한국표준과학연구원(KRISS)은 검사 대상에 센서를 직접 부착하지 않고도 모든 방향의 결함을 정밀하게 찾아낼 수 있는 초음파 센서 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

비파괴 검사는 구조물을 파괴하지 않고 초음파 신호를 이용해 내부 결함을 찾아내는 안전 검사 기술로, 항공우주·원자력·대형 플랜트 등 안전이 최우선시되는 산업 현장에서 구조물의 신뢰성을 확보하는 핵심 기술로 꼽힌다.

KRISS 비파괴측정그룹은 매개체인 유도관을 통해 초음파 신호를 감지하는 센서 영역이 검사 대상 표면에 직접 닿지 않도록 원격 설치, 고위험 조건에서도 운용할 수 있는 새로운 형태의 센서를 개발했다.

핵심 기술은 원통형 유도관 내부에서 마치 빨래를 짜듯 '비틀림 진동'을 일으킨 뒤 이를 고르게 정렬해 검사 대상에 전달하는 것이다. 이 방식을 활용하면 센서를 검사 대상과 멀리 떨어뜨려 설치해도 전 방향으로 파동이 균일하게 퍼져 정밀한 검사가 가능하다.

특히 유도관은 다양한 재질과 형상으로 설계할 수 있고, 끝단을 구조물 곡면에 맞게 절삭할 수도 있어 다양한 환경 조건과 복잡한 형태 구조물에도 안정적으로 적용할 수 있다.

실험 결과, 개발된 센서는 약 95%의 방향 균일성과 고순도 파동을 구현해 전 검사 구간에 걸쳐 고른 신호를 포착할 수 있는 성능을 입증했다고 연구팀은 설명했다.

신호 강도 역시 기존 방식보다 13.7배 이상 향상돼 넓은 영역에 대한 신속한 스캐닝과 정밀 영상화가 가능해졌다고 덧붙였다.

승홍민 선임연구원은 "기존 비파괴 검사가 불가능했던 극한 환경 구조물의 실시간 모니터링을 할 수 있어 산업 현장의 안전성을 한층 높일 것"이라며 "비싼 가격의 센서를 여러 개 배치하는 대신 저렴한 유도관 구조의 단일 센서만으로도 넓은 영역을 검사할 수 있어 검사 비용을 대폭 절감할 수 있을 것"이라고 말했다.