광센서란?

 광센서 란? (광섬유, 광파이브를 이용한 변위 계측 센서)

  

 

  Air Compressor를 취급하는 제가 광센서에 대해서 얘기하는 것은 제가 벤처기업인 " (주)코어시스템"의 이사로서 저희들이 개발해서 만든 제품을 알리기 위해서 입니다.

 

광센서란 광케이블에 광입자를 입사시켜 이 광입자의 광누설량을 검출하여 계측대상의 물리적특성(길이, 변형,액체누설등)변화를 계측하는 센서를 말한다.

 

 광센서는 왜 필요한가?

 현재, 기존의 계측센서는 거의 대부분이 전기식 스트레인게이지등이 사용되었다. 이 전기식 센서는 일상적인 계측에는 다른 문제점이 없지만 외부에 노출되는 계측과 길이가 긴 다리와 터널 같은 곳이나, 수년 또는 수십년의 장기적인 계측에서는 금속부식, 전자장에 의한 노이즈나, 전력손실, 전선의 길이, 무게등의 문제점을 지니고 있기 때문에 사용하기에 문제점이 많았다. 그래서 이런곳에는 전기가 필요없는 다른 센서가 필요했다. 바로 이런 계측에 부합되는 센서가 광센서이다.

  

교량과 같은 장거리, 다점 계측

 

터널 같은 침하부등의 계측

 

 

광센서의 특징

1. 내,부식성이 없다.

2. 전자장에 의한 간섭(노이즈)이 없다.

3. 전기가 필요없다. 에너지 절약에도 기여

4. 광파이버선이 가벼워 장거리 계측이 쉽다.(전선은 길이가 길어지면 그 무게와 보정문제가 있다)

5. 환경모니터링등 자연노출환경에 계측에 용이하다.

6. 신호왜곡이 적다.  

7. 다점으로 분포계측이 쉽다.

8. 이런 장점에도 설치가격이 고가이다.

 

광센서의 종류

1. FBG형

     광 펄스가 입력되면 굴절률이 다른 코어부에서 특정 파장의 후방 산란광이 발생.

     코어부의 변형에 비례하여 산란광이 시프트 됨. 시프트 된 양을 계측 =>변형계측

     미소변화에 민감하게 계측 할 수 있지만 일정 장력이 광파이버에 가해 지기 때문에 광파이버가 끊어지는 문제 있다.

     온도변화에 대단히 민감하기 때문에 온도변화에 대한 보상에 고도의 기술이 필요하여 이의 보상회로 및 알고리즘이 필요하여

     시스템구성을 위한 가격이 엄청 고가이다.

 

2. B-OTDR형  

    광 펄스가 입력되면 변형이 발생한 부분에서 브릴로이언 산란광이 발생.

    산란광의 시프트량을 계측=>변형계측

    광파이버선상에 가해지는 변형을 분포적으로 계측할 수 있지만 미약한 산란광의 파장변화를 검출해야 하기 때문에 이시스템

    역시 엄청 고가이다. 이 시스템도 광파이버에 일정한 장력이 가해지기 때문에 끊어지기 쉽다.

 

3. OTDR 형

    변형 정도에 따라 후방 산란광의 광량이 변함. 광량을 검출=>변형계측

    B-OTDR과 같은 특성이 있다. 물론 설치비용이 엄청 고가이다.

 

4. 헤테로코어형(Hetero-core Type)

    위 광센서의 많은 단점과 고가의 설치비 뿐만 아니라 모두가 원천기술이 외국이기 때문에 부경대 벤처기업인 "(주)코어시스템"의

    김영복교수(대표)가 수년간의 다양한 연구와 실험을 통해서 새로운 광센서를 개발했다.

    굵기가 다른 광파이버를 융착시켜 헤테로코어부를 만들어서 이 부위가 구부러지게 되면 광누설량이 증가하게 되며 이때 광누설량과

    굽힘 변형간에는 선형적인 특성을 가진다. 이 특성을 이용하여 변위의 물리적인 특성을 이용하여 고정도의 계측을 할 수 있게 만든

    시스템이다. 제작과 실용적인 면에서 획기적인 광센서를 개발했다. 물론 기존 광센서의 1/10 가격으로 광센서의 실용화에 크게 기여하게

    되었다.

 

   광센서의 새로운 도전자 (주)코어시스템

 E-Mail : wmefu@hanmail.net

홈페이지 : http://www.transfixion.jp/coresystem/index.php