일반기술

광섬유-평면도파로 결합기의 결합파장 이동을 이용한 광섬유형 침수 감지 센서

본 기술은 맨홀내의 통신용 광섬유의 침수여부를 실시간으로 감지할 수 있는 센서의 제작에 관한 것이다. 이를 위하여 본 기술은 광섬유의 측면을 일부 연마하고 연마된 상부에 유리로 된 평면 도파로를 형성하였으며 이 부위가 침수를 감지할 수 있는 센서의 역할을 할 수 있도록 하였다. 지하관로에 물이 찰 경우 센서 표면의 유리로 된 평면 도파로 위에 물이 접촉되고 물에 의해 굴절률이 변하여 파장 전이가 일어나고 이에 따른 광전력의 손실유무를 관측하여 침수위치를 정확하게 알 수 있게 한다. 본 기술이 기존의 방식과 구별되는 특징은 침수 시에 출력 단에서 검출되는 광전력이 줄어드는 것이 아니라 증가하는 것에 있으며 이로 인하여 센서의 신뢰성을 개선하고 다중지점 관측을 할 수 있게 한다. 또한 편광의존성이 없으며 실시간으로 침수위치를 파악할 수 있고 반영구적으로 사용할 수 있어 신뢰성을 확보하였으며 이의 제작도 비교적 용이한 구조를 갖고 있다.1) 측면 연마된 광섬유와 평판유리 평면 도파로 결합기를 이용하여 광섬유의 침수를 감지하는 센서의 제작과 침수센서로 활용할 수 있다.2) 광섬유의 침수가 검출되었을 때 센서의 출력 광전력이 증가되는 특성으로 인하여 침수 시 출력 광전력이 손실되는 구조보다 데이터의 신뢰성이 더욱 높다.3) 다중점 침수를 동시에 감지했을 때 먼 곳에 설치된 센서가 마스킹 되지 않게 한다.4) 센서의 응답이 1초 이내의 즉각적인 응답이므로 침수위치를 신속하게 파악하게 하는 단계와 초기 검출된 출력특성이 시간에 따라 변하지 않게 함으로써 시간의존성이 없게 된다.5) 유리가 센서의 표면재질로 이용됨에 따라, 유리의 특성상 물에 대하여 물리적, 화학적인 내구성이 뛰어나므로 반영구적으로 사용할 수 있고 침수 후 복구된 뒤에도 초기상태의 기능을 회복하므로 이를 재활용할 수 있다. 6) 침수를 발생시키는 수질의 정도, 수량, 수질의 정보를 관측, 분석하여 정량화된 자료를 제시할 수 있다. 7) 해석 자료를 근거로 침입수/유입수의 종류를 분석하고 폐유, 해수, 생활하수의 유입 시 오염을 방지하기 위한 운영 자료로 활용가능하다.8) 다중점 침수 감지 가능하므로 네트워킹 할 수 있고 GIS와 연동할 수 있다.9) 정규적인 데이터 수집을 통하여 침수 발생량 및 수질 예측이 가능하고 지하관로 유지 및 관리 시스템의 기초 자료를 구축하여 지역현황에 적합한 관리침수 예측 모델을 설정할 수 있다.10) 센서의 구조가 광섬유 형이므로 기존의 광통신망과 접속이 용이하다. 11) 제조가 용이하고 제조 단가가 저렴하다.