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철로가 끊어지거나 기차바퀴에 이상이 생기면 많은 사람이 다치는 대형 열차사고가 유발될 수 있다. 미국 일리노이대학의 과학자들이 철도와 기차바퀴의 결함을 알아내 기차의 안전운행을 도와주는 광섬유 센서를 개발했다고 2월 6일 미국 뉴스와이즈가 보도했다.

광섬유를 철로에 에폭시나 테잎으로 부착시켜 철도 상태를 알아내는 방법이다. 철로에 설치된 광섬유 센서에는 일정한 광학 신호가 전달된다. 열차가 철로를 지나면서 광섬유 내부에 흐르는 광학 신호에 혼선이 발생한다. 즉 전송 신호를 일정한 간격으로 측정해 변화도를 알아내면 열차의 위치와 속도를 감지할 수 있다. 이때 혼선이 발생한 지점까지 거리를 측정하면 철도 상태를 파악하는 기능 외에도 기차의 위치와 속도를 알아내는데도 이용될 수 있다.

일리노이대 전자·컴퓨터공학과 교수인 추앙 선리엔은 “이 장치는 광섬유로 신호가 전달될 때 손실되는 신호를 펄스탐지기술을 이용해서 거리의 함수로 측정하는 방법을 이용했다”고 센서의 적용 원리를 설명했다.

이 외에도 광섬유가 휘어지면 빛이 광섬유 밖으로 유출돼 신호가 약해지는 극소변형효과를 이용한 센서도 개발됐다. 연구팀은 철도에 가해지는 압력에 따라 달라지는 신호의 세기를 측정해, 열차가 센서 위를 통과할 때 바퀴와 철로 사이의 힘을 비교함으로써 바퀴의 결함 여부를 판명할 수 있다고 말했다.

추앙은“광섬유 센서는 24시간 내내 작동하며, 외부의 전자기적 간섭에도 영향받지 않는다”고 말했다. 광섬유 센서는 현재 미국철도협회(AAR)의 운송기술센터에서 시험중이다.
 

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