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광을 송출하는 광원; 미리 설정된 각도 간격으로 상호 이격되며, 상기 광원으로부터 송출된 광이 각각 전파되면서 역산란광을 생성하는 복수의 광섬유센서; 서로 다른 상기 광섬유센서로부터 생성된 역산란광을 상호 결합하여, 서로 다른 상기 광섬유센서를 연결하는 직선방향의 방향성 광신호를 만드는 광결합기; 및 상기 방향성 광신호를 처리하여 상기 직선방향의 진동을 측정하는 신호처리부;를 포함하며, 상기 광섬유센서는 상하방향으로 지반에 형성된 관측공에 삽입설치되어, 상하방향의 진동, 상기 상하방향과 직교하는 평면상에서 상호 수직한 X축과 Y축의 진동을 측정가능한 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서시스템
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제1항에 있어서, 상기 광섬유센서로부터 생성된 역산란광을 복수의 갈래로 나누는 광분할기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서시스템
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제2항에 있어서,상기 광섬유센서 중 어느 하나는 상기 광섬유센서의 길이방향에 대한 진동을 측정하기 위한 것으로서, 상기 광분할기와 광결합기 사이에 연결되어 상기 광분할기에서 분할된 일부의 역산란광을 전파하는 딜레이 광섬유케이블을 더 구비하며,상기 딜레이 광섬유센서를 통과한 역산란광과 상기 광분할기에서 분할된 역산란광이 상기 광결합기에서 다시 결합되어 상기 광섬유센서의 길이방향에 대한 방향성 광신호를 형성하는 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서시스템
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제2항에 있어서,상기 광섬유센서는 A센서, B센서 및 C센서로 3개 마련되어, 상기 B센서를 기준으로 상기 A센서와 C센서가 서로 90도 각도 간격으로 배치되며, 상기 B센서 및 C센서에서 생성된 역산란광에 의하여 형성된 방향성 광신호에 의하여 X축방향 진동을 측정하며, 상기 A센서와 B센서에서 생성된 역산란광에 의하여 형성된 방향성 광신호에 의하여, 상기 X축방향과 직교하는 Y축방향의 진동을 측정하는 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서 시스템
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제4항에 있어서,상기 A센서와 C센서에서 생성된 역산란광에 의하여 형성된 방향성 광신호에 의하여, 상기 X축방향 및 Y축방향 사이의 XY축 진동을 측정하는 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서 시스템
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제5항에 있어서,상기 광섬유센서는 D센서가 더 마련되며, 상기 D센서는 상기 X축 및 Y축과 각각 직교하는 Z축 방향의 진동을 측정하기 위한 것으로서, 상기 광분할기와 광결합기 사이에 연결되어 상기 광분할기에서 분할된 일부의 역산란광을 전파하는 딜레이 광섬유케이블을 더 구비하며,상기 딜레이 광섬유케이블을 통과한 역산란광과 상기 광분할기에서 분할된 역산란광이 상기 광결합기에서 다시 결합되어 상기 Z축 방향에 대한 방향성 광신호를 형성하는 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서시스템
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제1항에 있어서,상기 복수의 광섬유센서는 하나의 케이블 내에 설치되며, 상기 케이블과 광섬유센서들 사이는 빈 공간이 없도록 충진재에 의하여 채워져 있는 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서시스템
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제1항에 있어서, 상기 광원으로부터 송출된 광을 복수의 갈래로 분할하여 상기 복수의 광섬유센서로 송출하는 광분할기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서시스템
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제1항에 있어서,상기 신호처리부는 방향성 광신호의 위상 변화를 검출하여 방향성 진동을 측정하는 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서시스템
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제9항에 있어서,상기 신호처리부는 방향성 광신호를 120 ° 위상차이가 나도록 3개로 분할하는 광분할기와, 3갈래로 분할된 방향성 광신호를 검출하는 복수의 광검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서시스템
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제1항에 있어서,상기 방향성 진동의 측정은 특정 방향에서의 일측과 타측에서 인가되는 진동을 각각 측정가능한 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서시스템
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제1항에 있어서,상기 광원은 고간섭성 레이저를 송출하는 광원인 것을 특징으로 하는 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서시스템
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상기 청구항 제1항에 기재된 광섬유 센서시스템을 이용하는 방법으로서, 시추공에 삽입된 2개의 광섬유센서에 각각 광을 전파시키면서, 각 광섬유센서로부터 역산란광을 발생시키는 단계; 상기 2개의 광섬유센서로부터 각각 생성된 역산란광을 상호 결합시켜, 2개의 광섬유센서를 연결하는 직선 방향의 진동 정보가 포함된 방향성 광신호를 생성하는 단계; 상기 방향성 광신호의 위상 변화를 검출하여 방향성 진동을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유센서를 이용한 3성분 방향성 진동 측정방법
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상기 청구항 제1항에 기재된 광섬유 센서시스템을 이용하는 방법으로서, 3개의 광섬유센서를 시추공에 설치하되, 중앙에 배치된 광섬유센서를 기준으로 2개의 광섬유센서가 상호 직교하게 시추공에 배치된 상태에서, 상기 3개의 광섬유센서에 각각 광을 전파시키면서, 각 광섬유센서로부터 역산란광을 발생시키는 단계; 상기 3개의 광섬유센서로부터 각각 생성된 역산란광을 2개씩 상호 결합시켜, 2개의 광섬유센서를 연결하는 직선 방향의 진동 정보가 포함된 방향성 광신호를 생성하는 단계; 상기 방향성 광신호의 위상 변화를 검출하여 방향성 진동을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유센서를 이용한 3성분 방향성 진동 측정방법
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제15항에 있어서, 적어도 하나의 상기 광섬유센서에서 발생한 역산란광을 복수로 분할한 후, 분할된 역산란광을 다른 광섬유센서에서 발생한 역산란광과 결합시켜 상기 방향성 광신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광섬유센서를 이용한 3성분 방향성 진동 측정방법
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제14항 또는 15항에 있어서, 상기 방향성 광신호를 120° 위상차를 갖는 3개의 광신호로 분할한 후, 상기 3개의 광신호의 광세기(optical power) 및 DCM 위상 변화(phase difference)를 검출하는 것을 특징으로 하는 광섬유센서를 이용한 3성분 방향성 진동 측정방법
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