R&D연구능력 배가… 광섬유 센서분야 '최고' 노린다

3년간 'FBG 기반 경사계' 개발… 기존 센서시스템 단점 해결 건설·산업계 다방면 사용

[창간 60주년 중소기업, 산학연 협력이 희망이다]-6. 기업부설연구소사업 우수사례 : 건양대 의공학과 장윤승 교수팀-FBG TECH

▲ 건양대 의공학과 장윤승 교수팀 연구실 모습.

▲건양대 의공학과 장윤승 교수팀=건양대 의공학과 장윤승 교수팀과 FBG TECH(대표 이금석)는 산학연협회 기업부설연구소사업으로 2007년 6월부터 지난해 3월까지 FBG (Fiber Bragg Grating·광섬유격자)기반 경사계를 개발했다.

이 사업 수행 효과로 신제품 런칭, 사업 파트너 4개사 신규 확보, 지난해 20억원 매출, 연구인력 3명 확보 등 눈에 띄는 성과를 올렸다.

또 연구개발의 성과로 얻어진 광섬유 FBG 각도센서와 FBG 변형률센서를 이용하면 곡선단면 수직변위(Convergence) 측정, 터널 전단면 내공변위, 원자력발전소 격납건물, 지하 연속벽 탱크구조물 수축팽창거동 계측 등이 가능하다.

또한 교각이 높은 장대교량의 경우, 직접 인력이 접근하기가 힘들고 지지점의 부재로 직접 처짐의 계측이 불가능할 경우, 처짐 곡선(Curvature)을 구하는 방법으로 수직 처짐을 측정할 수 있다.

이번 사업지원으로 얻은 개발기술은 구조물의 계측분야에서 기존의 센서시스템으로 계측이 어려운 부분을 해결함으로써 새로운 수요를 창출, 더 나아가 틈새시장으로의 침투를 가능하게 하는 핵심기술의 무궁한 잠재력을 인정받고 있다.

또 고정밀도의 광섬유 FBG센서의 시공실적과 기술평가를 간접적으로 실현함으로써 건설, 산업분야에서 새로운 시스템을 도입할 때마다 겪어야 했던 신제품에 대한 불신이나 거부감도 완화 시킬 수 있을 것으로 판단된다.

구조물 유지관리계측 시장에 관련분야 기술개발의 촉진을 비롯, 정밀한 계측이 가능해짐으로써 전자식센서로는 그동안 계측이 곤란했던 전력구용 실드(Shield) 터널이나 매우 정확한 측정이 필요한 원자력발전소의 격납건물 건전성평가(Structural Intensity Test:SIT)에도 활용할 수 있다.

2002년 한국센서연구협동조합 발표에 따르면 4635억원에 달하는 국내 대체시장과 9조2700억원에 달하는 세계 대체시장 선점과 수입대체 효과를 기대하고 있다.

장윤승 교수는 산학현장 관련 SCI 논문 1편, 국내등재지 4편을 비롯한 논문업적과 공동기술개발과제 9건, 지식경제부장관상(2010년), 충남도지사상(2009년) 등 다양한 부분에서 연구업적을 인정받고 있다.

▲ FBG TECH 연구소 모습.

▲FBG TECH=FBG(Fiber Bragg Grating·광섬유)센서는 광케이블에 광파장을 입사시켜 이 광입자의 광 파장변화량을 검출, 계측 대상의 물리적 특성(길이, 변형, 액체누설 등)의 변화를 계측한다.

토목구조물 상시 모니터링용과 정보통신분야 통신 소자로 활용범위가 점차 확대되고 있다.

신뢰성 및 계측 정밀도 향상과 중요 플랜트 내 안전 사용과 분포형 계측 등이 가능하다는 장점을 가지고 있다.

또 1개의 광섬유 케이블에 최대 30개 정도의 광섬유 센서 종속 접속이 가능해 화재감지, 침입자감지, 토목 구조물의 건전성 감시 등 여러 기능을 동시에 수행한다.

FBG TECH(대표 이금석)는 기존의 전기식 계측 센서의 문제점(금속부식, 전자장에 의한 노이즈, 전력손실, 전선의 길이, 무게)등을 개선하기 위한 광센서 연구·개발에 매진하고 있다.

자체 기술력을 통한 광섬유센서 개발 제품을 2007년부터 현재까지 건설현장에 적용, 설치하고 있다.

2008년 매설형 광섬유센서 고정구 (실용신안, 대한민국), 광섬유격자센서용 고정구 (등록, 대한민국, 미국, 캐나다, 유럽), 광섬유 센서를 이용한 각도 측정방법(등록, 대한민국), 광섬유격자센서 패키지(등록, 대한민국) 등 관련 특허 7건을 보유, 지난해에는 2배가 늘어난 14건의 특허를 보유하는 등 독자적 기술을 개발 중이다.

관련 제품 적용된 곳은 부산지하철터널(2008년), 대구지하철터널(2008년)을 비롯해 국내 최초 댐시설 분야 광섬유센터(2009년), 순수 국내 기술로 제작된 국내 최초 남극탐사선 광섬유센서(2009년) 설치, 4대강 살리기 함안보 건설현장(2010년) 등 건설현장부터 산업 현장까지 다방면에 설치되고 있다.

FBG TECH는 2007년 6월부터 지난해 3월까지 산학연협회 기업부설연구소 사업 지원을 받아 과제 수행시 2명이었던 연구원이 5명으로 늘었다.

또 매출실적도 2007년 2억7000만원에서 지난해 6억원으로 성장했다. /배문숙 기자