발전 설비, 현수교, 오일탱크 등 대형 구조물의 이상 징후를 정밀 감지할 수 있는 탄성파 전기 센서 기술이 개발됐다. 자연재해로 인한 구조물 안전과 전기·에너지 관련 설비의 안정적 유지 관리에 기여할 전망이다.
한국전기연구원(KERI·원장 최규하)은 김인성 전기변환소재연구센터 연구팀이 구조물에서 나오는 미세 진동(탄성파)을 감지해 각종 설비나 시설물 변형, 균열, 열화 등 고장 징후를 사전에 파악할 수 있는 '프리앰프(Pre-amp) 내장형 전기 센서와 센서 시스템'을 개발했다고 10일 밝혔다.
탄성파는 구조물이 변형되거나 소재가 끊어질 때 발생하는 미세한 진동, 즉 파동의 일종이다.
연구팀은 파동을 증폭하는 '프리앰프'를 내장해 측정 방해 소음은 대폭 줄였고, 축적한 압전기술을 적용해 센서 측정 감도는 크게 높였다.
시험 결과, 센서 소음 차단선은 25데시벨(dB)로 선진 제품과 동일했고, 측정 감도는 85~90dB로 더 우수했다. 기존 센서 소재인 '납'을 무연소재로 대체해 친환경적이다.
개발 센서와 센서 시스템은 △원자력·화력·풍력·수력 발전소의 각종 설비와 부품 △대형 변전소 변압기와 차단기 △오일 탱크를 비롯한 대형 유조선 구조물 △대형 현수교 주탑과 로프 △콘크리트나 토목 구조물 등에 적용할 수 있다.
연구팀은 기술 완성도를 높이고 경남 창원 '강소연구개발특구사업'과 연계해 센서 양산과 상용화를 추진한다. 향후 대역폭을 넓혀 광대역 및 가속도 포함 복합형 센서도 개발할 계획이다.
김인성 책임연구원은 “그린뉴딜 정책으로 주목받는 풍력 발전기의 축, 베어링, 기어 손상, 오일 오염 등을 미리 측정할 수 있어 안정적 설비 운영에 기여할 것”이라며 “국가 안전산업 경쟁력 강화는 물론 자율주행차, 지능형 공장, 스마트 헬스케어 등 다양한 분야로 확대할 수 있는 잠재성이 높은 기술”이라 말했다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.com
