극한 환경에서도 측정이 가능한 초음파 도파관 형태의 온도 센서

전문가 제언

○ 엔진이나 원자로 등의 내부는 극도의 고압, 고온 환경이거나 또는 부식성이 강한 기체나 액체가 존재할 수 있어 온도 등의 물리적 특성을 직접 측정하기가 매우 어렵다. 이러한 환경에 직접 센서를 넣어 측정할 경우 센서나 측정 연결 장치가 쉽게 파손되어 장치의 보수 및 교체에 큰 비용이 발생할 수 있다. 센서의 파손을 막기 위하여 센서를 비교적 안전한 곳에 위치시켜 측정한 후 그 결과를 외삽하여 값을 추산하는 방법도 있으나 그 정확도가 떨어진다.

 

○ 본 특허에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 터빈 엔진 연소실 안에 직접 장치된 세라믹 센서를 초음파 도파관으로 연결하여 측정 신호를 수신하는 방법을 채택하였다. 본 특허의 핵심은 세라믹 센서의 온도 변화에 따라 초음파의 전파 속도가 달라진다는 데 근거를 두고 있으며 본 특허에서는 자세히 소개되어 있지 않으나 본 특허를 실용화하기 위해 측정치를 온도로 환산하는 알고리즘도 개발된 것으로 보인다.

 

○ 본 특허에서 출원자는 청구범위를 온도에 국한시키고 있으나 적절한 센서를 선정할 경우 다양한 물리적 특성도 측정 가능할 것으로 보인다. 한 예로 센서를 압력에 따라 부피의 변화가 큰 센서를 사용할 경우 초음파 전파를 통하여 압력의 변화나 진동을 용이하게 측정할 수 있을 것으로 기대된다. 본 특허를 회피하는 방법의 하나로는 초음파 도파관으로 금속 와이어를 사용하는 대신에 속이 빈 튜브를 사용하는 방법도 고려될 수 있다.

 

○ 국내에서도 초음파를 이용하는 계측기기의 연구가 비교적 활발하게 이루어지고 있어 한국표준과학연구원이 초음파 유량계에 대한 많은 연구를 수행하고 있다. 초음파 도파관에 대해서는 서울대, 숭실대 등에서 학술 차원의 연구가 이루어지고 있으며 응용으로는 초음파 도파관을 이용한 3차원 영상(WO 2011/052902)에 대한 특허가 엄원식 등에 의하여 출원된 바 있으나 초음파 기술을 계측기기와 접목하는 연구는 아직 미진한 실정으로 이 분야에 대해 긴밀한 학연산 협력이 요구된다.

 

저자

ETEGENT TECHNOLOGIES LTD.

자료유형

니즈특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2015

권(호)

WO20150099884

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

~33

분석자

김*구

분석물

• 극한 환경에서도 측정이 가능한 초음파 도파관 형태의 온도 센서.pdf [447,551 byte]

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