일본산업뉴스요약

레이저로 공장 내의 진동 계측
OKI, 비접촉으로 이상 진동 감지

OKI는 레이저광을 사용해 비접촉으로 미세한 진동을 조사하는 기술을 개발했다. 광통신에서 사용되는 빛을 진동하고 있는 물체에 조사(照射)해 반사돼 온 빛과 비교한다. 1대의 신호처리 기기에서 복수의 광파이버로 연결해 스위치를 바꾸면서 사용하면 많은 지점에서 진동을 측정할 수 있다. 공장이나 플랜트에 설치된 기기의 이상 감지 등에 응용할 수 있을 것으로 보고 있다. 다른 기업과 연계해 실증실험을 추진, 2021년에 실용화할 계획이다.

IoT(사물인터넷)의 보급에 따라 공장이나 플랜트의 장치를 인터넷에 연결된 센서로 감시하는 기술에 이목이 집중되고 있다. 기계의 회전부품 등이 열화하면 평상 시와는 다른 작은 진동이 검출된다는 사실을 이용, 항상 모니터링해 두면 고장을 조기에 발견할 수 있을 것으로 기대를 받고 있다.

진동 센서는 대상물에 접촉시켜 사용하는 타입이 일반적이다. 그러나 온도가 높은 기계에는 설치를 못하거나 장착 방식에 따라 측정 정밀도가 바뀌는 것이 문제였다. 비접촉으로 측정하는 고성능 센서도 실용화되었지만 고가이기 때문에 공장 안의 여러 지점에 설치하기에는 비용이 많이 든다.

연구 그룹은 광통신에서 사용하는 레이저광을 사용. 진동하고 있는 물체에 조사해 반사광을 원래의 빛과 간섭시켜 진동을 측정하는 기술을 개발했다. 1대의 신호처리 단말에서, 레이저광을 조사하거나 수광을 담당하는 렌즈를 광파이버로 연결해 사용한다. 언어처리의 기술 등도 조합해 약 0.1마이크로미터(마이크로는 100만분의 1)의 미세한 진동까지 계측할 수 있을 것으로 보고 있다.

복수의 렌즈를 연결해 스위치를 바꾸면서 사용하면 많은 지점의 진동을 조사할 수 있다. 넓은 공장에서 사용할 경우에도 1대의 신호처리 단말에서 광파이버를 둘러쳐서 렌즈를 설치하기만 하면 여러 기계의 진동을 측정할 수 있다. 각각의 지점에 신호처리 단말을 둘 필요가 없기 때문에 비용을 줄일 수 있다.

실험에서는 반도체 공장의 기계 등에서 사용되는 진공 펌프의 진동을 측정했다. 약 50cm 떨어져 레이저광을 조사한 결과, 기계에서 발생한 작은 진동까지 계측할 수 있었다. 섭씨 약 100도에 달하는 표면 온도나 메인터넌스의 문제 등으로 인해 지금까지의 접촉 타입의 센서로는 계측이 어려웠었다.

앞으로는 기업과 연계해 실증실험을 추진한다. 발전소의 기계 이상 감지나 엔진 등의 자동차 부품의 평가 등에 사용할 수 있을지 검토한다. OKI의 후지이(藤井) 팀리더는 “계측한 진동 데이터를 인공지능(AI)으로 학습시켜 이상을 감지하는 기술과 조합해 나갈 생각이다”라고 말한다.

 -- 끝 --