탄성파 감지해 대형설비 사고 막는다

프리앰프 내장 탄성파 전기 센서 기술 개발
이상 징후 사전에 파악해 대형사고 예방

김인성 한국전기연구원 박사가 연구성과를 소개하고 있다

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 탄성파를 감지해 설비의 열화나 고장 징후를 사전에 알아낼 수 있는 센서를 개발했다.

김인성 한국전기연구원 전기변환소재연구센터 박사의 연구팀은 탄성체로부터 전달되는 미세한 진동(탄성파)을 감지해 각종 설비나 시설물의 열화나 고장 징후를 사전에 진단할 수 있는 '프리앰프(Pre-amp) 내장형 전기 센서 기술'을 개발했다고 10일 밝혔다.

이 센서는 설비 자체로부터 발생하는 탄성파를 감지해 설비의 열화나 고장 징후를 사전에 모니터링해 대형 사고를 막을 수 있는 시스템 센서다. 탄성파는 대상물질이 변형되거나 끊어질 때 발생하는 일종의 파동이다.

'프리앰프 내장 탄성파 전기 센서' 주요 부품

연구팀은 작은 탄성파를 발원 지점에서 증폭하는 프리앰프를 내장해 측정을 방해하는 소음 차단선을 선진국의 제품(미국 PAC사 기준)과 동일한 25dB 수준으로 만들었다. 다년간의 연구로 보유한 '압전 기술'을 통해 선진국 제품(80dB)보다도 높은 85~90 dB 수준의 측정 감도를 가지는 '프리앰프 내장형 탄성파 전기 센서(AE Sensor)'의 국산화에 성공했다.

특히 기존 센서 소재로 사용되던 납을 대체하는 무연소재도 새롭게 개발하고 이를 적용한 친환경 탄성파 전기 센서를 국내 최초로 선보였다. 유해물질 사용제한(RoHS) 지침에 따라 내년 7월부터는 전기·전자기기 내에 납의 사용이 제한된다.

연구 책임자인 김인성 박사는 "이번에 개발한 센서는 국가 안전 진단 부문의 경쟁력 강화와 4차 산업혁명 핵심산업인 자율주행차, 지능형 공장, 스마트 헬스케어 등 다양한 분야까지 확대 적용할 수 있는 잠재성 높은 기술"이라며 "현재는 지정된 공진 주파수 대역의 탄성파를 감지하는 센서 단계이지만, 향후 대역폭을 넓혀 광대역 및 가속도가 포함된 복합형 센서까지 개발할 예정"이라고 밝혔다.

'프리앰프 내장 탄성파 전기 센서' 주요 부품

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr