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광 스트레인 게이지

전문가 제언: ○ 스트레인은 가해진 힘에 의한 물체의 변형 정도를 의미하며, 연신계 등에 의하여 측정될 수 있으나 장비들이 비교적 고가인 관계로 산업현장에서는 스트레인 게이지(strain gauge)에 의한 측정이 많이 쓰인다. 일반적인 변형 측정 방법에서 스트레인 게이지는 시편의 표면에 에폭시에 의해 접착되며 스트레인 게이지의 양단이 외부회로와 연결되어 변형에 의한 저항의 변화가 측정되게 된다.

○ 그러나 스트레인 게이지를 시편에 접착시켜 사용하기 위해서는 시편 표면의 사전 처리가 필요하며 접착된 스트레인 게이지는 재활용할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 시편에 두 개의 격자무늬를 가진 박막을 겹쳐 부착하여 발생하는 모아레 간섭무늬를 관측 해석하는 방법으로 변형을 측정할 수 있는 방법이 본 특허의 출원인에 의하여 2012년 출원(US 2012/0176629)된 바 있다.

○ 본 특허에서 출원인들은 기존의 특허를 개선하여 쉽게 시편의 표면에 부착과 탈착이 가능한 일체형 스트레인 센서를 제안하였다. 본 스트레인 센서는 격자무늬가 인쇄된 두 개의 박막으로 구성되어 있어 제조단가가 아주 저렴하면서도 변형을 정밀하게 측정할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이 특허에서 출원인들은 청구범위를 제안된 형태에 국한하여 기술하고 있어 여러 가지로 변형된 장치의 제안도 가능한 것으로 보인다. 한 예로 탈 부착형인 스트레인 게이지의 구조는 그대로 사용하되 신호 감지 방식은 광학 대신 전기신호를 사용할 수도 있을 것이다.

○ 국내에서도 스트레인 게이지에 대한 연구는 활발하게 이루어지고 있다. 한 예로 서울대의 서갑양 교수팀(Nature Mat. 11, 795(2012)) 등이 스트레인 게이지 연구로 세계적인 성과를 올리고 있다. 국내 산업체에서도 스트레인 게이지의 응용에 많은 관심을 보여 2000년부터 현재까지 185개의 특허가 출원된 바 있으나 현재 국내에서 시판되고 있는 스트레인 게이지의 대부분이 미국, 일본 등의 제품으로 CAS 등을 제외하고는 국내 제품이 거의 없어 이에 대한 개선이 시급히 요구된다.

저자: ILLINOIS TOOL WORKS INC.
자료유형: 니즈특허정보