초음파 증폭 미세 누출 탐지기술 개발…10만원 대 상용화 기대

정부출연연구기관이 배관에서 누출이 발생하는 즉시 감지하고 진단하는 기술을 획기적으로 발전시키는데 성공했다. 더구나 기존 제품들보다 수백 배 저렴한 가격으로 상용화가 기대되면서 실생활에서 많은 도움을 줄 것으로 기대된다.

21일 한국원자력연구원과 한국전자통신연구원 KSB융합연구단에 따르면 국가과학기술연구회 미래선도형 융합연구단 사업인 '자가학습형 지식융합 슈퍼브레인 핵심기술 개발' 연구에서 '스마트센서 기반 플랜트 초저전력 지능형 누출감시진단 기술'을 개발했다.

원자력연구원의 누출탐지 기술과 전자통신연구원의 AI 기술을 융합시켜 개발한 이 기술은 1.7기압 배관에 생긴 0.2㎜ 크기의 작은 구멍에서 1분당 90㏄의 누출이 발생했을 때 스마트 무선센서를 통해 누출신호를 탐지해 낸다. 더군다나 5m 이상의 먼 거리에서도 탐지가 가능하다.

이 기술은 스마트 무선센서로 초미세 누출신호를 감지하고 증폭시켜 인공지능 추론서버를 통해 누출 여부를 실시간으로 판단한다. 99%의 진단 정확도는 물론이고 상용 제품 대비 최소 200배 저렴하게 공급할 것으로 예상돼 상용화가 빠를 것으로 기대되고 있다.

또 9,000㎃h 건전지 한 개로 36개월간 누출을 감시할 수 있는 세계 최초의 초저전력 스마트센싱 기술이어서 기존 무선 누출 감지 기술의 최대 약점으로 꼽히던 잦은 배터리 교체 문제를 획기적으로 해결해 냈다는 평이다.

기존의 초음파 대역 탐지기술의 경우 누출이 미세하거나 주변 소음이 큰 경우 탐지하기 어려웠다. 초음파 대역의 신호는 누출여부를 정확히 탐지할 수 있는 반면, 신호의 강도가 매우 약해 신호 증폭이 반드시 필요했었다.

연구팀에 의해 개발된 이 기술은 누출 신호를 무려 45만 배 증폭시켜 5m떨어진 곳에서도 충분히 신호를 감지할 수 있고, 인공지능 추론을 통해 99% 정확도로 누출 여부를 정확히 판단할 수 있다.

현재 시중에 있는 신호 탐지기들은 누출을 정확하게 판단하지 못하고 의심 정보만 수집할 할 뿐 아니라 초고용량 배터리와 컴퓨터를 사용해 가격이 비싸다.

하지만 이번 '초저전력 누출진단 기술'은 자체개발한 초저전력 누출감지 센서모듈과 저가형 인공지능 서버(라즈베리파이나 오드로이드)를 사용해 10만 원 대의 가격에 상용화 될 수 있을 것으로 보여, 가정 내 누수로 인한 피해를 최소화 시키는 등 다양한 분야에서 폭 넓은 수요가 예상된다.

원자력연구원 박원석 원장은 "정부출연연구기관이 각자의 전문분야를 융합해 새로운 기술을 개발한 대표적인 사례"라며, "배관 누출은 안전에 직접 영향을 끼치는 사안인 만큼, 산업계와 국민 생활 안전에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

 

전자통신연구원 표철식 단장은 "현재 다양한 기업들과 기술이전을 통한 실용화를 협의하고 있다"며, "본 기술의 사업화가 신기술 적용에 대한 신뢰도를 높이고 융합연구 성과 확산을 촉진시키는 계기가 될 것”이라고 말했다.