Journal of Advanced Marine Engineering and Technology

The Korean Society of Marine Engineering (한국마린엔지니어링학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Micro-optic Submersion Detection Systems using In-line Fiber Collimator

광섬유형 콜리메이터를 이용한 마이크로 광학 누수감지 시스템

  • 손경락 (한국해양대학교 전자통신공학과)
  • Received : 2011.02.07
  • Accepted : 2011.05.15
  • Published : 2011.05.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, two types of micro-optic submersion detection systems are proposed and demonstrated. The structures are based on the transmission and reflection of incident light, respectively. Two collimators are separated by 10 mm and installed face to face in straight line. The incident light transmits from one side of collimator to the other through the air, but the optical loss is below 1 dB. On the other hand, when the sensors are submersed into water, most of optical power scattered into water. The systems monitor the dramatical power change to alarm the submersion. Reflection type of sensor system has a Bragg grating at the end of the sensor for back-reflection of sensing signal. This is for simple configuration of systems. The performance of two sensor systems are described in detail.

본 논문에서는 콜리메이터를 이용한 투과형과 반사형의 마이크로 광학형 누수감지 센서 시스템을 제안하고 실험하였다. 센서는 빛을 송신하고 수신하는 두 개의 콜리메이터가 10 mm 정도 떨어져서 마주보는 형태로 구현되어졌다. 센서가 공기 중에 노출된 경우 송신 콜리메이터에 나온 빛은 공기를 투과하여 수신 콜리메이터로 전송되어 일정한 출력 광 전력을 유지한다. 그러나 액체속에서는 송신된 빛이 산란되어 수신단으로 전달되지 못하므로 침수를 감지한다. 반사형의 경우 광섬유형 격자를 센서 끝단에 설치함으로서 센서에서 반응한 광 출력 정보가 입력단으로 다시 되돌아 올 수 있게 하여 시스템의 모니터링 구조를 단순화 하였다. 또한 두 시스템의 동작 특성을 비교하여 제시하였다.

Keywords

References

  1. K. S. C. Kuang, S. T. Quek, and M. Maalej "Remote Flood monitoring system based on plastic optical Fibres and wireless mote," Sens. Actuators A, vol. 147, pp. 449-455, 2008. https://doi.org/10.1016/j.sna.2008.05.030
  2. K. R. Sohn and J. H. Shim, "Liquidlevel monitoring sensor systems using fiber Bragg grating embedded in cantilever," Sens. Actuators A, vol. 152, pp. 248-251, 2009. https://doi.org/10.1016/j.sna.2009.04.003
  3. C.-H. Lee, J.-H. Kim, J.-H. Park, and J.-W. Song, "Reflective side-polished optical fiber submersion sensor using an optical fiber mirror for remote sensing", IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 19, no. 8, pp. 583-585, 2007. https://doi.org/10.1109/LPT.2007.894280
  4. A. A. Kazemi, C. Yang, and S. Chen, "Fiber optic cryogenic liquid level detection system for space application", Proc. of SPIE, vol. 7314, 73140A-1, 2009.
  5. M. Lomer, J. Arrue, C. Jaurequi, P. Aiestaran, J. Zubia, J. M. Lopez-Higuera, "Lateral polishing of bends in plastic optical fibers applied to a multipoint liquid-level measurement sensor", Sens. Actuators A, vol. 137, pp. 68-73, 2007. https://doi.org/10.1016/j.sna.2007.02.043
  6. 손경락, 계광현, "광섬유형 방향성 결합기의 광분배비를 이용한 수위센서 연구", 한국마린엔지니어링학회지, 제34권, 제6호, pp. 90-95, 2010. https://doi.org/10.5916/jkosme.2010.34.6.846
  7. K. H. Key, H. P. Kim, K. R. Sohn, "Development of optical dual-sensors for submersion monitoring using zigbee-based wireless sensor networks", J. of Kor. Sensors , vol. 19, no. 3, pp. 184-190, 2010. https://doi.org/10.5369/JSST.2010.19.3.184