한국광기술원(원장 신용진)은 김경화 지능형광IoT연구센터 박사팀이 엔지니어링 서비스 전문업체 미래건설안전(대표 윤양실)과 공동으로 교량 안전진단을 위해 레이저 센서를 이용, 교량 하중에 대한 변위를 실시간으로 계측할 수 있는 '비접촉 레이저 검사 기술'을 개발했다고 7일 밝혔다.
기존 교량 안전진단을 위한 변위 계측은 주로 접촉식 센서를 사용했다. 고정된 하나의 기준점으로부터 계측지점 위치 변화를 파악하기 때문에 하천·바다·도로·철도 등 교량 하부 환경에 따라 설치가 어렵거나 제한되는 어려움이 있었다.
특히 교량과 같은 거대 구조물의 경우 넓은 범위 계측을 위한 다수의 센서가 필요해 케이블 설치와 신호 오류 등과 같은 문제가 발생한다. 설치 위험성이 크고 장시간 교통 통제도 빚어진다. 비전 센서와 같은 비접촉 센서도 원격 변위 측정이 가능하지만 아주 적은 위치의 변화량(미소 변위) 측정이 어렵고 고가라는 단점을 갖고 있다.
연구팀이 개발한 레이저 센서 계측은 원거리에서 사용 가능한 비접촉 방식으로 교량 안전진단을 위해 중량이 있는 물건을 통해 지반에 압력을 가하고 그때 지반 반응을 관찰 측정하는 시험방법인 재하시험에 적용할 수 있다. 교량 측정점 수광부의 레이저 빔 입사 위치별 출력값으로 교량 변위를 산출한다. 접촉식 센서에 의한 실제 교량 재하시험 측정 데이터와 비교해 높은 정확도를 검증했다.
원거리에서도 정밀하게 계측할 수 있고 구조가 단순해 다양한 노이즈 요인으로부터 강건한 계측이 가능하다. 설치 및 해체 작업이 간단하고 계측 데이터는 무선통신을 통해 컴퓨터로 전송·저장해 사용자 데이터 관리가 편리하다.
연구팀은 교량뿐만 아니라 접근이 어려운 구조물 변위 계측에 적용하는 등 다양한 시설물 유지관리 시스템에 널리 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
김정호 지능형광IoT연구센터장은 “교량 안전진단 기술을 통해 재난 안전을 위한 시설물 유지관리 시스템 분야를 확장할 수 있을 것”이라며 “광-ICT 융합기술 거점기관으로서 국내 시설물 안전진단 기술 관련 분야의 산업 생태계 활성화에 최선을 다하겠다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
