요업기술원 시뮬레이션센터·(주)세바
고감도 초음파 유량센서 개발
기존센서보다 음향강도 10% 향상, 유량측정 정밀도 1% 이내, 선형특성도 우수
매출액 증대 효과 13억원 등 연간 15억원 효과 기대, 수입부품 국산화에도 ‘의의’

요업(세라믹)기술원 시뮬레이션센터(센터장 임종인)에서는 유량계 계측 전문업체인 (주)세바(대표이사 김정언, www.seba.co.kr)와의 공동연구를 통해 고감도 초음파 유량센서를 개발했다.
임종인 센터장은 “요업기술원내에 구축된 시뮬레이션을 활용하여 고감도 초음파 유량센서의 개발에 성공했다”며 “파인세라믹 시뮬레이션 인프라가 관련 업체의 세라믹 신제품 개발에 본격적으로 활용되면서 성과가 계속 나타나고 있다”고 밝혔다.
이번에 시뮬레이션센터에 초음파 유량센서의 개발을 요청한 (주)세바는 반도체 산업 및 의료분야의 각종 배관에 적용되고 있는 유량계, 밸브, 지시계 등을 생산하고 있는 산업용 유량계 계측 및 제어분야 전문 기업이다.
이 회사에 따르면 기존 외접형 초음파 유량계에 사용되는 초음파 유량센서의 경우 제품 간 편차가 커서 사용처의 유체에 따라 개별 보정이 필요하고 수율이 낮아 원가 상승의 요인으로 작용했다고 한다. (주)세바의 김정언 사장은 “이같은 상태에서 산업용 유량계 업체의 요구에 대해 능동적으로 대처하고 관련 제품의 다양화를 도모하며 대외 경쟁력 확보를 위해 기존의 수입센서를 사용한 초음파 유량계 시스템을 대체할 수 있는 고감도 초음파 유량센서의 개발을 요업기술원측에 의뢰하게 되었다”고 설명했다.
이에 요업기술원에서는 세바의 개발 요청을 받아들여 초음파 센서의 핵심소자인 압전세라믹스 재료와 후면층을 개발한 데 이어 초음파 센서에 대한 시뮬레이션을 통해 디바이스 구성부품까지 최적화했다고 한다. 또한 개발된 제품에 대한 음향신호의 방사특성 등 초음파 센서의 다양한 특성을 분석하고 설치된 관의 재질과 유량변화에 따른 개발센서의 동작특성을 터빈 유량계 등과 비교하여 검증하기도 했다.
그 결과 기존 센서보다 10배 정도 향상된 음향감도 특성을 보유한 센서를 개발하는데 성공했다. 또 개발센서는 1% 이내의 유량측정 정밀도와 우수한 선형특성을 보유한 것으로 분석됐다고 한다.
이번 개발로 (주)세바에서는 원가절감 및 수입대체 2억원, 매출액 증가 13억원 등 연간 총 15억원의 효과가 발생할 것으로 기대하고 있다. 김정언 사장은 “이번 초음파 유량센서의 개발은 기존에 수입하던 부품의 국산화를 이뤄냈다는 데도 의의가 있다”며 “앞으로도 지속적인 연구를 통해 다양한 모델을 개발해 나갈 것”이라고 밝혔다.
한편 재료설계, 제조공정 최적화, 응용부품 시뮬레이션 분야에서 40여종의 인프라를 확보하고 있는 시뮬레이션센터에서는 앞으로도 산업체, 특히 중소기업들의 신제품 개발과 제조공정 최적화를 위해 기술상담, 공동연구, 교육 등 다양한 기술지원 활동을 지속적으로 확대해 나갈 계획이다. 임종인 센터장은 “이를 통해 시뮬레이션 기술을 산업계 전반으로 확대시켜 파인세라믹산업의 경쟁력을 제고해 나갈 것”이라고 밝혔다.                             문의 02-3282-7778             
<박미선 기자>   

사진.산업용 초음파센서