된 상기 스트레인의 변화량을 기반으로 상기 지점에 대한 온도의 변화량을 추정하는 단계; 및Estimating an amount of change in temperature with respect to the point based on the estimated amount of change in strain; And 수신된 상기 제3 반사파장 신호를 기반으로 상기 FBG 센서가 위치한 지점을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파장 FBG 센서를 이용한 감시 방법.And estimating a point at which the FBG sensor is located based on the received third reflected wavelength signal.
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